Реферат на тему:
Аденозинфосфатний пул в листках сортів озимої пшениці за різного
водозабезпечення
Ключову роль в процесах акумуляції і утилізації енергії відіграють
аденілові нуклеотиди – аденозин-5-моно- (АМФ), аденозин-5-ди- (АДФ) і
аденозин-5-трифосфат (АТФ), що визначають формування адаптивного
потенціалу рослин. З огляду на це, метою нашої роботи було дослідження
ступеня нагромадження вмісту вільних аденозинфосфатів (АМФ, АДФ, АТФ) і
змін величини енергетичного заряду (ЕЗ)([АТФ+1/2АДФ]/[АМФ+АДФ+АТФ]) в
листках сортів озимої пшениці за умов оптимального та недостатнього
водозабезпечення.
Об’єктом досліджень обрано сорти м’якої озимої пшениці
степового (Одеська 51, Одеська 117, стійкі до посухи) і лісостепового
(Білоцерківська 18, Білоцерківська 47, слабостійкі до посухи) екотипів,
які вирощували в умовах вегетаційного досліду за оптимального
водозабезпечення (60% повної вологоємкості (ПВ)) та живлення в посудинах
Вагнера місткістю 8 кг дерново-опідзоленого ґрунту. Штучну посуху
створювали одночасним припиненням поливу рослин протягом 14 діб у фазі
колосіння (VIII етап органогенезу). У післястресовий період вологість
грунту в посудинах знижувалась до 25% ПВ.
Встановлено, що в листках сортів озимої пшениці в критичну до
нестачі вологи фазу колосіння за умов оптимального водозабезпечення
значно збільшується вміст сумарного пулу вільних аденозин фосфатів,
особливо АТФ (табл.1). Стресова дія посухи індукувала зниження вмісту
АТФ, АДФ, АМФ як в стійких так і слабостійких до посухи сортів пшениці,
яке знаходиться під метаболічним контролем.
Таблиця 1. Вміст вільних аденозинфосфатів (в мкг/г сирої маси) і
величина ЕЗ в листках сортів озимої пшениці за різного водозабезпечення.
Сорт АМФ
М±м АДФ
М±м АТФ
М±м
ЕЗ
Одеська 51 30,6±2,9 35,6±2,9 62,2±4,5 0,62
20,0±1,4 22,6±1,4 24,4±1,9 0,53
Одеська117 33,8±2,5 36,6±2,0 58,8±4,7 0,60
19,6± 1,2 28,4 ±1,5 26,2±1,4 0,54
Білоцер-
ківська 18 38,7±3,2 34,4±1,9 48,0±3,0 0,54
28,9±1,8 12,6±0,8 19,0±1,2 0,42
Білоцер-
ківська 47 37,4±3,5 32,8±2,5 47,8±2,6 0,52
30,4±3,0 14,6±0,7 16,2±1,6 0,38
Примітка. Над рискою – контроль (оптимальна вологість ґрунту, 60 % ПВ),
під рискою – дослід (ґрунтова посуха, 25% ПВ)
Показано, що стійкі до посухи сорти пшениці Одеська 51 і
Одеська 117 в оптимальних і стресових умовах відзначались дещо вищим
сумарним аденілатним пулом (АТФ, АДФ, АМФ) порівняно зі слабостійкими
Білоцерківська 18 та Білоцерківська 47 (128,4-129,2 мкг/г сирої маси
проти 113,0-121,1 за оптимального водозабезпечення та 67,0-74,2 мкг/г
сирої маси проти 60,5-61,2 за посухи). У цілому, слабостійкі до посухи
сорти пшениці інтенсивніше витрачали енергію АТФ на адаптивні процеси до
водного стресу, ніж стійкі. За дії посухи сорти пшениці практично не
відрізнялись між собою за рівнем АТФ (зменшення порівняно з контролем на
55,5-60,8% у стійких до посухи сортів пшениці та 60,4-62,2% у
слабостійких). Водночас посухостійкі сорти за оптимального
водозабезпечення і посухи нагромаджували більшу кількість АТФ, ніж
слабостійкі.
Інтегральною характеристикою енергетичного стану клітин є ЕЗ –
міра «заповнення» аденілатної системи (суми АТФ, АДФ, АМФ)
високоенергетичними фосфатними групами. Якщо аденозинфосфати в клітині
містяться у формі АТФ, то система енергетично заповнена до межі і її ЕЗ
дорівнює 1,0. Якщо вони знаходяться у вигляді АМФ, то система не містить
високоенергетичних зв’язків і її ЕЗ становить 0,0. У випадку, якщо АМФ,
АДФ і АТФ виявляються у формі АДФ або в суміші АТФ і АМФ, то система
заповнена високоенергетичними зв’язками лише наполовину і її ЕЗ
дорівнює 0,5.
З’ясовано, що у період колосіння сорти пшениці витрачали на
процеси адаптації до посухи практично однакову кількість енергії АТФ.
Але у посухостійких сортів пшениці нами зафіксовано істотно менші
витрати енергії, порівняно з слабостійкими. Ефект формування більш
високих адаптивних властивостей у стійких до посухи сортів пшениці
обумовлений зниженням вмісту АДФ (23,4-36,5% у стійких до посухи сортів
пшениці та 45,9-63,4% у слабостійких). Водночас слабостійкі сорти
витрачали на процеси адаптації до посухи більшу кількість енергії, ніж
стійкі, за рахунок зменшення рівня АМФ (18,7-25,3% у слабостійких до
посухи сортів пшениці та 34,7-42,1% у стійких), що є наслідком розпаду
АТФ до АДФ і АМФ за водного стресу.
Виявлено, що в листках сортів пшениці за оптимального
водозабезпечення коефіцієнт ЕЗ становив 0,52-0,62, а в післястресовий
період знижувався до 0,38-0,54 (табл.1). Наведені результати свідчать,
що за дії тривалої посухи відбувається зменшення ступеня заповнення
аденілатної системи високо енергетичними фосфатними зв’язками. Так, у
листках посухостійкого сорту пшениці Одеська 51 (контроль) вміст АТФ в
загальному пулі аденілатів становив близько 80%, рівень АМФ і АДФ – 5 та
15% відповідно. Стресова дія посухи індукує зміни вмісту аденілових
нуклеотидів і функціонування систем енергозабезпечення рослин пшениці
(табл.2). Зростання втрат води викликало у незагартованих до посухи
рослин пшениці зменшення сумарного пулу аденозинфосфатів, який за 60% ВД
становив 50% контрольного рівня за незмінної молярної концентрації. При
цьому змінювався лише пул АТФ, а рівень АМФ і АДФ залишався практично
незмінним. У загартованих до посухи рослин спостерігалось зменшення
сумарного пулу аденілатів від 20 до 40% рівня водного дефіциту, проте
воно було незначним. При 60% водного дефіциту вміст нуклеотидів
становив 25% від контролю. У співвідношенні АТФ/АДФ у загартованих і
незагартованих листків пшениці відмінностей не було виявлено.
Таблиця 2. Енергетичний стан листків озимої пшениці за наростаючої дії
водного дефіциту
Варіант Енергетичний заряд АТФ/АДФ
Незагартовані листки
Контроль 0,87 5,44±0,28
Водний дефіцит, %
20 0,85 6,00±0,08
40 0,86 4,78±0,20
60 0,84 3,90± 0,10
Загартовані листки
Контроль 0,87 5,93±0,11
Водний дефіцит, %
20 0,84 6,75±0,22
40 0,87 6,80±021
60 0,86 6,70±0,20
За умов зростання водного стресу в незагартованих листках пшениці
відношення АТФ/АДФ зменшувалось, тоді як у загартованих ця величина
залишалася незмінною. ЕЗ за дії наростаючої посухи змін не зазнавав, що
свідчить про його високу стабільність.
Таким чином, посухостійкі сорти озимої пшениці степового
екотипу, порівняно зі слабостійкими лісостепового, відзначаються вищим
вмістом АТФ, АДФ та коефіцієнтом ЕЗ, а також меншим витрачанням енергії
на процеси адаптації до водного стресу. Для оцінки ступеня адаптаціїі
стійкості сортів озимої пшениці до водного стресу пропонується
використовувати величину ЕЗ аденілатної системи.
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
