Введение к работе
^ т" ^
Актуальность темы. Природные фитогормоны и синтетические регуляторы растений позволяют управлять онтогенезом растений с целью повышения их продуктивности и устойчивости к неблагоприятным факторам среды обитания (Кулаева, 1982, Никкел,1984 Дерфлинг, 1985). В настоящее время большое внимание уделяют физиологически активным веществам стероидного типа. Известно, что стероиды являются гормонами животных (Бусыгина, Игнатьева, Осадчук, 2003). На одном из последних симпозиумов по молекулярной биологии, посвященном столетнему юбилею профессора Курта Мотеса, было признано, что брассиностероиды являются новой группой фитогормонов (Кулаева, 2001). Опыты, проведенные на мутантах, позволили проследить пути биосинтеза брассиностероидов, выделить участвующие в них ферменты и кодирующие их гены Имеются данные об увеличении брас-синостероидами транскрипционной активности генов (Nagpal et. al, 1996, Clouse, 1997, Altmann, 1998, Авальбаев, 2000, Шакирова, Безрукова, 2002). В ряде случаев использование брассиностероидов приводит к увеличению урожайности растений (Гамбург, 1986, Хрипач, Жабинский, Лахвич, 1995, Прусакова, Чижова, 1996, Sase, 1997, Toyama, 2000). Ряд исследований посвящены влиянию БС на повышение устойчивость растений к неблагоприятным условиям Однако применение брассиностероидов затруднено и не всегда эффективно. Вопрос о физиологических основах действия этого регулятора не может считаться решенным. Дискуссионным остается вопрос, прямое или косвенное действие (через изменение содержания других фитогормонов) оказывают брассиностероиды Узок набор исследуемых культур Изучение изменений гормонального баланса проводилось главным образом на вегетативных органах При этом в основном изучалось изменение лишь одного фи-тогормона Большинство исследований проводилось на проростках. Сравнительно мало изучено влияние этого регулятора на изменения процессов фотосинтеза и дыхания на протяжении онтогенеза растений.
БИБЛИОТЕКА
і С. Петербург
| 2(KEj?PK
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы явилось изучение специфики действия эпибрассинолида на физиологические процессы растений томатов и фасоли. Особенное внимание уделялось раскрытию взаимосвязи между влиянием эпибрассинолида на изменения гормонального баланса, процессами фотосинтеза и дыхания, темпами роста и продуктивностью растений. В соответствии с этой целью были поставлены следующие экспериментальные задачи:
Провести сравнительное изучение влияния эпибрассинолида на изменение гормонального статуса вегетативных и генеративных органов растений томатов и фасоли.
Выявить изменение гормонального статуса в процессе развития плодов томатов и его изменения под влиянием ЭБ.
Исследовать влияние эпибрассинолида на процессы дыхания и фотосинтеза растений томатов и фасоли.
Выявить специфику влияния ЭБ на процессы дыхания при прорастании семян.
Определить ход интенсивности дыхательного газообмена в процессе развитая плодов томатов и его изменения под влиянием обработки ЭБ.
Сопоставить изменение гормонального баланса с ходом ростовых процессов вегетативных и генеративных органов в онтогенезе.
Выявить специфику физиологического действия при обработке ЭБ растений, принадлежащих к разным семействам (на примере анализа томатов и фасоли).
Изучить разные способы внесения ЭБ, выявить взаимосвязь между условиями минерального питания и эффективностью применения эпибрассинолида.
Наметить пути повышения темпов роста и продуктивности растений с помощью эпибрассинолида.
Научная новизна. В ходе работы проводилось комплексное изучение изменения содержания цитокининов, ауксинов, АБК в вегетативных и генеративных органах и при разных уровнях минерального питания.
Установлено, что под влиянием эпибрассинолида происходит повышение уровня ростстимулирующих гормонов (цитокининов, ИУК), снижение АБК в листьях как томатов, так и фасоли. Соотношение цитокини-ны+ИУК/АБК и цитокинины/АБК под воздействием эпибрассинолида возрастает. Листья растений, обработанные эпибрассинолидом, на фоне более высокого содержания зеатина характеризуются повышенным содержанием хлорофилла и усилением процесса фотосинтеза.
Впервые показано, что обработка эпибрассинолидом вызывает повышение отношения цитокинины+ИУК/АБК в процессе развития цветков, плодов. При этом эпибрассинолид оказывает преимущественное влияние на содержание цитокининов. На этом фоне образующиеся плоды характеризуются ускорением темпов роста. В период созревания в плодах, обогащенных эпибрассинолидом, содержание АБК увеличивается.
Показано, что эпибрассинолид увеличивает интенсивность дыхания. Это проявляется на первых этапах прорастания семян, на разных фазах онтогенеза листьев, в развивающихся цветках.
Под влиянием эпибрассинолида в листьях растений, как томатов, так и фасоли интенсивность фотосинтеза возрастает. На фоне изменения гормонального баланса, увеличения интенсивности энергодающих процессов (фотосинтез, дыхание) повышаются темпы роста, как вегетативных, так и генеративных органов, продуктивность растений томатов, фасоли.
Практическая значимость. Исследования вносят определенный вклад в понимание значения эпибрассинолида в изменения в балансе фито-гормонов как основы регуляции ростовых процессов и продуктивности. Намечаются пути повышения продуктивности растений при внесении эпибрассинолида разными способами.
Апробация работы. Результаты исследований были представлены на Всероссийской молодежной научной конференции «Растение и почва» (Санкт-Петербург, 1999), VII Молодежной конференции ботаников (Санкт-Петербург, 2000), Межвузовской конференции молодых ученых «Растение, микроорганизмы и среда» (Санкт-Петербург, 2000), VI Международной конференции «Регуляторы роста и развития растений» (Москва, 2001), Международной научно-методической конференции «Продукционный процесс сельскохозяйственных культур» (Орел, 2001), V Съезде Общества физиологов растений и международной конференции «Физиология растений - основа фитибиотехнологии» (Пенза, 2003), Ш Международной научной конференции «Регуляция роста, развития и продуктивности растений» (Минск, 2003).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 168 страницах машинописного текста. Содержит 40 таблиц, 18 рисунков и состоит из введения, обзора литературы (2 главы), экспериментальной части (5 глав), заключения, выводов и приложения. Список цитированной литературы включает 348 наименований, из них 87 на иностранном языке. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
