Delist.ru

ЭКСПРЕСС-ДИАГНОСТИКА СОСТОЯНИЯ РАСТЕНИЙ (15.09.2007)

Автор: Цуканова Елена Михайловна

активность камбиальный слой, почки, листья < 0,5 отн. ед. Некрозы на листьях, низкий уровень завязывания плодов, высокий процент осыпания завязей

Активность фермента каталазы

< 0,6 отн. ед.

Активность фермента

пероксидазы

> 0,5 Ед. акт.

Формирование и рост плодов Фотосинтетическая

активность листья < 0,6 отн. ед. Некрозы на листьях, осыпание листьев и плодов, низкое качество и лежкоспособность плодов

Активность фермента каталазы

< 0,6 Ед. акт.

Активность фермента

пероксидазы

> 0,5 Ед. акт.

Сравнительный анализ годичных динамических кривых ферментативной и фотосинтетической активности различных по устойчивости сортов яблони за период 2001-2006гг. выявил общие тенденции изменения параметров данных показателей в годичном цикле, зависящие в первую очередь, от фенофазы развития растения. Различия, обусловленные степенью нативной устойчивости сорта, отмечены лишь по глубине снижения параметров в момент стресса и скорости восстановления после воздействия негативных факторов (рис.9). Так, например, мониторинг по показателям ферментативной и фотосинтетической активности плодоносящих растений сортов яблони Богатырь,

Мартовское, Красивое, Декабренок, Северный синап, Ренет Черненко, Жигулевское, Лобо, Мелба, Синап Орловский, Антоновка обыкновенная, Орлик, Витязь, Россошанское полосатое, показал, что стрессоры 2000 года вызвали различную по глубине, реакцию обменных процессов. Отмечено, что сорта Богатырь, Северный синап, Ренет Черненко слабо реагировали на воздействие комплекса негативных факторов: низкие температуры воздуха, большое количество осадков и высокий уровень солнечной активности. Ферментативная и фотосинтетическая активность у данных сортов в момент максимальной стресснапряженности снизилась на 25-30% и затем достаточно быстро восстановилась. Реакция на негативное воздействие сортов Антоновка обыкновенная, Декабренок, Мелба, Витязь, Орлик, Красивое может быть отнесена к средней – функциональная активность данных сортов снизилась в момент наибольшей стресснапряжености на 30-40%, однако восстановление шло несколько медленнее и не полностью. Сорта Синап Орловский, Россошанское полосатое, Мартовское, Лобо можно отнести к экологически слабо устойчивым. В данном случае произошло существенное торможение всех обменных процессов в растениях, и восстановление шло очень медленно, так и не достигнув исходного состояния. Неоднозначна реакция на стрессоры сорта Жигулевское – в момент стресса растения данного сорта значительно снижают свою функциональную активность (на уровне слабоустойчивых сортов), однако, процесс восстановления проходит на уровне сортов устойчивого типа, причем достаточно полно. Данный сорт может быть отнесен к среднеустойчивым, а в некоторых случаях, и к слабо устойчивым, однако регенерационная способность у него очень высока.

Аналогичные результаты были получены на ряде сортов вишни (Жуковская, Тургеневка, Прима, Лебедянская, Молодежная, Десертная Морозовой) и крыжовника (Черномор, Русский, Русский желтый, Гроссуляр, Черносливовый, Малахит).

С целью определения степени универсальности разрабатываемых кривых в течение 3-х лет (2000-2003гг.) был проведен сравнительный анализ динамических характеристик вышеуказанных показателей на ряде сортов яблони Жигулевское, Богатырь, Антоновка обыкновенная, Лобо, Мелба, Вишневое, Синап Орловский, Северный синап и Ренет Черненко возраста 3 года, 12 лет и 15 лет.

Обобщение результатов показало, что молодые растения имеют более выраженную динамику: пики ферментативной и фотосинтетической активности несколько выше, а торможение в период с октября по март более глубокое. Однако общая тенденция сохраняется, не зависимо от возраста растений сорта. Реакция 12-ти и 15-ти летних растений практически идентична.

Реакция сортов на воздействие разноплановых стрессоров послужила ориентиром для установления допустимых отклонений, определяющих границу летальности произошедших изменений.

Таким образом, комплекс проведенных исследований позволил разработать ориентировочные динамические кривые оптимумов ферментативной

Рис. 10. Ориентировочные кривые оптимумов годичной динамики

фотосинтетической и ферментативной активности

хлорофиллсодержащих тканей плодовых растений.

и фотосинтетической активности с допустимыми отклонениями в годичном цикле развития растений.

Установлено, что активность ферментов имеет тенденцию изменения по синусоиде, содержащей 2 пика (апрель-май и конец июля для яблони; апрель и 3я декада июня – 1 декада июля для вишни). Фотосинтетическая активность хлорофиллсодержащих тканей растений также изменяется синусоидально, однако она имеет 3 пиковых периода, но пики более сглажены (апрель, июнь, 2-3 декады августа) (рис. 10).

Помимо этого установлено, что динамические характеристики ферментативной и фотосинтетической активности, и, особенно, показатели скорости восстановительного процесса после стрессового воздействия, могут служить диагностическими признаками собственно-устойчивости растительного организма к абиотическим и биотическим стрессорам.

Исследования, проведенные на различных по степени нативной устойчивости сортах и гибридах вишни и сортах яблони, выявили значительные различия по качественному составу, и количественному содержанию свободных аминокислот. В частности у устойчивого к абиотическим и биотическим стрессорам сорта Северный синап отмечено самое высокое из исследованных сортов содержание пролина (26,9 мкг/г), метионина (31,36 мкг/г) и фенилаланина (34,06 мкг/г). У толерантного сорта Антоновка обыкновенная преобладающее положение занимает группа цистин+цистеин (24,88 мкг/г) и также достаточно высоко содержание метионина (28,72 мкг/г) и фенилаланина (24,27 мкг/г). В тоже время у низкоустойчивого сорта Синап Орловский фенилаланин не обнаружен, а пролин, метионин и группа цистин+цистеин – следы.

Таким образом, качественный состав свободных аминокислот может служить дополнительным маркером собственно-устойчивости сорта: наличие пролина в листьях и соцветиях, пролина, метионина и фениаланина и группа серусодержащих аминокислот (цистин-цистеиновая) говорит о более высоком потенциале устойчивости растений. Суммарное содержание свободных аминокислот также может служить одним из показателей нативной устойчивости сорта. У исследованных сортов яблони данный показатель составил от 55,16 (Синап Орловский) до 209,55 мкг/г (Северный синап). Сорта Антоновка обыкновенная и Жигулевское занимают промежуточное положение – 179,88 и 85,29 соответственно.

Гистологическая оценка повреждений тканей является существенным дополнением к косвенным методам и позволяет наглядно оценить степень поврежденности того или иного органа растения.

С 1998 года нами осуществляется мониторинг повреждений растений на организменном, оргональном и тканевом уровнях в насаждениях ВНИИС им. И.В. Мичурина, а также в хозяйствах Тамбовской и Липецкой областей.

На основании многолетнего изучения характера организменной реакции плодовых и ягодных растений на воздействие негативных факторов выявлены основные типы повреждений, наиболее часто встречавшиеся в период с 1990 по 2006 гг. (табл. 3).

Таблица 3. - Визуально наблюдаемые типы повреждений растений при

воздействии абиотических стрессоров

Листовая пластинка Скелетные образования Корневая система Генеративные

???????????"

Uтна «солнечные ожоги» и растрескивание, гнили, сетка на плодах, преждевременное осыпание плодов

Кустарниковые ягодные культуры

Те же повреждения, что и у плодовых культур Отмирание ветвей, перетяжки, трещины и отлом ветвей, кольцевые ожоги коры, усыхание, перелом отводков, недоразвитие побегов, гибель растения Те же повреждения, что и у плодовых культур Отмирание генеративных почек, замедленное развитие, некроз рылец пестиков, некроз пыльников, осыпание цветков и завязей, растрескивание или усыхание плодов, повреждение завязей, сетка на плодах

Травянисты растения

Некрозы, изменение окраски, отмирание Некротические перетяжки, отмирание стебля, гибель растения Те же повреждения, что и у плодовых культур Морфологические изменения цветка, плода, загнивание, усыхание

загрузка...