УТВОРЕННЯ КРОХМАЛЮ В РОСЛИН КАРТОПЛІ ЗА ДІЇ РЕТАРДАНТІВ

Ткачук О.О., Шевчук О.А.

доценти кафедри біології

Вінницький державний педагогічний університет

імені Михайла Коцюбинського,

м. Вінниця, Україна

Рослинний організм є донорно-акцепторною системою. Літературні дані вказують на позитивну кореляцію між активністю акцептора, інтенсивністю притоку асимілятів та фотосинтетичною активністю листка. Підвищення атрагуючої здатності акцепторних зон призводить до посилення фотосинтетичної фіксації вуглекислого газу, збільшення продуктивності фотосинтезу, частки транспортних форм (сахарози) та відтоку асимілятів з листків [4].

У рослин картоплі донорами асимілятів виступають листки, тобто фотосинтетичні органи, а запасаючі органи, процеси росту й трофічного забезпечення  є акцепторами. Утворення бульб й накопичення полісахариду в них тісно пов’язані процеси. Основним метаболітом, який надходить із листків у бульби, є сахароза, яка швидко використовується при синтезі крохмалю, білка, клітковини.

Бульби картоплі, на відміну від інших акцепторів, характеризуються тим, що процеси утворення нових запасаючих клітин, їх ріст та відкладання крохмалю проходять водночас протягом тривалого часу, однак з перевагою одного чи іншого процесу на різних етапах росту культури [10, 11].

Дані літератури свідчать про суперечливий характер щодо впливу інгібіторів росту на накопичення та перерозподіл вуглеводів по органах рослин. Ретарданти призводили до змін при утворенні цих речовин у рослин цукрового буряку, льону та інших культур [3, 8, 9].

Метою наших досліджень було вивчення впливу ретардантів, як препаратів інгібіторного типу, на накопичення та перерозподіл вуглеводів у рослин картоплі сорту Невська. Рослини картоплі сорту Невська вирощували в умовах вегетаційного досліду у вигляді ґрунтової культури. Обробіток пагонів здійснювали по висоті 15-20 см водними розчинами 0,3% декстрелу та 0,025% паклобутразолу.

Ріст бульб пов’язаний із процесами розвантаження та утилізації фотоасимілятів, використанням сахарози, яка надходить у якості субстрату на дихання і (чи) синтез біополімерів для побудови структур клітин або відкладається в запас [1].

Накопичення крохмалю в бульбах залежить від активності ферментних систем, які каталізують як процеси синтезу, так і процеси його розпаду в листках та бульбах, а також пов’язане із відтоком вуглеводів із листків у бульби.

Синтез крохмалю в листках та бульбах є складним ферментативним процесом. Розщеплення полісахариду відбувається під дією a- і b - амілази (гідроліз крохмалю) та фосфорилази (фосфороліз) за участі Z- та R-ензиму. Синтез крохмалю відбувається також за участю фосфорилази. Крохмаль, який утворюється в листках при фотосинтезі, може досить швидко перетворюватися в сахарозу, яка є важливою транспортною формою вуглеводів у рослині. У такому вигляді вона надходить у бульби, де перетворюється на крохмаль [2].

Вивчення вуглеводного обміну рослин картоплі сорту Невська, вирощених в умовах вегетаційного досліду, свідчить, що у листках на перших етапах дослідження спостерігалося збільшення вмісту крохмалю у варіантах з ретардантами 0,3 %-им декстрелом та 0,025%-им паклубутразолом. Уповільнення відкладання крохмалю в бульбах за дії ретардантів пов’язане з інгібуванням амілазного комплексу в столонах. Зокрема, двохрічні дані, отримані на сорті Невська, свідчать, що за дії ретардантів у столонах відбувалося зменшення активності амілазного комплексу, що корелювало із збільшенням вмісту крохмалю в них.

Таким чином, обробка рослин картоплі на ранніх етапах розвитку (по висоті 15-20 см) ретардантами призводила до перерозподілу різних форм вуглеводів між органами рослин. За дії ретардантів на ранніх етапах розвитку у листках дослідних рослин відбувалося збільшення вмісту основної транспортної форми цукрів – сахарози в порівнянні з контролем. Ретарданти зменшували активність амілазного комплексу в столонах рослин дослідних варіантів, що супроводжувалося збільшенням вмісту крохмалю в них. Застосування ретардантів практично не впливало на вміст крохмалю в тканинах бульб. Аналогічні результати накопичення та перерозподілу вуглеводів між органами картоплі на цьому ж сорту отримані в умовах польового досліду [5, 6].

Список використаних джерел:

1. Борзенкова Р. А. Динамика распределение фитогормонов по различным зонам клубней картофеля в святи с ростом и запасанием крахмала / Р. А. Борзенкова, М.П Боровкова // Физиология растений, т. 50. – №1, 2003. – С.129-135.
2. Кретович В. Л. Основы биохимии растений: Учебн. для государственных университетов и технических институтов / В. Л. Кретович. – М. : Высшая школа, 1971. – С. 293-307.
3. Кур’ята В. Г. Вміст вуглеводів та азотовмісних сполук в органах рослин льону олійного за дії трептолему / В. Г. Кур'ята, О. О. Ходаніцька // Збірник наукових праць Уманського національного університету садівництва. Частина 1. Агрономія. – Умань, 2011. – Вип. 77. – С. 84-92.
4. Роньжина Е. С. Донорно-акцепторные отношения и участие цитокининов в регуляции транспорта и распределения органических веществ в растениях / Е. С. Роньжина, А. Т. Мокроносов // Физиология растений. – 1994, том 41, №3. – С.448-459.
5. Ткачук О. О. Вплив паклобутразолу на вміст вуглеводів у рослинах картоплі / О. О. Ткачук // Наукові записки Тернопільського національного педагогічного університету імені Володимира Гнатюка. Серія: Біологія. – 2015. – №1. – С. 144-147.
6. Ткачук О.О. Вплив ретардантів на вміст різних форм вуглеводів в органах картоплі / О. О. Ткачук // Агробіологія. – № 11, Біла церква, 2013. – С. 94 – 97.
7. Ходаніцька О. О. Вплив хлормекватхлориду на накопичення і перерозподіл вуглеводів між органами рослин льону олійного в процесі росту та урожайність культури / О. О. Ходаніцька, В. Г. Кур'ята, О. В. Корнійчук // Агробіологія: Збірник наукових праць Білоцерків. нац. аграр. ун-т. – Біла церква, 2011. – Вип. 6 (86). – С. 119-123.
8. Шевчук О. А. Дія ретардантів на морфогенез, газообмін і продуктивність цукрових буряків / О. А. Шевчук, В. Г. Кур’ята. – Вінниця : ТОВ «Нілан-ЛТД», 2015. – 140 с.
9. Шевчук О. А. Накопичення та перерозподіл вуглеводів у вегетативних органах рослин цукрового буряка / О. А. Шевчук // Вісник Луганського національного університету імені Тараса Шевченка. – Луганськ. – 2008. – №14 (153). – С. 131-136.
10. Engels C. H. Allocation of Photosynthate to Individual Tuber of Solanum Tuberosum L. / C. H. Engels, H. Marschener // Relationship between Growth Rate, Carbohydrate Concentration and ¹⁴ C- partitioning within Tubers //J. Exp. Bot 1986. V.37. p. 1804-1812.
11. Reeve R. Parenchyma Cell Enlargement / R .M. Reeve, H. Timm, M. L. Weaver // Am. Potato J. 1973 V.50.p.71-78.