Влияние селената натрия на ростовые процессы у разных сортов конопли

Bouchereau A., Aziz A., Larher F., Martin-Tanguy J. Poly-amines and environmental challenges: recent development. // Plant Science. 1999. V. 140, P. 103-125.

Beauchamp Ch., Fridovich I., Superoxide Dismutase improved assays and an assay applicable to acrylamide gels; Analytical Biochemistry. 1971. №44, P. 276-287.

Galston A.W., Kaur-Sawhney R., Altabella T. and Tibur-cio A.F. Plant polyamines in reproductive activity and response to abiotic stress. // Bot. Acta. 1997. V. 110. P. 197-207.

Jian-Kang Zhu. Regulation of ion homeostasis under salt stress. // Current opinion in plant biology. 2003. Vol. 6, P. 441-445.

Deuschle K., Funck D., Forlani G., Stransky H., Biehl A., Leister D., Eric van der Graaf, Reinhard Kunze, Wolf B. Frommer. The role of A1-pyrroline-5-carboxylate dehydrogenase in proline degradation. // The plant cell. 2004. Vol. 16. P. 3413-3425.

Gong Q., Li P., Ma S., Rupassara S.I., Bohnert H. J. Salinity stress adaptation competence in the extremophile Thellungiella halophila in comparison with its rela-

tive Arabidopsis thaliana. // The Plant Journal. 2005. Blackwell Publishing Ltd.

Vera-Estrella R., Barkla B. J., Garcia-Ramirez L., Pantoja O.. Salt stress in salt cress activates Na+ transport mechanisms required for salinity tolerance. // Plant Physiology. 2005. Vol. 139. P. 1507-1517.

Schulz O.E. Cruciferae-Sisymbrieae//Engler A. Das Pflanzerreich. - Leipzig, 1924. - Hf.86. (IV-105). - S. 1-388.

Герман ДА. О роде Thellungiella O.E. Schulz (Crucif-erae) // Turczaninowia. 2002. 5(2): 32-41.

Шевякова Н.И., Стеценко ЛА., Мещеряков A.B., Кузнецов Вл. В. Изменение активности пероксидазной системы в процессе стресс-индуцированного формирования CAM // Физиология растений. 2002. т. 49. № 5. с. 670-677.

Шевякова Н.И., Стеценко ЛА., Мещеряков A.B., Кузнецов Вл. В. Изменение активности пероксидазной системы в процессе стресс-индуцированного формирования CAM // Физиология растений. 2002. т. 49, № 5, с. 670-677.

УДК 591.4

ВЛИЯНИЕ СЕЛЕНАТА НАТРИЯ НА РОСТОВЫЕ ПРОЦЕССЫ У РАЗНЫХ СОРТОВ конопли

СА СОЛДАТОВ, ХРЯНИН В.Н Пензенский государственный педагогический университет, кафедра ботаники, физиологии и биохимии растений

Изучено влияние селената натрия в лабораторных условиях на рост и развитие конопли посевной (Cannabis sativa L.). Отмечено, что величина и направленность действия селена зависит от доз микроэлемента, а также сорта конопли. Установлено, что селенат натрия в оптимальных концентрациях обладает по отношению к растениям конопли разных сортов на ранних этапах онтогенеза ростостимулирующим действием. При этом увеличивается накопление опытными растениями сырой и сухой биомассы по сравнению с контролем.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

В качестве объекта исследования были взяты разные сорта двудомной конопли. При выборе объекта исследования учитывались биологические особенности и хозяйственная ценность растения.

Для опытов были взяты следующие сорта конопли:

"Кубанская ранняя" - скороспелый сорт коноп-

ли южного типа, выведен методом многократного семейственно-группового отбора с индивидуальной оценкой каждого элитного растения по комплексу хозяйственно-ценных признаков из гибридной популяции (ЮС-22 х Кавказская) х Кавказская. Вегетационный период составляет 130-132 дня.

"Зеница" - среднеспелый сорт южной конопли, выведен методом гибридизации и многократного семейственного отбора. Вегетационный период - 145150 дней.

"Славянка" - позднеспелый сорт южной конопли, выведен методом многократного семейственно-группового отбора из сорта Краснодарская 56. Вегетационный период составляет 150-155 дней.

Выбранные сорта отличаются длиной вегетационного периода. Это дает возможность выяснить,

одинаковый ли характер действия имеет селен на раннеспелые и позднеспелые сорта.

Более подробную характеристику используемых в опытах сортов можно найти в Государственном реестре селекционных достижений, допущенных к использованию (1997; 2000; 2001).

Семена для опытов получены из лаборатории селекции конопли Краснодарского НИИСХ.

В ходе лабораторных опытов изучали влияние селената натрия на ростовые процессы и накопление биомассы у 10-ти дневных проростков конопли.

Во всех лабораторных опытах были следующие варианты:

1 - для выращивания использовалась дистиллированная вода (контроль);

2-9 - для выращивания использовались растворы селената натрия в концентрациях: 529,10; 52,91; 5,29; 0,53; 0,05; 0,005; 0,0005; 0,00005 мМ соответственно.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Результаты опытов по влиянию селена на рост 10-ти дневных проростков конопли представлены в таблице 1 и на рисунках 1-2.

ИЗВЕСТИЯ ПГПУ • Естественные науки • № 1 (5) 2006 г.

Воздействие микроэлемента на ростовые процессы растений зависело от концентрации селена-та натрия в среде. Селенат натрия в концентрации 529,10 мМ и 52,91 мМ ингибировал ростовые процессы у растений конопли. Это выражалось в уменьшении длины побега на 70,9-85,1% и корней на 27,482,5% по сравнению с контролем. Использование наиболее концентрированных растворов (529,10 и 52,91 мМ) вызывало также ингибирование процесса прорастания семян. Например, у конопли сорта «Славянка» при использовании этих концентраций

после 120-ти часов выращивания проросло 51 и 60% семян соответственно (в контроле-80%). Ростости-мулирующий эффект наблюдался при использовании более низких концентраций соли. При этом в действии селена проявилась сортоспецифичность. Максимальная стимуляция селенатом натрия роста корней и побега наблюдалась при различных для каждого сорта концентрациях. Для раннеспелого сорта она составила 0,005 мМ, для среднеспелого - 0,0005 мМ, для позднеспелого - 0,00005 мМ.

таблица 1

влияние селената натрия на рост 10-ти дневных проростков конопли

Вариант Кубанская ранняя Зеница Славянка

Длина побега Длина корня Длина побега Длина корня Длина побега Длина корня

Контроль 17,6±0,9 14,6±0,8 16,6±0,7 12,1±0,9 21,1±1,5 13,5±0,6

Концентрация №28е04, мМ 529,10 10,3***±0,7 8,0*** ±0,7 14,5 ±0,7 9,5* ±0,7 11,4***±0,8 9,3*** ±0,5

52,91 19,5 ±0,9 9,0*** ±0,5 17,0 ±0,9 13,2 ±0,9 20,3 ±1,0 12,0 ±0,6

5,29 20,8* ±0,8 10,0** ±0,9 19,1 ±1,1 14,2 ±1,0 21,1 ±1,1 13,2 ±0,6

0,53 25,0***±1,0 10,3** ±0,8 21,3** ±1,0 14,6 ±1,0 21,2 ±1,3 13,6 ±1,1

0,05 26,3***±1,1 13,2 ±0,9 21,4** ±1,0 14,7 ±0,9 21,3 ±1,1 14,5 ±1,0

0,005 28,8***±1,4 18,0* ±1,2 21,5** ±1,0 15,1* ±0,9 23,2 ±1,5 15,4 ±1,4

0,0005 26,2***±1,2 16,6 ±1,0 22,2** ±1,3 17,2***±1,1 24,5 ±1,5 15,7 ±1,1

0,00005 24,3***±1,0 14,4 ±1,0 21,3** ±0,9 12,5 ±0,6 27,5** ±1,7 16,6* ±1,1

Рис. 1. Влияние селената натрия на рост и развитие 10-ти дневных проростков конопли сорта «Зеница». 1) контроль; опыт - для выращивания растений использовался раствор селената натрия в концентрации: 2) 529,10 мМ; 3) 52,91 мМ; 4) 5,29 мМ; 5) 0,53 мМ; 6) 0,05 мМ; 7) 0,005 мМ; 8) 0,0005 мМ; 9) 0,00005 мМ.

В целом позднеспелый сорт оказался менее восприимчивым к наличию в среде выращивания селе-ната натрия. Это, вероятно, можно объяснить тем, что у позднеспелых сортов более стабильная генетическая программа развития. Раннеспелые сорта менее устойчивы к изменяющимся условиям среды. Так длина побега у растений сорта «Кубанская ранняя» при использовании для выращивания раствора соли в концентрации 0,005 мМ составила 28,8 мм, что на 63,6% больше, чем в контроле. Длина корня при этом увеличилась на 23,2%. У сорта «Зеница» длина побега и корня опытных растений увеличилась по сравнению с контролем на 33,7 и 42,1% со-

ответственно. У сорта «Славянка» - на 30,3 и 23,0% соответственно.

Стимулирующее действие селената натрия в большей степени сказалось на росте побега, чем на росте корней. У «Кубанской ранней» при концентрации №^е04 в среде 5,29 и 0,53 мМ происходило ингибирование роста корней при одновременном стимулировании роста побега. Вероятно, это можно объяснить тем, что при использовании селената селен в большей степени накапливается в корнях, чем в стеблях и листьях (Веевоп, 1961; Торшин, Удель-нова, Ягодин, 1996). Наличие неких барьеров при поступлении элемента из корней в побег приводит к

тому, что концентрация селена в стеблях и листьях оказывается меньше, чем в корнях. А значит, и физиологические эффекты, вызываемые им в разных органах растения, могут быть различными.

Использование наиболее концентрированных растворов (529,10 мМ) для проращивания семян и последующего выращивания проростков в чашках Петри привело к снижению сырой и сухой массы корней на 7,1-86,4%, побега на 18,4-36,6% по сравнению с контролем (см. таблицы 2-3).

Более разбавленные растворы селената натрия проявили положительное действие на прирост сырой и сухой массы побега и корней относительно контроля. Так, например, сырая и сухая масса побега опытных растений сорта «Кубанская ранняя» при использовании для выращивания растворов селена-та натрия в концентрации 0,53 мМ увеличилась по сравнению с контролем на 40,1 и 43,1% соответственно. Максимальное увеличение сырой и сухой массы корня в опыте по сравнению с контролем

Таблица 2

Влияние на сырую массу 10-ти дневных проростков конопли

Вариант Кубанская ранняя Зеница Славянка

Масса побега Масса корней Масса побега Масса корней Масса побега Масса корней

Контроль 3,64 ±0,11 0,41 ±0,03 3,26 ±0,17 0,82 ±0,05 4,61 ±0,25 0,78 ±0,05

Концентрация Na^SeO4, мМ 529,10 2,84* ±0,10 0,22***±0,01 3,60 ±0,21 0,64* ±0,05 3,48** ±0,18 0,46***±0,04

52,91 3,85 ±0,17 0,58** ±0,04 3,93* ±0,15 0,71 ±0,04 4,90 ±0,15 0,87 ±0,05

5,29 4,37* ±0,15 0,78***±0,04 4,01* ±0,23 0,79 ±0,07 5,19 ±0,27 0,90 ±0,05

0,53 5,10***±0,27 0,84***±0,07 4,02* ±0,21 0,88 ±0,06 5,21 ±0,21 0,92 ±0,05

0,05 4,58* ±0,20 1,14***±0,08 5,10***±0,22 1,12* ±0,10 5,27 ±0,22 1,10* ±0,10

0,005 4,57* ±0,22 0,59**±,03 4,80***±0,18 1,35***±0,09 5,30 ±0,22 1,11**±0,09

0,0005 3,27 ±0,12 0,59**±0,04 4,52***±0,19 1,06* ±0,09 6,04** ±0,20 1,11**±0,09

0,00005 3,20 ±0,10 0,57**±0,04 4,45***±0,15 1,01 ±0,07 5,75** ±0,14 1,52***±0,11

Таблица 3

Влияние №^е04 на сухую массу 10-ти дневных проростков конопли

вариант Кубанская ранняя Зеница Славянка

Масса побега Масса корней Масса побега Масса корней Масса побега Масса корней

Контроль 58,0 ±1,7 5,5 ±0,1 60,0 ±2,1 8,4 ±0,2 56,0 ±1,5 5,6 ±0,1

Концентрация Na^SeO4, мМ 529,10 49,0** ±1,6 4,1*** ±0,1 68,0* ±2,0 7,4** ±0,1 41,0***±1,4 4,1*** ±0,1

52,91 72,0***±1,9 6,1** ±0,1 73,0** ±2,2 7,8* ±0,1 57,0 ±1,7 5,8 ±0,1

5,29 73,0***±1,9 7,5*** ±0,2 74,0*** ±2,2 8,0 ±0,2 75,0***±2,2 5,9 ±0,1

0,53 83,0***±1,9 9,1*** ±0,2 74,0*** ±2,2 8,5 ±0,2 75,0***±2,0 5,9 ±0,1

0,05 79,0***±1,8 9,3*** ±0,2 81,0*** ±2,3 8,9 ±0,2 76,0***±2,0 6,8*** ±0,2

0,005 73,0***±2,0 5,9* ±0,1 78,0*** ±2,4 9,4* ±0,3 76,0***±2,0 6,8*** ±0,2

0,0005 57,0 ±1,5 5,8 ±0,1 65,0 ±2,0 8,7 ±0,3 89,0***±2,3 6,8*** ±0,1

0,00005 56,0 ±1,6 5,6 ±0,1 62,0 ±2,1 8,6 ±0,2 79,0***±1,9 8,8*** ±0,3

Рис. 2. Влияние селената натрия на рост и развитие 10-ти дневных проростков конопли сорта «Зеница». 1) контроль; 2) опыт (для выращивания растений использовался раствор Ыа2Бе04 в концентрации -0,0005 мМ).