Влияние физиологически активных веществ на анатомическое строение проростков маша при использовании гумата калия Agro.Bio

За последние годы в литературе широко отмечается эффективное действие физиологически активных веществ на анатомическое строение растений. Положительный эффект ростускоряющих веществ состоит в том, что они принимают участие в регулировании синтеза белков, оказывая влияние на лабильные формы нуклеиновых кислот и прежде всего на иРНК.

Процессы роста и морфогенеза строго сопряжены с изменением содержания нуклеиновых кислот, их локализацией в клетке и состоянием в цитоплазме и ядре. Образованию клеточных структур предшествует накопление в этих местах нуклеиновых кислот. Так как физиологически активные вещества усиливают нуклеиновый обмен, они должны ускорять образовательные процессы всего организма растения.

Имеются данные также о влиянии дифференцированных ингибиторов на рост и развитие растений. Действие 8-азогуанина — аналога гуанина — проявляется в том, что он, входя в состав лабильных форм РНК, искажает матрицу, и в результате продуцируется белок с измененной структурой. А так как образовательные процессы в клетке тесно связаны с белковым обменом, можно предположить, что действие азогуанина должно обязательно проявиться на анатомическом строении растений.

Другой ингибитор — 2,4-динитрофенол, значительно активизируя дыхание, нарушает окислительно-восстановительное фосфорилирование, что отражается на функциональной деятельности всего организма и не может не повлиять на его анатомическое строение.

Физиологически активные вещества увеличивают энергетический потенциал растения, образуют аденозинтрифосфат (АТФ) и благодаря этому способствуют регенерации нуклеозиддифосфатов в нуклеозидтрифосфаты, что приводит к активации синтеза нуклеиновых кислот. В соответствии с этим в схему опыта введены 8-азогуанин, 2,4-динитрофенол, АТФ и гумат калия.

Цель работы:

изучение влияния этих веществ на анатомическое строение проростков маша и снятие действия ингибиторов ростстимулирующими веществами.

Методика исследований

Семена замачивали в воде, АТФ (1,4·10⁻⁵ М), гумате калия (3,1·10⁻⁵ М), 8-азогуанине (10⁻⁴ М) и 2,4-динитрофеноле (10⁻³ М). Через 24 часа проростки с ингибиторов пересаживали на воду, АТФ и гумат калия, что позволило наблюдать влияние всех перечисленных веществ на рост и развитие проростков, а также эффект снятия ингибирующего действия.

Анатомические исследования проводили на восьмидневных проростках маша. Изучали лист, стебель и корень. Для определения количества устьиц и размера замыкающих клеток готовили временные препараты листьев.

Основная часть исследований выполнена на фиксированных по Карнуа и Навашину постоянных препаратах. Техника работ (от взятия проб до получения препаратов) соответствовала общепринятым методикам.

Срезы парафинированного материала готовили на санном микротоме. Толщина срезов варьировалась от 8 до 20 мк в зависимости от размеров клеток.

Количественно-анатомические исследования стебля и корня включали:

• Определение общего диаметра среза и площади.
• Соотношение тканей на поперечных срезах.

Средние значения вычисляли на основании 10 промеров и просмотра 10 срезов каждого варианта (всего 100 промеров). Срезы корня делали у его основания, стебля — в нижней части гипокотиля.

Окраску срезов проводили красителями:

• Гематоксилин с эозином по Генденгайну.
• Метиловый зеленый с пиронином по Унна и Браше.

Результаты исследований

Различия в анатомическом строении проростков маша, выращенных на разных фонах, касаются количественных соотношений, характера развития и степени дифференциации тканей стебля, корня и листа.

Ингибирующее действие:

• 8-азогуанин и 2,4-динитрофенол вызывают нарушение внутриклеточного метаболизма, гибель покровных тканей, деформацию клеток, торможение прорастания семян и роста проростков.

Стимулирующее действие:

• АТФ и гумат калия увеличивают общую толщину и площадь тканей стебля и корня.
• При пересадке проростков с ингибиторов на АТФ или гумат калия наблюдается восстановление роста и формирование тканей.

Таблица 1. Влияние веществ на соотношение тканей стебля проростков маша

Среда замачивания семян	Среда пересадки	Показатели
		Средний диаметр среза, мк	Площадь среза, мм²	Толщина тканей по радиусу, мк	Площадь тканей, мм²	Общая площадь среза, % к контролю	Зона пучков и паренхимы, % к контролю
Вода	Вода (контроль)	127.4	0.012	25.8 / 37.9	0.008 / 0.001	100	100
АТФ, 1,4·10⁻⁵	АТФ, 1,4·10⁻⁵	187.2	0.026	60.1 / 33.5	0.023 / 0.003	216	287
Гумат калия, 3,1·10⁻⁵	Гумат калия, 3,1·10⁻⁵	168.8	0.022	52.4 / 32.4	0.020 / 0.002	183	250
8-азогуанин, 10⁻⁴	8-азогуанин, 10⁻⁴	72.0	0.004	16.5 / 24.5	0.0036 / 0.0004	33	45
8-азогуанин, 10⁻⁴	Вода	99.2	0.006	23.8 / 25.7	0.004 / 0.002	50	50
8-азогуанин, 10⁻⁴	АТФ, 1,4·10⁻⁵	175.0	0.024	16.1 / 41.4	0.014 / 0.010	200	175
8-азогуанин, 10⁻⁴	Гумат калия, 3,1·10⁻⁵	140.4	0.015	43.2 / 27.0	0.010 / 0.005	125	125
2,4-динитрофенол, 10⁻³	2,4-динитрофенол, 10⁻³	100.9	0.007	20.2 / 30.2	0.006 / 0.001	58	75
2,4-динитрофенол, 10⁻³	Вода	109.4	0.009	27.7 / 27.0	0.007 / 0.002	75	87
2,4-динитрофенол, 10⁻³	АТФ, 1,4·10⁻⁵	172.8	0.022	51.8 / 34.5	0.018 / 0.004	183	225
2,4-динитрофенол, 10⁻³	Гумат калия, 3,1·10⁻⁵	159.8	0.019	48.2 / 31.6	0.016 / 0.003	158	200

Таблица 2. Влияние веществ на соотношение тканей корня проростков маша

Среда замачивания семян	Среда пересадки	Показатели
		Средний диаметр среза, мк	Площадь среза, мм²	Толщина тканей по радиусу, мк	Площадь тканей, мм²	Общая площадь среза, % к контролю	Флоэмно-ксилемная зона, % к контролю
Вода	Вода (контроль)	282.5	0.25	46.7 / 94.5	0.17 / 0.08	100	100
АТФ, 1,4·10⁻⁵	АТФ, 1,4·10⁻⁵	581.4	0.76	179.6 / 111.1	0.65 / 0.11	304	382
Гумат калия, 3,1·10⁻⁵	Гумат калия, 3,1·10⁻⁵	439.6	0.61	52.0 / 90.0	0.28 / 0.13	244	282
8-азогуанин, 10⁻⁴	8-азогуанин, 10⁻⁴	201.7	0.13	Нет дифференциации	---	52	---
8-азогуанин, 10⁻⁴	Вода	280.6	0.25	21.5 / 18.8	0.10 / 0.15	100	60
8-азогуанин, 10⁻⁴	АТФ, 1,4·10⁻⁵	380.6	0.45	100.0 / 90.0	0.30 / 0.15	180	177
8-азогуанин, 10⁻⁴	Гумат калия, 3,1·10⁻⁵	360.3	0.41	90.0 / 90.1	0.28 / 0.13	164	164
2,4-динитрофенол, 10⁻³	2,4-динитрофенол, 10⁻³	267.3	0.22	39.3 / 94.3	0.10 / 0.12	88	59
2,4-динитрофенол, 10⁻³	Вода	280.3	0.24	42.0 / 98.1	0.18 / 0.06	96	105
2,4-динитрофенол, 10⁻³	АТФ, 1,4·10⁻⁵	390.5	0.48	105.0 / 90.2	0.24 / 0.24	192	141
2,4-динитрофенол, 10⁻³	Гумат калия, 3,1·10⁻⁵	389.3	0.47	104.3 / 90.3	0.22 / 0.25	188	129

Таблица 3. Влияние веществ на количество устьиц и размер замыкающих клеток

Среда замачивания семян	Среда пересадки	Количество устьиц (шт.)	Размер замыкающих клеток (мк)
Вода	Вода (контроль)	93.2	25.8
АТФ, 1,4·10⁻⁵	АТФ, 1,4·10⁻⁵	164.4	60.1
Гумат калия, 3,1·10⁻⁵	Гумат калия, 3,1·10⁻⁵	127.0	52.4
8-азогуанин, 10⁻⁴	8-азогуанин, 10⁻⁴	77.6	16.5
8-азогуанин, 10⁻⁴	Вода	87.6	23.8
8-азогуанин, 10⁻⁴	АТФ, 1,4·10⁻⁵	140.8	51.8
8-азогуанин, 10⁻⁴	Гумат калия, 3,1·10⁻⁵	120.0	48.2
2,4-динитрофенол, 10⁻³	2,4-динитрофенол, 10⁻³	71.2	20.2
2,4-динитрофенол, 10⁻³	Вода	81.2	27.7
2,4-динитрофенол, 10⁻³	АТФ, 1,4·10⁻⁵	105.2	51.8
2,4-динитрофенол, 10⁻³	Гумат калия, 3,1·10⁻⁵	102.8	48.2

Выводы

1. Аденозинтрифосфат и гумат калия Agro.Bio стимулируют рост и дифференциацию клеток, что отражается на анатомическом строении корня, стебля и листа проростков маша.
2. 8-азогуанин подавляет белковый обмен, искажая структуру РНК, что негативно влияет на рост и размножение клеток.
3. 2,4-динитрофенол угнетает жизненные процессы клетки, нарушая дыхание и фосфорилирование.
4. АТФ и гумат калия частично снимают ингибирующее действие 8-азогуанина и 2,4-динитрофенола, восстанавливая энергетический потенциал и нормализуя рост клеток.