Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Диагностика термотолерантности и возможности закаливания растений

10.11.2018

Наиболее известными методами определения жаростойкости являются:

• определение целостности клеток путем измерения выхода электролитов;

• регистрация флуоресценции хлорофилла;

• определение содержания БТШ в проростках или закончившем рост листе.

Хотя генотипические различия по жаростойкости в пределах видов существуют, у многих культур селекция на жаростойкость (если понимать под этим получение высоких и стабильных урожаев при действии очень высоких температур) к заметным результатам не привела. Анализ 66 сортов пшеницы показал, что масса единичной зерновки при действии жары в ходе налива снижалась от 10 до 60%, а межсортовые различия обусловлены ареалом происхождения сортов — тропические сорта оказались более жаростойкими, чем европейские. Подобная тенденция отмечена также для гибридов кукурузы и сортов риса, причем японский подвид риса оказался более восприимчивым к жаре, чем индийский.

Скрещивание сортов пшеницы, контрастных по жаростойкости, и последующий анализ потомства показали, что наследуемость жаростойкости недостаточно высокая. Селекция на жаростойкость оказалась, напротив, весьма перспективной для кукурузы.

Жаростойкие растения (преимущественно естественных местообитаний) отличаются эффективной биохимической адаптацией:

• высоким содержанием прочносвязанной воды, обеспечивающей достаточную вязкость цитоплазмы;

• наличием осмотически активных веществ — пролина, бетаина, многоатомных спиртов, углеводов, гидрофильных олигопептидов;

• повышенным содержанием органических кислот, связывающих аммиак;

• поддержанием стабильной ИД в широком диапазоне температур, обеспечивающей синтез достаточного количества органических кислот для детоксикации продуктов действия ТШ;

• обезвреживанием продуктов ПОЛ с помощью антиоксидантов;

• стабильностью белков и липидов мембран, поддерживающих их функциональную активность.

Потенциал жароустойчивости полевых культур, в отличие от диких видов, существенно ниже. Устойчивые сорта, как правило, способны лишь в узком диапазоне действия ТШ оптимизировать свои функции и сформировать достаточно хороший урожай. Вместе с тем отмеченная выше функциональная биохимическая адаптация (хотя и достаточно быстрая) — не единственный механизм жароустойчивости культур. Относительно медленный, но более энергоемкий путь — структурная адаптация, включающая формирование опушений и толстой кутикулы на листьях, перераспределение большей доли ассимилятов в корни для повышения поглотительной поверхности, частичная дегидратация и снижение интенсивности клеточного метаболизма, поддержание на определенном уровне текучести мембран благодаря повышению содержания насыщенных жирных кислот в липидах. Если перечисленные структурно-функциональные приспособления не в состоянии защитить растение от гипертермии, включается следующий механизм защиты — образование БТШ.

Существуют разные способы, позволяющие снизить действие жары на урожай и его качество. Избегание жары, на первый взгляд, самый простой и очевидный способ снижения влияния жары на урожай и качество. Он предусматривает выведение сортов, созревающих или проходящих критические фазы развития до наступления жары. Поскольку это зачастую требует сокращения вегетационного периода культуры, потенциал урожайности снижается.

Поливы помогают легко регулировать микроклимат в посевах, что охлаждает как органы растений, так и окружающий воздух. К новым подходам снижения температуры тканей в посеве относится повышенное отражение солнечной радиации кутикулярными восками листьев у современных сортов, которое пока недостаточно изучено, хотя и находится под простым генетическим контролем.

Важным дополнением могут быть физиологические подходы, направленные на повышение термотолерантности, в частности закалка семян и рассады, опрыскивание 0,05%-ным раствором солей цинка. При этом термоустойчивость двух важных энергопродуцирующих процессов — фотосинтеза и дыхания — становится определяющей для жароустойчивости сорта.

При тепловом закаливании усиливается поглощение кислорода, однако дыхательный коэффициент не меняется. При повреждающих значениях температуры происходит резкое снижение интенсивности дыхания и энергетического обеспечения клетки, что в сочетании с нарушением структуры и функции мембран приводит к снижению терморегуляции и повреждению растений. Важно заметить, что если при закаливании происходит перестройка дыхания и повышение устойчивости, то при действии повреждающей температуры наблюдается нарушение функциональной активности клеток и организма в целом, которая восстанавливается лишь в случае кратковременного воздействия. Теплоустойчивость ферментов дыхательного метаболизма при закаливании повышается параллельно с изменением ИД, что указывает на их определяющую роль в регуляции дыхания.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: