Биохимия и биофизика

К.б.н. Моцный М.П., к.ф.-м.н. Елина Е.В.,

к.ф.-м.н. Власова С.В.

Днепропетровский национальный университет

Исследование влияния препарата «Престиж» на биопотенциалы листьев картофеля

В настоящее время для борьбы с колорадским жуком широкое распространение получил препарат пролонгированного действия «Престиж». При использовании этого препарата, посадочный материал перед высадкой в грунт обрабатывается его раствором, в указанной в инструкции концентрации. Препарат проникает в клубни картофеля и там аккумулируется. После появления проростков и дальнейшей вегетации, препарат включается в метаболический цикл и сохраняется в растении до полного созревания клубней картофеля. Согласно инструкции к препарату картофель можно употреблять в пищу после полного созревания клубней.

В связи с вышесказанным, возникает вопрос о контроле наличия препарата в таких растениях в различные периоды вегетации, от появления проростков до созревания клубней. Такой контроль можно осуществлять с помощью качественного и количественного химического анализа, однако такой анализ дорогостоящий и занимает много времени.

В представленной работе изучается возможность применения метода определения наличия препарата биофизическим методом по оценке биоэлектрической активности растения путем исследования его биопотенциалов.

Такие методы получили широкое распространение для оценки функционального состояния растений. (1,2)

Опыты проводили на проростках картофеля, выращенных из клубней не обработанного картофеля, контрольная группа (КГ) и клубней, обработанных препаратом «Престиж» по методике, указанной в инструкции по его применению (ЭГ). Биопотенциалы листа вызывали холодовыми стимулами длительностью 4 секунды при скорости охлаждения 3^оС в секунду. Для стимуляции использовали специально сконструированный термостимулятор, работа которого основана на эффекте Пельтье. Время стимуляции задавали с помощью реле времени, а скорость охлаждения – величиной тока, протекающего через охлаждающее устройство. Термостимулятор предварительно калибровали с помощью специальной термопары. Биопотенциалы отводили при помощи не поляризующихся фитильковых электродов и после предварительного усиления (микросхема К140УД7) записывали с помощью двухкоординатного самопишущего прибора. Усилительный тракт предварительно калибровали при помощи специального калибровочного генератора.

Опыты показали, что одиночное холодовое раздражение указанных параметров как в КГ так и в ЭГ вызывает выраженный электрический потенциал с амплитудой 20-60 mВ и длительностью свыше 20 сек. В наших опытах применяли ритмическую стимуляцию. Вначале вызывали одиночный потенциал, а когда его амплитуда спадала до 50% исходной, производили повторное стимулирование. Таким образом записывали 6-7 биоэлектрических ответов для КГ и ЭГ. Всего было проведено 20 экспериментов для КГ и ЭГ групп. Следует отметить, что амплитуда отводимых биопотенциалов во многом зависит от способа их отведения, сопротивления электродов, места отведения и т.п. Поэтому в таких опытах изменения потенциалов выражали в процентах по отношению к амплитуде первого ответа. Амплитуды полученных ответов измеряли и после стандартной статобработки строили графики зависимости амплитуды ответа (в % по отношению к первому – амплитуду которого принимали за 100%) от интервала времени, между раздражающими стимулами. Анализ полученных результатов показал, что временной ход полученных кривых достоверно различен. Так на кратких интервалах (5-15 секунд) наблюдается рост амплитуды как в КГ так и в ЭГ, что вероятно связано с временной суммацией потенциалов, но в КГ амплитуда составляла 160% в максимуме, а для ЭГ всего 110% и начиная с интервала 20 секунд амплитуда сигналов уменьшалась, но в ЭГ такое уменьшение более выражено так на интервале. 40 секунд амплитуда ответа в контрольной группе составляла 80% исходной, а в экспериментальной всего 38%. На интервалах свыше 50 сек в КГ наблюдается стабилизация амплитуды ответов на уровне 75-80%, а в ЭГ – амплитуда монотонно убывает и достигает порядка 25% исходной. Более резкое угнетение потенциалов в ЭГ, вероятно, связано с нарушением репарационных процессов вызванных применением препарата.

Анализируя сказанное, можно предположить, что после более глубоких исследований рассмотренный метод наряду с другими может быть применен в практической деятельности.

Литература:

Завадская И.Г., Антропова Г.А. Влияние обезвоживании я и нагрева на биоэлектрическую реакцию листьев растений, различающихся по устойчивости к засухе. Цитология, 1986, т.28, №8, с.818-827.

Ретивин В.Г.,Опритов В.А. К оценке холодоустойчивости высших растений на основе электрофизиологического анализа их возбудимости. Физиология растений,т.39, вып.6, 1992 г, с.1224-1231.

elina@ff.dsu.dp.ua