Эколого-физиологические реакции растений пшеницы и ячменя на изменение температурно-влажностного режима

• Автор: Иванов, Евгений Александрович
• Шифр специальности: 03.00.16, 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 113 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 .ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 .Пути и механизмы движения воды по растению.

1.1.1 .Поглощение воды клетками

1.1.2. Пути проникновения воды в клетки

1.1.3. Движение воды по тканям. Соотношение апопластного транспорта и транспорта от клетки к клетке

1.1.4. Движущие силы и скорость потока воды по растению.

1.1.4.1. Нижний концевой двигатель

1.1.4.2. Верхний концевой двигатель. Водный потенциал листа и транспирация.

1.1.4.3. Сопротивление движению воды по растению

1.2. Регуляция водного обмена при изменении внешних условий
1.2.1. Регуляция устьичной проводимости.
1.2.2.Регуляция гидравлической проводимости.
1.2.3. Генерация АБК сигнала как фактор регуляции водного обмена. .
1.2.4. Быстрый ростовой ответ на изменение внешних условий как показатель водного обмена
1.3. Водный обмен при засухе и засухоустойчивость
1.3.1. Морфологические и физиологические реакции при длительном водном стрессе.
1.3.2. Поиск физиологических критериев в селекции на засухоустойчивость.
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1. Условия выращивания растений и проведение экспериментов
2.1.1. Объекты и условия выращивания растений.
2.1.2. Проведение экспериментов при повышении температуры воздуха.
2.1.3. Проведение экспериментов по подавлению флоэмного транспорта. .
2.2. Методы исследования.
2.2.1. Измерение роста растений.
2.2.2. Определение коэффициента растяжимости
2.2.3. Определение транспирации, устьичной проводимости и относительного содержания воды в растениях.
2.2.4. Измерение осмотического потенциала тканей растений.
2.2.5. Измерение скорости потока ксилемного экссудата и расчет гидравлической проводимости корней.
2.2.6. Экстракция, очистка и концентрирование гормонов
2.2.7. Твердофазный иммуноферментный анализ ИФА.
2.2.8. Статистическая обработка данных
3.Результаты и обсуждение
3.1.Рост и водный обмен растений.
3.1.1. Торможение роста листа растений пшеницы при повышении температуры воздуха как показатель дефицита воды
3.1.2. Механизм восстановления роста листа растений пшеницы в условиях увеличения температуры воздуха.
3.1.2.1. Роль осмотического приспособления в восстановлении роста при повышении температуры воздуха.
3.1.2.2. Растяжимость листа при повышении температуры воздуха
3.1.2.3. Относительное содержание воды, транспирация и устьичная проводимость при восстановлении роста.
3.1.2.4. Приток воды из корней и гидравлическая проводимость.
3.2. Гормональная регуляция ответа растений на повышении температуры воздуха.
3.2.1. Транспорт АБК с ксилемным соком при повышении температуры.
3.2.2. Роль флоэмного транспорта в распределении АБК между побегом и корнем растений пшеницы при повышении температуры воздуха.
3.2.3. Реакция мутантных растений ячменя с низкой способностью к синтезу АБК на повышение температуры воздуха
3.3. Реакция устьиц разных сортов на увеличение транспирационного запроса как диагностический признак в селекции на засухоустойчивость
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Поступление воды в растение и его клетки происходит под действием градиента водного потенциала, т. Принято считать, что водный потенциал дистиллированной воды равен нулю, а в присутствии растворенных ионов ее потенциал становится отрицательным. Рассмотрение процесса движения воды начнем с ее поглощения клеткой. В отличие от животных, клетки которых могут существовать только в изоосмотической среде, т. Мелещенко, . Это достигается за счет активного с затратой энергии поглощения ионов, происходящих в клетке синтетических процессов и т. Поэтому химический иными словами осмотический потенциал воды в клетке растений ниже, чем вне нее. V, . Это определяет способность клетки поглощать воду, в результате чего увеличиваема ее объем происходит эластическое, т. Поэтому не удивительно, что поглощение воды связано с поглощением ионов. Однако поглощение воды клеткой не бесконечно увеличение объема клетки ограничено жесткой клеточной стенкой. Давление воды на клеточные стенки и ее противодействие определяет тургор клетки. Его величина колеблется у клеток листьев растений ячменя и пшеницы в пределах 0,,8 МПа i, . Тургор противодействует поступлению воды в клетку, и поэтому ее водный потенциал определяется не только осмотическим потенциалом, но и тургором. Поглощение воды клеткой происходит до момента установления равновесия, т. В растущей клетке складывается несколько иная ситуации. Здесь клеточная стенка способна к значительному пластическому т. В результате биохимических процессов ослабляются связи между полимерами клеточной стенки, она становится рыхлой, в нее встраиваются новые химические компоненты, и в результате происходит ее растяжение и увеличение объема клетки в 0 раз v, . Пока это происходит, тургор растущей клетки поддерживается на низком уровне, равновесие не наступает, и за счет роста клетки растяжением поддерживается постоянное поступление в нее воды можно сказать и наоборот, что рост клеток растяжением поддерживается за счет поступления воды , . Таким образом, поступление воды в клетку происходит благодаря накоплению осмотически активных веществ и разрыхлению клеточной стенки растущих клеток. Пути проникновения воды в клетки. Липидный бислой клеточной мембраны в определенной степени проницаем для воды. Это видно из опытов с искусственными мембранами, полученными из липидов , . Снижение проницаемости клеток под влиянием солей ртути свидетельствовало о значении белков в транспорте воды через мембрану ртуть ингибирует активность белков, разрушая их сульфгидрильные связи . Все это указывало на участие белковых каналов в поглощении воды клеткой. Однако еще лет назад предполагалось, что вода поступает в клетку через ионные каналы. Открытие специализированных водных каналов аквапоринов резко изменило ситуацию . Шапигузов, . Оказалось, что они присутствуют в клеточной мембране некоторых клеток животных и растений в большом количестве, а синтез белков на мРНК аквапоринов растений в яйцеклетке лягушки резко увеличивало проницаемость мембран яйцеклеток для воды они быстрее увеличивались в объеме в гипотоническом растворе . Методы молекулярной биологии позволили обнаружить большое количество различных генов и соответствующих белков аквапоринов. Часть из них встраивается в клеточную мембрану плазмалемму, а часть в вакуолярную в тонопласт . Несмотря на разнообразие их первичной структуры, их пространственная организация сходна. Она позволяет аквапоринам располагаться в мембране таким образом, что внутри их молекулы образуется узкий просвет, достаточный для проникновения лишь таких мелких молекул, как вода i, , . Показано, что фосфорилирование остатков молекул серина в определенном положении первичной структуры аквапоринов приводит к их активации, а для поддержания активности некоторых из них хотя и не всех требуется наличие сульфгидрильного мостика между молекулами цистеина, что и определяет их чувствительность к действию ионов ртути. Обнаружено, что в растворе с повышенной концентрацией осмотически активных веществ быстро изменяется степень фосфорилирования аквапоринов .