Влияние эпибрассинолида на коррелятивные отношения между органами растения озимой пшеницы в онтогенезе

ВЛИЯНИЕ ЭПИБРАССИНОЛИДА НА КОРРЕЛЯТИВНЫЕ ОТНОШЕНИЯ МЕЖДУ ОРГАНАМИ РАСТЕНИЯ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В ОНТОГЕНЕЗЕ*

А.Н. Орехова

Ставропольский НИИ сельского хозяйства

Урожай зерна злаковых культур, как известно, зависит от донорно-акцепторных отношений, т.е. от взаимодействия вегетативных и репродуктивных органов в процессе налива зерна. Приток ассимилятов к наливающимся зерновкам осуществляется при участии фитогормонов, в частности цитокининов (Кулаева, 1973). В настоящее время получен ряд препаратов, которые усиливают цитокининовую активность. Например, эпибрассинолид (ЭБ), имеются данные о его стимулирующем действии (Слепичев, 1991; Прусакова и др., 1995; Цыганов и др., 2001; Вьюгина, Елагина, 2003).

Исследования по влиянию ЭБ на изменение донорно-акцепторных отношений между вегетативными и репродуктивными органами в полевых опытах проводили на базе Ставропольского НИИ сельского хозяйства в 2005 г., в благоприятных погодных условиях для роста и развития растений. Для изучения были взяты сорта, отличающиеся по морфофизиологическим признакам и продуктивности: Краснодарская 99 - полукарликовый, высокопродуктивный сорт, выведен в Краснодарском НИИСХ им. П.П. Лукьяненко; Дар Зернограда - среднерослый, среднепродуктивный сорт селекции ВНИИЗК им. И.Г. Калиненко. Обработку посевов ЭБ осуществляли на VIII этапе органогенеза (Ку-перман, 1984) в дозе 30 мл/га.

Результаты и обсуждение. Отношение массы колоса к массе листьев - один из показателей коррелятивных связей у пшеницы и служит мерой напряженности донорно-акцепторных отношений между вегетативными органами и колосом (Кумаков, 1980).

По нашим данным на всем протяжении репродуктивного периода отношение массы колоса к массе листьев, а также на VIII этапе органогенеза у сорта Краснодарская 99 выше, чем у сорта Дар Зернограда.

К XI этапу, благодаря быстрому увеличению массы колоса у сорта Краснодарская 99 и одновременному снижению массы листьев показатель напряженности увеличилась более чем в 1,5 раза, тогда как у сорта Дар Зернограда эта величина увеличилась только в 1,2 раза (табл. 1).

Такое увеличение отношения массы колоса к массе листьев у низкорослого сорта свидетельствует об более напряженных связях между вегетативными и репродуктивными органами, чем у среднерослого сорта. Действительно, для формирования крупного колоса необходимы большие затраты органического вещества и энергии. Обеспечить всем этим полукарликовым сортам сложнее, чем среднерослым, так как доля листовых пластинок у обоих сортов практически одинакова, а стебель имеет меньшую массу: у сорта Краснодарская 99 на XII этапе она составила 0,80 г, у сорта Дар Зернограда - 1,03 г.

* Научный руководитель И.В. Нешин, к.с.-х.н.

1. Динамика массы листьев и колоса в онтогенезе озимой пшеницы разных сортов

Вариант Колошение Формирование зерновки Молочная спелость зерновки Полная спелость зерновки

Масса органов с одного побега, г

листья колос листья колос листья колос листья колос

Дар Зернограда

Контроль 1,17±0,04 1,10±0,06 0,84±0,02 2,75±0,09 0,73±0,03 2,87±0,09 0,17±0,01 1,94±0,04

ЭБ, VIII - - 1,00±0,03 3,43±0,08 0,71±0,02 2,88±0,08 0,20±0,02 2,01±0,02

Краснодарская 99

Контроль 0,82±0,01 1,22±0,07 0,81±0,03 3,60±0,14 0,50±0,02 3,21±0,03 0,16±0,01 2,10±0,08

ЭБ, VIII - - 0,86±0,04 3,72±0,09 0,55±0,02 3,69±0,04 0,19±0,01 2,45±0,09

Более напряженные донорно-акцепторные отношения у низкорослых сортов характеризуются более интенсивными фотосинтетическими процессами генеративных органов (Хотулев, 1985; Дуденко, 2001), более активным восстановлением нитратов корневой системой в репродуктивный период и транспортом азотистых веществ в формирующие зерновки (Павлов, 1984), более полным обеспечением колоса эндогенными фитогормонами и его большей ат-трагирующей способностью (Малько, 1989). К фазе полной спелости зерна сортовая разница по этому показателю уменьшается. Тем не менее масса колоса с одного побега у полукарликового сорта на 8,2% выше, чем у среднерослого. Таким образом, низкорослые сорта имеют преимущество перед среднерослыми, которое заключается в способности формировать крупный колос, что, в конечном итоге, сказывается на их урожайности (табл. 2).

Влияние ЭБ на формирование донорно-акцепторных связей вегетативных и генеративных органов у данных сортов неоднозначно. При обработке растений на VIII этапе органогенеза ЭБ не изменяет напряженность связей между листовыми пластинками и колосом в фазе молочной спелости у обоих сортов, что связано с одновременно возросшей массой как вегетативных, так и репродуктивных органов. В полную спелость влияние ЭБ на отношение массы

колоса к массе листьев в большей степени выражено у сорта Дар Зернограда. Напряженность донорно-акцепторных отношений, за счет большего увеличения массы листьев пониженная. У полукарликового сорта Краснодарская 99 применение ЭБ ведет к синхронному увеличению массы листьев и колоса, поэтому напряженность донорно-акцепторных отношений находится на уровне контрольного показателя. К концу репродуктивного периода реакция полукарликового и среднерослого сорта на воздействие ЭБ различается. Это связано с тем, что содержание эндогенных цитокининов в колосе низкорослых сортов выше, чем у среднерослых.

По данным М.Г. Николаевой (1974) и Заирова (1987), можно сделать вывод о недостаточной физиологической насыщенности колоса пшеницы фитогормонами в период формирования зерна. Очевидно, что по этой причине растения положительно реагируют на экзогенное использование фитогормонов, которые, пополняя пул эндогенных гормонов в колосе и зерновке, способствуют усилению их аттрагирующей способности и вовлечению поступающих из растения метаболитов в синтетические процессы. Поэтому использование ЭБ в период колошения - цветения вызывает увеличение массы зерна с одного побега на б% у сорта Дар Зернограда и на 9% - у Краснодарской 99.

2. Влияние эпибрассинолида на массу зерна с одного побега у сортов озимой пшеницы, г/побег

Вариант Дар Зернограда Краснодарская 99

Контроль 1,3б ± 0,03 1,42 ± 0,0б

ЭБ, VIII 1,44 ± 0,03 1,55 ± 0,05

Таким образом, применение ЭБ изменяет донорно-акцепторные отношения в сторону увеличения репродуктивных органов, что ведет к увеличению зерновой продуктивности.

Литература

1. Дуденко Н.В. Хлорофилльные фотосинтетические потенциалы и некоторые другие показатели продукционных процессов у высокорослых и полукарликовых сортов озимой пшеницы: автореф. дис. ... канд. биол. наук: 03.00.12. Ставрополь, 2001.- 24 с.

2. Вьюгина Г.В., Елагина Е.М. Сортовая отзывчивость яровой мягкой пшеницы на обработку эпином // Материалы Всерос. конф. «Физиология растений и экология на рубеже веков». - Ярославль, 2003. - С. 32.

3. Заиров С.З. Накопление и обмен белков в зерне пшеницы. Алма-Ата: Изд-во "Наука" Казахской ССР, 1987. -173 с.

4. Кулаева О.Н. Цитокинины, их структура и функции. М.: Наука, 1973. - 264 с.

5. Кумаков В.А. Коррелятивные отношения между органами растения в процессе формирования урожая // Физиология растений. Т.27. вып.5. - С.975 - 985.

6. Куперман Ф.М. Морфофизиология растений. // М.: Высшая школа, 1984. - 240 с.

7. Малько Е.П. Особенности фотосинтетической деятельности высокопродуктивных короткостебельных сортов озимой пшеницы: автореф. дис. канд. биол. наук: 03.00.12. - Казань, 1989. - 24 с.

8. Манжелесова Н.Е. Аттрагирующая способность как новое свойство некоторых природных регуляторов роста // Междунар. конф. Актуальные вопросы экологической физиологии растений в XXI веке. - Тезисы докладов. Сыктывкар, 2001. - с.274.

9. Николаева М.Г. Роль фитогормонов в процессах созревания и прорастания семян. // Рост и гормональная регуляция жизнедеятельности растений. - Иркутск, 1974. - С.187-206.

10. Павлов А.Н. Повышение содержания белка в зерне. М.: Наука, 1984. - 119 с.

11. Прусакова Л.Д., Чижова С.И., Хрипач В.А. Устойчивость к полеганию и продуктивность ярового ячменя и многолетней пшеницы под влиянием брассиностероидов // С.-х. биология. 1995. № 1. - С. 93 - 98.

12. Слепичев С.И. Испытание брассиностероидов на зерновых культурах. // II Всесоюзное совещание по брас-синостероидам. - Тез. докл. Минск, 1991. - С. 39.

13. Хотулев В.Я. Связь содержания хлорофилла с фотосинтетической продуктивностью короткостебельных и длинностебельных сортов озимой пшеницы: автореф. дис. ...канд. биол. наук: 03.00.12. - Казань, 1985. - 19 с.

ГНУ «Ставропольский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» Россельхозакадемии, 356241, Ставропольский край, г.Михайловск, СНИИСХ, ул. Никонова, 49.

Электронная почта: Genalla@Rambler.ru

тел. 8-918-746-6286

зо