Delist.ru

ЭКСПРЕСС-ДИАГНОСТИКА СОСТОЯНИЯ РАСТЕНИЙ (15.09.2007)

Автор: Цуканова Елена Михайловна

Аппроксимация кривых активности каталазы и показателя Fv/Fm выявила достаточно жесткую положительную корреляцию (R=0,78) между ними. В момент стресснапряженности у большинства культур и сортов отмечена отрицательная корреляция между активностью каталазы и пероксидазы (R=-0,65), причем активность фермента пероксидазы значительно (до 30%) превышает активность каталазы (рис.5). Реакция растений на повреждающее действие параквата была различна и в зависимости от степени нативной устойчивости сорта. Так, например, сорт Богатырь значительно слабее реагировал на модельное повреждение, чем сорт Жигулевское (рис.6).

С целью выявления возможности предотвращении или смягчении негативных последствий воздействия стрессоров с помощью обработки различными адаптивными соединениями нами были проведены модельные опыты на различных по устойчивости сортах смородины, крыжовника, земляники, вишни, груши и яблони. Стресс моделировали с помощью обработки паракватом. В качестве адаптивных соединений использовали эмистим, экост 1ГФ, салициловую кислоту, иммуноцитофит, витамины С и Е. Реакцию растений оценивали по показателям фотосинтетической и ферментативной активности. Параллельно проводили мониторинг фенотипических проявлений воздействия.

Выявлена избирательная реакция на воздействие адаптогена, в зависимости от потенциала собственной защитной системы организма (рис. 7). Отмечено, что наиболее «отзывчивы» на экзогенное корректирующее воздействие сорта и культуры с низкой нативной устойчивостью к стрессорам. Среди возможных адаптивных воздействий высокие показатели обнаружил эмистим, однако, следует отметить, что в отдельных случаях антистрессовое воздействие на устойчивые формы снижает их сопротивляемость модельному повреждению.

Подобную картину подавления собственной защитной системы мы наблюдали и в полевых опытах на сортах с естественной неспецифической устойчивостью – это сорта яблони Богатырь, Ренет Черненко, груши - Кармен и Титания - у черной смородины.

Мониторинг изменения фотосинтетической активности листьев растений выявил, что в определенных случаях при незначительном изменении абсолютных его величин, значение дисперсии данного показателя в пределах одного растения может существенно меняться.

Рис. 7. Изменение флуоресценции хлорофилла листьев различных культур при стрессовом и антистрессовом воздействии в зависимости от

нативной устойчивости сорта.

Рис. 8. Динамика дисперсии показателя Fv/Fm в пределах одного

растения после обработки паракватом (0,1 Ммоль).

Для определения степени информативности значения показателей дисперсии Fv/Fm в пределах одного растения нами были проведены модельные полевые опыты на растениях яблони сорта Жигулевское, груши сорта Память Яковлева и вишни сорта Жуковская. Стресс моделировали с помощью обработки паракватом в субсублетальной концентрации (0,1Ммоль).

Анализ полученных результатов показал, что, значимые изменения дисперсии Fv/Fm происходят значительно раньше, нежели изменения ферментативной и фотосинтетической активности (рис. 8).

Данные выводы были подтверждены и при естественном стрессовом воздействии. Так, исследования, проведенные на растениях крыжовника, вишни, сливы, яблони, выявили, что высокий уровень дисперсии индукционной кривой флуоресценции позволил нам за две недели до фенотипического проявления прогнозировать предстоящее ухудшение состояния растений, даже в тех случаях, когда остальные показатели находились на достаточно высоком уровне. Прогноз был в дальнейшем подтвержден резким ухудшением как биохимических показателей (снижение ферментативной и фотосинтетической активности) так и фенотипических (некрозы и пожелтение листовой пластинки, осыпание листьев, завязей).

Таким образом, установлено, что значение уровня дисперсии показателя Fv/Fm является дополнительным маркером состояния растений и указывает на степень стабильности обменных процессов в нем. По нашим данным, высокие значения дисперсии могут свидетельствовать о неустойчивом функциональном состоянии растительного организма и возможности его ухудшения.

Многолетний круглогодичный мониторинг состояния плодовых растений по показателям ферментативной и фотосинтетической активности позволил выявить некоторые закономерности, позволяющие прогнозировать реакцию растительного организма на воздействие различных стрессоров (табл.2).

Нами установлено, что:

возможность и степень зимних повреждений растений зависит от их физиологического состояния в период подготовки и вхождения в состояние покоя. Это обусловлено сочетанием погодных условий вегетационного периода, активностью и направленностью физиологических процессов в сентябре-октябре и временем затухания ферментативной и фотосинтетической активности;

глубина реакции на стрессоры весеннего периода зависит от степени стрессорности погодных условий осени и зимы, величины и сохранности энергетического пула, о которых косвенно можно судить по уровню активности ферментов и интенсивности фотосинтетических процессов в хлорофиллсодержащих тканях почек и, камбиального слоя в осенний и зимний периоды. Так, высокая активность фермента каталазы в декабре-январе в период оттепелей свидетельствует об активизации обменных процессов и усиливает риск как зимних, так и весенних повреждений;

реакция растительного организма на летние стрессоры обусловлена функциональным состоянием растений и глубиной его стрессорности в весенний период и погодными условиями периода вегетации.

Таблица 2. - Параметры диагностических показателей,

обусловливающие риск повреждений растений абиотическими

стрессорами

Период годичного цикла развития растений Показатель Объект исследования Параметры Возможные последствия

Подготовка и вхождение в состояние

покоя Фотосинтетическая

активность листья, камбиальный слой, почки > 0,6 отн. ед. Зимние повреждения растений

Активность фермента каталазы

> 0,5 Ед. акт.

Активность фермента

пероксидазы

> 0,5 Ед. акт.

Состояние

покоя Фотосинтетическая

активность камбиальный слой, почки > 0,3 отн. ед. Зимние и весенние повреждения растений

Активность фермента каталазы

> 0,3 Ед. акт.

Активность фермента

пероксидазы

> 0,3 Ед. акт.

Начало

вегетации, цветение Фотосинтетическая

загрузка...