WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Следует отметить, что, как было показано, стифун способствовал поддержанию более высокого уровня цитокининов в корнях пшеницы в условиях ПЭГиндуцируемого дефицита влаги и хлоридного засоления [Яхин, 1999].

Гистохимическая оценка распределения кадмия в тканях растений кукурузы и риса при действии регуляторов роста Ингибирование роста клеток растяжением может быть обусловлено снижением пластичности клеточных оболочек в результате накопления в них тяжелых металлов [Серегин, Иванов, 2001]. Полученные нами данные по предотвращению ингибирования роста клеток растяжением при действии стифуна в условиях кадмиевого стресса могли быть обусловлены снижением поступления Cd в растения. В литературе обсуждается возможность модификации поглощения тяжелых металлов биологически активными веществами [Башмаков, 2002; Choudhury, Panda, 2004]. Мы оценили распределение Cd в растениях при действии регуляторов роста. Характер распределения металла в виде окрашенных комплексов дитизоната кадмия через 1 ч, 24 ч, 48 ч, 72 ч, 96 ч, 120 ч в живых тканях кукурузы (зона деления, растяжения, дифференциации) при гистохимическом исследовании локализации Cd в наших экспериментах соответствовал результатам, полученным ранее Серегиным и Ивановым (1997) на том же объекте. При экспозиции растений на растворе ацетата кадмия в вариантах с применением стифуна, эпина-экстра, салициловой кислоты во всех зонах корней выявлялось существенно меньшее количество и размеры преципитатов дитизонатов кадмия по сравнению с действием только кадмия (рис. 7).

А Б Г В Д Е Рис. 7. Локализация кадмия в корнях кукурузы при предобработке биорегуляторами 2–суточных проростков в течение 1 ч.

А. Экспозиция на растворе ацетата кадмия (378 мкМ) в течение 24 ч (зона растяжения); Б. ацетат кадмия (378 мкМ) + эпин-экстра (500 мкл/л).

В Экспозиция на растворе ацетата кадмия (378 мкМ) в течение 48 ч (зона растяжения); Г. ацетат кадмия (378 мкМ) + стифун (33 мг/л).

Д. Экспозиция на растворе ацетата кадмия (378 мкМ) в течение 48 ч (зона дифференциации). Е. ацетат кадмия (378 мкМ) + салициловая кислота (0.1 мМ).

Обозначения: ВК – внутренняя кора; НК – наружная кора; Э – эндодерма; П – перицикл; ПК – протоксилема; МК – метаксилема; Ф – флоэма. Стрелками обозначена локализация преципитатов дитизонатов кадмия. х320.

Следует отметить, что хотя гистохимический метод позволяет проводить оценку локализации ионов металлов в различных тканях растений, в то же время для количественного определения их содержания необходимо использование других методов.

Аккумуляция кадмия у растений кукурузы, пшеницы, риса при применении регуляторов роста В той же постановке экспериментов, где применяли гистохимический подход, мы провели количественное определение содержания ТМ с использованием метода атомно-абсорбционной спектрофотометрии. В вариантах опытов с применением стифуна, салициловой кислоты содержание Cd в корнях 4 сут растений кукурузы при 48 ч экспозиции на растворе ацетата кадмия было меньше на 17%. В другой постановке опытов оценивали влияние биорегуляторов на накопление Cd в растениях кукурузы в динамике (рис. 8 А, Б).

побег побег корни корни 24 48 72 A Б 24 ч 48 ч 72 ч 96 ч ч ч ч ч Рис. 8 Влияние биорегуляторов на содержание Cd в растениях кукурузы. Контроль – экспозиция растений на растворе ацетата кадмия (378 мкМ) без биорегуляторов.

А - экспозиция растений на растворе ацетата кадмия (378 мкМ) и стифуна (33 мг/л).

Б - ацетата кадмия (378 мкМ) и эпина-экстра (0.03 мл/л).

побег побег корни корни 24 ч 48 ч 72 ч 96 ч 24 ч 48 ч 72 ч 96 ч А Б Рис. 9. Влияние биорегуляторов на содержание Cd в растениях пшеницы при экспозиции растений на растворе ацетата кадмия (378 мкМ). Контроль – экспозиция растений на растворе ацетата кадмия (378 мкМ) без биорегуляторов, А - стифун (33 мг/л), Б - эпин-экстра (0.03 мл/л).

При действии стифуна выявлялась выраженная тенденция снижения концентрации Cd в корнях кукурузы. В побегах изменения в уровне Cd при % от контроля % от контроля % от контроля % от контро ля действии стифуна были более выражены, его концентрация была существенно меньше (рис. 8 А).

При предобработке в течение 1 часа стифуном (рис. 9 А), эпином-экстра (рис. 9 Б) проростков пшеницы через 24 ч, 48 ч, 72 ч, 96 ч экспозиции на растворе ацетата кадмия отмечалось меньшее накопление Cd как в побегах, так и в корнях.

Влияние регуляторов роста на экспрессию гена фитохелатинсинтазы (PCS1) риса при действии ацетата кадмия Растения имеют развитые системы защиты, обеспечивающие эффективную детоксикацию ионов Cd2+ путем образования комплексов и секвестрации их в вакуоль [Heiss et al., 2003]. Важную роль в этих процессах играют фитохелатины – пептиды, синтез которых осуществляется фитохелатинсинтазами, кодируемыми соответствующими генами, опосредующими детоксикацию металлов [Clemens et al., 1999].

А № цикла ПЦР Б Рис. 10. Влияние стифуна на экспрессию гена фитохелатинсинтазы риса. А - Кривые амплификации: 1- положительный контроль; 2 – стифун (экспозиция 1 ч); 3 – негативный контроль; 4 -ДНК риса. Б – кривые плавления для данных вариантов, соответственно.

Рис. 11. Влияние стифуна на экспрессию гена фитохелатинсинтазы риса сорта Рапан при экспозиции на растворе ацетата кадмия (378 мкМ) в течение 1.часа. Кривые амплификации: 1, 2. - стифун (корни, побеги); 3. ацетат кадмия + стифун (корни); 4. положительный контроль (побеги);

5. положительный контроль (корни); 6. ацетат кадмия (побеги); 7. ацетат кадмия (корни); 8. ацетат кадмия + № цикла ПЦР стифун (побеги); 9. отрицательный контроль.

В отсутствие действия кадмия применение стифуна (рис. 10) и эпинаэкстра практически не вызывало изменения экспрессии гена фитохелатинсинтазы риса (PCS1). При действии ацетата кадмия экспрессия гена PCS1 возрастала как в побегах, так и корнях (рис. 11). При действии стифуна при экспозиции растений на растворе ацетата кадмия отмечался сходный с контролем профиль экспрессии гена PCS1 (рис. 11), следует отметить уменьшение накопления металла (на 54%) в проростках при применении биорегулятора.

ВЫВОДЫ 1. Показано, что механизм рострегулирующего действия стифуна, проявляющегося в усилении интенсивности деления и растяжения клеток, наряду с изменениями уровней фитогормонов АБК и ИУК сопряжен и с увеличением содержания отдельных форм цитокининов:

изопентениладенозина, зеатина, зеатинрибозида, дигидрозеатинрибозида в корнях и дигидрозеатинрибозида в побегах.

2. Установлено увеличение количества и объема ядрышек меристематических клеток пшеницы при действии стифуна, что свидетельствует об активации биорегулятором синтеза рРНК.

3. Выявленные изменения содержания отдельных свободных аминокислот у растений пшеницы при применении стифуна свидетельствуют о повышении адаптивного потенциала растений к стрессовым факторам и, в том числе, – к токсическому действию кадмия.

4. Стифун уменьшает ингибирующее действие кадмия на рост растений пшеницы, а также предотвращает снижение уровня отдельных форм цитокининов, вызванное действием ионов металла.

5. Стифун и эпин-экстра проявляют протекторное действие на растениях Allium fistulosum, выражающееся в уменьшении кластогенного и анеугенного эффектов кадмия, при их применении как до его воздействия, так и при совместной экспозиции с ацетатом кадмия.

6. Впервые с использованием гистохимического метода показано, что при действии стифуна, эпина-экстра и салициловой кислоты происходит модификация распределения кадмия в тканях корней кукурузы и риса при экспозиции на растворе ацетата кадмия, приводящая к уменьшению количества комплексов дитизонатов кадмия и их размеров. Уменьшение накопления ионов кадмия при действии биорегуляторов подтверждено методом атомноабсорбционной спектрофотометрии.

7. Установлено, что обработка стифуном не вызывает изменения экспрессионной активности гена фитохелатинсинтазы PCS1 в проростках риса, но снижает уровень его транскрипции, индуцированный кадмием, что может быть связано с установленным меньшим уровнем накопления кадмия в растениях при действии биорегулятора.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Яхин О.И., Архипова Т.Н., Лубянов А.А. Влияние новых биорегуляторов на рост растений Lactuca sativa L. // Тез. докл. 2 Всеукраинской конференции молодых ученых. Харьков. Украина. 2001. С. 38 – 39.

2. Яхин О.И., Лубянов А.А. Физиологическая активность новых биорегуляторов // Тез. докл. Международной конференции «Стедентська молодь і науковий прогрес в АПК». Львов. Украина. 2001. С.59 – 60.

3. Яхин О.И., Лубянов А.А. Исследование физиологической активности новых полифункциональных биорегуляторов // 6-я Пущинская школа-конференция молодых ученых. Т. 3. Пущино. 2002. С. 249.

4. Yakhin O.I., Yakhin I.A., Lubyanov A.A. “ALLY-1” as an element of ecologically safe technology of crop protection. In the Book of Abstracts of 10th IUPAC International Congress on the Chemistry of Crop Protection. Basel. Switzerland.

2002. P. 56.

5. Yakhin O.I., Yakhin I.A., Fatkhutdinova R.A., Yumaguzhin M.S., Lubyanov A.A.

Effects of naturally occurring bioregulators on cereals. In the Book of Abstracts of 13th Congress of the Federation of European Societies of Plant Physiology.

Hersonissos. Heraclion. Crete. Greece. 2002. P. 260.

6. Яхин О.И., Яхин И.А., Фатхутдинова Р.А., Юмагужин М.С., Лубянов А.А., Вахитов В.А. «Влияние регуляторов роста на морфо-физиологические и цитогенетические параметры растений» // Тез. докл. конференции «Актуальные проблемы генетики». Москва, 2003. C.

7. Яхин О.И., Яхин И.А., Лубянов А.А., Багаутдинов Ф.Я., Зигануров Р.М., Туктаров М.Ф., Азанова-Вафина Ф.Г. Комплексное применение удобрений и регуляторов роста растений для обеспечения стабильной продуктивности пшеницы // «Пути повышения эффективности АПК в условиях вступления России в ВТО». Уфа. 2003. Ч. 2. С. 97-99.

8. Яхин И.А., Яхин О.И., Лубянов А.А. Разработка и механизмы действия препаративных форм антистрессовых биорегуляторов на основе биологически активных веществ растительного происхождения // V съезд общества физиологов растений России. Пенза. 2003. С. 364-365.

9. Яхин И.А., Яхин О.И., Лубянов А.А., Юмагужин М.С., Фатхутдинова Р.А.

Физиолого-биохимические аспекты действия кадмия на растения Triticum aestivum L. // V съезд общества физиологов растений России. Пенза. 2003. С.

365.

10. Yakhin O.I., Yakhin I.A., Lubyanov A.A. Development and action mode study of bioregulators on the basis of natural compounds // In the Book of Abstracts II International conference on plant ontogenesis in natural and transformed environments. Physiological, biochemical and ecological aspects. L’viv. Ukraine.

2004. P. 208.

11. Яхін О.І., Яхін І.А., Лубянов А.А., Кабiров Р.Р., Ханiсламова Г.М., Кунакова Р.В., Калiмуллiна З.Ф., Черних А.Л., Яппаров I.Ф.Фізіолого-біохімічні та еколого-токсикологічні аспекти в дослідженнях біологічної активності природних біорегуляторів // Фітопатогенні бактерії. Фітонцидологія.

Алелопатія. Тези доповідей Міжнародної наукової конференції. Київ. 2005. С.

108.

12. Яхін О.І., Яхін І.А., Лубянов А.А., Онацкий М.М., Кабiров Р.Р., Ханiсламова Г.М., Кунакова Р.В., Калiмуллiна З.Ф., Черних А.Л., Яппаров I.Ф. Комплексне дослідження біологічної активності біорегуляторів на основі рослинної сировини // Фітопатогенні бактерії. Фітонцидологія. Алелопатія: Сборник статей. Житомир: "Державний агроекологічний ун-т". 2005. С. 308-313.

13. Яхин О.И., Яхин И.А., Вахитов В.А., Лубянов А.А. К механизму действия природного биорегулятора стифуна // Доклады Академии наук. 2006. Том 411.

№ 1. С. 118-121.

14. Яхин О.И., Лубянов А.А., Постригань Б.H. Молекулярно-генетическое исследование механизмов защитного действия регуляторов роста растений в условиях кадмиевого стресса // Материалы Международной конференции «Генетика в России и мире», посвященной 40-летию Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН. Москва. 2006. С.224.

15. Lubyanov A.A., Yakhin O.I. Plant growth regulators have a protective effect under negative cadmium action // IV Международная научная конференция молодых ученых и студентов «Актуальные вопросы современной биологии». Тез. докл.

Алматы. Казахстан. 2006. С. 151.

16. Яхин О.И., Яхин И.А., Лубянов А.А., Калимуллина З.Ф., Яппаров И.Ф., Махмудияров Г.А., Маникаев Р.А., Кадыров Ф.Ф., Кунакова Р.В. Научнометодологические основы создания и молекулярно-биологические аспекты функциональной активности антистрессовых биорегуляторов на основе природного сырья // VI съезд общества физиологов растений России. Т. 2.

Сыктывкар. 2007. С. 459 – 461.

17. Яхин О.И., Лубянов А.А., Яхин И.А., Вахитов В.А. Протекторная роль биорегулятора стифуна при негативном действии кадмия // Доклады Российской Академии сельскохозяйственных наук. 2007. № 4. С. 19-21.

18. Лубянов А.А., Постригань Б.Н., Яхин О.И. Защитный эффект эпина-экстра при Сd – стрессе // Материалы школы-семинара молодых ученых Уфимского научного центра РАН и Волго-Уральского региона по физико-химической биологии и биотехнологии. Уфа. 2007. С. 79 – 80.

19. Лубянов А.А., Яхин О.И., Яхин И.А. Биохимические аспекты модификации токсического действия кадмия регуляторами роста у высших растений // Материалы Международной конференции IV съезда Российского общества биохимиков и молекулярных биологов. Новосибирск. 2008. С. 188.

20. Яхин О.И., Лубянов А.А., Калимуллина З.Ф., Яхин И.А., Вахитов В.А., Чемерис А.В., Гималов Ф.Р., Матниязов Р.Т. Антистрессовая активность регулятора роста растений эпина-экстра // Доклады Российской Академии сельскохозяйственных наук. 2009. № 3. С. 25-27.

21. Яхин О.И., Яхин И.А., Лубянов А.А., Вахитов В.А. Влияние кадмия на содержание фитогормонов и свободных аминокислот, его цитогенетическое действие и аккумуляция у культурных растений // Доклады Академии наук.

2009. Т.426. № 5.

Pages:     | 1 | 2 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.