К вопросу о сигнальной роли экзогенных аминокислот.
Т.А. Рябчинская, И.Ю. Бобрешова, Н.А. Саранцева, Г.Л. Харченко
(Всероссийский НИИ защиты растений (Воронежская обл., п. Рамонь)
Известно, что низкомолекулярные азотсодержащие соединения, образующиеся при стрессовых состояниях растений, сами могут выполнять роль сигналов, которые вызывают изменения в экспрессии генов, в том числе связанных с адаптивным ответом. Но в настоящее время сигнальные регуляторные функции этих соединений, и в том числе свободных аминокислот (АК) остаются наименее изученными.
В ФГНУ «ВНИИЗР» был разработан новый полифункциональный фитоактиватор на основе почвенных олигохет – Стиммунол. В комплексе органических компонентов препарата обнаружено 17 аминокислот, содержание которых колеблется по различным видам АК в пределах 0,1-2,5%. Если предположить, что данные органические соединения являются действующими веществами препарата, то их роль может быть оценена только как сигнальная, поскольку препарат оказывает действие на растения в крайне низких дозировках (нормы расхода препарата при обработке семян составляют от 0,5 до 5 мл/т, при обработке вегетирующих растений от 5 до 10 мл/га).
В лабораторных условиях было проанализировано их иммунизирующее (по отношению к биотрофному патогену, возбудителю гельминтоспориозной корневой гнили Bipolaris sorokiniana и сапротрофным микромицетам р. Mucor, образующим головчатую плесень на всходах) и рострегулирующее действие на проростки ячменя после предпосевной обработки семян растворами семи химически чистых АК (валин, пролин, глицин, изолейцин, глутамин, аргинин, фенилаланин) в концентрациях, соответствующих эффективным дозировкам Стиммунола и количественному их содержанию в препарате (по отдельным АК от 0,02 до 0,5 г/т семян). При этом апробировали 5-6 концентраций, с двукратным последовательным разведением.
Было установлено, что иммунизирующая активность АК изменялась в зависимости от использованной дозировки. Чаще всего, между этими показателями выявлялись определенные математические связи. Отмечена сильная криволинейная (полином третьей степени) зависимость между ростовой активностью (масса растений) и дозировками глутамина (R= 0,997), а также сильная прямолинейная связь между рострегулирующей и иммунизирующей активностью его по отношению к (R = 0,999).
В большинстве случаев (кроме аргинина и изолейцна) прослеживалась обратная тенденция изменений иммунизирующего эффекта относительно разных типов патогенов в зависимости от дозировки АК, для фенилаланина эта связь была наиболее значительной (r = -0,94). Участие данной АК в сигнальной системе клеток растений может быть связано с основным путем (фенилпропаноидный) синтеза салициловой кислоты, которая выполняет с одной стороны роль элиситора, с другой – фитогормона. В этом случае фенилаланин является ее прямым предшественником.
Из всех проанализированных АК наибольший иммуностимулирующий эффект (снижение пораженности проростков Bipolaris sorokiniana на 77%) на достаточно высоком инфекционном фоне (развитие в контроле 34,5%) показал глутамин, который обладал и высокими рострегулирующими свойствами.
Проследить иммунные реакции растений по отношению к фузариозу из-за очень низкого инфекционного фона удалось только для отдельных аминокислот, среди которых наибольший эффект показали пролин, аргинин и изолейцин (последний – в более высокой дозировке).
Наибольшее снижение распространенности головчатой плесени на проростках ячменя наблюдалось при воздействии глутамина и изолейцина (последний – в более высокой дозировке). Существенно повышали активность ростовых процессов глутамин во всех дозировках и аргинин – в наиболее высокой норме расхода (0,039 г/т), при этом увеличе-ние массы растений достигалось за счет резкого усиления роста корневой системы.
Можно предположить, что воспринимаемые определенным образом как слабые сигналы, эти АК, внедряясь в информационные сети растений по различным путям, вызы-вают соответствующие изменения в балансе фитогормонов, а также в системах, форми-рующих программу защитных реакций растений от биотических факторов, в том числе и фитопатогенных микроорганизмов. Причем формирование величины и характера ответной реакции на сигнал, связанной как с ростовыми процессами, так и защитными функциями, находится в тесной зависимости от силы воспринимаемого сигнала (дозировки АК), вида патогенного организма и типа взаимоотношений его с растением-хозяином.
Познание механизмов работы сигнальных систем растений позволит выйти на новый уровень управления фитосанитарным состоянием агробиоценозов и продуктивностью сельскохозяйственных культур.
(в статью внесены авторские правки)
|
| Категория: Статьи о препарате | Добавил: rjabchinskaja (30.11.2011)
|
| Просмотров: 459
| Рейтинг: 0.0/0 |
|
Меню сайта
Статистика
Онлайн всего: 1 Гостей: 1 Пользователей: 0
|