Реферат 3
ВВЕДЕНИЕ 6
1 Солевой стресс 8
1.2 Ответ растения на солевое воздействие 9
2 Брассиностероиды 11
2.1 Биосинтез брассиностероидов 12
3 Объект и методы исследования 15
3.1 Объект исследования и постановка эксперимента 15
3.2 Методы исследования 16
3.2.1 Определение морфологических характеристик и массы растений 16
3.2.2 Определение уровня фотосинтетических пигментов 17
3.2.3 Определение содержания свободного пролина 19
3.2.4 Определение осмотического потенциала 20
3.2.5 Определение активности ферментов супероксиддисмутазы и
пероксидазы 21
4 Результаты и обсуждение 23
4.1 Влияние хлоридного засоления на морфологические и физиологические
показатели растений 23
4.2 Влияние кратковременной обработки 24 -эпибрассинолидом и 24-
эпикастастероном на морфологические и физиологические показатели растений 27
4.3 Сравнение протекторного эффекта 24-эпибрассинолида и 24-
эпикастастерона на растения в условиях хлоридного засоления 30
ВЫВОДЫ 35
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 36
Засоление - одна из важнейших экологических проблем современности. По некоторым данным за последние 25 лет засоление вызывает деградацию примерно 2000 га земли в день [42]. С каждым годом площадь засоленных земель увеличивается, что связано, в первую очередь, с повышением уровня мирового океана и широким распространением орошаемого земледелия. Это приводит к значительному снижению производительности сельского хозяйства и общему сокращению биоразнообразия [43].
Картофель является четвертой по значимости продовольственной культурой в мире после риса, пшеницы и кукурузы [23]. Большинство современных сортов не являются солеустойчивыми и , в совокупности с тем, что картофель является орошаемой культурой, возникает необходимость в поиске способа повышения устойчивости растений.
Известно, что фитогормоны являются одним из факторов повышения стрессоустойчивости растений. Наибольший интерес представляют фитогормоны класса брассиностероидов. Обработка семян и проростков растений приводит к увеличению процента всхожести растений и их продуктивности, повышению их стрессоустойчивости [7, 44]. Они являются регуляторами многих молекулярных и физиологических процессов, протекающих в клетках, от синтеза нуклеиновых кислот и белков, до регуляции фотосинтеза и дыхания [21], контроля дифференциации клеток флоэмы и ксилемы [20].
Целью данной работы было оценить защитное действие 24- эпибрассинолида и 24-эпикастастерона на морфологические и физиологические показатели растений картофеля Solanum tuberosum L. среднеспелого сорта Луговской в условиях хлоридного засоления.
В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:
4. Выявить негативный эффект хлоридного засоления на морфологические и физиологические показатели растений;
5. Показать влияние кратковременной обработки 24-
эпибрассинолидом и 24-эпикастастероном на морфологические и физиологические показатели растений;
6. Сравнить протекторный эффект 24-эпибрассинолида и 24-
эпикастастерона на растения в условиях хлоридного засоления.
Результаты исследования были представлены на Международной Школе- конференции "Биология - наука XXI века" [52] и научных студенческих конференциях «Старт в науку» [53].
Исследование проводилось на кафедре физиологии растений и биотехнологий на базе Национального Исследовательского Томского Государственного Университета.
Автор работы выражает благодарность научным руководителям Ефимовой М.В. и Мурган О.К. за оказанную помощь и поддержку в проведении исследования.
1. Хлоридное засоление приводило к снижению суммарной массы растений картофеля, уменьшению накопления фотосинтетических пигментов и величины осмотического потенциала, увеличению содержания пролина и повышению активности антиоксидантных ферментов.
2. Кратковременная обработка растений 24-эпибрассинолидом приводила к уменьшению количества ярусов и площади листовой поверхности, в то время как 24-эпикастастерон оказывал стимулирующее влияние. Однонаправленность действия проявлялась в отношении ряда физиологических показателей - усиливалось накопление пролина, повышалась активность антиоксидантных ферментов - супероксиддисмутазы и пероксидазы, повышалось содержание фотосинтетических пигментов.
3. В условиях засоления прайминг стероидными гормонами способствовал увеличению числа столонов и длины корней относительно солевого варианта.
4. Брассиностероиды оказывали протекторное действие на физиологические показатели растений при хлоридном засолении - увеличивалось содержание фотосинтетических пигментов, снижалась степень накопления пролина, повышалась активность антиоксидантных ферментов - супероксиддисмутазы и пероксидазы. При этом, 24-эпибрассинолид оказывал большее влияние на накопление фотосинтетических пигментов, 24- эпикастастерон - на активность антиоксидантных ферментов.
1. Балнокин Ю. В. Ионный гомеостаз и солеустойчивость растений / Ю. В. Балнокин. - М. : Наука, 2012. - 99 с.
2. Ефимова М. В. Физиологические механизмы повышения солеустойчивости растений рапса брассиностероидами / М. В. Ефимова, А. Л. Савчук, Дж. А. К. Хасан, Р. П. Литвиновская [и др.] // Физиология растений. - 2014. - № 61 (6). - С. 778-789.
3. Ефимова М. В. Физиологические механизмы устойчивости растений Solanum tuberosum L. к хлоридному засолению / М. В. Ефимова, Л. В. Коломейчук, Е. В. Бойко, М. К. Малофий [и др.] // Физиология растений. - 2018. - № 65 (3). - С. 196-206.
4. Кошкин Е. И. Физиология устойчивости сельскохозяйственных культур / Е. И. Кошкин. - М. : Дрофа, 2010. - 638 с.
5. Кузнецов Вл. В. Пролин при стрессе: биологическая роль, метаболизм, регуляция / Вл. В. Кузнецов, Н. И. Шевякова // Физиология растений. - 1999. - №46 (2). - С. 32 -336.
6. Лахвич Ф. А. Синтез брассиностероидов - нового класса гормонов растений / Ф. А. Лахвич, В. А. Хрипач, В. Н. Жабинский // Успехи химии. - 1991. - № 60 (6). - С. 1283-1317.
7. Стрельцова Д. Е. Эпикастастерон активирует кальций-проницаемые катионные каналы и стимулирует рост корневой системы у высших растений / Д. Е. Стрельцова, Д. В. Колбанов, Е. О. Легерова, И. И. Донская, В. Н. Жабинский // Вестник БГУ. - 2014. - № 3 (2). - С. 48-53.
8. Хрипач В. А. / Брассиностероиды / В. А. Хрипач, Ф. А. Лахвич, В. Н. Жабинский. - Минск : Навука i тэхшка, 1993. - 285 с.
9. Abbas W. Alleviation of salt-induced adverse effects in eggplant (Solanum melongena L.) by glycinebetaine and sugarbeet extracts / W. Abbas, M. Ashraf, N. A. Akram // Scientia Horticulturae. - 2010. - Vol. 125. - P. 188-195.
10. Ahmad P. Cadmium-induced oxidative damage in mustard plants can be alleviated by salicylic acid / P. Ahmad, G. Nabi, M. Ashraf // South African Journal of Botany. - 2011. - Vol. 77. - P. 36-44.
11. Ali F. Recent methods of drought stress tolerance in plants / F. Ali, A. Bano, A. Fazal // Plant Growth Regulation. - 2017. - Vol. 82. - P. 363-375.
12. Ashraf M. Amelioration of salt stress in sugarcane (Saccharum officinarum L.) by supplying potassium and silicon in hydroponics / M. Ashraf, R. Ahmad, A. S. Bhatti, M. Afzal [et al.] // Pedosphere. - 2010. - Vol.20. - P. 153-162.
13. Bates L. S. Rapid determination of free proline for water-stress studies / L. S. Bates, R. P. Waldren, I. D. Teare // Plant and Soil. - 1973. - Vol. 39(1). - P. 205-207.
14. Beltran J. M. Overview of salinity problems in the world and FAO strategies to address the problem / J. M. Beltran, C. L. Manzur // Proceedings of the International Salinity Forum. - 2005. - P. 311-313.
15. Bethkey P. C. Stomatal and non-stomatal components to inhibition of photosynthesis in leaves of Capsicum annum during progressive exposure to NaCl salinity / P. C. Bethkey, M. C. Drew // Plant Physiology. - 1992. - Vol. 99 - P
..53