Роль гормональной системы и лектина в реализации защитного действия 24-эпибрассинолида на различающиеся по стратегии адаптации к засухе проростки пшеницы (Triticum aestivum L.) при дефиците влаги

Одной из актуальных проблем современной науки о растениях остается изучение механизмов устойчивости растительных организмов к засухе, приводящей к нарушению всех звеньев метаболизма и потере продуктивности. На территории Российской Федерации сформировались две эколого-географическим группы (экотипы) пшеницы, существенно различающиеся по стратегии адаптации к засухе - лесостепной западносибирский и степной волжский. Особенно выражены различия между экотипами в начальную фазу онтогенеза. Для сортов лесостепного западносибирского экотипа присуще замедление формирования всходов и роста проростков на раннем этапе развития. Проростки степного волжского экотипа быстро развиваются в начальную фазу и более устойчивы в сравнении с растениями лесостепного западносибирского экотипа. Регуляторам роста отводится важная роль в формировании засухоустойчивости растений. В последнее время появляется все больше сведений, демонстрирующих участие стероидных фитогормонов брассиностероидов, характеризующихся сочетанием ярко выраженного рост-стимулирующего и протекторного действия, в регуляции устойчивости пшеницы к дефициту влаги. В настоящей работе впервые выявлен протекторный эффект 24-эпибрассинолида (ЭБ) на растения пшеницы степного волжского экотипа в условиях засухи, в основе чего лежит нивелирование ЭБ резких стресс-индуцированных сдвигов в содержании эндогенных фитогормонов и накопление защитного белка - агглютинина зародыша пшеницы (АЗП). Вместе с тем защитного эффекта ЭБ в отношении растений лесостепного западносибирского экотипа мы не обнаружили, что проявилось в сохранении индуцированного стрессом дисбаланса эндогенной гормональной системы и несущественном накоплении защитного белка агглютинина зародыша пшеницы. Цель работы - установить роль изменений в гормональной системе и содержании лектина пшеницы в реализации протекторного действия 24-эпибрассинолида на растения сортов Зауральская Жемчужина (лесостепной западносибирский экотип) и Экада 70 (степной волжский экотип) в начальную фазу их онтогенеза в условиях моделируемой почвенной засухи. Семена подвергали предпосевному замачиванию в течение 3 ч в растворе 0,4 мкМ 24-эпибрассинолида или в дистиллированной воде (контроль), высевали (по 30 шт.) в почвогрунт в вегетационные сосуды объемом 15 л и выращивали в контролируемых условиях (г. Уфа, 2024 год). Часть проростков по достижении 3-суточного возраста подвергали воздействию ранней почвенной засухи, для моделирования которой проводили ограниченный полив в течение всего эксперимента для поддержания значения влажности 30 % от полной влагоемкости почвы (ПВП). В контроле поддерживали влажность 70 % от ПВП. Физиолого-биохимические параметры анализировали на начальном этапе развития пшеницы (7-9-е сут). О росте судили по изменению сырой и сухой массы необработанных и предобработанных ЭБ проростков в норме и в условиях засухи. Содержание абсцизовой (АБК) и индолилуксусной (ИУК) кислот, цитокининов (ЦК) и АЗП в одних и тех же 10 проростках (сырая масса 0,9-1,0 г) на 7-е, 8-е и 9-е сут определяли методом иммуноферментного анализа (ИФА) с использованием специфичных к исследуемым фитогомонам или АЗП поликлональных кроличьих антител и меченных пероксидазой антикроличьих антител. О повреждении клеточных мембран проростков судили по содержанию продукта перекисного окисления липидов малонового диальдегида (МДА) на 9-е сут. Выявлено, что содержание эндогенных фитогормонов в проростках сортов Экада 70 и Зауральская Жемчужина претерпевало существенные изменения при дефиците влаги. При этом более существенные перестройки в гормональном балансе были обнаружены у проростков сорта Зауральская Жемчужина, что проявилось и в более выраженном торможении их роста. В условиях засухи растения сорта Экада 70 отличались более ранним и существенно бóльшим накоплением АЗП (на 86 % больше, чем у проростков сорта Зауральская Жемчужина), что может свидетельствовать о вовлечении лектина пшеницы в формирование их засухоустойчивости. Предпосевная обработка ЭБ смягчила негативное влияние засухи на рост и гормональный статус проростков сорта Экада 70 при проращивании в условиях стресса, что, однако, не было характерно для растений сорта Зауральская Жемчужина. Вместе с тем предобработка ЭБ снизила стресс-индуцированное накопление АЗП в растениях сорта Экада 70 на 30 %, что может указывать на снижение стрессовой нагрузки на предобработанные гормоном проростки этого сорта. В пользу этого свидетельствуют и данные о снижении количества МДА на 26 % в тканях ЭБ-предобработанных растений степного волжского экотипа в условиях засухи. Однако у сорта Зауральская Жемчужина защитное влияние предобработки ЭБ на содержание АЗП и мембранные структуры в стрессовых условиях было практически не выражено.