Введение к работе
Актуальность темы диссертации. Онтогенетическое развитие растения определяется тесной взаимосвязью двух интеграпьпых процессов — роста и фотосинтеза. До недавнего времени преобладали аналитические исследования этих функций. Были раскрыты основы реализации генетической программы развития и описаны многие механизмы первичных процессов роста [Леопольд, 1968, Кунаева, Чайлахян, 1980, Полевой, 1991, Шсвслуха, 1992, Батыгяп, 1986-95]. Параллельно был достигнут значительный прогресс в изучении фотосинтеза и формирования Существующие теории описывают взаимосвязь роста и фотосинтеза с точки зрения продукционного процесса [Ничипорович,1965-88], с учетом фитогормо-пальной регуляции, донорно-акцепторных отношений и дифференциальной активности генов [Мокроносов, 1978-92, Кефели, 1988-94, Коф,1990-94, Ламан, 1985, Деева, 1996 и др]. В настоящее время предполагается, что экспрессия участков генома, ответственных за рост растений и синтез фитогормонов, не зависит от активности генов, кодирующих пигменты фотосинтстического аппарата, тогда как взаимосвязь процессов роста и фотосинтеза реализуется на более поздних этапах с участием регуляторных систем растительного организма. Неоднозначность и противоречивость имеющихся в литературе данных определяет актуальность системных исследований взаимосвязи и регуляции ростовых процессов и формирования фотосинтетнческого аппарата с использованием разных модельных объектов. Связь работы с крупными научными программами, темами. Исследования, проведенные на культуре тритикале, входили в плановую тему лаборатории физиологии фотосинтстического аппарата Института фотобиологии АНБ "Молсхуляряо-генетические и физиологические аспекты регуляции биогенеза фотосинтстического аппарата, определяющие направленность продукционного процесса" (№ госрегистрации 1996175). Исследование культуры льяа-долгунца проводилось в лаборатории гетерозиса и генетики количественных признаков Института генетики и цитологии АНБ в ранках темы "Изучить генетический контроль хозяйственно-ценных признаков, физиолого-бнохимические особенности, состояние важнейших органелл клетки, возможность применения новых бяотсхнологических методов н на этой основе разработать приемы селекционного улучшения льна-долгунца в условиях Беларуси" (№ госрегнетрации 1994445), финансируемой Белорусским республиканским Фондом фундаментальных исследований. Цель и задачи исследования. Целью данной работы являлось выяснение характера взаимосвязи ростовых процессов я формирования ФСА растений с не- -2-пользованием модельных объектов, у которых различия по показателям роста и фотосинтеза обусловлены генетически или определяются экзогенными воздействиями. Для достижения поставленной «ели требовалось решить следующие задачи: провести сравнительный анализ показателей, характеризующих ФСА и процессы роста у проростков тритикале и льна-долгунца, генетически различающихся по ростовым процессам; выявить роль экзогенных гормональных воздействий (ГК, ЭБ) и светового фактора в реализации процессов роста и накопления ФСП в зеленых, этиолированных а постэтнолированных проростках тритикале разного возраста. Научная новизна полученных результатов. Выделены этапы развития проростков, когда генетически обусловленные, либо вызванные экзогенными гормональными воздействиями различия в интенсивности процессов роста и формирования пигментного аппарата тритикале проявлялись особенно четко: период появления листа из колеоптиля и стадия завершения активного накопления ФСП. Показано, что характер действия ЭБ на накопление ФСП проростками тритикале зависит от состояния фитохромной системы. В ходе анализа эндогенного гормонального баланса, уровня апобслков РЦ ФСІ и содержания ФСП в первом листе и колсопінлс проростков тритикале выявлено, чю на начальных этапах онтогенеза формирование апобслков РЦ ФСІ тритикале связано с активностью эндогенных веществ цитокипиновой природы и практически не зависит от содержания ХЛ. С использованием различных тест-систем (озимый гексаплоидный тритикале, лен-долгунец, экзогенная обработка рострегулиругощими веществами, зеленые, этиолированные и постэтиолированные проростки разного возраста) показана положительная взаимосвязь скорости накопления ХЛ а и биомассы растения. Практическая значимость полученных результатов. Полученные результаты существенно расширяют преставления о сопряженности формирования фотосинтетического аппарата и роста растений на ранних этапах развития и могут быть использованы в курсах лекций по физиологии растений. Обнаруженная взаимосвязь интенсивности роста с накоплением ХЛ а предполагает возможность использования показателей "ХЛ о/ХЛ «" и "скорость прироста ХЛ в" в селекционных программах, направленных на создание высокопродуктивных сортов тритикале и льна-долгунца. Экономическая значимость полученных результатов. Экспериментально доказанная зависимость эффекта ЭБ на формирование аппарата фотосинтеза от активности системы Фхр может учитываться при разработке приемов практического применения брассиностероидов в растениеводстве. Основные положения диссертации, выносимые на защиту: 1. Сравнительный анализ показателей, характеризующих рост и развитие фотосянтетического аппарата проростков тритикале и льна-долгунца разных сор- -3-тов, свидетельствует о генотипических различиях, проявление которых существенно зависит от исследуемого органа, возраста проростка и светового фактора. 2. Пря сочетании экзогенных гормональных воздействий (ГК, ЭБ) и света 3. На модельных объектах, у которых разная скорость роста и ХЛ- Личный вклад соискателя. Экспериментальный материал получен автором во время обучения в очной аспирантуре (1992-1995 гг.) в качестве исполнителя плановой темы лаборатории ФФА Института фотобиологии АНБ и во время работы в лаборатории гетерозиса и генетики количественных признаков Института генетики н цитологии АНБ. Выбор условий эксперимента, интерпретация результатов и анализ полученных данных проведены автором самостоятельно. Апробация результатов диссертации. Материалы диссертации были доложены на I и II съездах Белорусского общества фотобиологов и биофизиков (Минск, 1994,1996); на III и IV конференциях "Регуляторы роста и развития растений" (Москва, 1995,1997); на симпозиуме "Фотохимические процессы в растениях под стрессом" (Люблин, Польша, 1995); на конференции "Современные проблемы генетики и селекции" (Минск, 1995); на IV конференции "Брассиностсроиды - биорациональные, экологически безопасные регуляторы роста и продуктивности растений" (Минск,1995); на II съезде Белорусского общества физиологов растений (Минск, 1995); на 23 съезде американского и японского обществ по регуляторам роста растений (Калгари, Канада, 1996); во время обучения в школе по фотосинтезу (Льеж, Бельгия, 1996). Опублнкованность результатов. По теме диссертации опубликовано 15 работ (2 статьи и 13 тезисов). Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, общей характеристики работы, 4-х глав, включающих обзор литературы, материалы и методы исследования, результаты и их обсуждение, выводов. Список цитируемой литературы включает 280 наименований, в т.ч. 137 иностранных. Работа изложена на 129 страницах, проиллюстрирована 26 рисунками и 15 таблицами.
разного спектрального состава выявлены разные пути реализации фитохромных
эффектов в процессе формирования фотосинтетического аппарата проростков.
образованяя обусловлены генетическими особенностями или экзогенными гормо
нальными воздействиями, показана тесная взаимосвязь между скоростью роста и
накоплением ХЛ а.Похожие диссертации на Взаимосвязь формирования фотосинтетического аппарата и роста на ранних этапах развития растений
