Список сокращений 4
Введение 5
1 Онтогенез растений на примере огурца 7
2 Влияние экзогенных и эндогенных факторов на рост и развитие растений 10
2.1 Влияние экзогенных факторов на рост и развитие растений 10
2.1.1 Влияние засухи на рост и развитие растений 10
2.2 Эндогенная регуляция роста и развития растений 13
3 Объект и методики исследования 19
3.1 Объект исследования 19
3.2 Методики исследования 21
3.2.1 Условия выращивания растений 21
3.2.2 Определение ростовых параметров растений огурца 23
3.2.3 Методика определения пигментов 24
3.2.3.1 Методика прижизненного определения содержания суммы зеленых
пигментов фотосинтеза 24
3.2.3.2 Методика определения содержания индивидуальных групп пигментов
фотосинтеза 25
2.2.4 Методика определения активности перекисного окисления липидов 26
2.2.5 Методика определения содержания пролина 27
4 Влияние мелатонина на рост и развитие Cucumis sativus L. в условиях
атмосферной засухи 29
4.1 Особенности роста и развития Cucumis sativus L. в оптимальных условиях...29
4.1.1 Влияние времени обработки мелатонином на всхожесть семян 29
4.1.2 Влияние мелатонина на рост и развитие Cucumis sativus L. в нормальных
условиях 30
4.1.3 Влияние мелатонина на содержание фотосинтетических пигментов 32
4.1.4 Влияние мелатонина на активность перекисного окисления липидов 34
4.2 Особенности роста и развития Cucumis sativus L. в условиях действия атмосферной засухи 36
4.2.1 Влияние мелатонина на рост и развитие Cucumis sativus L. в условиях
действия атмосферной засухи 36
4.2.2 Влияние мелатонина на содержание фотосинтетических пигментов в
условиях действия атмосферной засухи 40
4.2.3 Влияние мелатонина на активность перекисного окисления липидов в
условиях действия атмосферной засухи 43
4.2.4 Влияние мелатонина на содержание пролина в условиях действия
атмосферной засухи 44
ВЫВОДЫ 47
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 48
У растительного организма все процессы жизнедеятельности строго согласованы между собой по скорости, времени и локализации действия. Взаимодействие процессов в растении поддерживается функционированием гормональной системы, включающей фитогормоны, рецепторы и вторичные мессенджеры. Фитогормоны определяют интенсивность процессов роста и формирования новых органов, цветение и плодоношение, старение и переход к покою. Одним из новых веществ, претендующих на роль регуляторов жизнедеятельности, является мелатонин - гормон сна у человека и животных. Данное вещество выполняет различные функции у растений. Установлено, что он может регулировать рост, повышать устойчивость ряда растений к различным неблагоприятным факторам окружающей среды. Мелатонин усиливает деятельность ферментов антиоксидантной системы (Li C. et al., 2015) и влияет на уровень экспрессии большого числа генов арабидопсиса, отвечающих за реакции в ответ на стресс в растениях (Weeda S. et al., 2014).
Известно, что растения разных видов содержат разные концентрации мелатонина, и поэтому очень сложно говорить о гормональной функции этого вещества в растении, кроме того не выяснены механизмы его действия. В настоящее время отмечена общая тенденция к снижению урожайности сельскохозяйственных культур из-за негативного действия абиотических факторов. В связи с этим, приоритетными направлениями исследований остаются вопросы повышения продуктивности сельскохозяйственных культур. Огурец Cucumis sativus L. является широко распространенной сельскохозяйственной культурой, выращиваемой в закрытом грунте. В связи с этим целью наших исследований явилось изучение влияния мелатонина на рост и развитие Cucumis sativus L. сорта Изящный в условиях атмосферой засухи. В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
1) Оценить влияние мелатонина на прорастание семян и рост проростков огурца Cucumis sativus L.
2) Оценить влияние мелатонина на рост и развитие растений Cucumis sativus L.
3) Изучить влияние мелатонина на рост и развитие растений огурца в условиях действия атмосферной засухи.
Работа выполнена в лаборатории кафедры физиологии растений и биотехнологии Биологического института ТГУ. Результаты исследования частично опубликованы в материалах конференций: «Старт в науку» (г. Томск, 2016, 2017); Всероссийской студенческой конференции «Биотехнология, биоинформатика и геномика растений и микроорганизмов» (г. Томск, 2016); международного конгресса «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (г. Москва, 2017).
Автор выражает благодарность своему научному руководителю д.б.н., профессору И.Ф. Головацкой, а также своему непосредственному консультанту и помощнику аспиранту Е.В. Бойко.
1. Было показано влияние времени обработки и концентрации мелатонина на прорастание семян огурца Cucumis sativus L. При низкой концентрации гормона, эффективна кратковременная обработка, в то время как при повышении концентрации гормона эффективным является более длительное его воздействие.
2) Экзогенная обработка мелатонином семян C. sativus средней и высокой концентраций в оптимальных условиях для роста способствовала увеличению объема корневой системы, количество ярусов и содержания фотосинтетических пигментов.
3. Показано действие мелатонина при водном стрессе растений C. sativus. В условиях действия атмосферной засухи мелатонин индуцировал рост боковых корней, повышая водообеспечение растений, и увеличивал уровень каротиноидов. В листьях мелатонин низкой и средней концентраций выступает в качестве антиоксиданта, снижая интенсивность перекисного окисления липидов и повышая содержание пролина. Тогда как в корнях в высоких концентрациях он увеличивает интенсивность ПОЛ и снижает уровень пролина. В стадии цветения низкие концентрации мелатонина ускоряют закладку примордиев цветков и их распускание.
