Посмотреть титульный лист сборника

Скачать сборник целиком (8,5 мб)

Проблема изучения генетических основ засухоустойчивости у культурных растений, в частности, пшеницы является одной из важнейших задач. Как известно, некоторая часть ДНК локализована в структурах цитоплазмы - митохондриях и хлоропластах. Здесь протекают процессы репликации, транскрипции и трансляции, обеспечивающие формирование и функционирование этих органоидов [1].
Цитоплазматическая наследственность у растений реализуется через ядерно-цитоплазматические взаимодействия, т. е. через тесную кооперацию и интеграцию систем генома и плазмона. Следует отметить, что с типом цитоплазмы связаны такие биологические функции растений, как иммунитет и устойчивость к неблагоприятным природным факторам [1].
 Целью исследования является изучение происходящих под действием стресса изменений в генетической системе митохондрий и хлоропластов, а также влияния на них комплекса фитогормонов.
По данным проведенных экспериментов [3] в листьях сортов Рузи-84, Винока, Азаматли-95, Фин бугда при действии засухи было выявлено более высокое содержание хлорофиллов а+b. Исходя из этого, мы отнесли их к группе устойчивых. Сорта Юна, Бача, являются среднеустойчивыми, Шери-82, Ферругинеум 0.704/2 -слабоустойчивыми.
Во второй части наших экспериментов проводилась оценка засухосустойчивости некоторых сортов гексаплоидной группы пшениц [4,2]. В качестве критерия при этом использовали показатель содержания нуклеиновых кислот митохондриальной и хлоропластной генетических систем клеток  под влиянием засухи и  после обработки постстрессовых растений комплексом фитогормонов. Полученные нами данные, приведённые в таблице 1. Содержание нуклеиновых кислот в хлоропластах у устойчивого сорта Азаматли-95 повышается по сравнению с контролем: РНК повышается  на 25%, ДНК на 9%.  Изучение генетического материала хлоропластов этого сорта указывает на интенсивный синтез функциональных компонентов этой системы. После  последующей обработки  растений комплексом фитогормонов (кинетин + гиббереллин) мы наблюдаем следующую картину: у сорта Азаматли -95, по сравнению с 24- часовым воздействием стресса, повышается содержание нуклеиновых кислот в хлоропластах, РНК на 31%, ДНК на 28%. Увеличение содержания нуклеиновых кислот и их соотношений также наблюдается и в митохондриях.  Если под  действием засухи в контроле регистрировали РНК 16%, ДНК 12 %, то под действием фитогормонов имеет место значительное повышение показателей  РНК на 45 %,  ДНК на  22 %. Влияние фитогормонов на содержание нуклеиновых кислот  демонстрирует стимулирующее действие фитогормонов на синтез РНК и ДНК в растительной клетке.  Вероятно, в ход пускаются репарационные процессы, как в хлоропластах, так и в митохондриях,
Таблица 1
Изменение содержания нуклеиновых кислот в проростках сортов пшеницы в связи с засухой (Мкг % на сухое вещество митохондрий и хлоропластов) и  после обработки комплексом фитогормонов обработки комплексом фитогормонов

Таблица 1

Изменение содержания нуклеиновых кислот в проростках сортов пшеницы в связи с засухой (Мкг % на сухое вещество митохондрий и хлоропластов) и  после обработки комплексом фитогормонов обработки комплексом фитогормонов

 

 

служащих местом генерирования энергии, обеспечивающей интеграцию многочисленных процессов клеточного обмена. Таким образом, можно сказать, что наряду с ядром клетки  существенный вклад в реализацию генетической программы вносят также митохондрии и хлоропласты, которые кроме того выполняют функцию энергообеспечения этих процессов [4].
Как видно из таблицы 1, у слабоустойчивого сорта Ферругинеум 0.704/2  наблюдается понижение количества нуклеиновых кислот, как в митохондриях, так и  в хлоропластах. В хлоропластах РНК понижается на 20% и ДНК на 38%.  Содержание НК в митохондриях у исследуемого сорта  в контроле регистрируется РНК 8%, и ДНК 22%.  Это свидетельствует  о том, что возможно у данного сорта активный этап биосинтеза в хлоропластах и в митохондриях уже пройден, и в них под действием стресса биосинтетические процессы сведены к минимуму. Таким образом, слабоустойчивые сорта характеризуются низкой интенсивностью синтеза РНК.
 После 48 часового стресса и обработки стимуляторами у слабоустойчивого сорта  наблюдается увеличение содержания нуклеиновых кислот. В хлоропластах сорта Ферругинеум 0.704.2 увеличение РНК происходит на 25%, и содержание ДНК на 40%. В  митохондриях содержание РНК повышается на 26%, а ДНК на 27%.  Опираясь на полученные результаты влияния фитогормонов на содержание нуклеиновых кислот в растениях в условиях стресса, можно сделать важный вывод о позитивном и стабилизирующем их действии на процессы адаптации растений к засухе.

 

 

№	Варианты	Хлоропластная				Митохондриальная
		РНК	ДНК	РНК/ ДНК%		РНК	ДНК	РНК/ ДНК%
Азаматли 24 часа стресса
1	Контроль	1840±15,76	322,4±3,34		5.70	3066±17,75	236,1±2,81	12.9
2	ПЭГ	2300±18,04	354,6±3,99		6.48	3548±20,04	266,1±2,86	13.3
48 часов обработка фитогормонами
3	ПЭГ+Н2О	2208±16,02	304,0±3,82		7.26	2376±16,44	241,5±2,64	9.83
4	ПЭГ кинетин-гиббереллин	2900±19,20	392,0±3,93		7.40	3450±17,56	295,5±2,71	11.6
Ферригинеум 0.704/2   24 часа стресса
1	Контроль	1738.±13,73	340,2±3,65		5.11	1614±12,72	336,3±3.68	4.80
2	ПЭГ	1407.±11,65	212,8±2,56		6.61	1490±13,70	264,9±2,60	5.62
48 часов  обработка фитогормонами
3	ПЭГ+Н2О	1680.±12,69	300,0±2,61		5.06	1580±15,60	258,3±2,59	6.11
4	ПЭГ кинетин-гиббереллин	2100.±16,81	420,0±3,80		6.17	2001±17,23	330,4±3,68	6.05

ЛИТЕРАТУРА
1.    Гасанова Г.М. Реакция ядерного генома, пластома и хондриома ржи на действие стрессовых факторов.  Мат. IV межд. научно-практ. конф. Интродукция нетрад. и редких с/х раст. 2002. Ульяновск. Т.1. С.304-306
2.    Конарев В.Г., Алексеев В.Г. Определение фракционного состава РНК. В кн.: Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 1973. Т. 52. С.67-84
3.    Кушниренко М.Д. Количественные изменения пигментного комплекса на листьях   различных сортов пшеницы под действием стресса-засухи. Физиология водообмена и засухоустойчивость плодовых растений. 1975. Кишинёв: Штиинца. 216 с.
4.    Овчинникова М.Ф., Яковлев А.П. Комплементация хлоропластов и прогнозирование. Ж. Селекция и семеноводство. 1978. №2. С.77