Физиологические особенности кукурузы в условиях частичного и полного затопления

• Автор: Пономарева, Юлия Владимировна
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 155 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
Введение

Глава 1. Ответные реакции растений в условиях гипоксии

1.1. Особенности затопления как стрессорного фактора

1.1.1. Изменение газового режима почвы при избыточном увлажнении

1.1.2. Стрессорное влияние затопления.

1.1.3. Устойчивость разных видов растений к затоплению.

1. 2. Значение этилена для формирования устойчивости к затоплению.

1.2.1. Значение этилена

1.2.2. Трансдукция этиленового сигнала.

1. 3. Запрограммированная гибель клеток апоптоз

1. 4. Развитие аэренхимы в условиях недостатка кислорода.
1. 5. Поглощение кислорода при гипоксии
1. 6. Фотосинтез в условиях дефицита кислорода.
1. 7. Особенности водного обмена растений при затоплении.
1.8. Влияние затопления на метаболические изменения
1.8.1. Промежуточные и конечные продукты дыхательного метаболизма
1.8.2. Энергетический обмен
1.8.3. Влияние гипоксии на дыхательную цепь и ультраструктуру митохондрий
1.9. Синтез белков при дефиците или отсутствии кислорода.
1 Особенности ростовых процессов в гипоксических условиях
. Рост побегов.
. Рост корней
Глава 2. Объект и методы исследования
2.1. Подттовка объекта к опыту.
2.2. Методы исследования.
2.2.1. Изучение морфологических особенностей и роста в различных условиях затопления
2.2.2. Определение интенсивности фотосинтеза.
2.2.3. Определение содержания хлорофилла
2.2.4. Измерение темнового дыхания у нсотделенных листьев
2.2.5. Определение интенсивности дыхания отделенных органов и его энергетической эффективности.
2.2.6. Определение транспирации и водоудерживающей способности
2.2.7. Выход электролитов в наружный раствор и полный выход из тканей различных органов.
2.2.8. Измерение .
Глава 3. Рост побегов и корней в условиях частичного и полного затопления.
3.1. Морфологические особенности в условиях частичного затопления
3.2. Морфологические особенности в условиях полного затопления и 7 суток восстановления.
3.3. Заключение
Глава 4. Интенсивность фотосинтеза различных листьев кукурузы в условиях частичного и полного затопления.
4.1. Влияние различных сроков частичного затопления на поглощение С
4.2. Влияние различных сроков полного затопления и последующего восстановления на поглощение С.
4.3. Содержание хлорофилла в условиях частичного и полного затопления.
4.4. Заключение
Глава 5. Дыхание различных органов кукурузы в условиях затопления
5.1. Темновое дыхание неотделенных листьев после частичного затопления.
5.2. Поглощение кислорода корнями после частичного затопления
5.3. Энергетическая эффективность дыхания листьев и корней после частичного затопления.
5.4. Темновое дыхание неотделенных листьев после полного затопления и последующего восстановления.
5.5. Поглощение кислорода корнями после полного затопления
5.6. Энергетическая эффективность дыхания листьев и корней после полного затопления
5.7. Заключение.
Глава 6. Особенности отдачи воды в условиях частичного и полного затопления
6.1. Отдача воды после частичного затопления
6.2. Отдача воды после полного затопления и 7 суток восстановления1
6.3. Заключение.1
Глава 7. Выход электролитов из тканей различных органов после частичного и полного затопления.1
7.1. Содержание электролитов в среде затопления.1
7.2. Выход электролитов в наружный раствор из различных органов после частичного и полного затопления.1
7.3. Содержание электролитов в различных органах после частичного и полного затопления.
7.4. Заключение.1
Глава 8. Изменение в условиях частичного и полного затопления 1
8.1. в различных органах кукурузы после частичного затопления
8.2. в различных органах после полного затопления и последующего восстановления1
8.3. Заключение.1
Заключение1
Выводы1
Литература


Изменение содержания и состава почвенного воздуха сказывается на физикохимических свойствах почвы, жизнедеятельности микроорганизмов, развитии корневых систем растений, а также подвижности и усвоении питательных веществ Гречин, . Вследствие дыхания корней и микроорганизмов запасы кислорода в почве быстро истощаются, одновременно накапливаются значительные количества углекислого газа до объема и более Ландина, , а также различные соединения, оказывающие вредное действие на растительный организм. В гипоксических условиях усиливается токсическое влияние продуктов разложения. Накопление ядовитых газов, образующихся при анаэробном разложении органических соединений, повреждает корневую систему растений. Наиболее токсичны метан, сероводород, сернистый газ и другие. Большую роль в этих условиях играет и так называемый водный эффект, т. Затоплению, как правило, сопутствует подкисление околокорневой среды, а также накопление водорода, углекислого газа, метана, спиртов и целого ряда других токсических соединений Гринева, . Однако, по мнению многих авторов, главным повреждающим фактором остается недостаток кислорода Гринева, Чиркова, , , . Степень повреждения растений при переувлажнении зависит от глубины и длительности затопления и от видовой устойчивости. Наблюдения показали, что достаточное число видов растений длительное время способно переносить гипоксию в корневой зоне при нормальной аэрации побегов. Несмотря на го, что затопление целых растений представляет интерес как болсс жесткое воздействие стрсссорного фактора, в литературе оно освещено недостаточно. Однако, термин стресс может быть применен, скорее всего, к наземным растениям, редко подвергающимся затоплению. Для группы растений ветландов, болот, заливных лугов и т. Никаноров и др. У растений ветландов хорошо развита воздухоносная ткань в коровой паренхиме корней, которая играет существенную роль в транспорте и накоплении кислорода в органах, находящихся в гипоксичсской среде. Некоторые адаптивные механизмы, типичные для таких растений присущи и другим наземным видам. Таким образом, затопление это стрессорный фактор, от которого страдают неприспособленные растения, в то же время это важный экологический фактор, необходимый для нормальной жизнедеятельности экосистем. Растения умеренного климата в большинстве случаев отрицательно реагируют на затопление. Наиболее требовательны к аэрации хвойные и фруктовые деревья, а также тополь, береза и некоторые другие, из травянистых растений томаты, табак, салат и многие злаки, в том числе пшеница. Экологически приспособлены к недостатку кислорода гигрофиты, болотные растения и виды, произрастающие на плотных почвах. Уникальной культурой по развитию устойчивости является рис и сопутствующие ему виды. Кукуруза в ряду злаков занимает промежуточное положение по устойчивости к гипоксии между рисом и пшеницей. Благодаря генетическим особенностям и физиологической гибкости кукуруза легко адаптируется к условиям корневого затопления . Одной из первых реакций на стресс является усиление выхода этилена С2Н4. Этилен в клетках синтезируется главным образом из метионина. Предположительно, ферментативный комплекс, осуществляющий биосинтез этилена, локализуется на поверхности мембраны. Кроме свободного метионина, для синтеза этилена могут использоваться пептиды, содержащие метионин, которые накапливаются в стареющих тканях. Для биосинтеза также могут быть использованы раланин и линоленовая кислота рис. А1ДК в С2Н4 реакция катализируется АЦКоксидазой. Накопление диамина путресцина в корнях кукурузы при гипоксии свидетельствует о том, что образование полиаминов спермина и спсрмидина тормозится, в результате чего образуется избыток , который идет на образование АЦК и этилена. Синтез этилена также регулируется изменениями в цитозоле, возникающими при гипоксии в результате реакций брожения. Установлено, что низкий индуцирует транскрипцию гена АЦКсинтазы в стеле у риса . В главных корнях кукурузы активность АЦКсинтазы стимулируется гипоксией, но ингибируется аноксисй Не . Интересно отметить, что экспрессия гена АЦКоксидазы у кукурузы происходит в аноксических зонах корня. Рис. Схема биосинтеза этилена в растениях.