Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Физиолого-биохимическая характеристика действия на растений 2,3-дихлоризобутирата натрия и ретарданта на его основе-тебепаса

ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Физиолого-биохимическая характеристика действия на растений 2,3-дихлоризобутирата натрия и ретарданта на его основе-тебепаса"

ДОгаНЕКСКЙЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ХОНАИНОВА Галина Николаевна

ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДЕЙСТВИЯ НА РАСТЕНИЯ 2,З-ДИХЛОРИЗОБУТИРАТА НАТРИЯ И РЕТАРДАНТА НА 2Г0. ОСНОВЕ- ТЕБЕПАСА

03.00.12 - физиология растения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Воронол - К9

Работа выполнена в лаборатории кафедры физиологии и биохимии растений Воронежского государственного университета.

Научный консультант: кандидат биологических наук, доцент Г.С.Эрцели.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

на заседании специализированного совета К 063.48.05 по защите г.::ссертаций на соискание ученой степени кандидата наук при воронежском государственном университете (394693 Бороне*, Университетская пл., .1, госукиверситет, биолого-почвенный факультет)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного университета.

профессор Н.И.Якушкина; кандидат биологических наук, доцент А.Н.Ершова.

цущан организация: Институт физиолйгии растений им. К.А.Тимирязева РАН

состоится

часов

Автореферат

Ученый секретарь- специализированного Совета, кандидат бяоаогичзс^к наук,

доцеку

■,/

Бадайаш

ОБ!!(АЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЕ!

Актуальность проблемы.

Широкое внедрение интенсивных технологий при возделывании сельскохозяйственных культур впечет за ообся ряд отрицательных сторон. Известно, что при орошении и внесении большого количества удобрения, особенно азота, происходит полегание хлебов и другие негативные физиологические и экологические последствия. В борьбе с полеганием хлебов широкое применение нашли ретарданта. Обнаружена возможность с помощью ретардантов повышать устойчивость растений тактю к недостатку водоснабжения и низйим температурам, особенно при предпосевной обработке семян СГринченко, 1933, Немченко,1993). Широко применяемым ретардантом является хлорхо-линхлорид (CGC) и созданный на его основе препарат ТУР (60 % хлорхолинхлорида), Однако применение Т/Ра не всегда бывает достаточно эффективно. В связи с этим проводятся поиски новых веществ ретардантного действия, более эффективных,а такг.е менее токсичных. Перспективным соединением является 2,3-дихлоризобу тира т- натрия (ДХИБ) и созданные на его основе рэтарданты. Выбор ДХ^Б не случаен: он облагает низкеа токсичностью для теплокровных СЛДдд 8000 мг/кг) и подвергается метаболизации, остаточныо количества ротардента составляет для зерна 0,5 ;«г/кг (зсы;1ег, 1978), что не провисает допустя-шй уровень дапз для CGC (Пруса-хо^а,1979), токсичность которого в 10-20 раз выше,чем ДХйЗ (С!ан-аурпн Дринар, 1976). Данная работа выполнена в рамках ссдрунества с Университетом ш.Картина-Лютера Галяо-Виутенберг (Германия).

Цель и задачи исследования

Дельо настоящей работы являлось изучение биологической активности ДйБ, а такие возможности применения комплексного ретарданта ма основе ДХ«3, CGC и зт'е$она - Тсбепзса на посевах

¡1 ' I

озимой пшеницы в условиях Воронежской области. Для достижения поставленной цели исследования проводили в лабораторных условиях на моделях разной сложиости - от наблюдения за устойчивостью белков в растворе до ростовых моделей. В полевых условиях изучали влияние ретардантов на устойчивость к полеганию к зимостойкость озимся пшеницы.

В наау задачу входило: 1. В лабораторных условиях исследовать влияние ДйБ в сравнении с ССС, в некоторых опытах с АМО-1618, ебецизовои кислотой (АЗО, гиббереллином (Г*Л), индолил-уксусиоя кислотой (йУК) на: 1) рост и поступление воды в отрезки колеоптипеП пшеницы и отрезки стеблей этиолированных проростков гороха; 2) риз.огенез черенков фасоли; 3) прорастание семян и рост проростков фасоли, пшеницы", 4) влияние ДХ«1В на физиологичес и; о процессы: дыхание, некоторые стороны водного и азотного обме па; 5) на проницаемость клеток и устойчивость белков в растворе. II. В полевых производственных опытах в.ншу.задачу входило исследование: 1) влияние ретардантов Гебелас л ТУР на устойчивость к полеганию озимой пшеницы ка поливном и неполивном участках поля, структуру урожая и некоторое стороны азотного обмена во флаговой листе и зерновках пиеницы на разных £азах формирования зерновки; 2) влияние, ретардантов Тебепас и ТУР на зимостойкость Озимой пшеницы при обработке семян.

Научная новизна и практическая значимость. Отличительно" . особенностью работы было изучение нового ретарданта на разных уровнях: на уровне взаимодействия молекул препарата с молекулами'бейка, услоянявдихсд ростовых моделях: (растягивающиеся клетки, риэогенээ черенков, прорастание семян) до использования в практике сельского хозяйства на производственных площадях (от 20, 50 га и более), Устаиовлшо.что И»;Б обладает более сильным ретардштшм действием разни: расяйтольных объектах. Зперна

- о -

показано, что ДХйБ оказывает положительное влияние на некоторые стороны водного и азотного обмана, Под влиянием ДХпБ снижается интенсивность транспирации,повышается водоудерютагацая способность листьев. На разных растительных объектах (черенки и проростки фасоли, растения пшеницы) ДХЛК вызывает увеличен/.е содержания "стрессовых" аминокислот - аланина, пролина, гамкааминомаслжоя кислота (ГАМ1), что сопровождается повышением устойчивости растения к недостатку водоснабжения. Впервые показано существование взаимодействия мэвду №Б и молекулами белка в растворе, что способствует повышению устойчивости кслекул белка к тептовоя,щелочной денатурации и действию этанола. Все это позволяет говорить не только о ретардантном, но и о стресс-протекторюм действии

дав.

Показано,что ретардант Тебэпас в условиях Воронежской области оказывает более сильное.чем ТУР, влияние на устойчивость к полеганию растений пшеницы, особенно, в условиях повышенной влажности. При предпосевной обработке семян под влиянием Тебепа-са в сравнении с ТУРом, обнаружено более высокоо содержание белка и сахароа в листьях озимой пшеницы перед и после зимовки,что позволяет говорить о его эффективности при использовании для по-зиления зимостойкости растения.

Проведанные исследования позволили предложить схему последо-затольности влияния 0йБ от взаимодействия с молекулами белка, юрез гормональный баланс, метаболизм на рост растений. Таким )бразои, полученные результаты давт представление о действии :отардзнта и позволяют говор1ть о перспектлвкости ого использования как более эффективного и экологически чистого препарата.

Апробация работы. Результаты ребстц были долояонн на окогод-нх отчетных научных конференциях Воронежского госуниг-орсптота 1932- 1ЭЭ4); республиканской научной конференции "Рон;т.;эацня

(генетической программы в ответе организмов на фитогорлсны и витамины и в мутагенезе" (Вильнюс, 1986); на международных конференциях в Германии (Галле, 198?, 1988); на 2 съезде ВОФР (Минск,1990); рабочем совещании: "Регуляторы роста и развития растений" (Москва, 1991); 3 съезде ВОФР (Санкт.-'Пэтербург, 1993); 2 Тимирязевской конференции "Регуляторы .роста и развития растений" (Москва, 1993).

Публикации. Л-о теме диссертации опубликовано 17 работ.

. ОБЪЕМЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектами исследования в лабораторных опытах служили семена, проростки, черенки среднеазиатской .фасоли ыаш (phaeeolus aureus КохЪ,. ),. обмена яров'Ой пшеницы-(Triticuni aestivumb) Харьковская Й2..этиолированные недельные, проростки гороха (pisua sativum l. ) '.•v-чский 77. Р.а'стейия заращивали гидропонный способом в темноте >:-ла на евет'у при 25CG. В полевых производственных опытах исполь-асоали семена- и растения озимой ■пшеницы Тарасовская 29.

Методы исследования. Биологическую активность ДХ«Б определяли. с помощью биотестов; на отрезках колеоптилей пшеницы (Боярхин, 1966),. отрезках-.стеблей этиолированных проростках гороха (Бобко, ЯкуиКина,1945); чёрёиках:фасоли (Турецкая, 1975);' влияние на прорастание семян .(Ракитин,Рудник, 1966). Для сравнения' в некоторых -•опытах использовали ССС, ASÍ, AMO-1618, этрел,ГК',«Ш(. Замачивание семян проводили й течение 4'или..18-20 ч-, обработку черенков в .течение 4 ч, .затем выдерживали на воде. Интенсивность-дыхания определят манометрическим методом: в".аппарате Варбурга (Баслав-ская, Трубецкова, 1964) и на поля рог рафа хР-9 (Жрльц, Островский, 1975). Интенсивность'транспирации по потере массы листьев (Викторов, 1983) через 5.'мин и через 30 мин notro отделения их от чорон-ков, водоудернивающуп способность листьов - по потере массы через 5,30 и 60- мин, a Taxv спу-.?я 2; 3; 6- 8; 21 я -IS ч.

Определение общего количества белка проводили по методу Лоури (Ьочгу et а1. ,1951); активность протеаз - методом Каверзневой (1379) с использованием в качестве субстрата гемоглобина. Фракционирование аминокислот, органических кислот и Сахаров проводили, используя ионообменные смолы КУ-2 и АЗ-17. Хромат ографичесхоо разделение осуществляла на бумаге (Хайс ,Мацек, 1962) и на аминокислотном анализаторе марки ААА-8Я1 (Чехословакия). Активность алан'лнаминотрансферази определяли спектрофотометрически при 340 им (Твденко',1978). Определение содержания природных, ауксинов проводили на черенках маша через 48 ч после начала черенкования с использованием хроматогра^ического разделения и колэоптйльного биотеста (Кефели л др.,1973). Кодельные опыты по вплйнип ДХИБ. на проницаемость клеток проводили на высечках столовой свеклы (Клейн," Клейн, 1974), количество бетациакйна измеряли на СФ-26 приЛ=440нм. Для наблйдения за влиянием ДМ Б на устойчивость белков в рзстворо использовали водную смесь ретарданта и молекул бычьего снвороточ-ного альбумина (БСА) путем выд ерклвання растворов ггрл температуре 20°С и от 40°0 до 70°С. Изменения в молекуле белка определяли по спектру поглощения прл 213-300 нм, а также по величине светорассеяния (ТД) на спектрофотометре СФ-26. Влияние ДУ>1Б на устойчивость болкоз к тепловой денатурации определяли текжэ на дрогковой' лнвертазе (йисоЬаго^усез сеге^1з1ае ). Опыты проводили в трех биологических, четырех аналитических повторностях. Воспроизводимость опытов трех-пятикратная. При математической обработке . использовали"статистический критерий Стьюдента. . .

Полевые произвсдственныэ опыты проводили в течение 1987-1990гг. в с.Никольское Ворон окской области (совхоз им. 60 лет СССР). Растения озимой пншади Тарасовская 29 опрыскивали в фазу кунзния в 1937 году ретардантом Тобола з (2 кг/га) на плоазди 20 га.боталь-

ную часть поля ретардантом ТУР (6 кг/га); в 1989 году: ретардантом Тебепас (2 кг/га) на площади 50 га, ретарцентом ТУР (2 кг/га ) на площади 67 га. Предпосешус обработку озимой пшеницы проводили в 1988 и 1989гг. путем полусухого смачивания семян в растворах ретардантов. Расход Тебепаса 'составлял 2 кг, ТУРа - 6 кг на тонну семян.

РЕЗУЛЬТАТЫ ttC СЛЕДОВАНИЙ

1. Испытанна 2,3-дихлориэобутирата натрия на биологических тесте*. При изучении нового биологически активного соединения цолесообрашо его испытание на биологических тестах .представляющих собой' модели разной степени слоксности: отрезки копеоптилей ■шоницы и стеблей этиолированных проростков гороха, черенки фасоли и семена (Турецкая,1961,1975). Наиболее распространенным '"и -тестом npi скрининге физиологически активных веществ является .■■.....;чисание семян и наблюдение, за Их прорастанием. Обработка се-■ .H:i растворами ССС и ДХЙБ вызывала характерное для. ретардантов торможение роста гипокотиля, а при снижении концентрации раство- ■ 'ров - стимуляцию роста корня. А МО-1618 и этрел обладали более сильным ингибиторным действием, они .в равной степени тормозили рост корня и стебля, ЙУК в'высокой концентрации ингибировала рост корня и гипокот-иля; действие ГК достоверно не проявилось. Влияние ретардантов на разные, культуры проявилось с неодинаковой силой: .действие ССС в большей степени отразилось на пшенице, а ДХйЕ -на маще. Длительная обработка семян маша ( 18-20 ч) раствором ДХИБ.1. Ю"^ Моль/л , необратимо ингибировала рост стебля: при выращивании и в темноте, и на свету месячные проростки погибали, не раскрьв семядолей.

На уореняощихся черенках фасоли впияниа ¡ЛУК проявилось в •характерном увеличении зоны ризоганоэа и образования множества

корней, ГК вызвал значительный рост эпикотиля, ДЛБ и ССС проявили различные свойства ¡табл.1). В отличие от ДМ Б СЗС оказал

Таблица 1

Влияние регуляторов роста на укоренение и реет недельных черенков мата, % от контроля

!Нг п/п Регулятор ^Концентрация "Прирост "эпико- 'тиля "Длина зоны ризо-генеза Количество : корней : Длина корня

1. ДХЙБ 1. 1СГ2 Моль/л 20 17 22 . 42

2. ССС 1.10'2 Коль/л 93 133 155 • 194

3. Гибберейлин 20 мг/л 177 41 34 ' 100

4. 1'УК 50 мг/л 74 145 И!ётка корней' 53.

положительное влияние на образование и рост корная. Дальнейшие исследования показали, что влияние ДшБ зависело от,концентрации, При сравнительно низких концентрациях (5.10"^ - 5,1СГ^,Коль/л ) оно не отличалось от влияния CGC, при возрастании концентрации до 1.10"^ Моль/л наблюдалось резкое торможение роста-эпикотиля.

Наиболее чувствительными к дейсгзию ДХ>1Е оказались листья. При высоких концентрациях 15. Ю"*" Моль/л) влияние препарата отмечалось визуально уже через 2-4 ч и выражалось в эпинастии листьев, позже - в появлении некрозов и подсыхании листовой пластинки, начиная с кончика листьев.

. Удобной моделью для выявления регуляторных свойств изучаемого препарата являются растягивающиеся клетки. 2С-ч инкубация колеопгилей в растворах ДХлБ разных концентраций привела к уменьшению длины отрезков колеоптилей.' Отрезки приобрели бочонкообраэ-ную 'форту, но сохранили упругость. Следует отметить. отсутствие токсичности ДХйБ: дако насщенннй раствор (0,571 Моль/л, т.о.

102,2 г/л) не вызвал гибели отрезков, йнгибиторное действие ДХ/хБ при сокращали срока инкубации с 18-м до 4 ч проявилось в большей степши, чем ССС (так, прирост колеоптилей под влиянием ДХИБ составил год влиянием ССС - от контроля). иУК.увеличи-

вая прирост колеоптилей в 2-3 раза, стимулирует их дыхание (Якуш-кина.Куяакова, 1968). Интенсивность дыхания колеоптилей посла полуторачасового пребывания 'в растворе мУК возрастала до lbl ^ по сравнение с контролем, под действием ДХиБ набпвдалось небольшое торюкенио дыхательного процесса (86 % от кснтрояя). В отличие от колеоптилей, тор^окение роста отрезков стобля этиолированных проростков гороха под влиянием ротй'рдантов' было выражено более четко ¡,« через 4 , о'через 22. ч, что 'сопровождалось снижением поглощения

Токш образom'j на биологических тестах- проявилось "ан.тиаукси-,i'%rc-jj" действие ратзрд ait та",- более ярко выраженное у ДХАБ.

2, Влияние 2,3-д1'кпоризобутирата на физиолого-биохимические пгоц-jgcu в укореняпадхся черенках фасоли/ Поскольку на черенках пйШ'ыв наблодам подсыхание листьев,.'особое внимание было обращено па показатели водного обмена. Через 4 ч после помещения черенков в раствор ДХи.В но било обнаружено изменения в содержании общего количества воды, но заметно снижалось содержание фракции, так называемой, "свободной" води и возрастало, количество воды не ' извлекаемой даже 30$ раствором'сахарозы.

Интенсивность транспирации'под влиянием ДХЛБ снижалась ' (табл.2).' Сникониэ интенсивности тренспирацаи могло быть вызвано

■рлдои причин,, в том числе закрыванием устьиц. При визуальных . наблодениях'за степвнш открытости устьиц не обнаружилось различий иепду опытным (ДХЙБ) и контрольна вариантами. Поэтому в качеств второго кснтроля всполЬ.оосали черенки,обработснние раст-' вором ahv. Водбу'дбрг.т лица я спсссблють листов ö п?г?кэ со кш;

- s -

Габгаца 2

Влияние ДХИБ (5.10"^ йоль/л) на интенсивность тренспирации

свежих и завядающих листьев черенков маша, мг/г сироп массн.ч

: лнтенсивность транспи'рации. листьев

Варианта '. свежих : завядающих

: через 2 ч ; через 4ч: через 2.ч. : через 4 ч

К онтроль 4701-30 330+-20 427+24 . 343+32

ДУ«Б 360+30 — 120+30 345+68 110+18

% от контроля 77 37 81 32

увеличилась под влиянием ASÍ в большей степени, чем-.у ДХйБ. В ото время потеря вода могла определяться степенью открытости устьиц. Через два часа водоудергшвавдая способность листьев увеличилась под влитием ДХИБ и АЕК примерно одинаково (pic. 1),что позвоглет предполагать иную причину влияния ретарданта на псвшюние подо- ■ удерживающей способности листьев, чем регуляция уегьичннх 'дгиганиЯ.-

потеря воды, '

7< от контроля, •

J.-1-1—--—i-1-ц-i——i i-

5мин ЗОмин -1ч 2.,Ьч Зч 21ч .48ч время

I'::с. 1. Зо.чоудеряивасща» способность япа.тьёв черенков мола (поело 70 мкн. видоржнвйния черенков в растворах ДО! 15 AI5 - 20 мг/л, контроль - вода). .

.Увеличите водоудеркивагвдей способности к по то к характерно для реакции растений в ответ на сгросс и могло объясняться адаптационными изменениями'метаболизма, в частности, повышенном содерка-ния низкомолекулярных соединений. Под влиянием ДХЯБ в черенках содержание оксрлата,цитрата,палата снижалось в сравнении с контролем в Первые 4 ч, а затек возрастало примерно в два раза. Оо-дорпакио глщозц и фруктозы возрастало б сравнении с кштролем в порвь'э 4 ч, в последующие двое суток снижалось количество глюкоза, Уменьшение! под дайствиек ДХИБ ваошКших метаболитов ЩК в порсио 4 ч,- по-вйдимоиу, можно связать с накоплск.пом в этот по-аминокислот, как аспарагинсвая, глу тампновая н их ами-. 1'сако возросло ^ерхээ 4 ч в листьях и сто блях: черенков содер^

■ большинства Аминокислот, краю триптофана. Длл большинства

■ ; '.¡с:л)сло^'кошчественное преобладание в опытном варианте над г.^'тро.чьпи:-! было ¿ременным, через 48 ч-их содержание примерно •

но в стеблях спи тлих черенков оставалось более внео-:лк ".'отчество гдутшина и глуташновои кислоты, аланина.'пролша, ц'!сго;;;!а,Ш£г. Подобные резкие изменения могут говорить о неспе-Цм&чисвсм ,ст^йссояси характере действия' ДХйБ, том более, что увзаичиваяойЬ содэрашие таких аминокислот,накопление которых, обычно соп роз о ада о теп замедленном ростовых процессов и происходит в экстремальных условиях среды (Брвдк св, 1975, '¿евяксва, 1983, Зоипшухин,йвацсв,.1583). Эти аминокислоты называют "страссовиш", считаэтся.что ода повша»т устойчивость рас тон« й к действия стрессов различного рода. Заметного вийшпл на содэршниа ауксинов в черенках ле;:а не обнаруетно.'

3. Ввиднко ¿,3-дихпо^зсбу тарата натр?.;я на четсболизм прсрастакж ео::га и пророст:; о^. Актапащи; хсодигна и сонсиах нач;;иазтся праятичаски с самого т.чедл пс.-./л:'-'.?,когда ксличасг-во поглощенной ¿щг, ¡17.. гхх -ч->; -ч (Оша-

ров, 1976, Аскоченская,1982). Поглощение водь семенами маша в растворе ретардантов в первые 4 ч шло более интенсивно,чем в воде. Длительная обработка ДХпБ (13-20 ч) приводила к снижении поглощения воды. Под влиянием ДХйБ, в сравнении с контролем, интенсивность дыхания семян маша в первые часы набухания возрастала, затем постепенно снирллась.а после 20ч наблюдалось тормошение поглощения кислорода примерно в два раза. Влияние ДХЙБ на степень протеолиза зависело от продолжительности замачивания семян. На первом этапо прорастания содэртднио белка под влиянием 4 ч обработки ДХйБ в семядолях во псех опытах снижалось быстрее, чем в контроле. Длительное замачивание вызывало тормояение распада белков. Соответственно при кратковременной обработко ДХмК семян наблюдалась активация протеаз, а при длительной - торможение. Активирование прогеао при 4ч обработке семян ДХйБ сопровождалось как уменьшением количества бет а,так и возрастанием свободных аминокислот а семядолях маша.

В прорастающих семенах,как и в черенках маша,в пергше часы я сутки прорастания практически во всех опытах возрастало содергяа-НИ9 цистеина и стрессовых агинокислот. 3 3-х дневных проростках суммарное содержание свободных аминокислот в семядолях било значительно пике,чои в гипскотигях и корнях (рис.2). Здесь такг.о сохранялось преобладание цистеина и некоторых других а;пшскислот (рис.3). После длительной обработан сеилн раствором Д)ЫВ изменения в содержа^!!] аминокислот ярко вьраяени в гкпекоти.чях.гдо наиболее сильно проявилось тормсгениэ роста. В ноблагспр1ятных условиях накопление алашзна совпадает с усилением активности ала-нинамкнотрансферазы (Алехина,Ширшова, 1585). В ссиенах мака через 4 ч после начала набухания в поде ахтиенсегь апкшнакинотрзнсфе-разн практически но проявилась, на сг.одут/г'.'Л день Она достигали наибольшей пе.-ппинн, за к ого реп ?л«тг.) ч спад 'кг.гзности,

- l¿ -

г

1:J

a.

la

g

a

g и 'Ej

N íl.

S Ü

■о

я: -

Й Й

с ы

« я

Ei. cl

г il

о с

' Л Î.'

eí К В

о

П

fi ■L

ч cü о

С. ) (4

, G

Cl

Я g

•s о к см

Е< .te

£ >5

к i-ч i

1С'

о

□

• t

у -

t ' 5 У

о ^ С)

* ;

: 1> CÍ

— »1

ê-U

"cd ö cp ооо оо о о о о оо ¡.о со «а: (м О ■ сс со tj- cvi о а. -ч- oj

s ru

OÍ c\j см rvj

на г рот г.» сутки прорастания набпсдхгся «опил подъем активности

(f о pi'c-и r.J, а па там сшпеиио (рис. 4).

Активность

(мЕ/мг белка)

4 ч

Осзраа:

с у т к II

Рис Л.- Вваяииз ,'<X»iB на активность алзнрламигтрйнс^сраои в семядолях ¡'й.та

- -контроль, 2 - дав (4 часа), 3. - Дп!5 (20 часез)

Спад и новь'й подтел актетностм ^гмчнзп-логрто^врази.по-аччино-яу,г:оя«о. объяснять спсиоя ролл ^аргекто раз пик ксмпа'рлдагов клог-

¡¡апселю,что аяан.'лсг.чгеотроис^ораза с одари то я г? цигсяопл, ■ >гг-хЯ|др!К1х, и порога«сгах (¿зиэплсз , 1С36). Посла дпталмоп tJp.üot-::ii pon рдшпсм шзрг-пП пик ;д;ш!гцгзгл не прсгццг.ся.но по З-i -сут::ч прор огация напболзо вассяая актпрнОсть ¿[ортеита набо дуп'-сь i? nie:? гзр-нито. Содорглнно сахароз« d сз::ядопгч киша чару-: 4 ц и в последую®::® сутки возрастало*в срапнеган с контролем, содержимпэ фруктоз и всегда било почти в 2 репа tnirc.

4. Br.mnio рзтррдгитоз ни преп'.пг-г.мезть хдотек '? устопипост». О'о-лоз -л puctcopo. нп'ззетно.что -спс:г.ю ряда цизиолсг^гс::1.! ш;-titruar» с-"»д!«1СП»Я саязтаго с их ?nnnn:c:i на ;'о::б? ■'• иьпз-.-. -\z . „r-, ^ тог "п<--л с г? г *:—4 ""'^crcüa л::;".' -'Г":'': V":

на проницаемость клеток било различно'; под влиянием ДХйБ проницаемость в сравнении с контролем (вода) возрастала, ■ под влиянием ССС - снижалась (рис.5). Влияние ДХИБ на проницаемость в значительной мере зависело от концентрации и температуры раствора.

f от контроля

■Li:.5. Влияние рэтордантОв на выход батацизданй из васечвк коршплода столовой свокпа '

Прл кспкатной температуре {13-20сС) концентрация ДХЙБ 5.10"^ 1!о«ь/л во веох опытах вызывала увептспкЪ проницаемости,- при более низзой концентрации, (от 1.10"^ до 1.10"^ Цоль/л) ДХИБ но скьзивай влияния ияи несколько тормозил в ах од Сзгадиенина в pactaop; В контроле изиелешо томпоратури водч в сторону понико-пия до 10°С и повышения до 33-36°С и 50-53°С в 0раага»:и с lta.i-натнсЛ (20°С) увеличивало проницаемость к кзго::, особенно прл ш-соаоп геиперегуро. Шработка ДХ^Б (5.10"~ Иолi/s) повысила проницаемость клеток hpj нештатной н висслоп тс;<;;о[и?уро раствора, но резко скизлг.а tipj Ю°С.

. Изиен^иия• в проницаемости мембран могут бить связали с действием иез^сгва .»^посредственно по бз:;::и. "о,-ог'.ноя cucio;;c:i,km:j-

тирующей вззи модейстпло pas ти то ль» их белков ¡» ДХЛБ слууила водная смоеь ретарданта и молекул Б2i\. Зкбор белка объясняется тем, что строение молекулы БСА и ее свойства дсвольно хорошо изучены, а молекулярные ochoeh взаимодействия г.стоств но имоют принципиальных различий. Под влиянием ретарданта увеличилась устогмивость молекул БСА при нагревании до 50 и дане до 60°С, о чем кошо судить по вэличине свегорасселния, которая показывает степень агрз-гации молекул (Коли,1566). Влияние ДМБ на устойчивость молекул БСА к тепловой денатурации было выратемо сильное,чем для таких ретардантов как CGC и АКО-Ю1Р (табл.З). Стабилизируема депств'ло

. Таблица 3

Влияние ретардантов на устойчивость молекул BGA к твплозоп

денатурации

Варианты

Г, при Л = 300 им, %

20 С

50°С

■60°С

БСА+HgO, контроль 50,7

БСА+ССС 85,3

БСА+АЙО - 1618 84,8

БСА+ДХиБ 87,0

73,5 79,5 63,7 85,0

4,5 22,9 32,4 65,0

ЛХ vi Б при 40 мин прогревании растворов зависело от концентрации ротардпнта и било хорошо заметно при соотношении от 200 до 50 молекул ДиБ на молекулу бегка.

ДОБ стабилизировал молекулы БОА и к денатурируевдму доЛстсно зтшола и подщблачиван'лс раствора до [Б=8. ' .

Устойчивость белков к топлозоя денатурации поймает ряд соэ-Т- HQi'.;-T,co,,;ep,F.awx нптр-.ш: х<>лр1лат натрия, иапра? натрия и др. СлолчДСЗН), но пглпн'о Д.13 нользл споет;! :: содоргд-дзиуся в го-лечу "¡"-л j es ; «г»?р"» г h.v»«x cn»t-

тах было выражено значительно слабее,чем в концентрации на порядок больший, чем: ретардант. Стабилизирующее действие ДХИБ проявилось в повышении термостойкости и дроыевой мнвертазы (бета-фрук-

гофураноэидаза.),которое наиболее сильно наблюдалось при концент-2 '

рации 1,10" Мощ/n. При последовательном разбавлении раствора ДХ1ЛБ, его действие ослабевало. Влияние CGC .и ДНО-1618 не проявилось в диапазоне концентраций от 1,5.10"^ до 2,5,10~® Иоль/л.

5. Применение ретардантов в практике сельского хозяйства. В половых' условиях изучали- в сравнении с ретардантом ТУР действие рзтардантной-сйэск, в .c'ccraç которой, входят ДХИБ.ССС'и этрол-(Schillins,Eckert .,.1980). Первоначально эта ретардштная, смесь -была обозначена- как 2C0J,-.затеи-после соответствуй;!их испытания доработки стада выпускаться . фйрмой'ииггзрфвльд (Германия) под .'Линией Тебзпас, К. настоящему времени вь'сская эффективность Г.-.•.ласа -показана в ряде стран В.оаточн on-Европа (Beéchov et ai., iSö?",Ma'.tthiès et al. , 19,87}Andrze^evskl ,J)oreeowpiö, 1980, Margit, IL/SO). Высская.эффективность Тебопаса на цосйвах озимой пшеницы проявилась и в'усябвипх Во'роне&аксй .облети п 1985- 1990гг . В гро-

■ извбдетвещых опыт ах,'-п рореданних в совхозе им .60 лет СС^Р в 1987-SOrr сравнивали влияние ТУРа и Тебепара при опрыскивании растения в фазу кущения и npi предпосевной обработке семян. При опрыскивании в фазе кущения'озимой пшеницы Тарасовская 29 ретардантом ТУР

■ (6 кг/га) на'поливном участке полегло около 7D % .растении, Тебе-пасом (2 кг/га) 25г-30 %, из участке поля бея полива яологло .соответственно. 30 и 5 %. Дождливым летом- 1Э8Эг на. поле .обработанном ТУРом, полегло.60 "/,, а Тебепасоы - оксло. 15 причем но боль-шеи части поля (60 га) полегания не было совсем. Хоро-ло проявилось 'впиши*?,То'бепаса в сравнении с ТУРок на торможении роста нипшг.о кепдоузпид.повиашки' содерг-зп'/я г- сухого вещества и -золы. Урока;"! с-арна с обработанных ТГ/Рс;< уаглсг-шЯ составил £9,2

ц/га, Тебопасом - 42,1 ц/га. Ванно.чго после обработки Тебопасом было возможно прямое комбайнлроа^ние пшеницы, тогда как ТУРом -раздельное, что вызвало дополнительные затраты. Повышение урожая происходило за счет увеличения количества зерновок и их массы.На участке без полива вес зерновок у растений,обработанных Тебепа-ссм, по сравнению с ТУРом был незначительно выие, однако мокно говорить о более высокой пиуэвой ценности зерна, гак как увеличилось содержание не только суммы аминокислот'(посла гидролиза белков) (7229 - у'Тебепаса, 6254 ккмоль/г сырой массй у ТУРа),но главное, доля аминокислот незаменимых (2310 мкмоль и 1522 соответственно). Не было обнаружено различий в содер?инии белка в зерне в опытах 1937-89гг

Определение содержания свободных аминокислот в ¿лаговом листе и зерновке на разных !^азах развития зерновки пшнлцы показало по-лотагельное влияние Тебепаса. В £азу формирования зерновки более высоким содержанием свободных аминокислот характеризовались листья растений, обработанных Тебепасом. Влияние Тебепаса на содержание стрессовых аминокислот проявилось аналогично действию аХЛБ, что позволяет говорить сб обдеЯ тенденции его действия на повышение устойчивости растений к недостатку водоснабжения.-Это нашло подтверждение в вегетационных опытах Воробейкова и полевых Лспохиноя и Филатова в К^лОХ ЦЧО им.Докучаева в 1985-1986гг.

Перспективным способом использования ретардантов в сельском хозяйстве является прздпосевная обработка семян .позволяющая повысить зимостойкость озимых культур (Артюшин и др., 198б,ВоробеЯков, дричко, 1959). Под влиянием и ТУРа и Тебепаса при-предпосевнол обработке семян гнболн посевов не наблкдалось а бяаголр:яткую зиму 1988/89гг и неблагоприятнуо' 1939/90гг (с морозами, без снежного покрова, резки«.) колебаниями температуря). Однако могло го-чорпть о болычез г»'>ох?втеости Тебепаса . так.^пдорвание белка в

листьях пшеницы осенью и весной,после зимовки,било выше под влиянием Тебепаса (габл,4), почта в 3 раза было выше содержание фруктозы; содержание сахарозы, глокозы и воды примерю одинаковым.

Таблица 4

Содержание белка в листьях озимой пшеницы после перезимовки ( обработка семян )

5ариангы

мг/г.сырой йассы

3.1У. 1989г. : 28.Ш. 1990г.

мг/г сухой кассы

3.1У. 1989г. : 28.Ш. 1990г.

ТУР 29,44+3,63 15,40+0,38

Тебепас 40,29+2,97 '21,60+0,83

5,44+0,67 3,33+0,14 7,74+0,Ь7 ' 4,80+0,23

Определение' содержания аминокислот в листьях пшеницы перед ;:;!мовкоя-не выявило значительных различий в действии ретардантов, но следует отметить высокое содерюние пролина, что может быть связано с его антистрессовой .ролыз.

Таким образом мошо говорить о целесообразности обработки семян Озимой пшеницы ретардантами и предпочтительности в этом отношений Тебепаса, о чем свидетельствует но только более высокое содержание таких важных метаболитов как сахара, белки,но и доза препарата,которая пр{ обработке семян пшеницы в 3 раза ниже,чем ТУРа, Предпосевная обработка семян озимой пшеницы но препятствует 6 дальнейшем полеганию растений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сопоставление-результатов исследований,проведенных на трех услошявазихся ростовых моделях,выявляет общую закономерность; тормояекие роста стеб ля, часто, с тмуляцию корня; из $иэиолого-биохшйческих процессов.во всех объектах наиболее заметно влияние на водный и азотный обмен. Следует подчеркнуть,что в разных расти тельных объектах ьсспэ обработки ЛХйЬ' через несколько часов воз-

- J9 -

растало содержание аланкна.пролина ,ГА1К и некоторых других аминокислот,накопление которых характерно для стрессовых условий и направлено на адаптацио растений к пенящимся условиям среды.Ключевая роль в осмотическом приспособлении растений к синтезе про-лина отводится Л К (стресс —тургор —»- глутамат—<— пролин) (Е^евякова, 1У87). Наиболее известна роль А5\ как антистрессового фактора при наступлении водной недостаточности. Это позволяет го-зорить о том, что изменения метаболизма, в дшном случае азотного обмена,под влиянием ДХЛБ могут быть связаны с изменениями в гормональном балансе. Можно считать доказанным, что влияние ДХл" на рост стсбля связано главным образом с ингибированием синтеза и транспорта гиббереллина в растении (Podlesak , 1977;Schüler ,1973; Otto,Schilling ,1984;Beschow,Schilling,Eckert ,1990). Ко ЗТ0.П0-видимому, не может являться первопричиной действия ДУйБ. Доказывается это в первуо очередь тем,что под влиянием ДЛБ уке через несколько минут изменяется проницаемость клеток,то есть в то время,когда это еще не могло быть обусловлено изменением гормонального баланса. При низкой (Ю°С) температуре, когда проницаемость клеток возрастала в сравнении с 20°0, ярко проявлялось стабилизирующее действие ДХ/iБ. Стабилизирующее действие ДХ»Б проявилось на макромолекулах БСА в растворе по отношению к тепловой денатурации, действию этанола, небольшому подщолачивании. Еще нагляднее проявилось влияние ДХ/1Б на активность бета-фрукгой'уранознда-зь' дрожжей, при этом максимум активноети фермента заметно сдвигался в сторону более высоких температур. Последнее такие говорит в пользу взаимодействия молекул ДХйБ и белков и повышении- благодаря этому "жесткости" белК'Овых молекул и их меньшей подвиккости.' Возможно, что уменьшением подвижности молекул при высокой дезе ДУ^Б объясняется и наблодаемое нами тормодение активности Протеаз, ал'знинам^нотрансферазы в первые часы прорастения семян.

^ . Подводя итоги изучению причин биологической активности ДМБ, ■ иошо представить следующую цепочку события: при взаимодействии

молекул ДХ*1Б с молекулами белков понижается их способность к кон, форм«ционноя-подвижности, возможно такке, что при относительной высокой концентрации, ДМБ оказывает, влияние на состояние воды, в первую очередь входяцей в состав мембран, а также окружающей .

белки-. Таким образов южно говорить о высокой ретарданТноя и *

стресспротекторюй эффектавности .ДХйБ, превышающей действие СЗС, что относится и.'к ретарданту Тебапас. Важно отметить, что'расход Тсбапаса в 2-3 раза меньше,ч.ем ТУРа, а токсичность ДХйБ в 10-20 rao ншз, чем ССС,-что:позволяет рекомендовать использование ДлБ ¡.'-'РорлантнИх смесях, как зф|0ктаБ11ЫЯ и экологически чистый пре-

•''•-. . В bi вод ы ■

... По:сазаНа. йисохая ретардантная,активность 2,3-дпхЛоризобутира-натрий на бцотестах разной, степени сложности - растягиваю-ЛчЛг.'.'' клетках, ризоГеноза-чбранксв <*асояи и прораегайадх семенах tiauia.'. Ilpií" кратковременной ааяачиваниз,- семян"мааа тормозится ••. - рост гипбяотиля и стимулируется рост корня; через г.ри-чотырд педели тормоканае-сгяоживаэтгя. 'Длительная обработка тормозит рос г гйпсжотйля необратимо.

2. Веияиив 2,3-дихйоризобутирата нагрйя на физиологические процессы зависит от длительности воздействия и концентрации:

.. .'кратковременное воздействие .и низкая концентрация стимулируют йнтеасишосгь порйовдння кислорода, активность ферментов,более внсокиа дЬзи оказшзают ингибцруищзо' влияние на эти процессы.

3. Под.визйиюи 2,3-дйхлорлзобутиратц натрпл л Тебепаса увеличивается сод&ряониэ аийгокисяот, особенно нсяшьмях устойчивость растений к стгоосам: омаяйна,прос:л;.,ГА''1..

. Под влиянием 2 ,3-дихлоризобу тирата натрия снижается интенсив-кость трансш рации, увеличивается водоудермвзютая способность листьев и стеблей черенков маша.

>. Влияние 2,3-дихлориэобутирата натрия на Проницаемость клеток зависит от концентрации и температуры раствора: высокая концентрация и температура повышают проницаемость клетск для бе-тацианина, низкая концентрация и температура - сникают. •

3. 2,3-дихлоризобутират натрия проявляет сгресспротекторное действие на молекулы белков в растворе, повышая устойчивость ■к тепловой денатурации, изменению рН в щелочную сторону и • действию этанола. _ •

Ретардант Тебепас препятствует полеганию растений -озимой пшеницы значительно сильнее, чем ТУР.

3. Предпосевная обработка семян ретардантом Тебепас повидает зимостойкость озимой пшеницы, увеличивает содержание в листьях Сахаров и белка перед и после зимовки, но не препятствует в дальнейшем полеганию растений.

5. Применение Тебепаса повышает качество зёрна за счет увеличения содержания аминокислот, осо&енно незаменимых.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации.

1. Г.С.Эрдели, Г Л'.Хотаинова,'Е.Л.Сидорова, ГЛ'-'иллйкг. Влияние ретарданта 2,3-дихлоризобутирата натрия на прорастание семян ' маша и яровой пшеницы // Физиология и биохимия культурных растений. 1985. т. 17, 6.-С.588-593. .

2. • Г.С.Эрдели , Г.Шиллинг, Г.Н.Хомаинова. Некоторые 'особенности

физиологического действия ретарданта 2,З-дихлоризобутирата натрия // Биологические науки. 1986. £ 1.-С.82-35.

3. Хокиинова Г.К.,Эрдеяи Г. С. ' Влияние фитогор-монов и. ретардантов на воднил репда рхгтшаз // Тез.докладов

1 республиканской научной конференции. Витамины и фитогормонь в растениеводстве.-Вильнюс.-1986.-С. 111-112.

4. Хожаинов'а Г.Н.,Эрдели Г.С. Влияние 2,3-дихлоризомаслянои кислоты и ее натриевой соли на прорастание семян маша // Деп.

. ВНШТЭИ-агропром ff 374 ВС-86, 7с.

5. Г.Хокаинова, Г.Эрдели, Г.Воробейков ., Г.Филатов, Г.Шиллинг, С.Отт-о. Влияние ретарданта Тебепас на повышение устойчивости .зерновых культур к неблагоприятным факторам среды //pflanaen-prodaktionsforschmig. Halle-Wittenberg ,1938. s.143.

6. Г.С:ЭрделиT.F.Хожаинова, Л,H.Иванов, Г.Шиллинг; С.Отто. Влияние 2,3-дихлоризобутирата натрия на-водный режим растений//

• Физиология'й биохимия культурных растений, 1989, т.21, Ii 1,-С.75-80. '

V. Г.С.Эрдего!, .ГЛТ.Хонаинова, Г.Шнллинг. Влияние 2,3-дихлоризобу-тирата натрия на метаболизм прорастающих семян маша// Биологические наукь). 1989. Ii-8.-С.72-75.

1. Г.Н.Хожаинова, Г.С.Эрдели, Г.А.Воробёщов, -Г.Шиллинг; Повышение .устойчивости зерновых культур-к неблагоприятным факторам среди с помощью -ретарданта Тебепас // Ted.Докладов Второго съезда Всеросс,общества.физиологов растений.-Минск.-1990.ч.П.-С.226;' ' . . .

9-. Г.С.Эрдели, Г.Н.Ховапцова, 0.Г.'Артшов, П.Е.Кишлинокал, Г.Шиллинг, регуляция клеточной активности и-устойчивости белковых молекул с помощью 2,3-дихпоризоб.утирата натрия // .. : Там же.С.24.0'. .

Ю. Galina ß.Ehrdeli у Galina N.Khozhäinova .Gunther Schilling , , Steffan Otto. Untersuchungen zum wiriuriösinechanisnus yon

Hat iuia-2,3-MchlorisobutjTat (pciü-lia;//W schs tunsregul&toren. Halle/Saale,1990.С,164-168. . • '

- сЗ -

11. Г. З.Орделп, Г.Н.Хоигаинова, Г. Шиллинг, В.тербах. Поступление нового ретарданта - £ ,3-дихлоризобутирата в растения, его знутрлк легочная локализация и влияние на водный обмен //Физиология растений. 1991. Т. ЗЯ,вып.2.-С.365-370.

12. Г.Н.Хох.аинова, Г.С.Зрдели, Г.И'иллинг. Применение нового ретарданта Тебепас для повышения устошивости озимой пшеницы

// Тез.докладов Регуляторы роста и развития растений. -Москва. . 1991.-С. 105.

13. Г.С.Зрдели, В.Г.Артюхов, Я.С.Зацимнская, Г.Н.Хокаинова,

Г.Шиллинг. Влияние нового ретарданта 2 ,3-д их лори зобу тирата натрии на пронлцаеиость клеточных мембран и устойчивость белковых молекул // Там же,с.21.

14. Г.С.Зрдели, Г.Н.Уочаинова, Г.Силлинг. Лзобутираты - новый класс ретардантов // Зорокен:. Лзд-во ВПУ,1ЭЭ2.16Сс.

15. Т.Н.Попова, Г.F .Хоааинова ,Г. 3 .Зрдели, JÎ .А.Мирошниченко,

А.В.Казначеев, Г.Шиллинг. Влияние 2,3-дихлоризобутирата натрия на процессы синтеза "стрессовых" аминокислот при обработке cqv.bh ра стен и й // Тез. дохл адов 3-го съезда Всеросс. общества физиологов растений.-С.-1»етерберг.-1993.-Т.7.-С.703.

16. Г.С.Эрдьлп, Г.Н.Хокиикова, А.Т.Епринцев , Г.Шиллинг,X. Бешоу. ; Распределение ^С-дихлормзобу тирати натрия в проростках мама л его влияние на метаболические процессы // Тез.докладов 2-Я' Тинпрлзевскоя конференции Регуляторы роста и развития растения.-Лосква.-1993.-ч.П.-С. 155.

17. Г.Г.Уояаинова, Т.И.Гопова, Г.С.Зрдели, Г.А.Воробейксв,

Г..'Глллинг. Влияние 2,3-дихлоризобутирата натрия на накопление стрессовых аминокислот, рост и устойчивость растений // Том та.С. 164.

■Я'/

3ilô jv io.LS>91 .т. ];JD v "i-.mt.EÛ X.Ï'O 1/16. ООсм 1 п.л. О^соачгя лаборатория Ж/.