Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Сравнительное изучение реакции растений на действие высоких закаливающих и повреждающих температур

ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Сравнительное изучение реакции растений на действие высоких закаливающих и повреждающих температур"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕЫИЯ НАУК ИНСТИТУТ БИОЛОГИИ КАРЕЛЬСКОГО НАУЧНОГО ЦЕНТРА

РГБ ОД

На правах рукописи

чЗ 1 ' ... ;

Топчиева Лждаила Владакировна

СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ РАСТЕНИЙ НА ДЕЯСТШЕ ВЫСОКИХ ЗАКШВАПЩ • И ПОВРЕВДШДОХ ТЕМПЕРАТУР

03.00.12 - физиология растений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Петрозаводск - 1994 г.

Работа выполнена в лаборатории стресс-физиологии растений Института биологии Карельского научного центра РАН

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор А.Ф. Титов

доктор биологических наук, профессор Г.В. Удовенко

кандидат биологических наук Синькевич Н.П.

Ведущая организация: Санкт-Пэтербургскиа государственный

университет

Защита состоится^ декабря 1994 года в^ часовV мин на заседании специализированного совета К 200.07.01 по присуждению ученой степени кандидата биологических наук при Институте биологии Карельского научного центра РАН по адресу: 185610, Петрозаводск, ул. Пушкинская, 11.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Карельского научного центра РАН.

Автореферат разослан *Л£. " ноября 1994 года.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат биологических наук

Уй^Лйг. т>в. АКИМОВА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОШ

Актуальность темы. Изучению механизмов защитно-приспособительных реакций растений на действие неблагоприятных температур посвящены многочисленные исследования (Туманов, 1R79; Levitt, 19В0; Альтергот, 1981; Генкель, 1982; Петровская-Баранова, 1983; Дроздов и др., 1934; Александров, 1985; Nover et al., 1989). Однако несмотря на это, многие аспекты данной проблемы остаются пока не до конца выясненными. В частности, до сих пор окончательно не решён вопрос о наличии общности (веспецнфичности) и_ различий (специфичности) в ответе растений на действие неблагоприятных температур разной интенсивности. Одни авторы признают однотипный (неспецифический) характер реакции растений на действие закаливающей и повреждающей температур (Александров, (975; Удовенко, 1979а, б;Альтергот, 1981) л считают, что повышение устойчивости клеток следует ожидать всякий раз, когда достигается необходимая степень их повреждения (Ломагин, 1985). Другие же, напротив, дифференцируют эффекты закаливающих и повреждающих температур на устойчивость растений (Дроздов и др., 1884; Титов, 1989), предполагая, что в основе адаптации растений при закаливающих температурах и повышения устойчивости в ответ на непродолжительное действие повреждающих температур лежат разные механизмы (титов и др., 19876, 1988; титов, 1989).

Цель и задачи исследований.Целью настоящей работы явилось сравнительное изучение реакции растений на действие высоких закаливающих и поврездамдах температур, а также механизмов, леяащих в ее ¿основе.

При. проведении исследований были поставлены следу тую задачи:

- установить основвые закономерности варьирования устойчивости растений в период действия и в последействии высоких повреждающих температур разной интенсивности и сопоставить их с таковыми для закаливающих температур;

- изучить влияние веществ, подавляющих (ингибиторы белкового синтеза) я стимулирующих (цятокинин) биосинтез белка в клетках, на формирование теплоустойчивости при действии на растения высоких повреждающих температур;

_ провести сравнительный анализ компонентного состава растворимых белков листьев растений, подвергнутых действию высоких аакаливагязп. в поврездавщих температур;

- исследовать роль абсциаовой кислоты (АБК) в реакциях растений на действие высоких закаливающих и позреждащих температур.

Научная новизна -работа .В результата исследований установлены различия в динамике теплоустойчивости растений в период действия и в последействии высоких закаливающих и повреждающих температур. Обнаружена неодинаковая зависимость процесса повышения устойчивости при указанных температурах от-активности белоксинтезирухзщей системы: при закаливающих температурах ингибиторы синтеза FHK и белка препятствуют повышению теплоустойчивости клеток, тогда как при поврездаищх - не влияют на ее рост. Выявлено, что еффект экзогенного щтокшт-на, стимулирующего синтез белка, на теплоустойчивость растений таете зависит от вида теплового воздействия (закализащее или поврегдащее): предобработка гормоном повышает адаптивные возможности' растений при тепловом закаливании к, напротив, снижает их в условиях высоких говрездажщах температур.

Показано, что* процесс повышения устойчивости растений под влиянием как закаливающих, так и позреэдаицзх температур сопровождается в начальный период их действия существенным реличением в тканях листьев содержания свободной АБК.

Практическая значимость работы. Полученные экспериментальные результаты дополняют современные представления о механизмах, лежащих в основе повышения устойчивости растений при различных видах теплового воздействия (закаливающее шш поврездающее), о Екладе общих (наспецифжческих) и специфических реакций в ответ растений на высокие температуры. Эта информация, а также данные об устойчивости отдельных видов растений к поврездавдим температурам разной интенсивности ыогут найти применение в селекционно-генетических исследованиях, направленных на повышение устойчивости растений и разработку методов es диагностики, основные положения работы могут быть использованы при чтении спецкурсов по физиологии устойчивости растений.

Работа выполнена по плаву ЕИР Института биологии На-

рельского научного центра РАН (И государственной регистрации 01.9.10022161).

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на республиканской конференции молодых ученых, специалистов и студентов (Петрозаводск, 1990), на молодехной конференции ботаников стран СНГ ( Апатиты, 1993), на лабораторных, семинарах Института биологии КНЦ PAS (Петрозаводск, 1990; 1991; 1992; 1993).

Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано В научных работ, включая 3 статьи.

Структура и обьем работа. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы. Работа изложена на 152 страницах, содержит 2 таблицы и 24 рисунка. Список цитируемой литературы включает 304 наименований, в том числе 151 на иностранных языках.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССВДСЗШШ

Исследования проводили на теплолюбивых - огурце с. Алма-Атинский 1, томате с. Московский осенний 3405 и холодостойких

- озимой пшенице с. Мироновская 808, ячмене с. Отра видах растений. В опытах использовали 7-дяевгае проростки, выращенные в рулонах фильтровальной бумаги на кодифицированном питательном растворе Кнопа (pH 6,2-6,4) в факторостатных условиях (температура воздуха 22-25', его относительная влажность 60-70S, освещенность около 10 клк и 14-часовой фотопериод). Б зависимости от задач эксперимента растения подвергали действии температур от 38 до 54° в течение 0,25 - 24 ч, сохраняя неизменными прочие условия.

В опытах использовали ингибиторы синтеза РНК - актвноми-цин Д (АКТ) и белка - циклогексимид (ЦТ), а также фитогормовы

- цитокинин (б-бензиламинопурин, БАЛ) и абсцизовул кислоту (АЕК). Проростки переносили на растворы ингибитора или гормона за 24 ч до высокотемпературного воздействия.

Тепло- и холодоустойчивость оценивали по реакции клеток высечек из листьев на 5-минутный прогрев в водном термостате (Александров, 1963) и 5-минутное промораживание в термоэлектрическом мшфохолодильнике (Дроздов и др., 1976). Критерием устойчивости служила температура гибели БОЯ гаренхимних кле-

- б -

ток листа (ЛТв0), определяемая по деструкции хлоропластов и коагуляции цитоплазмы.

Растворимые (цитогиазматические) белки экстрагировала из листьев при 4е, используя 0,01 U трис-глициновый буфер, содержащий 1 tól FlíSP. Содержание белков определяли после юс осаждения на нитроцеллюлозннх фшгьтрах (Schaffn.:r, Y/eissaan, 1S73). Белки козщенарфовали 5 объемами холодного ацетона и центрифугировали 10 мш при 3200 об/мин. Орадок последовательно промывали S6S этанолом, с.чесьэ спирт:эфир (3:1, 1:3), эфиром, каждый раз центрифугируя пра тех кэ условиях. Осадок, содергащпа бедки, растворяла при нагреаанш на водяной бане в течение 5 мин в буфере (0,0625 Н трис-HCl, рН 6,8; 2,2% SIS; 5% $-меркаптоэганол; 10-158 глицерин).

Электрофорез растаотзтодс белков в присутствии додецкл-сульфата натрия (ЬаешИ, 1670) проводили б вертикальных пластинах градиэнтно разделяющегося ПДАГ (5/12,55). Белок в ячейки наносили в количестве 120 'мкг.

При определении содержания вндогенной АБК листья проростков фиксировали в жидком азоте, гомогенизировали с добавлением SOS охлаздешого этанола, и экстрагировали 16-13 ч на холоду. Спиртовой экстракт центрифугировали и упаривали до водного остатка, из которого после подкислекия до рН 2,0-2,5 двахдн экстрагировали АБК сернам эфиром. 'Метилирование АБК осуществляли диазометапом. Эфирную фракцию упаривали до сухого остатка и растворяли в небольшом количестве этанола. Со-дбргание АБК определят с помощью твердофазного вшунофер-ментного метода (Кудоярова- и др., 1838).

Повторность в пределах опыта при анализе устойчивости -6-кратная, при определении эндогенного содергания АБК -8-кратная. Каждый опыт проводили не менее 2-5 раз. Результаты •всех экспериментов обработаны статистически (Доспехов, 1879).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Закономерности варьирования устойчивости растений в период действия и в последействии высоких повреждающих температур

Динамику тепло- и холодоустойчивости растений изучали при высоких закаливающих и повреждающих температурах, значения которых были выбраны на основании предыдущих исследований (Дроздов и др., 1834; Титов, 1989). Результаты опытов показали, что рост теплоустойчивости растений (огурец, томат, пшеница, ячмень) происходит как при высоких закаливающих, так и в начальный период действия поврездащих температур (рис. 1). Однако, если в условиях теплового закаливания (40°) сформированный высокий уровень устойчивости растений достаточно долго (сутки) сохранялся неизменным, то при поврездащих температурах рост теплоустойчивости проростков носил лишь кратковременный характер. При увеличении экспозиции при поврездающих температурах, устойчивость проростков, достигнув максимальных значений, в дальнейшем снижалась.

Огурец Ячмень

58 ч , __ 1<0с о^ю-----о40* -

57 • /г ч4^2" /г

у \ 1

56

.--1-_1_1_^У._i_ 1 ■ ✓ . ..._

0 4 8 24 0 4

Зкспозмция

24

Рис.1. Динамика теплоустойчивости проростков огурца и ячменя при высоких закаливающей (40°) и поврездащих (42 а 44°) температурах

При возвращении проростков в оптимальные условия (23°) после кратковрэменяого (0,5-3 ч) воздействия на них высокой повреждающей температуры наблюдалось снижение теплоустойчивости (рис. 2). Прочем, этот процесс независимо от продолзси-тельности высокотемпературной предобработки носил одинаковый характер: уменьшение теплоустойчивости происходило не сразу, а по истечении определенного периода времени (4-24 ч).

Рис. 2. Дниамика теплоустойчивости проростков после действия высоких повреждающих температур

Экспозиция проростков огурца при 48°: 1 - 30 кин; 2 - 1 ч; 3 - 3 ч; экспозиция проростков ячменя при 42°: 1 - 30 мин; 2-1ч;3-2ч

Исходный уровень устой-

ячменя - 51,3'

о 4 8 ' 24 ' п Экспозиция при 23°, ч.

Полученные в этих опытах результаты были сопоставлены с данными по динамике теплоустойчивости растений после действия •высоких закаливающих температур, исследованной ранее (Акимова и др., 1992). Оказалось, что в отличие от ситуации с высокими повреждающими температурами, продолжительность воздействия закаливающей температуры существенно влияет на характер изменения теплоустойчивости растений после их переноса в обычные условия (23е)- В частности, если воздействие закаливающей температурой ошго кратковременным, и проростки не успевали достигнуть максимально возможной для данной температуры ус-

гойчивосги, го последняя продолжала увеличиваться и после изменения закаливающей температуры на физиологически нормальную (23°).

Таким образом,- результаты наших экспериментов свидетельствуют о существовании определенных различий в динамике теплоустойчивости растений как при действии, так и в последействии высоких закаливающих и повреждающих температур. Кроме того, установлено, что реакция растений на указанные температуры отличается и по холодоустойчивости (рис. 3). В частности, тепловое закаливание (38°) проростков огурца в течение суток не вызывало существенгога изменений в их холодоустойчивости, тогда как воздействие попрекдающих температур (44 и 48°) приводило к ее снижению. Холодоустойчивость ячменя в условиях высокой закаливающей температуря постепенно увеличивалась, а при повреждающей (42°) - не изменялась.

£ 12

«о °

= 5

г о

о с

-1

I - -2

Огурец ячмен!»

■ ----5 38*

---мг

! • / . J_ ..'..л____г ... 1

0 4 0 24 О

зксп0 5ицм9 , м.

24

п б,

.г—

Рис. з. Динамика холодоустойчивости проростков огурца и ячменя при высоких закаливающей (38е) и повреждающих (42, 44,

48°) температурах.

Совокупность обнаруженных различий феноменологического характера в реакции растений на действие закалпзащих а повреждающих температур позволила нам предположить существование различий и в механизмах, обеспечивающих рост теплоустойчивости в первом и во втором случаях.

Дополнительным доводом в пользу этого предположения стали результата опытов с комбинированным воздействием высоких повреждающих и закаливающих температур. Было установлено, что * при непродояаительном действии на проростки огурца е ячменя высокой товреадающей температура (43° х 3 ч и 42° х 2 ч, соответственно) их теплоустойчивость достигала максимально возможного для данних условий уровня (рис. 4). Однако, если в этот момент температуру воздуха изменяла с повреждающей на закаливающую, то теплоустойчивость проростков продолжала еще некоторое время увеличиваться, т.е. при последовательном действии на растения указанных температур их эффекты в отношения устойчивости частично суммировались. По всей вероятности, дополнительный прирост устойчивости растений, наблюдаемый в результате их переноса, из условий повреждающей температуры в условия закаливающей, происходит за счет подключения других механизмов, функционирующих, вероятно, только при закалке.

с_>

о

къ' Огурец 28е

Рис.4. Динамика теплоустойчивости проростков - ' огурца и ячменя при комбинированном действии высоких повреудаэщей (48, 42°) и закаливающей (38°) температур

Момент изменения темпера-

туры указан стрелкой.

О 4 8 24

ЗчСП05ЙЦИЯ,Ч

- II -

Учитывая литературные данные о том, что высокие закаливающие температуры индуцируют в клетках, растений появленнертрессовых (адаптивных) белков (Войников и др., 1984; Nover, 1984; Saclis, Но, 1986), а высокие повреждающие температуры, напротив, ограничивают их образование (AltschuJer, Jíascarenhas, 1932; Nagao, 1989; Hsieh et al., 1992), можно предположить, что основное отличие в механизмах повышения устойчивости при еысоких закаливающих температурах и в начальный период действия повреждающих температур состоит в способности растений синтезировать стрессовые (адаптивные) белки в первом случае и ее отсутствие во втором.

2. Исследование роли белоксинтезирущей системы в механизмах реакции растений на действие высоких закаливающих и поврездагадах температур

Для выяснения зависимости меаду процессом повышения устойчивости растений и активностью белокспнтезирувдеа системы при высоких закаливающих температурах и в начальный период действия высоких повреждающих температур мы использовали ин-гибиторный анализ, который в последние годы все шире применяется в экспериментах по температурному закаливанию растений (Дроздов и др., 1984; Титов, 1939). Установлено, что обработка проростков (огурец, пшеница, ячмень) ингибиторами транскрипции (АКТ) и трансляции на 80S рибосомах (ЦТ) в значительной степени препятствует повышению из устойчивости при закаливающих температурах (рис. Б). При высоких повреждающих температурах как АКТ, так и ЦТ не оказывали существенного влияния на устойчивость растений: теплоустойчивость проростков, предобработанных этими ингибиторами, была примерно такой же, как и у проростков контрольного варианта (без АКТ или ЦТ). Важно, что отмеченная нами закономерность сохранялась и в случае комбинированного действия высоких закаливавших и повреждающих температур на растения, предварительно обработанные ингибиторами белкового синтеза.

В отличие от ингибиторов» экзогенный цитокинин, который, как известно, активизирует в клетках биосинтез белка (Кулае-ва, 1978; Критенко, Тагов, 1890), заметно повышал адаптивные возможности растений (огурец, ячмень) при высоких закаливаю-

24 23 32 О Н

Э кспозици«

Рис. 5. Динамика теплоустойчивости проростков огурца при комбинированном действии внсоких закаливающей (38а) и повре:;-дакщей (48°) температур в присутствии АКТ (2,5 мг/л) или ЦТ (0,8 мг/л)

1 - контроль (без ингибиторов); 2 - АКТ; 3 - ЦТ. Момент изменения температуры указан стрелкой.

Рис. 6. Влияние БАЛ на теплоустойчивость проростков .огурца и ячменя ' при высоких закаливающей (38°) и поврездавдих (42, 44°) температурах

1 - закалка при 38° без БАН

2 - закалка при 38 с БАЛ

(i мг/л)

3 - воздействие температур

44° (огурец) и 42° (ячмень) без БАЛ

4 - воздействие температур

44° (огурец) и 42° (ячмень) с БАЛ (1 мг/л).

О к 8 lk Экспо5ии,и»,ч

цюс температурах. Так, благодаря горюну, теплоустойчивость клеток листьев после суточного воздействия температуры 38® была Ешве, чем у контрольных проростков (закалка без БАП) (рис. б). При высоких поврездавдпх температурах БАП не только не стимулировал процесс повышения теплоустойчивости растений, а наоборот, усиливал поврекдащее действие нагрева. В частности, прирост теплоустойчивости клеток листа по отзовэниэ к исходному уровню у проростков, обработанных перед температурным воздействием БАП, бал ншсе, чем у контрольных растений.

Такпм образом, результаты опытов с применением ингибиторов белкового синтеза и экзогенного цитокшина показали существование различной зависимости мекду процессом повышения устойчивости растений и активностью транскрапционно-тракаляционной системы меток при высоких закаливающих температурах и в начальный период действия поврэядаздих тэмпера-тур.

О неодинаковом вкладе бэлоксинтезпрующей система в формирование повншекной устойчивости растений при указанных температурах такг-:е свидетельствует результаты изучения полипептидного состава растворимых, белков методом одномерного электрофореза с последующей денситсметрией. Они показали, что тепловое закаливание растений (огурец, ячмень) сопровождалось усилением образования одних белков, подавлением - других и индукцией - новых, ранее отсутствующих полипептидов. Кроме того, установлено, что у ячменя в ходе теплового закаливания происходила замена одних индуцируемых белков на другиа, причем первые из них синтезировались уяе через 20 мин от начала теплового воздействия, а вторые - спустя несколько часов (табл.).

Анализ полипептидного состава белков листьев проростков, экспонированных при высоких повреадакщих температурах, показал, что рост теплоустойчивости клеток, наблюдаемый в первые часы высокотемпературного воздействия, происходил без существенных качественных изменений в белковом спектре.

Таблица. Динамика компонентного состава растворимых белков листьев проростков ячменя при высокой закаливающей (38е) и повреадавдей (42°) температурах

ММ белков, кД 23° Экспозиция при 38° , Ч Экспозиция при 42', ч

0,3 1 4 1 24 0,3| 1 2 4 7

14,5 1V 4 + + + + > + +++ + +

1 г 18 + т* + + + + + + + +-

21 — + ■н- — — - - - -

25 + + + . + + + + + ■

27 + + ■н- + +■ ++ + + + +

33-34 + + -н- + ++ ++ + + +

40 + + ++ -н- + ++ ++ + + +

71 + + + ++ + ++ + + +- +

74 - — — + + — — — — —

76 - - — + + — — ' — — -

78 + + + + + + ' + + + +

87 + + + + + + + + + +

Примечание: - отсутствие белка; +, ++, +++ присутствие белка в разных количествах; +- снижение содержания белка; ММ - " молекулярная масса, кД

Исходя из результатов, приведенные выше, мозио полагать, что при закаливающих температурах рост устойчивости растений в значительной мерз связан с новообразованием белков, и судя по литературным данным, стрессовых белков, тогда как при пов-регдаадих температурах он не связан с ним или связан, но в очень слабой степени. По всей видимости, во втором случае в клетках используются альтернативные (возможно, неспецнфотес-кне) пути увеличения устойчивости клеток к нагреву, не требу-Ещие изменения активности генома.

3. Исследование роли абсцизовой кислоты в механизмах реакции растений на действие высоких закаливающих и повревдащнх температур

Из полученных нами и литературных данных следует, что основное различие в механизмах повышения устойчивости расте-. ний в условиях теплового закаливания и в начальный период действия высоких повреждающих температур основано на способности клеток синтезировать при этих температурах стрессовые белки. Вместе с тем, в опытах с комбинированным воздействием высоких повреждающих и закаливающих температур мы обнаружили

лишь частичное суммирование ж. эффектов в отношении теплоустойчивости проростков, что говорит о наличии как различных, так и общих элементов в реакциях, участвующих в развитии устойчивости клеток к прогреву з первом к во второе случаях. Мы предположили, что в качестве одного из связухщих звеньев в данном случае иозет выступать гормональная система, а точнее, один из ее компонентов -' АБК.

Изучение динамики содержания эндогенной АПК показало, что повышение теплоустойчивости проростков огурца и ячменя при действии на гак закализаЕпщх и повреждающих температур сопровождается значительными измененная концентрации исследуемого гормона в тканях листьев (рис. 7). В частности, уро-вонь свободной абк резко увеличивался в перэне часа тепллвого закаливания проростков огурца, а затем постепенно снзяался до исходных значений. Позрехдащие температуры такке вызывали в начальный период рост содержания АБК в тканях листьев огурца. Однако -с увеличением продолжительности воздействия уровень гормона, достигнув максимума,- в дальнейшем не изменялся. В тканях листьев проростков ячменя концентрация АЕК постепенно возрастала как в условиях закаливающей, так и повреждающей температур.

. Следовательно, по характеру изменения уровня эндогенной АБК реакция растений в начальный период действия высокой закаливающей и поврездаюцей тегшератур была сходной: в обоих случаях наблюдался бгсзрнй рост количества свободной АЕК.

о, другой стороны, обработка растений АБК положительно влияла на их теплоустойчивость как при высоких закаливающих, так и повреждающих температурах (рис. 8). Во всех случаях уровень устойчивости клеток листа к прогреву у проростков. обработанных гормоном, значительно ■ превышал таковой у контрольных растений (без АБК). Следовательно, экзогенная АБК способствует дополнительному приросту теплоустойчивости проростков и при закаливающих температурах, вддуцируадах образование стрессовых белков, я щш давреддзяаргк температурах, которые не вызывают существенных изменений в пояшптвдеом ' составе белков. Учитывая это, представляется весьма вероятным, что защитный з®ект гормона проявляется в обол случаям на через аддукции илн стимулирование синтеза стреосойп белюуа.

24 0 3 Зкспйъици я , ч

Рис. 7. Динамика содержания АБК в листьях проростков огурца и ячменя при действии высоких закаливающей (38°) и повреждающих (42, 48, 50") температур

Й 58

о _ ^

¡5 ^

51

2 с II

56

Опреи. Ячмень

. ^ \

. 1. ж 1 ■ ■ ■

24 0

53

51

5Е—

£ £

Ж *

о ну

24

. Рис. 8. Влияние АБК на теплоустойчивость проростков огурца и ячменя при закаливающей и повреждающей температурах

1 - закалка при 38° баз АБК

2 - закалка при 38° с АБК (Ю~4 М)

3 - воздействие температур 44° (огурец) и 42»

(ячмень) без АБК

4 - воздействие температур 44° (огурец) и.42°

(ячмень) с АБК (10-4 И).

а главным образом,благодаря повышению общей (неспецифической) устойчивости растений, т.е. через физиологические механизмы, не требующие изменения активности генома.

Таким образом, наряду с явными отличиями в реакции растений на действие высоких закаливающих и повреждающих температур имеются и элементы общего (неспецифического) реагирования, которые проявляются, в частности, в том, что в тканях листьев в начальный период происходит интенсивное накопление свободной АБК.

шведа

1. Увеличение теплоустойчивости растений (огурец, томат, пшеница, ячмень) может происходить не только под влиянием высоких закаливающих, но и повреждающих температур. Однако во втором случае этот процесс имеет кратковременный характер: повкшение теплоустойчивости в начальный период действия повреждающих температур сменяется в дальнейшем ее. снижением.

2. Эффекты высоких закаливающих и повреждающих температур в отношении теплоустойчивости растений (огурец, ячмень) отличаются не только в период действия, но и в последействии. Кроме того, отмечено, что высокие закаливающие и повреждающие температуры оказывают разное влияние на холодоустойчивость изученных растений.

3. Последовательное действие на растения (огурец, ячмень) повреждающих и закаливающих температур приводит к частичному суммированию их эффектов в отношении теплоустойчивости.

4. Подавление биосинтеза белка с помощью специфических ингибиторов синтеза РНК (АКТ) я белка (ЦТ) препятствует увеличению теплоустойчивости растений (огурец, пшеница, ячмень) в условиях закаливающей температуры и не- влияет на этот процесс при действии повреждающих температур.

5. Стимуляция биосинтеза белка с помощью экзогенного ци-токинина (ВАЛ) положительно отражается на процессе повышения устойчивости растений (огурец, ячмень) при закаливающих температурах и отрицательно - в случае действия повреждающих температур.

6. При высоких закаливающих температурах рост устойчивости растений (огурец, ячмень) сопровождается синтезом в листьях новых полшептвдов, в то время как увеличение устойчивости в начальный период действия высоких поврезданвдих температур происходит без существенных качественных изменений в спектре синтезируемых белков.

7. Под влиянием высоких закаливающих и повреждающих температур в листьях растений (огурец, ячмень) происходит резкое увеличение содержания свободной АБК, особенно выраженное в

• начальный период действия неблагоприятной температуры. С другой стороны, предобработка растений экзогенной АБК положительно влияет на их теплоустойчивость независимо от интенсивности действующей температуры (закаливающая или повреждающая). Полученные результаты указывают на активное участие данного гормона в защитных реакциях растений, испытывающих воздействие неблагоприятных температур разной интенсивности.

8. Совокупность полученных экспериментальных данных позволяет сделать вывод о наличии существенных различий в механизмах повышения теплоустойчивости при действии на растения высоких • закаливающих н повреждающих температур. На наш взгляд, увеличение устойчивости в первом случае контролируется главным образом через механизм индуцированного синтеза стрессовых белков, тогда как во втором - не связано с ним. Судя по всему, основной вклад в развитие теплоустойчивости при поврездажщих температурах вносят различные неспецифические реакции физиологического характера, и в частности, возрастание в тканях растений содержания свободной АБК.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО Ш£Е ДИССЕРТАЦИИ

1. Тошшева Л.В., Акимова Т.В., Титов А.Ф. Динамика теплоустойчивости растений при высоких повреждающих температурах // Тез. докл. Республиканской конф. молодых ученых, специалистов и студентов ^Актуальные проблемы биологии и рациональное природопользование". Петрозаводск, 1090, С. 104-105.

2. Акимова Т.В., Титов А.Ф., Топчиева Л.В. Изучение динамики теплоустойчивости растений при высоких повреждающих температурах и в их последействии // влияние внешних факторов на устойчивость, рост и развитие растений. Петрозаводск: Изд-ВО КНЦ РАН, 1892. С. 6-1?.

_3. Топчиева Л.В., Титов А.Ф., Акимова Т.В. Эффекты комбинированного действия высоких закаливающих и повреждающих температур на устойчивость растений // Биологические исследования растительных и животных систем. Петрозаводск: Изд-во

ЩЦ РАН , 1992. С. 24-31.

4. Топчиева Л.В. О механизмах повышения устойчивости растений при закаливающих и повреждающих температурах // Тез. докл. мол. конф. ботаников стран СПГ "Актуальные проблемы бо-.тагогки". Апатиты, 1993. О. 93-94.

5. Топчиева Л.В. Динамика содержания эндогенных АБК и МУК»в листьях проростков огурца при действии высоких закаливающих и повреждающих температур // Там ке. С. 94-95.

6. Акимова Г.В., Топчиева Л.В, Изучение механизмов увеличения -устойчивости при еысокех закаливающих и поввеадавщих температурах'// Тез. докл. 3 сьезда ВОФР. Спб., 1993. Вып. 5.

7. Акимова Т.В., Топчиева Л.В., Таланова В.В., Тагов А.®. Влияние высоких температур разной .интенсивности на содержание фятогормонов в листьях ячменя и огурца // Тез. докл. 2-й конф. "Регуляторы роста и развитие гастений*. Ы., 1993. Ч. 1. С. 4. *

8. Акимова Т.В., Титов А.Ф., Топчиева Л.В. Сравнительное изучение реакции растений на действие высоких закаливающих и позреадающргх температур // Физиология растений. 1994. Т. 41. Вып. 3. С. 381-385: