Гормональный статус растений томата при действии температуры и эпибрассинолида

Т. С. Колмыкова, кандидат сельскохозяйственных наук (Саранск)

Важная роль в регуляции физиологических процессов, лежащих в основе роста и развития растительных организмов, отводится фитогормонам. Хорошо известно, что они участвуют в адаптации растений к неблагоприятным условиям среды. За последние годы открыта возможность воздействия ряда биологически активных веществ (БАВ) на живые организмы в сверхнизких дозах. Одной из групп БАВ являются синтетические аналоги фитогормонов. Механизмы проявления их биологической активности сложны; они способны запускать защитные реакции растений, усиливая синтез фитоалексинов, индуцируя экспрессию защит ных белков и ускоряя лбпязояяние лигнина [4].

В работе представлены данные по изучению термопротекторного действия брассиио-лида у проростков томата. Физиологическим критерием для изучения адаптивных возможностей растений послужил анализ баланса ро-стстимулирующих фитогормонов (ауксинов, гиббереллинов, цитокининов) в растительных объектах.

Объектом исследования служили проростки томата (Lycopersicon esculentum Mill) сор-: та Грунтово-Грибовский. Обработку растений , эпибрассинолидом 10~9 М осуществляли пу-: тем предпосевного замачивания семян в те-: чение 8 ч. После указанной экспозиции семе-г на промывали и высаживали в сосуды методом почвенных культур по 20 семян в каждый. Сосуды оставляли на свету в оптимальных температурных условиях. При появлении ; у растений третьего настоящего листа опыт продолжали при разных температурных условиях: оптимальная температура 22 — 24 °C, пониженная температура 10 — 12 °C, повышенная температура 34 — 35 °C. Через три дня после изменения условий опыта у растений каждого варианта методами биотестов количественно определяли содержание свободных форм ауксинов (по приросту отрезков колеоптелей пшеницы), свободных форм гиббереллинов (по приросту отрезков колеоптелей кукурузы), свободных форм цитокининов (по изменению содержания свободных форм хлорофилла в семядолях огурца) |2; 5]. Контролем служили проростки без предварительной обработки семян эпибрассинолидом и выращенные в тех же температурных условиях. Опыты повторяли 3 раза. Полученные результаты обрабатывали статистически с определением стандартной ошибки и критерия достоверности.

Определение содержания ростстимул ирую-щих фитогормонов в контрольных вариантах проростков томата показало, что самая низкая концентрация свободных форм ауксинов была при длительном охлаждении и составляла 10"8 г / кг сухой массы (табл.).

Самое высокое их содержание отмечали в экспозиции с оптимальной температурой — в 5 раз выше, чем в ранее описанном варианте. При увеличении температуры до 34 — 35 °C активность ауксинов вновь снижалась, но уже в 2,5 раза по сравнению с оптимальной температурой. Предпосевная обработка семян эпибрассинолидом увеличивала ауксиновую активность, причем она была одинаковой во

Таблица

Содержание активных форм фитогормонов, г}кг сухой массы у проростков томата, обработанных эпином и выращенных в различных температурных режимах

Условия выращивания - ауксины цитокинины гиббереллины без обработки обработанные эпином без обработки обработанные эпином без обработки обработанные эпином 10 — 12 "С IO"8 7,5 - 10"7 10^ 3,5 ■ Ю"9 1,5 ■ 10"6 5,0 10"6 20 — 22 -С 5,0 - 10"7 7,5 ■ Ю"г 6,0 - 10"» Ю"9 9.5 ■ 10"е 8,5 ■ 10 6 34 - 35 ‘С 2.5 10"7 7,5 10"7 8,0 10"7 7,5 Ю"7 3,0 10"т 7,5 Ю"? всех температурных вариантах. Особенно заметное изменение активности ауксинов по сравнению с контрольными вариантами было при действии пониженных и высоких температур — в 7,5 и в 3 раза соответственно.

Определение содержания свободных форм цитокининов в контрольных проростках томата показало несколько иную картину. По мере изменения температурного режима от низких к высоким температурам увеличивалось содержание эндогенных фитогормонов. При повышении температуры до 22 —- 23 °C концентрация свободных цитокининов в вытяжке была в 6 раз выше, чем при холодовом стрессе. При температуре 34 — 35 “С концентрация была на 2 порядка выше. О действии охлаждения на содержание цитокининов известно из литературы. Этот эффект имеет различную величину — от небольшого снижения до полного исчезновения фитогормонов после охлаждения [1; 3], При использовании эпииа в качестве предпосевной обработки активность цитокининов резко менялась. При увеличении температуры содержание их активных форм, наоборот, резко снижалось. Самое высокое содержание было при длительном охлаждении, самое низкое — при повышенной температуре.

У проростков контрольных вариантов самое низкое содержание активных форм гиббереллинов было при оптимальной температуре — 2,510's г / кг сухой массы. При действии стрессовых температур активность гиббереллинов возрастала. При высокой температуре — примерно в 3,5 раза, пониженной —- более чем на порядок. Обработка семян эпибрассиноли-дом привела к уменьшению содержания активных форм гиббереллинов при высокой температуре и к небольшому увеличению в условиях оптимальной температуры и охлаждения.

Таким образом, у контрольных необработанных растений томата понижение температуры уменьшало содержание активных форм ауксинов и цитокининов и увеличивало содержание гиббереллинов по сравнению с растениями, выращенными при оптимальной температуре (22 — 23 °C). Повышение температуры до 32 — 33 °C снижало содержание только ауксинов и повышало концентрацию свободных форм цитокининов и гиббереллинов почти на порядок.

У обработанных эпином растений фито-гормональная активность заметно изменялась. При пониженной температуре увеличивалась концентрация всех изучаемых рост-стймулируюших фитогормонов по сравнению с контрольными вариантами. Совместное действие эпибрассинолида и повышенной температуры увеличивало активность только ауксинов, содержание цитокининов и гиббереллинов снижалось. При оптимальной температуре эпибрассинолид способствовал повышению активных ауксинов и гиббереллинов, а концентрация цитокининов уменьшалась.

Анализируя представленные выше результаты, можно сказать, что эпибрассинолиду принадлежит важная роль в регуляции термоустойчивости у растений. Причем проявлялись различия в эффективности регулятора при действии пониженных и высоких температур. При высокой температуре у проростков томата под действием эпина усиливался синтез ауксинов и гиббереллинов. При температуре 10 — 12 °C возрастала активность всех изучаемых фитогормонов. Благодаря полученным данным можно предположить, что у растений существуют специфические механизмы приспособления к разным температурным проявлениям.