Введение к работе
Актуальность темы. Температура—один из постоянных факторов внешней среды, контролирующих рост растений. Температурные условия определяют кошрормацнонпое состояние макромолекул органических веществ, структуру и свойства воды, скорость и направленность фнзнолого-бнохнмнческнх процессов (Лльтергот, 1963, 1981; Леопольд, 1968; Александров, 1975; Лархер, 1978; Туманов, 1979; Went, 1957). Любая перемена температуры вызывает изменения метаболизма. Нормальная деятельность организмов, в том числе н растительных, возможна в довольно ограниченных температурных границах.
Важно отметить, что в отлнчпе ог многих других факторов, воздействующих на растения, температурные условия практически не поддаются регуляции в природной среде. Между тем именно несоответствующие температуры наиболее часто ставят преграды для возделывания растений в новых районах обитания.
В литературе высказывается предположение, по аналогии с животными организмами, что адаптация растений к внешним условиям осуществляется через изменение гормонального обмена (Холодный, 1939; Гамбург, 1970; Кефелн, Чанлахян, 1977; Гуревич, 1979; Якушкина, 1980). Реагируя на воздействие внешней среды и участвуя в регуляции обмена веществ на всех этапах роста и развития растений, фитогормоны могут выступать в роли посредника медиаторов в системе «организм— среда» (Лархер, 1978; Меняйло, Шульгина, 1979; Тог-tora et. al„ 1970; Zeevaart et. al„ 1978).
В связи с этим большое значение приобретают исследования по изучению изменений гормонального баланса под влиянием тех нлп иных внешних условий. Вместе с тем непосредственных, конкретных определений влияния условий на активность фитогормонов чрезвычайно мало. Данные о действии температуры на изменение гормонального баланса в растущих растениях единичны, носят разрозненный, неоднозначный характер и в основном посвящены сезонной динамике, регуляторов роста. Учн^ыад эти* обстоятельства, изучение
НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА Моск. мльснохоз. академии им. К. А. Тимирязев*
Инв. №
влияния температуры на изменение активности ауксинов, гиббереллинов, іштокинннов, абсннзовон кислоты в растущих организмах является актуальным. Вместе с тем выяснение изменении баланса фитогормонов при различных температурах даст возможность более эффективно применять их при экзогенном внесении.
Цель и задачи исследований. Целью работы явилось изучение -иллиния различных температур на изменение активности фитогормонов и рост проростков кукурузы.
В работе были поставлены следующие задачи:
-
Выяснить динамику активности фитогормонов {ауксинов, гиббереллинов, цнтокннинон, абсннзовон кислоты) в процессе прорастания семян кукурузы.
-
Изучить влияние повышенных и пониженных температур иа темпы роста проростков кукурузы.
-
Исследовать изменения активности фитогормонов в органах проростков кукурузы при их длительных и кратковременных экспозициях в различных температурных режимах.
-
Определить эффективность экзогенной обработки регуляторами роста на рост и активность эндогенных фитогормонов проростков кукурузы в условиях перегрева и охлаждения.
о. Выяснить возможные причины изменения активности фитогормонов в условиях экстремальных температур.
Научная новизна. В работе исследовано влияние различных температур на изменение активности фитогормонов (ауксинов, гиббереллинов, цигокининов, абсцнзовон кислоты) в проростках кукурузы. На основании полученных экспериментальных данных обосновывается положение о тесной взаимосвязи между влиянием температуры на активность эндогенных фитогормонов и рост проростков кукурузы. Впервые показано, что угнетение роста растений повышенными температурами на начальных этапах прорастания связано с дефицитом эндогенных гиббереллинов. Использование специфической) ингибитора синтеза гиббереллннов-хлорхолипхлорндл позволило считать, что низкая активность гормона в условиях супероптимальных температур обусловлена подавлением его биосинтеза. Впервые показано, что полное угнетение роста проростков пониженными температурами происходило на фоне достаточно высокой активности ауксинов, цитокинино», гиббереллинов.
Показано, что процесс прорастания семян кукурузы сопровождался в'первые 18 часов резким падением активности всех фитогормонов, в дальнейшем, через 72 часа, отмечалось увеличение активности свободных форм гиббереллинов, цнтокипн-нов, ауксинов на фоне низкого уровня ЛБК.
Практическая значимость. Полученные экспериментальные данные расширяют знания о значении гормональной регуля-1
ціпі в процессе адаптации к изменяющимся температурам у активно вегетирующнх растений и представляют интерес для составления общей картины регуляции ростовых процессов в различных условиях внешней среды. Результаты работы дополняют представление о значении содержания и соотношения гормонов в обеспечении устойчивости растительных организмов к действию внешних факторов. Показано, что с помощью экзогенного внесения фитогормонов появляется возможность снять угнетение роста, вызванное повышенной температурой. В связи с этим полученные данные могут найти применение в растениеводстве.
Основные результаты работы могут быть также включены в соответствующие разделы общего курса «Физиология растений» и спецкурса «Физиология растений и развития растений» для студентов-биологов.
Данная работа выполнена в рамках общей проблемы «Рост растений и пути его регулирования», осуществляемой на кафедре ботаники Московского ордена Трудового Красного Знамени областного педагогического института имени Н. К. Крупской.
Апробация работы. Материалы исследовании докладывались на II координационном совещании физиологов растенніі педагогических институтов РСФСР по проблеме «Рост растений и пути его регулирования» (Орел, 1081)» II межрегиональной конференции молодых исследователей «Механизмы интеграции физиологических процессов у растений» (Киев, 1981), научно-теоретической конференции молодых ученых, посвященной 50-летию МОПИ им. Н. К. Крупской (Москва, 1981), I Всесоюзной конференции по регуляторам роста и развитию растений (Москва, 1981), заседании кафедры ботаники МОПИ (1981) и совместном заседании кафедр ботаники и химии МОПИ (1983).
Основное содержание диссертации опубликовано в 10 печатных работах.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, четырех гла^в экспериментальной части, заключения, выводов, списка цитируемой литературы. Материалы изложены на 188 страницах машинописного текста, включают 16 рисунков и 9 таблиц. Список литературы включает 394 наименования, из них 220 на иностранных языках.
