МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ МОСКОВСЬКОЇ ОБЛАСТІ

МОСКОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ОБЛАСНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Природно-екологічний факультет

Кафедра біології та екології живих організмів

випускних кваліфікаційних

ДИПЛОМНА РОБОТА

Тема: «Вплив 6-БАП на рослини кукурудзи при різному рівні засолення».

Виконавець: Корабльова Ю. Е.

Науковий керівник: доцент, кандидат біологічних наук < p> Климачев Д. А.

До захисту

Зав. Кафедроюпроф. Іноземцев А. А.

Москва, 2004 р.

ЗМІСТ

ВСТУП ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 4

I. ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД
1. Коротка характеристика фітогормонів. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 6
2. Загальна характеристика цитокінінів. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 7

2.1. Хімічна структура. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... .... 7

2.2. Історія відкриття. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 8

2.3. Фізіологічна роль цитокінінів. ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... 10 а) Стимуляція ділення клітин. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 10 б) Вплив цитокінінів на ріст клітин. ... ... ... ... ... ... ... ... .... 11 в) Дія цитокінінів на органогенез. ... ... ... ... ... ... ... ... ... 12 г) Переривання спокою і стимуляція проростання насіння під дією цитокінінів. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 14 д) Вплив цитокінінів на зростання цілих рослин. ... ... ... .... ... 14 е) Захисна дія цитокінінів за несприятливих факторів середовища. ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... 15

2.4. Механізм дії цитокінінів. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 18

3. Вплив фактора засолення на рослинні організми. ... ... ... ... 20

3.1. Типи засолення грунтів. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 20

3.2. Причини і наслідки впливу засолення на рослинні організми. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 21

3.3. Механізми адаптації до засолення. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 27

3.4. Рослини засолених грунтів - галофіти. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 32

3.5. Метод боротьби з засоленням грунту і підвищення солеустойчівості рослин. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 33
II. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА

1. Об'єкт і методи і досліджень. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 34

1.1. Характеристика об'єкта досліджень. ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 34 а) Особливості морфології; ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 34 б) Особливості росту та розвитку; ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 35 в) Особливості біології; ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 36 г) Народохозяйственное значення. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 37

1.2. Методи досліджень. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 39

2. Результати досліджень та їх обговорення. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 41

2.1. Вплив засолення на рослини кукурудзи. ... ... ... ... ... ... ... ... .... 41 а) Вплив рівня засолення на висоту рослин; ... ... ... ... ... .. 41 б) Вплив засолення на вміст води і водоутримуючу здатність; ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 42 в) Вплив засолення на інтенсивність транспірації; ... ... .... 45 г) Вплив засолення на анатомо-морфологічну структуру. 47

2.2. Вплив 6-БАП на рослини кукурудзи в залежності від рівня засолення. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 50 а) Вплив 6-БАП на висоту рослин залежно від рівня засолення; ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 50 б) Вплив 6-БАП на вміст води і водоутримуючу здатність залежно від рівня засолення; ... ... ... ... ... ... .. 53 в) Вплив 6-БАП на інтенсивність транспіаціі в залежності від рівня засолення; ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 54 г) Вплив 6-БАП на анатомо-морфологічну структуру в залежності від рівня засолення. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 56
ВИСНОВКИ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 59
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 60
ДОДАТОК ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 65

ВСТУП

Однією з найгостріших проблем сучасності є деградація грунтів --головного фундаменту життя. У нашій країні засолені близько 10% поверхнісуші. Причому в даний час збільшуються масштаби вторинного засоленнягрунтів, яке розвивається найчастіше при нераціональному зрошенні. Такимчином, засолення починає визнаватися як важливий фактор, лімітуючийпродуктивність сільськогосподарських культур, який надає глибокевплив на всі сторони життєдіяльності рослин. При цьому змінюютьсяяк структура, так і функції рослин. Відомо, що тривалий підвищенийвміст іонів у грунті значно впливає на багатофізіологічні процеси рослин, викликаючи при цьому і анатомічнізміни (43,46 (.

З іншого боку, в даний час спостерігається збільшення аридної іксерофільні клімату, встановилося нове співвідношення СО2 і О2 ватмосфері. За останніми оцінками стану геосистем Північної Євразії будезбільшуватися кількість посух. У зв'язку з такими глобальними змінамиклімату особлива увага звертається на види рослин з С4 фотосинтезом.
Прогнозується, що загальне потепління буде сприяти зсуву в більшпівнічні області кордонів районування таких господарсько цінних С4рослин, як кукурудза, сорго, амарант, деякі форми проса (17 (.

Таким чином, С4 рослини представляють певний інтерес з точкизору вивчення шляхів зниження негативної дії засолення нарослинний організм, одним з яких є застосування фітогормонів,що відносяться до групи цитокінінів, які беруть участь уантистресових реакціях рослин і підвищують їх адаптивні можливості.

У зв'язку з цим, метою даної роботи було вивчення впливуобробки синтетичним аналогом цитокініни на фізіологічні та анатомо -морфологічні показники рослин кукурудзи, вирощених при різному рівнізасолення субстрату.

I. ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД.

1. СУЧАСНИЙ СТАН фітогормонів.

Найважливішими представниками ендогенних регуляторів росту рослинє фітогормони. Це речовини, які синтезуються в рослинах,транспортуються по них в малих концентраціях і здатні викликати ростовіабо Формативний ефекти (10 (.

Всі фітогормони володіють трьома основними особливостями:

1. Ендогенне походження. Зміни в інтенсивності синтезу тогочи іншого фітогормону, викликане внутрішніми або зовнішніми причинами,викликає відповідну реакцію рослини - перехід до іншого характеру ростовихабо Формативний процесів.

2. Можливість транспортування по рослині. Фізіологічний сенс цієїособливості перебуваєте те, що фітогормони, що утворився в одному органі
(наприклад, у апікальною меристема стебла), повинен мати властивістьрегуляції ростових процесів в інших органах (наприклад, у корені). Саметаким чином досягається взаємодія органів і цілісність рослини

3. Здатність в малих концентраціях (10-12 - 10-7М) викликати помітніростові чи Формативний ефекти. Прикладом ростового ефекту може служитиприскорення або уповільнення росту стебла, Формативний - дефоліація.

Роботи багатьох вчених (3, 7, 9, 21, 30, 33 (показали, що фітогормониберуть участь у регуляції обміну речовин на всіх етапах життя рослин - відрозвитку зародка до повного завершення життєвого циклу і відмирання. Вонивизначають характер росту і розвитку рослин, формування нових органів,габітусу, цвітіння, старіння вегетативних частин, переходу до спокою і виходуз нього і т.п.

В даний час відомо вісім груп фітогормонів: п'ять з якихвідносяться до класичних груп - ауксини, гібереліни, цитокініни,Абсцизова кислота, етилен і три відкриті порівняно недавно --брассиностероїдів, Жасминова і саліцилової кислоти. Всі вони можутьактивізувати, але можуть і гальмувати функціональну активність клітин.
Загальним умовою для дії будь-якого фітогормону є наявність в клітинахспецифічних рецепторів. Всі фітогормони викликають у компетентних клітинпорівняно швидкі фізіологічні реакції, пов'язані, очевидно, змембранами і більш повільні зміни, що залежать від синтезу білків інуклеїнових кислот (33 (.

Передбачається наявність у рослинах ще невідомих класів гормонів, провластивості яких можна судити лише за непрямими показниками. Це --фактори цвітіння (флоріген, ВЕНВ), різогенеза і росту клітин (фузікокцін),підвищення стійкості рослин (олігосахариди). Все це свідчить проте, що гормональна система рослин значно складніше, ніжуявлялося до недавнього часу.

Крім природних фітогормонів, отримано велику кількістьсинтетичних аналогів цих природних сполук, які часто маютьвисокою фізіологічною активністю. Строго кажучи, ці речовини не можутьбути віднесені до фітогормонами, так як не утворюються в рослинах, однакбагато хто з них за активністю не поступаються фітогормонами або навіть перевершуютьїх (32 (.

2. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА Цитокініни.

2.1. Хімічна структура.

Цитокініни називається один з типів фітогормонів, що володіютьпевною сукупністю біологічної активності, що доситьрізноманітна і виявляється при регуляції росту, органообразованія,процесів старіння і спокою.

Цитокініни беруть участь разом з іншими фітогормонами врегулювання найрізноманітніших фізіологічних процесів у рослині. Дляних, як і для інших фітогормонів, характерна поліфункціональність. Крімтого, дія цитокінінів з'являється в нерозривному зв'язку з дієюінших фітогормонів та природних інгібіторів.

У хімічному відношенні природні цитокініни та їх синтетичнізамінники являють собою похідні 6-амінопурин з заступником уаміногрупи при шостому атомі вуглецю пуринового кільця.

Пурин

Основними представниками цітокінінового ряду є: кінетін, 6 --бензіламінопурін (6-БАП), 8-азакінетін, бензимідазол, які належать досинтетичним цитокініни, а представником природних цитокінінів єзеатін, який був виділений з рослини кукурудзи (32, 48 (.

Цитокініни пуринового ряду слабо розчинних у воді, але добрерозчинні у етанолі, етиловому ефірі, ряді лугів і кислот. Цитокінінистійкі до нагрівання, автоклавуванню, дії лугів і кислот.
Освіта природних цитокінінів відбувається в кореневій системі, апересування в надземні органи йде по ксілеме (49 (.

2.2. Історія відкриття.

Цитокініни були відкриті в 1955 р. Скугом і Міллером зі співробітниками в
Вісконсінському університеті в США. Їх виявлення допоміг так званий
"Дефектний об'єкт", яким з'явився каллюс серцевини стебла тютюну. Вінутворився на шматочках серцевини стебла в умовах стерильної культури,але швидко припиняв зростання у зв'язку з вичерпанням якогось фактора, початковоприсутнього в тканинах стебла. З огляду на те, що повернути активне зростаннякаллюса вдавалося додаванням до поживної суміші, яка містить ІУК,дріжджового екстракту, а так само кокосового молока, Скугом і співробітникамибула зроблена спроба виділити яких бракує для зростання каллюса речовина здріжджового екстракту. При цьому з'ясувалося, що активна речовина маєвластивостями пурину.

Разом з тим, перевірка природних пуринових підстав, так само якгідрометода РНК і ДНК показала, що вони не здатні забезпечити зростаннястебловий каллюса тютюну. Несподівано активним виявився ефірний екстракт зпрепарату ДНК оселедця. Згодом з'ясувалося, що активна речовинаутворюється в будь-якому препараті ДНК при її деградації шляхом автоклавування вкислому середовищі. Ця речовина було виділено у вигляді кристалів іідентифіковано хімічно. Воно виявилося 6 - фурфуріламінопуріном, якийбув названий кінетіном.

6-фурфуріламінопурін

Принцип хімічного синтезу похідних пурину з заміщенням ваміногрупи у шостого атома вуглецю пуринового кільця був відомий раніше,тому слідом за хімічної ідентифікацією кінетіна пішов його синтез.
Потім було синтезовано багато інших активних сполук, яківідрізнялися від кінетіна характером заступника в аміногрупи при шостомуатомі вуглецю. Всі ці сполуки, включаючи кінетін, були об'єднані підзагальною назвою кініни. Ця назва була поширена в літературі до
1965 Однак з огляду на те, що у фізіології тварин термін "кініни" щераніше був застосований для зовсім інших сполук - біологічно активнихполіпептидів, Скуг, Стронг і Міллер запропонували замінити назву кініни нацитокініни. В даний час термін цитокініни став загальновизнаним. (22 (.

2.3. Фізіологічна роль цитокінінів.

Для цитокінінів, як і для інших фітогормонів характернабагатофункціональність. Також необхідно відзначити, що в більшості випадківфізіологічна дія цитокінінів проявляється в безпосередньому зв'язку здією інших фітогормонів. а) Стимуляція ділення клітин.

Стимуляція клітинного поділу є одним з характернихвластивостей цитокінінів, вона була показана на різних рослинних об'єктах:ізольованих тканинах, кінчиках кореня, що ростуть листі, сім'ядолях,точках росту стебла, зародка проростає насіння, проте, деякірослинні об'єкти можуть бути не компетентні для реакції на цитокініниактивацією клітинних поділів (22 (.

Особливо яскраво проявляються процеси поділу на культурі ізольованихтканин. Так, у роботах Скуга з співробітниками було показано, що уізольованою серцевинною тканини стебла тютюну в стерильній культурі один
ІУК кілька посилювала синтез ДНК, викликала в окремих клітинах мітози, алеНЕ індукувати клітинних поділів. Точно так само один кінетін не викликавділення клітин. У його присутності не відбувалися мітози, а синтез ДНК вінстимулював у меншій мірі, ніж ІУК. Тільки спільна діяауксинів і кінетіна значно активовано синтез ДНК, викликало мітози ііндукувати поділ, клітин в ізольованій серцевині стебла тютюну.

У подальшому були зроблені спроби розмежувати в часідію ІУК і кінетіна в індукції клітинних поділів у цієї тканини.
Отримані дані не мають поки однозначної інтерпретації, але дозволяютьприпускати, що початкові стадії процесу індукуються одним ауксини,тоді як в подальшому необхідні обидва гормону.

в інтактних рослині спостерігається кореляція між активністьцитокінінів і швидкістю клітинного поділу. Припускають, щоцитокініни стимулюють цітокінез - останню стадію поділу клітини.

Достатня ендогенне зміст цитокінінів, брак ауксинів абоінших необхідних речовин можуть стати причиною відсутності стимулюючогодії цитокінінів на поділ клітин. Крім того, у разі високогоендогенного вмісту цитокінінів їх надання ззовні може призвестиі до пригнічення клітинних поділів (24 (. б) Вплив цитокінінів на ріст клітин.

Вже в перших роботах по цитокініни на стеблових каллюсахтютюну в лабораторії Скуга було показано, що цитокініни впливають не тількина поділ клітин, але і на їхній ріст розтяганням. Скуг прийшов до висновку про те,що для росту клітин так само, як і для їх розподілу, потрібні й цитокініни, іауксини, причому концентрації цих речовин і співвідношення між ними,стимулює ріст клітин, відрізняється від тих, які стимулюють клітиннуподіл.

Найбільш активно цитокініни стимулюють збільшення розміру клітин узонах зростаючих листя дводольних трав'янистих рослин та їх ізольованихсім'ядоль. Важливо відзначити, що за допомогою цитокінінів також можнастимулювати зростання в тканинах, вже давно закінчили цей процес. Навідрізках листя однодольних рослин стимуляція росту клітин цитокінінівне вдається. Крім листя, стимуляція росту клітин цитокініни показана іу багатьох інших об'єктів.

Однак відзначені випадки, коли цитокініни пригнічували ріст клітин.
Пригнічення найчастіше виявляється на відрізках стебла і коріння, причомуцитокініни знімають стимулюючу дію на ріст стебла ауксинів. Чи невиключено, що різниця росту клітин листя і клітин стебла і кореня привпливі цитокінінів визначається різницею в діапазоні стимулюючихконцентрацій.

Цитокініни активують в висічка синтез необхідних для росту РНК. Вонискладають невелику частину від загального вмісту РНК в клітині. До їх складуповинні входити іРНК, що кодують необхідні для процесу зростання білки.
Трансляція цих РНК відбувається в цитоплазмі на 80 S рибосомах, в результатічого збільшується новоутворення структурних і ферментних білків, у томучислі білків лімітують ростові процеси. Внаслідок цього фітогормониактивує в залежності від типу тканини поділ і ріст клітин, або процеси,пов'язані з диференціюванням (21 (. Однак після того як синтезуєтьсядеякий запас необхідних для росту білків, стимуляція росту цитокінінівстає незалежною від подальшої освіти білка до тих пір, покилімітуючі зростання білки не будуть використанів клітинах (49 (. в) Дія цитокінінів на органогенез.

Ще однією важливою властивістю цитокінінів є участь у процесахорганогенезу в рослин. Індукція за допомогою цитокінінів органогенезу унедиференційованої тканини стебловий каллюса тютюну була вперше показана
Скугом зі співробітниками, які за допомогою ІУК і кінетіна викликалиосвіта у каллюса коренів і пагонів і встановили, що для закладаннякожного з цих органів були потрібні свої специфічні концентрації обохфітогормонів. Для диференціації коренів була необхідна присутність 2 мг/л ІУКі 0,02 мг/л кінетіна. Підвищення концентрації кінетіна до 0,5 - 1 мг/лпризводило до індукції формування стеблових нирок. Таким чином, зрушенняспіввідношення концентрації ауксини - цитокініни у бік цитокінінисприяє утворенню стеблових нирок, а в бік ауксину - закладцікоренів (10 (.

Змінюючи вміст фітогормонів у живильному середовищі, можна булонаправляти органогенез в бік утворення коренів або пагонів. При цьомув ряді випадків цитокініни, стимулюючи утворення пагонів, разом з тимзатримували закладку коренів. Так як концентрації цитокінінів,стимулюючі закладку коренів, вкрай низькі, в більшості об'єктіввистачає, мабуть, власних цитокінінів для здійснення цьогопроцесу. Можливо, саме цим пояснюється той факт, що дані ззовніцитокініни інгібують коренеутворення (22 (.

Цитокініни позитивно впливають також на закладку бічних коренів уізольованих ділянок кореня, на черешках ізольованих листя квасолі іін (32 (.

Істотно відзначити, що за допомогою цитокінінів вдається також впливатина закладення і диференціацію генеративних органів, викликаючи зацвітаннярослин в умовах несприятливого температурного або фотоперіодичнихрежиму, а також вплинути на підлогу квіток.

Цитокініни беруть участь, також у регуляції органогенезу у споровихрослин - папоротей і мохів. Під дією цитокінінів у протонеми моху,що представляє собою ниткоподібне освіта, индуцируется закладкастеблових нирок.

Таким чином, цитокініни дуже впливають на процесдиференціації, характер якого змінюється залежно від концентраціїцитокініни, його співвідношення з ауксинів та особливостей об'єкта (37 (.

г) Переривання спокою і стимуляція проростання насіння під дієюцитокінінів.

Ще одна властивість цитокінінів - це здатність переривати спокій сплячихнирок деревних рослин, бульб (бегонія), насіння деяких видів, уЗокрема насіння деревних порід. Відзначено, що в ряді випадків обробкаекзогенними цитокініни надає на насіння, нирки і клубнелуковіцидію, подібну до обробці холодом. При знижених температурахпід час стратифікації насіння у них відбувається значне збільшеннязмісту цитокінінів, що сприяє їх проростання, тому обробканасіння екзогенними цитокінінів імітує дію холоду. Короткочаснезамочування в розчині 6-бензіламінопуріна низької концентрації підвищуєсхожість насіння, ослаблену в результаті їх тривалого зберігання.

Також стимулюючу дію цитокінінів на проростання виявлено нанасінні латуку, які потребують для індукції цього процесу в діїчервоного світла. Цитокініни стимулюють їх проростання, як в темряві, такі при короткочасному впливі червоним світлом (32 (. д) Вплив цитокінінів на зростання цілих рослин.

Цитокініни впливають не тільки на ріст клітин, але і на зростаннявсього рослини в цілому. У літературі є дані, що під впливомобприскування синтетичного аналога цитокініни кінетіном суха вагапроростків ячменю і пшениці зростає на 8-12% (33 (. У дослідах зпроростками кукурудзи було показано, що обприскування кінетіном збільшуєоб'єм кореневої системи, сирий і сухий вага надземних органів (34 (. Уумовах польового досліду на рослинах озимої пшениці обприскуваннясинтетичного аналога цитокініни 6-БАП збільшило темпи зростанняі продуктивність, підвищувало число зерен у колосі (35 (.

Кінетін, доданий у вкрай низьких концентраціях до розчину Кнопа,стимулював зростання проростків соняшника, квасолі і люпину, рослин ряскив темряві, а також проростків редису на світлі. Занурення рослин тютюнуна 1 годину коренями в розчин цитокініни (5х10-4 М) викликало значнепосилення росту листя на рослині та підвищувало в них вміст калію. Євказівки про можливість вплинути за допомогою цитокінінів на зростання плодів яблуніі на формування врожаю у рослин кукурудзи (19, 29, 44, 45 (. е) Захисна дія цитокінінів за несприятливих факторів середовища.

Цитокініни підвищують стійкість клітин до самих різнихнесприятливих дій, таким як, дія підвищеної та зниженоїтемператури, зневоднення, грибна та вірусна інфекція, механічневплив і вплив різних хімічних агентів (7 (.

Причини захисної дії цитокінінів в кожному конкретному випадкуможуть бути різними і, очевидно, вимагають спеціального вивчення. Однак невиключено, що механізм такої дії може виявитися і однаковим.
Наприклад, він може проявлятися через дію цитокінінів на структурне іфункціональний стан різних макромолекулярних компонентів клітини і,зокрема, на стан їх мембранного апарату. Електронно -мікроскопічні дослідження показують, що цитокініни затримуютьдеградацію різних мембранних структур в клітинах листа, включаючи ламеллистроми і грани хлоропластів, мембранні структури мітохондрій,ендоплазматичний ретикулум. За допомогою цитокініни вдавалося запобігтируйнування в зрізаних листках мембранної оболонки Сферос, що містятьгідролітичні ферменти, і в такий спосіб захистити від руйнування білки,нуклеїнові кислоти і ліпоїдами плазми. Очевидно, дія цитокінінів намембранний апарат клітини може мати суттєве значення у здійсненніїх регуляторного дії на обмін речовин рослин, і не виключено, щомає відношення до захисній дії цитокінінів при різнихнесприятливих впливах.

Іншу інтерпретацію може мати захисну дію цитокінінів на листяцілих рослин в умовах підвищеної температури та посухи. Мабуть, утаких випадках у листі може виникати дефіцит ендогенних цитокінінів зарахунок зниження їх надходження з коренів, що і створює умови для захисногодії даних ззовні цитокінінів. Правда, необхідно згадати, що такезахисна дія проявляється не завжди.

У роботі Кабузенко і Горшенкова показано, що вплив хлоридногозасолення на активність кореневої системи пшениці та кукурудзи надаєнегативний вплив. А обробка 6-БАП на тлі засолення субстратупозитивно впливає на метатіческую активність меристеми кінчиків коренівпроростків кукурудзи та пшениці. Було встановлено, що під впливом 6 -
БАП нівелювалося дію солі, наближаючи тривалість фазклітинного циклу до рівня контролю. Внесення 6-БАП в середу пророщуваннясприяло скороченню тривалості клітинного циклу меристемикореня в цілому на 25% у порівнянні з рослинами, що проростають при «чистому»засолені. Під впливом цитокініни відбулося істотне зменшеннятривалості інтерфази (на 28%) і профази (на 29,1%) мітозу.
Наступні фази (метафаза, анафаза і телофаза), пов'язані з формуваннямі функцією веретена поділу, при дії 6-БАП, проходили повільніше, ніжна тлі «чистого засолення». Таким чином, наявність цитокініни в середовищіможе сприяти зняттю інгібуючої впливу засоляющіх іонів напроходження інтерфази і першої фази мітозу в меристема коренів злаків (13 (.

У літературі є дані про дію водного стресу, засолення, атакож сверхоптімальних температур на проростання насіння. В результаті чого внасінні відбувається зниження ендогенних цитокінінів з одночаснимпідвищенням рівня АБК. Обробка екзогенним цитокінінів, мабуть,сприяє відновленню нормального фітогормональної балансу в клітці.

Отримані Калініної і співробітниками морфометричні данісвідчать про те, що засолення знижує як сирої, так і суха вагарослин кукурудзи, а також довжину наземної і підземної частини проростка.
Довжина наземної частини рослин при засолення була нижче контрольних на 55%,кореня - на 45%, сира маса рослин менше на 50%, суха - на 60%. Наявністьв середовищі пророщування 6-БАП сприяє нормалізації ростових процесів. Уваріанті NaCl +6- БАП довжина стебла збільшилася на 40% у порівнянні з «чистим»засоленням, кореня - на 25%; сира маса проростків зросла на 20%, а суха
- На 32% (14 (.

Дані, отримані Калініної і Кабузенко, свідчать прозначне зниження вмісту білка в коренях триденних проростківкукурудзи на сольовому тлі: вміст білків знизилося на 44%. Додавання досольову середу регуляторів росту сприяло збільшенню вмісту білкав коренях проростків. Позитивне дію найбільш чітко було виражено придодаванні в середу пророщування рослин кукурудзи препарату 6-БАП, якийзбільшував вмісту білка в коренях на 30% як на безсольове фоні, так і вумовах засолення.

пероксидазе відводиться важлива роль у процесі утилізаціїнакопичуються при стресі метаболітів, зокрема Н2О2 (2 (. В результатіпроведених дослідів було встановлено, що наявність хлориду натрію в середовищіпророщування збільшувало активність пероксидази в коренях проростків у 2,3рази в порівнянні з контролем. Зміна активності пероксидази в кореняхкукурудзи в умовах хлоридного засолення можна вважати проявомпорушень нормальних метаболічних процесів в клітинах, що може бутизнівельовано дією екзогенних цитокінінів. Застосування 6-БАП в умовахзасолення сприяло зниженню активності цього ферменту на 69% (15 (.

Таким чином, можна сказати, що цитокініни роблять на рослинипозитивний вплив при будь-яких несприятливих умов середовища, таких як:хлоридно засолення, дія світлових і температурних впливів, водногостресу, підвищеної посухи.

2.4. Механізм дії цитокінінів.

Вивчення механізму дії фітогормонів знаходиться в центрі увагифізіологів рослин. Для прояву своєї дії, як у тварин, так іу рослин фітогормони вимагають взаємодії з рецепторами. Тому,центральне місце у виявленні механізму дії фітогормонів займаєпитання про ці рецепторах в рослинних клітинах.

рецепторами прийнято називати хімічні структури (білки), що володіютьздатністю високоспецифічні пов'язувати гормон з утвореннямгормонрецепторного комплексу, який іонізує подальші зміни дометаболізмі клітини, необхідні для кінцевого гормонального ефекту (29 (.

Для цитокінінів виявлені білки з високою спорідненістю до них (цитокініни -зв'язують білки - ЦСБ). Такі білки знайдені у великій кількості рослиннихоб'єктів. Так ЦСБ виділені із зародків пшениці, листя тютюну, зщо розвиваються плодів винограду і т.д.

Однак функціональна роль багатьох ЦСБ поки не встановлено. Невідомо,чи існує в клітинах єдиний рецептор для цитокінінів, черезякий здійснюються всі гормональні ефекти, або рецепторів багато, ікожен з них визначає дію гормону на відповідному рівні.

В даний час відомо два рівні механізму дії фітогормонів:генний і мембранний.

На генному рівні цитокініни регулюють біосинтез специфічних білків -ферментів. Експерименти показали, що цитокініни активують синтез білка вчутливих до них рослинних об'єктах.

Цитокініни активують процес транскрипції. Відомо, що за допомогою
ЦСБ і цитокініни досягається активізація синтезу РНК у ядрах. Це дозволяєзробити висновок, що ЦСБ і БАП проникають в ядра клітин і викликають активаціютранскрипцію.

Цитокініни активують синтез РНК, збільшуючи матричну активністьхроматину і активність РНК - полімерази-ферментів, які синтезують РНКна ДНК - матриці і тим самим зчитують закодовану в ній генетичнуінформацію. У зв'язку з цим збільшується вміст іРНК, на якійвідбувається синтез білка (21 (.

Важливо, що цитокініни активує синтез білка в клітинах не тільки натранскрипційної (синтез РНК), але і на посттранскріпціонних етапах цьогопроцесу. Цитокініни активує синтез рРНК в клітинах і тим самимзбільшує в них апарат білкового синтезу. Так цитокініни підсилюютьосвіта полісом і Моносу. Отже, підвищується кількість рибосом
(21 (.

Також зростає вміст тРНК, які доставляють амінокислоти врибосом, і відшукує їх місце в поліпептидного ланцюга. Цитокініни, вступаючи доклітини, утворює в цитоплазмі гормон-рецепторний комплекс, якийпроникає в ядро і викликає активацію синтезу РНК (21 (.

Змінюючи склад білка, цитокініни впливає на обмін речовин, і якнаслідок цього, на інтенсивність такого інтегрального процесу як ріст ірозвиток.

Інший важливий рівень регулювання фітогормонами фізіологічнихпроцесів в клітинах пов'язаний з їх мембранами.

Функціонування мембран має важливе значення для повного розуміннямеханізму їх дії (22 (.

накопичені відомості про зміну під дією цитокініни якхімічного складу, так і функціональних властивостей мембран рослиннихклітин. Наприклад, цитокініни впливає на фосфорилювання мембранних білків ізміна у складі жирних кислот у ліпідах мембран. Цитокініни впливають напроникність мембран, це проявляється на збільшенні проникнення іонів.
Відомо також про вплив цитокініни на активність АТФ-аз плазмолемми іпротонної помпи клітин (31 (.

Таким чином, генетичний і мембранний рівень перебувають у тісномувзаємодії.

3. ВПЛИВ ФАКТОРА засолення НА рослинного організму.

3.1. Типи засолення грунтів.

Згідно Б. П. Строгонової (38 (, за ступенем засолення розрізняютьпрактично незасоленние, слабозасоленние, среднезасоленние грунту ісолончаки. Тип засолення визначається за змістом аніонів у грунті:хлоридно, сульфатне, сульфатно-хлоридно, хлоридно-сульфатні ікарбонатне. Переважним катіоном в таких грунтах є натрій
(кухонна сіль (NaCl), сода (Na2CO3), глауберової сіль (Na2SO4), алезустрічаються також карбонатно-магнієве (кальцієво) і хлоридно-магнієве
(кальцієво) засолення (31 (. Найбільш шкідливий вплив робить содовезасолення, оскільки в грунті сода розпадається, утворюючи сильну луг
(гідроксид натрію). Всі ці солі добре розчинні у воді, так що підвологому кліматі зазвичай вимиваються з грунту атмосферними опадами ізберігаються в ній в незначних кількостях. У сухому ж і теплому кліматі нетільки не відбувається промивання грунту дощем, але, навпаки, розчини солейпіднімаються з висхідним струмом грунтової води з глибин субстрату. Водавипаровується, а солі залишаються у верхніх шарах грунту. Накопичуючись, вонивикликають утворення солончаків і солонців. Невдале штучне зрошенняв безлюдній зоні викликає засолення грунту. Так, в поливної зоні нашоїкраїни налічується до 36% засолених земель. За узбережжя морів навіть привологому кліматі грунт насичена солями.

Солончаки навесні зволожені грунтовими водами, їх називають мокрими.
Концентрація солей в грунтовому розчині досягає декількох десятківвідсотків, причому найбільша засолення грунту спостерігається в сухі періодироку, коли солончаки висихають. У цей час поверхню грунту покриваєтьсянальотом солі, що виблискує на сонці. Солончаки є і в степових зонах
Росії, але головним чином поширені в безлюдній зоні. Вони зустрічаютьсяяк дрібними плямами, так і великими масивами.

Солонці відрізняються від солончаків: поверхневі шари їх грунту незасолені, а солі, шкідливі для рослин, накопичуються в більш глибокихгоризонтах. Поверхневий шар солонці безструктурні, сильно вилужених;нижче його розташований ущільнений, шар грунту, насичений натрієвими солями.
У суху пору року ці верстви розтріскуються на брили, стовпці. Нижче цихшарів розташовується грунт, засолення розчинними солями.

Навесні щільні шари солонці довго затримують воду на його поверхні.
Влітку ж, коли ущільнені шари висихають і розтріскуються, що випадаютьатмосферні опади по тріщинах спрямовуються в глиб субстрату, не зволожуючиповерхні (28 (.

3.2. Причини і наслідки впливу засолення на рослинні організми.

засолення призводить до створення в грунті низького водного потенціалу,тому надходження води в рослину сильно утруднений. Найважливішою стороноюшкідливого впливу солей є також порушення процесів обміну. Робіт?? мифізіолога Б. П. Строганова показано, що під впливом солей в рослинахпорушується азотний обмін, що призводить до інтенсивного розпаду білків, врезультаті відбувається накопичення проміжних продуктів обміну речовин,токсично діючих на рослину, таких як аміак та інші, різкоотруйні продукти. В умовах засолення відзначено утворення такихтоксичних продуктів, як кадаверин і путресцін, що є аналогамитрупного отрути (25 (. На тлі сульфатного засолення накопичуються продуктиокислення сірковмісних амінокислот (сульфоксид і сульфоніл), якітакож є отруйними для рослин. Підвищена концентрація солей,особливо хлористих, може діяти як разобщітель процесів окислення іфосфорилювання і тим самим порушувати постачання рослин макроергічніфосфорними сполуками. Під впливом солей відбуваються порушенняультраструктури клітин, зокрема зміни в структурі хлоропластів,відбувається набухання гранул і ламелл у хлоропластів (18 (.

Найбільш стійкими до солей є мітохондрії. Однак сольовийстрес може сприяти їх набухання, яке супроводжується роз'єднаннямокисного фосфорилювання і порушенням проникності мембран.
Порушення спряженості окислення за фосфорилюванням, у свою чергу,позбавляє рослинний організм механізму акумулювання енергії. При цьомунебезпечним для рослинної клітини є те, що АТФ-азная активністьпереносу енергії змінює свій напрям і з постачальника АТФ перетворюється найого споживача. Таким чином, в рослинному організмі настає
«Енергетичний голод» (1 (. Особливо це проявляється при хлориднозасолені.

Показано несприятливий вплив іонів у підвищених концентраціях начисло діляться клітин в меристема і їх розміри, відзначено збільшеннячасу мітотичного циклу і метафази (26 (.

Шкідливий вплив високої концентрації солей пов'язано з пошкодженнямповерхневих шарів цитоплазми, внаслідок чого зростає їїпроникність, втрачається здатність до виборчого накопичення речовин (1,
40 (. Солі надходять в клітини пасивно разом з транспіраціоннним струмомводи. Оскільки в більшості випадків засолені грунти розташовуються врайонах, що характеризуються високою літньою температурою, інтенсивністьтранспірації у рослин дуже висока. У результаті солей надходить багато,і це посилює пошкодження рослин.

Треба врахувати також, що на засолених грунтах велика концентраціянатрію перешкоджає накопиченню інших катіонів, у тому числі і такихнеобхідних для життя рослини, як калій і кальцій.

Зниження продуктивності рослин в умовах хлоридного засоленнявизначається пригніченням їх росту, який є інтегральноюхарактеристикою реакції рослин на зміну навколишнього середовища. Ступіньпригнічення рослин і зниження біомаси знаходиться в прямій корелятивноїзалежно or концентрації солі в субстраті і тривалості засолення
(43 (. Однак пряма залежність між накопиченням іонів у рослинах ірівнем їх солеустой