Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Восстановительные свойства генотипов озимой пшеницы после водного стресса

ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Восстановительные свойства генотипов озимой пшеницы после водного стресса"

АКАДЕМ1Я НАУК УКРА1НИ 1НСТИТУТ Ф13ЮЛ0ГИ РОСЛИН I ГЕНЕТИКИ

На правах рукопису

ОЛЬШЕВСЬКА Наталия В!ктор1Вна

В1ДНОВН1 ВЛАСТИВОСТ1 ГЕНОТИП1В 03HM0Ï ПШЕНИЦ1 П1СЛЯ ВОДНОГО СТРЕСУ

03.00.12 — фЫолопя рослин

АВТОРЕФЕРАТ дисертацп на здобуття вченого ступеня кандидата б!олопчних наук

КиТв - 1994

Лйсертацхев в рукопис.

Робота вихокаяз j BÍ.zu¡ÍJti фх 3Ío.iQrij водного режиму 1нституту ф13!олог11 рослин i генетики АН Украхни

НаукоБий керхвник: доктор бхологочнкх наук, професор -Ш'<А1ЪЮ 1ван Григорович

OíiuitSHi опоненти: доктор б10Л0гхчних наук, професор ШИЯ Андрхй Васильевич кандидат бхологхчних наук Í3AHEK Галина Вхкторхвна

Пров1дна органхзацхя; Украхнський державний аграрний ун1верситет, к.Кихв

Захист^исертацхх вхдбудеться " /X" 1994 року

в "¡Л- годин на saoiflaHHi спецхалхзованэх вчено! ради Д 015.57.01 по эахисту дисертацхй на здойуття вченого ступени доктора наук при 1нститутх фхзхолог11 рос„-ин i генетики АН Украхни за адресов: 252С22, Кихв-22, ауд.Засиль-ивська, 31/Г7.

3 дисертацхео можна ознайокитися у бхблхотецх 1иституту $Í3Íojorix рослин i генетики АН Украхни.

Автореферат розхсланий " ^6 V¿¿-^19року.

Вчений секретар

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальность пооблеми. Втрати врожаю важдив1ших с1льсьиюгосподар-ських культур внасл1док несприятливих умов п1д час вегетацП сяга-ють значних розм1р1в. Третя частина орних земель в св1т1 недостат-ньо або HepiBHOMipHO зайезпечуеться вологою внасл1док частих 1 Сабо) тривалих посух, як1 в окрем1 роки спричиняють р1зкэ зниження продук-тивност1 зернових та 1нших культур (Жученко, 1983). Внасл1док дП несприятливих фактор1в рослини не повн!стю реал1зують св1й гене-тичний потенцхал. Тому одним з важливих завдань с!льськогосподар-ського виробництва е стаб1л1зац1я землероОства, яка повинна заОез-печити зменшення негативного впливу на рослини посухи та 1нших несприятливих умов навколишнього середовиша. .

Зменшенню втрат в1д посухи сприяе впровадження у виробництво по-сухост1йких сорт1в. Эавдяки усгнхам селекцН досягнуто эначного росту врожайност1 пшениЩ в ycix реПонах св1ту. Проте пхдвищення по-сухост1йкост1 валко поеднати 1з зб1льгоенням продуктивность Тому виникае необх1дн!сть дальшого поглиблення досл1джень ст1йкост1 рос-лин до водного стресу, зокрема Тх водного режиму, пошук1в ф1з1оло-Пчних ознак, що дають об'ективну 1нформац1ю протягом вегетад1йно-го пер1оду про внутр1шн1й стан орган1зму та його властивост1, як1 эумовлюють високий р!вень продукц!йного процесу.

В багатьох лабораториях свхту ведуться досл1дження, спрямован1 на э'ясуваиня причин та механ1зм1в д1Т стрес1в. Разом з тим, ступ1нь пошкодження i ст!йкост1 сорт!в, нових лШй I форм зернових культур, щр визначагться за Ф1з1олог1чними та 0Юх1м1чними параметрами, вивчен! те недостатньо. Отримання таких даних е духе важливим в зв'язку ia створенням сорт!в з ефективним типом використання вологи для посушшвих perioHiB крайни,

Вплив стресових умов на рослини висв!тлювався в л!тератур1 (Максимов, 1944, Генкель, 1946, Алексеев, 1948, Пет1нов, 1959, Гусев, 1959, Жолкевич, 1968, Альтергот, 1969, Шматько, 1974, Кушниренко, 1975, Слухай, 1974, Проценко, Мус1енко, Кириченко, Славний, 1975, Капля, 1989, Levitt, 1972, Hsiao, 1973, Turner, Begg, 1981, Kramer, 1083).Проте, мало уваги выводилось проблем1 реал1зац11 в1д-новних властивостей досл1джуваних об'ект1в, у пЮлястресовий nepi-од, у,оч saxiiCHi реакцП еже в цей пср!од в гшачн!й Mipi вумовлю-

- г -

ють адаптаЩйну здатн!сть. Досл1дженна в!дновних властивостей часто проводились без урахувашт (51олоПчних особливостей сорту. Тому вивчення д!1 та ШслядП водного стресу на х1д ф1з!олог1чних процесс в онтогенез1 рослин р1зних генотип1в е актуальною проблемою. Мота 1 заЕланнд. Мета роботи полагала у вивченн1 в!диовних власти-восте» генотип!б озимо! пшениц! в онтогенез! п!сля дП водного стресу.

При цьому виконувалнсъ такх эавдалня:

з'ясувати генотипов1 в!дм!нност! сорпв озимо! пшениц! в швид-кост! та 1нтенсиЕност! в!дковних процес1п п1сля дп водного стресу; вивчити особливост! водного 0См1ну рослин у в!дновний пер!од; визначити в цей же перЮд р!вн! фотосинтезу 1 дихашш гекотип!в пшениц!, щр в!дзначаються р1зною ст1йк1стю до дП водного стресу;

з'ясуЕаги зв'язок ввидкост1 та 1нтенсивност1 процес1в в!дновлен-ня з продуктивнЮтю досл!джуваних генотиШв.

Наукова новизна роботи. Встановдено генотипов1 в1дм!нност1 за йвид-К1стю та 1нтенсивн!стю в1дновлення ф!з!олог1чних процес1в п1сля водного стресу у рагёонованих та нови перспек-пгаих сорт1в пшениц1. З'ясовано, цо так1 в1дм1шюст1 1снують на ранн!х ! з0ер1гаютьсп на п!зн1ших станах росту 1 розвитку рослин. Показано, що досл!джуван! параметра найб!льш повно характеризуют реакц!и генотиШв на стрес. Практична ц!нн!сть. Всталовлен! для р1з:шх генотнШв ступен1 овод-вення стеСлових меристем, за ягах припнняються м!този у в!дновний перЮд п1слл водного стресу. З'ясовая! особливост! водооОм!ну, р!в-н! 1ктенсивност1 фотосинтезу ! дихання, зм!ни в структур! врожая в зв'язку а д1ею та п!сллд!ею водного стресу. Досл1дгкуван! парамет-ри рекомендовано використовувати для характеристики адаптаЩйко! здатност! генотип!в в умовах посухя та п!сля II д!1. Апробашя роботи. Основн! положения дисертац!! допов1дались на 2 Кон-фсринц!! молодих досл!дник!в (Ки1в, 1982), 2 Делегатському з'1зд1 ф1з1олог1в рослин Укра'Ши (Ки!в, 1093), об'еднанному науковому се-м!нар! в!дд!л!в Гнституту ф!з!олог!1 рослин 1 генетики АН УкраТни (1093).

Полояоння. винесен! на захиот. Генотипова спеш;ф!чн1сть гЛдновних властивостей 1снуе вже на ранШх ! збер1гастьса на ШзнИинх еталах онтогенезу рослин. б зв'язок м1ж припиненпям 1 початком м!тоз1в ! Еодозабезпечешшм стеблових меристем р!знях генотип!в озимо! пшени-ц1. Характер в1дновних процес!в е одн!ею а властивостей, як! визна-

чають реакц1ю генотипу на стрес. В1дм1нност1 м1х генотипами у виновник перЮд п1сля стресу були у р1вн1 водообмШу, м1тотичн1й активное^, бХоелектричШй реакц11, 1нтенсипност1 фотосинтезу 1 ди-хання, структур1 врояаю.

Публ1кацП. За матер!алами дисертацЦ опубликовано 3 роботи, 1 подана до друку.

Структура та об'ем поботи, Дисертащя склздаеться а вступу, л1тера-турного огляду, опису матер1ал1в та метод1в доелгдження, чотирьох розд!л1в експериментально! частини, узагальнення, buchobkíb, списку л1тератури, який м1стить 180 назв, в тому числ1 53 заруб!жних, 1 до-датку, шо склздаеться з 22 таолиць та 1 ыалюнку. Робота викладена на 182 CTopíнках друкованого тексту 1 мЮтить 14 таблнць та 30 мзлюкк1в.

ОБ-еКТИ Г МЕТОДИ Д0СЛ1ДЖЕННЯ

Пров1дно» зерновою культурою, яка займас одне э перших м1сць у cbíтовому с1льськогосподарському виробництв!, е пшениця. Бона представлена великою к!льк!стю сорт1в. Висока пластичн1сть дозволяв ви-роиувати 'Í1 у р1эних грунтово-кл1матичних зонах. Ми вибрали об'ек-тами досл!дження сорти озимо! пшениц!, як! характеризувться р!зним ступеней посухост1йкост1, зокрема: ст1йк1 - Одеська 117, Альбатрос одеський степового екотипу, менш ст1йк1 - Лютесценс 7, Мирон1всь-ка 61 1 слабост!йк1 - Пол1ська 87, Б1лоцерк!вська 47, Збруч л1со-степового екотипу.

Зм1ни, шо в1дбувались у рослинному орган1зм! п1д впливом стресо-вих умов, 1 йога в1дновну здатн1сть вивчали в лабораториях та веге-тац1йних досл1дах на початкових та 1наих етапах онтогенезу oO'sktIb.

Глибина водного стресу зм1к»вались у широкому д1апазон1 залеашо в1д тривалост! посуиливого пер!оду - в1д 24-43 годин до 7-ю д1б. При проведенн1 експеримент1в об'екти, шо дссл!длсувались, п1ддавались дП пряного водного стресу, який створювали припиненням поливу, afio |.юделяв2ди воднкй стрес внесениям у пошвну сун1ш пал1етиленгдикола (ПЕГ-20 ООО). Для визчеппя в1дповнил властивостей стрес 8н1мали по-коЕленням поливу ейо перенесениям рослин у оптшальп1 умови 1снуваиня.

При анал1зах у лабораторних досл1дах використопували або ц1лу рсслину, або 1-3 листки, у вегетац1йтк досл1дах - Флаг та п1д-флаг листки, в яких визначали:

1) оводненил .чистя - висушуванням роелннного матер!алу при 105 С до

постШю! маси;

2) 1нтснсивн1сть трансп!рац!1 - методом 1ванова з сп1в. (1950);

3) ьодний деф1цит листя - методом Штокера-Л!тв!нова (1951);

4) осмстичний тиск соку з листя - кр!оскоп1чним методом (Кармадонов,

1986);

Б) бЮелектричну активн!сть - методом 1мпульсного непошкоджуючого температурного впливу на рослинну тканину (Стадн1к, БоОерський, 1079);

6) концонтрацИо п1гмент1в - спектрофотометричним методом (Шматько та 1н., 1076).

Газометричн1 досл1дження виконували у В1дд1л1 ф1з!олог11 та еко-лог11 фотосинтезу 1нституту ф1з1олог1Т рослин 1 генетики АН УкраТни а використанням газоанал!затору ОА 5501 1 листово1 камери (Голик,

1987).

Масу 1000 нас1нин визначали аг1дно ГОСТу 10842-89. РеестраШю температури, в1дяосно1 вологост1 пов1тря, 1нтенсивнос-т1 сонячно1 рад1ад11 проводили з допомогою стандартних метеоролоПч-них прилад1в. Статистичну обробку отриманих даних зд!йснювали з використанням ЕОМ ([ванов, Погорелюк, 1990).

РЕЗУЛЬТАТИ ТА IX ОБГОВОРЕННЯ

1. ЗалежШсть ведичини м!тотичного !ндексу стеблових меристем 1

росгово! реаииП озимоI пшениц! в1д водозабезпечення Регуляц!я водного обм1ну рослин пов'язана з заОезпеченням вологога кл1тин 1 тканин 1 р!внем ф1з1олог1чних процес1в, що лежать в основ1 формування кл1тинних структур 1 эумовлюють онтогенетичний розвиток цШсного орган1зму.

В окрем1 пер!оди вегегадП, коли в1дносна волопсть пов!тря 1 запаси продуктивно! вологи в орному шар! грунту сильно зменшуються, проростки с1льськогосподарських культур, зокрема озимо! пшениц!, П1-сля пос1ву терплять в1д посухи. Тому особливого значения набувамть досл1дкення д11 1, особливо, п!слядП водного стресу на рослинний орган! зм.

З'ясовано, то бм!ст води в тканинах стеблових меристем рослин вс1х сорт1в, як1 вирошувались в оптимапьних умовах вологозабезпе-чення, складав 86-89Х. При дП водного стресу в1дм1чено поступопе зниження оводнення тканин. За 24 години збезводпення вм!ст води в

тканинах пагону зменшився до 83% у сорту Одеська 117 та Лютосценс 7, до бОХ у сорту Б1лоцэрк1вська 47 1 55Х у сорту Збруч. Зниження оводн^ння тканин при д!1 зростаичого водного стресу приводило до эменшення величини м1тотичного 1ндексу.

СШвставлення эначень м1тотичного 1ндексу та р!вн1в оводнення тканин вказуе на !снування взаемозв'язку м1ж к!льк!стю кл1тин, шр д1ляться, 1 вологЮтю меристеми. Встановлена пряма занежнЮть м!ж цими параметрами; коеф1ц1ент кореляцП складав 0,83 - 0,97.

В1дм1нност1 в реакцП меристем на збезводнення Сули 1 в тому, що останн1 м1този заф1ксован! у сорту Збруч через 15 годин дП водного стресу, у сорту Б1лоцерк1вська 47 - через 18 годин, а у сорт1в Одеська 117 1 Лютесценс 7, як1 в1дзначаються вищою ст1йк1стю до по-сухи, - лише через 21 годину стресово! д11.

Вивчення впливу водозасезпечення на в1дновн1 властивост! стебло-во1 меристеми р1зних за посухост1йк1стю сорт1в озимо! пшениц1 показало,- шр в1дновлення нормального водопостачаяня приводить до виходу проростк1в з стану спокою. Так, перш! кл1тини в м1тоз1 спостер1гали у сорт1в Одеська 117 та Лютесценс 7 через 8 годин п!сля поновлення поливу, у сорту Б1лоцерк1вська 47 - через 10 годин 1 у сорту Збруч - через 12 годин (рис.1). Повне Ыдновлення м1тоз1в в1д0увалось через 24 години п1сля рег!дратацП в ус1х генотитв, ио дослджувалися.

М1ж к1льк1стю кл!тин, ор вступили в м1тоэ,! оводненням стеблово! меристеми при в1дновленн1, як 1 при вростагачому водному стрес1, мала м1сце пряма кореляЩйна залежн1сть, коеф1ц1ент якоТ в середньому складав 0,9, щр Шдтверджуе обумовлен!сть процес1в прол1ферад11 вод-ним статусом кл1тш!и.

В1дм1нност1 у швидкост1 в!дновлення м!тотично! активност1 пов'я-зан! з тнм, сз кл1тини стеблово1 меристеми посухост1йк1ших сорт!в шввдше гиходять з стану спокою п!сля припинення д!Т стресового £»ак-тору, н1ж ГЛ1ТИНИ сорт!в, мена ст!йких до дП зОезводиеннп.

Вивчення динам1ки м1тотячного 1ндетеу кл1тин пагоШв озимо! пшениц!, що подавались частковому вбезводненню, в пер1од рег1дратац11 «оказало, сю виновна здатн1сть стеОловнх меристем виязилась силь-Шигаю у б1лыи ст1йких сорт1в (Одосыса 117, Лютосцонс 7), н!н у меиа ст1йких (Збруч, Б1лоцерк!вська 47). Вкявлеп! генотипов! в1ди1шюст1 дозволпить передбачити наявнЮть специф!чноТ рсетШ прол1ферупчо1 снстечн сорт!к на д!ю та пЮВДШ водного стресу.

- в -

ми

ТриваяЮть в!дновленкя, годики

Рис.1 В1дновлення величин« м1тотичного 1ндексу (X) сорт1в озимс

пшениц1 Шсля поновлення поливу

Одеська 117: в контроль, о дослЩ;

Яятесцепс 7: в контроль, и досл1д;

Б1лоцерк1вська 47: I контроль, ф досл1д;

Збруч: А контроль, л досл!д.

2. Р1вень водообм1ну генотип1в озимо! пшениц1 п1сля Д1Т водного стресу.

1нтенсивн1сть в1днавних процес!в мае важливе значения для виии-вания рослин пшениц1 п1сля стресово! д1!, В1дновлення фушоЦонуван-ия систем живо! кл1тиви у рослин досл1дкувалих сорт1в в!дбувадось з р1зною 1нтенсивн1стю.

1снування генотипових в1дм1нностей в1дновления ф1аЮлог1чних про-цес!в п1сля водного стресу на початку онтогенезу рослин було вир1ие-но перев1рити 1 на 1нших етаяах 1х росту 1 розвитку.

Вивчення особливостей дП тимчасово! гсунтово! посухи на озиму пшеница р1зно! посухост1йкост1, показало, ко динам1ка водного деф1-диту (БД) рослин стенового 1 дЮостопового екотишв мае аналоПчний характер: при зросташ! стресу в1дбуваеться аб1льшення ВД. Причому ВД слабост1йких да д11 посухи сорт1в був 01льшим, н1х ст1йких. Так, величина ВД посухост1йкого сорту Альбатрос одеський склад ала &2Х, а ненш ст1йкого сорту Мирон1вська 61 - 26Х. Припинення д11 стресу су-проводжувагось поступовим зменшенням величйии ВД (рис.2).

2 Ь 6 8 ТривалЮть в!дновленкя, доби

Ркс.е Дкнгм1ка водного де$1цоту (X) дистя ссрт1з озимо! пкзешц1 у В1ДНОВВИЙ перЮд

Альбатрос одесыдай: ® шпрозь, о досл1д; Мирон1всм«1 61: & контроль, Д досл1д,-

- а -

В рослинах посухост1йких сорт1в п1сля поновлення поливу ВД змен-шувався швидше. Так, у посухост1йкого сорту Альбатрос одеський п1с-ля эняття водного 'стресу ВД досяг контрольного р1вня на 4 доОу, в той час, як менш ст1йкого сорту Мирон1вська 61 - лише на 0.

Водний стрес викликав зменшення оводнення флагових листк1в ус1х сорт1в озимо! пшениц!, але при цьому виявлено деяк1 генотипов1 осо-

0ливост1.

В умовах наших експеримент1в оводнення листа посухост1йких сор-т1в Одеська 117, АльОатрос одеський в норм1 Оуло девд нижчим, н1ж слабост1йких ПолЮька 87, Б1лоцерк1вська 47, Збруч. П1д впливом посухи ст1йк1 сорти пов!льн1ше втрачали вологу, н1ж менш ст1йк1. Це пов'язано з залежнЮтю водозатримно! эдатност1 тканин не т1льки в1д иапруяення стресу, але 1 и1д генетичних особливостей рослин озимоI пшениц1.

Припинення стресу приводило до зб!льшення оводнення листя. Так, оводнення флаг-листка рослин сорту Одеська 117 досягло контрольного р1вня на 4 добу виновного перЮду, а у сорт1в Збруч 1 Полюька 87 - на б.

В л1тератур1 е в1домост1 про в1дсутн1сть т1сно! кореляцП м1» оводненням 1 ВД листя. Проте в наших досл1дах така коредяц1я 1сну-вала (табл.1).

Таблица 1. КоефЩ1енти кореляцП м1к оводненням та ВД флаг-листов озимо! пшениц!

На водний баланс генотипхь пшениц! впливае трансп1рад1я, оск1ль-ки Шдвшцення 11 1нтенсивност1 приводить до виникнення ВД, який по-рушуе х!д ф1з!олог1чних ! 0Юх1м1чних процес!в, внасл!док чого зни-

Сорт

г ± тг, Ь

Одеська 117 АльОатрос одеський Лотесценс 7 Мирон1вська 61 Збруч

Б1лоцерк!вська 47 Пол1ська 87

- 0,976 ± 0,24, 4,0

- 0,918 ± 0,21, 4,2

- 0,859 ± 0,17, 6,0

- 0,861 ±0,11, 7,1

- 0,675 ± 0,12, 7,5

- 0,749 ± 0,14, 5,2

- 0,785 ± 0,16, 4,4

- 9 -

дуеться загальна продуктивн1сть рослин.

П1д впливом посухи 1нтенсивн1сть трансп1радП (ГТ) вс1х досл1д-жуваних генотиШв падала i знаходилась у межах 0,015 -0,024 гм"2^"1 В1дновлення р1вня трансп1рац1! мало однотиповий характер у во1х сор-т1в: п!сля поновлення поливу в1дбувалось II зростання. Вже через добу п1сля зняття стресу IT посухост1йкого сорту Одеська 117 з01льши-лась на 0,009 гм~2с_1, а у менз ст1йких сорт!в Збруч 1 Пол1ська 87 - па 0,005 1 0,002 гм"2с-1, в1дпов1дно. На 5 добу виновного neplo-ду IT сорту Одеська 117 досягла р1вня контролю, а слабост1йких до дп посухн сорт1в ПолЮька 87 1 Збруч не в1дновилась навП'ь на 9 добу п1сля зняття стресу 1 складала в1дпов1дно" 76 1 86Í до контроля.

На порушення в кл!тинах 1 пов'язан1 з ними зм1ни у водному балап-ci рослин у несприятливих умовах водозабезпечешш вказують величин« осмотичного тиску (ОТ)соку 3 листя.

Зб1львення тривалост1 стресово1 д11 приводило до п1двиа,ення значень ОТ. Цей ефект спостер1гався як у ст!йких, так 1 у слабост1йких до д11 водного стресу сорт1в.

Шсля поновлення полипу в1дбувалось поступове зниження ОТ до р1в~ ия контроля. Величини ОТ листя сорт1В Одеська 117, Лютесценс 7, Б1ло-церк1вська 47, як! вирощупались у нормальних умовах вологозабезпечен-ня, були близькими 1 lcTOTHO не зм1нювались. У в1днобний пер1од сорт Одеська 117 за величиною ОТ соку листя досяг р1вня контролю на 3 добу п1сля поновлення поливу, в лист1 сорту Б1лоцерк1вська 47 нав1ть на 7 добу в1дновного перЮду осмотичний тиск складав 128% по в1днокенню до контролю. Величини ОТ контрольних 1 досл1дних рослин сорту Лютесценс 7 эр1внялись на 3 добу виновного перЮду, але пот1м значения цього параметру знову зб1лыпилась 1 складала IÍ7X до контролю.

Результати, отриман! на 1пиих генотипах, св1дчать про значну за-тримку Ыдиовлення величини ОТ соку э листя до початкового р!вня мени ст1йкими сортами озимо! шюннЩ.

0собливост1 в1дновлелпя 1нтенсивност1 водообм!ну генот:ш!в озимо! пшениц1 полягали в тому, шо досягнення контрольного р1вня у посухост1йких сорт1в Альбатрос одеський 1 Одеська 117 в1дбуваиось на 3-4 добу виновного пер1оду, у середньост1йких сорт1в - Лютесценс 7 та Мирон1вська 61 - на 5-9 добу, а у слабост1йких сорт1в Б1лоцерк1вська 47, Пол1ська 87 1 Збруч - на 7-В добу, або не в1д-бувалось взагал1.

В1д ступеня пошкоджуючо! д1! стресу Ictotho залежить виникненкя

1 проведения поверхневих б1оштенц1ал1в. Вивчення дП та п1оляд11 водного стресу на росдини генотиШв озимо! пшениц1 а р1зною посу-хост1йк1отю показало, що при максимально тривалост1 стресово! д1! С1оелектрична активнють (БЕА) росдин сорту Лютесценс 7 зросла на 28,8 мВ у пор1внянн1 з контролем 1 склада 70,? мВ, а БЕА листа рослин сорту Б1лоцерк1вська 47 - аменшилась на 14,9 мВ 1 склада 24,8 мВ.

В1дм1нност1 м1ж досл1джуваними сортами виявлено не т!льки в ре-акцП на водний стрес, аде 1 у в1дновний 1ер1од. Так, вже через 12 годин п1сля аняття стресу, величина БЕА сл:йк1шого до д11 посухи сорту Лютесценс 7 досягла р1вня контролю, в той час як цей параметр у менш ст1Йкого сорту Б1лоцерк1вська 47 в1дковлювався вначно пов1дь н1ше 1 досягла контрольного р1вня лише через 24 години п1сля припи-нення стресово! дП (рис.3).

•БЕК "В

* ТривазЮть Ыдновдення, години

Рис.3 ДинагЛка б1оедектркчко1 шстшзкост1 (мЗ) листя ссрт1в сзиыо!

пи9ниц1 у в1днобнйй пер1од

Лютесценс 7: 1 - контроль, 2 - досл1д;

Б1лоцерк1ЕСъка 47: 3 - контроль, 4 - досл!д.

Таким чином, за реакц1ев на стрес I вдатн1стю да в1днавдення 61-оелектрично! активносИ, що порушена водним стресом, виявлена 1стот-на р1зниця м!к генотипами: БЕА ст1йк1шого сорту Шдвишувалась п1д впливом стресу, а у слабост1йкого вменшувалась. У ст1йк1шого сорту зйачно швидае в1дновл»валась БЕА листя, Н1ж у слабост1йкого.

3. Особливост1 в1днавлення фотосинтезу 1 дихання генотип1в озимо! пшениц1 п1сля д1! водного стресу Досд1дження фотосинтезу при використанШ в селекцП форм, сорт1в 1 гибрид1в, то кснтрастн1 за продуктивней та ст1йк!стю до неспри-ятливих умов вирощування, на основ! з'ясувалня механ1зм1в 1нтеграц1! фотосинтезу з 1ниими ф!з1шюг1чнши процесами в рослин1, е актуадь-ним напрямком стресово! ф!тоф1з1олог!1.

Роакц1я генотип1в огммо1 пшениЩ з р1зяою посухост1йк1стга на д!ю грунтово! посухи в фаз1 колос1ння-цв1т1ння мала аналоПчний характер: спостер1галось р!зке 1нг1бування 1нтенсивност1 фотосинтезу.

Так, грунтова посуха значно зменшила поглинання со-г у сорт1в 51-лоцерк1вська 47 1 Одеська 117, яке складало 10 1 4Х по в1дношешм до контроля, в1дпов1дно (тасл.2).

Таблиця 2. ГнтенсивнЮть фотосинтезу рослин озимо! пшениШ при р!зному водозаОезпеченн! *

Сорт ГнтенсивнЮть фотосинтезу, мг С0г/дм2г

18,95 ± 1,06

Одеська 117

0,78 t 0,045 ■

22,08 ± 0,23

Б1лоцерк1вська 47

2,30 ± 0,11

* з чисельнику - контроль (волоПсть грунту 602 ПВ),

в знаменнику - досл1д (волоПсть грунту 30% ПВ) Вже на 3-ю доОу п1сля зняття стресу в1дбувалссь зб1льшення 1н-тенсивност1 поглинання СОг, яке складало 77% у сорту Б1лоцерк1всь-ка 47 1 85* у сорту Одеська 117 (рис.4). На 5 добу.за величиною

Рис.4 Динам1ка 1нтенсивност1 фотосинтезу сорт1в озимо! пшениц! у в1дновний пер!од

Одеська 117 в ; Б1лоцерк1вська 47 а .

цього параметру обидва сорти перевишували р1вонь-контролю. Лла у мена ст 1 йкого сорту пшониц1 Б!лоцерк1 вська 47 на зак!нчення эксперименту спостер1гадось значне (32Х) зменвдния 1птенснвгюст1 фотосинтезу.

Визначення* парзмотр1в водообм1ну показало, шр ВЛ флаг-листка сорту Одеська 117 досяг контрольного р1вня на 3 доОу виновного пер!оду, а сорту Б1доцаркИ;ська 47 - на С, шр са!дчить про эалея-н!сть поглинання СОо в!д водного статусу доел! ду.у ваши об*ест!в.

Д1Я 7-д0б0вэ1 грунтово! посухи СУПрОБОЛЖУПадТСЬ П9Г.тупорп)! заи-ксшим бводнення океремих орган!в 1 вс!е1 росший до . Разом

э тим, посуха сильШше вплинула на !нтенсивн!сть дихання псвухо-ст1йкого сорту Одеська 117, н!ж менш ст1йкого Б!лоцерк!вська 47. Поновлення поливу приводило до зб!льиення 1нтенсивност1 дихання, яке у сорту Одеська И7 на 3 добу виновного перЮду складало 88Х до контролю а на 5 добу - ЮОХ. Разом о тим, у оллбост1йкого до дП посухи сорту озимо! пшониЩ Г>1лоцсрк1вська 47 спостер1гапся сплеск дихання, вплел 1док чого його 1нтенсивн1сть на 3 добу п1д-вищилась до 175£ у пор1Бнянн1 з контролем.

Таким чином, в1дновний перЮд хграктериэувався посилення'м функ-тонально! активност1 рослин пшениц! досл1дного вар!анту. В!дм!н-hoctI м1ж генотипами вилвлено у швидкосИ в1дновлення ними р!вня газообм1ну,

1 .

4. В1дновн! властивост! генотип!в озкмо1 пиенищ та lie продук-тивн1сть

ВрожайнЮть - це !нтегративна Еластив1сть рослинного оргая1зму, комплекс, створений взавмод1ею окремих процес1в. Важдивими компонентами Форму ваян л врожая е к1льк1сть продуктивного колосся на оди-ницю площ! та продуктивнЮть одного.колосу, яка складаеться з к1ль-кост! зерен 1 маси зерн!вок. Кожен з цих компонент!в с результатом взаемодП багатьох фактор1в, в тому чисд1 1 агрометеОролоПчних.

У озимо! пиениц! до основних компонент1в структури врожая Шд-носять ! к1льк1сть зерен в колос!, яка запежить в1д к!лькост1 Фер-тильних kbItoic та колоск!в, шр розвинулися. На ц! ознаки сильно впливае водний стрес.

СутнЮть непрямого впливу водного стресу, на розвиток зерн!вки цэ не з'ясована. ГТрипускають, изо в!н пов'яззняй 1з порушеннлм по-д!лу ядер на ранн!х еталах розвитку- ендосперму.

Тривал1сть окремих етап!в розвитку колосу, його величина та к1ль-к1сть колоск!в залежать в1д генотипу рослин та зовн!шн!х умов.

Леф!цит вологи б1льш за все впливае на т! органи рослини, як! 1н-тенсивн!ие всього ростуть в цей пер!од. Це, в свою чергу, веде до иеножлигост1 компенсацП ;шх орган!в 1вшими елементами врожаю, шо сильно зменшуе продуктивн!сть. Тому, особливого значения иабувають досл1дж<?ннл в1дновних властивостей генотап1в сШськогосподарських рослич.

Бище вказувалось, по в1дновн! властивост1 генотип1в озимо! пиениц! степового екотипу розвинут! сильн!ше у пор!внянн! з !ншими,

щр гюлягзз у швидшому та повн1шому в1дновланн1 параметр1в водо- та газообшну.

• Анал!з елемент1в структури врожаю сорт1в озимо! пшениц1 при Д11 водного стресу протягом трьох рок1в показав, ш,о генотипи, як! до вше п1дтримують гоыеостаз у несприятливих умовах 1 швидше в1дновлюються-п1сля стресу (Одеська 117, Альбатрос одеський) формуюють врожай з меншини втратами 1 мають вишу як1сть зерна, н1ж генотипи, як1 слабша регулюють ф1з1олог1чн1 процеси (Мирон!вська 61, Лотесценс 7, Б1лоцер-к1вська 47, Пол1ська 87, Збруч). ~

Таг-:, за абсолютним значениям основних ел*.чент1в структури врожа», кр1м маси 1000 зерен 1 маси листя 1 стебел, ьа нормального вологоаа-безпечення посухост1ййий сорт Альбатрос одесиий поступаЕся менш ст1йкому сорту Мирон1вська 61 (табл.3).

Таблиця 4. 0сновн1елементи структури врожаю сорт1в озимо! пшениц! *

Сорт Альбатрос одеський Мирон1вська 6i

Довжина колосу, см 8.15 ± 0.25 9.70 ± 0.31

7.34 ± 0.20 8.70 ± 0.24

Maca колосу, г 1.79 ± 0.07 1.91 ± 0.08

1.65 ± 0.05 . 1.58 ± 0.05

К!льк1сть зерен у колос!, г 30.14 ± 1.21 34.27 ± 1.40

27.62 ± 1.05 29.19 ±1.10

Maca зерен у КОЛОС1, г • 1.38 ± 0.07 1.53 ± 0.06

1.19 ± 0.05 . 1.13 ± 0 04

Maca 1000 зерен, г 46.10 ± 1.16 46.40 ± 2.02

43.60 ± 1.31 37.30 ± 1.18

Maca стебел та листа на посудину, г 37.16 Г 1.24 35.65 ±1.33

35.84 ± 1.11 32.15 ± 1.20

* в чиселышку г внаменннку

- контроль (BoaorlcTb грунту ЪОК ПВ),

- досл!д (волог1сть грунту 20% ПВ).

Проте д1я водного стресу в фаз! колос!ння-цв!т!ння сильн1ше в1дбилась на мае! колосу, мас1 зерен в колос!, мас1 1000 зерен I мае! листя 1 стебел сорту Мирон!вська 61, н!ж сорту Альбатрос одеський. К1льк1сть зерен в колос! у посухост1йкого сорту Альбатрос одеський складала 4ZX по в1днойенню до контролю, а сорту М1!рон1вська 61 - 85%; мага зерен в К0Л0С1 - 86 1 74%; маса 1000 зерен - 95 1 BZX, в1дпов1дно.

В!дм1нност! -у ступен! в1дновлення р1вн!з водо- 1 гаэообм1ну впли-нули на нагромадження вегетативно! паси досл1д.т/вагшх генотип1в. Маса листя 1 стебел сорту Альбатрос одеський п1д впливом посухи змен-шилась на 4% у пор!внянн1 з контролем, а у сорту Мирон1вська 61 - на 102.

Таким чином, сортов1 в1дм1ни у врожайност! в умовах водного стресу, св!дчать про р1зн! ивидкост! генетично! регуляцП ф!з1олог1ч!1их процэс!в у рослинному орган!зм1 при д11 яееприятливих фактор1в.

УЗАГАЛЪНЕННЯ

Mix генотипами озимо! пшениц1, шр в!др!зняються за от!йк!стю до нестач1 вологи (степового та л!состепового екотип!в), 1снують в1дм1и-HOCTl. у реакц1ях на д1ю та п!сляд!и водного стресу.

Водний стрес приводить до поруиень у функцЮнуваш! меристематич-них тканин, сприяе зб1льшенню водного деф1цпту листя, зшкенню !х оводнення та 1нтенсивност! трансп!рац11, п!двиш,енню осмотичного тис-ку соку з листя, негативно впливае на Х1д процес1в поглинання i ви~ д1лення СОг- Кр1м того, реакц!я досл1джуваяих об'ект!в при д!Т та п!сляд!1 водного стресу залетала в!д особливостей генотиШв, як! ви-явлено як на початксвих, так 1 на к1нцевнх етапах онтогенезу рослип.

Особливост1 в1дновних ф!з!олог1чннх процес!в п!сля д!1 несприят-ливих умов обумовлен1 властивостями генотипу, як1■визначають йога ре-зхц!ю т стрес 1 р1веяь продукцШого процесу.

ВИСНОВКИ

1. У евидкост1 та ступен1 в1дновлення водообм1ну, фотосиитеау, ди-хання та 3 нших процес1в п!сля водного стресу Mint р!зними гено-типэми озимо! пшениц! !снують в1дм!шгаст!.

S. Сорти степового екотипу з б!льшокз ивидк!стю досягають контрольного р!вня п1сля д!1 водного стресу за досл!длсуваяими

параметрами. Павне в!дновлення процвс!в водообм1ну у посу-хост1йких сорт1в Одеська 117 та Альбатрос одеський в!дбува-дось, як правило, на 3-4 добу п1сля поновлення поливу, у той час як у середньост1йких сорт1в Мирон1вська 61 та Лютесценс 7 - на 5-9 добу, а у слайост!йких Б1лоцерк1вська 47, ИолЮька 87 1 Збруч - на 7-9, або не в1дбувалось взагал1,

3. Встановлена позитивна залежн1сть м1ж оводненням стеблових меристем та величиною м!тотичного 1ндексу у вс1х досл1джуваяих генотип1в озимо! пшениц!; коеф1ц1е!:- кореляцП складав 0,830,97.

4. В1дновлення параметра газообм!ну п1сля дП грунтово! посухи з б1льшою швидКЮтю в1дбувапось у посу*ост1йких сорт1в озимо! пшениЩ.

5. Продуктивн!сть'досл1джуваних генотип!в озимо! пшениц1 в значив м!р! визначалась !х в!дновними ьластивостями: т1 з них, як1 швидше в1дновлювали порушен1 функц11, менше пошкоджувались водним стресом.

СПИСОК РОБII, 0ПУБЛ1К0ВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДОСЕРГАЦП

1. Молошага Н.В. (Ольшевская Н.В.) Восстановительная способность стеблевых меристе'м пшеницы после водного стресса // Актуальные проблемы физиологии растений и генетики. Тез. докл. конф. молодых учёных.- Киев, 1992,- С.28.

2. Шматько 1.Г., Молошага Н.В. Д1я 1 п1сляд1я водного стресу на Шгментний комплекс генотип1в пшениц! // Тез. доп. 2 з'!зду Укр. тов. ф!з1олог1в рослин. Т.2.- Ки!в, 1993. - С.135.

3. Шматько 1.Г., Григорюк Т.П., Ольшевська Н.В. Застосування ф1то-активних пол1мер!в для п!двищення ст1йкост! 1 продуктивное 1 рослин в умовах еколог!чних стрес!в // Навколишне середовище 1 здоров' я. Тез. доп. М1хн. наук, конф.- Черн!вц1, 1993. - С.72.

4. Шматько И.Г., Жук О.И., Молошага Н.В. Восстановительная способность стеблевых меристем озимой пшеницы после дейотвия водного стресса // Физиология и биохимия культурных растений.- 199^, N 3