НИИ биологии Днепропетровского национального университета, Україна

ВЛИЯНИЕ диалена с и повышенной температуры на рост, развитие и некоторые биохимические показатели проростков озимой пшеницы

Использование гербицидной обработки посевов сельскохозяйственных культур в больших масштабах во всем мире приводит не только к загрязнению почв органическими токсикантами, но может оказывать негативное влияние и на зерновые культуры. Массовое загрязнение атмосферы промышленными выбросами и эффект глобального потепления создали экстремальные условия при выращивании сельскохозяйственных растений в таких техногенно развитых регионах, как Днепропетровская область. Поэтому исследование влияния гербицидов и их композиций совместно с повышением температуры на рост, развитие и ключевые процессы белково-аминокислотного метаболизма в проростках озимых культур актуально и необходимо для разработки технологических приемов выращивания сельскохозяйственных растений в условиях промышленно развитых регионов Украины и получения экологически чистой продукции.

Изучено влияние послевсходового комбинированного гербицида диалена С (диметиламинная соль 2,4 Д - 36,4%; дикамба - 3,6%), в диапазоне концентраций действующих веществ 5 - 50 мг/л и температурного стресса (+40⁰С) разной продолжительности ( от 5 до 72 часов), а также их совместного действия на ростовые и физиолого-биохимические показатели 6 – 9 – суточных проростков озимой пшеницы Перлына Лисостепу в модельных экспериментах. Проростки пшеницы выращивали на воде и растворах гербицида вначале в термостате при +25⁰С (до пятых суток развития), затем – при комнатной температуре (+20⁰С) и освещении лампами дневного света. Комбинированное воздействие гербицида и повышенной температуры, а также отдельно – температуры +40⁰С с разной продолжительностью действия изучали, выдерживая проростки в термостате при +40⁰С. Биологические опыты проводили в трехкратной повторности, экспериментальные данные были статистически обработаны по Доспехову [ 2 ], ошибка выборки для каждого статистического ряда не превышала 5% от средних. Определение содержания белков в растительных образцах проводили по методу [4], удельную активность протеолитических ферментов определяли по [ 5 ], удельную активность ингибиторов протеиназ - по методу [ 1 ], содержание свободных аминокислот проводили по методике [ 3 ].

Выявлено угнетение роста и развития проростков озимой пшеницы как при действии отдельно гербицида, и в большей мере – при использовании более высоких его концентраций (50 мг/л) и повышенной температуры, так и при их совместном действии. При малых интервалах действия температуры (от 5 до 24 часов) отмечено антагонизм действия гербицида и температуры на морфометрические показатели проростков, тогда как более длительное температурное воздействие ( до 72 часов) на гербицидном фоне приводило к усилению ингибирования роста растений (синергизм). При изучении влияния гербицида и повышенной температуры на белково-аминокислотный обмен и систему протеолиза в прорастающем зерне озимой пшеницы обнаружено, что непродолжительное действие одной температуры и совместное воздействие ее с комбинированным гербицидом диаленом С приводили к повышению содержания водорастворимых белков в зерне, как адаптивной реакции растительного организма на действие стресс-факторов. Однако, при более длительном воздействии повышенной температуры и гербицида выявлено редукцию содержания водорастворимых белков, более существенную - при действии более высоких концентраций гербицида (50 мг/л). Это соответствовало изменениям активности функционально активных белков системы протеолиза. Так, при более длительном воздействии температурного стресса отмечено существенное повышение активности нейтральных протеиназ и угнетение активности ингибитора химотрипсина в зерне. При этом обнаружено существенное повышение активности ингибитора трипсина, как результат адаптивных процессов в растительном организме на действие комплекса факторов - комбинированного гербицида, широко использующегося под посевы озимой пшеницы и повышенной температуры. Кроме этого, выявленное повышение активности ингибитора трипсина свидетельствует об активации защитных функций в прорастающем зерне озимой пшеницы на ранних этапах развития. Обнаружено повышение содержания свободных аминокислот в корнях и зерне озимой пшеницы при проростании при действии непродолжительного температурного стресса (5 часов), а также при совместном воздействии повышенной температуры и малых концентраций гербицида диалена С (от 5 до 10 мг/л), как результат активации адаптивных процессов в проростках озимой пшеницы под действием комплекса факторов.

Таким образом, выявлено, что длительное воздействие повышенной температуры в сочетании с более высокими концентрациями гербицида диалена С (20 – 50 мг/л) угнетают рост, развитие и адаптивные реакции проростков озимой пшеницы уже на ранних этапах развития, что может привести к негативным последствиям при выращивании озимой пшеницы в полевых условиях степного Приднепровья и промышленного технополиса.

Литература:

1. Винниченко А.Н., Филоник И.А., Бильчук В.С., Мосолов В.В. Влияние гена опейк–2 на активность ингибиторов протеиназ из зерна кукурузы //

Физиология и биохимия культ. раст. - 1988. – Т. 20. - № 5. – С. 493 – 497.

2. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. – М.: Колос, 1985. – 351 с.

3.. Методы биохимического исследования растений / под ред. Ермакова А.И. – Л.:Агропромиздат, 1987. – 422 с.

4. Практикум по биохимии / под ред. Северина С.Е. – М.:МГУ, 1989. –

509 с.

5. Fujimaki M., Arai S. Degradation of zeins during germination of corn // Agric. Biol. Chem. – 1977. – V. 41. – N 5. – P. 887 – 892/