Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Действие картолина-2 на устойчивость этилированных проростков ячменя к тепловому шоку

ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Действие картолина-2 на устойчивость этилированных проростков ячменя к тепловому шоку"

* 81 * Вм

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. И.В.ЛОМОНОСОВА'

БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи

Ефремов Данил Петрович

ДЕЙСТВИЕ КАРТОЛИНА-2 НА УСТОЙЧИВОСТЬ ЭТИОЛИРОВАННЫХ ПРОРОСТКОВ ЯЧМЕНЯ К ТЕПЛОВОЗУ ШОКУ.

03.00.12 - физиология растений

АВТОРЕФЕРАТ Диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических н&ук

Москва, 1991

Работа выполнена в Ордена Трудового Красного Знамени Институте физиологии растений ни« К*А»Тимирязева АН СССР в биохимической лаборатории экспрессии генома растений.

Научный руководитель - доктор биологических наук

профессор О.Н.Кудаева.

Официальные оппоненты - доктор биологических наук Л.Д.Прусакова - кандидат биологических наук Л.Г.Косулпна

Ведущее учрездение - Всесоюзный Научно-ИсслодовательскнЯ Институт Химических Средств Защиты Растений.

Защита состоится уУ" /^¿^¿у^/' 1991 ца заседании Специализированного совета К.053.05.при Московской Государственном университете ии. 1!.В.Ломоносова по адресу: 119899, г.Москва, Ленинские горы, МГУ, Биологический факультет.

С диссертацией иожно ознакомиться в библиотеке биологического факультета МГУ им.Ломоносова.

Автореферат разослан 1991 года.

Учёный секретарь Специализированного совета

«

Ï пч.\

г, р, - ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Исследование реакции растений на стресс и формирование стрессрезистентности представлявт'.собой одну из паиболее острых проблей физиологии растений, изучение которой необходимо для разработки теории устойчивости растений и создания стресстолерантных генотипов. Одной из наиболее изученных реакций растений на стресс является их реакция на тепловой шок (ТШ). Исследованы влияния высйкой температуры на рост растений (llarairolli et al, 1986), на ультраструктуру растительной клетки (neumann et al, 1984;' Хохлова и др., 1988), на обаен вецеств (Riley, 1981; КоЪаа, Edwards, 1987),, и на .синтез бел-па ( Lewitt, 1972; Nover et al, 1984). Показано, что гипертер-

*

мия, как и другие стрессы, вызывает синтез специфических стрессовых белков, которые ..о ряду данных имеют защитное действие во вре-ЦЯ отресса (Altahuler, Haeoarenhaa, 1982; Kay et al, 1983; Schlaolager, 1986, 1990).

В последпее вреия становится очевидным, что существенную роль в ответа раотепий на стресс играют фятогормоны (Якушкипа, 1985). В ряде случаев доказано, что они "ответственны за индукцию синтеза специфических стрессовых белков ( Czarnecka et al, 1984). При.ряде стрессов в растениях накапливается АБК, которая выполняет роль посредника в ответе клетки на стресс и, повидимому, существенна для приобретения стрессрезистентности. Накопление АБК показано при действии низких температур (Chen et al, 1983), солевого стресса (la Rosa et al, 1985), водного дефицита ( Wright-et al, 1969) и ряда других стрессов. Есть данные о защитном действии цитокининов при вирусной инфекции и действии химических агентов (Кулаева, 1973). Однако, высокая стоимость природных фит-тормонов ограничивает их применение в качестве антистрессовых ве-

цеотв. Это вынувдает к поиску юс синтетических аналогов, обладаю-цих защитный действиеи при стрессах. Одной иа. таких синтетических групп веществ являются картолины, которые были получены на основе поиска синтетических аналогов цитокининов (Баскаков и др., 1988}, по вместе с теи отличаются от них по спектру физиологического действия (Бурханова и др., 1984). Для картолинов показана их способность повыиать устойчивость растений к низшш теипературац (Бутен-EO и др., 1982; Трунова и др., 1988), засухе (Иевелуха н др., 1983, 1985, 198?; Творус и др., 1987; Кислякова и др., 1989), заражении цучнистой росой (Шакирова и др., 1985). Не исследованный оставалось влияние картолина на гориональный статус растений. Вне сте с теы возникло предположение, что картолин-2 повышает стресс-реаистентвость растений через изменение их горионального статуса. Это определило цель и вадачи нашей работы.

Цель и 8адачи исследования. Цель работы состояла в изучении антистрессового действия синтетического биорегулятора картолина-2 на проростки ячменя в условиях теплового пока, включала характеристику изменений вызываемых картолинои в содержании в проростках абсцизовой кислоты и цитокининов.

Исходя из цели работы были поставлены следующие задачи:

1. Изучить реакцию атиолированных проростков ячменя на ТШ и разработать на этой основе модельную систеиу для анализа антистре оового действия биорегуляторов.

2. Исследовать при помощи разработанной модельнвй систеиы действие карюлина-2 на устойчивость проростков ячиеня к ТШ.

3. Исследовать влияние картолина-2 и ТШ на содержание эндогенных фитогормонов в корнях и надземных органах проростков ячиеня. . ,

4. Охарактеризовать влияние картолина-2 на синтез белка в

проростках, ячменя в условиях ЯД.

Научная повизпа п практическая ценность работы. Показано, что ГШ вызывает накопление АБК и сйижение содерханпя цптокиппнов в корнях а надзешшх органах проростков ячменя, что коррелирует с подавленней их роста.

Установлено, что обработка семян я проростков ячиеня карто-лппом-2 повышает эндогенное содержание АБК в корнях п надземных органах проростков, спиаая содержание в пих цптокининов. Карто-лпн-2 снплает размеры пзиенения гормонального статуса проростков, вызванные ТШ. Полученные данные позволяют рассматривать защитное действие картолвна-2 с позиций изменений гормонального статуса растений и открывают перопективу дальнейших исследований в этой направлении. Разработанная модельная система мохет быть испольао- * вана для скрининга ппеларатов антистрессового действия и при проведения практикумов для студентов.

Апробация работы. Материалы диссертации были доложены па Ш Всесоюзной конференции молодых ученых по физиологии растительной клетки в г.Петрозаводске (1986), конференции СМУиС Якутского научного центра СО АН СССР (1990), на Всесоюзной школе по современным проблемам биохимии (Якутск, 1991).

Объём работы. Диссертация изложена на /¿¿fr страницах машинописного текста, содержит^^ рисунков и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, изложения результатов и их обсуждения, заключения и выводов. Список цитируемой литературы вшшчает /ff наименований, из которых на иностранных языках.

ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

\

Работу проводили на этиолированных пррростках ячменя сорта "Винер" ( Hordeum vulgare L. ). Семена стерилизовали в 0.03$

растворе КЫпОд и многократно промывали стерильной дистиллированной водой. Часть семян замачивали в растворе кархолина-2 в течение 8 ч при непрерывной вэрации раствора (объём семян / объём раствора в 1:3). Захеи семена высушивали смешивая их о двойным объёмом сухого пористого сорбенха влаги. Обработанные таким образом семена и семена без обработки, проращивали на влажной фильтровальной бумаге при 23°С. Часть проростков после 24 ч проращивания переносили на раствор картолина-2. 3-х дневные проростки ячменя нагревали в улыратермостате при определенной температуре. После прогрева проростки росли дальше при 23° в течение 72 ч. Черев каждые 24 часа анализировали рост проростков синтез белка в корнях и надземных органах и содержание в них цитокининов и АБК.

Синхез белка анализировали выдерживая проростки ячменя в течение последнего часа инкубации при определенной температуре в среде, содержащей 30-50 мкКю/мл 35з метионина (Ташкент, 18,2 ПБк/М). После инкубации корни и надземные органы изолировали, фиксировали жидким азотом и хранили при -70°С. Выделение белков проводили при 0-4°С в буфере состава: 0,0625 и Трис-НС1 рН 6,8, ДДС, I% меркаптоэтанол. Гомогенат центрифугировали, из супернатан-ха отбирали 10 мкл пробы на анализ поступления в ткани меченой аминокислоты, остальную часть осавдали холодным ацетонои и выдерживали в течение ночи при -20°С. Затеи осадок двадды промывали ацетоном, этанолом и серным эфиром. Осадок высушивали при -20°С в растворяли в буфере состава: 0,0625 и 1£ис-НС1 рН 6,9, ДДС, ,

меркаптоатанола, 10^ глицерина и 0,125/6 бромфенолового синего. Полученные таким образом пробы использовали для анализа синтеза белка и БТШ.

Поступление меченой аминокислоту в ткани проростков анализировали нанося 10 мкл пробы на бумажные фильтры и помещая их во флаконы с толуольным сцинтиллятором (0,02/& ПОПОП и 0,4)1 ПОП).

= в =

ФШ01Ш арвВДШали нё бЦйнтялляционнои счётчике й!Ш-2". Вклю-46SHÖ иёчёйаа §Ш§ЙЙ§Л§?Й 8 6§Ш определяли по Ианв й Новелли (Mafiäi нЭ¥8Ш? i960). Содершйё ёёлка определяли ЯР ркраши-Мнию 8 андаяни'черный (Буаун, Джецр&дзе, 1982) и Ш0Дои Эсен (Öaoäi Ш3)« Затеи расчитывали JS ВДЩёния иеченой §щщркиолоты öir ёЗ поступления в ткани.

Дддк-электрофореэ проводили по Лэммщ ( ijaemalij 1?70) в ррадиепте ПААГ 5-20$. На дорожку наносили вцр(ш&пные 88 0алку Им! рйДОРЗктавностп пробы. Окраску гелей проводи®} при flQtionm КрвбЭД СБВ ß -250, дальнейшую обработку проводили д0 БойКРР и ЛавКЗ С Вовдег, Ьаякеу, 1974), Высу-знныэ гели зкс!Щйр§§али с рй^еновской пленпой РМ-В при -70°С для получения флюореррамм.

ДЛЯ определения эндогенного содержания цитокининов и АБК рас-' §й5§Я58ый материал фиксировали гадкий азотом,. Затеы гомогенизиро-ЗзаЛЙ 3 ЩЩОМ азоте и экстрагировали 96$ этанолом, в котором со-дёр2§Ш65 антиокислитель диэтилтиокарбаиата и сорбент фенольных соёдийвШШ ПР?И1клар-АТ. Гомогенат на сутки переносили на -20°С. Säieii 038Д9Й промывали 80$ этанолом не менее 3-х раз, супернатан-•2U объедИйШШ й доводили pH до 3. Приготовленные образцы наноси-ЯУ пй кРлоЗКУ 0 ионообменной смолой Eovnsx sowie., рн полученно-Рб $HÄbTpäi§ Д01РД!1ЛИ ДР нейтрального, после чего этанол выпари-Bäiffl« Водный emmf замораживали при -70, после размораживания Ш экРтрагйроваМ §§PBW Эфиром. Цитокинины, связавшиеся с ионоб-УенЬоЙ смолой ЭЛЮ1Равали 4й Щ^Ш- После выпаривания аммиака и серного йфярй, сухой 6öTä5öil |§6'?§0£(Ш Щ и ВЫПВРЙВДЧ

до водной рвы* объём остатка дбвбдййй ДО 1(1 йй Ййц=ф§сф§тнб= Солевым-Буфёрой* Полученные образцы использовали для определения содержания цитокининов и АБК твердофазным кбйкурён5ный иимунофер-центным анализом по схеме Кудсярозо!! и Нараййко (Ку'Дойрова и др<* 1990). В качестве стандартов брали бРотвегствукициё раёйёдёйн'й " f

зеатинрибозвда и АБК. Все результаты обработаны математически.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ I. Реакция этиолированных проростков ячменя на тепловой шок.

Изучение действия на этиолированные проростки ячменя 133 г течение I ч при температурах в диапазоне от 40 до 50°С показало, что нагрев при 46°С вызывает гибель 50$6 проростков (рисЛ). На атом основании для изучения реакции этиолированных проростков ячменя на ТШ были выбраны следующие условия шока - I ч.при 45°С.

Цы проанализировали также синтез белка в проростках в диапазоне' температур от 23° до 50°С. Анализ включения ^ 3 метиошша в белки корней и побегов показал, что синтез белка был максимальных при 28° и резко снижался при дальнейшей увеличении температу' ры достигая минимума при 50° (рис.2). Синтез белка в надвеиных органах оказался более стабильным при стрессовых температурах, чем в корнях проростков (рис.2). Изучение набора оинтеаируемых полипептидов показало, что в корнях и побегах этиолированных про роотков_ ячменя синтез стрессовых белков начинался при 35°С, полный набор БТШ синтезировался при 40°С. Кроме того синтез БИЛ обнаруживался при 45°С включительно.

Для изучения влияния ТШ на рост и гормональный статус проро ков ячменя была применена схем? опыта, представленная на рис.1. ТШ 45°С, I ч вызывал заметную задержку роста в длину'и накоплени . биомассы у корней и побегов этиолированных проростков ячменя Хрио. 3 А,Б). Причем, как показывает рис.3, иа третьи сутки поел ТШ, при инкубации проростков при 23°С происходит репарация систе определяющих рост как корней, так и надземных органов проростков ячменя. • ♦

оращивапие I—

.СХЕМА ОПЫТА

|Ш (45°С, I ч) -I-1-I-Í—

Рост при 23° в темноте I-i-1-i-£-

24

48

72 96 120 144

Возраст проростков (Ч)

Где - I - контрольные (без ТШ) проростки-

2 - опытные + ТШ проростки

50 Т°С

•Рио.1. Действие теплового шока на выживаемость этиолированных проростков ячменя«-

50 Т°С-.

Рис.2. Включение ^з метионина в белок в корнях (I) ' и побегах (2) этиолированных проростков ячменя.

=■ в =

Рис,а. Прирост цасду корней (А) я поберу в*иолйрован-ншс проросту януёйй» На реи збецш раё&Ь возрае проростков ? чада*. 9? й&ЧШ !Ш9РВДМ&Ш« ЙЬ о6й ординат = прирде? ц§сец корнай Ярер9§§Ш 1 ЦЬ I = Ш?Р9ЯШ§ щ?дрстки (без ПВ), 1 = прербИШ после ТВ,

ТЙ 1ЫШ8Л значительные изиенения содержания эндогенных ци-8ЭШшпй0Я Д Л5К в тканях корней и побегов этиолированных пророст-8йв пчЛЭВП» Нагрев проростков ячменя вызывал снижение содержания ЦйШйййНвВ через 24 ч после ТШ: в корнях - с 42 пН/ г сыр. веса Дб шбК§ Д§ б пИ/ г сыр.веса; в побегах - с 16 пМ/ г сыр.веса до 9 пИ/ г еыр.эеса. Как показывает рис.4 А и Б в последующем содержание циЗЭШВИРВ в корнях и побегах увеличивалась. Динамика изме-йенил содёрзаяпл цитокининов л корнях и надземных органах пророст-кбв йчйепя ЩЭОРО коррелирует с изменением скорости их роста (рйб, 4 А, РИС. 3 А, Б).

бодёржаННЭ АЩ ? тканях корней и побегов у нестрессированных "Проростков йзцёйййЭОЬ незначительно, тогда как ТИ вызывал сильное пбвьйёнйа йбдёрШШ Рбрмоиа. Через 24 ч после ГШ в тканях корней й побегов йаблвдалое^ Р8К60 повышение содераания АБК, которое Ьставалось высокий в течёВИЙ ЮбРО периода изучения (рис. 5 А, Б).

Таким образом, получёНние ЙШ характеристики реакции зтио-ЛйрбМйныХ прбробтков йчйёнй йа ТШ НОКаваля, что ТШ вызывает синтез БТШк пбДайляет ойнте& белка, угнетаё* рее®» вызывает значитель-йыб йэаёнёнйя эндб£ённого содё]зжаййя цитокининов и АВК з их корнях й падйёШШх оргай&х* Причем, динамика рй&!& нререткад пбрле стрео-ба зсорбао коррёлируёФ с изменение^ 66Д§рмип фитогормонов, дто позйблййб применить даннуй «Шу 6ЙЫ59 5 качестве модельной систе« ¡¿и длй анализа аишстрессовогй Д8Й9ШЯ ?{артолина-2.

2» Действие.. Нартолий&г1.йа_реатоиД этиолированных лроросткбв ячменя. н&-Л.едарр_й шок. Мы йсйбльзбвалй изложенную бьТО ПШадовку опытов для изучения действия картолипа-2 на реакций ШШфОТЭШД. прррортков ячменя на ТШ. На осйове рядб эйопёрймёнгов (Н&ММ бЗДИ бптймёльйая концентрация йар5олййа^2 й бПабЭЙН Обр&бр'*-,

Рис.Изменение содержания &НД(№0ЙНШ? цигокйкицд? 8 ЩШШ (А) и побегах (Б) этиолированных пророч?каа ячивВП. I - контрольные проростки баз ТШ, 2 в йрорвош после ТШ.

Рис. 5. Иоиененио содержания АБК в iîôpiiific (А) и НОбеГйХ (Б) этиолированных iipopDB'íRoB nVáei'm» I - контрольные npGpocïiïH без ïl!l, 2 » npöpööSKU после ГШ.

. - и =

ки препаратом (Ефрецдр, Кулаева, ШО)» Прин9йенч§ медШН9й еи=

Qteua пошеда, ч?е дОработвд картдлдам*? семян, я пре-рддгков повезло ?шдр?аирт§й?йоегб прэреешв яэдш емещая

M5Q В 0бй1856 более высоких теип§ра?р 8§ £PG (рие,6),

Обрабозка карюлйнем"! еемян и прдрдд?кдв вдвигала в o&jaefs более иысокмс *е»ш]шур шшаннае 51уамшвчя а дддшнйи м§м= бран, о чей можно оудигь на f§nn§pasypBeB шиеиидеад пащштп в корни и побеги npopoclKoi «еШВИНЭ (РИ6, 7 А, 6). ВШЧ1=

ние иеченой аминокислоты в ОеЛкИ карний И П9б§Г9В етиелиреваяНШ? проростков ячменя при обоих Bdptoatttax 0браб0?ЙИ К8рТ0ЛИН9М=1 вИЙ« но отличалась от включения у контрольных нрре?Ш 6§§ @бр§б9?!Ш картолином. Если максимальное включение ЁИйй@1Ш0Л8?Н У КРН?Р0Л&-ных проростков наблвдается при 26°, то сШрабШЙ кар?©ЯМ9»=§ кян и Проростков смещала максимум включения ь обЯ§б?1 бРЛ§8 КНХ «0МПбраад (рйс. 8 А,Б)» Кроне того, i.-ipaBpilta 88РШИН9М=§ повышала i§pKQpi§BesitiiH08fb балшзого сйвтвйа, в р§|уль?а?§ чего он вел на более bhsokqm ypeiHe ври ад0, 4§0 и §е06.

Кар®0дин=2 ни при введений в е§м§на, ни дбрабд?к§ прдрд9?кдв не дкаамал влияния т ятщ ешееирудмых БИ в ?дй ищшндй ешеме, кдушрув мы применяли в p§6Q¥§, Одйакэ, дбрабдтка каруд= йшши певшала 6sa6«jftB0Qi6 бшшегэ еинша прерос?кдв- ячменя ПРИ инвубадии 8 'хеченид 24 и ПРИ 4§eQ, В кдншшщс (бдз картоли* наН?) проростках динтеза 6§Л!Ш В удддвиях не йаблщалдд^, тогда как у рбработаннщс картдЛйИ9М"Е прордсткдв 09Хр§ИЯЛ6Я 0ИЙ108

полногр и900р8 ш,

Пояниение ygfQitHHPQcwi прорвдфков ячцедя к И при д§й§?вии каргдлинв"! находит 9?ракени§ в накоплении Зиэуааеы правеешв» Природт мвдды дррнеи и иебёгев гарвддввннмх npepsesses ячменя

выражали кан пр9ЦенМ00 9?Н9ШШ!Ие К ПРИр9§®у Ц8ооЫ й0йЗ:ре00Ире8ав=

СЭМА ОПЫТА

проращивание

(41ее, I. ч) г I

проращивание И

при 23 °С в юмнотв -I-1-1-1-

0 1Ь 48 72 96„ 120 144 ТШ (45 С, I ч) -1- I I -1—

Рост при 23 С в темноте -I——I-£-г-

0 24 48 72 96 120 144

предащйввние ТШ (45°С, I ч)

1-1-1-1- I I -Ь-

III

О

24

Рост при 23°С в темноте ■4-1-1-Ъ-

48

72

96

1

2 I

120 144 Возрает проростков (Ч)

Где: I - контрольные пророоткй (бйё Картолина)

II - проростки из сейян обрабЬтайнУх йартбйИНёй

Ш = крероош аврайошпш тршмт,

I = ШШрЯ&Ш ЙР01085Ш (бев ТШ)

I = Прор86?КЙ П90Л9 ЯЗ.

50 Т°0

Рис,б, Влияние к§р?9лин§-=2 на выжи5§§цдд?ь проростков ячиэ-ня П06Я§ ТШ, I = кдя?Р9ДШ§ ПР9Р96?КИ (᧧ нартоли-; на=2), 2 = преВ995йй И§ ебрабдтарньоЕ картолнном се^ МЯЧ, 8 = ррорддтки дбр§{5дт§ннуе картолином-2,

,с. 7. Поступление 3Ss «етпошша S да <А) й йЖзш-

шв ораны (Б) шшфшкпшс врвравш® пчаоюи Ï » юадо&вд проргспш (без адмаш<«ь

2 - npOpôô'ïWi ИЗ ьтёоШйШ iiâpôîiiiilôii-S семян, • '3 fipbpôôi'Kii обработанный

50 Т°С

Рис.8. ВШШЧШе э метпонина в корни (Л) и побеги (Б) этиоШфбВЭНных проростков ячменя. I « контролыщо проросши (без картолшт-2), 2 - проростки из обрабоЗВНННХ картолином-2 семян, 3 -г проростки обработанное картолином-2.

них проростков (рис.9 А, Б). Обработка кар$дзшй§и=! ШШ ё811яй| так и проростков заметно предохраняет прирдд? Ц&80У йёрёй 6т пов= ревдения ТШ. ¿ш первые сутки после стрессу [Цй|98§ 1Ш6Й КЗрнбЙ проростке л обоих вариантов обработки препар§|@у бййёб Чей 2 1 р&» за превышал прирост контрольного варианта, ШЗЩуЩИё бркй йй$ёй= спелость прироста повышалась достигая бдде§ 60$ ДЯй бб&'йХ 1&рййн= тов обработки вещеотвои (рис.9 А). Пррш ЦабВИ ЗйбёГёВ И@Ш стоесса происходит таете, как природ® Н0§§Ы ЩШ6Й прр&ШВ пос= ло ТШ (рис.9 Б),

Обработка щ>?дШ£Ш«=£! §ец$ш й йрерЗткбв ШВНвШ еаиётнов М\шт на Щераш ршашш й АЁК 1 Жнйс 8-х дйёЁкых ётйо-ййрбШйьй йрбрббтйбв Содержание ЦйгоШшйнбв в х^брнях про=

ростков <гэ обработанных йар5дл;п1би-1 {зёййй ШШ&лбеь с пМ/ г сыр.веса до 30 пМ/ ? еыр1ЙёбЕ1| ёбраббтка прёпаратби йрбрбсткбв вызывайб ёцё большёё бйййШШ и д8 Ш/ г сы|ийёс!н В побегах §ба бШбба ббрабЗтгШ к§£т§лйн6й=1 ейШли содержание горйШ С '¿ё пМ/ г бЩЫёЗа да 8 пМ/ г еыр4вёб& (рпсЛб А, ЕЬ Ё йорнйх й надвёШШ брганах этйблйрбваннШс пр&рбётков йчиёйй ббойх варйаЦ= тов Обработки карШно!.(-2 бодёранйё АБК существенна пбвнш&лйсЬ (рййг Н А» Б)> У пр§р83тк6в»вырЩёшшх "ив ббработаннНх картолйнбй* '-2 бёйян ббдёрнШШ ?брШШ 2 корнях пдвыш&лббь &3 Ш*? пМ/ г ¿ёба й в йЭбёгаХ 175 пМ/ сыр.веса, а ЬбрабоКШ "ирёп'аратбы прбрббткбв ршшалй бйдёраййё АБК зв корнях дэ 1Ш пМ/ ? 8щн веса к дб 1Вё пМ/ г &ыр»вёёа в пббёгёх» блёДуез* обработка кар1бМ"нбй=§ й&'аёйййа сб&тйбтёййё ЦШШШйНЫ/ АЁК 8 йрб-рбсгках в ту жё бторойу» й И (рйё» 4, 5).

у проростков ячменя как варианта обработки карт6л'йн&и=2 6ё-15й'й1 4ак й варианта обрйббШ йрёй'аратб'м прбростков йййёйёййй в ^Ёддёраанйи цитбкшшнбв й Ш, аызыв'аёйыё ТШ были ОДрёжёйУ бреет-

■* г? =

Рио.9. Прирост массы корней (А) и побегов (Б) этиолнроМИЙШ'-проростков ячменя. I - контрольные проростки (668 карголина-2)» 2 - проростки из обработанных к&рЩИ= иом-2 семян, 3 - проростки, обработанные карШШШ=£|

п) I 40 - <-. • ,х А

§* о и - .Л. ,т

и 10 -

0 I 2 3 Вариант

а о 2 Ю т В

$ - -Т. т

3 с. -

ч ' а •

0 1 2 3 Вариант

Рис.10. Влияние картолина-2 на содержание цитокининов в корнях (А) и надземных органах (Б) этиолированных проростков ячменя. I - контрольные проростки (без картолина-2), 2 - проростки иэ обработанных картолиноы -2 семян, 3 - проростки, обработанные картолином-2.

1 «О

50

^Вариант

«и а

&

и Г. '

150

50 0

Вариант

Рис. II. Влияние картолина-2 на содержание АБН в корнях

(•А) и побегах (Б) этиолированных проростков ячиеня.

1 - контрольные проростки (без картолина-2),

2 - проростки из обработанных картолином семян,

3 - обработка картолинои-2 проростков.

I

г

I

а о о

м 30 •

а, г и

1

10

.. тфг

Возраст ч

120 .. 144

Возра6# ^

8лШШё ТШ на содержание цйтошшйнов в корнях (А) и надземных органах (Б) ¿^иодированных пророотков ячменй I - контрольные йрорбсткй (беа кйртолина-2)* 2 - йро-ростки йё обработанных картолином-2 семян, 3 - проростки, ббраббтёйныё картолйном-2.

Рио.13. Влияние ТШ на содержание А.БК в корнях (А) и надземных органах (Б) этиолированных проростков ячменя. I - контрольные проростки (беа картолина-2),'

2 - пророотки, обработанные картолином-2,

3 - пророотки, обработанные картолином-2,..

- 22 -

I «

вепно иеньые, чем у контрольных проростков (рис.12, рис.13). Необходимо отметить, что обработка семян и проростков картолином-2, изменяя гормональный баланс в проростках, снижала интенсивность их реакиуи на. ТШ по всем изученным параметрам.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изучение ответа этиолированных проростков ячменя на ТШ пока' :оло, что нагрев вызывает задержку роста, снижение синтеза белка и изменение спектра синтезируемых белков за счёт синтеза БТШ, снижение содержания цитокиниыов и резкое повышение содержания АБК. Исследование реакций проростков на высокую температуру позволило , разработать цодельную систему для анализа дейотвия ан^чстрессовшс . препаратов в условиях ТШ. Данная модельная система была применена

г »

для исследования антистрессового действия картолина-2 на проростки ячменя. Было показано, что обработка картолином-2 семян и проростков ячменя вызывала существенные изменения гормонального баланса в корнях и побегах проростков ячменя снижая содержание цим-кишшюв и повышая АБК. Эти изменения в гормональном балансе про-г ростков ячменя направлены в ту же сторону, что изменения вызываемые ТЕ), но выражены значительно слабее. На основании этих данных моепо предполагать, что обработка картолином-2 воспринимавтег проростками в качестве мягкого стресса, вызывающего их закалку и по-выиающего их стрессрезистентность. Зто обнаруживается по увеличению температуры гибели проростков, снижению подавляющего действия ТШ на ростовые процессы и синтез белка и по снижению амплитуды изменений гормонального статуса проростков.

Тагам образом, полученные результаты позволяют объяснить защитное дейотвие картолина-2 через изменение эндогенного статуса фиаогорионов. Это открывает перспективу дальнейшего поиска эколо-

гически чистых препаратов, проявляющих свое защитное действие через влияние на гормональную систему растений.

ВЫВОДЫ

1. Получена характеристика реакции этиолированных проростков j ячменя na Ti. Показано, что ТШ резко изменяет баланс цитокишшоз ¡ н АБК в корнях и побегах проростков снигхая содержание цитеипниноз

и увеличивая содернание АБК. ТШ угнетает общий синтез белка, ъитт-вая синтез БТШ.

2. Угнетение роста проростков ТШ и последующее восотапозлеико их роста при нормальной температуре коррелирует с изменения«:! со~ дергания в проростках зеатипа и аеатинрибозида. ¡

3. Сравнение реакции корней и надземных органов этиолирован- ¡ них проростков ячменя на ТШ показало, что надземные органы обла- i дают более высокой терморезистеитностью, чей корни.

На основе полученной характеристики реакции этиолированных проростков ячменя на ТШ разработана модельная система для ана- ■ лиза действия антистрессовых препаратов в условиях ТШ. Модельная-система применена для изучения антистрессового действии картоли-г . ' на-2.

5. Показано, что картолин-2 повышает тераорезистентиость про- ' ростков ячменя сдвигая на 2°С их гибель от нагрева з область более •:. высоких температур. '

6. Картолин-2 повышает термостабильносгь синтеза белка и рос- !• товых процессов у проростков ячменя. i-

7. Предпосевная обработка семян картолиноа-2 о их последую- ■ , ;' дим высушиванием сорбентом влаги, а также обработка картолином-2 проростков вызывает изменение баланса иедду АБК и цитокинипами в корнях и побегах проростков ячменя, повышая содержание АБК и

сникая содержание цитокининов.

8. Обработка семян и пророотков картолинои-2 резко уменьшает изменение баланса цитокинины/ АБК в ответ на тепловой шок..

9. полученные результаты позволяют обсуждать анхистреооовое действие картолина-2 с позиции вызываемых им изменений в зндо-

t

' генном балансе фитогормонов.

i Работы, опубликованные по материалам дисоертации: ; I. Ефремов Д.П. Влияние картолина на устойчивость проростков ¡ячменя к ¡тепловому шоку. В сборнике тезисов докладов III Всесоюз-„ ; ; ной' конференции молодых ученых по физиологии растительной клетки. ' ; Петрозаводск, 1988, С. ISO. : ' 1 2. Ефремов Д.П., О.Н.Кулаева. Антистрессовое действие

картолина-2 на проростки ячменя при тепловом шоке. Доклады ВАСХНИЛ, л < 7990, № II, С. 8-II.