Фотосинтез і розподіл асимілятів при зміні донорно-акцепторних відносин у рослин з недетермінованим типом росту - Автореферат

ІНСТИТУТ ФІЗІОЛОГІЇ РОСЛИН І ГЕНЕТИКИ Фотосинтез і розподіл асимілятів при зміні донорно-акцепторних відносин у рослин з недетермінованим типом росту Захист відбудеться 13 червня 2002 року о 10 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.212.01 Інституту фізіології рослин і генетики НАН України за адресою: 03022, Київ-22, вул. З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Інституту фізіології рослин і генетики НАН України за адресою: 03022, Київ-22, вул.Тому велику роль у формуванні продуктивності рослин, особливо господарсько-цінних їх частин, відіграють процеси розподілу та перерозподілу асимілятів, що контролюються складною системою прямих та зворотних звязків між органами - постачальниками та споживачами асимілятів. Для кращого розуміння цих процесів була запропонована концепція донорно-акцепторних відносин (source-sink, або джерело-стік), що передбачає вивчення механізмів взаєморегуляції активності донорів та акцепторів асимілятів на різних рівнях організації рослини, починаючи з клітинного й тканинного і закінчуючи організменим [Курсанов, 1984; Мокроносов, 1983; Stitt, 1994; Lewis et al., 2000]. Важливість вивчення цих процесів обумовлена необхідністю вирішення теоретичних питань стосовно закономірностей функціонування рослинного організму, а також практичними аспектами, що полягають у виявленні потенційних можливостей асиміляційного апарату та розробці способів керування перерозподілом пластичних речовин у бік господарсько-цінних частин рослини. Беручи до уваги актуальність та складність зазначених проблем, ми зосередили свої зусилля на вивченні питань взаєморегуляції активності фотосинтетичного апарату та органів-споживачів асимілятів у донорно-акцепторній системі рослин з недетермінованим типом росту, тобто таких, чия здатність до вегетативного росту чи утворення генеративних органів більше обмежена зовнішніми чинниками, ніж генотипними особливостями. Мета роботи полягала у встановленні закономірностей регуляції активності фотосинтетичного апарату, ростових процесів та розподілу асимілятів при зміні донорно-акцепторних відносин на організменому рівні у рослин з недетермінованим типом росту на прикладі цукрового буряка та квасолі.Коефіцієнти фізіологічної стиглості коренеплодів, розраховані за методикою Павлинової (1981) (відношення вмісту сахарози до нецукрів), показують, що в контролі і при 8-кратному затіненні в кінці вегетації у коренеплодах процес цукронакопичення вже переважав над структурним ростом - 5,8 та 3,3 відповідно (Кф>2), тоді як при 4-кратному, навпаки, сахароза, що надходила в коренеплід, витрачалася переважно на ріст (Кф = 1,5). В результаті у варіанті з 8-кратним затіненням вміст сахарози в коренеплоді з малою масою виявився вищим, ніж при 4-кратному затіненні, де ФП був достатнім для прискорення накопичення маси коренеплодом (що видно на кривій). Рослини вирощували у пяти варіантах затінення: I - контроль; II - 4-кратне затінення протягом всієї вегетації; III - затінення в першій половині вегетації (75 діб), далі - за природного освітлення; IV - за природного освітлення першу половину вегетації, далі - при затіненні; V - затінення половини розетки протягом всієї вегетації, друга половина - за природного освітлення. У рослин другої групи площа листків у середині вегетації була меншою, ніж у першій, однак її наростання протягом вегетації було безперервним, тоді як у рослин першої групи починаючи з середини вегетації спостерігалося зниження площі асиміляційної поверхні внаслідок відмирання листків. Так, зменшення кількості листків вдвічі шляхом видалення кожного другого з їх появою призвело до сильнішого зниження маси коренеплодів (22-26 %), ніж при видаленні половинок листків, незважаючи на те, що площа асиміляційної поверхні рослин в цьому варіанті була більшою внаслідок компенсуючого розростання листкових пластинок, що залишилися.Господарська продуктивність генотипів цукрового буряка визначається характером розподілу асимілятів між листковою розеткою і коренеплодом, що за неоптимальних умов призводить до порушення звязку між інтенсивністю фотосинтезу та масою і цукристістю коренеплоду. При затіненні цукристість коренеплодів меншою мірою залежить від освітленості, ніж їхня маса, що свідчить про вищий пріоритет процесу цукронакопичення перед структурним ростом коренеплоду в системі донорно-акцепторних відносин цукрового буряка за умов загострення конкуренції за асиміляти. Поєднання декапітації рослин з обробкою препаратом ауксинової дії (полістимуліном А-6) суттєво підвищує масу та цукристість коренеплодів порівняно до інтактних рослин завдяки корекції фітогормонального балансу та оптимізації перерозподілу асимілятів між листковою розеткою і коренеплодом через скорочення надлишкової кількості листків і втрат асимільованого вуглецю з відмерлими листками.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ