ДО ПРОБЛЕМИ ГОРМОНАЛЬНОЇ РЕГУЛЯЦІЇ ОНТОГЕНЕЗУ ВИЩИХ РОСЛИН

Образенко А.Ф.

Науковий керівник – доцент Аркушина Г.Ф.

Центральноукраїнський державний педагогічний університет

імені Володимира Винниченка

Синтетичні регулятори росту є одними з основних препаратів в агропромисловості, які застосовуються з метою пришвидшити та покращити ріст рослин в певні періоди розвитку. Саме тому дослідження ендогенного фітогормонального балансу та дії екзогенних гормоноподібних речовин на ранні етапи онтогенезу рослин є особливо актуальними.

З метою дослідження дії екзогенних ростових речовин на онтогенез пшениці твердої (Triticum durum L.) та квасолі звичайної (Phaseolus vulgaris L.) та доцільності їх використання при вирощуванні культур нами були розроблені моделі для дослідження окремої та комплексної дії екзогенних фітогормонів на насіння досліджуваних культур.

Для дослідження окремої дії були обрані найбільш досліджені активатори росту – ауксини, гібереліни, цитокініни та абсцизова кислота, а серед інгібіторів – етилен. Кожна група фітогормонів має специфічну, проте подібну для різних видів рослин дію.

Ауксини – група фітогормонів, які регулюють процеси поділу клітин та росту розтягненням, стимулюють коренетворення зародків та вегетативних частин рослини, сприяють формуванню провідних пучків та оплодня. Вони синтезуються в молодих частинах рослин, що активно ростуть: апікальних меристемах стебла, верхівках коренів, молодих органах рослин. Транспортування ауксинів по тканинах рослин відбувається біполярно – від верхівки пагона до кореня, від фоліума (листка) до апекса пагона . В тканинах рослин ауксини зустрічаються в двох формах: вільній і зв’язаній. Біологічну активність проявляють лише вільні форми ауксинів.

Класична дія ауксинів – посилення та стимуляція росту клітин рослини розтягненням. Індолілоцтова кислота (ІОК), як один з головних представників ауксинів, активує роботу мембранної помпи іонів Н+, знижує рН позаклітинного середовища, посилюючи при цьому пластичність клітинних стінок. Підвищення концентрації протонів послаблює водневі зв'язки між мікрофібрилами целюлози, геміцелюлози і ксилоглюканів, що дозволяє їм ковзатись відносно одна одної при підвищенні тургорного тиску [3].

Цитокініни - це хімічні речовини з ізопреноїдним або циклічним боковим ланцюгом у N^6 – положенні, причому перші переважають в рослинному царстві [4]. Синтезуються цитокініни головним чином у коренях та пасивно транспортуються ксилемою до надземних органів. Найбагатші на цитокініни насіння та плоди, що розвиваються, меристематичні тканини, особливо апікальні меристеми коренів [5].

Гібереліни – фітогормони росту рослин, які виділено з рослин та мікроорганізмів, серед них найбільш поширеним є гіберелін А_3(гіберелінова кислота), який прискорює ріст, шляхом стимуляції клітинного поділу, призводить до росту клітин розтягненням.

АБК представлена хімічною сполукою терпіоїдної природи. До найбільш важливих процесів, які контролює в рослинах АБК, відносяться: регуляція стану спокою бруньок та насіння , ранні етапи онтогенезу (розвиток насіння та проростків), закриття продихів, реакції відповіді на такі стресові дії як засуха та засолення ґрунтів [1].

Щодо комплексної дії фітогормонів відомо, що цитокініни в присутності ауксинів стимулюють реплікацію ДНК та індукують поділ клітин, активують ріст сім’ядолей дводольних рослин, in vitro у збільшених концентраціях зумовлюють утворення калюсу та індукують на ньому пагоноутворення [5].

Зазвичай, в рослині діють фітогормони одночасно двох типів, а в регуляції специфічних біологічних явищ, ймовірно, беруть участь всі три головних типи фітогормонів. Цитокініни та гібереліни відіграють важливу роль у регуляції росту і розвитку на ранніх стадіях, ауксини — пізніше, регулюючи ріст клітини розтягненням [2].

В набряклому насінні центром утворення та вивільнення гіберелінів цитокінінів і ауксинів із зв’язаного стану є зародок. Провідна роль на цьому етапі належить гібереліну, оскільки саме він викликає в ендоспермі синтез нових порцій гідролітичних ферментів, які розчиняють зв’язані білково-гормональні комплекси ауксинів та цитокінінів. Апікальна меристема зародкового корінця, що починає рости, синтезує цитокініни, котрі стимулюють ріст клеоптіля та гальмують розвиток бічних коренів. Ауксин, який синтезується на верхівці клеоптіля активує розтягнення клітин в клеоптилі, стимулює закладання бічних та додаткових коренів. Апікальні меристеми, що утворюються на коренях інтенсивніше синтезують цитокініни та гібереліни, стимулюючи ріст пагону [6].

На даний момент ми досліджуємо вплив активаторів росту екзогенного походження на онтогенез Triticum durum L. та Phaseolus vulgaris L.; їх взаємну дію на процес проростання насіння. На наступному етапі плануємо дослідити рівень зміни впливу фітогормонів зовнішнього походження при імітуванні різних умов зовнішнього середовища, за яких зростає насіння.

СПИСОК ДЖЕРЕЛ

1. Медведев С.С., Шарова Е.И. Биология развития растений. Начала биологии развития растений. Фитогормоны: СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2011. –– 253 с.

2. Роль фітогормонів у життєдіяльності рослин. URL: https://propozitsiya.com/ua/rol-fitogormoniv-u-zhyttyediyalnosti-roslyn (дата звернення: 02.03.2020).

3. Ауксини. URL: https://studfile.net/preview/4000808/ (дата звернення: 02.03.2020).

4. Веденичова Н.П., Косаківська І.В. Цитокініни як регулятори онтогенезу рослин за різних умов зростання: бібліографія. Київ: Наш формат, 2017. 200с.

5. Фітогормони. Фармацевтична енциклопедія. URL: https://www.pharmencyclopedia. com.ua/article/401/fitogormoni (дата звернення: 02.03.2020).

6. Взаимодействие фитогормонов. URL: https://studbooks.net/1232178/ agropromyshlennost/vzaimodeystvie_fitogormonov (дата звернення: 06.03.2020).