ЭлБиб

Аграрная наука Евро-Северо-Востока, №6(61), 2017 г.

Эстивум 155 и AC Taber. Сорта Алтайская 80, Легенда, Тулайковская 105, Тюменская 80, Эстивум 155 и Nawra усилили

работу генетических систем адаптивности и аттракции. Эти сорта могут быть использованы в качестве источни-

ков усиления работы указанных генетических систем в селекции на алюмоустойчивость. Для сортов Легенда и Эсти-

вум 155 воздействие почвенного алюминия значимо усилило работу генетических систем адаптивности и аттракции,

внекорневая обработка ‒ снижала ее. У сортов Свеча и Магистральная 1 почвенный алюминий снизил активность

этих систем, фолиарная обработка ‒ усилила. Только у сорта Эстивум 155 алюминий в обоих случаях усиливал работу

генетической системы микрораспределения. Остальные сорта показали противоположное направление изменений

активности этой системы при разных путях поступления стрессора. Различия сортов по уровню алюмоустойчиво-

сти корневых систем не отразились на работе генетической системы микрораспределения при обоих способах воз-

действия стрессора. Это указывает на слабую генетическую сцепленность механизмов перераспределения продуктов

фотосинтеза внутри колоса яровой мягкой пшеницы с механизмами устойчивости к действию стрессовых факторов.

Ключевые слова:

алюмоустойчивость, адаптивность, аттракция, микрораспределение, фотоассимиляты, стресс

Развитие количественных признаков рас-

тений находится под контролем множества ге-

нов, действующих зачастую разнонаправленно,

и поэтому маскирующих видимое проявление

эффектов друг друга. Однако на экспрессию ге-

нов значимое влияние оказывают физические и

химические сигналы, поступающие в клетку из

окружающей среды [1]. С другой стороны, эти

сигналы среды, в число которых входят и раз-

личные стрессовые факторы, могут приводить

к качественным и количественным изменениям

самого комплекса генов, влияющего на сред-

нюю величину и генотипическую изменчивость

признака в наборе сортов [2]. В настоящее вре-

мя предполагается наличие семи генетических

систем, определяющих развитие какого-либо

количественного параметра, из которых три си-

стемы: аттракции продуктов фотосинтеза и эле-

ментов минерального питания из стебля и ли-

стьев; микрораспределений аттрагированных

пластических веществ между зернами и мяки-

ной в колосе; адаптивности к конкретным ус-

ловиям места и года выращивания, либо специ-

альной адаптации к конкретным абиотическим

факторам среды, могут регулироваться как се-

лекционными, так и агротехнологическими ме-

тодами [3]. Одним из таких приемов является

внекорневая обработка растений различными

химическими и биологическими препаратами.

Как известно, трехвалентные ионы алю-

миния являются основным стрессовым факто-

ром кислых дерново-подзолистых почв евро-

пейской части России [4]. С другой стороны,

ионы некоторых металлов, наряду с алюмини-

ем относящихся к группе тяжелых, в неболь-

ших концентрациях могут стимулировать от-

дельные метаболические процессы [5]. Напри-

мер, действие ионов алюминия на пигментную

систему зерновых культур может приводить к

активации синтеза пигментов и улучшение со-

отношения хлорофиллов a/b, хлорофиллов и

каротиноидов [6]. В то же время практически

все работы, связанные с изучением механиз-

мов устойчивости растений к ионам алюминия,

проводятся в условиях почвенных или гидро-

понных культур, когда стрессор воздействует

на растения через корневую систему. При таком

подходе очень сложно отделить прямое влияние

ионов алюминия на надземные органы растений

от его косвенного влияния посредством измене-

ния метаболизма корней.

Известно, что расте-

ния зерновых культур накапливают алюминий в

корнях (в основном – в клеточных стенках) [7,

8], и в надземные органы перемещается толь-

ко малая его часть [9]. В частности у пшеницы

(

Triticum aestivum

L.) более 77% общего количе-

ства Al локализуется в клеточных стенках кор-

невого апекса, а до листьев доходит не более 5%

[10]. R. Azmat, S. Hasan [11] высказали мнение,

что ингибирование синтеза хлорофилла может

быть объяснено физическим присутствием ио-

нов алюминия в хлоропласте. Таким образом, к

настоящему времени не ясна роль алюминия в

изменении генетико-физиологических параме-

тров метаболизма листьев и стеблей растений.

Цель исследований

– выявление разли-

чий в активности генетических систем адаптив-

ности, аттракции и микрораспределения про-

дуктов фотосинтеза внутри колоса растений

яровой мягкой пшеницы (

Triticum aestivum

L.)

при корневом и фолиарном (внекорневом) воз-

действии ионов алюминия.

Материал и методы.

В полевых усло-

виях Кировской области в 2014…2016 гг. были

исследованы сорта яровой мягкой пшеницы

различного эколого-географического проис-

хождения, отличающиеся по уровню потенци-

альной алюмоустойчивости корневых систем.

Использовано два различных способа воздей-

ствия ионов алюминия на растения пшеницы.

Первый опыт (мелкоделяночный): использова-

ны сорта (в порядке повышения уровня алюмо-

устойчивости) Сибирская 14 (Новосибирская

обл., Россия); Эстивум 155 (Самарская обл.,

Россия); Свеча, Баженка, Вятчанка (Кировская

обл., Россия); Магистральная 1 (Новосибирская

обл., Россия); Эстивум V313 (Самарская обл.,

Россия); Легенда (Новосибирская обл., Россия);

Тюменская 80 (Тюменская обл., Россия); Харь-

ковская 30 (Украина). Растения выращивали до

Электронная Научн я СельскоХозяйственная Библиотека