Биологические науки

(структурная ботаника и биохимия растений)

Вінниченко О.М., Кисла А.А.

Науково-дослідний Інститут біології Дніпропетровського національного університету ім. О. Гончара, пр. Гагаріна, 72, м. Дніпропетровськ, 49010, Україна

ВИВЧЕННЯ ДІЇ ГЕРБІЦИДУ ТРОФІ НА ПРОЦЕСИ БІЛКОВОГО МЕТАБОЛІЗМУ У ПРОРОСТКАХ КУКУРУДЗИ ГІБРИДУ ЛЮБАВА 279 МВ ЗА УМОВ ПІДВИЩЕНОЇ ТЕМПЕРАТУРИ

У наш час забруднення навколишнього середовища набуло великих масштабів і негативно впливає на розвиток живих організмів. Зміна клімату та значне потепління, підвищення середньорічної температури разом із широким використанням гербіцидів у сучасному землеробстві значно впливають на процеси метаболізму у культурних рослин. Тому вивчення дії гербіцидів та їх композицій разом із підвищенням температури на ріст, розвиток, ключові процеси білково-амінокислотного обміну у проростках зернових культур на ранніх етапах онтогенезу є актуальним і необхідним з метою зниження їх негативної дії на сільськогосподарські рослини та отримання екологічно чистої продукції.

Вивчено вплив ґрунтового гербіциду трофі різних концентрацій (1,25 – 10 мг/л), підвищеної температури (+42ºС) різної тривалості (5, 9, 24 години) та їх сумісної дії на ріст і розвиток проростків кукурудзи гібриду Любава на ранніх етапах онтогенезу (6 – 13 доби розвитку) у модельних експериментах. Біологічні досліди проводили у трьохкратній послідовності, експериментальні дані були статистично оброблені по Доспєхову [1], похибка вибірки для кожного статистичного ряду не перевищувала 5% від середніх. Визначення вмісту білків у рослинних зразках проводили по [2], вміст вільних амінокислот проводили по [3].

Виявлено пригнічення росту коренів, як за дії окремо гербіциду, так і при його комплексному впливі разом із підвищеною температурою, у більшій мірі під впливом більш високих концентрацій гербіциду трофі (5 – 10 мг/л) та тривалого температурного стресу (24 години). По росту пагонів виявлено деяку стимуляцію за комплексного впливу обох факторів та їх окремої дії, особливо при низьких концентраціях трофі (1,25 – 2,5 мг/л) та нетривалої дії температури ( 5 – 9 годин).

Вивчено вплив грунтового гербіциду трофі (90% ацетохлору) в інтервалі концентрацій (1,25 – 10 мг/л), підвищеної температури (+42°С) та їх сумісної дії на показники білкового та амінокислотного обмінів у 6 – 13 добових проростках кукурудзи гібриду Любава.

У зерні та пагонах кукурудзи при проростанні виявлено у більшості досліджених варіантів підвищення вмісту водорозчинних білків за дії гербіциду трофі, у більшій мірі, при високих концентраціях (5 – 10 мг/л) і на ранніх етапах розвитку рослин. На більш пізніх етапах (8 – 13 доби розвитку) вміст водорозчинних білків у зерні та пагонах було дещо знижено, особливо за дії більш низьких концентрацій гербіциду (1,25 – 2,5 мг/л) (пагони). У коренях спостерігалось зниження вмісту водорозчинних білків за дії гербіциду (1,25; 10 мг/л), але концентрації гербіциду 2,5; 5 мг/л приводили до накопичення водорозчинних білків у коренях.

Високотемпературний стрес (+42°С) приводив до зниження вмісту водорозчинних білків у зерні та коренях і у деякій мірі в пагонах проростків кукурудзи, особливо на більш пізніх етапах розвитку рослин. Але у пагонах у більшості підвищення температури викликало підвищення вмісту водорозчинних білків.

Комбінована дія температури (+42°С) та гербіциду приводила до підвищення вмісту водорозчинних білків у зерні, коренях та пагонах рослин, особливо на ранніх етапах (6 – 7 доби розвитку) і в більшій мірі за впливу короткотривалого температурного стресу (5 – 9 годин) та більш високих концентрацій гербіциду (5 – 10 мг/л). Проте у пагонах, зерні і коренях проростків кукурудзи спостерігалось також зниження вмісту водорозчинних білків за більш тривалої дії температури (9, 24 години) на гербіцидному фоні та на більш пізніх етапах (8 – 10 доба проростання), що могло свідчити як про затримку їх біосинтезу за дії негативних факторів, так і про прискорення процесів їх розкладу. Виявлені зміни вмісту водорозчинних білків у різних органах проростків кукурудзи, які можуть свідчити про негативний вплив дії обох факторів на білковий обмін у рослин кукурудзи.

Знайдено підвищення вмісту вільних амінокислот у більшій мірі у коренях та у проростаючому зерні кукурудзи за дії окремо гербіциду, підвищеної температури та їх комплексного впливу, особливо за дії більш високих концентрацій трофі (5 – 10 мг/л) та більш довготривалого температурного стресу (9 годин). Проте вплив гербіциду як окремого фактору та його комплексної дії з температурним стресом (5 годин) приводив до зниження вмісту вільних амінокислот у зерні та в окремому випадку за дії гербіциду та температури у коренях проростків кукурудзи гібриду Любава. Зниження вмісту вільних амінокислот у зерні узгоджується з підвищенням вмісту водорозчинних білків у зерні при проростанні за дії гербіциду трофі та його сумісної дії з підвищеною температурою, тобто розщеплення білків уповільнюється.

Таким чином, виявлено, що тривала дія підвищеної температури у комплексі з більш високими концентраціями гербіциду трофі пригнічують ріст, розвиток та адаптивні реакції проростків кукурудзи вже на ранніх етапах розвитку, що може призвести до негативних наслідків при вирощуванні кукурудзи у польових умовах.

Література:

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

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

3. Практикум по биохимии / под ред. Северина С.Е. – М.:МГУ, 1989. – 509 с.