Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Физиологические особенности засухоустойчивости яровой пшеницы и роль фитогормонов в ее регуляции у сортов Росинка и Омская 23 Широкова, Наталья Петровна

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Широкова, Наталья Петровна. Физиологические особенности засухоустойчивости яровой пшеницы и роль фитогормонов в ее регуляции у сортов Росинка и Омская 23 : диссертация ... кандидата биологических наук : 03.01.05 / Широкова Наталья Петровна; [Место защиты: Сиб. федер. ун-т].- Томск, 2012.- 151 с.: ил. РГБ ОД, 61 12-3/1120

Введение к работе

Актуальность проблемы. Засухоустойчивость растений - это комплексный признак, связанный с целым рядом физиологических особенностей. Она складывается из способности растения противостоять обезвоживанию и, часто, перегреву (Максимов, 1926).

Изучению влияния данных факторов среды на растения посвящено большое количество исследований (Максимов, 1952; Генкель, 1982; Blum, 1996; Чиркова, 2002; Гончарова, 2005). Однако до настоящего времени не удалось создать целостную физиолого-генетическую модель признака засухоустойчивости, основанную на понимании биологических реакций растений, адекватно отражающих процессы адаптации и формирования урожая в условиях длительного обезвоживания тканей. По-прежнему, актуальной задачей для физиологии растений остается выяснение биологических закономерностей адаптации растений к обезвоживанию.

Имеются данные, что процессы адаптации растений происходят в тесной связи с изменениями гормонального статуса растений (Полевой, Саламатова, 1997; Шакирова, 2001; Веселова, Фархутдинов, 2006). Фитогормоны, влияя на физиологию и морфологию растений, усиливают адаптивные возможности и приспособительные реакции растительного организма к неблагоприятным факторам среды (Якушкина, 1985; Тарчевский, 2002, Davies, 2007). Для адаптации растений к неблагоприятным условиям среды применяют прямое воздействие на растения веществами гормональной природы (Кефели, Коф, 1989; Романов, Медведев. 2006). Особую роль в регуляции водного режима, адаптации растений к недостаточному водоснабжению играет абсцизовая кислота (Бахтенко, Якушкина Н.И., 1995; Leung, Giraudat, 1998; Hartung, Sauter et al., 2002; Новикова, Степанченко, 2009). Имеются, также, данные о значении в этом отношении цитокининов (Кулаева, Кузнецов, 2002; Dodd, Davies, 2007). Физиологически активные вещества действуют на растения избирательно. В различных почвенно-климатических условиях их влияние на рост и развитие растительных организмов неодинаково. Действие веществ гормональной природы на растение, также, зависит от видовых, сортовых особенностей и физиологического состояния растений (Кудоярова, 1991; Авальбаев, Юлдашев, 2006; Романов, 2009).

Изучение процессов роста и развития растений в условиях водного дефицита и понимание роли фитогормонов и их синтетических аналогов в продукционном процессе не теряет своей актуальности и в настоящий момент (Гончарова, 2005; Чижова, Павлова, 2005). С физиологической точки зрения чрезвычайно важно установить чувствительность различных процессов жизнедеятельности и последовательность их нарушения у растений при засухе, а также роль фитогормонов в засухоустойчивости злаков, в том числе важнейшей культуры - пшеницы, ареал возделывания которой приходится в основном на зоны, периодически страдающие от недостатка влаги и высоких температур.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы явилось выяснение физиологических ответов растений пшеницы омской селекции на пониженное водоснабжение, изучение роли фитогормонов в регуляции основных физиологических процессов при водном дефиците, а также возможности использования их синтетических аналогов для повышения засухоустойчивости растений.

В соответствии с этой целью были поставлены следующие задачи: 1. Изучить особенности водного обмена, фотосинтеза (содержание суммы хлорофиллов, чистую продуктивность фотосинтеза) и роста при водном дефиците у

растений пшеницы сортов Росинка и Омская 23, отличающихся по продуктивности.

  1. Определить уровень и соотношение эндогенных фитогормонов (абсцизовой кислоты и цитокининов) в данных сортах пшеницы в условиях разного водоснабжения.

  2. Проанализировать влияние экзогенного цитокинина (кинетина) на уровень эндогенных АБК и цитокининов у сортов пшеницы Омская 23 и Росинка в разных условиях водоснабжения.

  3. Исследовать действие экзогенных гормонов (6-бензиламинопурина, кинетина, картолина, гибберелловой кислоты) на водный режим, фотосинтез (содержание суммы хлорофиллов, чистую продуктивность фотосинтеза), рост и продуктивность пшеницы сортов омской селекции в условиях разного водоснабжения и возможность их использования для повышения засухоустойчивости растений.

Защищаемые положения.

1. Изменения водного обмена, ростовых процессов и фотосинтеза лежат в основе
механизма засухоустойчивости растений пшеницы сортов омской селекции.
Устойчивость пшеницы сорта Росинка связана с накоплением пролина и активной
регуляцией содержания воды в растении, обеспечивающим более высокую
интенсивность роста и продуктивность в условиях водного дефицита.

2. Эндогенные фитогормоны АБК и цитокинины (зеатин и зеатинрибозид)
являются важными регуляторами засухоустойчивости пшеницы на примере сортов
омской селекции.

3. Экзогенные гормоны 6-БАП (4,4хЮ"5 - 6,6хЮ"5 М) и картолин (9,98хЮ"5 М)
повышают засухоустойчивость яровой пшеницы сортов омской селекции и могут быть
перспективными регуляторами продуктивности пшеницы при водном дефиците.

Научная новизна. Впервые изучены особенности физиологических функций и роль фитогормонов в регуляции разных по засухоустойчивости сортов яровой пшеницы омской селекции. Показана роль АБК, цитокининов и пролина в регуляции водного обмена, роста и фотосинтеза яровой пшеницы сортов Омская 23 и Росинка в условиях водного дефицита. При этом у более засухоустойчивого сорта Росинка уровень АБК выше. Исследования вносят вклад в понимание роли фитогормонов (цитокининов и абсцизовой кислоты) в регуляции роста, продуктивности и устойчивости растений яровой пшеницы к засухе. Полученные результаты позволяют рекомендовать синтетические аналоги фитогормонов 6-БАП и картолин для использования в практическом растениеводстве данной культуры.

Практическая значимость работы. Выявленные особенности уровня эндогенных АБК и цитокининов пшеницы разных сортов омской селекции в условиях водного дефицита позволяют рекомендовать этот показатель в качестве теста в селекционной работе при получении засухоустойчивых сортов пшеницы. Полученные результаты по засухоустойчивости сортов пшеницы Омская 23 и Росинка дают основание рассматривать Росинку как более засухоустойчивый сорт и рекомендовать его при культивировании в условиях засушливого климата. Данные исследований позволяют рекомендовать использование синтетических регуляторов роста 6-БАП и картолина для увеличения продуктивности зерновых культур в условиях засухи.

Полученные результаты используются при чтении курса «Физиология растений», спецкурсов «Фитогормоны», «Системы регуляции у растений» и «Физиология устойчивости растений» для биологов педагогических университетов.

Апробация работы. Результаты исследований были представлены на конференции «Влияние физических и химических факторов на рост и развитие сельскохозяйственных культур» (Орехово-Зуево, 1996), на 4 Международной

конференции "Регуляторы роста и развития растений» (Москва, 1997), 5 и 6 Международных конференциях "Регуляторы роста и развития растений в биотехнологиях" (Москва, 1999 и 2001), на 5 съезде Общества физиологов растений России и Международной конференции «Физиология растений — основа фитобиотехнологии» (Пенза, 2003), на Международной конференции «Проблемы физиологии растений Севера» (Петрозаводск, 2004), Молодёжной Всероссийской школе-семинаре «Современные фундаментальные проблемы физиологии и биотехнологии растений и микроорганизмов» (Томск, 2008), Всероссийском симпозиуме «Растение и стресс» (Москва, 2010).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 работ, среди них 8 статей, две из них в журналах, рекомендованных ВАК и 10 материалов конференций.

Личный вклад. Автор принимал непосредственное участие в постановке задач, проведении экспериментальных работ, в обработке и анализе полученного материала.

Структура и объем диссертации. Работа изложена на 151 странице машинописного текста. Содержит 30 таблиц, 40 рисунков и состоит из введения, обзора литературы (2 главы), экспериментальной части (3 главы), выводов. Список литературы включает 298 наименований, из них 92 на иностранном языке.

Похожие диссертации на Физиологические особенности засухоустойчивости яровой пшеницы и роль фитогормонов в ее регуляции у сортов Росинка и Омская 23