Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Морфофизиологические и биохимические изменения у растений ячменя при обработке регуляторами роста

ВАК РФ 03.00.23, Биотехнология

Автореферат диссертации по теме "Морфофизиологические и биохимические изменения у растений ячменя при обработке регуляторами роста"

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМ. К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи ЗЛОБИН Андрей Иванович

МОРФОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И БИОХИМИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ У РАСТЕНИЙ ЯЧМЕНЯ ПРИ ОБРАБОТКЕ РЕГУЛЯТОРАМИ РОСТА

Специальность 03.00.23 — биотехнология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА 1994

%

Работа выполнена на кафедре сельскохозяйственной биотехнологии МСХА.

Научные руководители—доктор биологических наук, акад. РАСХН В. С. Шевелуха, доктор биологических наук Л. И. Хрусталева.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук Л. Д. Прусакова, доктор биологических наук В. М. Андрианов.

Ведущее учреждение — НИИ сельскохозяйственной бпо-

Д. 120.35.07 в Московской сельскохозяйственной академия имени К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49. Ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке ТСХА.

тех

в

специализированного совета

1994 г.

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного совета — кандидат биологичеюких наук

А. С. Лосспа

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

АКТУАЛЬНОСТЬ ПЮБЛЕШ. Интенсивные технологии возделывания культурных растений тесно связаны с использованием химических средств. Наряду с положительным действием, повышением устойчивости растений к неблагоприятным факторам окружающей среды, увеличением урожая и его качества, химические средства могут обладать побочным отрицательным эффектом.

Анализ генетической активности 400 пестицидов показал, что более 60% из них обладают мутагенным действием (Куринный А. И. , 1987). Индуцируя различные типы мутаций такие вещества могут вызывать ухудшение хозяйственно-полезных признаков сортов и, в конечном счете, приводить к потере ценных генотипов культурных растений (Логви-ненко а С., 1978; Касъяненко А. Г., 1979).

В настоящее время все более широкое применение в практике находят синтетические регуляторы роста и развития растений. Возможное отрицательное действие рострегулирующих веществ изучено недостаточно. Имеются отдельные работы в которых показано, что некоторые регуляторы роста способны вызывать нарушения в генетическом аппарате клетки (Шэвелуха а 0., 1992).

Одной из насущных на сегодняшний день проблем является проблема экологической безопасности современного растениеводства, что ставит задачу разработки комплексной системы генетического контроля воздействия регуляторов роста на культурные растения (Хрусталева Л. Л1, 1994). Важным звеном в оценке действия регуляторов роста на геном растений является анализ белковых систем . Известно, что физиологическое действие регуляторов роста, в основном, проявляется через ингибирование или активацию синтеза нативных гормонов. Зито-гормоны контролируют бедоксинтеэируюидае системы на транскрипционном уровне (Кулаева О. К, 1985), посгтранкрипционном (Шакирова Ф. Р. и др. 1982; Иевелуха ЕС. и др. ,1983) и даже на уровне синтеза отдельных белков (АШоЬе Г. & а1. ,1989; ^оЬэеп .М. ег а1. ,1983). Поэтому изучение влияние регуляторов роста на компонентный состав белков , совыэстно о аналивоы морфофиаиологических признаков, послужит более углубленному пониманию всего комплекса взаимодействия между регуляторами роста и геномом растений и станет неотъемлемой составной частью в системе генетического контроля за применением регуляторов роста

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. Цель данной работы- научить изменения морфофиаиологических и биохимических признаков растения яро-

еого ячменя при однолетних и многолетних обработках синтетическими регуляторами роста и в последующих поколениях, полученных от обработанных растений.

В задачу работы входило:

1 изучить характер влияния однолетних и многолетних обработок фиторегуляторами на морфофизиологические припиши различных сортов ярового яф.йня;

2 выявить изменение морфофизиологических признаков в последу»-ЧИХ поколениях обработанных растений;

3 оценить воздействие фнторсгуляторов на компонентный состав оапасних белков семян и иаоформантов растений при их однолетком и многолетнем применении.

4 изучить изменение? соогава запасных белков сеши в последу»-в?1х поколениях обработанных растений.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. В настоящей работе впервые было изучено влияние фнторегудяторов на растения ярового ячменя при многолетних обработках. Установлено снимание чувствительности растений к дейсш-;г< препаратов.

Изучено проявление воздействия фиторегуляторов в последук^'.х поколениях от обработанных растений. Выявлено возрастание доли иор-фофлзнологических признаков, существенно отглоиявсигхся от контрой, в первой и ее сиижние во втором поколении.

Установлена сортовая специфичность картолииа и эпибрассинолидт по их воздействию на трфофивиологические и бнохшвгаешше признак! ярового ячыеня. •

Приоритетными является исследования по влиян¡по регуляторов роста на состав белков эндосперма и иаофзрыентов. Выявлено йзиепе-\ние компонентного состава белков эндосперма и изоферментов проростков семян, подученных от обработанных растений. Показано, что изменение состава белков эндосперма носит кодификационный характер.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Реаудьтаги исследований вошш в "Методические рекомендации по к-омплексной оценке генетического риска применения фоторегуляторов в' растениеводстве" (Е, МОХА, 1992), которые переданы в Центральный институт агрономического обслуживания сельского хозяйства (ЦИНАО) и Государственную мекведоштвенную комиссию по испытанию и регистрации средств защиты растений.

Материалы по влиянию регуляторов роста на синтез белков и изо-ферментов и шрфофлзиологнческие признаки используется в курсе лекций по биотехнологии в разделе 'Тегуляторы роста и развития расте-

ш:Л".

Разработанные методические подходы тестирования по биохимическим показателям могут быть шщэоко использованы при оценке применения средств сельскохозяйственной химии в растениеводстве.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы диссертации были доложены на Всесоюзном координационном совещании "Генетические последствия загрязнения 01фужающей среды" (Шсква-Саыарканд, 1990); Пятом международном симпозиуме "Регуляция метаболизма у растений", (Варна, 1990); на втором совещании "Брассиностероиды" (йшек, 1991); на международном конгрессе "Зтноботаника-92" (Испания, Кордоба, 1992).

ОБЪЕМ РАБОТЫ Диссертационная работа состоит из введения, об-ссра литературы, результатов, обсуаденш и выводов. Штериалы диссертации надо гены наТ'/Хстраницах текста, содержат/V таблиц^и-сушсов и фотографий. Список литературы содержит с-й^источников,

ШТЕРНАЛЬ1 И МЕТОДЫ.

Полевой эксперимент проводили на опытных полях лаборатории генетики и селекции полевых культур им. ИИ. Лнснцина с 1989 по 1991 годы. В полевом опыте использовали линии сортов ярового ячменя За-зерскнй-85 и Шоовский-9, полученные размножением потомства одного юлоса, предварительно проверенного на гомозиготность по электрофо-рэтнческому спектру горденнов.

Были испытапы препараты картолии-2, спирокарбон, эпибрассино-;:лд-55 в дозах 600, БО (рекомендуемая доза), 5 мг/га для картолнна, брассинолида и Б00, 60 (рекомендуемая доза), б г/га для спнрокарбо-иа. Растения обрабатывали в конце фазы куцения- начале выхода в трубку.

Семена высевали в оптимальные агротехнические сроки (в конце слреля- начале мая) по схеме 1x0,15 м на полосы по 50 семян в рядок. На вариант васевали по Б рядков в четырехкратной повторности.

Многолетний эксперимент был проведен по схемам 1-2, представ-¿энными нил? ({Зиичешсо, 1988). О- вариант без обработки препаратом, 1- обработка препаратом. Стрелками указано из каких вариантов предыдущего года вэяты семена для посева. По схеме 1 растения обрабатывали препаратами в рекомендуемых дозах, по схеме 2- в дозах на порядок больсе и меньие рекомендуемой.

Схема 1 1989 год 1990 год 1991 год С О

I

1989 год 1990 год 1991 год

0-»-00-Í—ООО

1->-10-i—100

Схема 2

01:^—¿»-010 ^10-^ЮО

Определяли: число всходов, общую и продуктивную кустистость, высоту растений, длину колоса, количество зерен в колосе, mосу верна с колоса и растения.

Для определения состава Селков эндосперма семенной материал брали с вариантов испытания препаратов по схеме 1. Белки эндосперма экстрагировали из отдельных зерновок, последовательно извлекая аль-буминово-глобулиновую и гордеиновую Фракции. Анализировали по 120 зерен на вариант. Экстракцию альбушново-глобудиновой фракции проводили по Shields С. R. (1983). Экстракцию гордеинов проводили по H.Doll (1981).

Изоферменгы изучали в проростках семян, полученных от растений подвергнутых однолетнему и многолетнему воздействию картолина, элибраесинолида в дозе 50 мг/га и спирокарбона в дозе БО г/га. Для экстракции использовали пятидневные проростки, выращенные в темноте при температуре 20 С. Анализировали по 120 проростков на вариант. Белки, проростков экстрагировали буфером для экстракции легко растворимых белков (Shields С. R., 1983) по методике В. И. Сафонова (1971).

Экстракты белков подвергали элекгрофоретическому разделению в вертикальных пластинах полиакриламидного геля. Разделение легкорастворимых белков эндосперма и проростков проводили по Devise (1964), гордеинов по Вunce (1985). Для выявления белков гели фиксировали, окрашивали Кумасси R-250 и отмывали (Derec В., 1984). После разделения белков проростков' гели инкубировали в соответствующих буферах для выявления активности эстеразы (Сафонов Б. К , 1976), кислой фосфатван (Kaler A. L., 1981), малатдегидрогеназы (Mitra R., 1970), глшоао-б-фасфатдегидрогенаэы (Brown A. H. D. , 1978). Электро-фореграты анализировали визуально и фотографировали.

Экспериментальные данные основаны на 18900 наблюдений по морфологическим и 20160 по биохимическим призпатам. Статистическая обра-

ботка данных проводилась с использованием пакета программ БЬа^гаЛсз. Данные полевого опыта обрабатывали методом дисперсионного анализа, достоверность рааличий устанавливали по наименьшей существенной разнице (НСР).

1Ь каждому варианту опыта определяли долю морфофизиологических признаков, существенно отклоняющихся по своему а качению от контроля и долю образцов с изменениями по биохимическим признакам. Проверку равенства долей проводили используя угловую трансформацию. Достоверность рааличий устанавливали по критерию Фишера (Р) и Стьюдента (Ь).

1. Влияние фиторегуляторов на морфофязиологические признаки растений яроюго ячменя.

1.1. Изменение ыорфофизиологических признаков при однолетних и многолетних обработках фиторегуляторами.

По величине влияния на морфофязиологические признаки (!.ИП) растений изученные препараты модно расположить в следующей последовательности: картодин> эпибрассинолид> спирокарОон. Так доля ШП, отгоняющихся от контроля, составила 51,97+0,862%; 37,50+0,835%; 34,82+0,822% у картолина, эпибрассинолида и спирокарбона соответственно (различия существенны по всем препаратам).

Сортовая специфичность действия на 1Ш отмечена у картолина и эпибрассинолида и не установлена у спирокарбона. Препараты картолин и эпнбрассинолид вызывали большее количество изменений у сорта За-аерский-85, чем у сорта НэеовскиД-9,'а именно, доля изменений, вызванных картолином у Зааерского-8Б составила 67,14+1,207%, у Носовского-9- 46.80il.217X (ЬЗ-Н-б.ОЗ***); доля изменений, вызванных эпибрассинолидом у Зазерского-85- 39.28+0.192Х, у Носовского-9-35.71il.367X (ЬЗ-Н-1,97*).

В целом сорт Зазерский-85 проявлял больную чувствительность к обработкам фиторегуляторачи, чем сорт Носовский-9. Так доля МН1, отклоняются от контроля, у сорта Зазерский-85 составила 44,06+0,699%, а у сорта Носовский-9- 33.81i0.6865: ^3-11-5,35***).

При изучении влияния многолетних обработок фиторегуляторами на №1 растений ачменя установлено, что обработка растений два года подряд вызывает увеличение доли изменений морфэфизиологических признаков по сравнению с однолетней обработкой, а при далънейиу^м применении препаратов происходит снижение их воздействия. Так в среднем по вариантам обработок доля измененных мор^офиаиодогических признаков составила 38,20*0.612% при однолетней; 48,81+0,9507. при

Рис. 1. Изменение доли существенно отклоняощихсй от контроля моррофизиологических признаков при многолетних обработках растений ячменя фитбрегуляторами.

%

100 г" ^1=3,64, а=5%. Г 1-11=9,39*» Г 1-11=48.79** *

Гвг-В.БЗ. а=1%. __ Г 1-111=2,6 Г 1-111=49,90*»«

80{_ Fst3.10.BO. а=0.1Х / Г 11-111=12,42*** Г 11-111=121.92***

60

40

20 -

F 1-11=47,20*** F 1-111=0,68 F 11-111=15,8м*

F 1—11=3,92 * F 1-111=102,92*«*

F 11-111=59,21*»« ■ ' ■ ■

I

га

средние по препаратам

I и in картолин

I II III I п ш спирокарбон эпибрассинолид

Заэерский—85

%

Fst=3,64, а=5Х. Fst-в.бЭ, а—IX. Fst= 10,80, о=0,IX

F 1-11=0,27 F 1-111—2,60 F ll-IU-3,21

F 1-11=18,8»«« [. F 1-И1-12,45*« F 11-111=0,93

F 1-11=32,87» «• F I—111=19,17»** F 11-111=0,00

F 1-11=16,99»» F 1-111=7,87*« F 11-111=0,00

D П1 картолин

I П Ю I on спирокарбон эпибрассинолид

i n iii средине no препаратам

Носовский-9

l- однолетняя, II- двухлетняя. III- трехлетняя обработка,

двухлетней, 42.96+1,394% при трехлетней обработке (П-11-82,43***, П-Ш-9,08**, РП- 111-11,9**).

При трехлетней обработке фиторегуляторами доля ЫФП, отклоняющееся от контроля, снижается до уровня однолетней обработки у сорта Зазерский-85 и остается на уровне двухлетней обработки у сорта Нэсовский-9 (рис. 1).

Установлено, что препарат картолин проявил отличное от других изученных препаратов действие на МШ, а именно, трехлетнее его применение на сорте Зазерский-85 вызвало («экое воэрастание доли измененных морфофиадологических признаков у последнего (рис. 1).

В полевом эксперименте особое внимание было уделено характеру изменения продуктивности растений под воздействием разных доз фито-регуляторов. В первый год полевого опыта препараты изучались в трех дозах. Наиболее эффективной оказалась доза 50 мг/га для картолина и

Таблица 1.

Изменение продуктивности растений при однолетних и многолетних обработках фиторегуляторами (масса зерна с растения, гр.).

1 |Сорт 1 1 (Препарат 1989 г. 1 1 | 1990 г. | 1991 г. 1

1 1 1 I |01 П | 001 011 III |

|3ааер- 1 (Контроль 1,18 1 3,74 | 3,91

|скийт85' |Картошин 1,36* |5,Б1* , 4,11*| 5,86* 6.72* 6,80*1

|Спиро- 1,40* |2,84* 4,1б*| 6,31* 4,81* 4,03 |

|карбон

(Эпибрас- 1,41* |4,10* 4,10*| 5,68* 4,16* 3,95 |

)синолид

|Шсов- |Контроль 2,25 1 б, 18 | 4,35

|ский-9 |Карто-|лин 2.0В 15,14 6,31*| 4,63 6,89* 6,83*|

|Спиро- 2,64* |4,05* 5,82*1 5,98* 4,70* 4,50 |

|карбон

(Элибрас- 2,08 14.85 5,22 | 4,15 4,62 4.56 |

синолид

|НСР | 1 ..!._.......... 1 0,18 1 0.36 | 1...... .,., 1 0,25 1

I - доза препаратов: картолин и элибрассинолид- 60 мг/га; епирокар-бон- 60 г/га

эплбрассинолида и 50 г/га для спирокарбона Дозы препаратов на порядок выше указанной, в основном, существенно снизили продуктивность растений, а на порядок ниже были физиологически не активны. В связи с этим для дальнейшего изучения препараты применялись в дозах: картолин и эпибрассинолид- 50 мг/га, спирокарбон- 50 г/га.

Подученные в ходе полевого эксперимента данные трехгодичных наблюдений по однолетним обработкам свидетельствуют об отсутствии сортоспецифичности действия спнрокарбона на продуктивность растений, причем его влияние неустойчиво, тогда как препараты картолин и эпибрассинолид стабильно повышали продуктивность растений сорта Зазерский-85 и не влияли на продуктивность сорта Носовский-9 (таблица 1).

Двухлетние обработки показали, что картолин и спирокарбон увеличивали продуктивность обоих сортов, тогда как эпибрассинолид только сорта Зазерский-85 (таблица 1).

Цри трехлетней обработке существенно значимое повышение продуктивности отмечено только по картолину (таблица 1).

1.2. Изменение иорфофизиологических признаков в последующих поколениях, полученных от обработанных фиторегуляторамн растений.

Проявление последействия фиторегуляторов по МФП носило однотипный характер, а именно: возрастание доли изменений в первом поколении обработанных растений и снижении ее во втором, по сравнению о показателями в год обработки. Так при обработке фиторегуляторами воля измененных ШП составила 38,39±0,612%, в первом поколе-нии-45,84±0,702Х, во втором- 30,16+0,746% (FI-10-105,39***, FI-100-70,71***, FIO-100-290,9S***).

Несмотря на общую тенденцию последействия, наблюдаемую при пересеве семенного материала, полученного от обработанных фиторегуляторами растений ячменя, отмечена специфика для каждого препарата Так, в первом поколении эффект брассинолида и спирокарбона на сорте Зазерский-85 был более выражен, чем у картолина (рис. 2).

Следует отметить различия в реакции сортов на обработку препаратами и ее проявление в последующих поколениях. В первом поколении на сорте Зазерский-86 отмечено резкое возрастание доли измененных признаков, в то время, как на сорте Вэсовский-9 эффект был статистически не достоверен (рис. 2). Во втором поколении доля измененных ШП у обоих сортов снизилась по сравнению с данными в год обработки.

Выявлено, что изученные фиторегуляторы не изменяют полевую

Рис.2. Изменение доли существенно отклонявшихся от контроля рофизиологически> ~ растения яч

морфофизиологических признаков, в первом и втором поколениях растения ячмеш обработанных фиторе^ляторами.

70

во

50 40 30 20 10

. Гз1-10,60, 0=0,155

Г I-10=47,79«. Г 1-100=5,74* Г 10-100-70,73»«

Т 1-10=27,68»* * ^ 1-100-59,80»»* Г Ю-ЮО-299,94»*»

Р 1-10=3,78* Г 1-100=60,81»*« Г 10-100-86,08** «

Г 1-10=105,74*** Г 1-100=12,64*»* Г 10-100-147,00»*»

I

ю юо

средние по препаратом

I Ю 100 картолин

I Ю ЮО I ю юо спирокарбон эпибрассинолид

Зазерския-85

%

20

10

Г51=3,Б4, 0=5%.

50 _ Р!!Ъ=6,63, а«1Х. Гз1» 10,80, а-0,1Х

40

30

Г 1-Ю=0,42 Г 1-100=0,17 ? 10-100=0,93

Г 1-10=0.07 Р 1-10=3.78»

У 1-100-14.29** ♦ Г 1-100=24.70*»* Г 10-100=14.78»»» Г 10-100=8,31»»

_1_I_I_I-1-1-1—

Г 1-Ю=Э,86» V 1-100=1,44 Г 10-100-8,31»»

I Ю Ю0 I Ю ЮО I Ю ЮО I ю юо

срелние по картолин спирокарбон эпибрассинолид

препаратам „ г

г г Носовский-9

(— обработанные растения, Ю- первое и 100— второе поколение

обработанных растении.

- 10 -

всхожесть семян обработанных растений.

Таблица 2.

Изменение продуктивности в последующих поколениях растений обработанных Фиторегуляторами (масса зерна с растения, гр.).

( |Сорт Препарат 1 1 | 1990 г. 1 ю 1 100 1991 г. ОГО ■ 1 1 ПО | _1

|Созерсиий-85 Контроль 1 1 3,74 3,91 1 1

Картолин | 4,60* 3,95 7,90* 5,36*1

Спирокарбон | 5,82* 3,67 4,38* 5,14*|

Эпибрас- | 4,13* 3,84 4,94* 5,88*1

синолид 1 1

|Шсовский-9 Контроль 1 6,18 4,35 1

Картолин | 6,60* 4,37 4,73* 5,62*1

Спирокарбон | 5,06* 4,58 5,26* б,01*|

Энибрас- 1 5,49 4,42 4,41 4,40 |

синолид ! 1

1 | 0.35 1 — .. 0,25 1 1

!- доза препарнтоы кнртолин и элибрассинолид- 50 мг/га; спирокарбон- БО г/га.

Установлено также, что применение Фиторегуляторов на растениях ячменя не окаьньает отрицательного действия на продуктивность последующих поколений. Во втором поколении продуктивность опытных вариантов суирстиешю не отличалась от контроля (таблица 2).

2. Вдияниу фиторегуляторов на биохимические привнаки.

В биохимических исследованиях изучались белки, кодируемые 13 докусами, расположенными в разных хромосомах. Такой многолокусный контроль позволил маркировать практически все хромосомы генома ячменя и сократить объем выборки.

к. 1. йьучение белков эндосперма семян.

В эксперименте анализировались альбуминово-глобулиновая и гор-А'.-кноьая Фракции белков эндосперма семян, Альбуминово-глоСулиновая Фрнпция белков семян ячменя Зазерский-85 представлена пятнадцатью, а у Шеовекого-9- четырнадцатью эле'ктрофоретическими компонентами, при этом гортоьые различия прослеживаются по зонам медленно и ср«д-нспиДЕИлча». белков (рис. 3).

ИЪуч^и** контрольннх вариантов показало отсутствие ийм&н^лий

в альбушново-глобулиновоЛ фракции, тогда как в опытных вариантах наблюдались изменения. У сорта Зазерский-85 при обработке картоли-ном обнаружено 1,7% спектров с изменениями, которые проявились в увеличении интенсивности быстроподвихного компонента (еж. 3).

У сорта Ноеовский-9 изменения в этой фракции наблюдались в вариантах обработки спирокарбоном (1,7% изменений) и эпибрасскноли-дом-65 (1,7%). При этом спирокарбон вызывал появление нового компонента, а эпибрассинолид- усиление интенсивности компонента в зоне бьютроподвиляых белков (рис. 3).

Гордеиновая фракция ячменя сорта Зазерский-85 представлена семьи, Носовский-9- одиннадцатью компонентами, отличающимися интенсивностью и подвижностью. Сортовые различия прослеживаются по В и С зонам (рис. 4).

Изучение контрольных вариантов показало постоянство состава и интенсивности компонентов гордеиновой фракции. В опытных вариантах у сорта Зазерский-85 не зарегистрировано изменений в этой фракции ни по одному изученному препарату. У сорта Носовскнй-9 выявлены изменения гордеиновой фракции при обработках картолином, спирокарбоном и эпибрассинолидом (по 1,71 изменений на препарат).

Обработка картолином приводила к появлению нового компонента в 0-зоне спектра, вызывала усиление интенсивности компонента в А зоне (рис. 4). При воздействии эпнбрассшолидом-Б5 наблюдалось усиление интенсивности компонентов в С и Л вонах, а спирокарСовом в В вонв спектра (рис. 4).

Описанные изменения в альбуминово-глобулиновой и гордеиновой фракциях наблюдались при однолетних обработках, тогда как при многолетних обработках таких изменений не выявлено, что можно объяснить снижением чувствительности растений к препаратам.

Изучение последующих поколений, полученных от обработанных растений, не выявило сохранения отклонений компонентного состава белков эндосперма, что свидетельствует о кодификационном характере изменений, наблюдаемых в год обработки.

Проявление действия фоторегуляторов на белки эндосперма семян зависело от генотипа сорта В целом по всем вариантам опыта, у сорта Зазерский-85 обнаружено 0,1410,099%, у сорта йэсовский-9 0,85+0,118% изменений. Таким образом сорт Носовский-9 проявил большую чувствительность по биохимическим признакам, чем Зазерский-85, что подтверждается статистически при уровне значимости IX (Гфект-8,71 > Рэйв,63).

Рис. 3. Электрофорегроммы ольбуминово—глобулиноеои фракции эндосперма семян растения обработанных фиторегуляторами.

12 3 4 5

контроль ксртр- контроль слиоо—, эпибрас-лин Г * кароон I синолид I

Зазерскип-85 Носовскии-9

* I- однолетняя обработка.

Рис. 4. Электрофореграмми гордеиновоя фракции семян растения обработанных фиторегуляторами.

+ 1 2 3 4 5 6

контроль контроль картр- эпибрас- спшо- карто-лин Г » синолид I кароон 01 тн 01

Зозорския-85 Носовский-9

* I, 01- однолетняя оброботка.

2.2. Изучение иаоферментоа проростков семян растений, обработанных

фиторегуляторами. В эксперименте изучались изоферменты кислой фосфатазы (Acph), глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Gpd), эстераэы (Est) и малатдегидро-геназы (ШЬ). Установлено, что сорта Заэерский-85 и НЬсовский-9 отличается по электрофоретнческш спектрам эстераэы и кислой фосфата-зы, тогда как по другим изученным иаофермеатам сортовых различий не выявлено.

Таблица 3.

Влияние фиторегуляторов на нэофериентные системы пчненя. (% изменений).

Зазер-ский-85 Шсов-ский-9

i

Картолин 0,69+0,218 tK-C-2, 41а 0,2810,138 tK-C-1,99*

средние по препаратам

Спирокарбон Эпибрассинолид

0,12+0,091 tK-3-3,02^ 0,83+0,239 ЬК-Э-1,91

0,0+0,069 tC-3-1,06 0,63+0,120 tC-3-0,74

t$aicr.

средние по вариантам обработок 001 011 III

0,42+0,120 .0,70+0,155 0,14+070

tOOI-OII-1,63 tOII-111-3,29*** tOOI-III-2,02*

t$arcr

средние по сорта» Зазерский-85 1Ьсовскнй-9

0,27+0,079 0,66+0,115

2,10* средние по ферментам Gpdh Mdh Est Acph

0,0+0,046 1,11+0,226 0,56+0,160 0,0+0,046 tMcih-Est-l,99*

* сулэствешше различия при а-Б%, 1бЫ1,96; ** существенные различия при а-1%, *** существенные различия при а-0,12,

tst-3,29.

В контрольных вариантах изменений спектров изофериэнтов не было. В опытных вариантах в моферментннх системах Брс! и ЛсрЬ обоих

Рис. 5. Электросрореграмми малатдегидрогенази проростков семян обработанных ^иторегуляторами растения.

май 1

с=

м<]ь г

контроль ка^- 4 ка|зт||>- контроль ст^о-

6

спиро-к#ом

7

эпн-орас-нолщ 001

5ПИ-

брас- орос-синолиа сйнолид

ОН

Заэерския-85 * 001-однолотняя, 01 ¡-двухлетняя, III-

Носовския-9 трехлетняя обработка.

5

8

1

3

4

Рис. 6. Элехтрофореграммы эстеразы проростков семян обработанных <риторег/лягорами растения.

1 2 3 4 5 6 7

+ коктроль кччп коктроль карто/,ки йрййгйе-

сйнолид

Зсвврския-в5 Носовский-9

♦ 001-одно/ютняя, 011- двухлетняя обработка.

- 1Б -

сортов и по всем препаратам изменений не обнаружено, что дает основание для предположения о нечувствительности ЯШ та нэофэрментов к изучению.« фазорегуляторам (таблица 3).

Установлено, что изо?х>рментиыэ системы lt)h и Est отзывчивы на воздействие препаратов. Б спектрах Mclh выявлены изменения следующего характера (рис. 5): усиление интенсивности компонента в зоне Mdh 1, появление нового компонента в зоне f.№ 2.

В eilerapax Est выявлены следующие изменения (рис. б).•ослабление интенсивности компонента в зоне Est, 2, усиление интенсивности шкпего компонента зоны Est -1, снижение интенсивности нижнего компонента 0 зоне Est 5 и усиление интенсивности верхнего компонента зоны Est 5.

Большее количество згфогистрироватшх ttsveirermit в спектрах MJh ■по сравнению с Est позволяет говорить, что Hdh более чувствительна к препаратам, чем Est (таблица 3).

Ерог.э того, результаты эксперимента, свидетельствуют о сортовой чувствительности изоферхентных систем. Так как у сорта Иосовекий-9 отмочено боль се изменений по пзофорюнтам чем у сорта Зазерский-85.

Покапано, что иартолзга вгаисм бодыме, число биохимических пз-мененнй на сорте Зазерский-бб, чем cmrpoitapSon я эпибрассинолид (таблица 3). СпнрогарОон проявил цаибольшй эффект на сорте ПэсовскиЛ-9. Эпибрассинолид не повлиял на изоферменты Заоерского-85 и вызвал 0,63i0,120% изменений в спектрах иаофэрнептов Восовского-9.

Получешшэ данные по многолетним обработкам линейного ¡материала свидетельствуют о"привыкании"растений к препаратам, что подтверждается сувэстрешшм снипением количества изменений при увеличе-шш кратности обработок по годам.

ВЫВОДЫ.

1. Величина и направленность воздействия фиторегуляторов на морфофнзлологичеснио н биохимические показатели зависят от химической природы препарата, генотипа сорта па котором применяется препарат, кратности обработок по голам.

2. Препарат картолин обладает наибольшей активностью по влиянию на морфофизиологические и биохимические признаки- растения по сравнению с эпиорассинолидом и спироварбоном.

3. Бри многолетнем применении фиторегуляторов установлено, что обработка растений два года подряд вызывает увеличение доли изменений цорфофиайэлогических и биохимических признаков по сравнению с однолетней обработкой, при дальнейшем применении препаратов про-

- 16 -

исходит снижение эффекта воздействия.

4. При изучении последействия обработок регуляторами роста в поколениях для всех сортов и препаратов установлена следующая вако-номерность: повышение доли измененных трфофиэиологических признаков в иерьом поколении и снижение fee во втором.

5. Препараты картолин и зшбрасеинолид обладают' сортоспецифич-ностью действия на морфофиаиологичеокие признаки растений. У спиро-карбона это свойство не установлено.

6. Показано, что гТиторегулягоры вызывают увеличение или ослабление отдельных компонентов и появление новых компонентов в элект-рофоретических спектрах белков эндосперма и иэоферментов. Наиболее чувствительной к действию фиторегулягоров была система иэоферментов малатдегидрогенаан.

7. Установлена специфичность биохимических реакций на обработку регуляторами роста в зависимости от генотипа cor va: сорт За-эерский-85 более чувствителен к действию картолина; Носовский-9- к спирокирбону и энибрасеинолиду.

8. Изменение компонентного состава белков эндосперма семян наблюдалось только в год обработки и не обнаружено в последующих поколениях, что свидетельствует о кодификационном характере изменений.

9. Картолин и эпибрасинолид (БО мг/га), и слирокарбон (60 г/га) при многолетних обработках не оказывают отрицательного влияния на продуктивность растений ярового ячменя и не снижают полевую всхожесть семян обработанных растений.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1. Шеьелуха В. С. , Хрусталева Л И., Блиновский И. К., Головнина Е Ы. , Балахнина Е К , Злобин А. И. Оценка генетического риска применения регуляторов роста / Сборник "Регуляторы роста в растениеводстве" LL , 1989, С. 37-134.

2. Шевелуха Е С., Блиновский И. К. , Хрусталева JL И., Головнина Ю. tí . Андреева Р. Е , Злобин А. И., Балахнина Н. В. "Методические рекомендации по комплексной оценке генетического риска применения фи-торегуляторов в растениеводстве". It. ИЗХА, 1992, 28 с.

3. Андреева Г. а , Злобин А. И. , Хрусталева Л. И., Головнина & 1L Действие картолина на компонентный состав белков семян. / Тезисы докладов Всесоюеного координационного совещания "Генетические последствия вагряанения окружающей среды". Москва-Самарканд, 1990, С. 37.

4. L. I. К h r u s t a 1 e v a, J. M. G о 1 о vni 11 a, G. N. A n d r e e v a, A. I. Zlobin. Adaptation of Hordeum vulgare (var. Nosovski-9) to grouth regulators in three year trial. / Proceedings of the 5-th International Yuoth Symposium «Plant Metabolism Regulation». Varna, Bulgaria, 1990. P. 180— 183.

5. Хру ста л e в а Л. И., Г о л о в н и н а Ю. М., Андреева Г. Н„ Злобин А. И., Погорилая Е. В. Генетические последствия применения химических средств в сельском хозяйстве./Тезисы докладов н-п конференции «Природоохранные аспекты землепользования и с/х производства в свободных экономических зонах». Л., 1991, с. 47.

6. Андреева Г. Н., Злобин А. И., Хру ста лева Л. И., Головни н а Ю. М. Влияние эпибрассинолида на белки эндосперма ячменя. / Тезисы докладов 2-го совещания по брассиностероидам. Минск, 1992, с. 23—24.

7. L. I. К h г u s t а I e v a, G. N. A n d г e e v a, J. M. G о 1 о v n i n а, А. I. Zlobin. The problem of preservation of germoplasm in the conditions of antropogenic pollition. V. Abstr. 4: Exchange and convertation of Plant Genetic Resources between America and Europe. Entobotanica-92. Cordoba, 1992. P. 42.

Заказ 1055.

Тираж 100

Объем 1 п. л.

Типография Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 44