Физиолого-биохимическое действие эпибрассинолида и экоста на растения гречихи в связи с продуктивностью

Колотовкина, Яна Борисовна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Физиолого-биохимическое действие эпибрассинолида и экоста на растения гречихи в связи с продуктивностью
ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Физиолого-биохимическое действие эпибрассинолида и экоста на растения гречихи в связи с продуктивностью"

На правах рукописи

КОЛОТОВКИНА Яна Борисовна

ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ЭПИБРАССИНОЛИДА И ЭКОСТА НА РАСТЕНИЯ ГРЕЧИХИ В СВЯЗИ С ПРОДУКТИВНОСТЬЮ

Специальность 03.00.12 - Физиология и биохимия растений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 2004

Работа выполнена в лаборатории природных и синтетических регуляторов роста Института физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН и на кафедре ботаники Московского Государственного областного

педагогического института.

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор Прусакова Лидия Дмитриевна

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Шаин Сергей Семенович

кандидат биологических наук, Вакуленко Владимир Васильевич.

Ведущая организация:

Главный Ботанический сад имени Н.В.Цицина РАН.

Защита состоится

е 2004г. в

£гС

часов

на заседании диссертационного совета Д.220.043.08 при Московской сельскохозяйственной академии им. К.А. Тимирязева

Адрес: 127550, Москва, Тимирязевская улица, 49. Учёный совет МСХА им. К.А. Тимирязева

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЦНБ МСХА.

Автореферат разослан »

Учёный секретарь диссертационного совета

Н.П Карсункина.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Для решения проблемы обеспечения питания населения полноценными белками большое место отводится крупяным культурам и в том числе гречихе. Её возделывают, в основном, для получения зерна, из которого вырабатывают ценный диетический продукт питания - гречневую крупу, отличающуюся высокой усвояемостью, питательностью и хорошими вкусовыми качествами (Ефименко, Барабаш, 1990). Известно, что гречиха характеризуется нестабильным урожаем и разнокачественностью плодов, которая в большей мере обусловлена растянутым периодом их созревания. Поиск путей повышения урожайности и качества плодов этой культуры является актуальным, представляет научный интерес и имеет большое народнохозяйственное значение. Агротехнические приёмы, широко применяемые в настоящее время на практике (внесение минеральных удобрений, средств защиты растений и др.), не всегда бывают достаточно эффективными. Важной задачей современной науки является разработка подходов к повышению продуктивности и устойчивости к неблагоприятным факторам произрастания различных культур на основе применения биорегуляторов, которые позволяют управлять их ростом и онтогенезом. От решения этой задачи в значительной степени зависит дальнейший прогресс в создании эффективных технологий возделывания сельскохозяйственных растений, которые, при этом, отвечали бы всё возрастающим требованиям в отношении экологической безопасности растениеводства. Особый интерес в этой связи представляет применение новых регуляторов роста, свойственных растениям и ответственных за управление процессами, влияющими на количество и качество урожая (Хрипач и др., 1999). В настоящее время большое внимание уделяют регуляторам роста -синтетическим аналогам фитогормонов, и защитно-стимулирующим составам, полученным из растений, грибов, водорослей (Шевелуха, 1990, 2003). Из этого ряда физиологически активных веществ значительный интерес представляют брассиностероиды, обладающие плейотропным действием, направленным на стимуляцию физиолого-биохимических процессов растений, и получившие широкое практическое использование, а также экосты - новые защитно-стимулирующие составы, состоящие из комплекса микроэлементов, биологически активного диоксида кремния гиббереллинов и цитокининов (Мапбауа, 1988; Хрипач, 1993 Айшапп, 1998,1999; Ковалёв, Янина, 1999; Тарчевский, 2001, 2002 Шакирова и др., 2002). Принимая во внимание малую токсичность и исключительно низкие нормы расхода, можно характеризовать эти соединения как биорациональные, экологически безопасные регуляторы роста (Хрипач, 1999). Однако, вопрос о механизме их действия не может считаться решённым и требует дальнейших углубленных исследований

(Якушкина, 1985, 1993). Пртшть^ фун^ччг брассиностероидов

позволило выявить их антистре :<>оайДЫ^ЙЦИ^№Й^йьуцении устойчивости

к засухе, засолению, полеганию, что послужило основанием для разработки способов их применения в растениеводстве с целью повышения продуктивности растений (Хрипач и др., 1993; Прусакова, Чижова, 1996; Третьяков и др., 2001). К числу перспективных объектов исследования относится гречиха посевная, Специфика процессов цветения и плодообразования которой, как отмечалось ранее, делает её «сложной» культурой при существующих способах выращивания. Действие брассиностероидов и экостов на физиолого-биохимические процессы растений гречихи практически не изучено. Недостаточно данных о разной сортовой чувствительности гречихи к действию регуляторов, так как большая часть работ проводилась на проростках.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы явилось изучение специфики действия экзогенных эпибрассинолида и экоста на физиолого-биохимические процессы растений гречихи в разные периоды онтогенеза. В соответствии с этой целью были поставлены следующие экспериментальные задачи:

- Изучить влияние эпибрассинолида и экоста на энергию прорастания и всхожесть семян, а также рост проростков гречихи разных сортов.

- Выявить специфику физиологического действия эпибрассинолида и экоста на активность альфа-амилазы семян гречихи, лишённых зародыша.

- Определить оптимальные концентрации эпибрассинолида и экоста при различных способах их введения в растения гречихи разных сортов.

- Оценить изменение содержания хлорофиллов а, Ь и каротиноидов в листьях растений гречихи под действием эпибрассинолида и экоста на разных этапах онтогенеза.

- Выявить особенности действия эпибрассинолида и экоста на содержание свободных аминокислот в плодах и листьях растений гречихи в процессе онтогенеза.

- Определить влияние эпибрассинолида и экоста на полипептидный состав плодов гречихи разных сортов в течение онтогенеза.

- Определить структуру урожая растений гречихи разных сортов и качество её плодов под влиянием эпибрассинолида и экоста.

- Наметить пути повышения продуктивности растений гречихи и преодоления разнокачественности её плодов с помощью различных способов обработки эпибрассинолидом и экостом.

Научная новизна. Впервые показана высокая физиологическая активность эпибрассинолида и экоста в отношении альфа-амилазы, индуцирующей прорастание семян гречихи, у которых наблюдалось увеличение энергии прорастания и всхожести, по сравнению с контрольными вариантами.

Установлено действие эпибрассинолида и экоста на морфо-физиологические показатели растений гречихи, обуславливающие увеличение её продуктивности.

Впервые на трёх различных сортах гречихи была показана эффективность действия эпибрассинолида и экоста на повышение

содержания фотосинтетических пигментов: хлорофиллов а ,Ъ и, в некоторых случаях, каротиноидов, которое является одним из главных показателей интенсивности и продуктивности процесса фотосинтеза.

Выявлены особенности действия эпибрассинолида и экоста на содержание некоторых аминокислот в плодах гречихи, которое определяет их биологическую и пищевую ценность.

Установлены изменения полипептидного состава плодов гречихи в результате действия эпибрассинолида и экоста, которые касаются, в основном, минорных компонентов. При этом выявлена некоторая сортоспецифичность действия регуляторов. У сорта Богатырь в фазу молочной спелости плодов обнаружен полипептид с молекулярной массой в области 45 кДа, который отсутствует у сортов Баллада и Дождик в указанную фазу онтогенеза.

Практическая значимость.. Проведённый в работе анализ действия эпибрассинолида и экоста на морфо-физиологические показатели гречихи может служить основанием для разработки новых эффективных технологий практического применения данных регуляторов роста, в которых, для наибольшего увеличения продуктивности растений, необходимо учитывать выявленную сортоспецифичность их действия. Показано, что наиболее эффективным из разработанных способов применения эпибрассинолида и экоста на растениях гречихи сортов Баллада, Богатырь, Дождик, Краснострелецкая является способ двойной обработки, заключающийся в полусухой обработке семян перед посевом и опрыскивании растений в фазу бутонизации - начала цветения.

Апробация работы. Результаты исследований по теме диссертации были представлены на научных конференциях «Труды молодых учёных» (Орехово-Зуево, 1999, 2000, 2001); VI Международной конференции «Регуляторы роста и развития растений в биотехнологиях» (Москва, 2001); VI Международной научно-методической конференции «Продукционный процесс сельскохозяйственных культур» (Орёл, 2001); VIII

Международном семинаре-совещании фитофизиологов «Фитофизиология: перспективные исследования, связь с другими науками» (Тамбов, 2001); Всероссийской конференции «Физиология растений и экология на рубеже веков» (Ярославль, 2003); V Съезде Общества физиологов растений и международной конференции «Физиология растений - основа фитобиотехнологии» (Пенза, 2003); Всероссийской научно-практической конференции «Влияние физических, химических и экологических факторов на рост и развитие растений» (Орехово-Зуево, 2004).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 печатных

работ.

Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 150 страницах машинописного текста. Содержит 15 таблиц, 25 рисунков

и состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части (4 главы), заключения, выводов и приложения. Список цитированной литературы включает 203 наименования, из них 58 на иностранном языке.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Объектами исследования служили растения гречихи посевной (Га§оругит взеикШит Мовпек) сортов Баллада, Богатырь, Дождик и Краснострелецкая, В опытах были использованы аналог фитогормонов брассиностероидов -эпибрассинолид синтезированный в Институте

биоорганического синтеза НАН Беларуси - белое кристаллическое вещество, температура плавления 256-258°С. Растворим в воде, бензоле, толуоле, спирте; нерастворим в ацетоне. ЛДм (мг/кг ): для крыс >2000, для мышей-1000. СК50 ( мг/л ) : для карпа >10 (48ч), для дафний >100 (Зч) (Мельников, 1995), и различные формы нового экологически безопасного защитно-стимулирующего состава - экоста, полученные в НПК «БИОР» (Москва), которые содержат оптимальный для роста растений комплекс микроэлементов на гидрофобном ( - фильном) кремнезёмном носителе, а также смесь гиббереллинов и цитокининов.

Работа выполнена в период 1999-2003г.г. на базе лаборатории природных и синтетических регуляторов роста Института физиологии растений имени К.А. Тимирязева РАН и кафедры ботаники Московского Государственного областного педагогического института (г.Орехово-Зуево). Исследования включали в себя лабораторные, вегетационные (2) и полевые (3) опыты.

Лабораторные опыты. Лабораторные опыты с проростками гречихи проводили в факторостатных условиях при t=26°C и влажности воздуха 39,5%. Семена гречихи обрабатывали растворами эпибрассинолида и экоста в интервале концентраций 10"п - 10'4 М и 5Х10'9 - 10'3%, соответственно, полусухим предпосевным способом по методу Задонцева, Гринченко (Задонцев, Пикуш, Гринченко, 1973). Для этого 10 г семян помещали в колбы на 100 мл, добавляли 1 мл раствора регулятора и встряхивали на ротаторе в течение 6 часов. Затем семена раскладывали в чашки Петри на фильтровальную бумагу, смоченную 5 мл опытного раствора, и помещали в термостат при t= 26^ на трое суток (72 часа). Контролем служили семена, встряхиваемые на ротаторе с дистиллированной водой. Трёхдневные проростки гречихи переносили в стеклянные сосуды с раствором Кнопа и выращивали в камере фитотрона в том же режиме, при длине светового дня 16 часов. Повторность вариантов опыта -четырёхкратная. Измерение длины, сырой массы надземных органов проростков (гипокотиля, семядольных листьев, эпикотиля) и их корневых систем проводили на 3, 5, 10-ые сутки. Энергию прорастания и всхожесть семян растений гречихи определяли на 4-ые и на 8-ые сутки, соответственно [ГОСТ 12038-66]. Силу роста растений гречихи устанавливали в течение 10 суток [ГОСТ 12040 - 66]. О физиологической активности регуляторов роста судили по отношению исследуемых показателей опытных проростков к соответствующим показателям контрольных, выросших на дистиллированной воде и принятых за 100 %.

Вегетационные опыты. В опытах использовали металлические сосуды ёмкостью на 6 кг, содержащие смесь дерново-подзолистых почв,

чернозёма, песка в соотношении 3:1:1. В каждый сосуд высевали по 6 семян гречихи на глубину 1,5—2 см. Посев производили во второй декаде марта. Перед посевом в почву вносили удобрения из расчёта N - 0,15 г; Р2О5 -0,10 г; К^О - 0,15 г на 1 кг почвы (Журбицкий, 1968). Влажность почвы в сосудах составляла 70% от полной влагоёмкости. Семена гречихи обрабатывали предпосевным полусухим способом: дистиллированной водой в контрольных вариантах, растворами эпибрассинолида (10"12 - 10"8 М) и экоста (5х10"9 - 5х 10"8 %) - в опытных вариантах. Повторность опыта -четырёхкратная. В процессе вегетации проводили фенологические наблюдения за растениями гречихи. Морфологическими показателями явились: длина стебля главного и боковых побегов, а также число последних; количество и площадь листьев, длина и число образовавшихся цветочных кистей и количество бутонов.

Полевые опыты. Полевые мелкоделяночные опыты проводили на агробиологической станции Московского Государственного областного педагогического института в течение 1999 - 2003 г.п, город Орехово-Зуево. Почва опытных участков - средне-суглинистая, содержащая P2O5 - 25 -27 мг/100 г; К2О - 14-16 мг/100 г; гумуса - 2-2,5 мг/100 г; рН - кислый 5,5. Перед посевом в почву вносили аммиачную, калийную селитры и нитрофоску из расчёта по действующему началу N45P100K45 Площадь опытных делянок 4 м2. Повторность опытов - четырёхкратная. Посев осуществляли широкорядным способом на глубину Зсм при прогревании почвы до 15 - 18°С и оптимальной влажности (60-70 %). Опрыскивание растений эпибрассинолидом и экостом проводили однократно; расход рабочего раствора 0,2 литра на 1м2. Норма высева семян - из расчёта 1,5 млн. шт/га. Уход за посевами проводили в соответствии с технологией возделывания этой культуры в Средней полосе России. В период вегетации вели наблюдения за прохождением этапов органогенеза контрольными и обработанными ЭБ и ЭК растениями, а также фенологические наблюдения. Каждые 7 дней фиксировали длину стебля главного и боковых побегов, а также число последних; количество и площадь листьев главного и боковых побегов; число соцветий, бутонов и цветков на главном и боковых побегах; количество плодов и изменение их влажности в процессе налива и созревания; массу 1000 плодов. Составляли график чередования фенологических фаз у обработанных биорегуляторами растений на фоне контроля. Определяли содержание хлорофиллов а, b, каротиноидов и изменение аминокислотного состава листьев гречихи в контрольных и опытных вариантах. Уборку урожая проводили при побурении 75% плодов на растениях. После очистки и доведения до воздушно-сухого состояния, плоды были подвергнуты лабораторным исследованиям.

Результаты экспериментов статистически обрабатывали с использованием программ Microsoft Excell 97, Microsoft XP. В таблицах и на графиках приведены средние арифметические из всех повторностей и их средние квадратичные отклонения. При оценке различий между вариантами

использовали критерий Стьюдента, считая достоверными различия на уровне доверительной вероятности 0,95 (Зайцев, 1990).

Метод определения активности альфа-амилазы в эндосперме семян гречихи посевной. Для определения физиологической активности эпибрассинолида и экоста был использован биотест Т. Могге (1974г.), М. Nagu, Szabo (1985г.), заключающийся в индукции экзогенной гибберелловой кислотой активности альфа-амилазы в эндосперме пшеницы, модифицированный для ячменя (Прусакова, Чижова,1989), и гречихи (Чижова, Колотовкина , 1999). Влияние эпибрассинолида и экоста на активность альфа-амилазы эндосперма гречихи, лишённого зародыша, изучалось на агаровых блоках с введением в них исследуемых регуляторов. После суточной инкубации в термостате при 26°С и темновом режиме, чашки Петри с агаровыми блоками проявляли раствором Люголя. Вокруг эндосперма появлялось неокрашенное кольцо гидролизованных Сахаров, образовавшихся в результате расщепления крахмала. Диаметр кольца служил показателем активности альфа-амилазы эндосперма гречихи, лишённого зародыша, под действием эпибрассинолида (10*12 М - 10 М) и экоста (5х 10"7 %-5х10*4 %). Контролем служили семена гречихи, помещенные на субстрат без биорегуляторов, а также семена, «убитые» кипячением.

Определение площади ассимилирующей поверхности листьев в различные фазы развития растений гречихи проводили методом высечек (Корнилов, 1961).

Определение содержания хлорофиллов а,Ъ и каротиноидов в тканях листьев растений гречихи разных сортов проводили методом спиртовой вытяжки без их предварительного разделения, с использованием спектрофотометра СФ-26. Вытяжки пигментов были приготовлены из свежего материала. Оптическую плотность полученного экстракта устанавливали при двух длинах волн, соответствующих максимумам поглощения хлорофиллов а ,Ъ (663 нм и 646 нм, соответственно) в красной области спектра и при длине волны абсорбционного максимума каротиноидов 470 нм (Гавриленко, 1975).

Содержание запасных веществ в плодах гречихи установлено методом инфракрасной спектроскопии по диффузному отражению размолотых плодов на инфракрасном анализаторе NYRS sistems 4500 (Крищенко,1997). Средне квадратичное отклонение результатов метода от стандартного(по Кьельдалю)составляло не более 0,3%. Для анализа брали 2 г размолотых плодов в 4 - х кратной повторности. Определения проводили на оборудовании научно-экспериментального объединения «ИнтерАгроТекс».

Определение аминокислотного состава плодов и листьев растений гречихи проводилось путём хроматографического разделения их спиртовых экстрактов на анализаторе Т-339, который служит для качественного и количественного анализа аминокислот с использованием ионообменной хроматографии на ионитах.

Метод определения запасных белков в плодах гречихи. Электрофоретическое исследование белков проводили в денатурирующих

условиях по Лэммли (Laemmli, 1970), с использованием 12%-ного полиакриламидного геля или градиента концентрации акриламида 10% -20%. Образцы белковых препаратов для электрофореза с SDS готовили по Гиффорду с соавторами (Gifford et al.,1982) с некоторыми модификациями. Белки плодов гречихи экстрагировали на холоду 1М NaCl (фосфатный буфер, рН 7,5), осаждали ТХУ, промывали холодным ацетоном и растворяли в буфере для образца при 100°С. Для получения термостабильных белков исходный солевой экстракт прогревали 5 мин. при 75°С. Термолабильные и термостабильные белки разделяли центрифугированием при 5500 об/мин, в течение 15 мин. После электрофореза гели фиксировали с одновременным окрашиванием в растворе Кумасси R-250 на смеси метанол - уксусная кислота- вода (5:1:4), отмывали от несвязавшейся краски, фотографировали и высушивали.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

1. Влияние эпибрассинолида и экоста на энергию прорастания, всхожесть семян и рост проростков гречихи в условиях лабораторных опытов. Как видно из приведённых данных (рис. 1) оптимальное действие эпибрассинолида на энергию прорастания и всхожесть семян гречихи сорта Краснострелецкая проявлялось в концентрациях 10'9 и 10'8 М. В этих концентрациях эпибрассинолид увеличивал энергию прорастания на 100 и 69%, а всхожесть на 31 и 42%, соответственно, относительно контроля (100%). Оптимальное действие экоста на энергию прорастания и всхожесть семян гречихи отмечалось в концентрациях 5х 10 - 5*10"6 %, при этом энергия прорастания увеличивалась на 30 и 69%, соответственно, а всхожесть - на 38 и 21%, относительно контроля. При увеличении или уменьшении концентраций регуляторов роста, энергия прорастания и всхожесть семян гречихи сорта Краснострелецкая уменьшались, в некоторых случаях становясь ниже контроля. Та же закономерность наблюдалась у сортов Баллада, Богатырь, Дождик. Данные, полученные при анализе силы роста семян гречихи, свидетельствуют о том, что эпибрассинолид и экост, в оптимально эффективных концентрациях, почти в 2 раза увеличивали число здоровых проростков, появившихся на 10-ый день постановки опыта. Изменение концентраций эпибрассинолида вызывало увеличение числа больных и погибших проростков, а также загнивших семян, в то время как экост не способствовал их появлению, что, по-видимому, свидетельствует о его фунгицидных свойствах. Наблюдались изменения в интенсивности роста надземных органов (гипокотиля, семядольных листьев, эпикотиля) и корней проростков под действием эпибрассинолида и экоста. Эпибрассинолид в концентрациях 10"10 - 10"8 М оказывал оптимально стимулирующее действие на рост и развитие надземных органов, корневой системы и сырой массы проростков гречихи сорта Краснострелецкая, что на 1-2 порядка ниже испытываемых ранее концентраций на этой культуре (Ежов, 1999) (рис.2.1.а). Стимуляция роста

проростков под действием экоста наблюдалась в концентрациях 5 * 10"*-5 * 10"*% и сохранялась в течение 10 дней (рис.2.И.а).

Рис.1 Влияние эпибрассинолида (I) и экоста (II) на энергию прорастания (а) и всхожесть (б) семян гречихи сорта Краснострелецкая. к - контроль

2. Влияние эпибрассинолида и экоста на рост и развитие растений гречихи вусловиях вегетационных имелкоделяночных полевых опытов. В условиях вегетационных опытов с гречихой посевной сортов Краснострелецкая, Баллада, Дождик введение регуляторов в растения проводилось путём предпосевной полусухой обработки семян, опрыскиванием растений в фазу бутонизации — начало цветения и двойной обработки вышеуказанными способами. На основании результатов серии опытов выявлено, что наибольший эффект действия эпибрассинолида и экоста проявлялся при двойной обработке ими растений гречихи вышеуказанных сортов. Установлена сортовая отзывчивость на обработку гречихи биорегуляторами. Наибольшее увеличение всхожести семян гречихи под действием эпибрассинолида и экоста на 20 % и 12 %, соответственно, по сравнению с контролем, отмечено у сорта Краснострелецкая (рис. 3). Помимо этого установлено ускорение роста и прохождения этапов онтогенеза у обработанных биорегуляторами растений гречихи этого сорта, на фоне контроля. Однако, отмечено их отставание в росте и развитии по сравнению с обработанными растениями сортов Баллада и Дождик, которое заметно уже на ранних стадиях (табл. 1). Наиболее ярко это отличие проявилось в возрасте 30-32 суток. Таким образом, выявлена сортовая отзывчивость растений гречихи на действие эпибрассинолида и экоста в условиях вегетационных опытов. Установлены оптимальные концентрации регуляторов роста (для ЭБ 10"9 М, для экоста 5х10"8 %), которые послужили основой для разработки способов их применения в условиях полевых мелкоделяночных опытов.

Влияние эпибрассинолида и экоста на рост стебля главного побега растений гречихи сортов Баллада, Богатырь, Дождик. В полевых мелкоделяночных опытах введение биорегуляторов в растения проводилось выше указанными способами. Растения контрольных вариантов сохранили показатель высоты стебля главного побега приблизительно на одном уровне

Рис2 Влияние эпибрассинолида (I) и экоста (II) на рост надземных органов ( а ), корневой системы (б) и сырой массы ( в) 3-10 дневных проростков гречихи сорта Краснострелецкая

1 - сырая масса корней проростков

2 - сырая масса надземных органов проростков к - контроль.

Рис.3 Влияние эпибрассинолида ( I ) и экоста ( II ) на всхожесть семян гречихи сортов Баллада, Дождик, Краснострелецкая

Таблица 1.

Влияние эпибрассинолида и экоста на морфологические показатели растений гречихи разных сортов в фазу цветения.

Варианты опыта Длина стебля главного побега, см Число боковых побегов, шт. Длина кистей, см Число кистей, шт Число настоящих листьев, шт.

С Контроль ЭБ Ю'10М ЭК 5*10"8% орт 24,0 ± 0,7 39,0 + 0,3 46,0 + 0,6 Крас 1,0 ±0,1 н о с т р е 1,0 ±0,2 1,8 ±0,2 1,9 ±0,4 л е ц к а 1 1,5 ±0,2 2,5 ±0,2 3,5 ±0,1 3,0 ± 0,5 4,0 ±0,6 4,5 ±0,4

С о рт Дождик

Контроль ЭБ 1<)-10М ЭК 5.10"8% 24,0 + 0,8 51,0 + 0,5 61,0 + 0,6 1,6 ±0,2 2,1+0,2 1.5 ±0,3 2.6 ±0,4 2.7 + 0,4 2,5 ±0,3 4,0 ±0,6 5,0 + 0,7 4,0 ± 0,4 4,5 ±0,6 5,5 ±0,7

С о рт Баллада

Контроль ЭБ 1()-,0М ЭК 5.10"8% 24,0 ±0,5 52,0 ±0,7 59,0 + 0,8 1,5 ±0,4 2,1 ±0,6 1,6 ±0,3 1,9 ±0,1 2,5 + 0,2 2,5+0,6 3,5 + 0,8 5,0 + 0,6 3,5 ± 0,3 4,5 ±0,6 6,0 + 0,7

86-90 см для всех сортов на момент окончания постановки опыта.

При обработке семян и растений гречихи раствором экоста наблюдалось увеличение роста стебля главного побега на 24% у сорта Дождик, на 38% у сорта Баллада и на 48% у сорта Богатырь (табл.2), по сравнению с контролем, которое особенно заметно в возрасте 60-68 суток (цветение - начало плодообразования); до этого времени различий между опытными и контрольными растениями практически не наблюдалось. При этом же способе обработки максимальное действие эпибрассинолида на

рост стебля главного побега растений гречихи разных генотипов проявлялось в возрасте 90 суток (период плодообразования). У обработанных растений сортов Баллада и Дождик его увеличение составило 26%, у сорта Богатырь 41%, по сравнению с контролем (табл.2). Полученные данные свидетельствуют о стимулирующем действии экоста и эпибрассинолида на рост стебля главного побега растений гречихи.

Влияние экоста и эпибрассинолида на рост и развитие боковых побеговрастений гречихиразныхсортов.

Известно, что рост боковых побегов разных порядков у растений гречихи происходит непрерывно, практически до конца периода вегетации (Соколов, 1983). Показано, что возрасте 35 суток длина стебля боковых побегов (в основном 1-го порядка) растений гречихи всех исследуемых сортов при разных способах обработки биорегуляторами сравнительно мало отличается от контрольного варианта. Различия становятся более заметными, когда растения достигают возраста 45 суток (в этот период появляются побеги 2-го и 3-го порядков) (табл.3). Изучено влияние биорегуляторов на число боковых побегов растений гречихи разных сортов (табл.4). Согласно полученным данным, в возрасте 35 суток эпибрассинолид и экост практически не оказывали влияния на этот показатель.

Таблица 2.

Влияние экоста и эпибрассинолида на длину стебля главного побега растений гречихи разных сортов.

Вариант опыта Длина стебля главного побега, см.

15 дней 25 дней 35 дней 45 дней 90 дней

С о рт Баллада

Контроль ЭК 5*10"8% ЭБ Ю'10М 6,7 + 0,5 7,2+1,1 6,6+1,2 13,9 ±0,6 14,6 ±0,8 13,2 + 0,7 43,5 ± 1,5 50.0 ±1,4 45.1 ±0,4 80,1 ±0,1 90,0 ±0,8 81,5 ±0,5 125,0± 0,6 91,4 ±1,1 114,7 ±0,7

Сорт Бо гатырь

Контроль ЭК 5.10"8% ЭБ 10'1оМ 6,8 ±0,3 6,8 ±0,9 6,4 ±1,1 14,6 ±0,8 13,1 ±1,1 13,8 ±1,2 45,5 ±0,7 43,2 ±0,6 48,1 ±0,7 81,5 ±0,8 80,0 ±0,7 90,0 ± 0,6 86,0 ±0,8 128,3 ± 1,3 122,1 + 0,7

Сорт Дождик

Контроль ЭК 5.10"% ЭБ 10-'°М 6,5 ± 1,1 7,7 ±0,6 6,0 ± 0,9 13,2 ±1,3 13,6 ±1,1 13,9 ± 0,8 41.3 ± 0,7 40.4 ±0,9 40,4 ± 0,8 78,0 ±0,6 75,4 ±1,0 83,2 ± 1,2 86,0 ±0,5 107,7 ±0,9 109,1 +1,2

Однако, уже с 45-дневного возраста растений под влиянием биорегуляторов наблюдалось увеличение числа боковых побегов, и наибольшим оно было в возрасте 90 суток. При этом отмечено, что влияние экоста на число боковых побегов растений гречихи всех изучаемых сортов превосходило действие эпибрассинолида. Результаты проведённых исследований позволяют

отметить положительную корреляцию между длиной и числом боковых побегов растений гречихи под влиянием биорегуляторов, но при этом наблюдалась сортовая чувствительность.

Таблица 3.

Влияние экоста и эпибрассинолида на длину стебля боковых побегов растений гречихи разных сортов.

Вариант опыта Длина стеблябоковых побегов,см.

35 дней 45 дней 90 дней

Сорт Баллада

Контроль ЭК 5.1(Г8% ЭБ Ю-,0М 2,9 ±0,3 3,2 ±0,5 4,0 ±1,2 10,8 ± 0,4 14,3 ± 1,7 18,6 ±0,8 24,0 ± 1,2 36,0 ±0,4 34,4 + 0,6

Сорт Бо гатырь

Контроль ЭК5. Ю-80/» ЭБ 1<Г,0М 2,2 ±0,6 2,9 ±1,2 3,0 + 0,3 10.4 ±0,1 20.5 ±1,3 15,0 + 0,3 31,3 ±1,3 43,2 ±0,5 38,1+ 1,1

Сорт Дождик

Контроль ЭК 5.10"8 % ЭБ 1<)-10М 1,9 ±0,6 2,0 ±0,2 1,5 ±0,5 10,2 ±0,3 14,2 ±1,1 14,4 ±1,6 23,1 ± 1,0 31,4 ±1,8 27,8 ±1,1

Таблица 4.

Влияние экоста и эпибрассинолида на число боковых побегов растений гречихи разных сортов.

Вариант Число боковых побе г о в, шт.

опыта 35 дней 45 дней 90 дней

Сорт Б а л л а д а

Контроль 3,0 ±0,2 4,6 ± 0,2 4,7 ±0,3

ЭК 5.10-8% 3,4 ±0,1 5,3 ±0,1 6,3 ±0,3

ЭБ Ю-,0М 3,4 ±0,2 5,0 ±0,1 5,6 ±0,6

Сорт Б о г а т ы р ь

Контроль 3,1 ±0,1 4,8 ±0,1 5,0 ±0,3

ЭК 5 «10"8 % 3,2 ±0,2 5,0 ±0,1 6,4 ±0,2

ЭБ 10'10М 3,1+0,4 5,1 + 0,3 5,3+0,1

Сорт Д о ж д и к

Контроль 2,9 ±0,3 4,6 ±0,1 4,9 ±0,4

ЭК 5 .10'8 % 3,0 ±0,2 4,8 ±0,1 5,6 + 0,4

ЭБ 10"ШМ 2,9 + 0,5 4,9 + 0,1 5,2 + 0,1

Влияние эпибрассинолида и экоста на число бутонов и цветков в соцветияхгречихиразныхсортов.

Для анализа отбирались метёлочные соцветия, расположенные перед верхушечным щитком главного и боковых побегов. Подсчет числа бутонов проводился в фазу бутонизации, в возрасте растений 25-28 суток. Массовое цветение на главном побеге растений гречихи обычно происходит в возрасте 35-45 суток. В этот период проводились подсчёты цветков в соцветиях на главном и боковых побегах, а также самих соцветий. Анализ полученных результатов свидетельствует о том, что при обработке экостом растений гречихи трёх сортов число бутонов в соцветиях главного побега увеличивается в 1,5-2 раза, а в соцветиях боковых побегов в 0,5-0,8 раза. Следует отметить, что экост ускорял раскрытие бутонов, создавая дружность цветения соцветий и сокращая его период. Эпибрассинолид не вызывал значительного увеличения числа бутонов в соцветиях как главного, так и боковых побегов растений гречихи исследуемых сортов и не ускорял начала цветения. Биорегуляторы оказывали влияние на количество соцветий главного и боковых побегов растений гречихи сортов Баллада и Дождик. Экост увеличивал число соцветий на главном побеге в среднем на 23%, на боковых - на 14%, эпибрассинолид - на 27% и 39%, соответственно. При этом, увеличение числа соцветий коррелировало с длиной главного и боковых побегов. Известно, что большее число соцветий увеличивает потенциал плодообразования, что в дальнейшем положительно отражается и на продуктивности растений. Однако, у растений сорта Богатырь увеличения числа соцветий как на главном, так и на боковых побегах под действием эпибрассинолида и экоста не наблюдалось.

Изучение влияния биорегуляторов на число цветков в соцветиях гречихи показало, что обработка экостом в 1,5-1,7 раза увеличивает число цветков в соцветиях главного и боковых побегов у сортов Баллада и Богатырь. У сорта Дождик число цветков в соцветиях главного побега увеличилось в 1,25 раза, а в соцветиях боковых побегов этот показатель остался на уровне контроля. Эпибрассинолид (у всех сортов) существенного влияния на число цветков в соцветиях главного и боковых побегов не оказывал.

Влияние эпибрассинолида и экоста на развитие ассимиляционной поверхностирастений гречихи сортов Баллада, Богатырь, Дождик.

Определение влияния биорегуляторов на число листьев на главном и боковых побегах растений гречихи, показало его увеличение на 35 и 45 сутки под действием экоста, в отличие от эпибрассинолида. Расчёт площади листьев, проводимый в разные периоды онтогенеза растений гречихи, позволил сделать заключение о сортовой отзывчивости на биорегуляторы, а также выявить, что наиболее эффективное действие эпибрассинолида и экоста проявлялось при двойной обработке ими растений гречихи сортов Баллада, Богатырь, Дождик, особенно в период цветения.

Изменение содержанияхлорофиллов а, Ь и каротиноидов в листьяхгречихипод действием эпибрассинолида и экостанаразныхэтапах онтогенеза.

В ходе исследований изучалось содержание хлорофиллов а, Ь и каротиноидов в листьях растений гречихи сортов Баллада, Богатырь, Дождик, обработанных эпибрассинолидом и экостом, в динамике. Полученные результаты свидетельствуют о существенном изменении содержания фотосинтетических пигментов в листьях гречихи изучаемых сортов под действием регуляторов роста на фоне контроля. Эпибрассинолид и экост увеличивали содержание хлорофиллов а, Ъ в листьях растений гречихи при двойном способе введения в растения, что способствовало повышению их продуктивности. Содержание каротиноидов изменялось незначительно, по сравнению с контролем, особенно под действием экоста.

Особенности действия эпибрассинолида и экоста на содержание свободных аминокислот в плодах и листьях растений гречихи на разных этапахонтогенеза.

Известно, что плоды гречихи характеризуются сбалансированностью аминокислотного состава по сравнению с другими культурами. Стабильность аминокислотного состава объясняется тем, что большая часть аминокислот зерна сосредоточена в легкорастворимых белках — альбуминах и глобулинах. Отдельные аминокислоты неодинаково распределены в анатомических частях плодов гречихи (Соколов, 1983). Поэтому, говоря об их аминокислотном составе, прежде всего имеется в виду содержание аминокислот в эндосперме и зародыше, которое резко меняется в зависимости от возраста растений, условий их произрастания и действия факторов окружающей среды, в частности обработок регуляторами роста, механизм действия которых на аминокислотный состав мало изучен. Нами были установлены особенности действия эпибрассинолида и экоста на содержание свободных аминокислот в плодах и листьях растений гречихи сортов Баллада, Богатырь, Дождик на разных этапах онтогенеза. Результаты проведённых исследований свидетельствуют о том, что наиболее эффективное действие биорегуляторов проявлялось при двойном способе их введения в растения. При этом наблюдалось увеличение суммарного содержания свободных аминокислот у гречихи в зависимости от сорта (табл. 5). Отмечено увеличение содержания некоторых аминокислот, в том числе и незаменимых, определяющих питательную ценность плодов гречихи разных сортов.

Эпибрассинолид и экост изменяли количество свободных аминокислот в листьях растений гречихи, в зависимости от способа обработки, фазы развития и сорта. Наиболее заметным у всех трёх сортов явилось увеличение содержания глутаминовой кислоты и её амида, в 1,5-2,4 раза, по сравнению с контролем, во всех вариантах опыта. Таким образом, содержание свободных аминокислот в листьях растений гречихи разных сортов увеличивалось при двойном способе введения эпибрассинолида, в отличие от экоста, действие которого проявлялось в зависимости от сорта, и наибольшем оно было у

сорта Богатырь, по сравнению с двумя другими сортами. На основании полученных данных можно сделать заключение о том, что повышение содержания свободных аминокислот и амидов в листьях растений гречихи под влиянием биорегуляторов указывает на их возможный вклад в осморегуляцию, полагая, что доля участия аминокислот и амидов в осмотическом давлении возрастает (Жолкевич и др., 1997).

Таблица 5.

Влияние эпибрассинолида ( ЭБ ) и экоста ( ЭК ) на содержание свободных аминокислот в плодах гречихи разных генотипов (мг/100г сухого

В Сорт Баллада Сорт Богатырь

Контр о* ЭБ 10й ЭК 5*1(1 Контрой ЭБ 10"|? ЭК 5* 1С

Аспарагиновая 16,6 18,1 21,6 16,9 17,4 19,6

Треонин 4,6 4,8 3,2 3,8 4,7 2,9

Серии 5,3 3,9 4,7 4,0 3,4 4,1

Аспарагин 2,0 3,2 3,3 2,8 3,1 3,6

Глутаминовая 45,1 68,1 56,1 52,4 62,6 59,8

Глутамин 15,2 25,0 28,4 18,7 26,1 27,0

Пролин 1,1 0,6 1,3 0,9 1,1 0,8

Глицин 4,4 5,1 5,6 5,6 7,5 6,3

Алании 12,2 9,5 6,3 10,8 9,9 8,4

Валин 3,9 4,2 3,4 3,2 4,3 2,7

Изолейцин 3,3 3,8 2,1 1,3 следы 2,4

Лейцин 43,2 61,0 50,0 46,4 48,4 56,1

Тирозин 5,6 6,3 6,4 6,1 7,0 6,8

Фенилаланин 7,7 6,6 11,0 9,6 11,3 9,4

Гамма - АМК 7,3 6,8 7,2 5,6 5,4 6,9

Триптофан 2,8 4,6 4,0 3,3 4,4 4,6

Этаноламин 6,9 6,4 8,0 7,1 6,9 7,6

Аммиак 3,3 3,8 4,1 3,8 4,2 4,0

Орнитин 2,7 2,3 3,0 2,2 2,8 3,3

Лизин 3,6 4,0 4,0 3,8 4,2 4,2

Гистицин 2,5 2,7 2,7 3,1 3,4 3,1

Аргинин 50,0 54,3 56,3 44,1 47,7 56,8

Сумма аминокислот 249,3 306,7 293,7 258,8 286,5 302,2

Изменение полипептидного состава плодов гречихи разных сортов поддействием эпибрассинолида и экоста.

Анализ белкового состава семян представляется важным звеном в оценке действия брассиностероидов. Ранее было показано, что брассиностероиды участвуют в регуляции синтеза и перераспределении белков в растениях зерновых культур, действуя на белоксинтезируемые системы на транскрипционном уровне (Кулаева, Бурханова, Федина, 1989), однако подобной информации в литературе недостаточно.

В условиях стресса в растениях наблюдалось появление минорных полипептидов, определяющих повышение их устойчивости к неблагоприятным условиям (Тарчевский, 2001). Известно, что основную массу белков зерна гречихи составляют альбумины и глобулины. В полевых опытах, в условиях засушливого 1999 года и обилия осадков 2001 года, эпибрассинолид и экост ускоряли созревание плодов гречихи, и время образования соответствующих ему белковых компонентов, на 5-7 дней, по сравнению с контролем. При этом наблюдалась сортоспецифичность действия фитогормонов на состав минорных белков плодов гречихи. Под влиянием экоста (двойная обработка), в отличие от эпибрассинолида, у сорта Баллада в фазу восковой спелости наблюдалось увеличение относительного количества полипептидов с молекулярными массами 97, 85 и 41 кДа во фракциях солевых и термостабильных белков (рис.4). Под влиянием эпибрассинолида, в фазу молочной спелости плодов гречихи сорта Богатырь, обнаруживается полипептид с молекулярной массой 45 кДа, который отсутствует у сортов Баллада и Дождик (рис.5а). В фазу полной спелости этот полипептид появляется у контрольных и обработанных эпибрассинолидом растений всех исследуемых сортов. Двойная обработка усиливала описанный выше эффект (рис.5б). Появление белка, по-видимому, является одной из причин сортоспецифичности действия эпибрассинолида. По мере созревания плодов гречихи, во всех вариантах опыта с эпибрассинолидом, количество полипептидов с молекулярными массами 107, 93 и 87 кДа значительно уменьшалось (рис.5 б). При двойной обработке экостом, в фазу полной спелости плодов, у сорта Богатырь значительно уменьшалось относительное количество полипептида с молекулярной массой 41 кДа. При этом же способе обработки у сорта Дождик, в фазу восковой спелости плодов, данный полипептид (41 кДа) почти не заметен, в то время, как у сорта Баллада, в указанный период, его относительное количество значительно увеличивается. На всех этапах онтогенеза растений гречихи наблюдалось более выраженное влияние экоста (особенно при двойной обработке) на белковый спектр плодов, что, по-видимому, связано с гиббереллинами и цитокининами. входящими в его состав. Полученные результаты свидетельствуют о том, что эпибрассинолид и экост участвуют в регуляции синтеза белков плодов гречихи и их перераспределении. Образование полипептида (45 кДа) на ранней стадии созревания плодов гречихи под действием эпибрассинолида предполагает

возможность изменения экспрессии генов, что свидетельствует о сигнальной роли молекулы эпибрассинолида в клетке (Тарчевский, 2001,2003).

При сопоставлении полученных данных с элементами структуры урожая плодов гречихи трёх сортов видно, что масса плодов с одного растения и их число под действием двойной обработки эпибрассинолидом и экостом значительно увеличиваются.

Влияние эпибрассинолида и экоста на формирование элементов продуктивности растений гречихи. Одной из особенностей растений гречихи является высокий уровень общей биологической продуктивности в сочетании с низким и неустойчивым уровнем урожая зерна в условиях средней полосы (Соколов, 1983). Известно, что важнейшие периоды, существенно влияющие на формирование урожая гречихи - это периоды цветения, оплодотворения и формирование плода, в течение которых растения проявляют повышенную требовательность к влажности и температурному режиму. Низкая или слишком высокая температура воздуха, а также избыток или недостаток количества осадков вызывают отмирание большей части цветков в соцветиях. Полевые опыты с растениями гречихи сортов Баллада, Богатырь, Дождик проводились в период с 1999 по 2002 годы, которые сильно различались по метеорологическим условиям. Этим объясняется значительное колебание показателей продуктивности и качества плодов у этой культуры по годам. Выпадение большого количества осадков и низкие температуры воздуха в период цветения и начала плодообразования в 1999 году, или засуха и слишком высокие температуры в этот период в 2002 году, снижали урожай гречихи и ухудшали его качество. Так же немалую роль в снижении урожая играли растянутый период образования, разнокачественность и опадение плодов гречихи. Негативное действие вышеизложенных факторов при выращивании сельскохозяйственных культур возможно уменьшить с помощью эпибрассинолида и экоста, при применение которых способствует и повышению их продуктивности. Главным фактором, определяющим продуктивность гречихи, характеризующим её сортовые признаки является число плодов на растении Анализ результатов действия эпибрассинолида и экоста на число плодов с растения показал, что обработка биорегуляторами в разные годы эксперимента у трёх изучаемых сортов увеличивала число плодов на главном, боковых побегах и целых растениях во всех вариантах опыта (за исключением опрыскивания в фазу бутонизации, без предпосевной обработки). Наиболее эффективным оказался способ двойной обработки эпибрассинолидом.

Масса плодов с одного растения Применение регуляторов роста в разные годы эксперимента приводило к увеличению массы плодов как на главном, так и на боковых побегах у растений гречихи сортов Богатырь и Дождик. Масса плодов с одного растения повышалась за счёт увеличения массы плодов с боковых побегов, а последняя, в свою очередь, повышалась за счёт увеличения на них числа плодов, по сравнению с контролем и с растениями других сортов, где такой закономерности не наблюдалось. При

двойной обработке эпибрассинолидом и экостом наблюдалось наибольшее увеличение массы плодов с главного и боковых побегов, а также с целого растения.

Масса 1000 плодов является одним из основных элементов продуктивности и важнейшим показателем полноценности плодов гречихи. Эпибрассинолид и экост изменяли массу 1000 плодов растений гречихи в зависимости от сорта, способа введения биорегуляторов в растения и метеоусловий в период вегетации. Выявлено, что наибольшее увеличение массы 1000 плодов у растений гречихи наблюдалось при двойной обработке биорегуляторами в 2002 году. У растений сорта Баллада оно составило 32,8% под действием эпибрассинолида и 24% под действием экоста; у сорта Богатырь - 27 и 21%,соответственно; у сорта Дождик - 25% и 13%, соответственно, относительно контроля.

I и ш

1234512345 12 3 4 5

Рис.^.Влияние экоста и эпибрассинолида на состав белков плодов гречихи сорта Баллада в фазу восковой спелости.

I - солевые белки; II * термолабильные белки; III - термостабильные белки. 1-контроль; 2-экост (5-10"'%), предпосевная обработка;

3-эпиСрассинолид (10"9 М), предпосевная обработка;

4-экост (5* 10-®%), двойная обработка;

5- эпибрассинолид (10-9 М), двойная обработка. М — маркерные белки, кДа

а б

Рис. 5. Влияние эпибрассинолида на состав белков плодов гречихи сортов: Баллада (I), Дождик (II), Богатырь (III); в фазу молочной (а) и полной (б) спелости.

1-контроль, 2-эпибрассинолид (10'9 М), двойная обработка

Масса плодов с 1 м2 в полевых опыгтах 1999 года у исследуемых сортов гречихи во всех вариантах опыта быша на уровне или чуть выше контроля. В 2002 году, при опрыскивании экостом.у сортов Баллада и Дождик масса плодов с 1 м2 уменьшалась на 24,5% и 7% соответственно, относительно контроля; а у сорта Баллада ещё и в варианте с опрыскиванием эпибрассинолидом, - на 21,2%. Наибольшее увеличение массы плодов с 1м2 наблюдалось при двойной обработке биорегуляторами и составило в 1999 году у сорта Баллада при обработке эпибрассинолидом - 51%, а экостом -53%; у сорта Богатырь - 206 и 108%; у сорта Дождик - 124 и 44%, соответственно, относительно контроля. А в 2002 году это увеличение составило у сорта Баллада - 109 и 71% ; у сорта Богатырь - 108 и 78%; у сорта Дождик - 94 и 71%,соответственно, по сравнению с контролем. Таким образом, двойная обработка биорегуляторами приводит к большему повышению продуктивности растений гречихи, по сравнению с другими способами обработки, за счёт увеличения количества и массы плодов, однако, при этом отмечена сортоспецифичность действия эпибрассинолида и экоста.

Таблица 6.

Влияние экоста и эпибрассинолида на качество плодов гречихи разных сортов._

Вариант опыта Содержание запасных веществ, % на сухое вещество

Белок Влага Крахмал

Сорт Баллада

Контроль 13,89 + 0,02 15,34+ 0,05 88,64 ±0,32

ЭК (предпосевная обработка) 14,90 ±0,12 7,04 ±0,02 82,11 ±0,15

ЭК (опрыскивание) 14,75 ±0,08 6,37 + 0,02 78,81 +0,35

ЭК£предпосевная обработка+опр-ие) 15,92 + 0,14 6,96 ±0,16 80,64 + 0,24

ЭБ(предпосевная обработка) 14,41 ±0,23 6,48 + 0,07 82,97 ±0,17

ЭБ (опрыскивание) 14,29 ±0,18 6,38 ±0,02 81,12 ±0,34

ЭБ(предпосевная обработка + опр-ие) 15,29 + 0,31 6,50 + 0,01 84,21 ±0,33

Сорт Богатырь

Контроль 13,24 ±0,11 7,18 ±0,12 92,41 ±0,14

ЭК (предпосевная обработка) 14,90 + 0,24 7,05 + 0,23 84,6 ±0,42

ЭК (опрыскивание) 15,01+0,18 7,09 + 0,02 88,16 + 0,18

ЭК(предпосевная обработка+опр-ие) 14,99 + 0,16 6,73 ±0,09 87,61+0,26

ЭБ (предпосевная обработка) 14,83 ±0,09 7,18 ±0,11 79,54 ±0,31

ЭБ (опрыскивание) 13,63 + 0,35 6,63 ±0,01 82,17 ±0,11

ЭБ(предпосевная обработка + опр-ие) 15,28 ±0,27 6,31+0,03 82,86 ±0,35

Сорт Дождик

Контроль 13,64 + 0,12 7,41 + 0,09 83,73 ±0,32

ЭК (предпосевная обработка) 14,58 ±0,12 7,34 + 0,02 82,16 + 0,25

ЭК (опрыскивание) 14,18 ±0,36 7,09 ±0,12 81,35 ±0,12

ЭК(предпосевная обработка+опр-ие) 15,24 ±0,46 7,37 ±0,13 83,20 ±0,15

ЭБ (предпосевная обработка) 14,12 ±0,21 6,83 ±0,24 82,60 ±0,21

ЭБ (опрыскивание) 13,52 + 0,14 7,27 + 0,08 83,07 ±0,33

ЭБ(предпосевная обработка +опр-ие) 14,97 + 0,07 6,43 + 0,05 80,61 +0,17

Влияние эпибрассинолида и экоста на качество плодов гречихи._ Анализ результатов проведённых исследований свидетельствует об увеличении содержания белка в зрелых плодах гречихи разных сортов, которое было наибольшим в варианте с двойной обработкой биорегуляторами. Содержание влаги в зрелых плодах гречихи под действием экоста и эпибрассинолида уменьшалось. Уменьшалось также и содержание крахмала (табл. 6). Следовательно, эпибрассинолид и экост изменяли содержание запасных веществ в зрелых плодах гречихи в зависимости от сорта и способа введения биорегуляторов в растения. Отмечено, что основные изменения в количестве запасных веществ происходят до восковой спелости плодов гречихи, а в дальнейшем менее заметны.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Полученные нами экспериментальные данные свидетельствуют о широком спектре биологической активности эпибрассинолида - фитогормона стероидной природы, и экоста - нового экологически безопасного защитно-стимулирующего состава, содержащего смесь цитокининов и гиббереллинов, которые вызывали повышение интенсивности ростовых процессов, стимуляцию развития растений гречихи разных сортов, повышение их продуктивности. В основе механизма действия изучаемых регуляторов роста лежат глубокие изменения многих метаболических реакций на молекулярном, клеточном, органоидном уровнях и уровне целого организма (Хрипач, 1996; Деева, 1999). Наши исследования показали результаты воздействия эпибрассинолида и экоста на содержание фотосинтетических пигментов, соотношение отдельных свободных аминокислот и полипептидный состав. В результате проведённых экспериментов были подобраны оптимально эффективные концентрации действия биорегуляторов, а также изучено их влияние на морфо-физиологические показатели растений гречихи посевной сортов Баллада, Богатырь, Дождик и Краснострелецкая. Полусухая обработка семян растворами эпибрассинолида

приводила к повышению энергии прорастания, всхожести и стимуляции роста проростков, что, по-видимому, связано со способностью изучаемых регуляторов вызывать индукцию активности альфа-амилазы в эндосперме гречихи. Обработка эпибрассинолидом и экостом растений гречихи увеличивает число и темпы роста их вегетативных и генеративных органов, что приводит к ускорению на 5-7 дней прохождения этапов онтогенеза и созревания плодов. Наиболее эффективным оказалось сочетание предпосевной обработки семян и опрыскивания вегетирующих растений в фазе бутонизации (двойная обработка), при этом отчётливо проявлялась сортоспецифичность действия биорегуляторов.

Двойная обработка эпибрассинолидом и экостом увеличила содержание хлорофиллов а и Ь в листьях растений гречихи, что способствует повышению её продуктивности. Содержание каротиноидов изменялось менее заметно, оставаясь на уровне контроля или чуть ниже, что, в основном, характерно для вариантов с обработкой экостом.

В работе были установлены особенности действия эпибрассинолида и экоста на содержание свободных аминокислот в плодах и листьях растений гречихи сортов Баллада, Богатырь, Дождик на разных этапах онтогенеза. Результаты проведённых исследований свидетельствуют о том, что наиболее эффективное действие регуляторов роста проявлялось в вариантах с двойной обработкой. При этом наблюдалось оптимальное изменение содержания свободных аминокислот, определяющих питательную ценность плодов гречихи разных сортов, а также сортоспецифичность действия эпибрассинолида и экоста. Повышение содержания свободных аминокислот и амидов в листьях гречихи указывает на их возможный вклад в осморегуляцию и в изменение общего метаболизма растений. Одним из важных подходов к более полному пониманию механизма действия брассиностероидов и экоста является изучение их влияния на полипептидный состав семян, анализ которого представляется важным звеном в оценке действия данных регуляторов роста. В настоящей работе показано влияние эпибрассиноида и экоста, введённых в растения разными способами, на полипептидный состав плодов гречихи сортов Баллада, Богатырь, Дождик в процессе онтогенеза. Установлено, что эпибрассинолид и экост ускоряли созревание плодов гречихи, и время образования соответствующих ему белковых компонентов на 5-7 дней, по сравнению с контролем. При этом наблюдалась сортоспецифичность действия регуляторов роста на состав минорных полипептидов плодов гречихи. Полученные результаты свидетельствуют о том, что изучаемые биорегуляторы участвуют в регуляции синтеза белков плодов гречихи и их перераспределении. Образование полипептида (45 кДа) на ранней фазе созревания плодов гречихи под действием эпибрассинолида предполагает возможность изменения экспрессии генов, что свидетельствует о сигнальной роли молекулы эпибрассинолида в клетке (Тарчевский, 2001, 2003). При сопоставлении полученных данных с элементами структуры урожая плодов гречихи трёх сортов видно, что масса плодов с одного растения и их число под действием двойной обработки регуляторами роста значительно увеличиваются, однако, при этом наблюдались существенные отличия по годам эксперимента. Показано, что эпибрассинолид и экост изменяли содержание запасных веществ в зрелых плодах гречихи в зависимости от сорта и способа обработки растений. Отмечено, что основные изменения в количестве запасных веществ происходят до восковой спелости плодов гречихи, а в дальнейшем носят незначительный характер. Таким образом, в проведённых исследованиях установлено, что действие эпибрассинолида и экоста проявляется в зависимости от сорта гречихи и способа введения биорегуляторов, которые оказывают влияние на

морфологические параметры растений, соотношение фотосинтетических пигментов, содержание отдельных свободных аминокислот, амидов и аммиака в плодах и листьях гречихи, способствуют появлению и изменению относительного количества минорных полипептидов в плодах, что приводит к повышению их качества и продуктивности растений в целом. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о больших возможностях применения эпибрассинолида и экоста на растениях гречихи сортов Баллада, Богатырь, Дождик и Краснострелецкая. Сопоставление результатов исследования по повышению содержания фотосинтетических пигментов, стимуляции ростовых процессов со структурой продуктивности позволяет сделать предположение об осуществлении этой связи с гормональной природой - стероида эпибрассинолида, я в случае экоста - с цитокинином и гиббереллином, входящими в его состав.

ВЫВОДЫ

1. Эпибрассинолид (10'" - 10"' М) И экост (5"Ю'9 % - 5Х10"8 %) повышают энергию прорастания, всхожесть семян и стимулируют рост проростков растений гречихи сортов Баллада, Богатырь, Дождик. Стимуляция прорастания и всхожести оптимально эффективными концентрациями биорегуляторов связана с увеличением активности альфа-амилазы эндосперма семян гречихи.

2. Обработка эпибрассинолидом и экостом растений гречихи увеличивает темпы роста вегетативных и генеративных органов, что приводит к ускорению на 5 - 7 дней прохождения этапов онтогенеза и созревания плодов. Наибольший эффект получен при предпосевной обработке семян совместно с опрыскиванием вегетирующих растений в фазе бутонизации.

3. Двойная обработка эпибрассинолидом и экостом увеличивает содержание хлорофиллов а и Ь в листьях гречихи; при этом отмечается сортоспецифичность действия регуляторов роста. Содержание каротиноидов под действием экоста, в большинстве случаев, уменьшается, а под действием эпибрассинолида мало отличается от контрольного уровня.

4. Под действием эпибрассинолида и экоста изменяется содержание некоторых свободных аминокислот и их амидов, а также аммиака в плодах и листьях растений гречихи. Наибольшее увеличение отмечено в содержании глицина, триптофана, лизина, аланина, гистидина, аспарагиновой и глутаминовой кислот, а также их амидов, лейцина и изолейцина в плодах гречихи, что определяет их пищевую ценность, в вариантах с двойной обработкой регуляторами роста. Повышение содержания свободных аминокислот и амидов в листьях растений гречихи указывает на их возможный вклад в осморегуляцию и в изменение общего метаболизма растений. Увеличение содержания амидов под действием эпибрассинолида и экоста способствует уменьшению уровня аммиака, токсичного для растений.

5. Двойная обработка эпибрассинолидом приводит к изменению полипептидного состава плодов гречихи. У сорта Богатырь, в фазу молочной спелости плодов, обнаруживается полипептид с молекулярной массой в области 45 кДа. Появление данного белка коррелирует с повышением продуктивности и устойчивости растений гречихи к стрессовым факторам. У обработанных растений сортов Баллада и Дождик, в эту фазу онтогенеза, белок с такой же молекулярной массой обнаружен не был.

6. В результате двойной обработки экостом у растений гречихи сорта Баллада в фазу восковой спелости плодов наблюдалось увеличение относительного количества полипептидов с молекулярными массами 97, 85 и 41 кДа во фракциях солевых и термостабильных белков; у сортов Богатырь и Дождик в этот период онтогенеза значительно уменьшается относительное количество полипептида с молекулярной массой в области 41 кДа.

7. В плодах гречихи в результате двойной обработки эпибрассинолидом и экостом повышается содержание белка и несколько снижается содержание крахмала. Отмечено, что основные изменения в количестве запасных веществ происходят до восковой спелости плодов, а в дальнейшем менее выражены.

8. Двойная обработка эпибрассинолидом и экостом значительно повышает продуктивность растений гречихи за счёт стимуляции ростовых процессов, белкового обмена, повышения содержания фотосинтетических пигментов, приводящих к увеличению массы (сорт Богатырь и Дождик) и количества плодов (сорт Баллада) на главном и боковых побегах.

Предложение к производству. Разработанный способ применения эпибрассинолида и экоста, который заключается в предпосевной полусухой обработке семян и опрыскивании вегетирующих растений в фазу бутонизации - начала цветения, рекомендуется использовать в практике растениеводства в условиях Нечернозёмной зоны на растениях гречихи сортов Баллада, Богатырь, Дождик, Краснострелецкая.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1.Колотовкина Я. Б. Влияние регуляторов роста на всхожесть и энергию прорастания семян гречихи.// Сборник материалов и докладов научной конференции «Труды молодых учёных». Орехово-Зуево, 2000, с.24-26.

2. Ежов М.Н., Прусакова Л.Д., Колотовкина ЯЗ. Влияние эмистима и эпибрассинолида на развитие плодов гречихи разных генотипов. // VIII Международный семинар-совещание фитофизиологов «Фитофизиология: перспективные исследования, связь с другими науками». Тамбов, 2001, с. 5861.

3. Колотовкина Я.Б., Прусакова Л.Д., Сальников А.И., Ежов М.Н. Влияние биорегуляторов роста экоста и эпибрассинолида на пигментный комплекс

растений гречихи разных генотипов. // VI Международная конференция «Регуляторы роста и развития растений в биотехнологиях». Москва, 2001, с. 100.

4. Ежов М.Н., Прусакова Л.Д., Сальников А.И., Колотовкина Я.Б. Влияние эмистима на плодообразование гречихи».// Международная научно-практическая конференция «Продукционный процесс сельскохозяйственных культур». Орёл, 2001, с. 154-156.

5. Колотовкина Я.Б., Азаркович М.И., Прусакова Л.Д. Влияние биорегуляторов экоста и эпибрассинолида на формирование белкового комплекса плодов гречихи разных генотипов. // Материалы конференции «Физиология растений и экология на рубеже веков». Ярославль, 2003, с. 208209.

6. Колотовкина Я.Б., Азаркович М.И., Прусакова Л.Д. Изменение полипептидного состава плодов гречихи разных генотипов под действием экоста и эпибрассинолида. // V Съезд Общества физиологов растений России и международная конференция «Физиология растений - основа фитобиотехнологии». Пенза, 2003, с. 402.

7. Прусакова Л.Д., Азаркович М.И., Колотовкина Я.Б., Хрипач В.А. Эпибрассинолид изменяет полипептидный состав плодов гречихи. // ДАН РФ т.397 №3 сШ-Ш.

Объем 1,5 п. л.

Зак. 259

Издательство МСХА 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 44

Тир. 100 экз.

»24273

253

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Колотовкина, Яна Борисовна

ВВЕДЕНИЕ.4.

ГЛАВА I. ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ДЕЙСТВИЯ БРАССИНОСТЕРОИДОВ И ЭКОСТА В РАСТЕНИЯХ. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ БРАССИНОСТЕРОИДОВ И ЭКОСТА В

РАСТЕНИЯХ.8.

1.1.1. ВЛИЯНИЕ БРАССИНОСТЕРОИДОВ И ЭКОСТА НА РОСТ И РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ.^.8.

1.1.2. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ БРАССИНОСТЕРОИДОВ И ЭКОСТА С ГОРМОНАМИ РАСТЕНИЙ. 13.

1.1.3. РОЛЬ БРАССИНОСТЕРОИДОВ И ЭКОСТА В ПРОЦЕССАХ ФОТОСИНТЕЗА И ДЫХАНИЯ РАСТЕНИЙ. 16.

1.1.4. ВЛИЯНИЕ БРАССИНОСТЕРОИДОВ И ЭКОСТА НА БЕЛКОВЫЙ ОБМЕН РАСТЕНИЙ. 18.

1.1.5. ВЛИЯНИЕ БРАССИНОСТЕРОИДОВ И ЭКОСТА НА ЭЛЕМЕНТЫ ПРОДУКТИВНОСТИ И КАЧЕСТВО УРОЯОШ.23.

1.1.6. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРИМЕНЕНИЯ БРАССИНОСТЕРОИДОВ И ЭКОСТА В РАСТЕНИЕВОДСТВЕ. 29.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

ГЛАВА II. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

11.1.ХАРАКТЕРИСТ1Ш ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ. 31.

Н.2.ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭПИБРАССИНОЛИДА И ЭКОСТА. 32.

11.3. УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ, ВЕГЕТАЦИОННЫХ И

МЕЛКОДЕЛЯНОЧНЫХПОЛЕВЫХ ОПЫТОВ. 35.

114. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. 39.

ГЛЛВА III. ВЛИЯНИЕ ЭПИБРЛССИЫОЛИДЛ И ЭКОСТЛ НЛ РОСТ и РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ ГРЕЧИХИ.

111.1. ВЛИЯНИЕ ЭППБРЛССШЮЛИДЛ II ЭКОСТЛ НА ЭНЕРГИЮ ПРОРАСТАНИЯ, ВСХОЖЕСТЬ СЕМЯН II РОСТ ПРОРОСТКОВ ГРЕЧИХИ. 50.

111.2. ВЛИЯНИЕ ЭПИБРА СС III ЮЛ ИДА IIЭКОСТА НА РОСТ И РАЗВИТИЕ РАСТЕНИИ ГРЕЧИХИ В УСЛОВИЯХ ВЕГЕТАЦИОННЫХ И МЕЛКОДЕЛЯНОЧПЫХ ПОЛЕВЫХ опытов.55.

II 1.3 ВЛИЯНИЕ ЭПИБРАССИНОЛИДА II ЭКОСТА ПА ИНДУКЦИЮ АКТИВНОСТИ

АЛЬФА-АМИЛАЗЫ В СЕМЕНАХ ГРЕЧИХИ. 75.

ГЛАВА IV. ВЛИЯНИЕ ЭПИБРАССИНОЛИДА И ЭКОСТА НА ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ РАСТЕНИЙ ГРЕЧИХИ. IV. 1. ИЗМЕНЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ХЛОРОФИЛЛОВ а II Ь, Ю1РОТИНОИДОВ В ЛИСТЬЯХ РАСТЕНИЙ ГРЕЧИХИ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ЭПИБРАССИНОЛИДА II ЭКОСТЛ

IIA РАЗНЫХ ЭТАПАХ ОНТОГЕНЕЗА. 77.

IV.2. ОСОБЕННОСТИ ДЕЙСТВИЯ ЭПИБРАССИНОЛИДА И ЭКОСТЛ ПА СОДЕРЖАЩИЕ СВОБОДНЫХ АМИНОКИСЛОТ В ПЛОДАХ II ЛИСТЬЯХ РАСТЕНИЙ

ГРЕЧИХИ НА РАЗНЫХ ЭТАПАХ ОНТОГЕНЕЗА.82.

IV.3. ИЗМЕНЕНИЕ ПОЛИПЕПТИДНОГО СОСТАВА ПЛОДОВ ГРЕЧИХИ РАЗНЫХ

СОРТОВ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ЭПИБРА ССИПОЛИДА II ЭКОСТА. 92.

ГЛАВА V. ВЛИЯНИЕ ЭПИБРАССИНОЛИДА И ЭКОСТА НА ФОРМИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОДУКТИВНОСТИ И КАЧЕСТВО ПЛОДОВ ГРЕЧИХИ РАЗНЫХ СОРТОВ.

V.l. ВЛИЯНИЕ ЭПИБРАССИНОЛИДА II ЭКОСТЛ НА ФОРМИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ

ПРОДУКТИВНОСТИ РАСТЕНИЙ ГРЕЧИХИ.97.

V.2. ВЛИЯНИЕ ЭПИБРАССИНОЛИДА II ЭКОСТА НА КАЧЕСТВО ПЛОДОВ ГРЕЧИХИ. 108.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Физиолого-биохимическое действие эпибрассинолида и экоста на растения гречихи в связи с продуктивностью"

Актуальность темы. Для решения проблемы обеспечения питания населения полноценными белками большое место отводится крупяным культурам и в том числе гречихе. Её возделывают, в основном, для получения зерна, из которого вырабатывают ценный диетический продукт питания - гречневую крупу, отличающуюся высокой усвояемостью, питательностью и хорошими вкусовыми качествами (Ефименко, Барабаш, 1990). Однако, несмотря на важное народнохозяйственное значение гречихи, фактический объём производства и заготовок зерна культуры не соответствует потребности в ней. Известно, что гречиха характеризуется нестабильным урожаем и разнокачественностыо плодов, которая в большей мере обусловлена растянутым периодом их созревания. Поиск путей повышения урожайности и качества плодов у этой культуры является актуальным, представляет научный интерес и имеет большое значение в народном хозяйстве. Агротехнические приёмы, широко применяемые в настоящее время на практике (внесение минеральных удобрений, средств защиты растений и др.), не всегда бывают достаточно эффективными. Важной задачей современной науки является разработка подходов к повышению продуктивности и устойчивости к неблагоприятным факторам произрастания различных культур на основе применения биорегуляторов, которые позволяют управлять их ростом и онтогенезом. От решения этой задачи в значительной степени зависит дальнейший прогресс в создании эффективных технологий возделывания сельскохозяйственных растений, которые при этом отвечали бы всё возрастающим требованиям в отношении экологической безопасности растениеводства. Значительный интерес в этой связи представляет применение новых регуляторов роста, свойственных растениям и ответственных за управление процессами, влияющими на количество и качество урожая (Хрипач и др., 1999). В настоящее время большое внимание уделяют регуляторам роста-синтетическим аналогам фитогормонов, и защитно-стимулирующим составам, полученным из растений, грибов, водорослей (Шевелуха, 1990,2003). Из этого ряда физиологически активных веществ особое внимание заслуживают брас

-5Гсиностероиды, обладающие плейотропным действием, направленным на стимуляцию физиолого-биохимических процессов растений, и получившие широкое практическое использование, а также экосты - новые защитно-% стимулирующие составы, состоящие из комплекса микроэлементов, биологически активного диоксида кремния, гиббереллинов и цитокининов (АИтапп, 1998, 1999; Ковалёв, Янина, 1999; Тарчевский, 2001, 2002; Шакирова и др., 2002). Принимая во внимание малую токсичность и исключительно низкие нормы расхода, можно характеризовать их как биорациональные, экологически безопасные регуляторы роста (Хрипач, 1999; Агеева, 2000). Однако, вопрос о механизме их действия не может считаться решённым и требует даль-^ нейших углубленных исследований для его понимания (Якушкина, 1985;

1993). Детальное изучение функций брассиностероидов позволило выявить их антистрессовый характер в повышении устойчивости к засухе, засолению, полеганию, с учетом которых разрабатываются способы применения в растениеводстве для повышения продуктивности растений (Хрипач и др., 1993; Пруса-кова, Чижова, 1996; Третьяков и др., 2001). Для оценки эффективности разрабатываемых способов применения требуется углублённое изучение механизмов действия брассиностероидов и экостов на модельных системах, пророст, ках и целых растениях., что является необходимой предпосылкой для внедрения в практику новых технологий их возделывания и, с другой стороны, ведет к расширению фундаментальных знаний, относящихся к физиолого-биохимическому действию фитогормонов (Хрипач, 1999). К числу перспективных объектов исследования относится гречиха посевная, специфика процессов цветения и плодообразования которой, как отмечалось ранее, делает её «сложной» культурой при существующих способах выращивания. Действие брассиностероидов и экостов на физиолого-биохимические процессы растений гречихи практически не изучено. Недостаточно данных о разной сортовой чувствительности гречихи к действию регуляторов, так как большая часть работ проводилась на проростках.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы явилось изучение специфики действия экзогенных эпибрассинолида и экоста на физиоло-го-биохимические процессы растений гречихи в разные периоды онтогенеза. Особое внимание уделялось установлению влияния биорегуляторов на аминокислотный и полипептидный состав плодов гречихи, темпы роста и продуктивность растений. В соответствии с этой целыо были поставлены следующие экспериментальные задачи:

- Определить структуру урожая растений гречихи разных сортов и качество ее плодов под влиянием эпибрассинолида и экоста.

- Наметить пути повышения продуктивности растений гречихи и преодоления разнокачественное™ её плодов с помощью различных способов обработки эпибрассинолидом и экостом.

Научная новизна исследований.

Впервые показана высокая физиологическая активность эпибрассинолида и экоста в отношении альфа-амилазы, индуцирующей прорастание семян гречихи, у которых наблюдалось увеличение энергии прорастания и всхожести, по сравнению с контрольными вариантами.

Впервые на трёх различных сортах гречихи была показана эффективность действия эпибрассинолида и экоста на повышение содержания фотосинтетических пигментов: хлорофиллов а, Ъ и, в некоторых случаях, ка-ротиноидов, которое является одним из главных показателей интенсивности и продуктивности процесса фотосинтеза.

Выявлены особенности действия эпибрассинолида и экоста на содержание некоторых свободных аминокислот в плодах гречихи, которое определяет их биологическую и пищевую ценность.

Установлены изменения полипептидного состава плодов гречихи в результате действия эпибрассинолида и экоста, которые касаются, в основном, минорных компонентов. При этом выявлена определенная сортоспецифич-ность действия регуляторов роста. У сорта Богатырь в фазу молочной спелости плодов обнаружен полипептид с молекулярной массой в области 45 кДа, который отсутствует у сортов Баллада и Дождик в указанную фазу онтогенеза.

Практическая значимость работы. Проведённый в работе анализ действия эпибрассинолида и экоста на морфо-физиологические показатели гречихи может служить основанием для разработки новых эффективных технологий практического применения данных регуляторов роста, в которых, для наибольшего увеличения продуктивности растений, необходимо учитывать выявленную сортоспецифичность их действия. Показано, что наиболее эффективным из разработанных способов применения эпибрассинолида и экоста на растениях гречихи сортов Баллада, Богатырь, Дождик, Краснострелецкая является способ двойной обработки: полусухой обработки семян перед посевом совместно с опрыскиванием растений в фазу бутонизации - начала цветения.

Заключение Диссертация по теме "Физиология и биохимия растений", Колотовкина, Яна Борисовна

выводы

1. Эпибрассинолид (10"п - 10"9 М) и экост (5*10"9 % - 5*10"8 %) повышают энергию прорастания, всхожесть семян и стимулируют рост проростков растений гречихи сортов Баллада, Богатырь, Дождик. Стимуляция прорастания и всхожести оптимально эффективными концентрациями биорегуляторов связана с увеличением активности альфа-амилазы эндосперма семян гречихи.

5. Двойная обработка эпибрассинолидом приводит к изменению полипептидного состава плодов гречихи. У сорта Богатырь, в фазу молочной спелости плодов, обнаруживается полипептид с молекулярной массой в области 45 кДа. Появление данного белка коррелирует с повышением продуктивности растений гречихи, а также их устойчивости к стрессовым факторам. У обработанных растений сортов Баллада и Дождик, в эту фазу онтогенеза, белок с такой же молекулярной массой обнаружен не был.

8. Двойная обработка эпибрассинолидом й экостом значительно повышает продуктивность растений гречихи за счёт стимуляции ростовых процессов, белкового обмена, повышения содержания фотосинтетических пигментов, приводящих к увеличению массы (сорт Богатырь и Дождик) и количества плодов (сорт Баллада) на главном и боковых побегах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Полученные нами экспериментальные данные свидетельствуют о широком спектре биологической активности эпибрассинолида (фитогормона стероидной природы) и экоста (нового экологически безопасного защитно-стимулирующего состава, содержащего смесь цитокининов и гиббереллинов), которые вызывали повышение интенсивности ростовых процессов, стимуляцию развития растений гречихи разных сортов, повышение их продуктивности. В основе механизма действия изучаемых регуляторов роста лежат глубокие изменения многих метаболических реакций на молекулярном, клеточном, органоидном уровнях и уровне целого организма (Хрипач и др., 1999; Деева, 1999). Наши исследования показали результаты воздействия эпибрассинолида и экоста на содержание фотосинтетических пигментов, соотношение отдельных свободных аминокислот и полипептидный состав. В ходе проведённых экспериментов были подобраны оптимально эффективные концентрации действия биорегуляторов, а также изучено их влияние на морфо-физиологические показатели растений гречихи посевной сортов Баллада, Богатырь, Дождик и Краснострелецкая. Полусухая обработка семян растворами эпибрассинолида (10*ПМ - 10"9М) и экоста (5*10"9%) приводила к повышению энергии прорастания, всхожести и стимуляции роста проростков, что, по-видимому, связано со способностью изучаемых регуляторов вызывать индукцию активности альфа-амилазы в эндосперме гречихи. Обработка эпибрассинолидом и экостом растений гречихи увеличивает число и темпы роста их вегетативных и генеративных органов, что приводит к ускорению на 5-7 дней прохождения этапов онтогенеза и созревания плодов. Наиболее эффективным оказалось сочетание предпосевной обработки семян и опрыскивания вегетирующих растений в фазе бутонизации (двойная обработка), при этом отчётливо проявлялась сортоспецифичность действия биорегуляторов.

Двойная обработка эпибрассинолидом и экостом увеличила содержание хлорофиллов аиЬъ листьях растений гречихи, что способствует повышению её продуктивности. Содержание каротиноидов изменялось менее заметно, оставаясь на уровне контроля или чуть ниже, что, в основном, характерно для вариантов с обработкой экостом.

В работе были установлены особенности действия эпибрассинолида и экоста на содержание свободных аминокислот в плодах и листьях растений гречихи сортов Баллада, Богатырь, Дождик на разных этапах онтогенеза. Результаты проведённых исследований свидетельствуют о том, что наиболее эффективное действие регуляторов роста проявлялось в вариантах с двойной обработкой. При этом наблюдалось оптимальное изменение содержания свободных аминокислот, определяющих питательную ценность плодов гречихи, а также сортоспецифичность действия эпибрассинолида и экоста. Повышение содержания свободных аминокислот и амидов в листьях гречихи указывает на их возможный вклад в осморегуляцию и в изменение общего метаболизма растений. Одним из важных подходов к более полному пониманию механизма действия брассиностероидов и экоста является изучение их влияния на полипептидный состав семян, анализ которого представляется важным звеном в оценке действия данных регуляторов роста. В настоящей работе показано влияние эпибрассиноида и экоста, введённых в растения разными способами, на полипептидный состав плодов гречихи сортов Баллада, Богатырь, Дождик в процессе онтогенеза. Установлено, что эпибрассинолид и экост ускоряли созревание плодов гречихи, и время образования соответствующих ему белковых компонентов на 5-7 дней, по сравнению с контролем. При этом наблюдалась сортоспецифичность действия регуляторов роста на состав минорных полипептидов плодов гречихи. Полученные результаты свидетельствуют о том, что изучаемые биорегуляторы участвуют в регуляции синтеза белков плодов гречихи и их перераспределении. Образование полипептида (45 кДа) на ранней фазе созревания плодов гречихи под действием эпибрассинолида предполагает возможность изменения экспрессии генов, что свидетельствует о сигнальной роли молекулы эпибрассинолида в клетке (Тарчевский, 2001, 2002). При сопоставлении полученных данных с элементами структуры урожая плодов гречихи трёх сортов видно, что масса плодов с одного растения и их число под действием двойной обработки регуляторами роста значительно увеличиваются, однако, при этом наблюдались существенные отличия по годам эксперимента. Показано, что эпибрассинолид и экост изменяли содержание запасных веществ в зрелых плодах гречихи в зависимости от сорта и способа обработки растений. Отмечено, что основные изменения в количестве запасных веществ происходят до восковой спелости плодов гречихи, а в дальнейшем носят незначительный характер. Таким образом, в проведённых исследованиях установлено, что действие эпибрассинолида и экоста проявляется в зависимости от сорта гречихи и способа введения биорегуляторов, которые оказывают влияние на морфологические параметры растений, соотношение фотосинтетических пигментов, содержание отдельных свободных аминокислот, амидов и аммиака в плодах и листьях гречихи, способствуют появлению и изменению относительного количества минорных полипептидов в плодах, что приводит к повышению их качества и продуктивности растений в целом. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о больших возможностях применения эпибрассинолида и экоста на растениях гречихи сортов Баллада, Богатырь, Дождик и Краснострелецкая. Сопоставление результатов исследования по повышению содержания фотосинтетических пигментов, стимуляции ростовых процессов со структурой продуктивности позволяет сделать предположение об осуществлении этой связи с гормональной природой - стероида эпибрассинолида, я в случае экоста - с цитокинином и гиббереллином, входящими в его состав.

- //>/

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Колотовкина, Яна Борисовна, Москва

1. Агеева Л.Ф. Влияние брассиностероидов на формирование стебля и устойчивость к полеганию ярового ячменя. // Автореферат на соиск. уч. ст. канд. биол. наук. М. 2000. 21 с.

2. Агеева Л.Ф., Прусакова Л.Д., Чижова С.И. Влияние брассиностероидов на формирование стеблей и содержание ионов кальция и калия в растениях ярового ячменя. // Агрохимия. 2001. № 6. С. 49-55.

3. Андреева Г.Н., Злобин А.И., Хрусталёва Л.И. Влияние фиторегуляторов на спектры белков и изоферментов у растений ячменя (Опыты с картолином-2, эпибрассинолидом и спирокарбоном). // С.-х. биотехнология. М. 2000. С. 198-203.

4. Андреева Г.Н., Злобин А.И., Хрусталёва Л.И., Головина Ю.М. Влияние эпибрассинолида на белки эндосперма ячменя. // II Совещание по брассиностероидам. Минск. 1991. С. 23.

5. Баскаков Ю. А., Шаповалов A.A. Регуляторы роста растений. // Новое в жизни, науке и технике. Серия: Химия. № 6 М. 1982. 64 с.

6. Бокебаева Г.Н., Хохлова В.А., Кулаева О.Н., Хрипач В.А. Влияние 24-эпибрассинолида на всхожесть семян и последующий рост проростков ячменя при засолении. // III Съезд Всероссийского общества физиологов растений: Тез. докл. СПб. 1993. № 5. С. 497.

7. Борзенкова P.A., Некрасова Г.Ф., Крылова Т.Н. Сравнительное действие брассинолида и 6-БАП на фотосинтетическую активность и водный режим изолированных листьев картофеля. // III Межд. конф. «Регуляторы роста и развития растений», М. 1995. С. 49.

8. Бурханова Э.А., Федина А.Б., Данилова H.B. и др. Действие гомобрассинолида, интерферона человека и (2-5) олигоаделиналов на синтез белка в листьях пшеницы. // Биохимия. 1991. Т. 56. С. 1228.

9. Быховец С.А., Попова М.П., Ботина Т.Н. Влияние сроков обработки брассиностероидами на урожай картофеля и томатов. // V Межд. конф. «Регуляторы роста и развития растений». М. 1999. С. 162.

10. П.Василенко В.Е, Блиновский И.К. Токсиколого-гигиеническая характеристика ретардантов. // Регуляторы роста растений. М. Агропромиздат. 1990. 224 с.

11. Ващенко И.М., Ланге К.П., Меркулов М.П. Практикум по основам сельского хозяйства. // М. «Просвещение». 1982. 400 с.

12. Веденеев А.Н., Деева В.П. Влияние регуляторов роста на сортовую толерантность яровой пшеницы к низкомолекулярному стрессу. // Материалы Всерос. конф. «Физиология растений и экология на рубеже веков». Ярославль. 2003. С. 23-24.

13. Веденеев А.Н., Деева В.П. Влияние разных фиторегуляторов на состояние мембранных липидов различных генотипов ячменя. // V Межд. конф. «Регуляторы роста и развития растений». Тез. докл. М. 1999. Ч. 2. С. 85-86.

14. Волынец А.П., Хрипач В.А. К механизму действия брассиностероидов на растения. // Симпозиум «Брассиностероиды биорациональные, экологически безопасные регуляторы роста и продуктивности растений». Минск. 1993. С.5

15. Вьюгина Г.В., Елагина Е.М. Влияние эпибрассинолида на физиологические показатели пшеницы в условиях водного стресса. // Материалы конф. «Физиология растений и экология на рубеже веков». Ярославль. 2003. С. 195.

16. Вьюгина Г.В., Елагина Е.М. Сортовая отзывчивость яровой мягкой пшеницы на обработку эпином. // Материалы Всерос. конф.

17. Физиология растений и экология на рубеже веков». Ярославль. 2003. С.32.

18. Гавриленко В.Ф., Ладыгина М.Е., Хандобина А.М. Большой практикум по физиологии растений. // М. «Высшая школа». 1975. 393 е., ил., табл.

19. Гамбург К.З. Брассины стероидные гормоны растений. // Успехи современной биологии. Москва. 1986. Т. 102. №2(5). С. 314-320.

20. Голанцева Е.Н., Чижова С.И., Прусакова Л.Д. Участие гиббереллинов в реакции адаптации яровой пшеницы к засухе под действием эпибрассинолида. // Материалы Всерос. конф. «Физиология растений и экология на рубеже веков». Ярославль. 2003. С. 195.

21. Гунар Л.Э., Микиньков А.Г., Кузнецов А.Г. и др. Термолюминесценция листьев ячменя, обработанных регуляторами роста. // Материалы конф. «Физиология растений и экология на рубеже веков». Ярославль. 2003. С. 196.

22. Гусев М.В. (под ред.) Малый практикум по физиологии растений. // М. Изд-воМГУ. 1982. 192 с.

23. Давидчук Н.В. Влияние разных способов внесения эпина на рост проростков сахарной свёклы и кукурузы. // V Межд. конф. «Регуляторы роста и развития растений». Тез. докл. М. 1999. Ч. 2. С. 89.

24. Деева В.П. Физиолого-генетические основы регуляции роста и развития растений с помощью физиологически активных веществ. // Межд. конф. «Регуляция роста, развития и продуктивности растений» Минск. 1999. С. 3-5.

25. Деева В.П. Генетическая детерминация адаптивных реакций отдельных генотипов при воздействии регуляторами роста в условиях стресса. // VI- /ZO

26. Межд. конф. «Регуляторы роста и развития растений в биотехнологиях». Тез. докл. М. 2001. С. 90

27. Деева В.П., Веденеев А.Н. Роль физиологически активных веществ в направленной регуляции роста и развития растений на разных этапах онтогенеза. // Материалы Всерос. конф. «Физиология растений и экология на рубеже веков». Ярославль. 2003. С. 40.

28. Деева В.П., Мазец Ж.Э., Хотылёва JI.B. Генетическая детерминация реакции растений пшеницы на воздействие брассиностероидами. // III Межд. конф. «Регуляторы роста и развития растений». М. 1995. С. 61-62.

29. Деева В.П., Санько Н.В. Роль регуляторов роста в повышении адаптивных свойств отдельных генотипов к стрессовым факторам // Материалы Всерос. научно-практич. конф. «Физиология растений и экология на рубеже веков». Ярославль. 2003. С. 197.

30. Деева В.П., Санько Н.В., Хрипач В.А. Генетические и физиолого-биохимические аспекты действия синтетических регуляторов роста растений. // II Межд. конф. «Регуляторы роста и развития растений». Тез. докл. М. 1999. Ч. 2. С.152.

31. Деева В.П., Шелег З.И. Регуляторы роста и урожай. // Минск. Изд-во «Наука и техника». 1985. 63 с.

32. Дерфлинг К. Гормоны растений. // М. 1985. 303 с.

33. Дерфлинг К. Гормоны растений. Системный подход. // М. 1985. 362 с.

34. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта с основами статистической обработки результатов исследований. // М. Агропромиздат. 1985. 351 с.

35. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта с основами статистической обработки результатов исследований.// М. 1985.351 с.

36. Ежов М.Н. Регуляция плодообразования гречихи эмистимом и эпибрассинолидом для повышения продуктивности. // Автореферат дис. на соиск. уч. ст. канд. с.-х. наук. МСХА им. К. А. Тимирязева. М. 1999. 21 с.

37. Ежов M.H., Сальников Л.И., Прусакова Л.Д. Повышение продуктивности и улучшение качества зерна гречихи под действием эмистима и эпибрассинолида. // Агрохимия. 1999. № 5. С. 88-90.

38. Ежов М.Н., Сальников А.И., Прусакова Л.Д. Влияние физиологически активных соединений на продуктивность растений гречихи. // Биол. науки в высшей школе. Проблемы и решения. Бирск. 1998. С. 57-60.

39. Ежов М.Н., Сальников А.И., Прусакова Л.Д. Регуляция плодообразования гречихи под действием эпибрассинолида. // IV Съезд О-ва физиологов растений России. Межд. конф. «Физиология растений — наука III тысячелетия». Тез. докл. М. 1999. Т. 1. С. 262.

40. Елагин И.Н. Биологические особенности и урожайность гречихи. // Зерновое хозяйство. 1984. № U.C. 17-28.

41. Елагина Е.М., Выогина Г.В. Влияние эпибрассинолида на физиологические показатели растений огурца. // VI Межд. конф. «Регуляторы роста и развития растений в биотехнологиях». М. 2001. С.28

42. Ершова А.Н., Башкирова Е.В. Активность ферментов антиоксидантной системы проростков гороха и кукурузы при действии цитокининов и эпибрассинолида. // Межд. конф. «Организация и регуляция физиолого-биохимических процессов». Воронеж. 2000. С. 160.

43. Ершова А.Н., Башкирова Е.В. Действие регуляторов роста на активность каталазы и ферментов пероксидазной группы растений. // VI Межд. конф. «Регуляторы роста и развития растений в биотехнологиях». Тез. докл. М. 2001. С. 91.

44. Ершова А.Н., Гущина H.A. Влияние фитогормонов на объёмы вакуолярного фонда аминокислот в клетках бобовых и злаковых растений. // Материалы Всерос. науч.-практич. конф. «Физиология растений и экология на рубеже веков». Ярославль. 2003. С. 201.

45. Ершова А.Н., Перевозкина E.H., Пашков А.Н. Влияние кинетина и эпибрассинолида на активность супероксиддисмутазы растений гороха.

46. V Межд. конф. «Регуляторы роста и развития растений». Тез. докл. М. 1999. С.91.

47. Ефименко Д.Я., Барабаш Г.И. Гречиха. // М. «Агропромиздат».1990. 192 с.

48. Жолкевич В.Н. и др. Взаимодействие теплового шока и водного стресса у растений. Осморегуляция в листьях хлопчатника при последовательном действии кратковременной гипертермии и почвенной засухи. // Физиология растений. 1997. Т. 44. С. 613-623.

49. Журбицкий З.И. Теория и практика вегетационного метода. // М. Изд-во «Наука». 1968. 260 с.

50. Задонцев А.И., Пикуш Г.Р., Гринченко А.Л. Хлорхолинхлорид в растениеводстве. // Москва. «Колос». 1973. 360 с.

51. Зайцев Г.Н. Математика в экспериментальной ботанике. // М.: Наука. 1990. 295 с.

52. Засорина Э.В., Асадова М.Г. Урожайные, товарные, технологические качества картофеля и их пригодность к хранению и переработке при применении стимуляторов роста. // Агро-экологические проблемы современности. Курск. 2001. С. 44-47.

53. Зотова Г.С., Литвяк В.В. Влияние 2-5-А и эпибрассинолида на содержание крахмала и активность амилаз в прорастающих семенах пшеницы. // V Межд. конф. «Регуляторы роста и развития растений». М. 1999. С. 93.

54. Калинкина Л.Г., Назаренко Л.В., Гордеева Е.Е. Модифицированный метод выделения свободных аминокислот для определения нааминокислотном анализаторе. // Физиология растений, Т. 37, вып. 3. 1990. С. 615.

55. Калитухо JI.H., Макаров В.Н., Кабашникова Л.Ф. Влияние брассиностероидов на физиолого-биохимические характеристики проростков пшеницы. // IV Съезд Общества физиологов растений России: Тез. докл. М. 1999. Т.2. С. 590.

56. Канделинская O.JL, Бушуева С.А., Уральская Е.Р. и др. Брассиностероиды изменяют метаболизм белков и урожай люпина. // II Совещание по брассиностероидам. Минск. 1991. С. 46.

57. Карпова О.В., Высоцкий В.А., Янина М.М. Эффект эмистима и экоста 1/3 на ризогенез у культивируемых in vitro побегов ежевики. // V Межд. конф. «Регуляторы роста и развития растений». Тез. докл. М. 1999. С. 323-324.

58. Кислин Е.Н., Семичева Т.В. Влияние брассиностероидов на эндогенный уровень цитокининов в листьях ячменя. // II Совещание по брассиностероидам. Минск. 1991. С. 26.

59. Клочкова Н.М., Третьяков Н.Н. Влияние различных ФАВ на некоторые физиолого-биохимические процессы и продуктивность. // VI Межд. конф. «Регуляторы роста и развития растений в биотехнологиях». М. МСХА. 2001.С. 20-21.

60. Ковалёв В.М. О характере физиологических реакций при воздействии на растение экзогенных регуляторов роста химической и физической природы. //С.-х. биология. 1998. № 1. С. 91-100.

61. Ковалев В.М., Янина М.М. Методологические принципы и способы применения рострегулирующих препаратов нового поколения в растениеводстве. //Аграрная Россия. 1999. № 1 (2). С.38-41.

62. Ковганко Н.В. Брассиностероиды в растительном мире. // «Химия природных соединений». 1991. №2. С. 159-173.

63. Колмыкова Т.С. Применение эпибрассинолида в качестве антистрессового фактора при прорастании семян. // Материалы Всерос. конф. «Физиология растений и экология на рубеже веков». Ярославль. 2003. С.56.

64. Колотовкина Я.Б., Прусакова Л.Д., Сальников А.И., Ежов М.Н. Влияние биорегуляторов экоста и эпибрассинолида на пигментный комплекс растений гречихи разных генотипов. // IV Межд. конф. «Регуляторы роста и развития растений». М. 2001. С. 100.

65. Конарев В.Г. (под ред.) Методы белкового и аминокислотного анализа растений. //Ленинград. 1973. 70 с.

66. Кораблёва Н.П., Сухова Л.С. Регуляция покоя клубней картофеля и их устойчивость к болезням с помощью эпибрассинолида-694. // II Совещание по брассиностероидам. Минск. 1991. С 46.

67. Корнилов A.A. Биологические основы высоких урожаев зерновых культур. //М. «Колос.» 1968. С. 187-210.

68. Крищенко В.П. Ближняя инфракрасная спектроскопия. // М. 1997. 638с.

69. Кудрявцев H.A. Экологичность и эффективность применения препарата экост в льноводстве. // V Межд. конф. «Регуляторы роста и развития растений».Тез. докл. М. 1999. С. 292-293.

70. Кузнецов Вл. В., Шевякова Н.И. Пролин при стрессе: биологическая роль, метаболизм, регуляция. // Физиология растений. 1999. Т. 46. С. 321-336.

71. Кулаева О.Н. Гормональная регуляция физиологических процессов у растений на уровне синтеза РНК и белка. // Тимирязевские чтения XLI. М. 1982. 84 с.

72. Кулаева О.Н., Бурханова Э.А., Федина А.Б. и др. Брассиностероиды в регуляции синтеза белка в листьях пшеницы. // ДАН СССР . 1989. Т. 305. № 5. С. 1277-1279.

73. Куперман Ф.М. Морфофизиология растений. // М. Высшая школа. 1984. 240с.

74. Курапов П.Б., Скоробогатова И.В., Козик Т.А. Влияние брассиностероидов на содержание АБК, цитокининов и гиббереллинов в яровом ячмене.// Регуляторы роста растений. Киев.1992. С. 144-155.

75. Курапов П.Б., Скоробогатова И.В., Слушева А.Г., Козик Т.А. Гормональный баланс и продуктивность растений пшеницы, ячменя икартофеля под влиянием обработки опибрассинолидом. // С.-х. биология. Серия: Биология растений. 1996. № 5. С. 99-104.

76. Лихачева Т.С. Влияние эпибрассинолида на гормональный баланс, энергодающие процессы, рост и продуктивность растений (томаты, фасоль). // Диссертация на соискание уч. степени канд. биол. наук. М.: 2004. 170 с.

77. Лихачёва Т.С., Тарасенко АЛ. Влияние обработки эпибрассинолидом на содержание хлорофилла и интенсивность фотосинтеза растений фасоли сорта Рубин. // Сборник научных трудов КГТУ «Вопросы сельского хозяйства», Калининград областной. 2003. С. 76.

78. Мажуль В.В., Калитухо Л.Н., ЗайцеваТ.А., Ивин К.Н. Влияние брассиностероидов на структурно-динамическое состояние мембранных белков растительных клеток. // V Межд. конф. «Регуляторы роста и развития растений». М. 1999. С. 113.

79. Мазец Ж.Э. Особенности действия квартазина и брассиностероидов на физиолого-биохимические процессы ДТ-линий пшеницы Чайниз Спринг. // Автореферат дис. на соиск. уч. ст. канд. биол. наук. Минск. 1997. 18 с.

80. Манжелесова Н.Е. Брассиностероиды как физиологические стимуляторы устойчивости ячменя к сетчатой пятнистости. // V Межд. конф. «Регуляторы роста и развития растений». М. 1999. С. 114.

81. Манжелесова Н.Е., Волынец А.П., Морозик Г.В. Влияние эпибрассинолида на физиолого-биохимические показатели формирующихся семян ячменя. // Материалы Всерос. конф. «Физиология растений и экология на рубеже веков». Ярославль. 2003. С.81.

82. Медведев С.С. Физиология растений. // С.-П., С.-П. Ун-т. 2004. 336 с

83. Мельников С.С., Манокина Е.Е. Использование брассиностероидов, диметилсульоксида и картолина для повышения питательной ценностисена. // III Межд. конф. «Регуляторы роста и развития растений». Тез. докл. М. 1995. С. 69-70.

84. Мироненко Л.В., Канделинская O.JL, Бушуева С.А., Уральская Е.Р. Влияние брассинолида на физиологические процессы растений люпина. (Предпосевная обработка семян). // Докл. РАСХН. 1996. № 5. С. 11-13.

85. Мироненко A.B., Канделинская O.JI., Бушуева С.А., Уральская Е.Р., Чехова А.Н. Изменения метаболизма белков люпина под действием брассиностероидов. // III Межд. конф. «Регуляторы роста и развития растений». Тез. докл. М. 1995. С. 83-84.

86. Мироненко A.B., Канделинская O.JL, Чехова А.Н. и др. Влияние брассиностероидов на полипептидный спектр хроматина, альфа и бетта-конглютина люпина. // V Межд. конф. «Регуляторы роста и развития растений». Тез докл. М. 1999. С. 117-118.

87. Мякиньков А.Г. и др. Влияние фиторегуляторов на посевные качества семян и фотосинтетическую активность проростков ячменя. // Материалы Всерос. конф. «Физиология растений и экология на рубеже веков». Ярославль. 2003. С. 91.

88. Недокучаев Н.К. Методика агрономических исследований. «Вегетационный метод»». // Петроград. 1923. 112 с.

89. Никкел Л.Д. Регуляторы роста растений. Применение в сельском хозяйстве. // М. «Колос». 1984. 190 с.

90. Ниловская Н.Т., Остапенко Н.В., Серёгина И.И. Действие эпибрассинолида на продуктивность и устойчивость к засухе яровой пшеницы.//Агрохимия. 2001. № 1. С. 46-50.

91. Техническая информация формы «Ниппон Каяку». // М. 1988. 32 с.

92. Осборн Т.Б. Растительные белки. // М. Биомедгиз. 1935. 220 с.

93. Остерман JI.A. Методы исследования белков и нуклеиновых кислот. Электрофорез и ультрацентрифугирование. // М. «Наука». 1981. 288 с.

94. Павлова И.В. Свойства семенной кожуры гречихи в связи с технологией предпосевной обработки семян регуляторами роста (обработка 24-эпибрассинолидом, ПАВ, горячей водой). // Регуляция роста, развития и продуктивности растений. Минск. 1999. С. 80-81.

95. Павлова И.В., Деева В.П. Действие эпибрассинолида на рост и продуктивность гречихи. // Второй Съезд Белорусского общества физиологов растений. Минск. 1995. С. 25.

96. Павлова И.В., Деева В.П., Анохина Т.А. Реакция разных по плоидности сортов гречихи на действие квартазина и эпибрассинолида. // Современные проблемы генетики и селекции. Минск. 1995. С. 55.

97. Прусакова Л.Д., Колотовкина Я.Б., Азаркович М.И., Хрипач В.А. Эпибрассинолид изменяет полипептидный состав плодов гречихи. // ДАН РФ. 2004. выпуск 397. № 3. С. 1-7.

98. Прусакова Л.Д., Чижова С.И. Роль брассиностероидов в росте, устойчивости и продуктивности растений.// Агрохимия. 1996. № 11. С. 137-150.

99. Прусакова Л.Д., Чижова С.И., Агеева Л.Г., Голанцева E.H., Яковлев А.Ф. Влияние эпибрассинолида и экоста на засухоустойчивость и продуктивность яровой пшеницы. // Агрохимия. 2000. № 3. С. 50-54.

100. Прусакова Л.Д., Чижова С.И., Хрипач В.А. Устойчивость к полеганию и продуктивность ярового ячменя и многолетней пшеницы под влиянием брассиностероидов. // С.-х. биология. 1995. № 1. С. 93-98.

101. Пустовойтова Т.Н., Жданова Н.Е., Жолкевич В.Н. Повышение засухоустойчивости растений под воздействием эпибрассинолида. // ДАН РАН. 2001. Т. 376. №5. С. 697-700.

102. Пшибытко H.JL, Калитухо JT.H. Влияние экзогенных брассиностероидов на фотосинтез в проростках ячменя. // Материалы Всерос. конф. «Физиология растений и экология на рубеже веков». Ярославль. 2003. С. 111.

103. Санько Н.В. Действие фиторегуляторов на терморезистентность яровой пшеницы к заморозкам. // Материалы Всерос. конф. «Физиология растений и экология на рубеже веков». Ярославль. 2003. С. 230.

104. Санько Н.В. Действие эпибрассинолида на качественный состав белков и РНК у генетически различных форм ячменя. // II Съезд Белорусского общества физиологов растений. Тез. докл. Минск. 1995. С. 32-33.

105. Санько Н.В., Деева В.П. Влияние эпибрассинолида на полипептидный состав белков у различных сортов ячменя. // IV Конф. «Брассиностероиды биорациональные, экологически безопасные регуляторы роста и продуктивности растений». Тез. докл. Минск 1995. С. 17.

106. Санько Н.В., Деева В.П. Действие эпибрассинолида на некоторые физиолого-биохимические процессы у разных генотипов ячменя в условиях засухи. // VI Межд. конф. «Регуляторы роста и развития растений в биотехнологиях». Тез. докл. М. 2001. С. 64.

107. Селезнёв М.С. Применение регуляторов роста растений для повышения продуктивности и устойчивости кормовой свёклы к абиотическимстрессам. // Автореферат на соиск. уч. степени канд. с.-х. наук. М. 2001. 20 с.

108. Скоробогатова И.В., Захарова Е.В., Карсункина Н.П., Курапов П.Б., Соркина Г.Л., Кислин Е.А. Изменение содержания фитогормонов в проростках ячменя в онтогенезе и при внесении регуляторов, стимулирующих рост. // Агрохимия. 1999. № 8. С. 49-53.

109. Слепичев С.И. Испытание брассиностероидов на зерновых культурах. // II Всесоюзное совещание по брассиностероидам. Тез. докл. Минск. 1991. С. 39.

110. Соколов O.A. Качество урожая гречихи. // Пущино. 1983. 263 с.

111. Соколов O.A. К выделению растворимых в уксусной кислоте белков из семян гречихи. // М. Наука. 1973. 385 с.

112. Тарчевский И.А. Метаболизм растений при стрессе. // Казань. Изд-во «ФЭН» АНТР. 2001.448 с.

113. Тарчевский И.А. Сигнальные системы клеток растений. // М. Изд-во «Наука». 2002. 294с.

114. Тимейко Л.В. и др. Влияние фиторегуляторов на СОг-газообмен огурца. // Материалы Всерос. конф. «Физиология растений и экология на рубеже веков». Ярославль. 2003. С. 122.

115. Тимощенко A.C., Казуто О.Н., Гордеева Е.Е. Количественное определение путресцина в присутствии свободных аминокислот. // Физиология растений. 1980 Т. 27, №6. С. 1308.

116. Федина E.O., Киримова Ф.Г., Чечеткин И.Р., Тарчевский И.А. Липоксигеназная сигнальная система в брассинолид-индуцированном ответе растительных клеток. // V Съезд общества физиологов растений

117. России и Межд. конф. «Физиология растений основа фитобиотехнологии». Тез. докл. Пенза. 2003. С. 439-440.

118. Фирсова М.Н. Семенной контроль. // М. «Колос». 1969. 295 с.

119. Хрипач В.А., Жабинский В.Н., Лахвич Ф.А. Перспективы практического применения брассиностероидов — нового класса фитогормонов: Обзор // С.-х. биология. Сер. Биология растений. 1995. № 1. С. 3-11.

120. Хрипач В.А., Лахвич Ф.А., Жабинский В.Н. Брассиностероиды. // Минск. 1993. 287 с.

121. Хрипач В.Н. и др. Новые свойства природных фитогормонов — брассиностероидов. Способ защиты картофеля от фитофтороза. // V Межд. конф. «Регуляторы роста и развития растений». Тез. докл. М. 1999. С. 247.

122. Цыбулько B.C., Буряк Ю.М. Влияние брассиностероидов на урожайность кукурузы и люцерны. // II Всесоюзное совещание по брассиностероидам. Тез. докл. Минск. 1991. С. 42-43.

123. Цыбулько B.C., Попов С.И. Влияние брассиностероидов на семенную продуктивность гороха, сои. гречихи. // II Всесоюзное совещание по брассиностероидам. Тез. докл. 1991. С. 42-43.

124. Цыганов А.Р., Вильдфлуш И.Р., Мастеров A.C. Результаты испытания новых регуляторов роста на зерновых культурах на дерново-подзолистых почвах. // VI Межд. конф. «Регуляторы роста и развития растений в биотехнологиях».Тез докл. М. 2001. С. 290.

125. Чернышова Н.В., Миргородский И.К. Влияние регуляторов роста на продуктивность томатов. // V Межд. конф. «Регуляторы роста и развития растений». М. 1999. С. 275.

126. Чижова С.И., Голанцева E.H., Прусакова Л.Д. и др. Эффективность действия экоста и эпибрассинолида на яровой пшенице Саратовская-29, Энита в условиях почвенной засухи. // V Межд. конф. «Регуляторы роста и развития растений». М. 1999. С. 275.

127. Шакирова Ф.М., Безрукова М.В., Авальбаев A.M., Гималов Ф.Р. Стимуляция экспрессии гена агглютинина зародыша пшеницы в корнях проростков под влиянием 24-эпибрассинолида. // Физиология растений. 2002. Т. 49. № 2. С.253-256.

128. Шакирова Ф.М., Безрукова М.В. Изменение содержания АБК и лектина в корнях проростков пшеницы под влиянием 24-эпибрассинолида и засоления. // Физиология растений. 1998. Т. 45. № 3. С. 388-391.

129. Шевелуха B.C., Калашникова Е.А., Воронин Е.С., Ковалев В.М. Сельскохозяйственная биотехнология. //Москва: Высш. шк., 2003. 469 с.

130. Шевелуха B.C., Блиновский И.К. Состояние и перспективы использования фиторегуляторов в растениеводстве. В кн. «Регуляторы роста растений». // М. Агропромиздат. 1990. С. 6-35.

131. Шеуджен А.Х., Аношенков В.В., Бондарева Т.Н. и др. Брассинолид на посевах риса. // V Межд. конф. «Регуляторы роста и развития растений». М. 1999. С. 277.

132. Широкова Н.П. Влияние эпина на засухоустойчивость пшеницы. // Материалы Всерос. конф. «Физиология растений и экология на рубеже веков». Ярославль. 2003. С. 244.

133. Яковлев А.Ф., Прусакова Л.Д., Чижова С.И., Янина М.М. Реакция сортов яровой пшеницы на изменение водоснабжения и применение экоста и эпибрассинолида. // V Межд. конф. «Регуляторы роста и развития растений». Тез. докл. М. 1999 С. 283.

134. Яковлев А.Ф., Прусакова Л.Д., Чижова С.И., Янина М.М. Качество зерна и соломы яровой пшеницы в зависимости от обработки семян регуляторами роста. // V Межд. конф. «Регуляторы роста и развития растений». Тез. докл. М. 1999. С. 283-284.

135. Якушкина Н.И., Денисова Г.М. Физиология роста и развития растений. // Москва: МОПУ. 1985. 200 с.

136. Якушкина Н.И. Физиология растений. // М. «Просвещение». 1993. 334 с. ш 146. Altmann Т. Molecular physiology of brassinosteroids revealed by the analysisof mutants. // Planta. 1999. V. 208. № 1. P. 1-11.

137. Altmann T. Recept addvances in brassinosteroid molecular genetics. // Curr. Opion. Plant. Biol. 1998. V. 1. P. 378-383.

138. Arteca R.N.; Bachman I.M.; Mandava N.B.; Isai D.S. Fusicoecin, an inhibitor of Brassinosteroid induced ethylene production // Physiol. Plant. 1988, V. 74 P.631.

139. Arteca R.N.; Isai D.S.; Schlanghauter G.; Mandava N.B. The effect of brassinosterids an auxin induced ethylene production by itiolated mung bean segments. //Physiol. Plant. 1983, V. 59 №4 P.539-583.

140. Beinhauer J.D., Fleig U., Hegemann J.H. Functional selection for the centromere DNA from yeast chromosome VIII. // Nucleic Acids Res. 1995. № 23 (6). P. 922-924.

141. Braun P.,Wild A. The influence of brassinosteroid on growth and parameters of photosynthesis of wheat and mustard plants. // J. Plant Physiol. 1984. T. 116. № 3. P. 189-196.

142. Choi Y., Seto H., Takatsuto S., Noguchi Т., Watanabe Т., Kuriyama H., Yokota Т., Chory J., Sakurai A. The Arabidopsis deetiolated 2 mutant is blocked early in brassinosteroid biosynthesis // Plant Cell. 2002. № 9. P. 1951-1962.

143. Eun I.S., Kuraichi S., Sakurai N. Crandes in levels of auxin and abscisic asid and the evolution of ethylene in sguash hypocotyls alter treatment with brassinolide. //Plant Cell Physiol. 1989. T.30. №6. P.807-810.

144. Gartz J. Extraction and analysis of indole derivatives from fungal biomass. // J. Basic Microbiol. 1994. № 34 (1). P. 17-22.

145. Genma T. Plant growth promotens containing brassinolides fachinese. Yat. // Пат. 1146804. Япония. 1989.- /av

146. Gifford D.J., Bevvley J.D. An analysis of the subunit structure of the crystalloid protein complex from cagtor bean endosperm. // Plant. Physiol. 1983. Vol. 72. №2. P. 356-381.

147. Gifford D.J., Greenwood J.S., Bewley J.D. Deposition of matrix and crystalloid storage proteins during protein body develorment, in the endosperm of Ricinus communjs L.S.V. Hale seeds. // Plant. Physiol. 1982. Vol. 69. №6. P. 1471-1478.

148. Gregory L.E.; Mandava N.B. The activity and interactions of brassinolide and gibberelic acid in mangbean epicotils // Plant Physiol. 1982. V.54. № 3. P.239.

149. Gregory L.E. Acceleration of plant growth though seed theatment wiht brassins // Amer. J. Bot. 1981. V. 68. № 4. P. 586.

150. Guan M., Roddick J.G. Brassinosteroids and root development. // Act symposium series. 1991. № 50. P. 26-35.

151. Hazka B.G., Pore V.S. Brassinosteroids new class of phytohormones. // J. of the Indian Chemical Society. 2001. № 59. P. 129-137.

152. Kalinich J.F., Mandava N.B., Todhauter I.A. Realationship of nucleicacid metabolist to brassinolide induced responses in beans. // Plant. Physiol. 1985. V.120. № 3. P.207.

153. Kalinich J.F., Mandava N.B., Todhauter I.A. Plant growth-promoting brassinosteroids. //Ann. Rev. Plant Physiol. Mol. Biol. 1988. V.39. P.23-52.

154. Kamura T., et.al. Deficiency of coagulation factor XIII A subunit caused by the dinucleotide deletion at the 5 end of exon III. // J. Clin Invest. 1992. № 90 (2). P. 315-319.

155. Kandelinskaya O.L., Khripach V.A. Brassinosteroid influence on protein metabolism in lupine seeds // Abstracts. Int. Conf. Brassinosteroids. Halle.1990.P46.

156. Katsumi M.H. Interaction of a brassinosteroid withn IAA and GAZ in the elongation of cucumber hypocotyl sections // Plant cell physiol. 1985. V. 26. №4. P.615.

157. Korableva N., Dogonadze., Platonova T.A., et. al. Effect of gibberellin and auxin on the synthesis of abscisic acid and ethylyne in buds of dormant and sprouting potato tuber. // Prikl. Biokhim Mikrobiol. 2000. Vol. 36. № 5. P. 588-591.

158. Kripach V., Zhabinski I.V., de Groot A. Twenty Years of Brassinosteroids: Steroidal Plant Hormones Warrant Better Crops for the XXI Century. // Annu Bot. 2000, V. 86. P.441-447.

159. Laemmli U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage. //Nature. 1970. Vol 27. №5159. P.680-685.

160. Li J., Chory I.A., Vitart V., Mc.Morris T.O., Role for brassinosteroids in light-dependent development in Arabidopsis. // Science. 1996. V. 272. P. 398-401.

161. Luo B. Brassinosteroids from hiher plant and their application. // Zhiwu Shenglixue Tongxun. 1986. №1. P.l 1-14.

162. Luo B.S.; Kumura A.The effects of brassinolide treatments on growth and development processes in wheat plants // Japan J. Crop. Sc. 1986 T. 55. № 3 P.291-298.

163. Mai Y., Lin S., Zeng X., Ran R. The Effect of Stratification and Thidiazuron Treatment on Germination and Protein Synthesis of Pyrus serotina Rehd cv. Niauli //Annals of Botany. 1994. № 73. P.515-523.

164. Mandava N.B. Plant growth promoting brassinosteroids. // Ann. Rev. Plant. Phys. Mol. Biol. 1988. Vol. 39. P.23-52.

165. Mandava N.B., Sasse J.M., Yopp J.H. Brassinolid a growth steroidal factor activity in selected gibberelin and cytokinin bicassay // Plant. Physiol. 1981. V.53. № 4. P.453.

166. Mitchell J.W., Gregory L.E. Enhancemen of over all plant growth, a new response to brassins. //Nature New Biol. 1972. V.239. № 95. P.253.

167. Morre T.C. Researchin plant physioligy Lab. mannual springer vgr lag. // New York. 1974. P.247.

168. Mothes K. On the problem of metabolic excretion in plants // Naturwissenschaften. 1966. 53 (13). P.317-323.

169. Naren A.; Prasad T.G.; Kumar M.U.; Sashidhar V.R. Determination of IAA in brassinolide treated coleoptiles of wheat by a modified indirect ELISA with polyclonal antibodies // Indian I. exper. Biol. 1996. Vol.34. № 3. P.257-26I.

170. Nagy M., Szabo V. Exp. for plant physiol. // Szegeg. 1985. P. 19.

171. Pomeranz Y., Pobbins G.S. Amino acid composition of buckwheat // J. Agr. Food Chem., 1972. V.20. №2. P.270-274.

172. Radi H., Maeda Y., Ohishi K. et. al. Gaalp and Gpiip Are Components of a Glycosylphosphatidylinositol (GPI) Transamidase That Mediates Attachment of GPI to Proteins. //Mol. Biol. Cell. 2000. Vol. II. Issue 5. P. 1523-1533.

173. Rasumi M.H. Interaction of a brassinosteroid with IAA and GAZ in the elongation of cucumber hypocotyl sections // Plant cell physiol. 1985. V.26. №4. P.615.

174. Roddick J.G., Jkekawa N. Modification of root and shoot development in monocotyledon and dicotyledon seedlings by 24-epibrassinolide. // Plant. Physiology. 1993. №26. P. 1819-1822,

175. Roddick J.G., Rijnenberg A.L., Ikekawa N. Developmental effects of 24-epubrassinolide in excised roots of tomato grown in vitro. // Physiol. Plantarum, 1993. Vol. 87. fasc. 4. P.453-458.

176. Sasse J.M. Brassinosterids and roots. // Proc. Plant growth Regul. Soc.Am. 1994. V21.P.228.

177. Sasse J.M. Recent progressing brassinosteroid research. // Physiol. Plantarun. 1997. V10.1553. P.696-701.

178. Singh J., Nakamura S., Ota Y. Effect of epibrassinolide on gram plants grown under water stress in the juvenile stage. // Indian J. Agris. Soc. 1993. V. 63. P. 395.

179. Schilling K., Schiller C., et. al. The inhibition of cathepsin S by its propeptide-specificity and mechanism of action. // Eur J. Biochem.1997. Vol. 250. № 3. P. 745-750.

180. Schlangnhauter G.O.; Arteca R.N.; Yopp I.H.; Isai D.S., Mandava N.B. The effect of brassinosteroids on auxin inducted ethylene production by itiolated mung bean segments. //. Plant. Physiol. 1984, V. 59. № 4. P.539.

181. Schmauder H.P., Schlosser D., et. al. Application of immobilized cells for biotransformations of steroids. // J. Basic.Microbiol. 1991. Vol. 31. № 6. P. 453-477.

182. Shakirova P.M.; Bezrukova M.V.; Bokebaeva C.A. The influence of brassinolideon. WGA and ABA level in wheat roots // Annual Sumposium "Physikal Chemical basis of plant physiology." Pushchino, 1996. P.56.

183. Sharma A., Isogai M., Yamamoto T., et. al. A Novel Interaction between Calreticulin and Ubiquitin-Like Nuclear Protein in Rice. // Plant and Cell Physiology. 2004. Vol. 45. № 6. P. 684-692.

184. Studier F.M. Analysis of bacteriophage early RNAs and proteins on slab gels.// J. Mol. Biol. 1973. Vol. 79. № 2. P. 237-248.

185. Takematsu T., Takeuchi Y. Effect of brassinosteroids on growth and yields of crops. //Proc. Jpn. Acad. Ser. B.1989. Vol.65. P.149-152.

186. Thompson M.J., Mandava N.B., Meudt W.J. Steroids. 1981. V 38. №5. P.567.

187. Tokeno K.; Pharis R.P. Brassinosteroid induced bending of dwarp rice seedlings andauxin mediated phenomenon // Plant Cell Physiol. 1982. V.23 № 7. P. 1275.

188. Wang T.W., Corgrove D.J., Arteca R.N. Brassinosteroid stimulation of hypocotil elongation and wall relaxtion in pakchoi (Brassica chinensis). // Plant. Physiol. 1993. V.101. P. 965-968.

189. Wang T.W., Lu L., Wang D., Thompson J.E. Isolation and characterization of senescence-induced c DNAs encoding deoxyhypusine syntase and eucaryotic translation initiation factor 5A from tomato. // J. Biol. Chem. 2001. Vol. 276. №20. P. 17541-17549.

190. Wintermans N, de Mots H. Spectrophotometric characteristics of chlorophylls a and b and their pheophytins in ethanol. // Biochim. Biophys. Acta. 1965. №109(2). P. 448-453.

191. Wortey J. F., Mitchell J.W. Growth responses induced by brassins (fatty plant hormones) in bean plant. // J. Amer. Soc. Hort. Sci. 1971. V.6. № 3. P. 270.

192. Yopp J.H.; Mandava N.B.; Sasse J.M. Brassinolide a growth promoting steroidal laction 1. activity in selected auxin bioassays. //Plant. Physiol. 1982. V.53. №4. P.445-452.

193. Zhao Y.L., Jkekawa N. The effect of 24-epibrassinolide on increasing the yield of wheat and corn. // Abstracts Int. Conf. on brassionosteroids. 1990. P.26.б оо н оа; ?о ао

Информация о работе

Колотовкина, Яна Борисовна
кандидата биологических наук
Москва, 2004
ВАК 03.00.12

Диссертация

Физиолого-биохимическое действие эпибрассинолида и экоста на растения гречихи в связи с продуктивностью - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы