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

Роль гормональной системы в реализации протекторного действия ГУМИ М на растения пшеницы Нургалиева Раиса Винеровна

Роль гормональной системы в реализации протекторного действия ГУМИ М на растения пшеницы
<
Роль гормональной системы в реализации протекторного действия ГУМИ М на растения пшеницы Роль гормональной системы в реализации протекторного действия ГУМИ М на растения пшеницы Роль гормональной системы в реализации протекторного действия ГУМИ М на растения пшеницы Роль гормональной системы в реализации протекторного действия ГУМИ М на растения пшеницы Роль гормональной системы в реализации протекторного действия ГУМИ М на растения пшеницы Роль гормональной системы в реализации протекторного действия ГУМИ М на растения пшеницы Роль гормональной системы в реализации протекторного действия ГУМИ М на растения пшеницы Роль гормональной системы в реализации протекторного действия ГУМИ М на растения пшеницы Роль гормональной системы в реализации протекторного действия ГУМИ М на растения пшеницы
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

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

Нургалиева Раиса Винеровна. Роль гормональной системы в реализации протекторного действия ГУМИ М на растения пшеницы : диссертация... кандидата биологических наук : 03.00.12 Уфа, 2007 138 с. РГБ ОД, 61:07-3/1114

Содержание к диссертации

Введение

1. Обзор литературы 8

1.1. Значение регуляторов роста в повышении устойчивости и продуктивности растений 8

1.1.1. Гуми - природный регулятор роста 15

1.1.2. Синтетический регулятор роста растений Фэтил 22

1.2. Микроэлементы и их физиологические функции в растениях 24

1.3. Регуляторы роста растений как компоненты защитно- стимулирующих препаратов 30

2. Материалы и методы 44

2.1. Объект исследования 44

2.2. Постановка опытов 44

2.2.1. Постановка лабораторных опытов 44

2.2.2. Постановка полевых опытов 45

2.3. Экстрагирование фитогормонов 46

2.4. Определение содержания фитогормонов методом ИФА 46

2.5. Иммуноанализ цитокининов в препарате Гуми 48

2.6. Определение митотической активности меристематических клеток корней проростков пшеницы 48

2.7. Определение образования лигнина 49

2.8. Локализация кадмия в клеточных стенках тканей корней растений 49

2.9. Определение концентрации пролина 50

2.10. Определение содержания малонового диальдегида 51

2.11. Метод определения выхода электролитов из клеток в окружающую среду 52

2.12. Определение содержания хлорофилла 52

3. Результаты исследований и их обсуждение 54

3.1. Оценка вклада микроэлементов в физиологическую эффективность препарата Гуми 54

3.1.1. Влияние бора в составе с Гуми на рост и устойчивость проростков пшеницы 55

3.1.2. Введение молибдена и никеля в смесь Гуми с бором и оценка вклада каждого из этих микроэлементов в повышение устойчивости проростков пшеницы к солевому стрессу 58

3.2. Механизмы ростстимулирующего и защитного действия препарата Гуми М на растения пшеницы 64

3.2.1. Влияние предпосевной обработки Гуми М на рост и гормональный статус проростков пшеницы в ходе прорастания 64

3.2.2. Анализ защитного действия Гуми М на физиолого- биохимические показатели растений пшеницы в условиях засоления 69

3.2.2.1. Влияние предобработки Гуми М на рост и гормональный статус проростков пшеницы при натрий хлоридном засолении 69

3.2.2.2. Роль пролина в защитном ответе проростков пшеницы к засолению 76

3.2.2.3. Влияние предобработки растений пшеницы Гуми М на уровень перекисного окисления липидов и экзосмос электролитов в условиях засоления 79

3.2.3. Механизмы защитного действия Гуми М на растения пшеницы к воздействию ионов кадмия 86

3.3. Анализ влияния предпосевной обработки регуляторами роста и инфицирования возбудителем твердой головни на гормональный статус растений пшеницы в онтогенезе 95

3.3.1. Оценка влияние Гуми М и инокуляции Т. caries на состояние гормональной системы пшеницы в ходе онтогенеза 96

3.3.2. Влияние Фэтила на баланс фитогормонов в инфицированных возбудителем твердой головни растениях пшеницы 102

Заключение 106

Выводы 110

Список литературы 111

Введение к работе

Изучение природы устойчивости растений является одной из центральных проблем биологии. В связи с прикрепленностью к месту обитания растения находятся под прессом постоянно меняющихся факторов внешней среды и подвергаются атаке фитопатогенов и вредителей. Вследствие этого они вынуждены приспосабливаться к условиям существования, что требует функционирования эффективных систем регуляции метаболической активности клеток для переключения генетических программ с нормы на стресс и обратно. Ключевым звеном в регуляции этого процесса является гормональная система растений, чутко реагирующая на малейшие изменения условий произрастания [Jackson, 1997; Шакирова, 2001; Veselov et al., 2003; Kudoyarova et al., 2007].

Проблема стресс-устойчивости находится под пристальным вниманием исследователей всего мира и относится к числу важнейших проблем растениеводства, поскольку знание цепи реакций, развиваемых в растениях в ответ на экстремальные условия внешней среды, может реально способствовать не только развитию селекции на устойчивость, но позволит целенаправленно управлять механизмами адаптации для повышения устойчивости и продуктивности растений с помощью регуляторов роста [Afzal et al., 2006; Shakirova, 2006; Walia et al., 2007].

He случаен в связи с этим огромный интерес исследователей к регуляторам роста, сочетающим в себе свойство активаторов роста и индукторов неспецифической устойчивости, что открывает большие перспективы их практического использования в растениеводстве [Вакуленко, 2005; Прусакова и др., 2005; Давидянц, 2006]. Так, препараты, созданные на основе гуминовых кислот, с давних времен прочно вошли в практику сельского хозяйства в качестве эффективных природных регуляторов роста для повышения продуктивности разных культур [Nardi et al., 2002; Ермаков, Попов, 2003; Шакирова и др., 2003; Zhang, Ervin, 2004]. К ним, в частности,

относится препарат Гуми в комплексе с микроэлементами (ГумиМ) [Шаяхметов и др., 2000; Шакирова и др., 2003; Садовникова, Нугманова, 2007]. Вместе с тем, целенаправленное применение регуляторов роста требует знания молекулярных механизмов их регуляторного действия на растительный организм, которые в отношении гуминовых веществ ограничены [Nardi et al., 2002; Zhang, Ervin, 2004; Muscolo et al., 2007]. Поскольку гормональная система относится к числу наиболее действенных систем регуляции жизнедеятельности растений в ходе онтогенеза, можно предполагать, что гуматы оказывают активное воздействие на ее состояние.

В связи с этим, цель работы состояла в выявлении значения перестроек в состоянии гормональной системы в индуцируемой препаратом Гуми М устойчивости растений пшеницы к стрессовым факторам разной природы.

Для решения этой цели поставлены следующие задачи:

1. Оценить характер влияния предпосевной обработки препаратом
Гуми М на гормональный баланс растений пшеницы в связи с развитием
устойчивости к засолению среды и токсическому действию кадмия.

  1. Провести сравнительный анализ интенсивности отложения лигнина в клеточных стенках тканей корней предобработанных и необработанных Гуми М проростков пшеницы в норме и в стрессовых условиях.

  2. Изучить влияние предобработки Гуми М на локализацию кадмия в тканях корней проростков пшеницы.

4. Исследовать характер влияния Гуми М на гормональный статус
инфицированных Tilletia caries растений пшеницы в онтогенезе и уровень их
пораженности твердой головней и корневой гнилью.

Научная новизна. Впервые проведен детальный анализ влияния предпосевной обработки семян Гуми М на гормональный статус растений в ходе онтогенеза пшеницы в норме и при воздействии засоления, кадмия, инокуляции Т. caries. Выявлено, что в основе ростстимулирующего действия

7 Гуми М лежат перестройки в состоянии гормональной системы растений, обусловленные стойким почти 1.5-кратным накоплением цитокининов.

Отражением защитного действия Гуми М служат данные о нормализации гормонального статуса растений, подвергнутых воздействию стрессовых факторов. Предобработка Гуми М способствует торможению поступления ионов кадмия во внутренние ткани корней проростков пшеницы вследствие локализации их в эпидермисе, что может быть связано с ускорением и интенсификацией лигнификации клеточных стенок под влиянием препарата.

Практическая значимость работы. Совокупность результатов лабораторных и полевых опытов демонстрирует эффективность применения препарата Гуми М в качестве индуктора неспецифической устойчивости растений для увеличения продуктивности пшеницы как основной хлебной культуры в нашей стране.

Регуляторы роста растений как компоненты защитно- стимулирующих препаратов

Интенсификация растениеводства во всем мире сопряжена с использованием пестицидов. Пестициды - собирательный термин, охватывающий химические средства защиты растений (ХСЗР), применяемых для борьбы с вредными организмами в сельском хозяйстве. В наибольших масштабах пестициды используют для борьбы с насекомыми (инсектициды), грибными заболеваниями растений (фунгициды) и сорняками (гербициды). К пестицидам также относят регуляторы роста растений (ретарданты), используемые для борьбы с полеганием различных культур, для дефолиации (удаления листьев) и десикации (подсушивания растений на корню) [Мельников, Мельникова, 1997].

Широкое применение пестицидов связано с возможной опасностью для человека и окружающей среды, которая может быть связана с наличием остатков в пищевых продуктах, с загрязнением водоемов, почвы и других объектов. Для уменьшения возможной опасности разработан ряд требований к современным ХСЗР: низкая острая токсичность для человека, полезных животных и других объектов окружающей среды; отсутствие отрицательных эффектов при длительном воздействии малых доз, в том числе мутагенного и канцерогенного действия; низкая персистентность (низкая устойчивость в окружающей среде со временем разложения не более одного вегетационного периода). Кроме того, эти препараты должны обладать следующими свойствами: высокая эффективность в борьбе с вредными организмами; экономическая целесообразность использования; доступность сырья и производства [Мельников, Мельникова, 1997; Walsh, 1998; Harrison, 1999; Corwin, 2001; Hwang et al., 2005].

Сегодня спектр химических и биологических средств защиты растений постоянно усовершенствуется в направлении исключения препаратов, вызывающих отдаленные экологические последствия и пополнения эффективными соединениями нового механизма действия в более прогрессивных препаративных формах [Ганиев, Недорезков 2006]. Современные пестициды обладают низкой токсичностью, приближающейся к токсичности поваренной соли, и во много раз менее ядовиты, чем кофеин, а также в течение одного вегетационного периода полностью разрушаются в окружающей среде [Мельников, Мельникова, 1997; Hwang et al., 2005].

Современная система защиты культурных растений от болезней, сорных растений и вредных насекомых ориентирована на комплексном использовании агротехнических мероприятий, биологических и химических средств защиты растений, при этом ассортимент химических и биологических средств защиты растений постоянно совершенствуется в направлении исключения препаратов, вызывающих отдаленные экологические последствия и пополнения эффективными соединениями нового механизма действия в более экологически безопасных препаративных формах.

Вместе с тем, при использовании химических средств защиты растений важное значение имеет их действие на защищаемые растения. Высокие нормы расхода препаратов или многократные обработки могут вызвать угнетение процессов жизнедеятельности растений, особенно при неблагоприятных условиях произрастания. При неправильном применении пестициды могут оказать на растение фитоцидное (повреждающее) действие [Озерецковская, Васюкова, 2002; Ганиев, Недорезков, 2006].

В настоящее время разрабатывается научная концепция комплексной защиты растений важнейших сельскохозяйственных культур от неблагоприятных воздействий биогенной и абиогенной природы. По мнению известного в России специалиста в области устойчивости растений С.Л. Тютерева [2000; 2002], она предполагает создание и внедрение в практику приема обработки растений новыми препаративными формами комплексных защитно-стимулирующих составов, включающими совместное с пестицидами или без них использование различных физиологически активных веществ, удобрений, микроэлементов и других компонентов, которые реально могут снизить уровень негативного действия неблагоприятных факторов среды и пестицидов на защищаемые от вредных организмов растения, тем самым способствовать получению дополнительной прибавки урожая. Такой комплексный подход предусматривает и применение регуляторов роста нового поколения - препаратов, сочетающих в себе ростимулирующую и антистрессовую активность. К таким регуляторам роста можно отнести и те, которые созданы и производятся непосредственно в Республике Башкортостан, например, Гуми, Фитоспорин, Планриз, Стифун, Фэтил, Рифтал и другие [Кузнецов и др., 2003; Шакирова и др., 2003].

Определение митотической активности меристематических клеток корней проростков пшеницы

Митотическая активность - это показатель относительного числа клеток, находящихся в состоянии митоза. Соотношение делящихся и общего числа клеток ткани можно выразить, используя митотический индекс (МИ), который выражается в процентах числа клеток в состоянии митоза на сто клеток ткани. МИ определяли в апикальной меристеме корней проростков пшеницы. Для этого кончики корня вместе с корневым чехликом длиной до 2 мм [Данилова и др., 1990] фиксировали в уксусной кислоте с этанолом (1:3) в течение 4 ч. После фиксации растительный материал отмывали дистиллированной водой и обрабатывали в течение 1 ч смесью 5%-ной пектиназы и 5%-ной целлюлазы при 37С. Временные давленые препараты окрашивали ацетокармином, приготовленным на 45%-ной уксусной кислоте, затем анализировали при 600-кратном увеличении (об. 40 , ок. 15х) и подсчитывали МИ клеток апикальной корневой меристемы согласно [Паушева, 1988].

Каждый вариант опыта при определении МИ содержал не менее 40 проростков, все анализы проводили приблизительно с 3000 клеток на вариант.

Содержание лигнина в клеточных стенках корней проростков пшеницы определяли, как описано в работе [Фурст, 1979]. Принцип метода основан на способности флороглюцина избирательно окрашивать лигнин в красно-фиолетовый цвет. В методике использовали 5%-ный спиртовой раствор флороглюцина (ЗАО Вектон, Россия) и 25%-ный раствор серной кислоты. Для этого брали живые растения, делали продольные срезы от руки опасной бритвой в базальной зоне корня. Свежие срезы сразу помещали на предметное стекло в дистиллированную воду. Далее срезы подсушивали фильтровальной бумагой, а затем помещали в 5%-ный спиртовой раствор флороглюцина на 3 мин. Предметные стекла со срезами подвергали обработке 3-4 каплями 25%-ной серной кислоты, покрывали покровным стеклом и анализировали под микроскопом при 160-кратном увеличении (об. 10х, ок. 16х). Степень окраски оценивали по шкале, предложенной в работе [Sedlarova, Lebeda, 2001].

Локализацию кадмия в корнях при инкубировании растений на растворе 1 мМ Сё(СНзСОО)2 выявляли на поперечных срезах корня толщиной около 1 мм, которые получали с помощью безопасной бритвы из отрезков корня на расстоянии 10 - 15 мм от апекса под стереоскопическим микроскопом марки ИБС - 1. Срезы помещали на предметные стекла, наносили 3-4 капли аналитического реагента, приготовленного непосредственно перед проведением эксперимента. Для этого 3 мг дитизона растворяли в 6 мл ацетона, добавляли 2 мл дистиллированной воды и 1 - 2 капли ледяной уксусной кислоты (в слабокислой среде реакция более специфична) [Серегин, Иванов, 1997]. Затем предметные стекла накрывали покровным стеклом и рассматривали срезы при 320-кратном (об. 20х, ок. 16х) увеличении под микроскопом («Amplival» «Carl Zeiss», Германия). Локализацию кадмия определяли по красному окрашиванию тканей корня. Гистохимические исследования проводили не менее чем на 10 срезах в каждом варианте опыта, которые показали высокую воспроизводимость.

Содержание пролина определяли по методу Бейтс [Bates, 1973] в модификации Калинкиной и др. [1985]. Навеска, содержащая 5 проростков, заливалась 2.5 мл кипящей дистиллированной воды. Пробирки помещали в водяную баню, которую затем доводили до кипения, после чего пробирки вынимали и охлаждали. Для приготовления нингидринового реактива 1.25 г нингидрина растворяли при нагревании в 30 мл ледяной уксусной кислоты и 20 мл 6 М Н3РО4, а затем охлаждали. Пробирки, содержащие 2 мл холодной пробы, 2 мл нингидринового реактива и 2 мл ледяной уксусной кислоты помещали на водяную баню и кипятили в течение часа, а затем охлаждали. Оптическую плотность растворов измеряли на спектрофотометре СФ-26 (ЛОМО, Россия) при 522 нм. Концентрацию пролина определяли с помощью полученной калибровочной кривой. Для этого навески пролина по 10, 20, 30, 40, 50, 60 мкг растворяли в 2 мл 3% - ной сульфосалициловой кислоте, измеряли на СФ-26 при 522 нм и строили концентрационную кривую. Содержание пролина в пробах рассчитывали по формуле: а = п х Содержание малонового диальдегида определяли согласно [Малый практикум по физиологии растений, 1990]. Для этого навеску исследуемого материала (0.5 г) растирали с 3 мл дистиллированной воды. Затем к гомогенату добавляли 3 мл 20%-ной трихлоруксусной кислоты и центрифугиривали в течение 10 мин при 10 000 g. Для определения содержания малонового диальдегида брали 2 мл надосадочной жидкости и 2 мл 0.5%-ного раствора тиобарбитуровой кислоты в 20%-ном растворе трихлоруксусной кислоты. Оптическую плотность раствора замеряли на СФ при 532 нм. Контролем служила кювета, в которую вместо надосадочной жидкости добавляли дистиллированную воду. Количество малонового диальдегида выражали в нМ/г сырой массы и рассчитывали по формуле

Механизмы ростстимулирующего и защитного действия препарата Гуми М на растения пшеницы

Исходя из известных данных о ростстимулирующей активности препаратов гуминовой природы [Nardi et al., 2002], можно было ожидать, что и предпосевная обработка комплексным препаратом будет способствовать активации ростовых процессов.

Действительно, как видно из данных, приведенных на рис. 9, обработанные Гуми М проростки в ходе прорастания отличаются заметно большей митотической активностью клеток апикальной меристемы корней, что вносит важный вклад в увеличение размеров растений. Так, линейные размеры корней предобработанных и не обработанных препаратом 4-сут проростков пшеницы в см составляют 5.31+0.18 и 3.31+0.13, а побегов 5.30+0.21 и 4.85+0.16, соответственно.

Известно, что в регуляции интенсивности ростовых процессов определяющую роль играет гормональная система, которая чутко реагирует на изменение условий произрастания семян, в том числе и на обработку регуляторами роста растений [Шакирова, 2001]. Поэтому далее мы провели анализ влияния обработки пшеницы Гуми М на гормональный баланс проростков в ходе прорастания. Нужно отметить, что исследование в одних и тех же растениях уровня разных групп фитогормонов позволяет получить комплексную картину изменений в гормональном статусе и оценить благоприятность экзогенного воздействия регуляторов роста. Данные этого анализа приведены на рис. 11.

Видно, что обработка Гуми М практически не вызывает сдвигов в содержании ИУК и АБК в проростках в ходе прорастания в сравнении с контрольным вариантом. В то же время предобработанные препаратом проростки на всем протяжении опыта характеризовались полутора-кратным превышением контрольных по содержанию гормонов цитокининовой природы (рис. 11). Полученные данные указывают на то, что ростстимулирующий эффект Гуми М на растения пшеницы, в первую очередь, обусловлен стойким накоплением цитокининов, играющих ключевую роль в активации метаболизма клеток, лежащего в основе роста и развития растений.

Интересно, что исследуемый в нашей лаборатории синтетический регулятор роста Фэтил, обладающий ярко выраженным ростстимулирующим эффектом на растения пшеницы, также вызывает в них при предпосевной обработке семян накопление цитокининов, однако, в отличие от действия Гуми М, оно носило транзитный характер [Чанышева, 2006]. Итак, важный вклад в проявление ростстимулирующего действия Гуми М при предпосевной обработке вносит его способность поддерживать в растениях пшеницы повышенный уровень гормонов цитокининовой природы.

В связи с давно уже замеченным положительным эффектом от применения гуматов на рост и развитие разных культур, можно было предположить, что препараты на их основе сами проявляют гормон-подобную активность. Действительно, детальные исследования по сопоставлению действия гуминовых веществ и ИУК на рост и морфологические изменения растительных клеток, позволили заключить, что ГВ проявляют ауксин-подобную активность [Сассо, Dell Agnola, 1984; Muscolo et al., 1993; Nardi et al., 2002; Muscolo et al., 2007]. Более того, наличие ауксинов в гуминовых кислотах было индентифицировано методами масс-спектроскопии и иммуноанализа [Muscolo et al., 1998]. Недавно получены сведения о том, что гуминовые кислоты содержат в своем составе цитокинины, главным образом, зеатин-рибозид, и при обработке ГВ содержание в растениях зеатин-рибозида повышается почти на 40% [Zhang, Ervin, 2004].

Анализ влияния предпосевной обработки регуляторами роста и инфицирования возбудителем твердой головни на гормональный статус растений пшеницы в онтогенезе

Твердая головня, вызываемая фитопатогеном Tilletia caries, относится к числу наиболее опасных заболеваний пшеницы, занимающей широкий ареал в России, в том числе и Южном Урале. Это высокоспециализированный патоген, способный инфицировать разные органы растения-хозяина, однако развивается преимущественно в меристематических тканях, не вызывая значительных изменений в фенотипе инфицированного растения, и репродуктивных органах [Каратыгин, 1981]. Основное отличие твердой головни от других болезней заключается в том, что она не просто снижает биологический урожай посредством угнетения растения, а практически его уничтожает. У растений, инфицированных возбудителями головни, вместо зерна формируется споровый материал патогена - телиоспоры, заключенные в головневые мешочки (сорусы). В одном сорусе может содержаться до 8-Ю млн. спор патогена, а в колосе инфицированного растения - до 200 млн, поэтому даже один сорус, попавший в семенную партию, представляет серьезную угрозу для урожая.

Следует отметить, что вредоносность твердой головни не ограничивается лишь явными признаками поражения. Как правило, кроме явного уничтожения части урожая патоген приводит к угнетенному росту и других растений, где не смог вызвать полный свой цикл развития, при этом заспорение семян пшеницы твердой головней существенно снижало урожай растений, не проявлявших внешних признаков болезни, что является результатом скрытого заражения растений. Пораженные головней растения более восприимчивы к ржавчине, мучнистой росе, корневой гнили [Красавина, 1999]. Свидетельством того, что твердая головня относится к наиболее вредоносным заболеваниям может служить порог его вредоносности, составляющий 0.3-0.5% распространенности болезни, тогда как для других заболеваний он составляет обычно 5-10% [Калашников, 1962].

К настоящему времени накопилось немало сведений, указывающих на проявлении гуматами иммуностимулирующей активности, что способствует снижению уровня инфицированности растений пшеницы возбудителями грибных болезней, включая Tilletia caries, и повышению урожая зерна [Исаев и др., 2004; Лухменев, Нугуманов, 2007].

Мы в своей работе оценили эффективность применения Гуми М в дозе 800 г/т при предпосевном способе обработки для повышения устойчивости пшеницы сорта Жница к корневым гнилям (естественный фон корневых гнилей в почве) и возбудителю твердой головни (инфекционная нагрузка Юг телиоспор/кг семян). Полевые мелко-деляночные опыты проводили в Учхозе БГАУ Уфимского района совместно с к.б.н. Р.Ф. Исаевым. Из табл. 4 видно, что предобработка препаратом способствовала повышению устойчивости пшеницы к данным болезням. Эти результаты служат доводом в пользу участия Гуми М в развитии устойчивости растений пшеницы к стрессовым воздействиям не только абиотической, но биотической природы, что указывает на способность препарата повышать неспецифическую устойчивость. Это, в свою очередь, должно отразиться в увеличении продуктивности пшеницы.

Действительно, данные, приведенные в табл. 5, указывают на повышение морфометрических показателей структуры урожая пшеницы под влиянием обработки Гуми М в сравнении с необработанным вариантом (контроль).

Поскольку интенсивность ростовых процессов растений на протяжении всего онтогенеза находится под контролем гормональной системы, далее важно было провести сравнительный анализ характера изменений в балансе фитогормонов АБК, ИУК и цитокининов в необработанных и предобработанных Гуми М инокулированных Т. caries растениях пшеницы в разных фазах онтогенеза. Определение фитогормонов проводили в листьях в фазу кущения и трубкования и формирующихся зерновках на стадии молочной спелости. Результаты этого анализа приведены на рис. 24 и 25.

Необработанные растения на всех фазах онтогенеза очень чутко отзываются на инфицирование. Это проявлялось как в накоплении АБК, так и уменьшении уровня ИУК и особенно цитокининов на всех исследованных стадиях онтогенезе пшеницы (рис. 24). Выявленные изменения в целом приводят к дисбалансу гормональной системы, что четко видно при анализе коэффициентов отношения содержания ИУК к уровню АБК и особенно сильно - цитокининов к АБК (рис. 25). Известно, что стрессовые факторы, в том числе и грибной патогенез, вызывают в растениях нарушения в балансе фитогормонов, связанные не только с возрастанием уровня АБК и параллельным снижением содержания ауксинов и цитокининов [Ямалеев и др., 1989; Jackson, 1997]. Уменьшение коэффициентов отношения ИУК или цитокининов к АБК может быть обусловлено резким снижением уровня гормонов - активаторов роста на фоне отсутствия заметных изменений в концентрации АБК [Пустовойтова, 1981]. Нужно отметить, что цитокининам отводится важная роль в подавлении роста фитопатогенных грибов [Визарова, 1991], поэтому уменьшение концентрации цитокининов в инокулированных растениях, вероятно, можно рассматривать в качестве важного регуляторного компонента в стратегии успешного развития грибных клеток в растениях пшеницы.

В то же время, предобработка Гуми М на фоне слабого воздействия на содержание ИУК в инфицированных Т. caries растениях полностью предотвращала стресс-индуцированное снижение уровня цитокининов и увеличение концентрации АБК, что в целом отражалось в нормализации гормонального баланса этих растений. Вероятно, выявленные нами изменения в балансе гормонов вследствие обработки Гуми М свидетельствуют об его защитном эффекте по отношению к фитопатогену, способствующему заметному уменьшению процента пораженности растений Т. caries (табл. 4).

Таким образом, свойство Гуми М индуцировать накопление цитокининов в проростках пшеницы проявляется и на взрослых растениях в ходе онтогенеза. Способность Гуми М поддерживать повышенный уровень цитокининов в инфицированных растениях, вероятно, вносит важный вклад в реализацию его иммуностимулирующей активности, направленной на сдерживание роста и развития не только твердой головни, но и корневой гнили, поскольку известно, что эффективность развития защитного ответа растений к грибным патогенам разной трофности связана с повышенным содержанием именно цитокининов [Яруллина, 2006].

Одновременно, можно подчеркнуть, что индуцированное Гуми М повышение уровня гормонов цитокининовой природы играет важную роль в реализации ростстимулирующего и защитного действия этого препарата на растения при воздействии стрессовых факторов разной природы, не только в отношении возбудителей грибных болезней, но и погодных флюктуации [Кулаева, Кузнецов, 2002; Rakwal, 2003]. Все это в совокупности отражается в значительном увеличении продуктивности пшеницы в сравнении с контрольным вариантом (табл. 5).

Похожие диссертации на Роль гормональной системы в реализации протекторного действия ГУМИ М на растения пшеницы