Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Физиологические аспекты активности холинэстеразы растений 6
1.1. Регуляторные системы растений 6
1.2. Понятие о биомедиаторах 10
1.3. Холинэргическая система регуляции 13
1.4. Влияние ацетилхолина и холинэстеразы на физиологические процессы растений 23
1.5. Влияние ассоциативных симбионтов - бактерий рода Azospirillum на растения 28
Глава 2. Объекты исследований, методика и условия проведения опытов 39
2.1. Объекты исследования 39
2.2. Методика исследования 40
Глава 3. Активность холинэстеразы в онтогенезе пшеницы 50
Глава 4. Влияние факторов среды на активность холинэстеразы, рост и развитие зародышевых корней проростков пшеницы 68
4.1. Изменение активности холинэстеразы при инфицировании зародышевых корней пшеницы Azospirillum brasilense sp245 69
4.2. Морфологические изменения зародышевых корней пшеницы при их инфицировании Azospirillum brasilense sp245 71
4.3. Изменение активности холинэстеразы под действием пестицидов 79
4.4. Влияние фосфорорганических пестицидов на морфологические изменения зародышевых корней пшеницы 82
Глава 5. Фосфолипиды azospirillum brasilence sp245 .. 90
Заключение 97
Выводы 99
Литература 101
- Влияние ацетилхолина и холинэстеразы на физиологические процессы растений
- Влияние ассоциативных симбионтов - бактерий рода Azospirillum на растения
- Морфологические изменения зародышевых корней пшеницы при их инфицировании Azospirillum brasilense sp245
- Влияние фосфорорганических пестицидов на морфологические изменения зародышевых корней пшеницы
Введение к работе
Этап ассимиляции физиологией растений методов и логических основ других биологических дисциплин - цитологии, биохимии, молекулярной биологии и других (Курсанов, 1982,1984, 1997), подвел исследователей к осмыслению главных принципов, которые лежат в основе поддержания целостности структурных и функциональных элементов растительного организма (Мокроносов,1981; Гамалей, 1997; Полевой, 2001). Некоторые факты позволяют считать, что эти принципы едины как для животных, так и для растений (Гунар, 1953; Рощина, 1991).
Особенностью растительного организма является постоянное наличие образовательных тканей, обеспечивающих построение разноименных частей растения, гетерогенных по ряду макро - и микропризнаков (Хохряков, 1982; Эсау, 1969). Апикальная часть побега, рассматриваемая как полифункциональная структура, в которой сосредоточены аттрагирующий центр, сенсорная и другие зоны (Полевой, 1975, 2001), одновременно обеспечивает мета-мерный принцип строения побега (Шафранова, 1980; Степанов, 2001). Предполагают (Кумаков и др., 1994; Головинская, Степанов, 2001), что отдельные метамеры обладают чертами автономности. В основе взаимодействия мета-меров, как и элементов в пределах каждого из них, лежат трофические, гормональные и электрофизиологические связи. В то же время неоднократно выдвигаемая в конце XIX столетия идея нервизма растения (Опритов и др., 1991) с некоторых пор получила ряд оснований - работы по изучению раздражимости, механизмов проницаемости клеток и распространения потенциала действия, основ энергетики органелл и клеток (Гунар, 1953; Скулачев, 1989; Полевой, 2001).
На рубеже 60-х годов XX столетия произошел мощный всплеск исследований по нейротрансмиттерам - ацетилхолину, адреналину, норадренали-ну, дофамину и другим, обнаруживаемых у все новых и новых видов растений. Как показали результаты работ, нейротрансмиттеры (биомедиаторы) оказывают многообразные действия на растения на разных уровнях его организации. В эти же годы стала переосмысливаться функция нейротрансмитте-ров в жизнедеятельности животных. В ряде работ Г. Бузникова (1967, 1987) было показано, что кроме нейротрансмиттерной функции многим из них присуща другая роль - регуляции процессов деления и дифференциации клеток. С учетом наличия у растений образовательных тканей, где постоянно совершаются процессы деления и дифференциации клеток, предполагается (Рощина, 1991; Степанов, 1992, 1993; Головинская, Степанов, 2001), что ней-ротрансмиттеры имеют существенное значение в их жизнедеятельности, прежде всего, в таких интеграционных процессах, как рост и развитие растений. Наибольшее число работ пока имеется по холинэргической системе регуляции, что связано, прежде всего, с ее участием в фотоморфогенезе растений. Однако исследования в этом направлении находятся в самом начале пути (Рощина, 1991).
Цель и задачи исследования. Основной целью работы являлось изучение физиологических аспектов активности холинэстеразы в онтогенезе пшеницы и при воздействии факторов биотической (азоспирилла) и абиотической (фосфорорганические пестициды) природы.
Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:
1. Установить основные закономерности изменения активности холинэстеразы в онтогенезе пшеницы.
2. Изучить влияние факторов среды (азоспирилла и ФОП) на активность холинэстеразы и отдельные морфологические параметры развития зародышевых корней пшеницы.
3. Определить качественный и количественный состав фосфолипидов Azospirillum brasilense sp245.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. В онтогенезе пшеницы наблюдаются сортоспецифические периодические изменения активности холинэстеразы.
2. Azospirillum brasilense sp245 и ФОП приводят к изменениям активности холинэстеразы и морфологии зародышевых корней пшеницы.
Влияние ацетилхолина и холинэстеразы на физиологические процессы растений
Присутствие в растениях ацетилхолина и гидролизующих его холинэстераз предполагает важную функцию этого соединения в физиологических процессах (Рощина, Мухин, 1986; Рощина, 1991).
Регулирующая функция ацетилхолина в ростовых, фотоморфогенетиче-ских реакциях была установлена в 70-ые годы (Jaffe,1970; Evans, 1972). Аце-тилхолин оказывает в основном стимулирующее действие на прорастание семян, спор грибов и пыльцы растений (Gressel et al., 1971; Holm, Miller, 1972; Tretyn etal., 1988; Рощина, 1992).
Всеобщий характер стимуляции ацетилхолином прорастания семян отрицается некоторыми исследователями (Hartmann, Gupta, 1989), т.к. действуют только очень высокие концентрации ( 10 3 М) этого соединения, и процент стимуляции невелик. Однако получены экспериментальные данные (Tretyn et al.,1985, 1988), в которых повышение количества проросших семян было значительным. В работе Холма и Миллера (Holm, Miller, 1972) ацетилхолин стимулировал прорастание семян Echinochloa crusgalli в три раза, Chenopodium album в четыре раза, Setaria viridis в восемь раз по сравнению с контролем; семена Brassica и Agropyron repens вообще не прорастали без обработки ацетилхолином.
Под влиянием ацетилхолина наблюдалась стимуляция элонгации колеоп-тилей и гипокотилей проростков; на элонгацию этиолированных проростков ацетилхолин не оказывал действия (Jaffe,1970). В диапазоне концентраций 0,1-500 мкМ ацетилхолин ускорял рост апикальных сегментов колеоптилей пшеницы Triticum vulgare на 20%. На красном свету 660 нм элонгация их увеличивалась на 62% по сравнению с контролем, а добавление ацетилхолина через 30 мин после включения света снижало процесс на половину (Lawson et al., 1978). В концентрации 1 мкМ ацетилхолин стимулировал развертывание листьев у этиолированных проростков пшеницы Triticum aestivum (Tretyn et al., 1990).
В высоких концентрациях (10"3-10 2 М) он угнетал рост гипокотилеи и стимулировал рост гипокотилеи этиолированных проростков Vigna sesquipedalis и Glicine Мах (Рощина, Мухин,1986), а также вторичных корней Phaseolus aureus (Jaffe,1970). Отмечено, что влияние ингибиторов ХЭ неос-тигмина и физостигмина на ростовые процессы в отсутствие экзогенного АЦ аналогично действию самого ацетилхолина (Рощина, 1991). Наиболее мощный из исследованных ретардантов фосфон Д (трибутил -2, 4-дихлорбензилфосфоний хлорид) относится к четвертичным фосфониевым соединениям, которые являются обратимыми ингибиторами ацетилхолинэ-стеразы и бутирилхолинэстеразы позвоночных животных (Бресткин и др., 1984). В то же время инсектицид фенсульфотион оказывает влияние на рост вторичных корешков гороха (Kasturi, Vasantharajan, 1976). Отмеченные факты наводят на мысль об участии ХЭ в регуляции роста растений. Это подтверждается влиянием ацетилхолина на рост корней и наиболее высоким содержанием эндогенного ацетилхолина в точках активного роста растений (Рощина, Мухин, 1986; Rama Sastry, 1979).
Реакция на ацетилхолин зависит от величины рН среды. Например, аце а у тилхолин в концентрациях 10" -10 М стимулирует рост проростков Triticum vulgare только при рН 7,5 (Dekhuijzen,1973). По данным Джаффе (Jaffe, 1970), действие ацетилхолина подобно действию красного света и затрагивает управляемые фитохромом процессы. Предполагается (Jaffe, 1970), что к действию ацетилхолина чувствителен фитохром протоплазматических мембран корней ряда растений. Здесь под влиянием ацетилхолина или красного света протоны выходят из мембран в наружную среду и возникает положительный биоэлектрический потенциал. Действие ацетилхолина на рост можно объяснить регуляцией гормональ ных реакций растений. Внесенный в питательную среду одновременно с гиб-береллином он усиливал стимулирующее действие фитогормона на рост ги-покотилей проростков. Высокие концентрации ацетилхолина (10-4-10-3 М) ингибируют образование этилена, стимулированное индолилуксусной кислотой (ИУК) в этиолированных проростках Phaseolus vulgaris (Parups, 1976).
Ацетилхолин в концентрациях 10-4-10"3 М стимулировал пероксидазную активность растительных тканей, а в более высоких угнетал, при этом инги-бирование достигало 50% (Penel et al., 1976). Пероксидаза, как известно, участвует в катаболизме ИУК, которая в свою очередь регулирует ростовые процессы (Рощина, Мухин, 1986).
В 1972 году Кандлер (Kandeler, 1972) установил, что в условиях постоянного освещения ацетилхолин препятствует цветению растений длинного дня Lemna gibba, но в том же самом световом режиме ускоряет цветение корот-кодневного растения Lemna perpusilla. Эти результаты были подтверждены в опытах с Lemna gibba другими авторами (Oata, Hoshino, 1974). В других опытах (Ladeira et al., 19826) ацетилхолин не оказывал влияния на развитие растений как короткого — Xanthium strumarium и Porophyllum lanceolatum, так и длинного дня - Sinapis alba.
Ацетилхолин действует и на транспортные процессы в клетке, поскольку он вызывает изменение скорости движения цитоплазмы и проницаемости мембран (Рощина, Мухин, 19876). По данным Ониани Д. (1975), в клетках ни-теллы замедление движения цитоплазмы наблюдается при содержании ацетилхолина в среде 10"7-10"6 М и прекращается при более высоких концентрациях. Явление это обратимо, если отмыть клетки от действующего вещества. В работе Юрина В.М. и др.(1979) с помощью микроэлектродной техники показано, что ацетилхолин в концентрациях 10-5-10"3 М вызывает обратимую деполяризацию клеток нителлы, а при увеличении его содержания в среде происходят необратимые явления. С ростом концентрации ацетилхолина увеличивается калиевая проницаемость мембран этих водорослей. Мембранный потенциал клеток нителлы снижался с -136 до - 123 мВ при содержании в среде 10"5 М ацетилхолина. Падение мембранного потенциала в корнях высших растений под влиянием ацетилхолина сопровождалось выходом протонов в наружную среду, что свидетельствует об изменении проницаемости мембран.
Ацетилхолин может регулировать движение молекул через мембраны за счет взаимодействия не только с белками, но и с липидной фракцией мембран (Рощина, Мухин, 1986). Установлено, что при низких концентрациях (10 8 М) ацетилхолин ингибирует включение радиактивного фосфора в фосфолипиды, которые контролируют транспорт веществ. Таким образом, ацетилхолин является веществом, которое способно вызвать изменение проницаемости мембран. В этом отношении действие ацетилхолина в растительных клетках подобно тому, которое мы наблюдаем в клетках животных. Впервые попытку обсудить аналогию действия ацетилхолина у представителей растительного и животного мира предприняли Riov J., Jaffe М. (1973аб). Жолкевич В.Н. с соавторами (1979, 1989, 1997) обнаружили значительную (на 40-50% от контроля) стимуляцию ацетилхолином корневого давления у подсолнечника Helianthus annus и экссудации ксилемного сока проростками кукурузы Zea mays. Полученные данные эти исследователи связывают с действием медиатора на сократительные системы проводящих элементов растений.
Влияние ассоциативных симбионтов - бактерий рода Azospirillum на растения
Впервые мысль о тесной связи между характером растительного покрова и составом почвенных микроорганизмов была высказана В. Р. Вильямсом (1950). Он выделил три основные растительные формации, состоящие из высших зеленых растений и микроорганизмов: 1) древесные растения, грибы, актиномицеты и анаэробные бактерии; 2) луговая травянистая растительность, аэробные и анаэробные бактерии; 3) степная травянистая растительность и аэробные бактерии. Несмотря на то, что эти положения не получили в дальнейшем экспериментального подтверждения, некоторые моменты были подмечены верно. Действительно, в степных биогеоценозах бактерии занимают большую долю и представлены более разнообразными группами, чем в кислых лесных почках.
Красильников Н.А. (1958) считал, что растения являются самым мощным фактором формирования микробных ценозов почв. Понятно, что наибольшее внимание заслуживают микроорганизмы, обитающие в прикорневой зоне и на корнях растений (Мишустин,1975). Поэтому в последнее время возрос интерес к бактериям, среду обитания которых, принято определять термином «ризосфера» (Звягинцев, 1987). Установлено что в ризосфере бактерий в сотни и тысячи раз больше, чем вне нее. Это способствует тому, что почвенные процессы проходят в ней более интенсивно. Наибольшее количество микроорганизмов наблюдается на поверхности живых корней — ризоплана (Калининская и др., 1981).
Именно в зоне ризосферы складываются особые взаимоотношения между растениями и микроорганизмами. Такое взаимодействие не предполагает тесных связей между партнерами по типу бобово-ризобиального симбиоза и в литературе определяется как ассоциативная система или ассоциация (Мишустин, 1975; Калининская и др., 1981; Баканчикова, Мякинь-ков,1989).
Установлено, что в ризосфере и ризоплане растений обитают представители многих родов: псевдомонады, бациллы, грибы и актиномицеты. Многим из них присуща функция азотфиксации (Мальцева, Волкогон, 1984). Это указывает на сложность ассоциативных систем и на трудность выбора агента, посредством которого можно было бы воздействовать на урожай сельскохозяйственных культур.
Активность азотфиксации может быть значительной, что в принципе допускает уменьшение применения минеральных азотных удобрений (Соловова и др., 1995). Доля азотфиксаторов составляет в микробном ценозе почвы от 4 до 90%. Сегодня не представляется возможным изучение каждого входящего в ассоциативную систему микроорганизма. Наиболее правильно изучение какого-либо одного агента, занимающего ключевое положение в ассоциативной цепи. Таким агентом являются бактерии рода Azospirillum, которым в последнее время уделяется много внимания у нас и за рубежом, как потенциальным объектам, способным влиять на урожайность сельскохозяйственных культур (Мишустин,1975). Характеристика бактерий рола Azospirillum.
Эти микроорганизмы были выделены Бейеринком в 1922 г. из корней тропических трав Бразилии и отнесены к роду Spirillum lipoferum (Kapulnik et al., 1981). Определение азотфиксации этими микроорганизмами дало отрицательный результат (Dazzo et al., 1984), но затем с помощью 15N удалось показать способность спирилл фиксировать атмосферный азот в чистой культуре (Bashan, Hoigum, 1993). Эти работы показали весьма высокую азотфик-сирующую активность бактерий.
На основании детальных физиолого-биохимических и генетических исследований эти микроорганизмы отнесены к новому роду - Azospirillum (Луцик и др., 1981). Сначала эти микроорганизмы рассматривали как группу, специфичную именно для тропического пояса. В дальнейшем, азоспириллы обнаружили и в почвах умеренных областей (Умаров,1984, 1986; Лукин и др., 1987), что стимулировало исследования в этой области. Азоспириллы были найдены также в почвах Саратовской области (Позднякова и др., 1988). Причиной изучения этих бактерий является и тот факт, что они встречаются в ассоциации с разными не бобовыми растениями, причем, нередко преобладают над другими фиксаторами азота. Считается (Умаров,1986; Позднякова и др., 1988), что азоспириллы занимают доминирующее положение в микробной системе прикорневой зоны различных растений. Первоначально этот род включал два вида: A. lipoferum и A.brasilense. Затем, благодаря использованию ДНК/ДИК и ДНК/ рРНК гомологии, были выделены ещё два вида: A.amazonence и A.halopraeferans (Bashan, 1988).
На полужидкой безазотистой среде (Умаров,1986) азоспириллы растут в виде характерной плёнки или полосы, примерно на 10 мм ниже поверхности среды. Рост на полужидкой среде — характерный признак азоспирилл, являющийся одним из главных при идентификации в накопительных культурах. Азоспирилла по «Определителю систематической бактериологии Берге» (Луцик и др., 1981) имеет форму изогнутых палочек диаметром 0,8 - 1,0 мкм и длиной от 2 до 4 мкм. Обычно клетки граммотрицательные. Данный микроорганизм является высокоподвижным в полужидкой или жидкой среде и обладает характерным «ввинчивающимся» или «вибрирующим» движением, которое вызвано вращением одного полярного жгутика. На твёрдых питательных средах (0,6 агара и более) клетки обладают «роящимся» движением. При этом у клеток образуются дополнительные боковые жгутики с более короткой длиной волны. Имеются различия в антигенном составе полярного и боковых жгутиков. Обнаружены С — формы на плотных питательных средах с фруктозой и в ассоциациях с корнями растений; образование С — формы является, по — видимому, способом защиты нитрогеназы от кислорода (Baldany et al., 1983; Bashan, Levanony,1989).
Морфологические изменения зародышевых корней пшеницы при их инфицировании Azospirillum brasilense sp245
Учитывая, что жизнь высших автотрофных растений, к числу которых относится пшеница, обусловлена непрерывной корнелистовой функциональной связью, а координированное изменение общей поверхности является характерной особенностью индивидуального развития растения, мощность развития корнелистовой системы - один из существенных факторов, увеличивающий фотосинтетическую активность листьев (Кумаков, 1980, 1985). Удаление корней у молодых проростков фасоли, кукурузы, пшеницы приводит к резкому ослаблению роста надземных органов, несмотря на то, что все растения имеют значительный запас питательных веществ в семядолях или эндосперме. Рост надземных органов возобновляется лишь после отрастания новых корней (Добрынин, 1969; Сытник и др., 1972; Киршин,1985). В корнелистовой корреляции решающая роль отводится корневой системе, т.к. усиленный рост растений начинается с интенсификации корневой деятельности, а старение с возникновением корневой недостаточности (Добрынин, 1969; Кумаков, 1980). В наших исследованиях влияния Azospirillum brasilense sp245 на морфологические параметры корня наиболее значимыми, исходя из литературных данных (Bashan, Holguin, 1997; Егоренкова и др., 2000), были приняты: длина зародышевых корней, расстояние от чехлика корня до зоны корневых волосков и длина корневых волосков главного зародышевого корня. Так, например, изменение длины корней проростков и корневых волосков прямо пропорционально изменению всасывающей активности корневой системы, а следовательно и питанию всего растения (Добрынин, 1969; Сытник и др., 1972). Уменьшение расстояния от чехлика до зоны корневых волосков свидетельствует о смещении зоны дифференциации корневых волосков к апексу корня, а значит и о влиянии внешних факторов на процессы деления, растяжения и направленности специализации клеток, что в итоге может привести к функциональным нарушениям в растении (Эсау, 1969; Сытник и др., 1972). Проведенные нами предварительные исследования показали различие в динамике роста зародышевых корней. Наиболее быстро растет главный зародышевый корень, затем нижняя пара зародышевых корней, более медленный рост характерен для нижней пары зародышевых корней. Как отмечено ранее, в экспериментах по изучению влияния азоспириллы на зародышевые корни семена пшеницы проращивались в чашках Петри на фильтровальной бумаге на 0,1 мМ растворе CaS04 в течении суток.
На вторые сутки проростки инокулировались микроорганизмом. Измерение параметров зародышевых корней проводились на 4-е и 5-е сутки от момента замачивания. В результате эксперимента с 4-х суточными проростками пшеницы было установлено, что у сорта Нададорес длина главного корня меньше по сравнению с контролем - соответственно 34,3 и 49 мм, длина нижней пары заро дышевых корней также меньше у опытных растений - 28,4 и 38,9 мм. Длина верхней пары зародышевых корней у опытных растений была также меньше -7,1 и 11.9 мм (рис.17). Для сорта Саратовская 36 длина главного зародышевого корня контрольных растений составляла 45,4 мм против 28,7 мм у опытных растений, длина верхней пары корней - соответственно 38,3 и 29,6 мм, длина нижней пары корней - соответственно 13,85 и 11,1 мм (рис.18). Расстояние от корневого чехлика до зоны корневых волосков у опытных растений обоих исследуемых сортов также уменьшается и составляет: для Однако длина корневых волосков при инфицировании зародышевых корней Azospirillum brasilense sp245 увеличивается. Для Саратовской 36 длина корневых волосков в контроле составляла 680,9 мкм, тогда как у опытных растений 845,2 мкм. Для Нададорес длина корневых волосков в контроле составляла 741,3 мкм, у опытных растений - 957,2 мкм (рис.20). Данная тенденция изменения параметров зародышевых корней прослеживается и у 5-ти суточных проростков (рис.21-24). Как видно из представленных результатов, длина главного зародышевого корня опытных растений Нададорес меньше по сравнению с контролем - соответственно 40 и 58,1; длина нижней пары зародышевых корней в опыте также меньше - соответственно 30,1 и 51 мм, длина верхней пары - 11,4 и 19 мм соответственно опытные и контрольные растения (рис.21). Для Саратов ской 36 длина зародышевых корней опытных и контрольных растений составляла соответственно: главный корень - 33,0 и 48,2 мм, нижняя пара корней - 31,2 и 42,7 мм, нижняя пара корней - 11,18 до 26,1 мм. Результаты измерения параметров главного зародышевого корня показали, что несмотря на уменьшение зоны интенсивного растяжения (рис.23), под влиянием азоспириллы на 5-е сутки происходит значительное увеличение зоны поглощения (рис.24).
Влияние фосфорорганических пестицидов на морфологические изменения зародышевых корней пшеницы
Проведенные нами предварительные исследования с ацетилхолином (Степанов и др., 1997), как и литературные данные (Jaffe, 1970,1972а; Hoshino, 1983; Momonoki, 1997), показали, что рост и развитие зародышевых корней зависит от концентрации данного биомедиатора, активности холин-ацетилтрансферазы, холинэстеразы. Снижение активности холинэстеразы под влиянием ФОП должно непосредственным образом отражаться на морфологических изменениях растения (Рощина, Семенова, 19906).
В экспериментах с карбофосом в качестве фосфорсодержащего пестицида в концентрационном интервале 2-Ю"3 М - 2-Ю"7 М наблюдалось уменьшение роста всех зародышевых корней. Исследования проводились на проростках пшеницы сорта Нададорес. Семена на вторые сутки после замачивания переносились на чашки Петри, содержащие по 10 мл растворов карбофоса разных концентраций; измерения проводились на 5-е сутки эксперимента (рис.33).
Как видно из представленных на рисунке результатов, длина главного корня уменьшалась с 88 мм в контроле до 35,5 мм при концентрации карбофоса 2-Ю"7 М, 29,9 мм при концентрации 2-Ю"5 М и 27,8 мм при концентрации 2-Ю"3 М. Длина верхней пары была также меньше - 70 мм в контроле и 25,8 мм при концентрации 2-Ю"7 М, 24,25 мм при концентрации 2-Ю"5 М и 21,5 мм при концентрации 2-Ю"3 М. Для нижней пары зародышевых корней также отмечено уменьшение их длины - 25,3 мм в контроле и 19,6 мм при концентрации 2-Ю"7 М, 14 мм при концентрации 2-Ю 5 М и 13 мм при концентрации 2-10"3 М (рис.33).
Своеобразная реакция отмечалась в отношение дифференциации корневых волосков - длина волосков и расстояние от корневого чехлика до зоны их инициации (рис.34). Из представленных результатов видно (рис.35), что длина корневых волосков при концентрации карбофоса 2-10" М достигала 617,7 мкм по сравнению с 766,5 мкм у контрольных растений. При концентрации 2-Ю"5 М длина корневых волосков составила 713,2 мкм, однако при концентрации 2-10"7 М - увеличивалась до 1026,3 мкм.
Расстояние от корневого чехлика до зоны корневых волосков при концентрации 2-Ю"7 М составило 655,15 мкм, что в 7 раз меньше по сравнению с контрольным вариантом (4265,9 мкм). При концентрациях 2-Ю"3 и 2-Ю"5 М корневые волоски отмечались сразу же за корневым чехликом, что говорит об отсутствии зоны растяжения клеток и о смещении зоны дифференциации корневых волосков к апексу корня. Полученные результаты позволяют сделать предположение о влиянии растворов карбофоса на процессы деления, растяжения и дифференциации клеток при участии холинэргической системы регуляции.
Как следует из результатов описанного в выше эксперимента, изменения параметров зародышевых корней пшеницы под влиянием растворов карбофоса имеет концентрационную зависимость (рис.34). В ходе дальнейших исследований было установлено, что не только концентрация пестицида влияет на данные параметры, но и тип взятого ФОС. Эксперименты проводились на двух сортах мягкой яровой пшеницы — Нададорес и Саратовская 36, с использованием басты в концентрации 10" М. Пшеница проращивалась в соответствии с выше описанной методикой. Баста добавлялась в среду на вторые сутки от момента замачивания семян. Измерения проводились на 5-е сутки. Результаты данного эксперимента приведены на рис.35,36.
Как видно из результатов эксперимента (рис.35), длина главного корня сорта Саратовская 36 под влиянием басты уменьшалась в 2 раза и составляла 38,125 мм по сравнению с 64,125 мм в контрольном варианте. Длина верхней пары зародышевых корней составляла от 48,68 мм в контроле до 28,625 мм в опыте, а длина нижней пары от 24 мм в контроле до 13,75 мм в опыте. Аналогичная тенденция к уменьшению длины зародышевых корней под влиянием басты наблюдалась и у проростков пшеницы сорта Нададорес (рис.36). Длина главного зародышевого корня уменьшалась от 79,125 мм в контроле до 41,875 мм в опыте, длина верхней пары - от 65,125 мм до 36,07 мм, а нижней пары - от 25 мм до 12,26 мм.
Необходимо отметить наличие межсортовых различий параметров развития зародышевых корней. Большие значения длины корней наблюдались у проростков пшеницы сорта Нададорес. Это согласуется с литературными данными о межсортовой специфичности этих сортов по активности холинэ-стеразы в зародышевых корнях (Степанов и др., 1997).
Дальнейшие исследования показали своеобразную сортовую реакцию пшеницы на изменение расстояния от кончика корня до зоны роста корневых волосков главного зародышевого корня (рис.37,38). Из представленных результатов видно, что если для сорта Нададорес этот параметр уменьшался под влиянием раствора басты от 6088,54 мкм до 2640,34 мкм, то для сорта Саратовская 36 наблюдалось увеличение расстояния от 3861,98 мкм в контроле до 4078,73 мкм в опыте (рис.37). Длина корневых волосков под влиянием басты уменьшалась у обоих сортов. Для сорта Нададорес эта величина менялась от 1255,18 мкм до 762,37 мкм, а для сорта Саратовская 36 - от 1227,1 мкм в контроле до 645,84 мкм в контроле (рис.37,38)
