Содержание к диссертации
Введение
1. Влияние микроэлементов (бора и цинка) на физиологические процессы и продуктивность растений 12
1.1. Влияние микроэлементов на содержание и соотношение фитогормонов 12
1.1.1. Влияние бора 12
1.1.2. Влияние цинка 15
1.2. Влияние микроэлементов на фотосинтетическую деятельность .17
1.2.1. Влияние бора 17
1.2.2. Влияние цинка 20
1.3. Влияние микроэлементов на процесс дыхания 21
1.3.1. Влияние бора 21
1.3.2. Влияние цинка 23
1.4. Влияние микроэлементов на водный режим 23
1.4.1. Влияние бора 23
1.4.2. Влияние цинка 24
1.5. Влияние микроэлементов на рост и продуктивность 25
1.5.1. Влияние бора 25
1.5.2. Влияние цинка 27
2. Влияние фитогормонов (ауксинов и цитокининов) на физиологические процессы и продуктивность растений 30
2.1. Влияние фитогормонов на поступление и содержание элементов минерального питания 30
2.1.1. Влияние ауксинов 30
2.1.2. Влияние цитокининов 31
2.2. Влияние фитогормонов на фотосинтетическую деятельность 33
2.2.1. Влияние ауксинов 34
2.2.2. Влияние цитокининов 36
2.3. Влияние фитогормонов на процесс дыхания 38
2.3.1. Влияние ауксинов 39
2.3.2. Влияние цитокининов 41
2.4. Влияние фитогормонов на водный режим 42
2.4.1. Влияние ауксинов 42
2.4.2. Влияние цитокининов 44
2.5. Влияние на фитогормонов рост и продуктивность 45
2.5.1. Влияние ауксинов 45
2.5.2. Влияние цитокининов 47
3. Физиологическое действие фитогормонов в разных условиях минерального питания 50
4. Объекты и методы исследований 55
4.1. Объекты исследования 55
4.2. Условия проведения опытов 56
4.3. Методы исследований 58
5. Влияние микроэлементов и регуляторов роста на физиологические процессы прорастающих клубней картофеля 66
5.1. Влияние микроэлементов и регуляторов роста на гормональный статус глазков прорастающих клубней 66
5.2. Влияние микроэлементов и регуляторов роста на процесс дыхания прорастающих клубней 78
5.2.1. Влияние на интенсивность дыхания глазков клубней 78
5.2.2. Влияние на интенсивность и качество дыхания 30-дневных побегов 83
5.3. Влияние микроэлементов и регуляторов роста на адсорбирующую поверхность и поглотительную способность придаточных корней зелёных 30-дневных побегов 89
5.4. Влияние микроэлементов и регуляторов роста на ростовые показатели 30-дневных побегов и их придаточных корней 93
6. Влияние микроэлементов и регуляторов роста на физиологические процессы растений картофеля на более поздних этапах онтогенеза 104
6.1. Влияние микроэлементов и регуляторов роста на содержание и соотношение фитогормонов в органах картофеля 104
6.1.1. В листьях 104
6.1.2. В клубнях 112
6.2. Влияние микроэлементов и регуляторов роста на водный ж обмен 115
6.3. Изменение фотосинтетической деятельности в зависимости от обработки микроэлементами и регуляторами роста 125
6.4. Влияние микроэлементов и регуляторов роста на интенсивность и качество дыхания 132
6.5. Влияние микроэлементов и регуляторов роста на содержание бора, цинка, калия и нитрат-иона 135
6.6. Влияние микроэлементов и регуляторов роста на ростовые показатели и продуктивность растений 140
Заключение 156
- Влияние микроэлементов на фотосинтетическую деятельность
- Влияние фитогормонов на фотосинтетическую деятельность
- Условия проведения опытов
- Влияние микроэлементов и регуляторов роста на процесс дыхания прорастающих клубней
Введение к работе
Актуальность проблемы. В процессе эволюции в растительном организме выработались различные регуляторные системы (Курсанов, 1985; Полевой, 1986; Опритов, 1998). Благодаря им осуществляется поддержание гомеостаза растения в различных условиях среды. Изучение регуляторных процессов и их взаимодействия - одна из центральных задач современной физиологии растений. Ещё в 40-ые годы Д.А. Сабинин указывал на необходимость изучения взаимосвязей гормональной и трофической систем регуляции. До настоящего времени эта проблема далека от своего решения.
Трофическая система регуляции включает действие питательных веществ: органических и минеральных. Во взаимодействии питательных веществ и фитогормонов можно отметить разные аспекты: элементы питания изменяют содержание фитогормонов; гормоны регулируют поступление, транспорт и распределение питательных веществ; физиологическое действие фитогормонов зависит от снабжения растений минеральными питательными веществами.
Имеются данные о том, что в присутствии сахарозы действие фитогормонов усиливается. На трансгенных растениях показана роль сахарозы в гормональной регуляции клубнеобразования (Аксёнова и др., 2000). В настоящее время появился ряд исследований, затрагивающих изучение взаимосвязи фитогормонов и питательных элементов в регуляции процессов роста. Однако большинство работ относится к изучению влияния макроэлементов на содержание фитогормонов (Кудоярова и др., 1989; Merrier, Kerbauy, 1991; Климачёв и др., 1999; Якушкина и др., 2000; Коркина, 2001). Меньше внимания уделяется действию микроэлементов (Школьник, 1974; Hossain et al., 1998; Li et al., 2001; Imali, Battel, 2001).
Физиологическая функция микроэлементов определяется как путём выяснения соединений, в виде которых они находятся в составе организмов, так и процессов, в которых они участвуют. Показано, что питательное значение микроэлементов ограничено, и на первый план выходит их регуляторная роль. В большинстве случаев исследователи рассматривали зависимость лишь отдельных групп фитогормонов от уровня микроэлементов. Чаще всего - это ауксины (Skoog, 1940; Кутачек, Иирачек, 1974; Школьник, 1974; Hossain et al., 1998). Следует отметить, что полученные результаты по влиянию микроэлементов на содержание ауксинов противоречивы, особенно это касается бора (Coke, Whittington, 1968; Школьник, 1974; Li et al., 2001). В меньшей степени изучено действие микроэлементов на другие группы фитогормонов. Вместе с тем, надо отметить, что в регуляции физиологических процессов важнейшее значение придаётся соотношению гормонов (Леопольд, 1968; Якушкина, 1980; Кефели, 1997). Однако данные по влиянию микроэлементов на соотношение разных групп фитогормонов в литературе единичны (Гилязетдинов, 1990). Недостаточно внимания уделяется сопоставлению изменения гормонального статуса растения под влиянием микроэлементов с интенсивностью физиологических процессов. Остаётся неясным насколько регуляторное действие микроэлементов опосредовано изменением в гормональном балансе растений.
Действию фитогормонов на поступление питательных веществ уделялось сравнительно много внимания, однако и в данном случае, это касается лишь макроэлементов (Thimann, 1977; Сивцова, 1993; Саляев и др., 1999). Значение фитогормонов в процессе поглощения и распределения микроэлементов практически не исследовано.
Фактически не изучен вопрос о действии гормонов при разном снабжении растения микроэлементами. Между тем, в настоящее время широко развивается идея об участии ионов металлов в восприятии гормональных сигналов (Hirayama, Alonso, 2000; Warwicker, 2001). Показано, что некоторые металлы, в том числе такие микроэлементы, как медь, цинк, марганец, участвуют в рецепции фитогормонов (этилена, ауксина). Предполагается, что в комплексе гормон-рецептор ион металла, входящий в рецептор, образует связь с молекулой гормона. При детальном компьютерном моделировании трёхмерной структуры белка-рецептора ауксина АВР\ было установлено, что его марганец-связываюший сайт находится непосредственно в области связывания гормона (Warwicker, 2001).
Сказанное позволяет считать, что изучение разных аспектов взаимодействия микроэлементов и фитогормонов даст возможность наметить пути регуляции роста и продуктивности растений.
В настоящее время получены многочисленные трансформанты растений, которые успешно используются как объект изучения физиологических процессов (Stitt, Sonnewold, 1995; Kossmann et al., 1996; Аксёнова и др., 2000). Исследование физиологических особенностей трансгенных растений предполагает, прежде всего, определение их гормонального статуса и сопоставление эндогенного содержания гормонов с ходом метаболизма. Вместе с тем имеются данные по значению гормонов в регуляции транскрипции генов (Кулаева, 1982; Кулаева, Кузнецов, 2002; Романов, 2002).
Цель и задачи исследования. Цель данной работы состояла в выявлении специфики физиологического действия микроэлементов (бор, цинк) и фитогормонов (ИУК, 6-БАП) при их раздельном и совместном применении на разных этапах онтогенеза растения картофеля. Особое внимание уделялось изучению характера взаимодействия микроэлементов и фитогормонов в регуляции интенсивности физиологических процессов. В качестве одного из приёмов использованы трансгенные растения.
В соответствии с этой целью были поставлены следующие экспериментальные задачи: — провести сравнительное изучение влияния микроэлементов и фитогормонов на гормональный баланс глазков прорастающих клубней, листьев и сформировавшихся клубней; - определить изменение показателей водного режима растений (оводнённость, водоудерживающая способность, интенсивность транспирации, количество устьиц, жаростойкость) в зависимости от обработки микроэлементами и фитогормонами; изучить действие микроэлементов и фитогормонов на интенсивность и качество процесса дыхания прорастающих клубней и листьев картофеля; исследовать влияние микроэлементов и фитогормонов на фотосинтетическую деятельность растений картофеля (интенсивность фотосинтеза, фотофосфорилирование, содержание углеводов); исследовать влияние фитогормонов на содержание бора, цинка, калия и нитрат-иона; определить влияние микроэлементов и фитогормонов при их раздельном и совместном применении на ростовые показатели органов картофеля на разных этапах онтогенеза; сопоставить изменение гормонального баланса с ходом физиологических процессов; - изучить особенности гормонального баланса и интенсивности физиологических процессов сорта Супериор, трансформированного Zfr-геном; изучить изменения в гормональном балансе и чувствительность к обработке микроэлементами и ауксином у растений картофеля, трансформированных /-геном; наметить пути повышения темпов роста и продуктивности растений картофеля с помощью микроэлементов и регуляторов роста.
Научная новизна. Полученный экспериментальный материал развивает представления об эндогенных механизмах физиологического действия микроэлементов.
Установлено, что гормональный баланс растения картофеля заметно меняется под влиянием микроэлементов. При этом влияние каждого из изученных микроэлементов имеет свои специфические особенности. Обработка борной кислотой вызывает снижение содержания АБК в глазках прорастающих клубней, в листьях и сформировавшихся клубнях. Наряду с этим содержание таких стимулирующих рост гормонов, как ИУК, так и гиббереллинов существенно увеличивается. Во всех органах преобладало соотношение ИУК/АБК и ИУК/цитокинины. Иная гормональная ситуация наблюдается в варианте, обогащенным цинком. Под влиянием цинка преимущественно возрастает содержание цитокининов (в листьях и клубнях), увеличивается соотношение цитокинины/АБК, снижается соотношение ИУК/цитокинины.
Показано, что изменения в гормональном балансе картофеля под влиянием микроэлементов сопровождаются рядом физиологических особенностей: обработка борной кислотой увеличивает гликолитическую составляющую в общем дыхании, усиливает отток ассимилятов из листа, повышает содержание крахмала в клубнях. В условиях засухи повышается жаростойкость листьев. Обогащение сернокислым цинком повышает интенсивность процесса фотосинтеза, увеличивает долю дыхания поддержания в общем дыхании листьев.
Выявлено, что под воздействием борной кислоты масса клубней в кусте возрастает за счёт увеличения доли крупных клубней. Обработка сернокислым цинком увеличивает массу клубней в кусте за счёт их количества. Исходя из полученных данных, можно заключить, что изученные микроэлементы регулируют разные этапы клубнеобразования: цинк -инициацию, а бор - собственно рост клубня.
Впервые отмечено, что под влиянием борной кислоты происходит значительное увеличение диаметра изодиаметричных клеток перимедуллярной зоны клубня, в которой накапливается основное количество крахмала. Под воздействием сернокислого цинка увеличивается толщина феллемы (пробки) в естественной и раневой перидерме, за счёт возрастания количества слоев клеток. Это указывает на активизацию работы феллогена - вторичной образовательной ткани.
Приоритетными являются данные по выявлению характера взаимодействия микроэлементов и фитогормонов. Впервые показан синергизм бора и ИУК, бора и 6-БАП, а также антагонизм цинка и ИУК, цинка и 6-БАП в действии на гормональный баланс и продуктивность растений картофеля.
Впервые показано, что гормональный статус клубней и листьев, трансформированных Bt-геиом растений картофеля сорта Супериор, отличается от исходных: в глазках клубней содержится больше АБК, но меньше цитокининов и ИУК, что сопровождается снижением интенсивности дыхания и замедлением выхода из состояния покоя; в листьях — значительно меньше АБК, но выше соотношение - ИУК/АБК, при этом в них отмечается повышение водоудерживающей способности, интенсивности фотосинтеза, некоторое снижение продуктивности растений. Под воздействием сернокислого цинка существенно возрастает содержание ИУК в листьях трансгенных растений и их продуктивность.
Практическая значимость работы. Установленные закономерности действия микроэлементов и регуляторов роста при раздельном и совместном применении на гормональный баланс, интенсивность и качество физиологических процессов создают основу для использования микроэлементов и регуляторов роста в практике растениеводства и селекционной работе. Полученные в работе данные могут быть использованы в преподавании физиологии и биохимии растений, спецкурсах "Природные и синтетические регуляторы роста", "Физиологические основы оптимизации минерального питания растений".
Апробация работы. Результаты исследований были представлены на VII Молодёжной конференции ботаников (Санкт-Петербург, 2000); Межвузовской конференции молодых учёных "Растение, микроорганизмы и среда" (Санкт-Петербург, 2000); VIII Международном семинаре-совещании фитофизиологов "Фитофизиология: перспективные исследования, связь с другими науками" (Тамбов, 2001); VI Международной конференции "Регуляторы роста и развития растений" (Москва, 2001); Международной научно-методической конференции "Продукционный процесс сельскохозяйственных культур" (Орёл, 2001); Международной конференции "Photosynthesis and crop production" (Kyiv, 2002); I Международном Конгрессе "Биотехнология - состояние и перспективы" (Москва, 2002).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ.
Структура и объём диссертации. Работа изложена на 209 страницах машинописного текста. Содержит 34 таблицы, 6 рисунков и состоит из введения, обзора литературы (3 главы), экспериментальной части (3 главы), заключения, выводов и приложения. Список использованной литературы включает 341 наименование, из них 80 на иностранном языке.
Влияние микроэлементов на фотосинтетическую деятельность
Имеющиеся в литературе данные свидетельствуют о том, что содержание пигментов в растениях чувствительно к уровню бора. Например, при борном голодании резко снижалось количество хлорофилла (в 5-6 раз) в листьях льна и подсолнечника на всех фазах развития растений (Школьник, 1939). В исследованиях (Kastori et al., 1995), в условиях борного дефицита (ІмМ В дм"3 питательной среды Хогланда) содержание хлорофилла {а+в) в листьях подсолнечника было ниже на 40% по сравнению с вариантом, где не наблюдался борный дефицит (2.5 мМ в дм" ). Интересно заметить, что при исключении бора из питательной среды даже после 15-дневного пребывания растений льна на боре содержание хлорофилла значительно падало (в шесть раз) (Школьник, 1950). У суданской травы, менее требовательной к бору, ш также наблюдалось снижение хлорофилла в листьях контрольного варианта по сравнению с вариантом, где растения получили бор. Обработка растений борсодержащими соединениями способствовала увеличению хлорофилла в листьях капусты (Мамедов, 1964), гречихи (Скворцов и др., 1986), томата, перца сладкого и столовой свёклы (Смирнова, 1986). По данным И.П. Смирновой (1986), содержание хлорофилла у опытных растений возросло на 35% по сравнению с контролем. Следует отметить, что в некоторых работах отмечается повышение количества хлорофилла у злаковых растений (зерновые, кукуруза) при внесении бора в дерново-подзолистую супесчаную почву (Альшевский, 1990). Имеются сведения, что бор увеличивает содержание как хлорофилла "я", так и "в" у растений кукурузы, картофеля (Альшевский, 1990). В опытах с яблоней (Бруйло и др., 2000) в большей степени возросло содержание хлорофилла "а". Наряду с хлорофиллом, бор повышает каротин и ксантофилл (Альшевский, 1990). В исследованиях ряда авторов показано, что бор оказывает длительное действие. Так, внесение данного микроэлемента в почву повысило содержание хлорофилла в листьях картофеля не только в фазу всходов, но оставалась высоким (против контроля) и после цветения (Кух, 1990). В листьях яблони уровень хлорофилла был на 30% выше контроля вплоть до налива плодов и в начале их созревания (Бруйло и др. 2000).
Положительное влияние бора на пигменты возможно связано с его максимальной локализацией в хлоропластах (Власюк и др., 1971; Кух, 1990). По данным Куха, бор стабилизирует ламеллы хлоропластов при их старении и разрушении (Кух, 1990). Экспериментальные данные по влиянию микроэлементов и, в частности, бора на энергетические процессы в растениях весьма немногочисленны. Вместе с тем, ещё в работах Е.В. Бобко (1950) отмечалось, что бор оказывает определённое действие на энергию фотосинтеза в листьях картофеля и гречихи. Данные (Kastori et al., 1995) свидетельствуют, что борный дефицит заметно снижал работу II фотосистемы. По мнению (Тимашов, 1968), при борном голодании истощаются энергетические запасы клетки в результате нарушений в фотосинтетическом фосфолирировании, что связывается с необратимым нарушением структуры хлоропластов. По имеющимся данным, бор участвует в процессе фотофосфолирирования как изолированных хлоропластов, так и в целом растении, что приводит к увеличению содержания АТФ (Власюк и др., 1971). Результаты исследований о влиянии микроэлемента бора на интенсивность фотосинтеза неоднозначны. В исследованиях Я. М. Иванова (1937) дефицит бора по-разному сказывался на интенсивности фотосинтеза у сахарной свёклы в зависимости от этапа онтогенеза: в начале происходило снижение, а через месяц - увеличение. При выращивании подсолнечника на питательной смеси, дефицитной по бору, интенсивность фотосинтеза уменьшилась на 44% (Kastori et al., 1995). В опытах с внекорневой подкормкой винограда бором наблюдалось снижение интенсивности фотосинтеза по сравнению с контролем на 31.8% (Колесник, Тимошенко, 1961). Наряду с этим, имеются сведения (Блузманас, 1961), что обработка растений капусты бором не оказывала влияния на фотосинтез (разница в пределах ошибки). По мнению автора, это свидетельствует о достаточном количестве бора в почве, где выращивали капусту. В большинстве публикаций отмечается положительное действие обработки растений бором на интенсивность фотосинтеза. Значительная стимуляция процесса показана для картофеля в исследованиях Е.В. Бобко (1950) - в два раза, Ф.Я. Бузовера (1964), Д.Т. Абдукаримова (1990) - на 47.5% для сортов Зарафшан и Огонёк (при обработке посадочных клубней 0.1% раствором борной кислоты). Указывается также на эффективное действие бора (предпосевная обработка семян) на интенсивность фотосинтеза ряда овощных культур - томата, перца сладкого, столовой свёклы, моркови, белокочанной капусты при выращивании их в условиях полевого опыта на слабооподзоленных серых лесных почвах (Смирнов и др., 1986). Существенное повышение интенсивности фотосинтеза (на 55%) наблюдалось при опрыскивании борной кислотой растений мандарина (Притула, Абильфазова, 2000). 1.2.2. Влияние цинка Имеющиеся в литературе данные свидетельствуют об увеличении содержания хлорофилла под влиянием цинка. Так, цинковые удобрения заметно повышают содержание хлорофилла в листьях салата (Пейве, 1980). Показано, что цинк способствует сохранению на высоком уровне содержания хлорофилла в последние фазы развития растений проса, ячменя и томатов (Суйковский, 1961; Алиев, 1964). Делается предположение, что цинк задерживает разрушение хлорофилла у взрослых растений. Наряду с этим, отмечается упрочнение связей в хлорофилл-пептидном комплексе пластид при улучшении питания растений цинком (Шеуджен и др., 1991). Обработка цинком изменяет качественный состав пигментов (Суйковский, 1961). Под действием цинка у проса в большей степени возрастает количество хлорофилла "в", а у ячменя - хлорофилла "я". Содержание каротиноидов у проса на варианте с цинком было выше, чем на контроле. А у ячменя - зависело от фазы онтогенеза (превышало контроль только в фазу стеблевания). Микроэлемент значительно увеличил содержание хлорофиллов "я" + "в" у риса (на 76%), а каротиноидов в меньшей степени (Шеуджен и др., 1991; Шеуджен и др., 1996). Поэтому на варианте с цинком наблюдалось высокое отношение хлорофилла "а" + "в" к каротиноидам. Интересно отметить, что действие сернокислого цинка способствует перераспределению компонентов липид-пигментного комплекса (Мусиенко, 1990). Обработка растений цинком увеличивает не только содержание пигментов, принимающих участие в фотосинтезе, но и интенсивность данного процесса. Это показано на ряде растений: плодоносящих кустах винограда (внекорневая подкормка цинковыми удобрениями) (Колесник, Тимошенко, 1961), картофеле (замачивание посадочных клубней в сернокислом цинке в концентрации 0.01% действующего начала) (Бузовер, 1964), сахарной свёклы (внекорневая подкормка) (Шпота и др., 1978), овощных культурах (в условиях полевого опыта на серых лесных почвах) (Смирнов и др., 1986), мандаринах (повышение более чем на 55%) (Притула, 2000).
В опытах индийских исследователей (Srivastava et.al, 1997) при дефиците цинка наблюдалось уменьшение интенсивности фотосинтеза в листьях мяты перечной. Это является доказательством участия цинка в регуляции процесса фотосинтеза. Цинк оказывает благоприятное действие на повышение чистой продуктивности фотосинтеза. Оно составляет 10-24% у таких растений, как: капуста (Блузманас, 1961), томаты, баклажаны, перцы (Алиев, 1964), моркови, столовой свёклы (Смирнов и др., 1986), льна (Тихомирова, 1990), риса (Шеуджен и др., 1991), кукурузы (Афонин, 1995). Во многих исследованиях отмечается, что воздействие цинка на интенсивность и продуктивность фотосинтеза связано с работой карбоангидразы - цинксодержащего фермента, участвующего в гидратации углекислого газа (Алиев, Гулиев, 1990), тем самым облегчая процесс диффузии СОг как в строму, так и из стромы хлоропластов (Эдварде, Уокер, 1986). В опытах (Randall, Bouma, 1973) было показано, что при цинковой недостаточности растения содержат мало карбоангидразы. Вместе с тем, установлено, что обогащение картофеля цинком, существенно активизирует работу данного фермента (в 1.6 раза) и повышает интенсивность фотосинтеза (Пузина, 2000). Последнее указывает на прямое участие цинка в процессе фотосинтеза. 1.3. Влияние микроэлементов на процесс дыхания 1.3.1. Влияние бора При выращивании растений свёклы на питательной смеси без бора наблюдалось повышение интенсивности дыхания (на 22-33%) по сравнению с контролем (Иванов, 1937). У махорки и салата при недостатке бора интенсивность дыхания также была выше (Яковлева, 1950). Увеличение энергии дыхания наблюдали у растений льна и пшеницы через 7-12 дней после исключения бора из питательной смеси.
Влияние фитогормонов на фотосинтетическую деятельность
В эндогенной регуляции фотосинтеза важное место занимают фитогормоны. В настоящее время известно два уровня гормональной регуляции фотосинтеза в растении: косвенное влияние через увеличение темпов роста (Мокроносов, 1983, 1985), транспорта (Мокроносов, 1973; Курсанов, 1976) и отложения веществ в запас (Борзенкова и др., 1998) и прямое влияние фитогормонов на отдельные фотосинтетические реакции (Кулаева, Романко, 1968; Акулова и др., 1975; Buschmann, Lichtenthaler, 1977; Якушкина, Похлебаев, 1982; Макеев и др., 1995). Остановимся подробнее на роли в процессе фотосинтеза двух изучаемых нами фитогормонов - ауксина и цитокининов. 2.2.1. Влияние ауксинов Данные о влиянии ауксина на содержание хлорофилла неоднозначны и малочисленны. Отсутствие влияния ауксина на содержание хлорофилла наблюдалось в изолированных дисках листьев 8-дневных растений картофеля при выдерживании их в течение суток на растворе ИУК (Борзенкова, 1976). Исследования показали, что обработка семядолей тыквы ИУК также не вызывала дополнительного образования хлорофилла (Каравайко, 1979). Имеются данные, что оптимальные концентрации ауксина для роста каллуса на свету подавляли позеленение тканей (Ширяева, Гамбург, 1971). В то же время показано положительное влияние ауксина на содержание хлорофилла. В исследованиях (Маховская, 1965) гетероауксин вызывал увеличение количества пигментов в листьях фасоли, кукурузы, конопли. В условиях полевого опыта на растениях Triticum aestivum показано, что обработка ИУК на 27.6% повышала содержание хлорофилла "а", на 14.9% - хлорофилла "в", на 28.9% - сумму хлорофиллов "д"+"в" (Aldesuquy, 2001). Имеются данные о зависимости содержания хлорофилла от уровня эндогенной ИУК. Так, декапитация побега огурца приводила одновременно к падению содержания ИУК и распаду хлорофилла (Кузьмина, 1997). Наряду с этим, в исследованиях индийских учёных (Annamalainathan et al., 1996) показано, что ИУК на свету способствует процессу разложения хлорофилла в 15-дневных изолированных листьях сои (на 16.8% по сравнению с контролем). В темноте различий контрольного варианта и варианта с ИУК не наблюдалось. В условиях культуры тканей показано, что ускоряющие рост концентрации ауксина ингибируют развитие хлоропластов. Отмечено: в культуре ткани кислицы наблюдалось ингибирование развития тилакоидов пластид под влиянием ИУК (Sunderland, Wells, 1968). Уменьшение размера пластид обнаружено при действии нафтилуксусной кислоты на проростки ржи (Feierabend, 1970). Данные по влиянию ИУК на реакцию Хилла весьма ограничены.
В исследованиях, проведённых на изолированных хлоропластах гороха, ИУК ускоряла перенос электронов к НАДФ (Акулова и др., 1975). По данным (Aldesuquy, 2001), реакция Хилла зависела от концентрации ауксина, при этом оптимальная концентрация ИУК повышала её реакцию на 11.5%. Высокие концентрации ИУК ингибировали реакцию Хилла. Одним из показателей активности хлоропластов является их способность к образованию АТФ в процессе нециклического и циклического фосфорилирования. Было обнаружено, что ИУК снижала фотофосфорилирование хлоропластов подсолнечника (Якушкина и др., 1967). Однако отмечено и стимулирующее влияние ИУК на фотофосфорилирование изолированных хлоропластов злаков (Tamas et al., 1972), гороха (Акулова и др., 1975). Активация интенсивности фотосинтеза на 10-15% под влиянием гетероауксина показана для растений кукурузы, конопли, фасоли (Маховская, 1965). Обработка растений ИУК также стимулировала фиксацию СОг у злаков (Tamas et al., 1972; Aldesuquy, 2001), картофеля (Борзенкова, 1976). Однако имеются иные данные: в культуре ткани табака 2,4-Д подавляла фотосинтетическую фиксацию С02 (Ширяева, Гамбург, 1971). Опрыскивание растений кукурузы гетероауксином (20 мг/л) не воздействовало на интенсивность фотосинтез (Чуйкова, 1964). Автор считает, что гетероауксин не оказывает прямого влияния на данный процесс, а его некоторое положительное влияние у отдельных культур указывает на ускорение оттока ассимилятов. Действительно, в литературе имеется множество данных, что ауксин стимулирует отток асимилятов. Вместе с тем, в работе (Назарова и др., 1992) установлено влияние ИУК (5-10_6М) на работу ключевых ферментов цикла Кальвина. 2.2.2. Влияние цитокининов Данные литературы о влиянии цитокининов на фотосинтетическую деятельность растений более многочисленны по сравнению с ауксинами. Цитокинины способствуют делению и росту хлоропласта, во многом регулируют формирование хлоропластной мембранной системы, компонентов цепи переноса электронов, синтез хлоропластных ферментов (Мокроносов, 1981). Накоплен большой экспериментальный материал, касающийся влияния данной группы фитогормонов на содержание пигментов. Увеличение количества хлорофилла отмечается как в изолированных листьях, семядолях (Кулаева, 1973; Макеев и др. 1995), так и на интактных растениях (Roussaux et al., 1980; Чернядьев, Козловских, 1992; Коркина, 2001). По мнению Ф Мокроносова (1981), цитокинины оказывают влияние на синтез хлорофиллов, по-видимому, индуцируя или стимулируя синтез ключевого фермента - аминолевулинатсинтетазы и синтез протохлорофиллидголохром- ного белка. Они также задерживают распад хлорофиллов (Кондрацкая и др., 1998; Коркина, 2001). В работе (Загриценко, Милов, 1997) замачивание клубней картофеля в 0.001% растворе 6-БАП повышало хлорофилловый индекс растения. В работе индийских исследователей (Annamalainathan et al., 1996) 6-БАП на 10% ингибировал разложение хлорофилла на свету в изолированных листьях сои и на 33% — в темноте. В ряде случаев цитокинины могут вызывать вторичное позеленение листьев (Кулаева, 1973; Мокросов, 1981; Шалыго, Аверина, 1995). Вместе с тем, в литературе есть сведения, что 6-БАП (10"5М) в картофеле не изменяет содержание хлорофилла "я" и "в" (Борзенкова и др., 1995). В исследованиях (Сивцова, 1999) показано, что опрыскивание растений ячменя в фазу трубкования в полевых условиях раствором 6-БАП (20 мг/л) заметно увеличивало содержание каротиноидов. Цитокинины, вызывающие изменения в структурной организации хлоропластов, приводят к повышению их активности в отношении фотовосстановительных процессов. По данным (Романко и др., 1968), реакция Хилла у хлоропластов из обработанной цитокинином половины листа махорки шла интенсивнее, чем у хлоропластов из контрольной половины, не получившей цитокинин. О.Н. Кулаева также отмечает, что цитокинины пуринового ряда увеличивают фотохимическую активность хлоропластов (Кулаева, 1982). В исследованиях (Якушкина, Похлебаев, 1980), отмечается, что химическая активность хлоропластов (определённая по выделению кислорода) повышалась под действием цитокининов как при обработке интактных растений пшеницы, так и при внесении гормона в среду инкубации.
Однако по данным (Catsky et al., 1993), цитокинины снижали активность двух фотосистем в изолированных хлоропластах. Имеется мнение, что влияние фитогормонов на фотосинтез может осуществляться через активацию фотофосфорилирования (Акулова и др., 1975; Якушкина, Похлебаев, 1982). Показано, что при обработке растений 6-БАП в начале фазы цветения из расчёта 10 г/га наблюдалось увеличение скорости циклического и нециклического фотофосфорилирования злаковых культур на 20% по сравнению с контролем (Татаринцев и др., 1999). Опыты с ингибиторами показали, что кинетин сильнее влиял на циклическое фотофосфорилирование (Якушкина, Пушкина, 1971). Интегральным показателем фотосинтетической деятельности растения является интенсивность ассимиляции COz- Усиление фотосинтетической ассимиляции углекислоты у овсяницы луговой отмечали в фазе кущения при опрыскивании растений раствором (100 мг/л) 6-БАП (Чернядьев, Козловских, 1992). В работе (Борзенкова и др., 1995) показано, что 6-БАП (концентрация 10"5М) усиливал ассимиляцию 14С02 изолированных листьев картофеля на 25% по сравнению с контролем, параллельно вызывая адекватное увеличение активности РуБФК. Повышение интенсивности фотосинтеза листьев яровой пшеницы наблюдалось при обработке 6-БАП в концентрации 20мг/л (Елагина, Якушкина, 1997). 6-БАП увеличивал чистую продуктивность фотосинтеза картофеля голландской селекции при замачивании перед посадкой на 8 часов в 0.001% растворе (Загриценко, Милов, 1997). Обработка кинетином (9.3-10"5М) также повышала интенсивность и чистую продуктивность фотосинтеза пшеницы (Коркина, 2001). В работе (Исмаилова и др., 1993) введение кинетина в питательную среду микроводоросли Chlorella vulgaris Beyer в концентрации 0.05 мг/л значительно повышает её фотосинтетическую продуктивность.
Условия проведения опытов
Вегетационные, полевые и лабораторные опыты проводили в 1999-2002гг. на базе агробиостанции и лаборатории физиологии растений Орловского государственного университета. Вегетационные опыты проводили в типовом вегетационном домике, площадью 180 м . Растения картофеля выращивали в почвенной и водной культурах по методике, описанной (Сказкин и др., 1958). Для почвенной культуры использовали серую лесную почву с поля полевого севооборота агробиостанции. В период закладки опыта в почву вносили оптимальные количества для картофеля азота, фосфора, калия соответственно: 2.3г, 0.7г, 3.1 г элемента на сосуд. В сосуде с 10 кг почвы выращивали одно растение и поддерживали влажность почвы 60% от полной влагоёмкости. В водной культуре растения выращивали на питательной смеси Кнопа. Объём питательной смеси в сосуде - 8 л. Величину рН поддерживали примерно равной 6. Питательную смесь в сосудах меняли каждые 7 дней. Ежедневно осуществляли аэрирование корней путём продувания питательной смеси воздухом в течение 10-15 минут. ф Полевые опыты закладывали на поле полевого севооборота агробиостанции. Размер поля составлял 1936 м (88м х 22м), а площадь учётной делянки - 160 м . Почва в полевом севообороте — серая лесная, среднесуглинистая, имеющая следующую агрохимическую характеристику: гумус (по Тюрину) - 3.4%; обменная кислотность (рН солевой вытяжки) -6.2; сумма поглощённых оснований - 19.5 мг-экв. на 100г почвы; содержание подвижных форм фосфора (Р2О5) и калия (К20) соответственно: 10-13 и 12-15 мг/100г почвы; бора - 0.20, цинка - 0.75 мг/кг почвы. По классификации Г.Я. Ринькиса, данный вид почвы является дефицитным по изучаемым микроэлементам (Школьник, 1967). Удобрения вносили из расчёта N9oP6oKi5o действующего начала на га. Уход за растениями проводили в соответствии с общепринятой агротехникой. Метеорологические условия в годы проведения полевых опытов приведены в приложении (табл. 3). Лабораторные опыты. После прохождения глубокого покоя клубни переносили из овощехранилища, где они находились при температуре 4С, в условия лаборатории (20-22С). В первые 72 часа клубни прорастали в тёмном шкафу. Для дальнейшего проращивания клубни помещали в ящики с увлажнёнными опилками. Для получения этиолированных побегов возобновления ящики с клубнями на 30 дней помещали в тёмный шкаф, который ежедневно проветривали, зелёные - отрастали в условиях естественного освещения лаборатории.
Варианты опыта включали как раздельную, так и совместную обработку клубней растворами фитогормонов и микроэлементов. Для этого клубни замачивали на 6 часов в растворах: борной кислоты (8-10"3М), У г сернокислого цинка (3-10 М), индолилуксусной кислоты (5.71-10 М), синтетического аналога цитокининов — 6-бензиламинопурина (4.44-10 5М), а также в смеси микроэлемента и гормона (в указанных концентрациях) -В+ИУК, В+БАП, Zn+ИУК и Zn+БАП. Контрольные клубни замачивали в воде. Наряду с обработкой посадочных клубней проводили опрыскивание растений растворами микроэлементов и гормонов (или их смесью) в фазу бутонизации. Контрольные растения опрыскивали водой. Расход раствора на растение составлял 100 мл. Для анализов отбирали пробы глазков — группу ложноколлатеральных почек верхней части прорастающих клубней картофеля (вынужденный покой, через 24, 48, 72 часа от начала прорастания), извлекали их с помощью пробочного сверла диаметром 8 мм. Масса глазка - 100мг. Наряду с этим, в лабораторных условиях анализировали этиолированные и зелёные 30-дневные побеги возобновления, выросшие из почек верхней части клубня. Для изучения содержания фитогормонов и физиологических процессов отбирали средние пробы: листьев срединной формации, клубней разной величины, стеблей, побегов, корней (почвенная и водная культура) по фазам развития клубневого поколения клона картофеля. 4.3. Методы исследования Анализ фитогормонов. Экстракцию изученных групп фитогормонов проводили из одной навески, предварительно зафиксированной жидким азотом, (250 мг сухой массы для листьев и 500 мг для клубней) комплексным методом, разработанным в лаборатории В.И. Кефели (Власов и др., 1979). Модификация метода состояла в экстракционной очистке гормонов по СЮ. Веселову (1998). После упаривания экстракта на роторном испарителе ИР-1М (Россия) до водного остатка отделяли аликвоту для определения цитокининов и после подкисления (рН 2-3) экстрагировали ИУК и АБК дважды диэтиловым эфиром. Из объединённой органической фазы кислые ауксины и АБК реэкстрагировали 1% гидрокарбонатом натрия в соотношении 1:3. Органическую фазу отделяли и отбрасывали, а из водной (после подкисления до рН 2-3) вновь дважды извлекали ауксины и АБК диэтиловым эфиром и метилировали их диазометаном. Аликвоту водного остатка для определения цитокининов доводили 5% раствором гидрокарбоната натрия до нейтрального рН. Экстракцию цитокининов проводили бутанолом, а их разделение путём хроматографии на бумаге (Ватман 1) в системе растворителей — бутанол/аммиак/вода (3:1:1) с последующим элюированием 80% этанолом зон хроматограммы с Rf зеатинрибозида (0.4-0.5) и Rf зеатина (0.7-0.8). Содержание фитогормонов (ИУК, АБК, цитокининов) в органах картофеля определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа (Кудоярова и др., 1986, 1990; Веселов, Кудоярова, 1990). Сухие остатки экстрактов гормонов растворяли в этаноле и проводили анализ в лунках полистеролового планшета. После сорбирования белкового конъюгента гормона в лунках вносили кроличью сыворотку с антителами к соответствующему гормону, а затем раствор стандартного гормона или опытных образцов. Количество антител, специфически связанных с сорбированным в лунках белковым конъюгатом гормона, определяли с помощью бараньих антител против иммуноглобулинов кролика, меченых пероксидазой. Для определения активности связавшейся пероксидазы использовали ортофенилендиамин. Интенсивность хромофорного ответа (интенсивность окраски) определяли на микрофотометре Dombi plate ("Диа-М", Россия) при длине волны 492 нм. Для ИФА использовали отечественные реактивы фирмы "Уралинвест" (УФА). В качестве стандартных растворов фитогормонов были взяты: ИУК, зеатин, АБК ("Serva", Германия), зеатинрибозид ("Sigma", США). Содержание гибберелловой кислоты (ГАз) определяли методом биологической пробы. Для этого сухие остатки экстрактов гиббереллинов растворяли в этаноле и наносили на хроматограммы (Ватман №1). Для фракционирования гиббереллинов в качестве растворителя использовали смесь — изопропанол-аммиак-вода (10:1:1). Из хроматограммы после анализа вырезали зону с Rf ГАз и элюировали 2 мл дистиллированной воды. Биотестом служили проростки гороха сорта Батрак (ВНИИ ЗБК, Орёл). Количество гибберелловой кислоты рассчитывали по калибровочной кривой, построенной для ГАз ("Phylaxia", Венгрия).
Интенсивность фотосинтеза определяли методом Сакса по количеству образовавшегося органического вещества за определённый промежуток времени, учитывая видимый фотосинтез (массу накопившихся органических веществ) и трату веществ на дыхание (Сказкин и др., 1958). При этом интенсивность фотосинтеза выражали в мг сухой массы/(ч дм ). Интенсивность фотофосфорилирования изолированных хлоропластов определяли по убыли неорганического фосфата по методике (Бекина, Сисакян, 1963). Хлоропласты выделяли из листьев среднего яруса путём двукратного центрифугирования в среде, содержащей 25мМ трис-НО буфер (рН 7.8) и 0.35 М NaCI. После выделения хлоропластов их ресуспендировали трижды в 1.5мл 0.0035 М NaCl, а затем помещали в среду инкубации для нециклического фотофосфорилирования, содержащую: 12.5мкМ трис-НС1-буфер (рН 8), 3.5 мкМ K3[Fe(CN)6], 3.5мкМ NaCl, 5мкМ К2НР04, 5мкМ АДФ, 2,5мкМ MgCh- Инкубация начиналась путём включения света (освещение 18-20 тыс. л к) и проходила в течение 15 минут на расстоянии 20 см от ламп, при температуре 18-20 С (была сделана специальная установка с системой охлаждения). Реакция гасилась 5% ТХУ. Интенсивность фотофосфорилирования выражали в МкМ Рн/(мг Хл. ч). Суммарное содержание хлорофиллов и каротиноиды определяли на сканирующем фотометре СКФ ("ЗОМЗ", Россия) после экстракции 80%-ным ацетоном и рассчитывали по формулам Арнона и Веттштейна (Гавриленко и др.,1975). Содержание пигментов выражали в мг/г сырой массы. Интенсивность дыхания определяли по количеству выделяющегося СО2 в приборах для наблюдения газообмена при дыхании растений ("Физприбор", Россия) методом титрования. Навеску растительного материала размещали на сетке прибора
Влияние микроэлементов и регуляторов роста на процесс дыхания прорастающих клубней
Процесс дыхания удовлетворяет большую часть энергетических потребностей аэробной клетки, что предопределяет ведущую роль этого процесса в общей системе энергообеспечения организма. Имеется ряд данных, указывающих, что при переходе из состояния покоя к активному росту, особенно резкие изменения наблюдаются в энергетическом обмене (Laties, 1973). Данных по динамике энергетического обмена в первые часы прорастания клубней картофеля крайне мало. Проведённые исследования показали, что апикальная меристема с прилежащей корневой паренхимой, находящаяся в состоянии вынужденного покоя, обладает сравнительно низкой интенсивностью дыхания (табл.5.5). Это и понятно, так как начальная фаза прорастания является конечным этапом покоя клубней. Низкая интенсивность дыхания глазков в состоянии вынужденного покоя наблюдалась на фоне высокого содержания АБК и низкого соотношения ГА3/АБК и 3+ЗР/АБК (рис.5.1). В первые сутки после постановки клубней на проращивание интенсивность дыхания возрастала на 13%. Значительное увеличение дыхания происходило на вторые сутки — 44%. Через 72 часа интенсивность дыхания имеет тенденцию к некоторому снижению. Повышение интенсивности дыхания на третьи сутки проращивания глазков, по сравнению с вынужденным покоем, происходит на фоне резкого увеличения соотношений ГА3/АБК и 3+ЗР/АБК (соответственно в 45 и 34 раза) в данный период. В литературе имеется большое количество сведений по положительному влиянию гиббереллинов на процесс дыхания прорастающих семян (Якушкина, Стребко, 1973; Дулин, 1976). Есть мнение, что гиббереллины, повышая содержание фосфолипидов, способствуют образованию комплексов дыхательных ферментов с фосфолипидами мембран (Green, Fleiseher, 1963) и, тем самым, сохранению целостности переноса электронов в митохондриях. Некоторые экспериментальные данные указывают на повышение интенсивности дыхания под воздействием цитокининов (Дулин, 1976; Чернядьев, Козловских, 1990; Душкова, Нешева, 1998). Обработка клубней микроэлементами, а также фитогормонами изменила динамику дыхания в первые 72 часа прорастания глазков: максимум повышения интенсивности процесса сдвинулся на первые сутки. Через 48 часов от начала проращивания интенсивность дыхания продолжала расти, но незначительно — приблизительно в 2 раза медленнее по сравнению с контрольным вариантом.
На третьи сутки интенсивность дыхания апикальных глазков так же, как и у контрольных клубней, снижается, но в меньшей степени (на 2-12%). Таким образом, микроэлементы и регуляторы роста (ИУК и 6-БАП) уже в первые 24 часа прорастания глазков картофеля оказывают влияние на дыхательный процесс, в то время как в контрольном варианте это происходит на вторые сутки (через 48 часов). Под влиянием фитогормонов и микроэлементов произошли изменения не только в динамике дыхания прорастающих глазков, но и в интенсивности данного процесса. Так, обработка клубней, находящихся в состоянии вынужденного покоя, ИУК, 6-БАП, сернокислым цинком и борной кислотой повысила интенсивность дыхания прорастающих глазков, однако, в разной степени (табл.5.5). Наибольший эффект оказал ауксин (почти в три раза). Положительное влияние ауксина на процесс дыхания органов растения -известный факт (Якушкина, 1950; Полевой, Саламатова, 1973; Ловцова, 1992), но участие ИУК в регуляции дыхания на первых этапах прорастания запасающих органов не изучено. Синтетический цитокинин 6-БАП интенсифицировал дыхание прорастающих глазков гораздо в меньшей степени, чем ИУК (только в 1.6 раза). Как уже отмечалось, данные литературы по влиянию цитокининов на дыхание малочисленны. Вместе с тем, в большинстве из них, аналогично нашим данным, отмечается некоторая стимуляция дыхания (Чернядьев, Козловских, 1990). Из микроэлементов цинк оказал несколько большее влияние на процесс дыхания глазков по сравнению с бором (соответственно, в 2.6 и 1.9 раза). В литературе большинство экспериментальных данных также свидетельствует о повышении интенсивности дыхания под влиянием цинка (Пейве, 1975; Шпота и др., 1978; Шеуджен, 1991), правда, в этих исследованиях изучалось действие цинка на дыхание сформировавшихся растений, а не в начальные этапы перехода к активному росту. Воздействие цинка на дыхание возможно связано с тем, что данный микроэлемент входит в состав многих дегидрогеназ, принимающих участие в процессе окисления дыхательного субстрата. Данные литературы относительно влияния бора на интенсивность дыхания весьма противоречивы. Однако есть сведения о повышении дыхания, согласующиеся с нашими данными (Блузманас, 1961). Сопоставление действия изученных факторов на интенсивность дыхания прорастающих глазков с гормональным балансом в них свидетельствует о том, что высокому содержанию гибберелловой кислоты в варианте с ИУК соответствовала высокая интенсивность дыхания (табл. 5.1;5.2;5.5). Слабое увеличение дыхания в варианте с 6-БАП наблюдалось на фоне незначительного повышения эндогенных цитокининов и ГАз. Существенное увеличение интенсивности дыхания в варианте, обработанном сернокислым цинком, происходило на фоне значительного повышения содержания зеатин+зеатинрибозид и, что особенно важно, соотношение 3+ЗР/АБК было более чем в десять раз выше контроля. Стимуляция дыхания под влиянием микроэлемента бора наблюдалась в условиях резкого снижения уровня АБК в прорастающих глазках. Наибольший интерес представляют данные по изучению совместной обработки прорастающих клубней микроэлементами и фитогормонами (табл.5.5). Именно в данном случае можно определить влияние фитогормонов на эффективность действия микроэлементов и наоборот. Этот аспект взаимодействия гормональной и трофической регуляции физиологических процессов в литературе почти не изучен. Результаты исследования показали, что через 72 часа проращивания, 6-БАП снижает стимулирующий эффект цинка и бора в процессе дыхания: в варианте Zn+БАП - на 69%, В+БАП - на 23%. Напротив, микроэлементы несколько увеличивали действие 6-БАП (цинк - на 27%, а бор - 10%). Обработка клубней ИУК снижала эффект бора на 11%, но увеличивала эффект цинка на 41%. Обогащение клубней сернокислым цинком # практически не изменило действие ИУК на процесс дыхания, тогда как борная кислота - значительно снизила (в 2.3 раза). Полученные данные свидетельствуют о том, что бор и ИУК в действии на процесс дыхания прорастающих глазков являются антагонистами.
Сравнение совместного действия бора и ИУК (вариант В+ИУК) на интенсивность дыхания глазков и содержания в них фитогормонов, а именно гибберелловой кислоты, показывает одинаковый характер взаимодействия - антагонизм. По-видимому, бор и ИУК действуют на одни и те же звенья дыхательного обмена и метаболизма гиббереллинов. Интенсивность дыхания глазков клубней трансгенных растений картофеля, находящихся в состоянии вынужденного покоя, была ниже на 34% по сравнению с исходными (табл. 5.6). Это наблюдалось на фоне низкого соотношения 3+ЗР/АБК и особенно резкого снижения отношения ИУК/АБК в глазках трансформированных растений. Через 72 часа прорастания глазков разница в интенсивности дыхания несколько уменьшилась. По-видимому, это произошло за счёт большего снижения уровня АБК и повышения количества цитокининов у растений с Bt-геном против исходных (рис. 5.2, табл. 5.3). Обогащение клубней цинком у трансгенных растений уровняло интенсивность дыхания с исходными растениями контрольного варианта, а в варианте с ПУК превысило эту величину (на 30%). Как мы видели выше (табл. 5.4), данные факторы изменили гормональную ситуацию у трансформированных растений в сторону значительного увеличения соотношения 3+ЗР/АБК и ИУК/АБК, которые были выше контроля исходных растений. 5.2.2. Влияние микроэлементов и регуляторов роста на интенсивность и качество дыхания 30-дневных побегов Влияние микроэлементов и регуляторов роста на интенсивность дыхания при их раздельном и совместном применении изучалось не только в глазках, в течение 72 часов прорастающих на материнском клубне, но и в побегах — через месяц от начала проращивания. Клубни проращивали в увлажнённых опилках при комнатной температуре в тёмном шкафу (этиолированные побеги) или на свету в условиях естественного освещения лаборатории (зелёные побеги). Как видно из табл. 5.7, интенсивность дыхания зелёных побегов была в два раза ниже этиолированных ростков. В обзоре (Головко, 1999) также указывается на снижение скорости митохондриального дыхания на свету от 30 до 100 % по сравнению с дыхательной способностью в темноте. Этот факт связывается с зависимостью фотосинтетической активности от митохондриальной электрон-транспортной цепи (Raghavendra et al., 1994). Как и в случае с глазками клубней, обработка индолилуксусной кислотой значительно увеличила дыхание этиолированных побегов (в 2.4 раза). Наряду с этим, положительный эффект микроэлементов (цинка и бора) практически уровнялся. Действие синтетического аналога цитокинина 6-БАП на интенсивность дыхания было ослаблено по сравнению с глазками.
