Светоимпульсная стимуляция растений. - Шахов А.А.
Скачать (прямая ссылка):
Светоимпульсное облучение семян кукурузы ускоряет формирование мембранной системы хлоропластов. Мутанты, полученные при действии ИКСС на семена томата, характеризуются ускорением хлоропластогенеза и митохондриогенеза, протекающими в их проростках (Шахов, Балаур, см. наст.сб.). Можно предполагать, что стимулирующие дозы интенсивного света при светоимпульсном облучении метаболизирующих органов окажутся также и мутагенными. Поскольку метаболические процессы в клетках могут влиять на реализацию потенциальных изменений, ведущих к мутациям (Дубинин, Акифьев, 1969 ), представлялось целесообразным испытать мутагенное действие ИКСС на пробуждающиеся генеративные почки.
Мы допустили, что стимулирующее и мутагеяное действие ИКСС должно проявляться во время микроспорогенеза и последующего гаметогенеза. Одним из важных условий наступления
мейоза, протекающего в течение микроспорогенеза, является синтез нуклеиновых кислот в клетках археспориальной ткани.
По данным Э.Л.МиляевоЙ (1967), изучавшей микроспорогенез у •Citrus sinensis, максимальное содержание РНК, белка, растворимых SH =групп, аскорбиновой кислоты и наибольшая активность дегидраз и цитохромоксидазы в клетках микроспор приходится на предшествующие мейозу стадии, а во время мейоза содержание указанных веществ и активность ферментов понижаются. Однако в процессе дальнейшего роста и развития образовавшихся микроспор физиологическая активность вновь по— вышается.
Авторадиографическое исследование синтеза РНК и белков в материнских клетках пыльцы, молодых пыльцевых, зернах и клетках твпетума во время микроспорогенеза у "Paeonia tenuifolia показало значительные изменения в белковом й нуклеиновом синтезе в различные фазы мейоза ( Sauter, ' 1969). Весьма вйхсоким синтез РНК и белков в материнских клетках пыльцы был в фазу, предшествующую мейозу, а пониженным - в стадии профазы 1 от лептонемы до пахйнемы. В последующие стадии до конца мейоза синтез РНК был угнетен, а белка почти отсутствовал или был минимадьным . В молодых микроспорах синтез РНК и белков снова возрастал. Шроуен и Линскенс ( Schrauwen, L i n s k e n s, 1969 ) наблюдали в прорастающей пыльце Petunia hibrida полисомы, а Дексхеймер ( Dexhei— me г, 1968) - синтез РНК в пыльцевых трубках в период нх роста.
Для образования фотонндуцированных мутантов при облучении пыльцы (Бляндур и др., 1969 ) немаловажное значение имеет наличие в ней, главным образом в экзине, каротиноидов. Они играют основную роль в поглощении пыльцой квантов света и в использовании поглощенной энергии в процессах метаболизма при развитии и прорастании пыльцевых зерен. Под влиянием ли-покаротиноидного комплекса в пыльце белой лилии активировался обмен веществ в рыльце, что, по данным Я.С. Модилевского (1953), проявилось, в частности, в увеличении дыхательной активности сосочков рыльца. По сообщению того же автора, опыление пыльцой, лишенной каротиноидов, снизило процент оплодотворения в четыре раза.
Для оценки возможных метаболических изменений в процессе микроспорогенеза при светоимпульсном облучении генеративных почек необходимо иметь в виду высокую метаболическую активность спорогенной ткани в период мейоза.
По современным данным ( Rosen, 1968 )f в пыльцевых зернах и пыльцевых трубках покрытосемянных растений содержатся кислая и щелочная фосфатазы, неспецифичная эстераза, липаза, дезоксирибонуклеаза, /3 =глюкуронидаза и арилсульфатаза. Важ-
но, что многие ферменты выделяются пыльцой и пыльцевыми трубками в окружающую среду. Наибольшую активность ферментов наблюдали в оболочке ( Knox, ileslop—Harrison, 1969). Поэтому считается, что ферментативная активность пыльцевого зерна в большинстве случаев локализована в центральной или наружной части интины. Внепротоплазматическая локализация ряда гидролитических ферментов определяет их быстрое освобождение из пыльцевых зерен при намачивании последних в воде. Имеются данные, что кислые фосфатазы у Lychnis alba находятся в цитоплазматических пузырьках ('Crang, Miles, 1969). Плазма пыльцы и пыльцевых трубок содержит митохондрии, пластиды, эндоплазматический ретикулум, рибосомы. В процессе развития микроспор увеличивается число крист в митохондриях и внутренних мембран в пластидах ( rloefert, 1969 ; Crang,
Miles, 1969 ), Для развития мембран в пыльце имеется много липидов. В пыльцевых зернах петунии более 4% сухого вес ~ приходится на фосфолипиды и столько же на жирные кислоты
( Hoeberichts, Linskens, 1968 ).
На основании изложенного можно предположить, что светоимпульсное облучение во время микроспорогенеза должно влиять на важные метаболические процессы, связанные с мейозом. Мы поставили задачу светоимпульсным облучением генеративных почек тополей повлиять на их микроспорогенез и путем гибридизации получить измененное потомство, среди которого отобрать мутанты с полезными признаками. На данном этапе проведения этого исследования получены факты, которые свидетельствуют о том, что светоимпульсное облучение действительно влияет на микроспорогенез.
Объектами нашего исследования были тополя. - Populus bachofenil Hozier (материнская форма) и P.alba L. (отцов-
