САЛИЦИЛОВАЯ КИСЛОТА КАК ЭНДОГЕННЫЙ РЕГУЛЯТОР

САЛИЦИЛОВАЯ КИСЛОТА КАК ЭНДОГЕННЫЙ РЕГУЛЯТОР
РОСТА И ИНДУКТОР УСТОЙЧИВОСТИ РАСТЕНИЙ
Щавелева Вероника,
9 класс;
государственное учреждение образования «Средняя школа № 9
г. Бобруйска»
Щавелева Вероника Александровна обучается в 9 классе ГУО СШ № 9 г. Бобруйска.
Вероника является членом научного общества учащихся «Кассиопея». Еѐ характеризует
способность логически мыслить, находить решения в различных проблемных ситуациях,
умение систематизировать и накапливать знания, способность к высокому самоанализу
и саморазвитию.
В 2009 году на факультативных занятиях по химии Веронику заинтересовала
проблема повышения устойчивости растений к воздействию стрессовых факторов
абиотической природы под влиянием салициловой кислоты, обладающей свойствами
физиологически активного соединения.
В 2009/2010 учебном году Вероника
проанализировала и систематизировала
имеющиеся в научной литературе данные о влиянии салициловой кислоты на растения, еѐ
физиологическую роль в формировании ответных реакций растений на воздействие
повреждающих факторов. За период с 2010 по 2011 год в условиях школьной лаборатории
она исследовала характер влияния растворов салициловой кислоты различной
концентрации на морфометрические параметры растений.
Как творческая личность, всегда способная к поиску, стремящаяся разрешить
возникающие проблемы, она добивается высоких результатов. За время работы над
проектом Вероника зарекомендовала себя как самостоятельный, инициативный и
целеустремлѐнный исследователь.
руководитель: А. А. Мазуренко, учитель химии и биологии
Проблема устойчивости растений к повреждающим воздействиям
является одной из важнейших в современном растениеводстве и в связи с
этим соединения, повышающие сопротивляемость растительных организмов
в экстремальных ситуациях за счѐт мобилизации их естественных защитных
механизмов, находятся под пристальным вниманием исследователей. К
таким соединениям можно отнести салициловую кислоту (СК), которая
обладает свойствами физиологически активного соединения.
Целью нашей работы является изучение влияния салициловой кислоты
на рост и развитие растений, их устойчивость к воздействию стрессовых
факторов абиотической природы.
Гипотеза исследования: предпосевная обработка семян раствором
салициловой
кислоты
определенной
концентрации
оказывает
стимулирующее влияние на рост растений и повышает сопротивляемость
растений к повреждающим факторам среды.
В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:
1)
выявить особенности влияния салициловой кислоты на растения,
еѐ физиологическую роль в формировании ответных реакций растительных
организмов на воздействие повреждающих факторов различной природы;
2)
определить характер влияния растворов салициловой кислоты
различной концентрации на энергию прорастания семян, длину побегов и
корней растений пшеницы и ячменя в условиях действия стрессовых
факторов.
Метод исследования: опытно-экспериментальный. Обоснованность и
достоверность выводов в нашей работе ограничена условиями школьной
лаборатории.
Данное исследование является весьма актуальным в связи
с
возможностью целенаправленного управления естественными защитными
механизмами для повышения устойчивости и продуктивности растений.
Проведѐнный анализ литературных данных свидетельствует, что СК
является одним из индукторов устойчивости растений к стрессорам.
Объектом исследования были семена и 7-ми суточные проростки
пшеницы яровой - Triticum aestivum (сорт Рассвет) и
ячменя ярового-
Hordeum vulgare (сорт Атаман).
Изучение влияния СК на энергию прорастания и устойчивость
растений проводили методом предпосевной обработки семян. Семена ячменя
и пшеницы стерилизовали в слабо - розовом растворе марганцовокислого
калия в течение 10-15 мин, тщательно промыли водой. На фильтровальную
бумагу в девять чашек Петри поместили по 100 семян ячменя, в оставшиеся
девять - по 100 семян пшеницы. Добавили по 5 мл дистиллированной воды
(контроль), растворов салициловой кислоты в концентрациях 5·10-5 моль/л и
5·10-6 моль/л, выполнив по три повторности для каждого варианта. Закрыли
чашки Петри листом фильтровальной бумаги. Ежедневно на несколько
секунд приоткрывали крышки чашек Петри. Учет количества проросших
семян при определении энергии прорастания пшеницы и ячменя проводили
через 2 и 3 дня соответственно.
Для проверки влияния СК на устойчивость пшеницы к засолению среды
был использован тест на прорастание семян. Для изучения влияния СК на
ростовые процессы в нормальных условиях (20°С) и при действии
стрессового фактора абиотической природы - пониженной температуры (8°С)
произвели посадку проростков пшеницы и ячменя в рулоны. Количество
зерновок в одном рулоне составляло не менее 20. Погружали рулоны в банки
объемом 250-300 мл, которые содержали 100 мл дистиллированной воды
либо раствора СК в указанных выше концентрациях.
Выращивание производилось в течение 7 суток при комнатной
температуре (+20±2ºС), и периодом освещения 14 ч свет/10 ч темнота. Часть
рулонов с проросшими зерновками ячменя и пшеницы контрольного и
опытного вариантов переносили на закрытую веранду, где выращивали
проростки в течение 7 суток при температуре +8ºС и указанном выше режиме
освещения.
Для оценки влияния экзогенной СК на ростовые процессы надземной
части 7-ми дневных проростков ячменя и пшеницы производилось измерение
следующих морфометрических показателей:
- средней длины листа;
- средней длины корней.
Определение указанных параметров осуществлялось для проростков,
подвергнутых
воздействию
гипотермии,
а
также
для
проростков,
выращенных при комнатной температуре в контроле и в присутствии
растворов с различными концентрациями СК.
Предпосевная
обработка
морфофизиологических изменений.
СК
приводит
к
целому
спектру
В
ходе
проведенных
предпосевное замачивание
экспериментов
семян
в
было
растворе
установлено,
что
СК приводит к
существенному повышению их энергии прорастания и всхожести, в том
числе и на среде с NaCl, при этом защитный эффект СК проявляется
сильнее при концентрации СК 5·10-5 моль/л.
Под влиянием СК наблюдается увеличение роста надземной и
подземной части растений.
Исследование
температуре
влияния
20°С показало,
СК
на
рост
что предпосевная
пшеницы и ячменя
обработка
способствует увеличению высоты растений и длины корней.
при
семян
СК
При этом
оптимальной для стимуляции роста проростков является концентрация СК
5·10-5моль/л.
Выращивание пшеницы и ячменя при пониженной температуре
приводит к существенному торможению роста проростков. Стресс тормозит
рост
и
предобработанных
СК проростков пшеницы и ячменя. Однако,
предпосевное замачивание семян оказывает явный защитный эффект на
рост
проростков. Длина их листьев и корней,
сравнении
с
обработанными
СК,
не
хотя
и уменьшается
в
подвергнутыми воздействию
температурного стресса, но остается большей в сравнении с контролем.
Анализ полученных результатов показал, что в наибольшей степени
защитный эффект СК был выражен в концентрации СК 5·10-5 моль/л.
Таким образом, можно резюмировать, что предпосевная обработка
семян СК, хотя и не предотвращает полностью повреждающего действия
засоления среды и гипотермии на энергию прорастания и рост растений, но
заметно снижает его степень по сравнению с необработанными, при этом
оптимальной для предпосевной обработки является концентрация СК 5·10-5
моль/л.
Применение этого соединения является весьма актуальным, особенно в
связи с тем, что СК – эндогенный регулятор роста, проявляющий
ростостимулирующий и защитный эффект в крайне низких концентрациях,
то есть в экологически безопасных дозах. Все это в совокупности позволяет
рассматривать СК в качестве перспективного для практического применения
соединения с целью защиты растений от широкого спектра стрессовых
факторов.
Литература
1.
Биологический энциклопедический словарь. – М., – 1986. – С. 613
2.
Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник.- 3-е изд.
переработ. и доп.-М.: Медицина, 1998.-704с.
3.
Биохимия: Учебник /Под ред. Е.С. Северина.- 3-е изд., испр.- М.: Гэотар-
Медиа, 2005.- 784с.
4.
Землянухин А. А. Влияние обработки
пшеницы органическими
кислотами на обмен веществ и урожай. – В сб.: Регуляторы роста растений.
Воронеж.: Изд-во Воронежского ун-та, 1964.
5.
Медведев С. С. Физиология растений. СПб.: С-Петерб. ун-т, 2004. 336 с.
6.
Петров К. П. Влияние некоторых переносчиков водорода на рост зерна //
Пищевая технология. 1961. № 2.
7.
Полевой В. В. Физиология растений. М.: Высшая школа, 1989. 464 с.
8.
Комов В.П. Биохимия: Учебник для ВУЗов.-М.:Дрофа, 2004.-640с.
9.
Кузнецов В. В., Дмитриева Г. А. Физиология растений. М.: Высшая
школа, 2005. 736 с.