Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Разность потенциалов репродуктивных органов пшеницы и кукурузы и их физиологическая активность

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Разность потенциалов репродуктивных органов пшеницы и кукурузы и их физиологическая активность"

Г» и \ I &

РОССИЙСКАЯ АКЛДШИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АГРОФИЗИЧЕСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

РУБЦОВА Майя Сергеевна

УДК 581.11.12.13:133:142 + 356:377.122:577.15 + 631.811

РАЗНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛОВ РЕПРОДУКТИВНЫХ ОРГАНОВ ПШЕНИЦЫ И КУКУРУЗЫ И ИХ ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ

06.01.03 — агропочвоведение и агрофизика

Диссертация

на соискание ученой степени доктора биологических наук в форме научного доклада

Санкт-Петербург — 1993

Работа выполнена в Нижегородском сельскохозяйственном институте.

Официальные оппоненты:

Доктор биологических наук Г. А. Волков

Доктор биологических наук С. С. Медведев

Доктор биологических наук, профессор Л. А. Паничкин

Ведущее предприятие — Белорусский государственный университет.

Защита состоится «<?:.&..■» .........1993 г. в

..............................часов на заседании Специализировашюго совета

Д 020.21.01 в Агрофизическом научно-исследовательском институте по адресу: 195220, Санкт-Петербург, Гражданский проспект, 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Научный доклад разослан .......1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета,

доктор биологических наук М. В. Архипов

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

1*1'_Акт1альлооть проблемы». Генерация биоэлектрических потенциалов - одно из фундаментальных свойств животных и растительных клеток. В настоящее время установлено, что эта генерация связана о активными и пассивными механизмами, функционирующими на мембранных структурах» Использование современных методов исследования, таких как шкроэлектродная техника, пэтч-клямп метод и др. позволило установить многие существенный особенности генерации мембранных потенциалов и, в частности, у высших растений. Показано, что мембранные потенциалы не только отражают функциональное состояние клетки, но принимают участие в протеканий целого ряда клеточных процессов, таких как транспорт ионов через кпналн, вторичный активный транспорт, осморегуЛяция и др. . (Юрин, 1991; Опрйтов, Пятыгин, Рэтиэин,I99I; Конев, 1967 и др.).

В тканях растений мембранные потенциалы отдельных клеток претерпевают суммацчю, что приводит к формированию интегральной электрической Полярности, показателем которой является регистрируемая поверхностно разность потенциалов /РЛ/. Ва;п!0 отмстить, что РП тканей й органов растений могут Сыть опосредованы некотором процессами, которые имеют место только на tконе¿ом или органном уровнях - яодн о—ионными потоками-, дальним транспортом мтоОслитоя. Это позволяет считать, что ноэврхностно регистрируемые Fil это явление болея саотного Поряпкя, чей мямйренНЬ'в потзпшалм отдельных клеток.

Таким образ ом, изучение P1I ертюн и пгочяй ячягтоя cv-jci хол-тельноП и' вяленой аядечей пгрснопчу-скоЛ ♦ Виаетв о тем,

такие исслеровзиик аатпы для утверждения и развитая системного подхода. Поверхностно регазгрируеи« ГП ~.г>то »щтеп^дънуП ксгл-сгзль, который позволяет по электрическому критерия .тд^язв'тио сцадкачт* состояние целого органа или ткача. Подтг^ргденисч отого юлг/гсел педкй ряд, д&гаюс лит-егтурн, покаг,кепог.<кх ясръгуп г.еррелга-!«? поверхностно : регистрируемых' РП' с *?:зчожг:нч'-?яи,й

ми (Lund,I94?; Полевой, 1989; Падичкин,1990).

Boa сказанное подтверждает важность и целесообразность исследования РГ1 растительных тканей. Однако а последние годы увлечение анализом мембранных' потенциалов привело к ослаблению интереса к данной проблеме. Особенно слабо исследованными ока- , зались электрические полярности репродуктивных органов растений. В то жа время именно в этих органах в ходе вегетации происходят кардинальные изменения в характере протекания основных физиологических процессов.

В работе развито новое направление, связанное с анализом электрических полярностей репродуктивных органов растений, установлением их связи с основными физиологическими процессами и использованием па этой основе регистрации разности потенциалов для прогнозирования ряда хозяйственно-полезных признаков растений.

il з.аДаЛИ_Ч£сЛеД01аД1Ш" Цель настоящей работы -изучить разность потенциалов репродуктивных органов, семян, проростков пшеницы и кукурузы и выявить их связи с основными физиологическими характеристиками объекта, что должно способствовать развитию частной электрофизиологии пшеницы и кукурузы;найти пути для разработки на этой основе приемов диагностики хозяйственно-полезных качеств. В связи с этим били поставлены следующие конкретные задачи:

- детально изучить разность потенциалов /И/ репродуктивных органов, семян и проростков пшеницы и кукурузы;

- проанализировать связь разности потенциалов исследуемых органов злаков с физиологическими процессами - транспортом аминокислот, дыханием, АТФазной активностью и др.;

- изучить действие на РП репродуктивных органов внешних факторов « Солей, органических' кислот, аминокислот;

- выявить возможность практического использования метода регистрации Р1Т репродуктивных органов, семян пшеницы и кукурузы для диагностики хозяйственно-полезных качеств - содержание лизина, белка, а таете жизнеспособности, темпов роста, продуктивности;

- разработать портативный переносный прибор для регистрации биоэлектрических потенциалов растений в полевых условиях.

Впервые проведены комплексные исследования разности электрических потенциалов и ряда физиологических процессов репродуктивных органов, семян пшеницы и кукурузы.

Главные научные достижения заключаются з следующем:

- впервые показана связь разности потенциалов репродуктивных органов пшеницы'И кукурузы с физиологическими процессами, оказывающими существенное влияние на величину и качество урожая, транспортом аминокислот, хлористых и азотсодержащих солей, АТФаэ-■цой активностью, дыханием, продуктивностью, накоплением белка

в зерне ( 35, 37, 46, 52, 57, 65, 66, 67,' 68. 70). Покатана зависимость РП репродуктивных органов от сорта и глутации (34, 49, 65, 58, 60);

- установлено, что электрические свойства и некоторые физиологические процессы кукурузы связаны с гетерозисом (1-10 , 20 , 78);'

- установлено, что Щ репродуктивных органов связана с формированием РП семян. Описана топография РП семян а зависимости , от положения в репродуктивных органах (14, 15, 20, 71);

- установлена зависимость кевду ростовыми и физиологическими характеристика«! растений пшеницы и кукурузы и ГП исходных семян (20, 31, 36, 47, 69, 71);

- приводятся биохимические и физиологические характеристики неоднородных по РП семян пшеницы и кукурузм (20, 31, 36, 47, 69, 71);

If

- прослежена динамика Изменения РП семян кукурузы, пшеницы, рии при набухании и прорастании. Установлена связь РП семян кукурузы с жизнеспособностью"и физиологическими процессами яри набухании и прорастании (20, 23, 24, 38, 41, 43, 59, 62);

- показано существенное влияние на РП семян пшеницы и кукурузы различных факторов внешней среды - воды, растворов солей, аминокислот, аскорбиновой кислоты, маннита, РНКазы, ДИКаэы, почвенного раствора {20, 25, 55, 58);

- выявлена зависимость РП початка, семян кукурузы от мутации и содержания белка у: а) мутантной кукурузы с геном опейк-2 (высоколизиновая) (26, 27, 28, 34, 39, 49, 55, 60, 63) и роговидных аналогов (низколизинован); высокобелковой кукурузы

(Higii Protein JLL ) и низкобелковой ( Lo-vi Protein. JLL ) (23,57,56);

- установлена тесная связь РП сам®? кукурузы с передвиже -нием аминокислот из эндосперма в зародыщ по градиенту этой РП (Ь9, 60);

- показано, что РП. свойственна также и неживым органам растений (38, 41, -65) и в этом случае она имеет пассивное, обусловленное структурными особенностями объекта, происхождение.

Полученные результаты дали возможность составить электрофизиологические характеристики репродуктивных органов пшеницы и кукурузы, связать.РП этих Органов с физиологическим состоянием, оценить возможную роль РП и наметить конкретные пути для разработки электрофизиологических приемов диагностики хозяйственно-полезных качеств этих культур. . * ,

„Практическая вначшдсть^аботы. I. Разработаны: а) две модели полевого измерителя разности Злоиотэнодалов .растений (ИРы). Первая модели 1аат.сввд.№ IIod)93, 1985) отмечена дипломами Всесоюзной выставки ."Виолрибор-Щ" и Всероссийской выстав-

КИ "Вклад вуяов з выполнение Продовольственной програтгм" серебряной медалью выставки ВДОС СССР "Технические ср«псгвп обучения» прибор» и оборудование для внепей и стошй икота", НПО "Агроприйор" я 1990 голу выпустил сери» "Изт.-ерителя". Прибор .второй модели (опт. с вид. » 1670039, 1990) характеризуется сло<5оП заэиошоигъю от сопротивления ебьоктв и ш.-оет повшенну» точность измерений. Осуществлено внедрения.згой модели. "Измеритель" нашей скотемн используется на опнпшх станциях,в научно-исследсва-тельских институтах, а еельсксхОз ?,1отвенньгх к университе-

тах в научной работе и н« учебньк практических я?яятнях по "^экологии растений.

б) способ внутрнсортоного отбора на лизни н качество балка пемте

по

пшеницы величинам П1 шхпу зародышем и эадоепчрмрм (13,9.2, £1, 36, 40).

в) способ оценки ;хмзнеспссобноптч семян кувурурм бе? »скрипвинл на основа измерения РП. Применен!« способа вэзяог.но при гистохимических анализах, связанных с изучением жизнеспособности реги-нх и ценных семян (ЗУ, 65).

2. Предложены оригинальные Методики изучения:

а) РП колоса и початка бея повретеения тканей (20, 57);

б) биоэлектрической реакции се^пн на воду и раствори солеи с помощью специальной камеры и записывающего устройств:* (41),

•3. Показана перспектива использования регистрации Ш семян межлккейных гибридов и саиоопыленньк линий кукурузы для прогноза гетерозиса гибридов (10, 22, 20, 51),

1_.5._Апр£бат51Я_работы. Результаты исследований долоденм на: совещании по морфогенезу растений, лоспгтценют.гу 100-лот:.';о со дня выхода и свет труда Чарльза Дарвина "Происхождение видов' ' (Москва, 1959); на совещании по росту I! развитии растетп! (Знлы&е, 1963); на йездунарсдноГ; научной конференции молодик учени* н

в

специалистов сельского хозяйства (Горький. 1S66); на научной конференции профеесорс^-нренодавательского состава и аспирантов (Горький, 1967); на объединенной сессии ВАСШЛ, отдаления общей биологи« и отделении и^охиши, биофизики, химии физиологически активных соединений АН СССР, посвященной проблемам гетерозиса (Москва, I.9Ó6); на I Всесоаэноп коллоквиуме по электрическим свойствам растительных тканей (Кишинев, 1369); на соэещении, проводимой Отделением растениеводства и селекции ВАСлНИЛ, Главным управлением сельскохозяйственной науки ЬЬшсельхоза "Повышение оффективностц селекционно-семеноводческой работы" (Днепропетровск, 1969); на II Всесоюзном семинаре "Физиолого-биохимические процессы, определяющие величину и качество урожая у пшеницы и других колосовых злаков" (Казань, 1972); на Всесоюзном симпозиуме "Проблемы индивидуального развития сельскохозяйственных растений" (Одесса,1972); на совещании по физиологическим и биохимическим основам гетерозиса сельскохозяйственных растений (Харьков, 1973); на совещании /Шизиолого-генетические основы повышения продуктивности зерновых культур" (Одесса, 1973); на I Всесоюзном симпозиума по молекулярной и прикладной биофизике растений (Краснодар), 1974); на 1У Всесоюзном совещании "Биологические основы семеноводства и семеноведения интродуцентса" (Новосибирск, 1974); на симпозиуме "Физико-химические основы действия физических факторов на нивой организм" (.Москва, 1974); на заседаниях Горьковс-кого отделения Всесоюзного Биохимического общества АН СССР (Горький, 1974,1977,1961,1965); на Ш Всесоюзном биохимическом съезде (Рига,1974); на конференции¿ посвященной 70-легил Украинской Ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии (toes, 1975); на Всесоюзной научно-методическом совещании по вопросам повышения качества зерна (Горький, 1975); на Ш съезда Всесоюзного общества генетиков и.селекционеров им.Н.И.Валило-

ва {Ленинград, 1977); на П Всесоюзном симпозиуме по молекулярной и прикладной биофизике сельскохозяйственных растений (Кишинев,, 1977); на заседании Всесоюзного симпозиума по азотное и белковому обмену растений (Тбилиси,1978); на П Всесоюзной конференции "Биохимические и биофизические механизмы транспорта веществ у растений и его регуляция" (Горький, I97P); на совещании ВАСХНИЛ по гетерозису (Минск,1979); на зональной научной конференции ' "Систедао-якологическнй Подход и современным проблемам сельского хозяйства" (Горький, I9G0); на Всесоюзной конференции "Виопри-бор-81" (Кишинев, I98T); на региональном совещании Украины и Молдавии (Кишинев, 1981); на Г Всесоюзном "Люнл.«чеснок съезде (Москва,1982); на научной конференции ТСХА (Москва,1982); на семинаре по физиологии растений в Институте экспериментальной ■ботаники АН БССР (Минск, 1982); на международном симпозиуме "МогаЬгапв transport in Hants " (Прага, 1983); на 3-ей Всесоюзной конференции "Транспорт ассимилятов и отло-кеяие веществ в запас" .(Фрунзе, 1983); на I Респуо'ликанской конференции по биофизике (Кишинев, 1984); на совещании "Экспресс-диагностика растений" (Ялта,1990).

Положения, выносимые на защиту. I. Разность потенциалов репродуктивных органов пшеницы и кукурузы является интегральным показателем, отражающим энергетику и функциональное состояние растений, 2. В ходе развития репродуктивных органов пшеницы и кукурузы'имеют место закономерные изменения РП. 3. Обнаружена связь HI репродуктивных органов и семян с жизнзспособсностьп, характером ростовых процессов, уровнем лизина е белке зерна, продуктивнаь<о растении. 4. Показана реальная возможность использования Pxi репродуктивных органов пшеницы и кукурузы дли разработки экспресс-методов диагностики хозяйственно-полезных качеств: содержания лизина в зерне ггаеници и кукурузы, жизне-

в,

способности, гибридной мощности. 5. Ш репродуктивных органов пшеницы и кукурузы может принимать участие в регуляции фиэиолого-биохишчеоних процессов в клетке и способна к их синхронизации.

Цез^'дьтатов £ссло^в!Ш11$и. материалам диссертации опубликовано 84 работы. Сделано три изобретения.

С(®ГШ РАБОТЫ 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДУ ИССЛЕДОВАНИЯ

Слц'/ныш растениями служила пшеница, полученная 0 вегетационных опытах и на полях кафедры' растениеводства НСХИ в учхозе "Новинки", и также гибриды и самоопыленные лиши кукурузы, выращенные для наших исследований отделом кукурузы Кубанской оп.ст.ВНР. Семена кукурузы любезно предо ставлены академиком РАШ Г.С.Галее-вым.

Опыты проводили с 1964 по 1993 гг. Регистрацию РП репродуктивных органов пшеницы и кукурузы.осуществляли с помощью стандартной методики, широко применяемой в элактрофизиологических исследованиях. Для контакта с объектом били взяты два электрода ЭВЛ-1МЗ с аодиши насадками, имеющими кисточки. Для регистрации РП использовали високоомные усилители постоянного тока У1-6 и У5-9, а таюле разработанный нами измеритель разности потенциалов растений, который позволил проводить измерение 6 полевых условиях,

. При регистрации РП колоса 1Рис,1) и початка электрод сравнения устанавливали на основании стержня, а измерительный электрод передвигали снизу вверх и прикладывали в разных точках к колосковым чешуям или оберткам, а также, к формирующемуся зерну. Измерения проводили в Ю-1'о кратной повторности, Р11 семян пшеницы и кукурузы зароддаем и эндоспермом, а также полярными концам! зародыша: областью корешка Я почечки (Рис.2). .

Iip.ii изучении действия на РП репродуктивных органов раство-

ров солей Ш4(Л, К'Я, %С12,'-:чСГ?, ЯН4ИО.,, 1%(Н03)2, Ca(H03)g

использовали концентра!?»! 6 • ЯГ6М, а аминокислот (1-алэнин, . Д1-аспартат, I-лизин) о концентрации 0,5?$. Изолированные колосья и початки ставили на растворы солей и аминокислот на 22-24 часа. При опрыскивании растений в поле использовали янтарную кислоту в концентрации 20 it/л и MgCIr, 0,003 М.

Содерканне оЗцего и белкового азота, фосфора, калия, магния, кальция, интенсивность дыхания, тощую АТ&инуо активность определяли общеприняты;,;! методами, дгтя определения АТЗа'зноя октирнооти использовали оуфер pH 5,5, который дал оптимальные значения для колосковых, цветковых чешуй колоса ппмшцы и зерна, по сравнению с pH 7 и 8. Применяли ингибиторы АТФ?з: строфантин К П • 10~®ii и ДЦВД 1 • 10~%. Транспорт аминокислот исследовали методом радиоактивных индикаторов с использованием ^С. Радиоактивность ^С -анинокислот определяли т установке "Волна" со счетчиком MCT-I7,

3. РАЗ?ОСТЬ ПОТШЦИАЛСЗ РЕПРОДУКТИВНЫХ' ОРГАНОВ ■

ПШТОИЦИ II КУКУРУЗЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ФАЗ РАЗВИТИЯ.

СВЯЗЬ РП С ШТВДШЭДОЙ НЕОДНОРОДНОСТЬЮ ЗЕРНА

Проведенные ряцом авторов работы по биопотенциалам на вегетативных органах растений показали их тесную связь как с пассивным транспортом ионов через клеточные мембраны, так и метаболическим! процессами (Lundeßoordt , 1939, bund , 1947, Синюхин, Вы-скребенцева, 1947, Kaniyn , ЛЬэ , Г950, Scott, Aulay, 1955, Лялин, 1939, Полевой, 1972, Гун ар, Паничкйн, 1974, Пттчкин,199Э, Спритсэ, Пятыггн, 19У0 и др.), и явились основой при рассмотрении полученных нами результатов по'физиологической природе разности потенциалов репродуктивных органов злаков. Особенность физиологических процессов репродуктивных органов заключается в гон, что в эгоы'я сматне сроки внсокоинтенсивнчП транспорт веаестэ обвепе-чнз'ст -"¡юр'^.'Г'ЛГиеогл а врио необхо'/ш-гги соэдинения'.-:;:. 3 ссотзегот-

вии с литературными данники (hypcsHoa, 1972) транспорт аминокислот, углеводов и других веществ из растения в колос пшеницы осуществ-

I

ляется из верхней части стебля, которая их аккумулирует, выполняя функцию "депо". Попав в колос, вещества концентрируются в колосковых чашуях (Павлов, ШШ и оттуда направляются в зерновки, где, в результате синтетических процессов, происходит их отложение в запас. Однако, механизмы транспорта веществ в зерно до конца не ясны. Тем более не ясна их связь с электрическими явлениями.

Мы предполагаем, что РП, возникающая в репродуктивных органах злаков, не только отражает их физиологическое состояние, но играет также активную роль в протекании физиологических процессов. По нашему мнению, Pli репродуктивных органов злаков тесно связана с такими факторами, как I) химический состав структурных элементов колоса и початка, 2) транспорт веществ, 3) энергетика, 4) ге-нетичесм обусловленные структуры, сложившиеся а ходе эволюции растений.

Приведенные на рис.З данные,'полученные на нативных растениях яровой пшеницц Горьковская 20, свидетельствуют о том, что в течение развития колоса и созревания зерна верхние колоски отличались более положительной РП, по сравнению с нижним;: ;; особенно средними; креме фазы колошения, У верхних и шшщ колосков более значительно изменялась И1 в 'зависимости от фаз развития, чем у средних. РП средних колосков отличалась наибольшей стабильностью при прохождении фаз развития и изменялась, в среднем, у данной- пшеницы и в данный год в пределах от -Ь до -1Ь мЗ, т.е. не, значительно и в области отрицательных значений. Средняя Pli верхних колосков достигала 32 мй, а у некоторых из ник 120 мЗ, На рис.З видан характер кривой РП колоса во время созревай я зерна. РП кс-лога а фазу ислочноИ спелости и мслочно-восковой спелости неравномерно пленялась от отрицательных значений, к'положительна;:,-имея

Il

характерные понижения а сорел.ине за счет своеобразного смещения н область отрицательных значений И1 средних колосков и только в фазу восковой спелости зерня наблюдали возрастание градиентов РП колоса. РП голоса пирницн Горьконская 20 была наибольшей в фазу ноло чно-воскозой и в чековой спелости зерна. При созревании зерна PII колоса падала до нуля. Аналогично изменялась FII колоса о ходе репродукции и у других нщрниц. Мгосно полагать, что РП колоса -до ч9-чаля созревания зерна бмяа т<»смо связана о минеральным составом колоскоо колоса. В пользу этого я^вдполшвиил свидетельствуют данные, приведенные на рис. 3,4, иллюстрирующие идентичность характера кривых, поиазывпгацих РП колоса и соотношение К/Оа л Mj/Сэ в колосках верхней, средней и нижней частях голоса в '?апн колошения и цветения. Do-v/o>:ho, что соотношение указанных плекситов в колосках в ранние фазч развития колоса являлось одной из причин, определяющих его РП. Пятная с йяза колочной спелости зерна, F11 колоса ук9 корролироэоло с минеральным составом зерня. На рис.5 приводятся согласующиеся с литературнкш (Овчаров, Кпэиловя, 1966) данные химического рналияа зрелого зерня, нижней, сродней, верхней чаете": колоса. Они с:»идеавльствупт в пользу паи« предложений. Зрелое зеуно из средней чют:г голося отличалось более высоки? содержанием белкового азота 5« элементов h,P,b'g+Ca з мг на 1000 зерен. Содержание Крякового, азота и олемонтов было пике ч зерне нижней части и наименычнм - в верхней. Поскольку у зерна из разных частей кзлоса не было различий по содегя*»«и» K,P,Vg+Cs на единицу сухого вещества (спи были только по белковэг.гу адо"*у), то мочено предположить, что белее стабильное состояние РП колссков средней части колеса в их нпхсг^снив а области отрицательных значений, способствовало рпгр.четанло эшюспер^а и эародгаа и учелич»-щ»ю их vscc4. 3 этих условиях зерно средней части болвэ интэдеич-

но утилизировало азот (20),

Мы предполагаем, что имеется тесная связь между РП колоса л штрикальной неоднородностью зерна, Подтверждением правомерности нашего предположения служат исследования PU колоса пшеницы Московская 35, которая имела несколько иное распределение элементов в зерне нижней части, чем у пшеницы Горьковская 20 и характеризовалась равным их содержанием в зерне из ниинзй и средней части при одинаковой РП этих участков колоса. Содержание элементов било снижено в зерне верхней части и .РЛ этой части изменялась в область положительных значений (42). Наличие сортовш особенное!ей Ш колоса в ходе репродукции подтверждены в нашей лаборатории Т.Н. Кузнецовой (1990) на сортах озимой пшеницы Ахтцрчанка и Заря.

Полагаем, что полученные нами данные свидетельствуют о сортовых особенностях РП колоса пшеницы и. их связи с распределением в колосе минеральных элементов,

В ходе развития РП початка кукурузы, как и РП колоса пшеницы, имела определенную динамику.. До цветения и во время цветения РП початка характеризовалась небольшим градиентом вдоль оси. Изменения наступали, начиная с фааы молочной спелости зерна. В фазы молочной и молочно-восковой спелости зерна градиент увеличивался в основном за счет негатизации верхней части початка (Рис. 15). Форма кривой РП початка была характерной для многих самоопыленных линий, сортов, гибридов, что было связано с генетическими особенностями культуры (Рис. 15). При созревании початка РП'. приближалась нулю. Для початка кукурузы были получены данные по согласованию РП с биохимической неоднородностью зерна (49,71), также, как и для колоса пшеницы.•

Следует отметить, что значения РЛ созревающего початка коррелируют с РП семян, генерируемых при их набухании. У сема; из верх-, ней части початка, РП которой была менее стабильна в ходе развития,

рп í3

rii зародыш-эдосперм семян из этой части при пабухаиии в течение 72 часов резко колебалась. Набухпюкке семена из нитней и особенно средней части початка плавно изменяли РП и были по этому показателю более однородны (14, 15). Излестно, что семена из средней и нижней частей початки отличаются лучшши ростовыми характеристиками, по сравнению с семенами из верхней чести початка.

4. ДОШИВ сш1 на РП ¡шил ШШЦУ К ¿ГО физи0л01 '114î3cjлис 0cœkhhqct11

Специальные исслеаопания били госвящчии изучению модификации величины РП колоса пшеницы солдат элементов: К,Сч,Мд и других.

Действие растворов различных солей на РП изолированного колоса пшеницы Московская Зй четко обнаруживгллссн>в:пернодформировзнип фазу

и молочно-вооковой спелости зерно, но позднее не выявлялось.

Если растворы солей окалывали действие на PII изолированного колоса пшеницы, то они изменяли его в область полети елмшх значений. Активно сгацнли РП колоса а область положительных значений соли HgCIg (Рис.6), CaCljj', №2Р04, KCI и КЯ4С1 действовали на РП гораздо слабее. Азотнокислые соли калия, аммония к, в отдельных случаях, кальция, действовали сильнее, чем хлористые.

В смести с CaCIg HH^CI или не оказывал действия или несколько уменьшал положительную РП колоса, не приводя к уровню водного контроля. По способности изменять РП колоса в область положительных значений во время созревания зерна катионы можно расположить в.таком порядке: Са2+> Мс^Ш^Ж*" (46,50,70]. Аналогичный порядок указан для взаимодействия катионов С отрицательно заряженными группам! животных мембран (з таком порядке вместо ПН| указан Па4).

Полученные данные свидетельствуют о значительном влиянии катионов на РП колоса, однако эффект был не одинаков.

Определенный интерес представляют результаты исследований РП колоса пшеницы, его морфологических показателей и содержания белка в зерне, в связи с действием солей. Регкстрируе?!ье РП

колосьев озимой пшеницы Ахтырчанка, растения которой были опрыснуты в поле растворок Мд^ , характеризуют связь биопотенциалов с процессами, формирующими урожай.

Характерной особенностью изменения РП колоса под влиянием раствора '¿дСЛо, было смецпша этой РП в область отрицательных значений, па сравнению сводным контролен, что соответствовала увеличению количества белка б зерне, числа зерен в колосе при некотором снижении массы 1000 зерен, Масса зерна в колосе была на. уровне контроля. Можно ответить также увеличение массы соломины. Результаты представлены на рисунках и таблицах (Рис.7, табл.1).

РП колоса растений, поставленного на раствор М^С^, не была идентична с растениями, опрыснутыми в поло. Раствор МдС^, поступивший в колос по ксилемноод руслу вызвал позитивацию РП колоса, а при наружной обработке колоса -- негативацшо.

Таблица I

Морфологические и физиологические показатели . колоса озимой пшеницы Ахтырчанка, обработанной в поле раствором МдС^ в период формирования зерна ,С 1/2 длины зерновки),

Варианты : Масса :Кояичестаа! : 1000 зе-:зерен в ■'. : : рен, г :колосе, шт: '«аоии зер— : на в коло-1 са, г ; Масса со- : $ лошшы, г ; Белок, % » :

Вода 48,7 + 0,7 Зи,6н>,9 1,5 ± 0,1 0,34 ¿0,01 9,27+0,35

МдС12 46,4 + 0,9 34>3^1,4 1,6+ ОД 0,43 ^ 0,01 10,12 ± 0,08

* , Р^' 1,9 , 6 2,2 , 3 1,3 , 19 . 4,1 , 10 2,3 ,6

На наш ваглад, ати различия, во многом, связаны с эндогенным и экзогенным распределением реагента относительно частей Колоса от которых отводилась РП, и по своей "природе опосредованы влиянием Мдр^ на активные и пассивные механизмы.электрогенезв," Важным результатом кашах исследований с использованием этой соли было

fS

установление изменений РП, которое коррелировало с изменением физиологических процессов, связанных с накоплением белка в колосе. Данное обстоятельство позволяет сделать внвоя о вккной роли РП для определенной направленности этих физиологических процессов.

5. злишйв аминожслот, органмчзсвк кислот,

ИНГИЗИТСРОЗ АТЗаз НА РП КОЛССА И ©ШОЛС- .

ГЙЧЕСШ АКГИЗКОСЛЪ

В проводящей системе репродуктивных органов псгелзигаотсй смесь из нескольких аминокислот, отлнчп:-ж;ихся по заряду. Ныла составлена смесь Из двух важнейших транспортных аминокислот, отличающихся по заряду: аланина и аспартата, >ззя?ых в разных соотношениях. Алыг/н является нейтральной аминокислотой или имеет слабый положительный заряд, заряд аспартата - отрицательный. Результаты подтвердили наис предположение о том,-что действие аминокислоты на Fil колоса зависит от ое заряда. Полученные-данные свидетельствуют о вкладе аминокислот аланина и аспартата в формировании F11 колоса. Поступающая в изолированный колос пшеницы Московская 35 а фазу молочной спелости и тестообразного состояния зерна смесь изменяла Pli колоса в зависимости от преобладания той или иной аминокислоты. 3 случае преобладания аспартата величина Pil уменьшалась, но увеличивалась в случае равных концентраций аминокислот или преобладания аланина (Рис.8). Обпая АТйазная активность зерна н колосковых чегьуй под влиянием смеси с преобладанием аспэртйта не изменялась. При преобладании аланина смесь действовала по-разному: в случае зерна - повыпала, в случае колосковых чеауй - снижала АТШазную активность, пс сравнению с водим.! контролем (табл.2). Таким образок, при Передвижении аминокислоты по проводящей системе колоса происходит изменение не только РП, но и активности АТйгз, причем транспортные АТФазы, как известно, непосредственно влияют

^а метаболическую компоненту мембранного потенциала.

В более ранние фазы развития колоса з некоторые годы исследуемая нами в двух соотношениях смесь аланина и аспартата могла оказать противоположное действие на общую АТФазную активность изолированного колоса и РЛ, что, по-видимому, было связано с эндогенным соотношением этих аминокислот. Чистые 0,5% растворы аланина и аспартата чаще всего действовали в противоположном ДРУГ другу направлении на РЛ изолированного колоса пшеницы. Опрыскивание вланином нативных растений а поле период формирования зерна маглфривеети к негативации РП. Подобная негатива-'ция РП колоса была получена наш при опрыскивании в этот период растений пшеницы в поле МуС^, что отмечали аьые.

Таблица 2

Изменение общей АТФазной' активности колоса пшеницы Московская 35, находящегося 24 часа на двух смесях аланина (ала) и аспартата (асп).

ость мкг Рн^час .ыг белка ■ ¿ласковые и~цветковые~ ЧЙШУИ

Фаза Вариант :

развития : опыта ',

Конец вода

молочной ала 0,05

спелости . асп 0,5%

ала 0,5$

асп 0,2£

Зерно 229 + 20

245 $ 17

195 ± 13 214 + 15

165 + II

С целью идентификации природы АТФаз колоса использовали строфантин К и дай. Ингибитор Иа+, К+Ша3ы строфантин К позволил ' выявить некоторые своеобразные особенности РП колоса при трансторте аспартата и аланина и их действия на АТФазную активность колоса. Строфантин К, добавленный в инкубационную среду, не инги-бировал ДТ^аэнув активность зерна и колосковых чешуй, если колос выдерживали на смеси аланина ж аспартата с преобладанием аспартата,

но снижал ее при преобладании аланина. Аналогичное, но более слабое действие оказывал ингибитор протонных А'ГФаз ДЩ\Д (G7).

Таким образом, модно предполагать присутствие в клеточных мембранах как Н+-, так и Яа+, К* АТФаэы. Наличие Н+ АТФазы в составе . гоюэмалемш показано у высших растений значительным числом исследователей ( Sze , I98S3, flriskiii ,1990, Опритов и др., 1991). Ка+, К+АТФаза четко выявлена лишь у солеросов (Мишустина, Тихая, Чаплыгина, 1979). D то же время, по_некоторым данным эта система есть и у обычных растений, однако она проявляет свою активность лишь в определенных условиях (Опритов, Пятыгин, Ретивин, I99i).

С помощью строфантина К нами были получены данные, показывающие связь АТФазной активности колоса с РП. Из рис.9 следует, что поступающий в колос строфантин К, смещал РП колоса в положительную область при одновременном снижении АТФаэной активности.

Определенный интерес представляют полученные наел результаты исследования колоса пшеницы на разных фонах азотного питания (К, Язф, R60, N^q). ®ти Данный свидетельствуют в пользу регулирующего действия на РП колоса транспорта аминокислот. Исследования РП колоса пшеницы Московская, 35' и содержания в нем аланина и ас-партата в разные фазы развития под влиянием азотных удобрений показали, что аслартат в большем количестве, чем аланин находился в стержнях и колосковых чешуях в вариантах Я^ и Ндо. по сравне- ' нию с Noq и контролем, где их соотносите было обратным. В табл.3 приведены данные содержания аланина и аспартата в стержнях колоса этой пшеницы. Следует отметить, что аналогично аспартату в зависимости от доз азотных удобрений изменялся глутемат. 3 вариантах Kgg и Rj20 наблюдали смещение Р11 колоса в область отрицательных значений (Рис.Ю). Эту негативацию мы, в значительной степени, связываем с соотношением еспартата и аланина в колосе.

Таблица о

Ио1..еа-зние содержания свободных асяартата и ьланина в стернях колоса пшеницы Московская За в ходе репродукции а зависимости от доз ьзотных удобрений (т</з). Полевой опыт.

пет

."»спиргат '.ид- ТЛздл ~

;бсдаро-:тестосбраэ ', сытя ' :ного сос-¡зчрна :тояг1ия

фаза; иоско зой ; спал,: зерна I

Алании 'период 7 шаз& : форкиро: тесто-зания : образко-зерьа. : го сос-: таяния : зориа

фаза восковой спелости зерна

контроля г, >--ргпкт

ои ои ¿V

4Ь,С 24 ,0

%0Р50%! 123111 К120Р60"30

61,1 60,0 53,3 46,0 16,0

21,0 74,0 9а,0 1В,5 1Ь,5

00,0 119,0 52,0 57,0 35,0

71,0 174, и 106,0 66,0 52,0

Б вариантах опито К^д и Й^ с шоницей Московская 35 наблюдали поьышение урожая и содержания белка в зерне, по сравнению с Хдо и контролем. Урожай в контроле, N33, Кзд, К^ сос_

тааил, соответственно, 25,8; 32,7; 36,6; 35,0 ц/га. В варинте Н60, белок в зерне поднялся до 13,3/5 и 14% по сравнению с и контролем 11,2-11,7$. Действие азота в варианте Кзд сказалось только на урожае. Наблюдали соответствие между соотношением альнина и аслартата в колосе и величиной РП колоса в ходе развития (76).

Установлено, что под влиянием азотных удобрений Я^д, Н^ РП колоса пшеницы дольше находилась в области отрицательных значений и позднее позитишрсвалась, по сравнению с вариантами К^о и контроле;*.. Мы предполагаем, что смещение РП колоса в область отрицательных значений свидетельствует о более высоких энергетических аозкокксстях колоса, улучшении гомеостаза растений, что . приводит к ¡{сршрованиа более продуктивных растений с более высоким со^ерхйниен белка.

В нашей лаборатории К.Д.Дятловой небольшом количество вариантов самоопыленных линий кукурузы Кубанской оп.ст. ВГР было . показано, что в фазу молочно-воскозоИ спелости зерна РП початка устойчиво корреллирует ( г= - 0,77) с абсолютным содеркан-гал общего и белкового азота в зрелом зерне, причем нщк:т огрицатель-ныеные значения РП, как правило, свидетельствовали о более высоком уровне его содержания (Дятлова, Рубцова, Таова ,1992). Аналогичная корреляция была получена, неги и для колоса гглсницк.

Воздействие на разгшшя з поле хаьзгеоскип: всдсстваг'н, вызывающими изменение РП' колоса в отрицательную область, не всегда приводило к однозначным результатам з отноиении продуктивности и белка. Результат:-,; серии опытов, про веденных с паоницяА Московская 35, при обработке а поле водой и растворами янтарной кислоты в период формирования зерна показали, что РП колоса к;:<?-ла тесную связь с мор&логическимп показателями, дыханием, АТФазной активностью структурных элементов колоса и продуктивностью» Из приведенных на рис.II,12 данных следует, что янтарная кислота существенно изменяла РП колоса и его мсрфолсгкю. Колос приобрел более отрицательные значения РП, по сразнению с водным контролем, что особенно характерно для средня:! и верхней Частей колоса. Под влияние:.: обработки пшеницы янтарной кислотой изменилась но только РП колоса, но и увеличилась касса колоса и зерна, количество зерна в колосе, его длина, масса солошны.

Под влиянием обработки янтарной кислотой л колосг.очкк чешуях повышалась интенсивность днхония к АТФоэная активность, В зерно наблюдали лишь увеличение АНаэной активности. Повааенке АТФпз-ной активности колоса г/ы связкзаем с активацией транспорта углеводов в колос и зерно. Отмечено таете некоторое ошпэние интенсивности дыхания в зерне (табя.4) и тенденция к уменьшению содержания белка (16). Т'яким образом изменения РП колоса в область

отрицательных значений под влиянием использованных факторов не

как

всегда сопровождались увеличением содержания белка в зерне, так и продуктивности, что мы имели в случае приведенных выше опытов с азотными удобрениями (К, NgQ, HgQ, Нх20^' н0 лишь Увеличе~ нием продуктивности, При внесении азотных удобрений повышение уровня белка и зерне совпадало с повышением интенсивности дыхания как в колосковых чешуях так и в зерне (68). На основании этого можно предположить, что повышение уровня белка в зерне обусловлено рядом факторов: активацией дыхания, А'Шааной активности и изменением РП колоса в область отрицательных значений, т.е. возрастанием энергетических возможностей всего колоса и зерна.

Таблица 4

Изменение АТФазной активности (мкг. Рн.час~^.мг""*белка), интенсивности дыхания Ыкл О^.час~^.г*"^сухой массы), в структурных элементах колоса пшеницы Московская 35 под влиянием обработки янтарной кислотой в поле, по сравнению с водным контролем (период формирования, зерна).

Варианты опыта . "Зерно ¡ЮТазная : ¡активно- ; !сть : Дькзнид Колосковые и АТЗазная активность цветковые чешуи : Дыхание

Вода 22+3,9 960+11 9+2,1 584+10

Янтарная кислота 47+4,0 869+13 21+1,4 730+21

t , ?% 4,6 , 0, I 4,6 , 0,1

Другим важным моментом нашей работы было установление взаимосвязи между РЛ колоса и транспортом углеводов в зерно. Эта связь была найдена а рассмотрена в нашей лаборатории А.Й.Нигановым, который показал, что РП (основание колоса - зерно) имеет высокую корреляцию с массой зерна ( г = 0,93) в колосе. С увеличением

транспорта сахарозы (опыт с 14С-сахарозой) эта И! снижалась, но ■ возрастала при удалении флагового листа, когда транспорт углеводов ослабевал Шиганов, 19Й7, Рубцова, йиганов и др., 1988).

На основании полученных нами данных можно полагать, что нега' тивацил РП колоса пшеницы и его структурных элементов соотносится с увеличением АМазной активности зерна и свидетельствует 96 улучшении транспорта веществ, функционального состояния всего растения и его возможностей в отношении продуктивности.

Нами были получены четкие результаты по взаимосвязи РП колоса и поступления в него положительно эаряненного лизина, лимитирующего качество белка. Лкзин поэитивировал РЙ колоса независимо от фазы развития (Рис.13), что можно объяснить его основными свойствами. В изолированном колосе пшеницы он несколько снижал содержание белка ч зерне (табл.5).

Таблица 5

г

Изменение содержания белка (мг. г сухого вещества) в зерне изолированного колоса пшеницы Ахтырчагтка, экспонированного 24 часа на растворе линина, по сравнению с водинм контролем.

Вар1ант : Белок : ъ : ;

Вода 84+4,9

Лизин 70+3,2 . 3,2 0^8 __

Подтверждением наших предположений о регулирующем действии аминокислот на РП репродуктивных органон злакоз слукят результаты исследований, проведенные на кукурузе. Поступающие а изолированный початок кукурузы аминокислоты ло-раэног.:у изменяли РП початка. Лизин, аданин - позитивирозали, аспартат - негативирозал эту РП (Рис.14) з фазу молочно-восковой спелости .черна, В более ранние фазы аминокислоты действовали, слабее.

5.1. Из2£чание_РП лрч£тда_кхк2Р.£зы и составу sej)H& мутадтов

Исследование в ходе репродукции элоктрогенеза початков у изогенных аналогов кукурузы, отличающихся одним геном; высок-i-лизиноаой W 32 02 с гене-' опейк-2 (семена тусклые) и роговидна W 22 выявило смешение РД (основание початка - зерно) у Wgj, в область положительных значений при некотором снижении белка в зерне (Рис.15, табл.б). 3 то же время РП початка роговидной кукурузы имела более отрицательные значения и зерно было богаче белком. Однако масса IQÛ0 зерен снижалась. Л.А.Таоза (1976) также нашла более высокое содержание белка в зерне оригинальных линий кукурузы, по сравнению с опейк-2 в 4-6 6es;poacax.

Таблица 6

Содержание белка и лизина в зерно кукурузы vj^g и во 2 бекроссе

Фенотип семян : : Масса 1000 ; зерен ! ' Белок, % \ • t Яизик г на 100 г белка

Роговидные 170,1+0,2 12,96+0,03 2,4+0,1

Тусклые 225,7+0,3 11,82+0,1 4,6+0,1 . ■

Наши данные позволяют з&клачить, что, во-первых, эндогенные аминокислоты изменяют РП початка и колоса. Во-вторых, электрические свойства репродуктивных органов находятся под контролем геноа формирующегося зерна, что нами было показано на двух культурах: пшенице и кукурузе (20, 49).

Подтверждением наших предположений является исодедоаанйв, про-ваденное з нашей лаборатории Т.Н.Кузнецов-« (1990) с помощью раз-' работанного нами измерителя разности биопотенциалоз растений на дзух шиекиц&х в полевьк условиях. Доказано, что при созревании зерна увелнчкйьется коррелята между РП трех структурных элементов колоса; колосковыми чешуями, основанием колосков, зерном.

В конце фазы молочной спелости зерна у обоих пшениц эта взаимосвязь имела коэффициент корреляции 0,65-0,90.

6. рп й транспорт лювовсйст з павдодхшшс репродушзиох органам шжйя а кукурузы

б.1._%след.овен;та Ш_ке<азнеспособного_.колосс пцзницц

с помощью 1ыС-аспа£тат£

Механизм передвижения амияогислот по проводящим путям колоса вфаюгом еще не ясен и особенно г>то касается передвижения веществ к зерну з поврежденном колосе, Имййтсч случаи, когда неблагоприятные погодные условия выэвваз? сильные повреждения колосковых к цветковых чешуй при сохранении жизнеспособности зерна.

В литературе есть данные, сиидетэльстэупцие о возможности передвижения веществ по «ертвь-м участкам стебля к репродуктивным органам (Щгрсгнов, 1976). Мы обнаружили наличие РП з мертвом колосе (убитом паром) псеницы и с помоцыа ^С-оспартата показали, что псступаю^пй в убитый колос аспартат изменял его РП. Результаты опытов с убитым колосом пкенидь; Ахтырчанха, находившимся на растворе ^С-аспартата показали, что эта аминокислота в большей концентрации, чем'у живого колоса, обнаружена в стержнях и примк-кащих к ним участках стебля длиной 10 см, а так ке колосковых-и цветковых чешуях. Колосковые чешуи убитых колосьев содержали а'7% меченого аспертата от ебцей радиоактизности колоса, а жпзых -63?о. Эти данные свидетельствуют о ток, что при сохранении структуры кертэого колоса скорость поступления в него аминокислот мо-. кет быть даже вьш, чзы у живого. !*нкж словам, полученные результаты можно интерпретировать так, что аминокислоты способны поступать в колос не только активно, не и пассивно.

По-видимому, может иметь значение то обстоятельство, что РП убитого колоса была смещена в ягаях опытах э положительную область значительнее, чем у живого. Градиент РП (оскоэанкэ - верх) у этого

Таблица 7

Распределение радиоактивной метки ^С-аспартата мекду структурными элементами живого и убитого горячим паром колоса пшеницы (сорт Ахтцрчанка)

дайн ты

Ра £ во а к т и в_н_о_с_т_ь_

_живог£ колоса_ •_____J_____^____^итого коло_са.

-имл/мин"1"на 10~мг "Tf сухого вещества : ступив^гс в

колос партата

ас-

имп/мин на 10 мг сухого вещества-

Г % от общего количества поступив: шего в колос • 14„ _ С-аспа£вдта___

•Зррно верхняя 2213+74,4 4270+184 8 15>4 29 7 406+36,0 1124+74 I

• нижняя 2057+110,1 " *• • 14,3 ' 718+38,1 ~

1.5 4 1

2.6

Колосковые и цнетковые чйшуи

верхняя 6293+169,8 91Т2+232,8 43->8 63,4 8016+481,0 I4059+2I03,4 65'4 87,3

нижняя 2619+63,0 " 19,6 6043+290,0 ~ 21,9

У« -с

Стержень верхняя 394+11,4 978+12 9 2,7 нижняя 584+1,5 ~ 4,1

6,8 1160+119,7 2383+319,2 1223+199,5

4,2 4,4

8,6

Верх стебля

785+30,0

1808±182,7

Рис.1» Измарэкиз рззизот'. псдаияииа колооа пазницк' • о помодыз хисгачкогьх олэктродоз у. у силитзля; Электрод сразквнил у-иакгдлизкг;» пэподивим кз ооаоза-8йп отержак колоса и). Авазрп-галнкй• элэетрод пэ-рамзщали по kcj.cc;.' по ноп??злэнй» г. ворхуоке, прокладывая к холоокозим чеыуям чорез сярэдзленкип интервал. На рио. показано положение 2 и 3 этого алэк-тррда.

Рйой*. Измерение РЛ между эародосям 'а экдоояэрмои сэиенп (2-1), полярным;! концами зарэджа- область» ко- • решка и почечки зародила (2.-3);' Положение'электродов:'алэхтрода сравнения на ондб-спермэ (I), измерительном электрода на области • корэ-шка зародыша. (2) и электрода сравнения на об- ласти почечки-зародыша СЗ)*

Рио.З, аа®а»ц»&деа v.a»gy oaaoaauwaa колааа

■ •' к хадоакамп шшнай, срвдизй a £а?»юя чаатзй • xosü-ia азвнкца Горьхоьохая в развитии: кэлохзш» CD, цгогаяка (2)* аолочкая спааоо«ь СЭ), кодочко-аа'цг.ааая оледаагь СО, восковая спе-лоотъ ззона

йэ го£йзса;тальна£ as« uaOpasaj 1,2...1С показана точки паидокзааа олактрада изпарэпкя.

?йо;4. Кривые-, па-<а5ьзз;?п:.*е огноггеавз (I)»

РсШ'М'А ^ в колозках верхней, прэдлэй и к::ж92 чаатях колоса ячзкики Горьказгкая 20 з фаза колосэкга (оялоенгп черта)'я цзётэкня' (пунктир);- "

Мр*С а

па по 110 100

<4-к,р

кайии)

300 зга № ем ш

880 В40 820 ВОО

кркпу тщ* тмр • Са Са Са т% середина верп колеса

Рис,5, Хиьмчаокий состав зерна из разных учаоткоа колоса пвеници.-Гарькдас-кая £0'й фазу полной . опэлооти. з мг, на 1000 зарэн. ' ' ■ ■

ЩпВ

го -¡о о

•ю -20

2

Рка.7, Изнзиенио разно ста потенциалов колоса пшеницы Ахтьрчанка под влиянием обработки в поле Мд (I), по. сравнению о водиам контролем (2),

РП, «а

50 40 • 30 20 10 О

к I'*'

низ середина верх низ середина верх

Рпо.З, Измоьопие разности потенциалов изолированного г.олооа паенеди гкюкоьокоя 35 в фазу «олочиой спелости (I) 1; тестообразного ооотояяиа зерна СО при разных сооткосаниях концентраций ала-к;; на и цоид'ртйТа.

1 .пла аои ¿«Ада 0,25/?+ воя 0,35;»»

яоп 0,5;».

Рио.91 Изменение разиооти потенциалов изолированного колоса паэнпцк ¡.¡ооковская 15 (I) и обв;эй ЛК'ОЗ-кой аквивности (П) поолэ экспозиции на воде (I) и стрзфэнгаке К (2.) в фазу тестообразного ооо-тояния зерна»

я/?, а/а

40

3 о

20

10

-10

•20

Ш]

,н

2 15 #

л

/И-

/ //

В 9верх колоса

Ью.М. разносгь потенциалов (.Ю) колоса контрольных растений пшницц Московская Ъ (I) и опытных ия разной фоне азотного питания: ««Але,-

1

Форнирозаиия зерна. Полевой

опыт.

Изменение разности потенциалов колооа пианицы Мооковокая 35 в период формирования зерна через 2<* часа аооха оприокивания ра осанни в пола янтарной киолотой (Л), по орашшни» о водник контролен (I),

0,1

0! иш

Ь2 з^

гЬ

г+

■I I

о "С--

гЬ

гЬ

12

Г

ы

I

л

30

и

гЬ

(Ы---

д

см 7 5

оЬ _ г

0,6

0,1

0 1---

<7

г+

1 2 гЬ

7Т

Рио* 12, Из",онение морфологичэоких характеристик колооа и раотэния пшеницы Московская 35 пооле опрыоки-ван«.ч раотений в пола янтарной кислотой.^)} по лразнэниа о водным коихролэлОО; А- масса зерна в колосе,г; Б- насоа колооа,г; В- количество зэрна.кт.; Г- длина колооа, ом; Д- маооа ХСча; зэрзн.г; 3- иаоза ооломиик.хч

яы

50-АО 30 20 М

/

¿ерг колоса

Рио, 13. Изменение разности потенциалов изолированного колоса пшеницы Московская 35, ошзпонироваиного 24 часа на раствор-э лизина (I), по сравнению о водаин контролем (2) в ^азу нолочноД опелооти зерна (I) и тестообразного состояния СЮ.

Рио^Ць ^азнооть потенциалов изолированного початка кукурузы Ку '12 Р5 в фазу молочно-восновой опэлооти зерна под влиянием лизина (X), аланина (2) и аопар^ тага (3), по сравнению о водным контролен (4).К00 ВИР

I п т

■'у'.Ъ* Разность потенциалов початка линий кукурузы \У Л 0-, (I) и W 32 (2) в фазу цветения (I)

■У - „ 5

... ноло-шоР. спадами СП) и мо."очко-зосково Л сгшости зерна (Ш) в.-: 2 бэкросах.. Кубано.оп.ст.

'№3.16 . Изиешниз РЛ живого С1) и убитого паромЛ) колооа пшеницы Ахтпрчанкз под влиянием зопартата по сравнению о водным контролем (I).

У

а

4;

о *

ч <

лрп.ИВ

чаш

—я—я—асп к-та

---а сп

—о—о—лша

-----ала

—*—»— глу —■ ~ про

часы

■¡лаках «»их г* ж'ъг.ипъиыло;; д,.* V 64 0.

« ъ^-'-ыт-ггА из 10 5гокаэ 1С оп^гъ Пйтакца.'^тсс! 'л?Г5/: 2. ?;]

га(икс г->"-/« г';!-.';!;,'.'» УХЧЯЪЪ'ТЯ

Рйо. 18. Разность потенциалов (РЛ) «змду областью корзспса

И областью почачки зародыша живых (I) и убитах зы- ■ оокой тзмлзратурой (Л) тусклых оэмяк кукурузы Мй О? (л) и роговидных У/в1^ (<5) до пребывания ка оиеои аланина+аспартата С1) и после пребывания на смеси .отих аминокислот (2).

колоса был больше.

РП убитого колоса имеет чисто пассивную природу и связана, по-видимому, в значительной степени, с диффузионными явлениями, сущность которых пока остается неясной. Мы предполагаем, что в передвижении аминокислот в колосе определенную роль играет его РП.

Поступление аспартата вызывало снижение РП колоса, как в том, 'так и другом случае. (Рис.16).

Эти результаты дополнительно показывают, что: I) РП репродуктивного органа может существенно влиять на транспорт заряжен-, них веществ и, в частности, аминокислот; И) величина РП репродуктивного органа мсивт изменяться под влиянием этого транспорта; 3) аминокислоты, в частности аслартят, могут двигаться по убитым тканям. Полученные наш данные с использованием i'*C - глутамата и ^С - аргинина показали, что они также, как и аспартат, способны к этому транспорту.

Однако, в отдельных частях нежизнеспособного колсса транспорт может быть ограничен. Так, поступление ^С-аспартата в зерно наблюдали только а живых колосьях: в зерне последних накапливалось до 30% ^С-аспартата от общей радиоактивности колоса, в то время как в зерне убитых колосьев были обнаружены лишь следц радиоактивности, до 4%. Эти данные свидетельствуют о том, что транспорт аминокислот из колосковых чешуй в зерно.в основном осуществляется активным путем (табл.7).

Приведенные в нашей лаборатории опыты Т.Н.Кузнецовой по ин-гибированию дыхания колоса Reí1 показали лолнуп аналогия транспорта *4С-аспартата и *4С-глутамата с убитым колосом {Руоцовв, Кузнецова, 19со>. Таким образом, при повреждении стебля колоса, стержня и колосковых чешуй, ьизььниого неблагоприятны;« ьнеяиими воздействиями в зерно «огут поступать аминокислот ь резуль/геге

пассивного транспорта в колос по ксилеме. Потребление аминокислот зерном обусловлено его энергетическими возможностями. Но если зерно ншшзноспособно и не монет аттрагировать аминокислоты Из колосковых чешуй, то происходит их накопление в этих органах, о чем свидетельствуют данные, полученные наш с помощью радиоактивных изотопов (65).

Таким образом, РП колоса имела, как уже отмечали выше, комплексную природу возникновения и состояла из метаболической и диффузионной компонент.

6.2, РП_и_т£анепо£т_аминодам£Т^у_жиздеспос^бн1и и неми^н^спосо^нт^емда^хк^рхзМ Биопотенциалы семян кукурузы, овса, пырея, сои исследовались рядом авторов ( Них,1943, Чернова, 1965,1968, Прохоров и др., 1968,1970, Волынский,1971, Рубцова,1966, 1972, 1976, 1989, Маолоброд ,1973).

В свете изложенных нами результатов, полученных по РП репродуктивных органов, представлялось важным изучить связь РП с транспортом аминокислот на уровне одного семени. Эта связь была прослежена нами на семенах кукурузы. Как известно, при набухании и прорастании семени в эндосперме наблюдается выход амиНо-■ кислот 1'.з алейронового слоя и движение их к зародшу, а также вполне закономерные изменения РП между зародышем и эндоспермом. Для исследования данного вопроса наш была разработана оригинальная методика, состоящая в том,что в эедссперм семени встраивались гипсовые блоки. Через определенные интервалы набухания семян в точение 64 часов определяли содеркзкие аминокислот в гипсовых блоках и РП между зародышем и эндоспермомкорешком и почечкой зародыша, лск видно из. рис.17 поступление аминокислот в блоки и РП менялись в ход? нг.бухання семени,. При этом наблюдали хо-

рошую синхронизацию изменения обоих показателей. Данное явление имело место не только у живых, но и убитых тепловой обработкой Ч05°С) семеиах. По-видимому, некоторые протеаэы алейронового слоя еще сохраняли свою активность, что обеспечивало частичный гидролиз белка и поступление аминокислот а эндосперм.

На основании полученных денных можно предположить, что, во-первых, гидролиз белка и транспорт аминокислот в эндосперме к зародышу являлись одной из причин, которая приводила к возникновению РП семени и зародыша, а ао-нторых, эндосперм направлял к зародышу аминокислоты даже в том случае, когда он был нежизнеспо-) собен, но сохранял структуру. У семян, лишенных зародыша, движение аминокислот а блоки о начале набухкяия семени согласовалось с изменением РП семени, затем выход аминокислот тормозился одновременно с падением РП, а аатеи РП и скорость движения аминокислот приближались к нулю (Ь9), Дополнительное подтверждение ус-

Т4

тановленных фактов было получено в опытах с поступлением С-ола-

г/

нина и С-аспартата в семена кукурузы через спиленый конец ондо-сперма, который спускали в смесь этих аминокислот. Были азяти тусклые семена кукурузы с рыхлым эндоспермом, роговидные о плотным эндоспермом. Показано, что скорость поступления амшоююло! у тусклых семян была выше, чем у роговидных, что по-видимому, было связано с плотностью эндосперма. Аминокислоты поступала /ал а живые эародши, так и нежизнеспособные зародыши убитых семян, правда, а меньшем количестве (РиоЛУ, табл.Ь), Последнее обстоя- ■ тельство свидетельствует о том,что кроме пйссийноВ ди^уляи, ь транспорте ашнокислот участвуют и актион^е квктныи, Силаь Минина и асп&ртата негаг/эироаьла РП зьродьи:а у -уу.л-их, ?*:< л нежизнеспособных семян. Из полученных нами данаух н'.:кас .зак-тлчягь, что, 30-пврзьк, поступление ондо(;а»руд »

наблюдали и тогда, когда, сн Сия неж/зн^счсс/ен, м йсх[.ым

туру, во-вторых, аминокислоты поступали в зародыш а соответствии с электрической полярностью, в-третьих, аминокислоты изменяли ГО зародыша, как у живого, так и нежизнеспособного семени. Мы предполагаем, что механизм передвижения аминокислот из эндосперма в зародыш включает активный транспорт, диффузию, перенос по типу электрофореза в крахмальном геле с .участием РП (60).

Литературные данные свидетельствуют,о том, что цитокинины, как макроионы Передвигаются в репродуктивные органы по типу электрофореза (Медведев и др. 1978, Медведев 1991).

Таблица 8

Содержание ^С-аланина и ^С-аспартата в з ар од шах тусклых и роговидных семян кукурузы V 64 ии 64 через 19 - 20 часов набухания эндосперма на смеси этих аминокислот.

Гянптип • Содержание радиоактивных аминокислот в

энитип . зароднше (иш.мин /мг сух.в-ва)

*4С-аланин ; 14С-аслартат

Тусклые живые 166,5+7 х7,5+0,5

Роговидные живые 108,5+П 6,5+0,7

Тусклые убитые 169>2+8 _ 15,4+1,2

Роговидные убитые 73,4+6 3,2+0,3

7. ЗАаИЮЧЕНИЕ

Подводя итог представленное материалу, прежде всего хотелось бы отметить, что он на наш взгляд, показывает сложную природу РП репродуктивных органов пшеницы и кукурузы. Ее виличина и знак определяются не только величиной мембранных потенциалов клеток, состпзлякхциЯ данный орган, но и рядом факторов, которые действует па это целостность морфологической ст-

руктуры органа, биохимический состав отдельных его частей, генетические особенности. Очень существенным фактором, определяющим величину РП репродуктивных органов является активный И пассивный дальний транспорт веществ: ионов, углеводов, и, как это особенно подробно было нами исследовано, аминокислот. Б этом отношении очень показательны, на наш взгляд, опыты с убитыми колосьями и семенами. Если только в них возможен дальний транспорт аминокислот (например, с водным током или путем диффузии), то он может привести к генерации РП соответствующего знака,

Возникает вопрос о том, каким образом транспорт аминокислот," углеводов, солей влияет на величину РП колоса или початка. Достаточно определенно ответить на этот вопрос в настояцее время не представляется возможным. Теория генерации РП в сложных многоклеточных проводниках практически не разработана, хотя в этом имеется настоятельная необходимость, По нашему мнению, вклад дальнего транспорта веществ й генерацию РП репродуктивных органов может быть отличающимся по механизмам и осуществляется на двух уровнях (РИС.19). Во-первых, это мембранный уровень, состоящий в изменении мембранного потенциала отдельных клеток ткани. Он, по-видимому, макет осуществляться как со стороны симпласта, .так и со стороны апопласта. При этом под влиянием поступивших веществ вполне возможно:

1) изменение состояния ионных каналов (ионы);

2) изменение активности транспортных АТФаа (ионы, угленодц, влияющие на энергетический метаболизм);

3) изменение электрогенных (в основном о протоном) симпортов и антипортов через мембрану;

4) изменение донаисзекого распределения и -^ьыюнсу.сго ногт-

в результате синтеза з кл<тл лчяржлшцхх чьтт мембрану макромолекул с изменение суши^нш зврядом

JO

(например , о результате поступления положительно заряженных аминокислот, в частности лизина).

Таким образом этот уровень является мембранным и в принципе одинаков юак для ткани, так и длы отдельной клетки. Однако дальний транспорт веществ действует, как известно, только в ткани и электрическая активность отдельной клетки в отсутствии дальнего транспорта будет иной по сравнению с тем, когда этот транспорт имеет место в целом органе или организме.

Во-вторых - это тканевой уровень, который связан с особенностям! структуры и, в частности, структуры алопляста. Поступающие в апопласт заряженные вещества, могут создавать диффузионный и доннановские потенциалы на уровне ткани. Наши опыты с убитыми колосьями, в которых возникала РП в условиях водного тока заряженных аминокислот, кап нам кажется, подтверждает это.

Другой важный результат наших исследований, как нам кажется, состоит в том, что ворникшощие а живом или мертвом органе РП сами могут играть самостоятельную роль а транснортных процессах заряженных вгацеств, ускоряя или замедляя их. Таким образом, нали исследования утверждаю ыысль, высказанную рядом авторов (Burr H.S., Northrop F.С.С. ,1939, Lund , 1947, Scott , 1967, Протасов, Сердюк, 1962г.), что РП сложного органа к 'создаваемая ей вокруг него электрическое поле но только является результатом определенных процессов, но спуп гокзт играть важную роль в осуществлении ряда функциональных отправлений органа. Это заключение находится в полном соответствии с все более утзерздасциыся в электрофизиологии представлением о роли мембранных и тканевых потенциалов в процессах транспорта, морфогенеза, ферментатизнсй активности и: других важных явлений.

Наконец, кг.к нам представляется, полученные нами-данные наглядно демонстрип-йт тот факт, что не мем^ранныг потенциал .

^•мгеУ непроняке-»-акт о:.: Олегу,", с ^г-^енемным зэря-

•\ГЛ(

й-Л'^нение докнйяовс-кого распределения V. донн.чновекого потен-да

Дальний транспорт .веществ ^

Поступление в симлласт

Изменение гсмеостаза клетки

Изменение состояния конных каналов

вменение, пассивной компоненты лж-оранного потенциала

Изменение энерге- | тического метаболизма

Поступление в

апоплас т ..

Электрогонн зтернч-

ный тракспо; зсзестэ

и ионов (.НОНЫ, «мино-

кислоты, сахар -О

■активация т} экспортных АТ^сцз с нарукнои стороны мембраны

Изкенетне кетг1б одической компоненты кембр'¡иного потенциала

•Изменение тканевой РП

__I

домслеике д:

ных и денка: лотенцхалоз ткзни

••¿хрузион-ЗОВСКИХ на урОЕне

Лгг.М. ваакдоиаг г.утеП одеяния дальнего траксло;. та веществ на ?Д колоса шеища

и дсчаткд ку^Тузы ■ «

отдельной-клетки, а именно PIÎ органа, и в частности репродуктивного, являясь интегральным показателем, характеризует его физиологические свойства как целого и это может быть использовано в практических целях.

8. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДО ООЩИ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ПШЕНИЦЫ И КУКУРУЗЫ ПО БИОПОТЕНЦИАЛАМ

8.1. Для проведения электрофизиологических исследований сельскохозяйственных растений в полевых условиях была выполнена значительная работа по электроизмерительной технике и были разработаны две модели "Измерителя разности биопотенциалов растений". Авторы М.С.Рубцова, Т.Н.Кузнецова, Г.А.Швецов, авт.свид. № II55I93, 1985 (69) и вторая модель этого прибора - авторы М.С.Рубцова, А,В,0притов, авт.свид. № 1576039, 1990 (87), которая отличается

от первой повышенной точностью. Вторая модель, как и первая, внедрена в производство. На рис.20 предоставлен серийный образец первой модели "Измерителя", выпущенный НПО "Агроприбор" и макетный образец цифровой модели (Рис. 21).

8.2. Предложены оригинальные электрофиэиологические методы изучения сельскохозяйственных растений. Разработаны:

а) Способ внутрисортового отбора семян пшеницы на лизин с помощью биопотенциалов. В основе его лежит найденная прямая зависимость между содержанием лизина в белке набухающего семени пшеницы и измеренной через определенное время набухания их РП (18, 22, 23 , 36). Положительное решение о патенте .'"'4932210/15 (03ÔÔ40), 1992г. (82).

б) Способ оценки жизнеспособности се:.-ян кукурузы до прорастания без повреждений с поусгцыэ биопотенциалов. Способ основан на

* • °врийный образец "Измерителя разнооти биоэлектрических потенциалов растений", изготов-лзнного НПО "Агроприбор" ( Модель I ),

Рио* 21. Цодеаь 2• "Измерите«", цифраао»

способности корешка зародыша живого семени прояилять а определенный период набухания резкую негатиаацию по отношению к почечке и ко всему семени, в отличии от нежизнеспособного. Применение способа возможно при биохимических анализах, связанных с изучением жизнеспособности до прорастания, а также в исследованиях редких и ценных семян (30).

в) Способ повышения всхожести семян самоопыленных линий кукурузы с помощью обработки аскорбатом. Способ позволяет повышать интенсивность дыхания, биопотенциалы зародыша на ранних этапах набухания семян, что приводит к увеличению всхожести (81),

Предложены оригинальные методы изучения: I. РП колоса и початка без повреждения тканей. Найдены точки приложения электродов. Для электрода сравнения взято основание колоса или початка, Электрод измерения передвигается вверх через определенный интервал, касается колосковых чешуй, зерна (20, ¡37). Разность потенциалов, измеренная таким образом, отражает функциональное состояние репродуктивных органов и их способность к транспорту веществ к зерну, что перспективно для получения быстрой информации с помощью биопотенциалов.

■2. Биоэлектрические реакции семян на воду и почвенный раствор с помощь» специальной камеры и-записывающего устройства. Показано, что набу^лие семена и обсушенные, при контакте с водой, почвенным раствором доит биоэлектрическую реакция, которая может быть записана 8 соответствии со схемой установки (41).

3. Предлагается метод регистрации РП набухающих семян меж-линеПных гибридов кукурузы и определения их общей АТФазной активно,-сти в целях прогноза на гетерозис. Метод основан на выявлении гибридных комбинаций, имеющих.белее четкую синхронизацию изменения показателей РП сетш и общей АТЗазноЙ. активности при определенна показателях ферментов (78).

3 ч

8.3. Раздел "Биопотенциалы растений включен в методические указания к лабораторным занятиям по курсу "Физиология растений с основами биохимии" (03)1

вывода

1. Впервые детально изучена топография разности потенциалов (РП) репродуктивных органов пшеницы и кукурузы в сияэи с физиологическими процессами и разработана теоретические основы использования этого показателя для быстрой ранной диагностики хозяйственно-полезных признаков,

2. На не отделенных от растения и изолированных колосьях пшеницы л початках кукурузы показано, что их РП коррелирует

с химическим составом структурных олемеитоа (колосковые, цветковые чешуи, стержень, зерно), физиологическими и биохшличасними процессами, продуктивностью. РП изменяется и зависимости от фаз развития, сорта, гибрида, мутации объекта.

3. Поступающие а колос, початок соли (хлориды и нитраты калия, аммония, кальция, магния), аминокислоты (аспартат, альнин, лизин), органические.кислоты (сукцинит) влияют на РП репродуктивных органов пшеницы и кукурузы и могут, тагам образом, участвовать а их регуляция на уровне обратной связи.

4. Транспорт аминокислот в изолировенний колос пшеницы, а значительной степени, происходит пассивно, что пог.адоно а опытах с ^С-аспартатом и ^С-глут&матом на жиэом и некийнаспособнсм колосе. Передвижение этих аминокислот з колосе эйвиаит от гредны-та потенциала. В зерно аминокислоты поступая? а оа-ю'а «к/ н г* (.г/льттп активного транспорта, а нежизнеспособном колесе .аминокислоты не поступает в зерно и накаляяваятся а колосковых и цнчтнъпм чт.;ул/,

5. 3 олытах с применение:; строжит,'на К а щ.ог.д<&ъ1н тесная связь биопотенциалаэ колос,'« с'АКалноЙ <ак?к4«пгп-л с?{.;д-турных элементов.

6. .Сделаны подходы к пониманию природы РП репродуктивных' органов пшеницы и кукурузы л е.з связь с транспортом веществ.

РГ1 колоса пшеницы и початка кукурузы имеет двоякое происхождение. Во-перв"х, ото биоэлектрическая активность, связанная с метаболизмом и энергетикой. Во-вторых, это разность потенциалов, обусловленная пассивными транспортный'! явлениями, которые протекают в структурах этих органов.

7. Смещение РП колоса пшеницы или початка кукурузы под влиянием внешних или внутренних факторов в область отрицательных значенийвпериод формирования зерня свидетельствует об улучшении функционального состояния репродуктчпных орггноя и возможностей накопления общей массы п белка.

Ь. Детально исследованы биопотенциалы семян. Опыты с использованием ^С-аслтртатп и ^С-алпншш и гипсовых; блоков, встроенных в эндосперм семени кукурузы для контроля за транспортом рмино-киолот из алейронового слоя в нрахыялонссныр слои и зародил, показали циклический характер передвижения аминокислот в живой и нежизнеспособный зародыш. Транспорт синхронизировался с колебли ями РП между корешком и почечкой зародыша и РП между зародышем и эндоспермом. Как к в колосс пшеницы, РП семени кукурузы имела активную и пассгякую компоненту. Высказано предположение, что Рл1 корешок-почеч.;а зародыша является причиной осцилляции РП других учястков семени и, нероятно, транспортных процессов.

9. Выявлена'связь РП семени кукурузы с ростовыми процессами. У живых семян перед прорастанием нр'5 .издали резкую негятивацию потенциала корешка по отношению к почечке и всего зародыша, по отношению к эндосперму. У нежизнеспособных семян негптивация била сппйсй или отсутствовала. На основании исследования РП можно отделить чнзнеслсссбные семена до прорастания.

10. Установлена возможность использования показателя разности потенциалов репродуктивных оргиюэ для дчагиостики хозяйст-

3 6

венно-полезньк признаков тагих ка„: продуктивность, гвгвроаисный эффект, р та|до для сравнительной анутрисортовой оценки семян на содержание лизина в белке, на что получено положительное решение о присуждении патента,

II. В целях развития электрофизиолорического направления в сельском хозяйстве разработаны две подели "Измерителя разности биоэлектрических потенциалов растений" для полевых условий, одна из которых выпущена в виде серии НПО "Агроприбор", Получено дав авторских свидетельства.

Список работ, опублшсоьаинцх по материалам диссертант

1, Рубцова М.С, Активность иакоторих окисддтальних фор-ментов в двойках мажлинейщ« гибридах кукурузц и исходнш родительских (¿орм// Об. иаучн.тр. /Горьк,сольхоз,иц-т, 1953. Выя. 9,С.<1 г-оО.

2, Рубцова 1...С, Некоторые ¿цзиологнчаыша особшшостл гибрвдов а исходных само опила шшх линлй кукурузи,//Физиология растений. 1260. Т. 7, 1дш. 6. С. 605-700.

3, Рубцова Ц,С. Гаторозио «талшюШи« шбрадов .у¡г/рузи, // , Сб, иаучн.тр./Горьк.свльхоз.ин-т, 1963. Т. 12. С.4-И.

4, Р/СцоЕа !,;.С. Рост, развитие и вдкоторио '¿лз;топг-Ч9СИ1Э особенности гибридов кукурузы При ран,им л ШГ.-.ДПГ,!. сроках' посева// Сб.иаучн.тр.ДЪрьк.озль/.оз.шм', 1963, Т.Г/.. С. 15-23.

5, Рубцова и.С. <йшолокгас.-:&я у.арай?;»рд<гг/./А кжс^лио-ках и отцовских сш:аоаык>ииш. мша ку<:урузи, ¿ььж/. с/.^-.-¡доаишг гетзроэисши глбрвды// ^йзлалогадг

Т.II, Ъиа. 3. О, •;71>-17Ь, '

, 6. Рубцова U.C. Возможный физиологические причины депрессии роста кукурузы при самоопылении// Сб. научи.тр./Горьк. сальхоз. ин-т, 1965. Т. 16. CJ. 48-53.

7. Рубцова 1.1.С., Лага-ратова Г.С. Разнокачестленность дыхания у самоопыленных линий кукурузы// Сб.научн.тр./Горыс. сельхоз.ин-т, 1965. Т. 16. С. 51-6?.

В. Рубцова Ы.С., Цваткова D.H, Изменение окислптольно-восстановительного режима в мзтелке самоопнлеиных линяй при переходе ic цветению// Сб. научн.тр./Горыс. сальхоз.ин-т, 1968. Т. 26. С. 50-56.

9. Рубцова t.i.C., Цветкова l'.II. Сравнительные даннне по содержанию сухого вещества у ызжлцнэйньк гибридов кукурузы и их родительских форм// Сб.научи.тр./Горы:, сельхоз.пн-т, 1968, Т. 26, С. 67-72.

10. Рубцова U.G., -Цветкова В,П. Гетерозис у пгбрвдов кукурузы и его связь с биопотенциалами семян исходных пар само-олнленных лшшй//Гатерозис в растениеводство: Сб. научн.тр. МСХНШ1. Ленинград: Колос, 1968. С. 265-267.

11. Рубцова ta.С. '^ьишлениа корреляции ме^лу электрическими своНотиянП семян, продуктивностью ir бнохнмичвеюпли особеннос-тяш индуктированных растеши'! кукурузы// П Всесоюзный биохнш-"io ciiiiii скп\ц/ То'знсы ceiai, сообщ., беше, биохимическая го нетика, Ташкент, 1969. С, 34-а5.

12. Губцова 1ч.С. Злоктрцчоская полярность сомян и ростовые upoivoeu у куц'рузк// Электронная обработка материалов. АН I.iCCP, 1971. С. с4-6о.

13. Г/бцоап ? .С. 1Ы;епш1в ра;<ностл ногояцлалов евмян л ¡verni:'::; процрсе.Ч! у ^.турузи но,г, влиянием рибонукдэаяк/'/ Сб. ппучч. ср. / Горь.г. сольдо? ,Н!!-т, 1972. Ï. Зо. С. 3-13.

XI. Руоцова I...C. Продуктивность шцухтраотониЬ кукуруз» и электрическая полярность семян// Сб.ниучн.тр./Горьк.сель-хоз.ин-т, 1972. Т. 33. 0. 14-17..

15. Рубцова U.C. Разность потенциалов семян у симоопы-лзшюй лииии кукурузы IMP 3d в зависимости от расположения на початка и времени набухания// Сб. наупн.тр./Горьк.сольхоз. ии—т, 1372. Т. 33. С, 13-27.

16. Рубцова L.C., воробьев Ю.М., Кузноцова li.b., Кузнецова Т.П. Зависимость шяду био/лшчосгдц/л особенности и разность» потенциалов зерна пшошщц и кукурузы и пошю пути повышения его ксчзства// Разврати научи.сообщ, Щ лсосоти, биохим,съезда, Рига, 1974. С. 131.

17. Рубцова U.C., Воробьев ¡J.I..., дузнацова M.b., Toi»j-ва Т.Н. Рост и продуктивность растений кукурузи в зависимости от биопотенциалов исходных свмнн//Биолошчпск;[е основы само-Н0В8Д6ШШ и семаноЕодстьа ннтродуцымов: Наука: Сибирской отделение, Новосибирск, 197-1. С. 230—

18. Рубцова U.C., Ьоробьоп ¡ù.l,i., Ку;-лицова ¡(уьии-цова Т.Н. Биопотенциалы семян icyiçypyau о mjookum (,одфчыыом лизина//1 jaïориалц ¿соо,сшдл.по шло^ляр. и гцлкл,б.;о,.1з,

. растений. Краснодар, 1974. С. 27-2t5.

IS. Рубцова I.;.С., Ъоробььь ¡0,1.,., ку.пвдоьа цова Т.Н. Поворхноотныв котаболмчейкив Kwa.'fUiiwu набухали семян кукурузы как показатель уро:Ы;ноцти рас.'пцл;:// лы ¿сес. сами,по молвкуяяр. ц щ,длл. /.расno-

дар» 1S74.C. ЗЗ-Зй,

20. Ноьоа ь ал« ктро. и.-. .:о л о. ':'ц рас'г^аи.й/.глгл^.ч.,. ва ¡.1.С., Ьорсбьйь » сСуз.кцоьь а - :'->£.{./..«5., 1'Л'А, IS75. 123 с.

21: Рубцова М. С., Кузнецова U. В., Гбрева Т.Н., Воробьев К).Ы. Качество зерна пшеницы и кукурузы и его связь с биопотенциалами// Повышение продуктивности почв путем агротехники и приы&нония удобрен lit Сб. тр./УС и. Киов, IS75, Ыт. 145. С. 53-60.

22, Рубцова 1,1,С. Изучение биозлоктрцчосклх потещиачов

в связи с гетерозисом кукурузы/Д'оторозис сельскохозяйственных растений, ого цдаиолого-биохимическле и биофизические основы. Москва: Колос, 1875. С. 238-242.

23, Рубцова н.с., Воробьев d.i,¡., Пекина ll.b., Кузнецова т.н. Лизин в зорно пшеницы Горьковская 20 в :;ависимостн от разности потенциалов (РП)// Физиология растений: Сб. научи. тр,/Горьк. сольхоз.ик-г, I97G. Т.91. С. 3-4.

24, Рубцова №.С., Кузнецова Ь.Ь., Кузнецова Т.Н., ¿оробь-ев ЮЛ.;. Колебательный ритм разности поверхностных биопотенциалов семян кукурузы в связи с набухаилви п '¿-исиюлоглческпш процессами// Физиология растений: Сб.паучн.тр. Дорьк.селъхоз.ин-т, 1976, Т. 91. С. 8-21.

. 25. Рубцова t.i.O,, Кузнецова Т.Н. Действие экзогенных аминокислот и аскорбата па разность ловорхнозтш« биопотенциалов набухаздгх езычн кукурузы л пшешщы// Физиология растений: Сб. научи, тр./Торьк. сольхоз. шьт, 1276, Г. 91. С. 30^7.

26. фбцова I.'i.O., Свиридова Л. А. шоподоглчеокне особенности лпетьов J:pe;.;tu:cToil кукурузы и а гвнор 0РАоШ-2// ¿измолоти л растений: Сб. няучн, тр./Горыс. сольхоз. дн-т, 1976. Т. 91. С. 51-59.

27. Рубцова I...C. ¿¡здаш.№го содоркания белкового азота

в лпеть.'к кукугузц с геном ОРАСШ-Й п n.ouKY -2 в течение ваге-т ai i ¡ п: //«и;> и о л о п ;я рвотшИ: Сб. нгэучн.тр.Д'орьк. сольхоз.ин-т, I97l'. Т. П. С. 150-70. . ,

i/o

28. Рубцова к.С., Нушша l.l.b. Свободный аминокислоты и их парвдвнкешю из эвдосцзрма в народит у прорастающих семян кукурузы с геном опойк-2// Передвижение вещоств в связи о метаболизмом и биофизическими процессами: Цемвуз. сб./1'орьков. госуд. ун-т, 1976, С. II5-I20.

29. Рубцова Ы.О, Наследование оптимальной разности потенциалов у семян можлииешшх шбридов кукурузы// Ботаника и tint— зиолотя растений: Сб. научн. тр./Горьк.сельхоз.нн-т, I97Ô.

Т. 69. С. 3-7.

30. Рубцова Ы.О., Ерошенко Т.'Г., ьоробав Ю.1.1. Изучению биопотенциалов самян сортов озимой ржи в связи с комбинационной ценностью// Ботаника и физиология растений: Об. научи.тр./ Горьк. оельхоз.ин-т, 1976. Т. 69. С. 11-18.

31. Рубцова М.С. Разность потенциалов у сошн самоот. ми~ ■ной лншш ШР 38 и содариашш фосфораУ/ Ботаника л физиологии растений: Сб. научн.тр./ Горьк.сельхоз.нн-т^ 1976. Т. 69,

С. 8-10.

32. Рубцова М.С. Окислительно-восстановительный потсчщлал и рй в генеративных органах близкородственных самоонилашшх ЛИНИЙ кукурузы И ЛИНИЙ, СООТвВЛЯЮЩИХ ГОТОрОЗлОШв и иоготоро-

, зиснца гибриды// Ботаника и (¿«экология pacïaiiiiii; Сб. наупн.тр,/ Горьк.сэльхоз.ин—т, 1976. Т. 69, С. 57-64.

33. Рубцова U.C. Ад0нозитри|/ос;.атааа ьвхвдатийшхх л v<iuh~ ративных органов кукурузы// Ботанлка а физиология раотиник! Сб. научн.тр;/Горьк, сэльхоз. ин-т, 1375. Т. 69, С.

34. Рубцова Ы,С., Воробьев й.;.;,, Сырлдоьч. Л.А., Ц/./^ин И,,-.,, Кузнецова Т.Н. Сравнительная блэзл^ктрл'^екчя л о.'о-бл^-хишчеокая характеристика семян л. раотч;;;:Й /.у.чу;у-(н с г .¡-я« опейк-2 и обычной// Тезис;; дойл, на Ы Ьс-зададя. »Л.•/.<»-

ва ганатиков и езлкдаокероь ¿i*//*,

1977. С. 447.

35. Рубцова М.С. Влияние разности потенциалов репродук-тивннх органов злаков на передвижение вещзств в зерно и электрически а свойства зерна//-Транспорт веществ у растений в связи с метаболизмом и биофизическими процессами: Маясвуз. об./Горыс. госуд. ун-т, 1977. Был. 8. С. 57-61.

36. Рубцова Ы.С., Боробьев Ю.1.1., Нужина Li.Б., Кузнецова Т.Н. Возможность использования показателя разности биопотенциалов для отбора зерна пиешщы и кукурузы на биохимический состав// Повышение урожая и качества зерна: Об. шучн.тр./Горьк.сельхоз. ин-т, 1977. Т. 115. С. 16-19.

37. Рубцова М.С,, Кузнецова Т.Н. Докствие азотных удобрений на разность потенциалов (РП) колоса пшеницы и поступление азота в зерно// Биохимия и биофизика транспорта веществ у.растений: Ыежвуз. сб./ Горыс,госуд.ун-т, 1979. С. 50-55.

38. Рубцова М.С. К. вопросу о разности электрических потенциалов всхоких и невохочих семян кукурузы как показателя жизнеспособности// Сельскохозяйственная биология, 1979. Т. 14. № 6.

39. Рубцова м.С, Аминокислоты листьев и корней кух<урузы Синтетик /Ш -2 и разность потонциалов (PII) исходных семян// Вопросы физиологии культурных растений в связи с интродукцией, селекцией и продуктивностью: Сб. научн.-тр./ Горьк. сельхоз. ин-т, 1930. Т. Т47, С. 3-9.

40. Губцова .'...С., Кузнецова I,;. 13. Лизин в седанах пшеницы

в зависимости от разности потенциалов (РП)// Вопросы физиологии культурша растений в связи с интродукцией, селекцией а продуктивностью: Сб. поучп.тр./ Горы;, сольхоз. ин-т, 1930. Т. 147. С. 16-20.

41. Р/оцовп !„.0. Олектрическач реакция семян кукурузы im вода в завлслмостл от ---лзнеспосоЗности// ¿изршнтк, нош и лю?лск-гуохч>'ч*-з у pncrcjüiii! Le-.a,ys. сб./ Горьк. гооуд.пн-т, 1980. с. I::-I<:7.

-12. Рубцова С., Кузнецова ЛН., Кравцова Р.А., Масловский u.ii. Злактрпчиоккя полярность колоса пшеницы и аз изменения в зависимости от .¡¡аз развития и условии минерального питания// Агротехнические приами повышения урожая'л качества зорна: Сб. научи.тр./ Горък,сельхоз.нн-т, IS80, Т. 143. С. 71-74.

43. Rubtsova M.S., Role of Electric. Potentials in Mala о Geivi Hoot During Germination. - In a international Symposium Structure and Function of Roots Abstracts, Bratislava, Czechoslovakia, September 1st-5th 1980. P.14.

44. Рубцова U.C., Кузноцова Т.Н., Швьцов" I'.A. Портативный комплект для измерения разности потенциалов растопи;; ь полезных условиях// Информ. листок jfc 337-31: Горьки!!, lui'iVi, 1981. С. 1-4,

45. Рубцова М.С., Кузноцова Т.Н., Ьлзодов Г. А. Устройство для измерения разности биопотенциалов растении б полавих условиях// Рац.пр. № 5/305 от 1G.03.3I г., утазрхдшю: 1'лаьи, У яр, з;-х, науки и пропаганды,

46. Рубцова t.l.G., Кузнецова Т.Н., Кузнецова М.Ц.,

¡а Р,А, К вопросу о влиянии аминокислот н солоЛ на разность ■енциадов колоса пыашаш и передвижение азота в зерно// ii;io>.;!~ 1ия и биофизика транспорта вовдоть у растсшк; Ыожьуа. об./Горь«-, ссуд, ун-т, 1931, С. 127-132,

47. Рубцова U.C,, Худякова Ы.а, Метод т'уцс.ийа1Л-о*-,т ора на лизли яэ раз костя бнопотащиадоь оиькл nauh.au йы овра.чдания покровов// % йсао, су»ад;

уля,, Москва, 1S32. Т. 4. О, Ш-.

43. Рубцова Ц.С., Худялоьа И.й., фашдоэд Т.Н. Зр

>СТЬ кукурузы из йЬЫ1, отдичалл^й пи b.Vs.'.WMUJ. iitXhtit •

дихашш и ЛТФазной активности// Вопросы биохимии и физиологии сельскохозяйственных растений: Сб. научн. тр./ Горьк. сольхоз. нн-т, 1962. С. 3-12.

49. Рубцова Ы.С., Тдова Л.А., Нузкина М.В., Кузнецова Т.Н. Разность потенциалов початков и семян кукурузы опойк-2 и кремнистой// Вопроси биохимии и физиология сельскохозяйственных растений: Сб. научн.тр./Горьк. сельхоз.ин-т, 1982. С. 13-17.

50. Рубцова М.С., Кузнпцова Т.Н., лудякова М.13., Кравцова Р.Л, Регуляция разности потенциалов колоса пшзнщн экзогенными аминокислотами и минератышми солями// Удобрения, урожай и качество зерна: Сб. научн. тр./Горы:, сельхоз. ин-т, 1982. С. 48-52.

051. Гетерозис/Монограф,, в число авт. Рубцова М.С.: ¡линок: Наука и техника. 1932. 230 С.

52. рубцова М.С. ,• Кузнецова т4Н., Кравцова Р.Л, Регулирующая дайстйло аланина я других соединений на разность потенциалов н физиологические процессы колоса пшеницы/ Транспорт веществ и биоэлоктрогонез у растений: Медвуз, сб. / Горьк. госуд. ун-т, 1983. С. 68-72.

63. Рубцова Si.С., Кузноцова Т.Н., Швецов Г.Л. Портативны!': r.oMJUitHCT для измерения разности потенциалов раотений в полевых условиях// Приборное оснащение и автоматизация научных. исследо-Рпнг.Г: ï1 биологии, Кишенев. 1981. С. I5I-I52.

51. lîubtoovR H.S., ï'obcntial différence of Weat ваг and nitropctn virjinport Infcû nnt-uring grains. - Membrane transport in FlantP, ггиьа, 19s4. p. 228-229.

55. Рубцоял !,;.{,'. Ihxoiiomte электрических свойств семян ,v-u о г'ьом опс£к-2 л крокшегак при обработке солями,

машштом, нугааазами// Физиология, электрофизиология и биохимия сельскохозяйственних растений: Cd. научи. тр./Горьк. сель-хоз. ин-т, 1984. С. 27-50.

56. Рубцова М,С, Влияние воды на разность биопотенциалов семян гатарозиснюс и нэгетерозисных гибридов ку!суру:ш, исходных самоопилешшх линий и мутантов с гаком опейк-2// Физиология, электрофизиология и биохимия сельскохозяйственню. растаний} Об, научн. тр./Горьк.сальхоэ.дн-т, 1984. С, 57-68.

.57. Рубцова W.O., Кузнецова Т.Н., Таоьа Л.А. Изменение' электрической порядрности яочатка кукурузы Иллинойская высокобелковая и Иллинойская низкобалковая в тачание суток и в вйга-тации// Приемы повышения качества зарна: Сб. цаучн. тр./Горьк, свльхоз.ин-т, 1984. С. 31-36.

.58, Рубцова к.С,, Таова Л.А. Зависимость разности поа'аш;и&-лов набухающих тусгошх (опайк-2) u роговидных семян кукурузы от физиологических процессов// Селекция, генетика культурных растений на Кубани: Сб. научн. тр. по лршея. ботаника, гонвтико и селекции/ Лашщград, ЖР, 1Ш. Т. 89. С. 21-26,

59, Рубцова 1/1,0., Кузнацова Т.Н., Худякова М.'И., Кранцо-.ва P.A., Гаранина H.H. Разность потенциалов евмян кукурузы при, -. набухании и поступление аминокислот в гипсовые блоки ацдоашрма и зародыш// Ферменты, иони и .биоэлектрогвнаа у растсш Ч; Мож- , : ?уз. сб. тр./Горьк. госуд, ун-т, 1Ш. О. IT5-I22,

,60, Рубцова М.О., Кузнецова'Т.Н., Таова Л,А. Транспорт МС-аланина и 14С-аслартата в тускл их (oticüx-2) и рогоьадных семенах кукуруза// Доил. ВДСХНИЛ, 1335, И d, С. I0-2Q,

61. Рубцова Ы.О., Кузнецова Т.Н., Швоцоь Г,А, йзичрлтадь <. ■ биопотенциалов растений// Авторское сьзд0*альс?Е.о-.'» Ш5103.12о5*.

62. Рубцова М.С,, Худякова M.B. Динамика изменения биопотенциалов нуклеиновых кислот и других физиологических показателей в прорастающих семенах кукурузы// Биоэлектрические явления и мембранный транспорт у растений: Метквуз. сб./Горьк.госуд. ун-т, 1985, С. 62-67.

63. Галоав Г.С., Рубцова М.С., Таова I.A., Худякова М.В, Особенности метаболизма прорастающих семян и растений кукурузы ойейк-2 и кремнистой// .Физиология и биохимия культурных растений: Сб, научн.тр./Горьк. сельхоз, ян-т, 1985. С, 3-9.

64. Губцова t«i»C,, Кравцова P.A. Изменение разности потенциалов семян пшеницы с высоким, средним и низким уровнем лизина в процессе набухания на лизин-треониновой среде// Физиология

и биохимия культурных растений: Сб. научн,тр./Горьк.сельхоз. ин-т* I9S5. С. 30-34,

65. Рубцова М.С., Кузнецова Т.Н. 0 транспорте аминокислот

в. колос пшеницы и его электрической полярности// Сельскохозяйственная биология: 1986. й 2. С. 41-44.

66. Рубцова Ы.С., Кузнецова Т.Н., Ыиганов A.B. Влияние поступающих Азотсодержащих веществ и углеводов на АТФазную и биоэлектрическую активность колоса пшеницы// У Всесоюзн. биохим. съезд: Тезисы докл., 1986. С. 225-226.

67. Р/бцова 1.1.С., Худякова Ы.В., Кравцова P.A. Изменение АТФазной активности колоса пшеницы под.влиянием аминокислот, срлеЙ и ингибиторов// Регуляции, ферментативной активности у растений! (автауз. сб./ Горькой, röcy,. ут-т, 1986. Ö. 27-31.

- 68, Р/бцова М.С,, Кузнецова Т.Н., Худякова М.В,, Кравцова P.A. Ро1улдругадоо действие по ступ агар ix в колос веществ на биоэлектрическую и АТФазную агаиБпость и дю;аиио колоса// Помбранный транспорт я элвктготолоз у-растений: Пн.чсвуя. сб./ Горьк. госуд. ун-т, 193?. С. 71-77.

Ü9. Рубцова î.i.ij., Худякова Ы.В, Содержание нуклеиновых кислот в зародышах. семян с неодинаковой разностью потенциалов (РП)// Физиолоим и биохимия саадскохозяйстванншс растений! Сб. научи, тр. / 1Ърьк, сельхоз. кн-т, 1937. С. 13-17,

70. Рубцова К.С., Жиганов A.B., Худякова 1.1,0., Кравцова РД.Разность потенциалов колоса пшеницы и ее оьязь о ДТФазной активностью, транспортом веществ и проективностью// Регуляция ферментативной активности у растений: Межвузов, об,/ Горьков, госуд. ун-т, I9B6. С. 33-38,

71. Рубцова М.С. Биоэлектрические характеристики початка кукурузы и распределение в нем минеральных элементов// Биоэлектрическая активность л мембранный транспорт у растений: Межвуз, сб./ Горы;. госуд. ун-т, 19Б0, С. 47-70,

72. р/бцова Ы.С,, Кузнецова Т.Н. Измеритель разности биопотенциалов растений// Технические средства обучения, приборы и оборудование для высшей и средней школы. Горький, 1980, G. 1-4.

73. Рубцова U.G.з Кузнецова Т.Н., Швецов Г. А, Измернтоль разности биопотенциалов растений// Техническое описание и . инструкция по эксплуатации. Горький, I9B3, 10 ç. • •

74. Рубцова U.C., Опритов A.B. Изм еритоль' биоцотj¡aí.í&-> юв растений// Научно-технический прогресс в агроптукшадыщом сошла ксё, Горький, 1589,-С. 1-4, >

75. Цвет.сова Ь,И., Рубцова î.î.C. Флыюдогия растений с оо-ювами биохшлп;// Методические указания ¿t лабораторным г,ана-•иям по курсу/ Горышй. 1035» С. 04,

7S. Рубцова U.0,, 2агшюв A.b., Худякоъа , ,:р&дцо~

sa P.A. Разность пот седлал os колоса яаинадц и ьа сыъь с

аредвихашем ьоцчеть, фзршпта^ивноИ ьлгоыюзпк л

ИЁностьв// Зл«:яро5азио^ог«ч'.(;к15& у.1,70Цй h ;:а/чо.ч.;;1 ч.ук,>. (нондл&иэго состояния растет;:: /-• -<■

V7

77. Рубцова M.G. Электрические свойства семян ку1:урузы в связи с оценкой жизнеспособности// Биоэлоктрогеиоз и мембранный транспорт у растений: Ь'вжсвуз. сб./ Горьков.тосуд.ун-т, Горький, 1969. 0. 74-77.

70. Рубцова Ы.С.- ЛТФазная активность я биопотенциалы . прораотащих семян готерознсннк гибридов кукурузн и исходных лшшй//Регуляция формеитатлвной' активности у растений: Меж-вуз.«сб./Горьк, госуд. ун-т. Горький, 1990. .С. 90-93.

79. Рубцова М.С., Опритов Л.В,- Изморитель разности биоэлектрических потенциалов растегягй// Авт.свод,й 1576079,1990.

80. Рубцова м.с,, Опритов A.B. Изпзритоль разности био-.• электрических потенциалов растений для полевых условпй//Твз. докл. на П Всес. съезде об-ва физиологов расттшР, Минск, 1990. 0. 191;

81.'Еу<5цова М.С, Действие аскорбата иа-биопотенциалы сомяп гибридов и линий ку.т/рузн/У Вюэлоктрогешез и транспорт-низ процессы у растений: Юе.тгуз. cd. Л1. Новгород, I99I.C.74-94.

&}. Рубцова M.C.« Худякова Б. Способ виутрисоргового отбора оегдн ггсшшцы на качество болка. Патент Российской фодчрацин (Полонит. рзиэгше по заявке Л 4932210/15 (236640), 1991). ■ -• - .

3-3. Рубцова f.i.-üi Неоднородность семян лшоннцн до. бпо-потощ'лалам, ростовые йроцпссы и ште&шш.« Об. научи, тр./ Иткешр. селыи», ;ш-т, lös0. pi 70-79.

• 84. Дятлова КД.., Рубцова i,1,C.',;TE\ora Л.Л. ТЬрхпгг'ша иоцользовгиш биопотенциалов початков ц лвсту^ суслузк цгл содокцнп на белок: Сб. • игучн; тр. >Д;ролым«>::оо,«я-т/

1Г9.:., с. с*-• '...''.

Г- уУ