Содержание к диссертации
Введение
I. Обзор литературы 7
1.1. Онтогенез растительного организма и его особенности 7
1.2. Фитогормоны и ингибиторы на отдельных этапах онтогенеза 13
1.3. Генетические и ядерные аспекты онтогенеза 29
1.4. Модификация ростовых процессов с помощью мутагенов ..35
2. Материалы и методы 41
3. Экспериментальная часть 53
Глава I. Ростовые процессы в онтогенезе высокорослой и низкорослой кукурузы 53
Глава II. Активность ауксинов, гиббереллинов и ингибиторов роста в высокорослой и низкорослой формах кукурузы (начальные этапы онтогенеза) 63
Глава III. Активность ауксинов, гиббереллинов и ингибиторов роста в высокорослой и низкорослой формах кукурузы на поздних этапах онтогенеза 89
Глава ІV. Общие аспекты гормонально-ингибиторных взаимоотношений в онтогенезе кукурузы 99
Глава V. Действие света и темноты на рост и уровень регуляторов роста у кукурузы. Влияние ГК на эти процессы..108
Заключение 124
Выводы 126
Литература 128
- Фитогормоны и ингибиторы на отдельных этапах онтогенеза
- Модификация ростовых процессов с помощью мутагенов
- Активность ауксинов, гиббереллинов и ингибиторов роста в высокорослой и низкорослой формах кукурузы (начальные этапы онтогенеза)
- Общие аспекты гормонально-ингибиторных взаимоотношений в онтогенезе кукурузы
Введение к работе
Рост является одним из важнейших физиологических процессов, в значительной степени обуславливающих продуктивность растений, именно поэтому исследование проблемы регуляции роста в целом имеет не только теоретическое, но и прикладное значение (Гребин-ский, 1961; Кефели, 1981).
Необходимость участия фитогормонов в регуляции жизнедеятельности растений в течение всего онтогенеза не вызывает сомнений. Вместе с тем в растительном организме клетки редко находятся под регулирующим воздействием только одного гормона, в большинстве случаев регуляция их жизнедеятельности осуществляется сложным комплексом гормональных веществ, находящихся в определенном соотношении (Бутенко, 1964; Гамбург, 1976; Ложникова и др., 1981).
Исследованиями последних лет удалось установить, что активность эндогенных регуляторов роста тесно связана с функцией генетического аппарата растительной клетки, с одной стороны, и с процессами дифференцировки и ростом самих клеток - с другой (Кефели, Чайлахян, 1977; Кулаева, 1978; Демкив, 1981). Большую роль в раскрытии функций фитогормонов сыграло изучение взаимодействия между генной и гормональной регуляцией роста у карликовых мутантов различных видов растений (Муромцев, Агнистикова, 1973; Чайлахян и др., 1977; Протасова и др., 1980).
По мнению ряда авторов, низкорослость связана с нарушением гиббереллинового обмена, приводящего к недостатку эндогенных гиб-береллинов (Kohler, Lang, 1963; Goto, 1977; Proano, Greene,1968).
В литературе, однако, имеются указания на отсутствие прямой
зависимости между уровнем эндогенных гиббереллинов и интенсивностью ростовых процессов у растений, ( Jones, Lang, 1968; Suge, Murakami, 1968; Radley, 1970). Вот почему в настоящее время регуляцию роста карликовых мутантов связывают не только с уровнем гиббереллинов, но и с другими физиологически активными веществами,взаимодействующими с гиббереллином, и рассматривают карликовость как процесс, тесно связанный с гормона-льно-ингибиторной регуляцией и с функциями генетического аппарата растительных клеток (Романова, 1970; Протасова и др., I960).
Вместе с тем следует подчеркнуть, что подавляющее большинство работ, связанных с проблемой карликовости, проводилось на проростках или на растениях, находящихся в ювенильной стадии развития. Это обстоятельство не позволяло воссоздать полную картину изменений, обычно имеющих место в процессе всего онтогенетического развития растительного индивидуума.
С учетом этого обстоятельства задача настоящего исследования заключалась в том, чтобы проследить за динамикой роста высокорослой и низкорослой кукурузы и выявить особенности изменения активности фитогормонов и ингибиторов роста в онтогенезе. Изучение вышеуказанных веществ производили как в вегетативных, так и генеративных органах. Новым в данной работе является также и то, что блокировка торможения роста у исследуемой низкорослой кукурузы наступает не сразу, в начале онтогенеза, как это наблюдается, например, у растений гороха (Чайлахян, Ложникова и др., 1977), а на более поздних его этапах. Это в свою очередь дало возможность исследовать взаимодействие фитогормонов и ингибиторов роста в совокупности, а также роль каждого из них в отдельности до и после включения гена карликовости в процесс роста. Исследуемый нами одногенный низкорослый мутант с укороченными междоузлиями,успеш-
- б -
но применяющийся в сельском хозяйстве, характеризуется низкой кроной и интенсивным развитием листьев, при этом по урожайности он не уступает высокорослому сорту. Низкорослость защищает растения от полегания и позволяет создавать более плотный посев.
Кроме того, с целью выявления реакции этих форм на действие экзогенного гиббереллина изучали активность ауксинов и ингибиторов роста у гетеротрофных и автотрофных проростков, произрастающих на свету и в темноте.
Данная экспериментальная работа направлена на развитие теоретических представлений о гормональном регулировании этапов онтогенеза и выяснение роли отдельных фитогормонов при этом процессе. Наши экспериментальные подходы могут иметь практическое значение при конструировании идеального типа растения кукурузы с заданным изменением уровня фитогормонов и ингибиторов в онтогенезе.
Фитогормоны и ингибиторы на отдельных этапах онтогенеза
Для растения существует ряд систем расчленения онтогенеза на отдельные этапы( Н.П.Кренке (1940), М.Х.Чайлахян (1958), П.И.Гу-пало и В.В.Скрипчинский (1971). В основе начального этапа, к которому относятся эмбриогенез и формирование зародыша, лежит процесс формирования клеточных и протканевых структур. Этот начальный этап онтогенеза характеризуется образованием и развитием зародыша с момента возникновения зиготы (оплодотворенной яйцеклетки и до ее зрелого состояния). Как известно, зигота, претерпев серию последовательных делений, превращается в многоклеточный глобулярный зародыш.
По данным В.Э,Понтович (1978), каждый из микроэтапов эмбриогенеза обслуживается соответствующим комплексом эндогенных гормональных факторов по следующей схеме (представленной в сокращении): зигота —» 2-клеточный предзародыш — глобулярный зародыш— сердцевидный зародыш —браннее торпедо. Для формирования зиготы необходимы цитокинины (ц) + ауксины (А), для предзародыша - также обе пары, глобулярный зародыш формируется при действии комплекса (-Ц + А + аденин), сердцевидный зародыш образуется так: -Ц + А + гиббереллины (ГА), а фаза раннего торпедо: -А + ГА. Итак, на этих же ранних этапах переключение с одной микростадии на другую тесно связывается со сменой гормональных систем.
Вместе с тем в это же время включаются не только гормональные регуляторы, но и фенольные ингибиторы, присутствующие в плаценте и частично в семяпочках.
Оказалось, что экзогенная п-кумаровая кислота подавляла эмбриогенез изолированных семяпочек в стадии двухклеточного предзародыша,богатого эндогенной п-кумаровой кислотой. Однако этот природный ингибитор не влиял на недифференцированный рост зародышей, который достигал больших размеров.
Для мха фунария на определенном этапе онтогенеза характерной является чувствительность к питокинину (Ворр 1977; Дем-кив, 1981). Цитокинин становится способным вызывать активное размножение клеток, приводящее к формированию почки - многоклеточного морфогенного образования. Возможен и обратный процесс. При дедифференцировке каулонема превращается в протонему. Только каулонема содержит белки, связывающие специфично цитокинины. Во время прохождения фунарией других фаз онтогенеза количество этих белков резко падает. На ранних этапах становления структуры будущего организма (скажем, на стадии 64 клеток) четко определяется характер распре деления цитоплазматического материала, соответствующего опреде ленным клеточным клонам (Brabander, Wanson, 1976). Важную роль при становлении протканевых ассоциаций играют фитогормоны - эти своеобразные интеграторы и инициаторы диффе-ренцировки в многоклеточном организме. До сих пор наиболее убедительным примером такой объединяющей и индукторной функции фито-гормонов является опыт Camus, (1949), и Wetmore, Sorokin (1955), показавших, что прививка в культуру тканей сирени распускающейся почки или даже введение ауксин :-сахарозного раствора вызывает образование проводящей системы в каллюсе. Таким образом, ауксин выступает в качестве фактора, формирующего не просто тканевую систему, но систему транспорта питательных веществ в дифференцирующей каллюсной модели. Кооперативный эффект ауксина и гиббереллина проявляется при действии на камбиальную активность растущего побега тополя. Если в побег не вводить гормонов, то деление клеток камбия не наблюдается; одна ИУК вызывает ограниченное число клеточных делений, одна ГК вызывает клеточные деления, однако дальше они не переходят к дифференцировке ксилемы. Если же в побег вводить ИУК и ГК, активное камбиальное деление сопровождается процессом формирования флоэмы. Считается, что цитокинин может принимать участие в усилении эффекта, оказываемого ИУК и ГК на утолщение стебля (Wareing, Phillips, 1981). Таким образом, эмбриогенез и, как частный случай, гистогенез, представляющие собой начальные фазы онтогенеза, тесно связаны с функцией свободных форм фитогормонов и ингибиторов, выполняющих роль факторов, запускающих и останавливающих отдельные микрофазы онтогенеза. В последние годы все больше внимания уделяется блокирующим факторам типа АБК в процессе развития семян (Ingle, Dure, 1972; Quebedear et al, 1974, 1976; Mc Wha,, 1974). Авторы указывают, что максимальнофоличество АБК накапливается в развивающихся семенах во время наиболее активного периода увеличения семян по размерам. По-видимому, быстрый прирост сырого и сухого веса семян в период от 15 до 32 дней после цветения связан с резким увеличением концентрации АШ в развивающихся семенах до максимального уровня, из чего явствует,что существует определенная корреляция между началом увеличения роста и содержанием АБК. Снижение прироста сухого веса семян сопровождается резким падением концентрации АБК до менее 10 нг/г сырого веса. Уровни АБК и изменения в ее содержании в развивающихся семенах и створках бобов сои отличаются от изменений в других культурах. Так, например, в развивающихся плодах хлопка увеличение количества АБК совпадает с периодом опадения плодов, а второй цикл в содержании абсцизо-вой кислоты наблюдается при созревании плодов во время старения стенки плода. В плодах винограда наибольшее количество АБК накапливается в период созревания. У пшеницы наибольшее содержание АБК в развивающихся зернах наблюдается, как и у сои, во время наибольшей активности роста. По-видимому, изменения в содержании АБК у каждой отдельной культуры происходят по-разному, и регуляторная роль абсцизовой кислоты в репродуктивном развитии различна для каждой культуры (Khan et al# 1976). Кроме того, данные по развитию семян сои подтверждают, что нельзя рассматривать АБК просто как общий ингибитор роста растения или как вещество, принимающее участие только в контроле состояния покоя, старения, опадения и водного дефицита. АБК должна рассматриваться также как соединение, регулирующее рост и развитие (Пустовойтова, 1981; Ле-манн, 1981). Трудно ответить на вопрос, стимулирует ли эндогенная АБК рост и развитие семян. Более того, АБК может либо синтезироваться в семенах, либо поступать в них из других частей растения.
Модификация ростовых процессов с помощью мутагенов
Нормальный фенотип растения, как впрочем и других биологических объектов, может быть изменен с помощью мутагенов - веществ, вызывающих наследственную изменчивость у живых организмов. Химические мутагены, как правило, индуцируют такие изменения в строении носителей последовательности генов и более крупномасштабных единиц - хромосом. Эти изменения являются основой для естественного и искусственного отборов. Химические мутагены на несколько порядков превышают активность радиации, часто обладают значительно более тонким и специфическим действием на клетку. В последние годы используются открытые И.А.Рапопортом в Институте химической физики АН СССР сверхмощные мутагены (супермутагены) - исключительно сильные агенты, повышающие выход мутаций до оптимума. К супермутагенам относятся производные нитросоединений: нит-розоалкилмочевина, нитрозоалкилкилуретаны, нитрозоалкиламиды и нитрозоалкиламины, а также отдельные полифункциональные производные диазометана и некоторые производные этиленимина.
Применение этих мутагенов при выведении форм гороха с блокированным (карликовым) ростом показало, что поразительное сходство в фенотипической изменчивости и определенное сходство в ге-нотипической изменчивости, выражающееся в сходной структуре генотипа у разных сортов и форм, позволяют предполагать наличие у них множества общих генов наряду со спецификой отдельных сортов и форм.
Главное звено в законе гомологических рядов в наследственной изменчивости состоит в новом подходе к пониманию принципа появления мутаций в природе. Оказалось, что процесс наследственной изменчивости, представляющийся ранее явлением чисто случайным,на самом деле программирован в каждом виде исторически сложившимся генотипом..! Мутации возникают как бы случайно в разных направлениях, т.е. под влиянием одного и того же воздействия могут возникать разные мутации, а под влиянием разных - одинаковые (Сидорова, 1975).
Однако в действительности, при изучении большого количества мутаций выявляются определенные закономерности мутирования, связанные с наличием у родственных сортов и форм сходной структуры генотипа. Закон, сформулированный Н.И.Вавиловым, получает при изучении экспериментальных мутаций новое подтверждение (Вавилов, 1938). Л.А.Першина (1977) отмечает, что существуют два подхода для изучения действия отдельных генов у растений. Первый - феногене-тический - заключается в параллельном изучении развития моногенных мутантов по сравнению с нормальными, немутантными растениями. Второй подход - физиологический. В этом случае анализируется гормональный баланс у растений, а также возможность их нормализации с помощью экзогенной обработки фитогормонами. Мутантные гены у изучашихся линий гороха характеризуются высокой степенью плейотропии. Все мутантные линии получены с помощью химических мутагенов у зернового сорта Торсдаг. В среднем растения всех мутантных линий более низкорослые, чем растения исходного сорта. По числу междоузлий мутанты могут превосходить исходный сорт значительно, незначительно или иметь несколько меньшее число междоузлий. Междоузлия у всех карликов-мутантов укорочены, утолщены или более тонкие, чем у исходного сорта. Листья и прилистники у всех мутантов мелкие; по форме листовые пластинки у всех мутантов изменены. Все мутанты зацветали позже и имели более длинный вегетационный период, чем исходный сорт. В одной мутантной линии карлика растения можно разделить на два типа: I) низкорослые и сильноветвящиеся, 2) с длинным главным стеблем и небольшим числом боковых побегов. При изучении индуцированных мутантов растения изменения многочисленных признаков в результате мутации одного гена наблюдали и другие авторы (Сидорова, 1968). Анатомическое исследование особенностей междоузлий стеблевых мутантов показало, что мутантные гены в одних случаях оказывают действие на фазу клеточного деления с последующим изменением фазы клеточного растяжения, а в других влияют на фазу растяжения клеток (Першина, 1977). Проведенные М.Х.Чайлахяном с сотр. (1977) опыты как с сеянцами, так и с этиолированными проростками высокорослого исходного сорта гороха Торсдаг и индуцированных карликовых мутантов показали, что как у карликовых форм гороха, так и у многих других видов растений реакция стимуляции роста на обработку фитогормо-ном (гибберелловой кислотой) выявляется весьма резко - снимается проявление генетической карликовости и тем активнее, чем ярче она выражена. В то же время у карликовых пшениц она проявляется слабо и не проявляется вовсе (Чайлахян, 1978). Вместе с тем высокорослые и карликовые формы гороха и пшеницы выявляют отчетливую реакцию торможения роста на обработку ингибитором роста -абсцизовой кислотой: появляется как бы физиологическая карликовость. Ряд исследователей также установили связь между уровнем гиббереллинов или ингибиторов и степенью высокорослости (КйЫег, Lang, 1963; Goto, Johri, 1975, Goto, 1977; Hota, Israel-stamf 1978; Протасова, Кефели, 1981). В опытах Финни (Phinney, 1956), испытавшего ростовые реакции шести моногенных карликовых мутантов кукурузы на обработку гибберелловой кислотой, было показано, что четыре из них реагировали интенсивным ростом, пятый проявил слабую реакцию, шестой совсем не реагировал. Так как у всех испытанных карликов кукурузы способность реагировать на гибберелловую кислоту находится под контролем только одного гена, автор пришел к выводу, что различие в реакции сортов зависит от особенностей гена, контролирующего появление карликовости.
Активность ауксинов, гиббереллинов и ингибиторов роста в высокорослой и низкорослой формах кукурузы (начальные этапы онтогенеза)
Анатомическое исследование особенностей междоузлий стеблевых мутантов показало, что мутантные гены в одних случаях оказывают действие на фазу клеточного деления с последующим изменением фазы клеточного растяжения, а в других влияют на фазу растяжения клеток (Першина, 1977).
Проведенные М.Х.Чайлахяном с сотр. (1977) опыты как с сеянцами, так и с этиолированными проростками высокорослого исходного сорта гороха Торсдаг и индуцированных карликовых мутантов показали, что как у карликовых форм гороха, так и у многих других видов растений реакция стимуляции роста на обработку фитогормо-ном (гибберелловой кислотой) выявляется весьма резко - снимается проявление генетической карликовости и тем активнее, чем ярче она выражена. В то же время у карликовых пшениц она проявляется слабо и не проявляется вовсе (Чайлахян, 1978). Вместе с тем высокорослые и карликовые формы гороха и пшеницы выявляют отчетливую реакцию торможения роста на обработку ингибитором роста -абсцизовой кислотой: появляется как бы физиологическая карликовость. Ряд исследователей также установили связь между уровнем гиббереллинов или ингибиторов и степенью высокорослости (КйЫег, Lang, 1963; Goto, Johri, 1975, Goto, 1977; Hota, Israel-stamf 1978; Протасова, Кефели, 1981).
В опытах Финни (Phinney, 1956), испытавшего ростовые реакции шести моногенных карликовых мутантов кукурузы на обработку гибберелловой кислотой, было показано, что четыре из них реагировали интенсивным ростом, пятый проявил слабую реакцию, шестой совсем не реагировал. Так как у всех испытанных карликов кукурузы способность реагировать на гибберелловую кислоту находится под контролем только одного гена, автор пришел к выводу, что различие в реакции сортов зависит от особенностей гена, контролирующего появление карликовости.
Характерно, что гормональные изменения при блокировке роста протекают не изолированно, а в связи с нарушениями общего обмена веществ. У высшего растения, которое является многоклеточным организмом, рост и морфогенез контролируются ядерным, гормональным,эле-ктрофизиолпгическим и метаболитным регуляторными уровнями. Геном не только определяет количество и качество гормонов, синтезируемых в клетке, но и сам подвергается воздействию со стороны последних. Так возникает программа "запуска". Прекращение процессов роста вызывает, с одной стороны, ослабление биосинтеза гормонов, а с другой - образование природных ингибиторов. Не следует думать, что гормоны и ингибиторы участвуют только в макроритмах ростового процесса, они регулируют также возникновение микроритмических колебаний в ходе функционирования хлоропласта и процесса фотосинтеза. С использованием радио- и хемо-мутагенов становится возможным ограничить рост путем мутации нескольких генов или даже одного отдельного гена или локуса. Интересно, что фенотипичные модификаторы (свет, температура) тоже могут ограничивать рост и вызывать образование псевдокарликовых форм. Эти формы, не являясь наследственными, появляются в результате ограничения тех же самых характеристик, что и у генетических карликов. Таким образом, в данном случае можно говорить об имитации карликовых форм с помощью фенологических факторов. Ингибиторные программы наиболее ярко проявляются в корреляционных зависимостях между отдельными структурными элементами растительного организма на различных стадиях интеграции. Ниже приводятся примеры таких корреляционных связей. Именно генетически регулируемые уровни эндогенных фитогррмо-нов и их антагонистов - природных ингибиторов роста - лежат в ос-нове всех вышеописанных корреляций. В результате ростовые центры переключаются с одной системы органов (или отдельного органа) на другую. Так, высокая концентрация свободного ауксина в органе приводит к тому, что данный орган становится центром притяжения,с одной стороны, гормональных факторов, а с другой - питательных веществ. Под воздействием такого передвижения происходит задержка роста одних и активация других органов растения. Итак, проблема регуляции роста растений в настоящее время решается, главным образом, путем выяснения роли фитогормонов в функционировании генетического аппарата растительной клетки. Отечественные и зарубежные исследователи с разных сторон подходят к изучению основной триады - "нуклеиновые кислоты-белки-гормоны". Однако влияние этой системы на рост растения часто или совсем не учитывается, или применяется упрощенная форма регистрации роста биотеста (изолированные клетки, ткани и органы). В настоящей работе делается попытка рассмотреть особенности роста интактных растений кукурузы, различающихся по размеру междоузлий стебля: низкорослый и высокорослый сорта. Изменения в высоте стеблей, связанные с длиной междоузлий, определяются изменениями в генетическом аппарате растений, полученными после воздействия мутагенами. В задачу настоящего исследования входит выяснение связи между интенсивностью роста растений с активностью ауксинов, гиббе-реллинов и природных ингибиторов роста, определяющихся в надземной части и корнях этих растений на разных этапах онтогенеза.
Общие аспекты гормонально-ингибиторных взаимоотношений в онтогенезе кукурузы
Прорастание представляет собой многоступенчатый процесс. Схематически оно проходит следующие этапы: начальное набухание, активизация ферментативного аппарата, начало роста зародыша, которое влечет за собой дальнейшее усиление интенсивности обмена веществ. Процесс прорастания семян сопровождается резким изменением в составе эндосперма и возникновением эндогенных регуляторов роста (Дмитриева, Соболев, 1979; Дулин, 1979; Smith, 1979; Biddington et al, 1980; Hedley, Ambrose, 1980; Strother, 1980). Большинство авторов покой семян связывает с высоким содержанием АБК. К числу веществ, тормозящих прорастание семян, нередко относят соединения фенольной природы (Кефели, 1974; Khan, 1977). Согласно другим данным (Полякова, 1973; Szalai, Sagy, 1974), важную роль в торможении прорастания играет ИУК. Неоднократно отмечалось, что активность ГПВ, весьма значительная в незрелых семенах, по мере созревания постепенно уменьшается, а в зрелых(покоящихся) семенах активных гиббереллинов значительно меньше или даже вовсе нет. Такие изменения наблюдались в семенах многих растений (Radley, 1958; Maheshwari, Johri, 1965).
Уже на начальных фазах гетеротрофного развития происходит формирование ориентированных потоков фитогормонов: осуществляется базипептальный транспорт ауксинов, акропетальний - цитокининов. Не вызывает сомнений, что координированное протекание клеточной дифференцировки, формирование из клеток тканей и органов, процессы роста,обусловлены как определенным эндогенным содержанием каждого фитогормона, так и главным образом соотношением, которое складывается между ними (Чайлахян, 1978; Протасова и др.,1980).
Литературные данные указывают на два возможных центра синтеза гиббереллинов - листья и корни. Шебанек (Sebanek, 1965) показал в опытах с этиолированными проростками гороха без развитых листьев (для того, чтобы транспирационный поток не сыграл решающую роль в транспорте), как гиббереллины образовывались в корнях и транспортировались в стебель. Это передвижение, очевидно, было связано с аттрагирующим эффектом эндогенного ауксина, образующегося в верхушке стебля, как это может быть показано на модели с передвижением экзогенного гиббереллина к источнику экзогенного ауксина.Возможно, что основное направление передвижения экзогенного гиббереллина в растении ориентировано от корней к стеблю, т.е. акропетально. По литературным данным, гиббереллино-вая активность в корнях обнаруживается у разных видов растений (Skene, 1967; Murakami, 1968).
М.Х.Чайлахян (1964) предполагает наличие второго центра образования гиббереллинов в листьях и считает, что отсюда они перемещаются в корни, где превращаются из одной формы в другую. Пено и Беро (Penot, Beraud, 1977) показали, что гиббереллины в конкуренции с другими гормонами - ИУК и Щ - всегда побеждают и ориентируют весь поток питательных веществ в своем направлении, становясь ведущим, ориентирующим эффектором. В молодом проростке, еще до формирования аппарата фотосинтеза, создаются аттрагирующие центры, т.е. структурные зоны с большим фондом активных генов, возникающих в ходе реализации генетической программы развития (Протасова, Кефели, 1982).
Функция аттрагирующих центров многопланова: здесь синтезируются фитогормоны, происходит либо интенсивная репликация генетического материала и новообразование структур, либо интенсивный однонаправленный синтез запасных веществ (Мокроносов, 1978). При автотрофном типе питания донор ассимилятов - фотосинтез и их акцептор - процессы роста и отложения веществ в запас - образуют законченную организованную систему. Ограничивающими в этой системе могут быть два компонента, но если внешние условия (свет, концентрация СОо, минеральное питание) не лимитируют фотосинтез, то ведущая роль в детерминации фотосинтеза принадлежит эпигенетическим процессам. Это положение подтверждается многочисленными экспериментами, в которых удаление или подавление функциональной активности аттрагирующих центров снижает фотосинтез, а увеличение метаболической "нагрузки" на хлоропласт при усилении роста или отложения веществ: в запас, или при частичном сокращении листовой поверхности, наоборот, усиливает фотосинтетическую активность даже при естественной концентрации СС . Таким образом, уже начальные этапы онтогенеза сопровождаются сложной системой взаимоотношений между "верхом" и "низом" растительного организма, между трофическими и гормональными факторами и, наконец, между фитогормонами и ингибиторами. В двух последующих главах мы проследим за изменением основных фитогормонов, участвующих в росте корня и стебля: ауксинов и гиббереллинов. Особое внимание будет обращено также на уровень природных ингибиторов роста. Биологическую активность этих регуляторов определяли с помощью хроматографии на бумаге в двух смесях растворителей и биотестов. Это позволило оценить активность не только с Rf ГК, ИУК и АБК, но и других соединений, не соответствующих по Rf основным фито-гормонам.
В сухих семенах кукурузы В и Н форм практически отсутствуют гиббереллины и доминируют природные ингибиторы роста (рис.5 и 6). Проверка активности ауксинов с помощью двух смесей растворителей показала, что в семенах В формы (смесь н-бутанол-ЕЦОН -НрО, 10:1:1 (БАВ) присутствуют два слабых стимулятора (128 %). Но уже наклюнувшиеся семена (в воде в течение 3 дней) содержат высокую активность ауксинов с ИУК и ИАН, которые обнаруживаются в двух смесях растворителей (рис.7). Однако смесь БАВ оказывается более селективной, чем смесь н-бутанол-СНоСООН- О, 40:12:28 (БУВ),так как в первой смеси проявляется ингибиторная активность АЕК, которая была выше у Н формы. Уровень же ауксина был выше у В формы. Свободные гиббереллины в Н форме были менее активны в этой же фазе, чем у В формы (рис.8). Связанных гиббереллинов у В формы было также больше, чем у Н (рис.9).
