Введение к работе
Актуальность. Растениям каждого вида на всех стадиях роста и развития свойственна способность поддерживать определенное соотношение массы побег/корень, что обеспечивает сбалансированность фиксации побегом углекислого газа и усвоения корнями воды и элементов минерального питания. Предполагается, что наряду с трофическими факторами сбалансированный рост побега и корня регулируется эндогенными гормонами. По крайней мере, гормоны, введенные извне, способны повлиять на соотношение побег/корень (Бурханова и др., 1984; Kuiper, 1987; Jackson, 1997). Известно, что цитокинины синтезируются в основном в корнях (Кулаева, 1962; Short, Torrey, 1971), в то время как ауксины - в побегах (Goldsmith, 1977; Дерфлинг, 1985). Поскольку эти гормоны транспортируются из органа-продуцента в другие части растения, где они оказывают влияние на ростовые процессы, именно ауксинам и цитокининам отводится определяющая роль в регуляции сбалансированного роста побега н корней (Wareing, 1973). Нужно отметить, что в литературе недостаточно сведений об изменении концентрации эндогенных гормонов в связи с координацией роста побега и корня.
Удобная модель для изучения регуляции сбалансированного роста - это растения, у которых искусственно удаляется часть корневой системы. Вместе с тем, в такого рода экспериментах уделялось недостаточное внимание возможной роли гормонов в восстановлении соотношения массы побег/корень. Одним из механизмов гормональной регуляции этого процесса может быть взаимовлияние гормонов (Evans, 1985). В литературе есть данные о способности одних гормонов изменять концентрацию других. Однако именно взаимодействию цитоки-нины/ауксины уделялось меньше внимания по сравнению с другими парами гормонов, хотя, как указывалось выше, именно им, скорее всего, может принадлежать наиболее важная роль в регуляции соотношения побег/корень. В тоже время изучение возможной роли других гормонов (например, ЛБК) в регуляции соотношения побег/корень также представляет интерес.
Все сказанное определило цель данной работы, которая состояла в том, чтобы изучить роль изменения концентрации эндогенных гормонов в координации роста побега и корня.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
-
Изучить динамику содержания гормонов: цитокининов, АБК и ауксинов, - в корнях и побегах проростков пшеницы после частичного удаления корней.
-
Исследовать влияние различных концентраций экзогенных ауксинов на содержание цитокининов в побегах и корнях проростков пшеницы.
-
11а модели изолированных листьев исследовать механизмы автономной регуляции концентрации цитокининов в условиях отсутствия экспорта данных гормонов из корней.
-
Оценить возможную роль АБК как модификатора действия цитокининов и ауксинов на соотношение побег/корень.
Научная новизна. Показано, что индукция роста корней в результате частичной редукции корневой системы проростков пшеницы, сопровождается и может быть обусловлена накоплением в них ауксинов, а сохранение высокой скорости роста побега - высоким уровнем содержания цитокининов. Обнаружено, что увеличение концентрации цитокининов у обработанных ауксином проростков пшеницы наблюдается только после снижения уровня индуцированного ауксином накопления АБК.
Выявлена способность изолированных листьев пшеницы накапливать активную форму цитокининов (зеатин), что может быть результатом гидролиза запасных форм или синтеза гормона in situ.
Практическая ценность. Изменение соотношения биомассы побег/корень является одним из механизмов реализации устойчивости растений к стрессам. Поэтому изучение гормональной регуляции этого соотношения открывает возможности для управления продуктивностью растений с помощью экзогенных гормонов, что имеет большое значение для решения практических задач растениеводства.
Апробация работы. Основные положения представлены на 14-ом международном симпозиуме "Корни растений - от клетки к системе" (Бристоль, 1995), симпозиуме "Физико-химические основы физиологии растений" (Пенза, 1996), IV-ом симпозиуме Международного Общества по исследованию корня (Клемсон, 1996), 10-ом конгресс Федерации Европейских обществ физиологов растений (Флоренция, 1996), четвертой международной конференции "Регуляторы роста и развития растений (Москва, 1997), на 3-ем ежегодном симпозиуме ВОФР "Физико-химические основы физиологии растений и биотехнология" (Москва, 1997).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, выводов и списка литературы. Объем основного текста работы составляет 134 стр., включает 16 рисунков и 3 таблицы. Список использованной литературы состоит из 378 наименований.
