Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

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

ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

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

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ . ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ии. М.В.ЛОМОНОСОВА*

БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи

Ефремов Данил Петрович

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

* г

03.00.12 - физиология растений

АВТОРЕФЕРАТ Диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических нйуи

Москва, 1991

Работа выполнена в Ордена рудового Краевого Зваыеня Институте физиологии раотений им. К.А.Тимирязева АН СССР в биохимической лаборатории экспрессии генома раотений.

Научный руководитель - доктор биологических наук

профессор О.Н.Кулаева.

Официальные оппоненты - доктор биологических наук Л.Д.Прусокова - кандидат биологических наук Д.Г.Косулнна

Ведущее учреждение - Всесоюзный Научгго-Исследовательский Институт Химических Средств Защиты Растений.

8адита состоится 1591 на заседании Специали-

зированного совета К.053.05.14. при Московской Государственной университете им. Ы.В.Ломоносова по адресу: 119899, г.Ыосква, Ленинские гори, МГУ, Биологический факультет.

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

Автореферат разослан ¿^¿«С/ ¿^У 1991 года.

Учёный секретарь Специализированного совета

4

/Г ^Тр/г^сс

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Исследование реакции растений на

%

зтресс и формирование стрвссрезистентности представляют'.собой одну из наиболее острых проблем физиологии растений, изучение которой необходимо для разработки теории устойчивости растений п создания стресстолерантных генотипов. Одной из наиболее изученных реакций раотений на.стресс является их реакция на тепловой шок (10). Исследованы влияния высйкой температуры на рост растений (UorairoXli et al, 1986), на ультраструктуру растительной клеит (Houmann et al, 1984;" Хохлова и др., 1988), на обмен веществ (Riley, 1981; ffobza, Edwards, 1987),. и на синтез белка ( Lawttt, 1972; Hover et al, 1984). Показано, что гипертермия, как и другие стрессы, вызывает синтез специфических стреосо-вых белков, которые ..о ряду данных имеют защитное действие во время стресса (Altohuler, Uaaoaronhas, 1982; Key et al, 1983; Sohlootnger, 1986, 1990).

В последнее время становится очевидным, что существенную роль в ответа раотений па стресс играют фитогормоны (Якушкипа, 1985). В ряде случаев доказано, что они'ответственны за индукцию синтеза специфических стрессовых белков ( Csarnecka et al, 1984). При.ряде стрессов в растениях накапливается АБК, которая выполняет роль посредника в ответе клетки на стресс и, повидимому, существенна для приобретения стрвссрезистентности. Накопление АБК показано при действии низких температур (Chen et al, 1983), солевого стресса (La Roaa 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 во-

цеотв. Это вынуждает к поиску их синтетически аналогов, обладаю-цнх защитным действиеи при стрессах. Одной на таких синтетических групп веществ являются картолины, которые были получены на основе поиска синтетических аналогов цитокининов (Баскаков и др., 1988), но вместе с теи отличаются от них по спектру физиологического действия (Бурханова и др., 1984). Для картолинов показана их способность повышать устойчивость растений в низкий температурам (Бутон ко и др., 1982; Трунова и др., 1988), засухе (Иевелуха и др., 1983, 1985, 1987; Творус и др., 1987; Кислякова и др., 1989), аа-рагенио мучнистой росой (Шакирова и др., 1985). Не исследованные оставалось влияние картолина иа гормональный статус растений. Bue сте с теа возникло предпологение, что картолнн-2 повыпает стресс-резистентность растений через изменение их гормонального статуса. Это определило цель и задачи нашей работы.

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

Исходя из цели работы были поставлены следующие аадачя:

1. Изучить реакцию этиолированных проростков ячменя на ЛИ и разработать на этой основе модельную систему для анализа антистре оового действия биорегуляторов.

2. Исследовать при помощи разработанной модельной системы ^ейотвие картолина-2 на устойчивость проростков ячменя к ТШ.

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

Охарактеризовать влияние картолина-2 на синтез белка в

проростках, ячменя в условиях И.

Научная новизна и практическая ценность работы. Показано, что ТШ вызывает накопление АБК и сйижение содергания цптопининов в корпят и надземных органах проростков ячменя, что коррелирует с подавлением пх роста.

Установлено, что обработка семян и пррростков ячменя карто-лппом-2 повышает эндогенпое содергание АБК в корнях и надземных органах проростков, сниаап содержание в пих цитокининов. Карто-лпп-2 снижает размеры изменения гормонального статуса проростков, вызванные ТШ. Полученные данные позволяют рассматривать защитное действие картолина-2 с позиций изменений гормонального статуса растений п открывают перопективу дальнейших исследований в этом направлении. Разработанная модельная система иоает быть использо- ' вапа для скрининга ппепаратов аятястрессовогд действия и при проведении практикумов для студентов.

Апробация работы. Материалы диссертации были долозены на И Всесовзпой конференции молодых ученых по физиологии растительной клетка в г.Петрозаводске (1986), конференции СШГиС Якутского научного центра СО АН СССР (1990), на Всесосзной школе по современный проблемам биохимии (Якутск, 1991).

Объём работы. Диссертация изложена на /лз страницах машинописного текста, содержит 4'/ рисунков и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, изложения результатов и их обсувдения, заключения и выводов. Список цитируемой литературы включает /¿^¿наименований, из которых^/£на иностранных языках.

ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

\

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

- и -

реотворе КМпО^ и многократно промывали стерильной дистиллированной водой. Часть семян замачивали в растворе картолнна-2 в течение 3 ч при непрерывной аэрации раствора (объём семян / объём раствора г 1:3). Затеи семена высушивали смешивая их с двойным объёмом сухого пористого сорбента влаги. Обработанные таким образом оемена и семена беа обработки, проращивали на главной фильтровальной бумаге при 23°С. Часть проростков после 24 ч проращивания переносили на раствор картолина-2. 3-х дневные проростки ячменя нагровали в улыратермостате при определенной температуре. После прогрева проростки росли дальше при 23° в течение 72 ч. Через кавдые 24 часа анализировали рост проростков синтез белка в корнях и надземных органах и содержание в них цитокининов и АБК.

Синтез белка анализировали выдерживая проростки ячменя в течение последнего часа инкубации при определенной температуре в

ос

среде, содержащей 30-50 мкКю/мл 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 М Трис-НС1 рН 6,8, I% ДДС, I% меркаптоэтанол. Гомогенат центрифугировали, из супернатан-та отбирали 10 мкл пробы на анализ поступления в ткани меченой аминокислоты, остальную часть осавдали холодным ацетоном и выдерживали в течение ночи при -20°С. Затем осадок дважды промывали ацетоном, этанолом и серным эфиром. Осадок высушивали при -20°С и растворяли в буфере состава: 0,0625 II Трис-НС1 рН 6,0, I% ДДС, ,

меркаптоэтанола, 10$ глицерина и 0,125$ 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 тодуольным сцинтилляторои (0,02$ ПОПОП и 0,4/Ь ПОП).

Фшвны. арббШШзали nä бЦйнтялляционном счётчике "UAPfK". Вклю-ЧШ1§ мёчёйбЗ §1ШН§ШЯ§5И 8 6§Ш определяли по ЦанЗ 3 Новелли (МаЭо; Пв?аШ? i960). Содеря§8й§ 6ёжа определяли П9 окраши-зШшш 6 5!1ВД0ЕШ1 черный (Бузун, Дщщ^а, 1982) и йё?8ДОм Эсен (Вяап| Ш8)» Затеи расчитывали % шШппп меченой §Ш!Пркиолоты öir ё'З Общего поступления в ткани.

$дпк-эдектрофореа проводили по Лзмщщ { fcaemnli; i?70) в ?р§дИ9ПТ0 ПААГ 5-20$. На дороаку наносили вцрд§й0ш!це ¡10 (Jemcy jjjiif радиоактивности пробы. Oicpacicy гелей проводцз-щ при П61{01чя КуМЗбР? СВВ g -250, дальнейшув обработку проводили fj0 БоййРР я Ла61Ш ( Bonner, Laokey, 1974). Внсу..-энные гели экспо^лрО?3™ с р§8£?бновской пленкой И!-В при -70°С для получения фляорарромм.

Для определения эндогенного с од ерлания цитокининоз и АЕК рас-' SuSOSPHf! материал фиксировали яидкиц азотом.. Затеи гомогенизировалИ й OTifo« азоте и экстрагировали 96$ этанолом, в котором со-ДорШШНбЬ антиокислитель диэтилтиокарбаиата и сорбент фенольншс соедш19Ш!Й Полшкор-АТ. Гомогенат на сутки переносили на -20°С. Затеи 098Д65 промывали 80% этанолом не менее 3-х раз, супернатан-•iU cdbeÄHiiffiffi И доводили pH до 3. Приготовленные образцы наносила пй колбйКУ 9 ионообменной смолой dowex 50WX8., pH полученно-Fö pübTpäää Д9ЩР®1 Д9 нейтрального, после чего этанол выпаривала» Водный бШШ замораживали при -70, после разморааивания

эпстрагйроваМ @©рвш4 эфиром. Цитокинины, связавшиеся с ионоб-УвнйоЙ сУолой алшрйвайИ 4й ШЦбВ' После выпаривания аммиака и оёрШо зрра, сухой оотатбй рЭб'Ш.ШЙ SPP?°4 и врпарщзщ до водной фавы4 объви остатка дбОДйлй Дд ij§ йй ЙИп"сФ8с$Йтно= Солевым-Буфёрой* Полученные ойразцьг йсполгвсшалй для определения содержания цйтокининов и АБК твердофазным нб^курёнфны^ иммунофер-ментным анализом по схеме КудояроЗоЙ й КаразГайко (ЩсШрйва й др^ 1990). В качестве стандартов брйлй соответствующие рёёёёдёний '

зеатинрибозида и АБК. Бее реаулыаты обработаны математически.

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

Изучение действия на зтиолированные проростки ячменя ТШ в течение I ч при температурах в диапазоне от 40 до 50°С показало, что нагрев при 4б°С вызывает гибель 50% проростков (рио.1). На атом основании для изучения реакции этиолированных проростков ячменя на Ш были выбраны следующие условия шока - I ч.прн 45°С.

Цы проанализировали также синтез белка в проростках в диапа эоке' температур от 23° до 50°С. Анализ включения ^ 3 метионина в белки корней и побегов покагал, что синтез белка был максиыаль нык при 28° и резко снижался при дальнейшем увеличении темпервту ры достигая минимума при 50° (рис.2). Синтез белка в надземных органах оказался более стабильным при стрессовых температурах, чем в корнях проростков (рис.2). Изучение набора синтезируемых 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 БТЩ обнаруживался при 45°С включительно.

Для изучения влияния ТШ на рост и гормональный статус прорс ков ячменя была применена схема опыта, представленная на рио.1. ТШ 45°С, I ч вызывал заметную задержку роота в длину'и накоплени . биомассы у корней и побегов этиолированных проростко! ячменя ¿рио. 3 А,Б). Причем, как показывает рис.3, на третьи сутки поел ТШ, при инкубации проростков при 2Б°С происходит репарация систе определяющих рост как корней, так и надземных Органов проростко! ячменя. • «

оращивание I—

.СХЕМА ОПЫТА

|1 (45°С, I ч) -I-1-1-

Рост при 23° в темноте I-1-1-Е-Ь-

0 24

48

72 96 120

Возраст проростков (Ч)

Где - I - контрольпые (без ТШ) проростки

2 - опытные + ТШ проростки

50 Т°С

•Рис.1. Действие теплового шока на выживаемость этиолированных проростков ячменя*

Рис.2. Включение метионина в белок в корнях (I)

и побегах (2) этиолированных проростков ячменя.

Рис.3, Прирост изееи (А) в побег® (g) Шолйроваи-

ных проростке^ явд§?ш» н§ реи «беднее уодзд возра! проростков 1 щш 9® Мйнала про|>§да§йай| ординат г. np^pQGf M§S6U корнер Пр9р§1Ш 1 Mb ï = контрольдые йрерэеткн (<5ез | = ВД96Ш после ТШ,

БЦаивал значительные изиенения содержания эндогенных цп-50Ш1ПЙ80В II АБК в тканях корней и побегов этиолированных пророст-Кбв пШВй» Яагрвв проростков ячменя вызывал снижение содержания ЦйтбшШйПев через 24 ч после ТШ: в корнях - с 42 пМ/ г сыр.веса Д& 16К§ Д9 б пИ/ г сыр.веса; в побегах - с 16 пМ/ г сыр.веса до 8 Ш/ г еир|1еса. Как показывает рис.4 А и Б в последующем содержание ци*291ШПиИРВ в корнях и побегах увеличивалась. Динамика изме-йейия содбрЗЗДИя цитокининов в корнях и надземных органах пророст-Кбв йчйейя Хврещо коррелирует с изменением скорости их роста (рйо, 4 А, Щ РИС. 3 А, Б).

СбдёрааййЭ АБК 9 тканях корней и побегов у нестрессированных проростков йзиёНЯШЬ незначительно, тогда как ТШ вызывал сильное пбийёнйб обдёрж&ЙЙЯ Гормона. Через 24 ч после ТШ в тканях корней й побегов йайлюдалое^ рб§Н<3@ повышение содержания АБК, которое ботаввлйсь высоким в тёШШ§ 1в6Р<? периода изучения (рис. 5 А, Б).

?аким образом, получШЫ8 НййИ характеристики реакции этиолированный Ирбрбетков ячмейй йа Н0ШШЯ, ЧТО ТШ вызывает синтез ОТ» йбДайляет синтез белка, угнета&г р88Э, Вызывает значитель-йыб йзмбнеййя зндбгёйного содержания цитокииинбв й АБК 2 их корнях й надзёийых бр1>ай&х* Прйчем, динамика р&е£& пЭРле стрео-

да Зсбрбйб кбррелируёт с изменение^ бодёршшя фитогорнонов, 0то позволило применить данную схёиу 3 качестве модельной систем

ОД длг: анализа антистрессового йбйШНЯ яартолина-2.

2, Действие.. картолиМгЙЛЗ^Реатоию этиолированных дроросткбв .ячыейй.жжай§.в_?й ШОК. Ыи использовали изложенную вьШ ПШШОДКу опытов для изучения действия картолипа-2 на реакций &$й0гшрй?ар.янх проростков ячменя на ТШ. На бсйове ряда экспериментов й.&Мй ВНЕШНИ бптйм'альйая концентраций 8арЮлййа«2 й епобабы Обр&бр'^

Рис,4. Изменение содержания анДОШШых ци?0КИРИвдн й КОРНК (А) и побегах (Б) этиолированных пророчишь яадшт. I - контрольные проростки 688 ТШ, 2 г. ирорддш после ТШ.

9 ^

&

о

1 200

Возраст

Я

§ ООО

т

£ 3

г> Й

аоо

Возраст Ч

Рио. 5» Изменение содержания АБК й керйяХ (А) й йббеГ&Х (Б) этиолировании* йрорйвгкоВ п1меи(П I - контрольные пророша йёэ Тш, 2 » яр&раегки после ТШ.

. - ïi =

ки препаратом (Ефремдр, Кр§§19, 1990), ПрЯМв!ЩЦ§ НВДеДШЙ бИ» Oteuu показало, атд обработка картр?доВ9Ч^1 К9К ?емяй, S8K Я Пр9=

poQTKQi ijQBuiaflo териереаистент1ш9т|( пререе?ш ячменя еадвя ЛД5д в еблае« беле§ высоких температур на (рис,б),

Обработка каршннем^ q§msh и npgpgesKQB вдвигала в eftiaess более ьысоккх îèuHepaïyp вшаниуе îïï ивменевия s еееготта м§и= бран, о чем можно оуди^Ь Н8 SlUnepaïygilQP 8Р8ИСЙМ96?И П90?ут1Л§1!ЯЯ в корни и побеги проросткой ШИ0ВИВ§ (РИ9. 7 Б). 2ШШЧ§=

ние меченой аминокислоты в беШй 1ШрИ6Й И !Шб§Ш Э?И9ЙИР088ВПШ5 проростков ячменя при обоих варианта* 0брвб85®1 К1р?9ЛИВ9И=Р сии= но отличалась от включения у контрольных НрерШО ᧧ 0бр§б9ТК» картолиноы. Если максимальное включение atffltiôifflSilQïU у ИРИтреЛЬ" ных проростков наблюдается при 28°, то сЗбрабоТКё Кар?0ййй9»~2 69= мян и Проростков смещала максимум включения в oôiSBÎi б9Л§§ Выдо= НИХ «ёМПбр&ВД (рис. 8 А,Б)4 Кроме Toroé itfpaOpïitâ й8рФ9Ш9И=2 повышала ïêptfSpeSHëîetlïHeefb ЙёлКоЬоГо синтеза, S рё§улш?§ 49F9 он шел на более вцддкэм уревне ври 40°, 45° и 16е6. .

Квр50ЛИН=2 НИ при 81ВД§НИИ S (Шёйй, !Ш 0бр§б№Ш BPPPQQTBQB

не 0КЙ8ЫМЛ эдвадця на спеир еинтееируемщ: Ш S той мрдел£Н0й BiiQïêMb, iîQ'IOpp МЫ применяли s р§0дте, Одшш, еЗрабеткЭ jtapTO= шшй пойцшш взгрбид&неешь бШ9Ш9 емнш§ проростков- ячменя ПРИ ЯВКубВЦИй в течение 24 ч ПРИ 8 кднтрршвдс (без картода=

на^-2) проростках синтеза бедка ц §тцх уддовиях не наблщадодь, тогда как у рбр§боташшх карюлйПОМ^Е црдррсткр! 69ХР&НЯД6Я 0ЙН?§§ полногр набора БУШ,

Пдвыш§ниа yeïeiHUBoçïii ррдрдафков ячменя ¡t при й§Й8?вии кар$длМШ-1 иссолит етр^кени? g накоплении 0HQ«âQQH ПРбВ8еШ?< Прирорт uagQu »ррийй и ИОбёГЙВ ШРЛГфошШУХ ПрOpedïKôfi ЯЧУ§ВВ выражали кгщ пррцевдсш 9ТН0Меиив К ПРВР9в®у ЫаооЫ нве±рейо1ф0#§и=

СХЕМА 0ША

проращиванио

-I.......- I

(*§8Й, 1ч) I I -I-

Роб!Г при 23 °С в темноте -I-1-1-

проращивание II

24 48 72 96п 120 144

ТШ (45 С, I ч) -4-I-1-—I-Е—-г-

Рост при 23 С в темноте -г-1-1-Ъ-

0 24 48 72 96 120 144

Прйращивагше ТШ (45°С, I ч) ■

1-1-1-1- I I -Ь

III

24

Рост при 23 С в темноте -5-—I-1-£-

48

72

96

2 I

I

ков (Ч)

120 144 Возраст пророс

Где: I - контрольные проросткй (ббё Картолина)

II - проростки из сеь!ян обработанных йарЯбгШНой

Ш =■■ врвровикй обрабоганныё трШИПвМ,

I в Й61!ФР0ЯЫШ8 Щ}§р@@®1Ш (᧧ 51)

I = прорееш! пввл§ Ш,

50 Т°С

Рис,6, Вдияни§ :'.артолинй-2 на внвддеидсть проростков ячав- ' йя П9бле ТШ, I = контрольна ПВ9Р95?Ш1 (без картрли-на-2), 2 - прора<5?Кй »3 р0ра$дтанннх картолинои се^ цян, 3 в прордстки обработанные картрлинрм-2.

. 7. Поступление 3Ss ие5иошша в &8рв» U) В й.:Дзеи-ШЬ óprattú (Б) bïitôjiupöBüiiHüjc itgepeesm Шоип. ï - uöHTpoJibiiüö пророет:® (ÖÖS тъшт-й), 2 - topopOcWäi aä Обработанных itâpsôfflffieu-S» семян,

■ '3 проростки ööpaööTaniiuö RapïôffinioU-É,

50 Т°С

*

(1 ь о

1

й

"Л

10

у/-

0 ' 25

30

40

Рис.8. ВКЯЙЧШШ 35 з иетнопина в корни (А) и побеги (Б) этиоЛИрвЗрнных проростков ячменя. I контрольные прорбаЖ (без картолш?§-2), 2 -- проростки из обрабОФШПШл картоликр!!-? семян, 3 - проростки обработанное ;сартолинои-2.

них проростков (рис.9 А, Б). Обработка карф0Яйй§ц=| К§К бШШ, так и проростков заметно предохраняет npnpggf ц§§8а tigpugfl 6f пов= рендения ТШ. па первые сутки после стрер.сщ прйре@2 USöSU КорнёЙ проростке о обоих вариантов обрабоцш препарату ббДбв Чём S ä pä= за превышал прирост контрольного варианта, ПШОДйЩйб бутки 1шг&п= cn/.jiocTb прироста повышалась достигая боде§ дай ббб'йх Вбрй6н= тов обработки веществом (рис.9 А). Прцрвуз» Ца&оы побегов пбОЛО стоесса происходит также, как прирдд? уаш корнёй црбрббШВ йос= ле ТИ (рис.9 5),

Обработка Щ>тодшшМ«=§ бёМйй й. йрбрвбткбв бказйвала заметное

вшмш ва иедераш цшшшшш й Абк в шй® дневных биш-

•лпрбМйнШс прбрббткбв ШШй; Содержание цйШйШШбв в лбрнпх проростков р обработанный it Эр Ф ö лй'н öil-2 fseMffii SiffisaäöSb с ¿»2 пМ/ г сыр.вёба дб 30 пМ/ г Шр«3в§са» б8р&ббхк& прёпёрбтбИ йрбрбсткбв вызывалб бцё большей 0ШШШ& к Д0 2§ йМ/ f 6iäß»S6cä* В побегах оба бйбёб'ба ббраббткй 1Шр5блшШ=1 бннкбли ббдёрШШё гбрмбна с 16 пМ/ г бмр-.вёба дб 8 п!.1/ г с'ыр»вёба (piic.IÖ А, Б)-. В йбрййх п нздзё'цнйх брггШах этйбШровшшшс проростков ячиепп бббйх вариантов 0брабб1кй нЩШлййбй-ё ббдёранйё ASK б'уЩёбтШШб пбБышблбоЬ (p6i II Ai Б)» if Гфбрбб'ткбв ^шрадённых из обработ&шшх картолиноы-"Ё бёмян сбдёрЁШшё ?§рм&йй В корнях йбвышалбёь Дд SO? nil/ г tifcäp» веса й в пббёгей дЭ Ш пМ/ зР б'ыркйёса, а öÖp&ÖöSK'ä прёпёрбтб'ы прорботкбв увёлйчивблб бЗДёрйаййё АБК Ъ корнях дЭ 160 пй/ ? Güg» веса и дб 186 пМ/ г быр^ёса в пбёёгбх» блёДуё® 6тЦё5й$Ь, обработка карт0лйнбм=2 йз'цёйййа сббтйбйёнйё цйтбКййййй/ АЁК 5 fipö-рббтках в ту жё бтбрбну> Что й II (рйс» Ь, Ь).

У проростков й'чмёйя й§к SäpiiaHiä ёбр&боткй кар50лйн0й=1 08® üiüij так й варианта обработки Йрёпаратбм ripöpöciKöfc й§Мёйей'йй в Лбдёркании цитб'кинйнбв й АБК, Вызываемые Tili ЬШш вйр&жё'ны оуцест-

Возраст ч

ВоЗрШ Ч

Рис.9. Прирост массы корней (А) и побегов (Б) этиолировйШШ -проростков ячменя. I - контрольные проростки (бё8 картолина-2), £ - проростки из обработанных кар!ЩИн ном-2 семян, 3 - проростки, обработанные карадипем=§.

(в

I 40

. 1-,

а

10

О

58 Ю

I

и 'й

Вариант

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 из обработанных картолином -2 семян, 3 - проростки, обработанные картолином-2.

А

х

Б

т

2

Г

о

2

■А

§ 150 - т

8- о - .т.

и г

1 50

0 I 2 %ариант

<3 о т В

Й 150 - г

8- о и - ,т

^ 50

ОI23 Вариант

Рис. II. Влияние картолнна-2 на содернание АБК в корнях

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

1 - контрольные проростки (без картолина-2),

2 - проростки из обработанных картолинои сеиян,

3 - обработка картолинои-2 проростков.

= 10

к

3 80

ф

о

о

26

120—ГЖ

Ббзрабт ч

120 ... 144

Возраст У

, Йс«!!» ЁлйШшё ТШ па содёржапйё ЦйтОкйнинов в корнях (А) н

надземных Органах (Б) этиолированных проростков ячменя I - контрольные й'рбрдстки (без картолина-2), 2 - проростки из ббработ&нйых картолином-2 семян, 3 - проростки, обработанные картолйном-2.

Возраст

600 -

& о

200

Возраст ч

Рис,13. Влияние ТШ на содержание АБК в корнях (А) и надземных органах (Б) этиолированных проростков пчме-ня. I - контрольные проростки (без картолина-2)

2 - проростки, обработанные картолином-2,

3 - проростки, обработанные картолином-2. ,

вешю иеньие, 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 реакг'Л! на. ТШ по всем изученным параметрам.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изучение ответа этиолированных проростков ячмоня на ТШ показало, что нагрев вызывает задержу роста, снижение синтеза белка и изменение спектра енктезнруешк белков ва счёт синтеза БИ, сни-нение содержания цитокининов и резкое повышение содержания АБК. Исследование реакций проростков на высокую температуру позволило ; разработать модельную систему для анализа дейотвия ан^чстрессовых препаратов в условиях ТШ. Данная модельная система была применена для исследования антистрессового действия картолина-2 на проростки ячменя. Было показано, что обработка картолином-2 семян и про-'ростков ячменя вызывала существенные изменения гормонального баланса в корнях и побегах проростков ячменя снижая содержание цито-кин^ов к повышая АБК. Эти изменения в гормональном балансе про-г ростков ячменя направлены в ту же сторону, что изменения вызываемые ТШ, но выражены значительно слабее. На основании этих данных можно предполагать, что обработка картолином-2 воспринимаете!: проростками в качество мягкого стресса, вызывающего юс закалку и повышающего их стресс'резистентность. Это обнаруживается по увеличению температуры гибели проростков, снижению подавляющего действия ТШ на ростовые процессы и синтез белка и по снижению амплитуды изменений гормонального статуса проростков.

Таким образом, полученные результаты позволяют объяснить защитное действие картолина-2 через изменение эндогенного статуса фихогормонов, 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 ячменя па ТШ. Показано, что ТИ резко изменяет баланс цптокиппноз ' и АБК в корнях и побегах проростков сникая содержание цптокяпшюэ и увеличивая содержание АБК. ГШ угнетает общий синтез белка, выпивая синтез БТШ.

2. Угнетение роста проростков ТШ и последующее восстановление их роста при нормальной температуре коррелирует с изменениями содержания в проростках зеатина и аеатинрибозида.

3. Сравнение реакции корней и надземных органов этиолировая-* них проростков ячменя на ТШ показало, что надземные оргяни обла- I дают более высокой терморезисгентностью, чем корни.

4. На основе полученной характеристики реакции этислнровоп-ных проростков ячменя на ТШ разработана модельная система для анализа действия антистрессовых препаратов в условиях Г,!1. Модельная -система применена для изучения антистрессового действия картели-? на-2.

5. Показано, что партолин-2 повышает терморезистеятпость проростков ячменя сдвигая на 2°С их гибель от нагрева з область более • высоких температур.

6. Картолин-2 повышает термостабильность синтеза белка и ростовых процессов у проростков ячменя.

7. Предпосевная обработка семян картолиноа-2 с их последуй- • , ! дим высушиванием сорбентом влаги, а также обработка картолином-2 проростков вызывает изменение баланса цезду АБК и цитокининами в корнях и побегах проростков ячменя, повышая содержание АБК и

сникая содержание цитокининов.

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

9. полученные результаты позволяют обсундать аптистреооовое действие картолина-2 с позиции вызываешь им иамевений в эвдо-

t

генной балансе фитогормонов.

't

i Работы, опубликованные по материалам диссертации: : ; I. Ефремов Д.П. Влияние картолина на устойчивость проростков ; ячменя к тепловому шоку, В сборнике тезисов докладов III Всесоюз-, ко!: конференции молодых ученых по физиологии растительной клетки. Петрозаводск, 1988, С.130.

' : г.'-Ефремов Д.П., О.Н.Кулаева. Антистрессовое дейотвие карюлипа-2 на проростки ячменя при тепловом шоке. Доклады ВАСХШ, Г SSO, Кг II, С. 8-И.