Светоимпульсная стимуляция растений. - Шахов А.А.
Скачать (прямая ссылка):
В последних работах нами приведены экспериментальные данные о получении мутантных линий кукурузы при облучении пыльцы ИКСС (Бляндур, Лысиков, Шахов, 1969 ). Облученная пыльца наносилась на рыльца растений кукурузы для самоопыления. Уже в первый год выращивания облученного материала удалось выделить рйд морфологических и физиологических мутаций. Число мутаций сильно зависит от спектрального состава ИКСС. Так, при облучении пыльцы белым ИКСС в первый год выращивания растений не удалось выделить ни одного мутанта, при облучении желто-оранжевым ИКСС мутаций мало, а при облучении сине-фиолетовым - количество мутаций резко возрастает. Количество СР в пыльце, облученной синим ИКСС, было также высоким.
Итак, говоря о действии излучений высокой энергии на растения, мы имеем следующую картину. В целом проблема изучена мало. Наибольшее количество экспериментальных данных имеется по суммарному действию этого фактора. Касаясь ИКСС, как одного из видов высокоэнергетического излучения, активно действующего на растения, имеется также большой материал о его положительном действии на рост и развитие растений при облучении семян, клубней и растений различных сельскохозяйственных культур. Положительное действие ИКСС проявляется в стимуляции основных физиологических процессов и в повышении продуктивности ряда сельскохозяйственных культур (Шахов, 1965а). Кроме того, конечным эффектом действия ИКСС на растения (при облучении пыльцы) является генетический эффект, выражающийся в образовании различного рода мутаций. Правда, таких экспериментов пока мало, однако полученные данные говорят о широком практическом использовании ИКСС в растениеводстве и в селекции растений и дают богатый материал для теоретической интерпретации действия высокоэнергетических излучений на растение и другие биологические объекты. Здесь уместно упомянуть предвидение болгарского академика Методия Попова (1957 ), который указывал на возможность стимуляции растений лучистой энергией подобно химической стимуляции. Как теперь установлено, при облучении активно метаболизирующей растительной системы в процессе биохимического и физиологического развития первичных радиационнохимических изменений в клетках образуются различные неспецифические продукты, влияющие непосредственно на метаболизм клеток и на изменение генетических эффектов в клетках. Кроме того, изменяя уровень активности и направленность ферментативных процессов, ИКСС вызывает повышение общей активности клеток растений, изменяет и даже нарушает нормальную регуляцию в них.
%
За последние годы накоплен богатый экспериментальный материал о первичных механизмах действия лучистой энергии, в том числе и ИКСС, на растения. Так, изучено образование свободных радикалов в растениях под действием лучистой энергии, имеются экспериментальные данные о дальнейшей судьбе CPf индуцированных облучением, исследована количественная сторона выхода СР в зависимости от энергетической нагрузки и частотного диапазона излучений; установлено, что при облучении биологической системы в ней возникает несколько типов СР, имеющих различные энергии образования, различные пороги насыщения,’ неодинаково реагирующие на действие дополнительных внешних физических факторов (температура, влажность, кислород), что свидетельствует о различии природы этих индуцированных парамагнитных центров.
Первичные механизмы действия высокоэнергетических излучений на растения как на систему не исчерпываются только образованием короткоживущих и стабильных СР. Здесь происходят процессы возбуждения атомов и молекул, их ионизация и др., которые до сих пор пока мало изучены и требуют всесторонних исследований. Ряд сложных фотохимических, биохимических и физиологических процессов в растениях после облучения или в растениях, выросших из облученных семян или клубней, практически не изучен. Известны некоторые факты о том, что у растений, выросших из облученных ИКСС семян и клубней, уве-линивается интенсивность фотосинтеза и повышается биосинтея пигментов. Так как при облучении этиолированных проростков растений ИКСС в них усиливается биосинтез хлорофиллов (Шахов, Коцур, Лихолат, см. наст.сб,), это дает основание говорить об активации фотохимических процессов. Изменение общей метаболической активности облученных растений приводит к образованию большого количества эндогенных или метаболических свободных радикалов, которые можно учесть экспериментально. Большая часть биохимических, фотохимических и физиологических процессов, претерпевающих изменения под действием лучистой энергии высоких интенсивностей, требует еще всестороннего и глубокого изучения как на целостном организме, так и на отдельных клетках, их структурах и на модельных системах.
Для решения проблем фотоэнергетики растений требуется в$г~-яснение многих сложных вопросов, связанных с изучением действия высокоэнергетических и низкочастотных излучений на живые организмы вообще и на растения в частности* Весь частотный диапазон электромагнитных колебаний и корпускулярные излучения радиоактивных элементов, встречающихся в природе, безусловно, оказывают определенное конкретное влияние на живые организмы, являясь одной из основных компонент сложной эковистемы. Лучистая энергия различных интенсивностей и час-
