Влияние экзогенных фитогормонов на продуктивность озимой и яровой пшеницы
Е.
Г. ПрудниковаБиблиографическое описание статьи для цитирования:
Прудникова
Е.
Г. Влияние экзогенных фитогормонов на продуктивность озимой и яровой пшеницы // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2014. – Т. 20. – С.
4531–4535. – URL:
http://e-koncept.ru/2014/55171.htm.
Аннотация. На растениях пшеницы изучали влияние обработки разными регуляторами роста: индолилуксусной кислотой, кинетином, абсцизовой кислотой - на содержание и соотношение эндогенного уровня фитогормонов. На фоне изменения гормонального статуса под воздействием используемых физиологически активных веществ показано улучшение качества зерна озимой и яровой пшеницы.
Текст статьи
Прудникова Елена Геннадьевна,кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры химии ФГБОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет», г. Орелelenaprudnikova00@rambler.ru
Влияние экзогенных фитогормонов на продуктивностьозимой и яровой пшеницы
Аннотация.На растениях пшеницы изучали влияние обработки разнымирегуляторами роста: индолилуксусная кислота, кинетин, абсцизования кислота на содержание и соотношение эндогенного уровня фитогормонов. На фоне изменения гормонального статуса под воздействием используемых физиологически активных веществ показано улучшение качества зерна озимой и яровой пшеницы.Ключевые слова:фитогормоны, озимая и яровая пшеница, продуктивность, качество зерна.
Известно, что продуктивность сортов сельскохозяйственных культур зависит, с одной стороны, от генома растений, с другой –от условий произрастания. Сорта различаются не только по устойчивости к стрессовым воздействиям, реакции на уровень питания, но и по содержанию фитогормонов, чувствительности к экзогенным регуляторам [1]. Экзогенные регуляторы роста влияют на физиологические процессы не прямо, а опосредованно, через гормональную систему, изменяя концентрацию отдельных гормонов и их соотношение [2]. Гормон –это химический сигнал, на который живая система может ответить поразному в зависимости от ее состояния и интенсивности сигнала [3].Ауксины –одни из первых фитогормонов, обнаруженных в растениях. Им свойственна важная регуляторная роль в разнообразных ростовых и формообразовательных процессах. Ауксины влияют на разные системы метаболизма: синтез нуклеиновых кислот, белка, углеводный и липидный обмен, синтез вторичных веществ, фотосинтез, дыхание.Показана положительная корреляция между содержанием индолилуксусной кислоты (ИУК) в колосепшеницы и накоплением в нем сухого вещества[4]. Опрыскивание ячменя раствором ИУК (10 мг/л) в фазе трубкования увеличивало сырую массу растений, особенно наглядно через 2030 дней после обработки гормоном [5].В литературе имеются данные о том, что образование ауксина в растении стимулируют цитокинины. Цитокинины –полифункциональные гормоны, оказывающие влияние на самые разнообразные физиологические процессы, протекающие в растениях. К регуляторам роста с цитокининовой активностью относят: кинетин, 6бензиламинопурин(6БАП), зеатин и др. Предполагается, что воздействие на рост, развитие и другие функции в ходе жизнедеятельности растения реализуются через изменение концентрации цитокининов. Установлено, что для сортов с крупными зернами характерна высокая цитокининовая активность в них по сравнению с мелкозернистыми [6].Обработка семян кукурузы синтетическим цитокинином –6бензиламинопурином (6БАП) (104%) повысила урожайность зеленой массы и початков [7,8]. На проростках пшеницы также было показано увеличение массы побегов при добавлении 6БАП (550 мг/л) в питательную смесь. Это происходило на фоне существенного повышения в побегах эндогенной ИУК [9]. В полевых опытах с двумя сортами озимой пшеницы показано значительное увеличение сырой массы и продуктивности растений под влиянием опрыскивания раствором 6БАП (20 мг/л) в фазе трубкования. Растения ячменя, обработанные 6БАП, отличались повышением озерненности колосьев и зерновой продуктивностью. Важно, что обработка 6БАП увеличивала содержание природного цитокинина зеатина [10]. В отличие от цитокининов и ауксинов обработка абсцизовой кислотой (АБК) уменьшает сырую массу проростков многих злаков приблизительно на 2327%. Сухая масса или уменьшается, или остается на уровне контрольного варианта [11]. Это происходит на фоне повышения эндогенной АБК в проростках. В опытах с ячменем при одноразовом воздействии АБК на флаговый лист показано увеличение сухой массы зерен [12]. Отмечены многочисленные данные об ингибирующей функции АБК на ростстебля и побегов растений. Экзогенная обработка АБК оказывает влияние не только на ростовые показатели, но и на развитие растений. Так, в работе Курапова и др.(1996) [13] АБК значительно снижала количество цветущих растений дайкона. Известно, что к числу первых неспецифических реакций растений в ответ на стрессоры разной природы относится накопление АБК, которой отводится ключевая роль в индукции синтеза более десятка стрессовых белков, в том числе белков теплового шока (БТШ).В отличие от зеатина количество АБК в колосе яровой пшеницы увеличивается в период от молочной к восковой спелости [14], что согласуется с данными о роли этого гормона при переходе растений в состояние покоя.Известны данные о взаимодействии гормонов.Так, было показано, что ИУК усиливает экспрессию генов, кодирующих ферменты биосинтеза цитокининов [15]. Для абсцизовой кислоты характерно торможение роста, которое может частично сниматься другими гормонами, в частности, ауксинами и цитокининами [16]. Содержание АБК повышается в созревающем зерне одновременно с накоплением крахмала, а семена ячменя с более высоким уровнем АБК созревают раньше, но имеют меньшие размеры. В связи с вышеизложенным, целью представленной работы является изучение влияния синтетических регуляторов роста –аналогов фитогормоновна содержание эндогенных фитогормонов в сортах озимой и яровой пшеницы.Объектами исследования служили сорта озимой и яровой пшеницы:
стандартный сорт озимой мягкой пшеницы Мироновская 808 –выведен в Мироновском научноисследовательском институте селекции и семеноводства пшеницы групповым и массовым отбором из исходного материала, полученного направленным изменением сорта яровой мягкой пшеницы Артемовка в озимую. Сильный, высокозимостойкий пластичный сорт. Устойчивость к засухе, полеганию и осыпанию средняя.
сорт озимой мягкой пшеницы Труженица создан во Всероссийском научноисследовательском институте зернобобовых и крупяных культур совместно с Московской сельскохозяйственной академией имени К.А.Тимирязева методом индивидуального отбора высокопродуктивных, более низкорослых форм, с плотным колосом, из гибридной популяции Л 140/2 (Мироновская 808 × Плиска). Зимостойкий, высокоурожайный. Устойчив к полеганию, осыпанию и прорастанию зерна на корню, к выпреванию и вымоканию.
сорт яровой мягкой пшеницы Крестьянка –выведен НИИСХ ЦЧП имени В.В.Докучаева от скрещивания Саратовская 46 х Meritс последующим индивидуальным отбором.Устойчив к полеганию. Восприимчив к основным вредоносным патогенам (бурой, стеблевой ржавчинам; пыльной головне). В отдельные годы проявляет толерантность к корневым гнилям. Варианты опыта включали: контроль и обработку зерна пшеницы. Для этого зерна замачивали на 6 ч в растворах ИУК, кинетина, АБК в следующих концентрациях 5,7·106М; 4,7·105М; 7,5·106М, соответственно, контрольные –в воде.Фиксацию растительного материала проводили в парах кипящего этанола. Пробы высушивали в термостате при 55600 С. Экстракцию изученных групп фитогормонов проводилииз одной навески комплексным методом, разработанным в лаборатории В.И. Кефели [17].Содержание фитогормонов определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа[9].В результатепроведенного анализа установлено, что сорта пшеницыМироновская 808,Труженица, Крестьянка существенно различаются по содержанию эндогенных фитогормонов (ИУК, зеатин, АБК). Так, уровень индолилуксусной кислотыу сорта озимой пшеницы Мироновская 808превышал таковой у сорта пшеницы Труженицаи яровой пшеницы Крестьянка (в 15,8; 35,5 раз, соответственно). Количество эндогенных цитокининов (зеатин) и АБК у сорта Крестьянка в 67 раз превышало уровень гормонов у сорта Труженица. Обработка ИУК сортов озимой и яровой пшеницы вызвала разную физиологическую реакцию в содержание эндогенных гормонов (табл.1).
Таблица 1.Содержание фитогормонов (в мкг/г сухой массы) в 4дневных проростках под влиянием обработки ИУК (5,7·106М)
СортКонтроль (вода)
ИУКЗеатинАБКИУКЗеатинАБКМироновская 808(стандарт)
7,10
4,48
0,16
5,90
11,25
1,13Труженица0,451,420,143,992,000,04Крестьянка0,208,931,1314,162,240,50
Так, гормональный баланс сорта озимой пшеницы Труженица, существенно изменился в сторону увеличения содержания и соотношения фитогормонов, по сравнению со стандартным сортом пшеницы Мироновская 808.Достоверной разницы в содержании ИУК у сортов Крестьянка и Мироновская 808не выявлено. Напротив, уровень АБК и зеатина у Мироновской 808в 2,2 и 5 раз превысил таковое в Крестьянке. Наименьшим содержанием фитогормонов отмечен озимый сорт пшеницы Труженица, который обладает повышенным содержанием крахмала. Следовательно, являясь элементом, способствующим притягиванию питательных компонентов, фитогормоны в большем количестве синтезируются в высокобелковых сортах. В ответ на обработку кинетином наиболее отзывчивым на изменение содержания гормонов оказался сорт яровой пшеницы Крестьянка (табл. 2). У сорта пшеницы Мироновская 808увеличивается количество зеатина (в 2 раза) и АБК (в 35 раз). Интересно отметить, что кинетин снизил уровень ИУК в данном сорте (в 2,4 раза), а в сорте Труженицаувеличил количество АБК в 17 раз.
Таблица 2. Содержание фитогормонов (в мкг/г сухой массы) в 4дневных проростках под влиянием обработки кинетином (4,7·105М)
СортКонтроль (вода)ИУКЗеатинАБКИУКЗеатинАБКМироновская 808(стандарт)
7,10
4,48
0,16
2,99
8,93
5,64Труженица0,451,420,142,005,642,52Крестьянка0,208,931,1314,1614,9910,02
Обработка абсцизовой кислотой стандартного сорта Мироновская 808снизила в 32 и 16 раз количество ИУК и зеатина, но повысила свое содержание в 6 раз, а в сорте Труженицаи Крестьянка –в 10 раз (табл. 3). У озимогосорта пшеницы Труженицав ответ на обработку АБК уровень ИУК и зеатина уменьшился в 3 и 5 раз, соответственно.Известно, что зеатин участвует в синтезе хлорофилла, усиливает нециклическое фотофосфорилирование, тем самым повышаетинтенсивность фотосинтеза. Поэтому у сорта Труженицаобработка кинетином вызвала увеличение содержания углеводов.
Таблица 3. Содержание фитогормонов (в мкг/г сухой массы) в 4дневных проростках под влиянием обработки АБК (7,5·106М)
СортКонтроль (вода)ИУКЗеатинАБКИУКЗеатинАБКМироновская 808 (стандарт)
7,10
4,48
0,160,220,280,89Труженица0,451,420,140,130,321,42Крестьянка0,208,931,133,564,4810,02
В результате проведенных исследований на продуктивность и качество семян пшеницы выявлено, что содержание белка под влиянием обработки ИУК имеет тенденцию к уменьшению у всех сортов на 0,21,2% (в пределах ошибки опыта) на фоне повышения содержания углеводов (табл.4). Наибольший эффект в снижении крахмала АБК и кинетин вызвали в озимомсорте пшеницы Труженица. При обработке ИУК и кинетином произошло увеличение у сорта яровой пшеницы Крестьянка количества колосков в колосе, урожайности; у стандартного сорта озимой пшеницы Мироновская 808
числа зерен в колосе, количества колосков в колосе; у сорта озимой пшеницы Труженица
урожайности, массы зерна с 1 колоса. На показатель массы 1000 зерен у всех сортов наибольшее действие оказал ауксин.
Таблица 4.Продуктивность и качество зерна пшеницы под влиянием обработки фитогормонами
Сорт Содержание, %Количество колосков в колосе, шт.Число зерен в колосе, шт.Масса, гУрожайность, ц/габелкакрахмалазерна с 1 колоса1000 зеренМироновская 808(стандарт)
котроль (вода)
15,0
61,8
15
33
1,4
42
34,3ИУК14,663,216351,44436,2АБК15,360,414311,34229,2кинетин15,860,616351,64234,2Труженицакотроль (вода)
10,2
65,4
16
42
1,6
46
29,0ИУК10,066,216431,74732,4АБК9,460,915391,14227,6кинетин11,363,816411,74631,8Крестьянкаконтроль (вода)
11,5
63,3
14
30
1,4
32
28,4ИУК10,363,415321,63429,5АБК11,462,712291,32627,8кинетин10,763,815301,43428,9
Таким образом, продукционный процесс можно регулировать обработкойразными фитогормонами.
Ссылки на источники1.Кефели, В.И. Морфогенез, фотосинтез и рост как основа продуктивности растений / В.И.Кефели.Пущино: ОНТИ ПНЦ АН СССР, 1991.187с.2.Бахтенко, Е.Ю. Влияние 6бензиламинопурина на устойчивость пшеницы к почвенному затоплению / Е.Ю.Бахтенко, А.В.Платонов // Агрохимия.2004.№7.С.4146.3.Муромцев, Г.С. Состояние исследований по регуляторам роста растений в России / Г.С.Муромцев, Е.Данилина // Физиология растений.1994.Т.41. С.779787.4.Bangerth, F. IAA Level and Dry Matter Accumulation at Different Positions within a Wheat Ear / F.Bangerth, W. Aufhammer, O.Baum // Physiol. Plant.1985.
V.63.P.121125.5.Сивцова, А.М. Влияние ауксина и цитокинина на использование питательных веществ и рост растений ячменя /А.М.Сивцова, А.А.Тарасенко// Ростовые процессы и их регуляция / под ред. Н.И.Якушкиной.М.: МОПИ, 1992.С.1017.6.Michael,G. Überg die Mitwirkung von Phytohormonen an der Regulation der Speicherungsprozesse im Getreidekorn/G.Michael // Ber. Dtsch. Bot. Ges. 1984.V.97. P.151165.7.Зауралов, О.А. Влияние 6БАП на рост и продуктивность растений кукурузы при различных сроках посева / О.А.Зауралов // Агрохимия.1996.№11.С.117121.8.Зауралов, О.А. Влияние синтетических регуляторов роста гормональной природы на растения кукурузы в полевых условиях / О.А.Зауралов // Агрохимия.1996.№12.С.97100.9.Кудоярова, Г.Р. Иммуноферментная тестсистема для определения цитокининов / Г.Р.Кудоярова [и др.] // Физиология растений.1990.Т.37, вып.1.С.193199.10.Сивцова, А.М. Роль фитогормонов в реакции растений на уровень минерального питания: автореф. дисс. … канд. биол. наук / А.М.Сивцова.М.: МСХА,1993.23с.11.Бахтенко, Е.Ю. Влияние избыточного увлажнения и обработки абсцизовой кислотой на содержание АБК / Е.Ю.Бахтенко // Тезисы 3го симпозиума по физикохимическим основам физиологии растений и биотехнологии.М.: ИФР РАН, 1997. С.116.12.Tietz,A.Steuerung des Assimilattransportes bei der Gerste durch den Abscisinsauregehalt junger Karyopsen/ A.Tietz, M.Dingkuhn // Z. Pflanzenphysiol.1981.V.104.P.475479.13.Курапов, П.Б. Гормональный баланс растений. Методы его регулирования: автореф. дисс. … докт. биол. наук / П.Б.Курапов.М.: МСХА. 1996.47с.14.Коркина, Т.А. Особенности гормонального баланса двух сортов яровой пшеницы и его изменение в онтогенезе / Т.А.Коркина, С.А.Поликарпов, Н.И.Якушкина // Доклады РАСХН.2001.№3.С.910.15.Brault, M. Mechanism of Cytokinin Action / M.Brault, R.Maldincy // Plant Physiol. Biochem.1999. V.37(б). P.403412.16.Кефели, В.И. Морфогенез, фотосинтез и рост как основа продуктивности растений / В.И.Кефели.Пущино: ОНТИ ПНЦ АН СССР, 1991.187с.17.Власов П.В., Мазин В.В., Турецкая Р.Х., Гуськов А.В., Комизерко Е.И., Ложникова В.Н., Янина Л.Я., Коф Э.М., Конопская Л.Н., Шарипов Г.Д., Филонова В.П., Кефели В.И. Комплексный метод определения природных регуляторов роста. Первичный анализ незрелых семян кукурузы на активность свободных ауксинов, гиббереллинов и цитокининов // Физиология растений. 1979. Т.26. В. 3. С. 648 –655.
ElenaGennadievnaPrudnikovaCandidate of agricultural sciences, assistant professor chairs chemistry Federal State Educational Establishment of Higher ProfessionalTraining “Orel State Agrarian University”Effect of exogenous phytohormoneson productivity winter and spring wheatAbstract.On wheat plants studied the effect of processing different growth regulators: indoleacetic acid, kinetin, abscisic acid content and the ratio of the level of endogenous phytohormones. On the background of changes in hormonal status under the influence of physiologically active substances used showed improvement of grain quality of winter and spring wheat. Keywords:plant hormones, winter and spring wheat, productivity, grain quality.
Влияние экзогенных фитогормонов на продуктивностьозимой и яровой пшеницы
Аннотация.На растениях пшеницы изучали влияние обработки разнымирегуляторами роста: индолилуксусная кислота, кинетин, абсцизования кислота на содержание и соотношение эндогенного уровня фитогормонов. На фоне изменения гормонального статуса под воздействием используемых физиологически активных веществ показано улучшение качества зерна озимой и яровой пшеницы.Ключевые слова:фитогормоны, озимая и яровая пшеница, продуктивность, качество зерна.
Известно, что продуктивность сортов сельскохозяйственных культур зависит, с одной стороны, от генома растений, с другой –от условий произрастания. Сорта различаются не только по устойчивости к стрессовым воздействиям, реакции на уровень питания, но и по содержанию фитогормонов, чувствительности к экзогенным регуляторам [1]. Экзогенные регуляторы роста влияют на физиологические процессы не прямо, а опосредованно, через гормональную систему, изменяя концентрацию отдельных гормонов и их соотношение [2]. Гормон –это химический сигнал, на который живая система может ответить поразному в зависимости от ее состояния и интенсивности сигнала [3].Ауксины –одни из первых фитогормонов, обнаруженных в растениях. Им свойственна важная регуляторная роль в разнообразных ростовых и формообразовательных процессах. Ауксины влияют на разные системы метаболизма: синтез нуклеиновых кислот, белка, углеводный и липидный обмен, синтез вторичных веществ, фотосинтез, дыхание.Показана положительная корреляция между содержанием индолилуксусной кислоты (ИУК) в колосепшеницы и накоплением в нем сухого вещества[4]. Опрыскивание ячменя раствором ИУК (10 мг/л) в фазе трубкования увеличивало сырую массу растений, особенно наглядно через 2030 дней после обработки гормоном [5].В литературе имеются данные о том, что образование ауксина в растении стимулируют цитокинины. Цитокинины –полифункциональные гормоны, оказывающие влияние на самые разнообразные физиологические процессы, протекающие в растениях. К регуляторам роста с цитокининовой активностью относят: кинетин, 6бензиламинопурин(6БАП), зеатин и др. Предполагается, что воздействие на рост, развитие и другие функции в ходе жизнедеятельности растения реализуются через изменение концентрации цитокининов. Установлено, что для сортов с крупными зернами характерна высокая цитокининовая активность в них по сравнению с мелкозернистыми [6].Обработка семян кукурузы синтетическим цитокинином –6бензиламинопурином (6БАП) (104%) повысила урожайность зеленой массы и початков [7,8]. На проростках пшеницы также было показано увеличение массы побегов при добавлении 6БАП (550 мг/л) в питательную смесь. Это происходило на фоне существенного повышения в побегах эндогенной ИУК [9]. В полевых опытах с двумя сортами озимой пшеницы показано значительное увеличение сырой массы и продуктивности растений под влиянием опрыскивания раствором 6БАП (20 мг/л) в фазе трубкования. Растения ячменя, обработанные 6БАП, отличались повышением озерненности колосьев и зерновой продуктивностью. Важно, что обработка 6БАП увеличивала содержание природного цитокинина зеатина [10]. В отличие от цитокининов и ауксинов обработка абсцизовой кислотой (АБК) уменьшает сырую массу проростков многих злаков приблизительно на 2327%. Сухая масса или уменьшается, или остается на уровне контрольного варианта [11]. Это происходит на фоне повышения эндогенной АБК в проростках. В опытах с ячменем при одноразовом воздействии АБК на флаговый лист показано увеличение сухой массы зерен [12]. Отмечены многочисленные данные об ингибирующей функции АБК на ростстебля и побегов растений. Экзогенная обработка АБК оказывает влияние не только на ростовые показатели, но и на развитие растений. Так, в работе Курапова и др.(1996) [13] АБК значительно снижала количество цветущих растений дайкона. Известно, что к числу первых неспецифических реакций растений в ответ на стрессоры разной природы относится накопление АБК, которой отводится ключевая роль в индукции синтеза более десятка стрессовых белков, в том числе белков теплового шока (БТШ).В отличие от зеатина количество АБК в колосе яровой пшеницы увеличивается в период от молочной к восковой спелости [14], что согласуется с данными о роли этого гормона при переходе растений в состояние покоя.Известны данные о взаимодействии гормонов.Так, было показано, что ИУК усиливает экспрессию генов, кодирующих ферменты биосинтеза цитокининов [15]. Для абсцизовой кислоты характерно торможение роста, которое может частично сниматься другими гормонами, в частности, ауксинами и цитокининами [16]. Содержание АБК повышается в созревающем зерне одновременно с накоплением крахмала, а семена ячменя с более высоким уровнем АБК созревают раньше, но имеют меньшие размеры. В связи с вышеизложенным, целью представленной работы является изучение влияния синтетических регуляторов роста –аналогов фитогормоновна содержание эндогенных фитогормонов в сортах озимой и яровой пшеницы.Объектами исследования служили сорта озимой и яровой пшеницы:
стандартный сорт озимой мягкой пшеницы Мироновская 808 –выведен в Мироновском научноисследовательском институте селекции и семеноводства пшеницы групповым и массовым отбором из исходного материала, полученного направленным изменением сорта яровой мягкой пшеницы Артемовка в озимую. Сильный, высокозимостойкий пластичный сорт. Устойчивость к засухе, полеганию и осыпанию средняя.
сорт озимой мягкой пшеницы Труженица создан во Всероссийском научноисследовательском институте зернобобовых и крупяных культур совместно с Московской сельскохозяйственной академией имени К.А.Тимирязева методом индивидуального отбора высокопродуктивных, более низкорослых форм, с плотным колосом, из гибридной популяции Л 140/2 (Мироновская 808 × Плиска). Зимостойкий, высокоурожайный. Устойчив к полеганию, осыпанию и прорастанию зерна на корню, к выпреванию и вымоканию.
сорт яровой мягкой пшеницы Крестьянка –выведен НИИСХ ЦЧП имени В.В.Докучаева от скрещивания Саратовская 46 х Meritс последующим индивидуальным отбором.Устойчив к полеганию. Восприимчив к основным вредоносным патогенам (бурой, стеблевой ржавчинам; пыльной головне). В отдельные годы проявляет толерантность к корневым гнилям. Варианты опыта включали: контроль и обработку зерна пшеницы. Для этого зерна замачивали на 6 ч в растворах ИУК, кинетина, АБК в следующих концентрациях 5,7·106М; 4,7·105М; 7,5·106М, соответственно, контрольные –в воде.Фиксацию растительного материала проводили в парах кипящего этанола. Пробы высушивали в термостате при 55600 С. Экстракцию изученных групп фитогормонов проводилииз одной навески комплексным методом, разработанным в лаборатории В.И. Кефели [17].Содержание фитогормонов определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа[9].В результатепроведенного анализа установлено, что сорта пшеницыМироновская 808,Труженица, Крестьянка существенно различаются по содержанию эндогенных фитогормонов (ИУК, зеатин, АБК). Так, уровень индолилуксусной кислотыу сорта озимой пшеницы Мироновская 808превышал таковой у сорта пшеницы Труженицаи яровой пшеницы Крестьянка (в 15,8; 35,5 раз, соответственно). Количество эндогенных цитокининов (зеатин) и АБК у сорта Крестьянка в 67 раз превышало уровень гормонов у сорта Труженица. Обработка ИУК сортов озимой и яровой пшеницы вызвала разную физиологическую реакцию в содержание эндогенных гормонов (табл.1).
Таблица 1.Содержание фитогормонов (в мкг/г сухой массы) в 4дневных проростках под влиянием обработки ИУК (5,7·106М)
СортКонтроль (вода)
ИУКЗеатинАБКИУКЗеатинАБКМироновская 808(стандарт)
7,10
4,48
0,16
5,90
11,25
1,13Труженица0,451,420,143,992,000,04Крестьянка0,208,931,1314,162,240,50
Так, гормональный баланс сорта озимой пшеницы Труженица, существенно изменился в сторону увеличения содержания и соотношения фитогормонов, по сравнению со стандартным сортом пшеницы Мироновская 808.Достоверной разницы в содержании ИУК у сортов Крестьянка и Мироновская 808не выявлено. Напротив, уровень АБК и зеатина у Мироновской 808в 2,2 и 5 раз превысил таковое в Крестьянке. Наименьшим содержанием фитогормонов отмечен озимый сорт пшеницы Труженица, который обладает повышенным содержанием крахмала. Следовательно, являясь элементом, способствующим притягиванию питательных компонентов, фитогормоны в большем количестве синтезируются в высокобелковых сортах. В ответ на обработку кинетином наиболее отзывчивым на изменение содержания гормонов оказался сорт яровой пшеницы Крестьянка (табл. 2). У сорта пшеницы Мироновская 808увеличивается количество зеатина (в 2 раза) и АБК (в 35 раз). Интересно отметить, что кинетин снизил уровень ИУК в данном сорте (в 2,4 раза), а в сорте Труженицаувеличил количество АБК в 17 раз.
Таблица 2. Содержание фитогормонов (в мкг/г сухой массы) в 4дневных проростках под влиянием обработки кинетином (4,7·105М)
СортКонтроль (вода)ИУКЗеатинАБКИУКЗеатинАБКМироновская 808(стандарт)
7,10
4,48
0,16
2,99
8,93
5,64Труженица0,451,420,142,005,642,52Крестьянка0,208,931,1314,1614,9910,02
Обработка абсцизовой кислотой стандартного сорта Мироновская 808снизила в 32 и 16 раз количество ИУК и зеатина, но повысила свое содержание в 6 раз, а в сорте Труженицаи Крестьянка –в 10 раз (табл. 3). У озимогосорта пшеницы Труженицав ответ на обработку АБК уровень ИУК и зеатина уменьшился в 3 и 5 раз, соответственно.Известно, что зеатин участвует в синтезе хлорофилла, усиливает нециклическое фотофосфорилирование, тем самым повышаетинтенсивность фотосинтеза. Поэтому у сорта Труженицаобработка кинетином вызвала увеличение содержания углеводов.
Таблица 3. Содержание фитогормонов (в мкг/г сухой массы) в 4дневных проростках под влиянием обработки АБК (7,5·106М)
СортКонтроль (вода)ИУКЗеатинАБКИУКЗеатинАБКМироновская 808 (стандарт)
7,10
4,48
0,160,220,280,89Труженица0,451,420,140,130,321,42Крестьянка0,208,931,133,564,4810,02
В результате проведенных исследований на продуктивность и качество семян пшеницы выявлено, что содержание белка под влиянием обработки ИУК имеет тенденцию к уменьшению у всех сортов на 0,21,2% (в пределах ошибки опыта) на фоне повышения содержания углеводов (табл.4). Наибольший эффект в снижении крахмала АБК и кинетин вызвали в озимомсорте пшеницы Труженица. При обработке ИУК и кинетином произошло увеличение у сорта яровой пшеницы Крестьянка количества колосков в колосе, урожайности; у стандартного сорта озимой пшеницы Мироновская 808
числа зерен в колосе, количества колосков в колосе; у сорта озимой пшеницы Труженица
урожайности, массы зерна с 1 колоса. На показатель массы 1000 зерен у всех сортов наибольшее действие оказал ауксин.
Таблица 4.Продуктивность и качество зерна пшеницы под влиянием обработки фитогормонами
Сорт Содержание, %Количество колосков в колосе, шт.Число зерен в колосе, шт.Масса, гУрожайность, ц/габелкакрахмалазерна с 1 колоса1000 зеренМироновская 808(стандарт)
котроль (вода)
15,0
61,8
15
33
1,4
42
34,3ИУК14,663,216351,44436,2АБК15,360,414311,34229,2кинетин15,860,616351,64234,2Труженицакотроль (вода)
10,2
65,4
16
42
1,6
46
29,0ИУК10,066,216431,74732,4АБК9,460,915391,14227,6кинетин11,363,816411,74631,8Крестьянкаконтроль (вода)
11,5
63,3
14
30
1,4
32
28,4ИУК10,363,415321,63429,5АБК11,462,712291,32627,8кинетин10,763,815301,43428,9
Таким образом, продукционный процесс можно регулировать обработкойразными фитогормонами.
Ссылки на источники1.Кефели, В.И. Морфогенез, фотосинтез и рост как основа продуктивности растений / В.И.Кефели.Пущино: ОНТИ ПНЦ АН СССР, 1991.187с.2.Бахтенко, Е.Ю. Влияние 6бензиламинопурина на устойчивость пшеницы к почвенному затоплению / Е.Ю.Бахтенко, А.В.Платонов // Агрохимия.2004.№7.С.4146.3.Муромцев, Г.С. Состояние исследований по регуляторам роста растений в России / Г.С.Муромцев, Е.Данилина // Физиология растений.1994.Т.41. С.779787.4.Bangerth, F. IAA Level and Dry Matter Accumulation at Different Positions within a Wheat Ear / F.Bangerth, W. Aufhammer, O.Baum // Physiol. Plant.1985.
V.63.P.121125.5.Сивцова, А.М. Влияние ауксина и цитокинина на использование питательных веществ и рост растений ячменя /А.М.Сивцова, А.А.Тарасенко// Ростовые процессы и их регуляция / под ред. Н.И.Якушкиной.М.: МОПИ, 1992.С.1017.6.Michael,G. Überg die Mitwirkung von Phytohormonen an der Regulation der Speicherungsprozesse im Getreidekorn/G.Michael // Ber. Dtsch. Bot. Ges. 1984.V.97. P.151165.7.Зауралов, О.А. Влияние 6БАП на рост и продуктивность растений кукурузы при различных сроках посева / О.А.Зауралов // Агрохимия.1996.№11.С.117121.8.Зауралов, О.А. Влияние синтетических регуляторов роста гормональной природы на растения кукурузы в полевых условиях / О.А.Зауралов // Агрохимия.1996.№12.С.97100.9.Кудоярова, Г.Р. Иммуноферментная тестсистема для определения цитокининов / Г.Р.Кудоярова [и др.] // Физиология растений.1990.Т.37, вып.1.С.193199.10.Сивцова, А.М. Роль фитогормонов в реакции растений на уровень минерального питания: автореф. дисс. … канд. биол. наук / А.М.Сивцова.М.: МСХА,1993.23с.11.Бахтенко, Е.Ю. Влияние избыточного увлажнения и обработки абсцизовой кислотой на содержание АБК / Е.Ю.Бахтенко // Тезисы 3го симпозиума по физикохимическим основам физиологии растений и биотехнологии.М.: ИФР РАН, 1997. С.116.12.Tietz,A.Steuerung des Assimilattransportes bei der Gerste durch den Abscisinsauregehalt junger Karyopsen/ A.Tietz, M.Dingkuhn // Z. Pflanzenphysiol.1981.V.104.P.475479.13.Курапов, П.Б. Гормональный баланс растений. Методы его регулирования: автореф. дисс. … докт. биол. наук / П.Б.Курапов.М.: МСХА. 1996.47с.14.Коркина, Т.А. Особенности гормонального баланса двух сортов яровой пшеницы и его изменение в онтогенезе / Т.А.Коркина, С.А.Поликарпов, Н.И.Якушкина // Доклады РАСХН.2001.№3.С.910.15.Brault, M. Mechanism of Cytokinin Action / M.Brault, R.Maldincy // Plant Physiol. Biochem.1999. V.37(б). P.403412.16.Кефели, В.И. Морфогенез, фотосинтез и рост как основа продуктивности растений / В.И.Кефели.Пущино: ОНТИ ПНЦ АН СССР, 1991.187с.17.Власов П.В., Мазин В.В., Турецкая Р.Х., Гуськов А.В., Комизерко Е.И., Ложникова В.Н., Янина Л.Я., Коф Э.М., Конопская Л.Н., Шарипов Г.Д., Филонова В.П., Кефели В.И. Комплексный метод определения природных регуляторов роста. Первичный анализ незрелых семян кукурузы на активность свободных ауксинов, гиббереллинов и цитокининов // Физиология растений. 1979. Т.26. В. 3. С. 648 –655.
ElenaGennadievnaPrudnikovaCandidate of agricultural sciences, assistant professor chairs chemistry Federal State Educational Establishment of Higher ProfessionalTraining “Orel State Agrarian University”Effect of exogenous phytohormoneson productivity winter and spring wheatAbstract.On wheat plants studied the effect of processing different growth regulators: indoleacetic acid, kinetin, abscisic acid content and the ratio of the level of endogenous phytohormones. On the background of changes in hormonal status under the influence of physiologically active substances used showed improvement of grain quality of winter and spring wheat. Keywords:plant hormones, winter and spring wheat, productivity, grain quality.
