Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы. Синтетические регуляторы роста растений, их влияние на рост, развитие и продуктивность растений 7
1.1. Брассиностероиды 8
1.2. Антиоксиданты 18
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследований
2.1. Объекты и материалы исследования 27
2.2. Методы исследований 29
2.2.1. Изучение влияния физиологически активных веществ на ростовые процессы в апикальных меристемах клубней картофеля 29
2.2.2. Определение фитогормонов в тканях растений картофеля 30
2.2.3. Вегетационные и полевые опыты 30
2.2.4. Культивирование растений картофеля in vitro 31
2.2.5. Электронная микроскопия 31
2.2.6. Ультраструктурная морфометрия 32
ГЛАВА 3. Результаты и их обсуждение
3.1. Изучение влияния эпибрассинолида и амбиола на ростовые процессы и гормональный баланс растений картофеля 36
3.1.1. Действие эпибрассинолида на уровень этилена, абсцизовой кислоты и продолжительность периода покоя клубней картофеля 36
3.1.2. Действие амбиола на ростовые процессы в клубнях картофеля 41
3.1.3. Изучение влияния амбиола на гормональный баланс и продуктивность растений картофеля 43
3.2. Изучения влияния амбиола на морфогенез исходных и трансгенных растений картофеля 48
3.2.1. Действие амбиола на корнеобразование у регенерантов исходных и трансгенных растений картофеля 49
3.2.2. Действие амбиола на стеблеобразование у регенерантов исходных и трансгенных растений картофеля 51
3.2.3. Действие амбиола на листообразование у регенерантов исходных и трансгенных растений картофеля 52
3.3. Ультраструктурные аспекты действия эпибрассинолида и амбиола на апикальные меристемы клубней картофеля 58
3.3.1. Ультраструктурная характеристика клеток различных зон апикальных меристем клубней картофеля 59
3.3.2. Ультраморфометрическое изучение ростовых процессов в тканях клеток апикальных меристем клубней картофеля под действием эпибрассинолида 64
3.3.3. Ультраструктурное и морфометрическое изучение пластидного аппарата клеток апикальных меристем клубней исходных и трансгенных растений картофеля под влиянием амбиола 68
Заключение 82
Выводы 85
Список литературы 87
- Антиоксиданты
- Действие эпибрассинолида на уровень этилена, абсцизовой кислоты и продолжительность периода покоя клубней картофеля
- Изучение влияния амбиола на гормональный баланс и продуктивность растений картофеля
- Действие амбиола на листообразование у регенерантов исходных и трансгенных растений картофеля
Введение к работе
Выяснение механизмов регуляции ростовых процессов в связи с устойчивостью растений к стрессовым воздействиям является важной проблемой биологии. Актуальным направлением работ в этой области представляется изучение сигнальных молекул, в том числе стрессовых фитогормонов и их синтетических аналогов, контролирующих рост и устойчивость растений картофеля. В основе исследований лежит концепция о взаимосвязи стадий онтогенеза с устойчивостью. Например, формирование реакций иммунитета сопряжено с длительностью генетически закрепленного признака глубокого покоя у клубней картофеля различных сортов.
Одним из перспективных подходов к решению задач, связанных с повышением продуктивности картофеля, является скрининг физиологически активных соединений нового поколения, обладающих свойствами регуляторов роста и иммуномодуляторов. Основные биологические параметры отбора такого рода соединений - их влияние на покой и ростовые процессы после его окончания. Ранее были выявлены две группы веществ - брассиностероиды и антиоксиданты, способные регулировать рост и устойчивость растений к неблагоприятным факторам. Изучение влияния представителей этих групп - эпибрассинолида и амбиола на картофель важно для понимания механизма их действия и определения наиболее эффективных путей разработки технологии применения.
Получение сведений об изменениях в гормональном балансе,
морфогенезе и ультраструктуре тканей точек роста позволяет выяснить
взаимодействие физиологически активных соединений с
функционированием сигнальных систем, включающих стрессовые фитогормоны (этилен, абсцизовая кислота) и выявить зоны апикальных меристем, воспринимающие регуляторные сигналы.
Особый интерес для изучения представляют генетически модифицированные (трансгенные) растения картофеля, обладающие защитными свойствами против фитопатогенов. Исследование морфогенеза и тонкой структуры клеток отдельных органов исходных и трансгенных растений необходимо для определения посттранскрипционных изменений в ответных реакциях на действие физиологически активных веществ и оптимизации путей их использования в биотехнологии.
Антиоксиданты
Растения постоянно подвергаются воздействию стрессовых (абиотических и биотических) факторов окружающей среды. Практически любые стрессовые факторы вызывают образование токсичных для растений активных форм кислорода (АФК), или свободных радикалов, которые являются сильными окислителями. Свободнорадикальное окисление является необходимой стадией многих метаболических процессов. Вместе с тем, это один из механизмов повреждения клеток при действии на растения стрессовых факторов. Ежегодное сокращение урожая за счет воздействия абиотических стрессов составляет более 50%, а потери, связанные с влиянием патогенов, - около 10% - 20%. Все это ставит перед учеными задачу поиска эффективных антиоксидантов (АО). Антиоксиданты — вещества, нарушающие процесс образования свободных радикалов в организме и предотвращающие их негативное действие. Известны следующие группы свободных радикалов, образующихся в организме: перекись водорода Н2О2, гидроксильный радикал ОН , супероксидный анион 0"2, синглетный кислород - Ог [Mehdy, 1994; Bartosz, 1997]. Эти вещества образуются под воздействием радиоактивного и ультрафиолетового излучения, токсических химических соединений, ионов тяжелых металлов, теплового и холодового стресса, засухи, засоления, а также различных метаболических процессов (окисление жирных кислот, фотосинтез, окислительное фосфорилирование, фотодыхание, старение и др.). Известно, что концентрация супероксида аниона, синглетного кислорода, гидроксила и продукта перекисного окисления липидов - малонового диальдегида увеличивается, когда растения подвергаются стрессу [Foyer, Halliwell, 1976; Winston, 1990]. Растения обладают и эффективной системой защиты от окислительного стресса и разрушительного действия постоянно возникающих в них активных форм кислорода [Leshem, 1988; Inze, Van Montagu, 1995; Leshem, Kuiper, 1996; Alscher et al., 1997]. Компоненты этой системы можно подразделить на 2 группы: 1) антиоксиданты ферментативной природы (каталаза, супероксиддисмутаза, пероксидаза, глютатион-трансфераза, глютатион редуктаза, глютатион-дегидрогеназа, метионинредуктаза и т.д.), которые в основном уничтожают АФК после их формирования, контролируя тем самым количество свободных радикалов в организме [Foyer, Halliwell, 1976; Winston, 1990; McKersie et al., 1993; Bartosz, 1997; Alscher et al., 2002]; 2) низкомолекулярные неферментативные антиоксиданты (аскорбат, глютатион, а-токоферол, фенольные соединения, каротиноиды [Willekens et al., 1994], антоциан [Bart et al., 1994], пролин, которые наряду с предотвращением образования активных форм кислорода участвуют в нейтрализации АФК после их формирования [Yogesh et al., 1994]). Помимо инактивации АФК, природные антиоксиданты играют роль в детоксикации ксенобиотиков, продуктов жизнедеятельности микроорганизмов, вторичных метаболитов растений, а также в механизмах ингибирования патогенов, регенерации тканей и т.д. В настоящее время уже нет сомнения в том, что наряду с участием в ингибировании действия свободных радикалов, антиоксиданты могут оказывать влияние на клеточную дифференцировку, непосредственно воздействуя на экспрессию генов. Избирательное угнетение активности отдельных генов, или, напротив, индукция, вызванные антиоксидантами, могут заметно влиять на клеточную дифференцировку, изменять органогенез и онтогенез растения [Шорнинг и др., 1999]. Активные формы кислорода, контролируя митоз и апоптоз, являются вторичными мессенджерами, регулирующими дифференцировку клеточных органелл, самих клеток, рост и развитие растений. Поэтому, изменяя уровень АФК с помощью антиоксидантов, можно вызвать изменения в клетках, морфологии органов и предупредить признаки старения и апоптоза, как было показано в опытах с воздействием антиоксиданта ионола на проростки пшеницы [Бакеева и др., 2001]. Предпринимаются попытки использовать как природные, так и искусственно синтезированные антиоксиданты для защиты растений от неблагоприятных факторов и в качестве регуляторов роста. Однако до сих пор механизмы действия АО на формообразовательные процессы у растений in vivo и in vitro изучены недостаточно. К числу сравнительно малоизученных антиоксидантов относится синтетический регулятор роста растений - амбиол (дигидрохлорид-2-метил-4-диметиламинометил-5-гидроксибензимидазол): Амбиол синтезирован в Институте биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН в 1984 году [Смирнов и др., 1984], официально разрешен к применению в сельском хозяйстве РФ с 1992 г. В литературе амбиол встречается также под названиями Био-40, Био-44 и др. Как синтетический имидазол, амбиол принадлежит к одному из 14 классов химических соединений, которые действуют как антиоксиданты [Santrucek, Krepelka, 1988]. Он является антиоксидантом комплексного действия, обладающим антимутагенными и антистрессовыми свойствами [Вишневецкая и др., 1986; Дмитриев и др., 1986; Апашева и др., 1987]. Препарат не токсичен, помимо растениеводства и лесоводства, используется в ветеринарии, медицине, косметологии и др. Действие его на растения и другие биологические объекты изучено далеко не полно, но отмечаются, как правило, рост-стимулирующие и адаптогенные свойства амбиола.
В большинстве исследований рассматривается влияние амбиола на растения при обработке препаратом их семян. Так, Био-40 (регулятор роста на основе амбиола) оказывает стимулирующее действие на процесс набухания, предшествующий началу роста осевых органов семян кормовых бобов Vicia faba minor. Авторы предполагают, что эффект препарата связан с особенностями его действия на липидный метаболизм (изменение липидных компонентов мембран) и с ускоренным по сравнению с контролем проникновением воды через семенные покровы. Это может привести к более быстрому достижению критических уровней оводнённости, запускающих процессы подготовки клеток к началу растяжения [Дубинская, Обручева, 1990]. Впоследствии было показано, что амбиол активно участвует в процессах набухания и прорастания семян, повышая энергию активации десорбции свободной воды и увеличивая их оводнённость [Воронина и др., 2001]. При замачивании в растворах амбиола семян томатов усиливается рост рассады, она становится мощнее, увеличивается её масса и площадь листьев, резко снижается поражаемость плодов вершинной гнилью [Лудилов и др., 1997], повышается продуктивность [Воронина и др., 1993]; семян огурца - ускоряется прорастание и увеличивается всхожесть, хотя рассада получается менее облиственной и качественной, чем в контроле [Читра Поннаммал Мани, 1995]. Обработка амбиолом семян злаков усиливает их рост [Будаговская, Гуляев, 2002], семян капусты [Цыганок, 1995; Лудилов и др., 1997, 1999] и арбуза [Дегтярёв, 2003] - повышает продуктивность этих культур.
Действие эпибрассинолида на уровень этилена, абсцизовой кислоты и продолжительность периода покоя клубней картофеля
Для изучения действия амбиола на растения картофеля были проведены эксперименты в вегетационном домике и полевых условиях. Опыты показали, что обработка амбиолом растений в фазу бутонизации изменяет гормональный баланс как листьев, так и клубней, что выражается в повышении уровня ауксинов (ИУК) и цитокининов -зеатин+зеатин-рибозид (3+ЗР), снижении содержания АБК и изменении соотношения между этими фитогормонами (табл. 3),
Таким образом, обработка амбиолом вегетирующих растений картофеля изменяет баланс фитогормонов в листьях. Известно, что повышение уровня ИУК и цитокининов активизирует фотосинтетические процессы [Чернядьев, 2000]. Обработка амбиолом снижала темпы транспирации и усиливала интенсивность фотосинтеза у молодых растений сосны, чем способствовала их росту, в том числе в условиях засухи [Rajasekaran, Blake, 1999]. Под влиянием амбиола на фоне изменения гормонального статуса листьев картофеля значительно возрастала интенсивность нециклического фотофосфорилирования и фотосинтеза [Кириллова и др., 2003]. Возможно, стимулирующее влияние амбиола на фотосинтетические процессы связано с его антиоксидантними свойствами. В листьях растений, обработанных амбиолом, повысилось соотношение 3+ЗР/АБК. Это важный показатель, так как цитокинины и АБК регулируют величину открытия устьичной щели, а от работы устьиц во многом зависит водный обмен, интенсивность фотосинтеза и скорость роста растений. У растений картофеля, обработанных амбиолом, увеличивалась ширина устьичной щели и водоудерживающая способность листьев [Лузина и др., 2001]. Наши опыты подтвердили, что под влиянием амбиола соотношение 3+ЗР/АБК возрастает почти в 6 раз (табл. 3). Изменение гормонального баланса в листьях картофеля под действием амбиола может отражаться на процессах дыхания, транспирации, фотосинтеза, и, следовательно, на продуктивности растений. Обработка вегетирующих растений картофеля амбиолом имела пролонгированное действие, проявившееся в изменении гормонального баланса клубней (табл. 4). Амбиол повышал содержание ауксинов и цитокининов и снижал уровень АБК в клубнях, но в меньшей степени, чем в листьях. Это, по видимому, связано с разной чувствительностью тканей к амбиолу и эффектом последействия. Амбиол уменьшал концентрацию сахарозы и способствовал снижению количества крахмала в клубнях, что может быть связано с возрастанием мобилизации этих соединений в качестве субстратов дыхания, так как амбиол значительно интенсифицировал процесс дыхания клубней [Пузина и др., 2001; Кириллова и др., 2003]. Полученные данные согласуются с предположением о действии амбиола как препарата с цитокининовой активностью [Вишневецкая и др., 1986; Дмитриев и др., 1986; Апашева и др., 1987] и фактора, ингибирующего окисление ауксинов, что способствует стабилизации в тканях растений этих гормонов и скорости регулируемых ими процессов [Воронина и др., 2001]. Обработка амбиолом повышала продуктивность растений, причем на фоне снижения числа клубней в кусте увеличивалась их масса. Полевые испытания подтвердили результаты вегетационных опытов, однако повышение продуктивности было не так значительно (табл. 5). Это может быть связано с различными условиями вегетационного и полевого опытов. Вариант Вегетационный опыт Полевой опыт Массаклубней вкусте, г Количество клубней в кусте, шт Средняя масса клубня, г Массаклубней вкусте, г Урожайность,ц/га Контроль 253 ±17 5 ±0,5 50,6 ±4,0 393 ±11 161±5 Амбиол 312±21 4 ±0,3 78,0 ±5,7 425 ±15 174 ±6 Табл. 5. Влияние амбиола на продуктивность картофеля Известно о повышении продуктивности некоторых культур под действием амбиола [Воронина и др., 1993, Читра Поннаммал Мани, 1995; Цыганок, 1995; Филипас и др., 1995, 1996; Лудилов и др., 1997, 1999]. Это может быть следствием увеличения количества цитокининов и ИУК, а также усилением процесса фотофосфорилирования и интенсивности фотосинтеза. Согласно данным литературы [Дерфлинг, 1985; Кулаева, 1985; Чернядьев, 2000], обработка растений препаратами с цитокининовой активностью вызывает увеличение количества хлоропластов, хлорофиллов, каротиноидов, повышает интенсивность фотофосфорилирования и фотосинтеза, скорость роста листьев, их массу, площадь и, в конечном итоге, продуктивность растений. Надо отметить, что не всегда усиление интенсивности фотосинтеза корреллирует с продуктивностью, особенно у культур с хозяйственно-ценными нефотосинтезирующими органами. У молодых растений ассимиляты в основном используются на формирование листьев, а зрелые и стареющие листья большую часть продуктов фотосинтеза экспортируют в другие органы [Мокроносов, 1981]. В нашем случае растения были обработаны в фазу бутонизации, когда рост листьев уже не так интенсивен, и возможно, увеличение массы клубней под влиянием амбиола связано с более интенсивным, чем в контроле, накоплением ассимилятов. Однако, если эффект от применения препаратов с цитокининовой активностью связан, в основном, с влиянием цитокининов на активность фотосинтетических ферментов, прежде всего, рибулозобисфосфаткарбоксилазы/оксигеназы [Чернядьев, 2000], то у амбиола механизм действия может быть иным и требует дальнейшего изучения. В литературе [Воронина и др., 2002] высказывается предположение об ингибировании амбиолом свободно-радикальных реакций. Свободные радикалы - необходимый компонент регуляции деления клеток, и в то же время фактор их повреждения. В связи с этим использование антиоксидантов может быть очень благоприятно для роста и развития растений. Опыты на пшенице показали, что масса проростков в присутствии амбиола в 2,3 раза выше, чем в контроле. Возможно, влияние амбиола на растения связано и с действием на активные формы кислорода, которые, контролируя апоптоз и митоз, являются вторичными мессенджерами, регулирующими дифференцировку некоторых клеточных органелл, самих клеток, рост и развитие растений. Антиоксидант ионол (бутилгидрокситолуол), модулируя уровень активных форм кислорода в клетке, вызывает изменения клеточных органелл у проростков пшеницы, морфологии их органов, продлевает жизнь колеоптиля и предупреждает появление признаков старения и апоптоза [Бакеева и др., 2001]. Существует мнение, что амбиол может защищать геном и мембраны клеток от окислительного стресса, повышая урожайность сельскохозяйственных культур [Воронина и др., 2002].
Изучение влияния амбиола на гормональный баланс и продуктивность растений картофеля
Новообразование растений при культивировании in vitro в значительной степени определяется генотипом и физиологическим статусом экспланта [Бутенко, 1985; Аветисов, Мелик-Саркисов, 1985]. Данные литературы указывают на связь способности к регенерации в культуре первичных эксплантов с модификацией клеточного метаболизма, функционированием меристем и морфогенезом растения, что, в свою очередь, определяются гормональным балансом [Лутова, 1988; Смоленская, 1992]. Очевидно, что процессы роста и органогенеза необходимо рассматривать во взаимосвязи между гормональным комплексом и функциями генетического аппарата [Бутенко, 1985; Пирузян, 1987]. Было отмечено, что экспрессия бактериального гена в трансгенных растениях приводит к изменениям морфологии и содержания фитогормонов в тканях растений [Голденкова и др., 2002]. Проведенные исследования показали, что регенеранты исходных и трансгенных растений, выращенные в одних и тех же условиях, отличались в контроле по морфогенетическим параметрам. На начальных этапах развития регенеранты исходных растений отставали в росте корней, но к концу культивирования преобладали по массе корневой системы и высоте побегов над трансгенными. Это позволяет предположить, что экспрессия гена дефензина может оказать влияние на содержание фитогормонов в тканях трансформированных растений картофеля -(преимущественно на количество ауксинов). Известно, что для роста зачатков корней требуются очень низкие концентрации ауксина (10"10 г/мл). Однако образование органа и его дальнейший рост находятся под контролем разных гормонов. Так, например, образование корней связано с высоким, а их рост - с низким содержанием ауксина [Skoog, 1971; Либберт, 1976]. Амбиол влиял на рост корней регенерантов исходных и трансгенных растений, подавляя или стимулируя корнеобразование в зависимости от концентрации и стадии развития. Действие амбиола на корнеобразование может быть связано с его способностью ингибировать окисление ауксинов, стабилизировать количество этих гормонов в тканях растений и скорость регулируемых ими процессов [Воронина и др., 2001].
Амбиол по-разному действует на процессы побего-и листобразования регенерантов исходных и трансгенных растений. Важно подчеркнуть, что амбиол в концентрации 5 мг/л может либо ингибировать (рост апексов клубней (рис. 5, 6) и корней растений-регенерантов (рис. 7, 8)), либо стимулировать (листообразование у регенерантов исходных растений (рис. 11, 12) процессы органогенеза. Процесс листообразования в наибольшей степени зависит от уровня цитокининов [Кулаева, 1995; Лузина, Кириллова, 1996; Роньжина, 2001], и слабое развитие листьев или их полное отсутствие в вариантах с амбиолом, вероятно, связано с низким уровнем цитокининов в местах листовых зачатков. Возможно, наличие гена дефензина в трансгенных растениях изменяет также чувствительность клеток образующихся корней и зачатков листьев к цитокининам и ауксинам. Данные этой работы показывают, что амбиол повышает содержание цитокининов в тканях растений картофеля (табл. 2, 3). По-видимому, добавление амбиола в среду для выращивания изменяет содержание фитогормонов в тканях растущих регенерантов путем перераспределения гормонов между отдельными органами растений, или за счет изменения их количества. Сдвиг гормонального баланса может изменять морфологическую компетентность инициальных меристем, обеспечивающих органогенез [Чигрина, Лукаткин, 2001], что приводит к изменению направленности морфогенетического развития растений. Возможно, с этим связано и появление тех или иных особенностей развития регенерантов при определенных концентрациях амбиола. В литературе также описаны изменения в морфогенезе у трансгенных растений по сравнению с исходными формами. Так, показано, что внесение чужеродной ДНК в геном арабидопсиса приводит к изменению морфологии листовых пластинок и появлению карликовых форм растений [Slusarczyk et al, 1999]. Изменчивость по отдельным морфологическим признакам установлена у трансгенных растений табака [Макарова и др., 1997]. Наряду с этим, отмечается, что в культуре in vitro часть меристем может иметь аномальный путь развития, связанный с всевозможными дефектами морфогенеза, не позволяющими эксплантам развиваться в нормальные пробирочные растения. В любом случае, появление измененных по морфологии форм растений несомненно представляет большой интерес для дальнейшего изучения. Следует иметь в виду, что при генетических трансформациях наряду с нежелательными изменениями могут появляться растения с целым рядом ценных хозяйственных признаков [Петюх, Кучко, 1990].
Таким образом, в опытах на регенерантах исходных и трансгенных растений картофеля подтверждены рост-регулирующие (стимулирующие и ингибирующие) свойства препарата амбиол. Установлены различия в развитии отдельных морфогенетических признаков между регенерантами исходных и трансгенных растений картофеля как в контроле, так и под действием амбиола. Корнеобразование является наиболее чувствительным параметром при органогенезе исходных и трансгенных растений картофеля. Можно полагать, что обнаруженные нами особенности роста и развития побегов у регенерантов исходных и трансгенных растений картофеля под влиянием амбиола связаны с изменениями гормонального баланса в трансгенных растениях, вызванных экспрессией гена дефензина.
Действие амбиола на листообразование у регенерантов исходных и трансгенных растений картофеля
При этих же концентрациях уменьшался и общий объем вакуолярной системы (табл. 7): в клетках туники - в 1,2 раза; в центральной меристеме - в 1,5- 1,7 раза; в клетках стержневой меристемы — в 3,6 -4 раза; в клетках основания листовых зачатков незначительно. Уменьшение общего объема вакуолей сопровождалось увеличением числа вакуолей в клетках (табл. 7): в тунике — в 1,3-1,4 раза; в центральной меристеме - в 1,4-1,5 раза; в стержневой меристеме — в 2 - 2,2 раза; в клетках у основания листовых зачатков число вакуолей практически оставалось прежним (на уровне контроля). При возрастании числа вакуолей неизменно уменьшался объем каждой из них. Особенно заметным это было в клетках стержневой меристемы (табл. 7).Следовательно, в клетках трех зон апексов происходило «дробление» вакуолей.
Таким образом, ЭБ в рост-ингибирующих концентрациях заметно уменьшал общие объемы клеток и вакуолей во всех зонах апексов. Однако наибольший угнетающий эффект на эти внутриклеточные параметры ЭБ оказывал в зонах центральной и, в особенности, стержневой меристемы.
Анализируя приведенные данные, можно заключить, что одно из проявлений действия ЭБ на ткани точек роста клубней картофеля состоит в его влиянии на процесс растяжения клеток. Однако действие ЭБ неоднозначно по отношению к функционально различным зонам апексов, что соответствует данным ряда авторов, полученным на различных растительных объектах под действием физиологически активных веществ [Barlow, 1976; Гукасян, Миляева, 1983; Шатило, Морозова, 1988; Roddick et al., 1993]. Результаты настоящей работы показывают, что наиболее чувствительной к действию ЭБ является зона стержневой меристемы. В этой зоне в 2 раза подавляется процесс растяжения клеток под действием ЭБ в концентрациях, замедляющих рост апикальных меристем клубней картофеля. Этот факт имеет особое значение, поскольку именно зона стержневой меристемы играет ведущую роль при прорастании апексов клубней картофеля [Платонова, Кораблева, 1992].
Известно, что рост является интегральным процессом, и при изучении его регуляции с помощью каких-либо факторов необходимо учитывать как деление, так и растяжение клеток. Однако эти два процесса в растущем органе редко совпадают и могут быть разделены в пространстве и во времени с преобладанием деления или растяжения клеток в определенные периоды роста [Иванов, 1987]. Установлено также, что прорастание семян начинается с растяжения клеток и регулируется соотношением фитогормонов, в число которых входят ИУК, ПС, АБК и этилен [Обручева, 1982]. Если при прорастании отмечаются признаки деления клеток лишь в тунике и периферической меристеме, то под действием ЭБ даже в рост-ингибирующих концентрациях, подавляющих растяжение клеток, отдельные делящиеся клетки наблюдаются в области центральной и стержневой меристемы. Таким образом, ЭБ в рост-ингибирующих концентрациях, возможно, не только не угнетает, а несколько стимулирует митотическую активность клеток отдельных зон апексов и, что особенно важно, деление клеток стержневой меристемы. В этом случае действие ЭБ можно было бы сравнить с действием гибберелловой кислоты, избирательно стимулирующей митотическую активность медулярной зоны у ряда растений [Гукасян, Миляева, 1986]. Это имеет важное функциональное значение, поскольку именно эти зоны апикальных меристем ответственны за образование стебля. В целом, проведенные наблюдения, свидетельствуют о том, что под действием ЭБ в рост-ингибирующих концентрациях рост апексов растяжением подавляется независимо от подавления деления. В этом случае может быть подавлен «аппарат растяжения». Известно, что основные процессы, определяющие рост растений - деление клеток и их растяжение регулируются несколькими независимыми механизмами.
Очевидно, что влияние ЭБ на процесс растяжения растительных клеток - лишь один из аспектов его полифункционального действия на растение [Hamada et al., 1986; Муромцев и др., 1987]. В наших исследованиях установлено, что ЭБ увеличивает содержание абсцизовой кислоты и этилена в тканях клубней картофеля, тем самым регулируя период глубокого покоя.
Таким образом, один из механизмов рост-регулирующего действия ЭБ на ростовые процессы в клубнях картофеля состоит в его влиянии на процесс растяжения клеток апексов, особенно в зоне стержневой меристемы, вследствие чего, задерживается прорастание клубней.
