Біологічна роль абсцизової кислоти і етилену та їхній синтез в рослинах за дії стресів

Визначення пігментів. Хлорофіли визначали як описано в Мачаклан і Залік [Machachlan, Zalik, 1963]. Екстракцію проводили в 80% -ному ацетоні (спирті), екстракти просвітлювали центрифугуванням при 2500 об/хв і визначали на спектрофотометрі СФ-20 при довжині хвиль 645 і 663 нм.

Визначення АЦК. АЦК визначали згідно процедури, описаної Крістман і Френзель [Christmann, Frenzel, 1997]. Зірвані листки (2 г) заморожували в рідкому азоті і розтирали в 35 мл розчину метанол: 0, 04 фосфатного буферу рН 7, 0 (3: 1 об'єм/об'єм). Після фільтрації на целюлозному фільтрі метанол випаровували при 35°С під вакуумом. Водний залишок доводили дистильованою водою до 10 мл і центрифугували при 2000 g протягом 15 хв. 0, 5 мл супернатанту використали для аналізу АЦК згідно методу Лізади [Lizada, Yang, 1979]. АЦК поміщали в флакони об'ємом 5 мл і розкладали за допомогою NaClO. Водний залишок після центрифугування використали також для визначення малоніл АЦК (МАЦК). Супернатант після центрифугування із АЦК гідролізували в 6 M HCl при 100°C протягом 3 год. Отриманий розчин нейтралізували насиченим розчином NaOH, доводили до загального об'єму 2 мл і центрифугували до просвітлення. AЦК визначали до і після гідролізу в HCl [Gallardo et al., 1991]. Різниця у вмісті АЦК до і після HCl-гідролізу визначена як MAЦК в екстракті.

Визначення гідропероксидів ліпідів. До наважки ліпідів 2 мг добавляли 12, 5 мл суміші хлороформ/оцтова кислота (1: 1), продували азотом, закривали на 5 хв, добавляли 1 мл 50% -ного розчину йодистого калію і витримували 10 хв в холодильнику. Після цього добавляли 20 мл дистильованої води і 1 мл 1% -ного розчину крохмалю, перемішували і титрували 0, 001 н розчином тіосульфату натрію. Вміст гідропероксидів виражали в йодних процентах (J%), [Aрутюнян и др., 1979].

Визначення малонового діальдегіду (МДА). Для визначення МДА 1 г тканин гомогенізували в 10 мл 20% -ої трихлороцтової кислоти + 1 мМ ЕDТА і центрифугували при 3500 g протягом 10 хв. До 3 мл гомогенату добавляли 1 мл 0, 67% тіобарбітурової кислоти і кип'ятили при 100°С протягом години в запаяних ампулах. Спектрометрію гомогенатів проводили на СФ-20 при 532 нм.

Дані експериментів обробляли статистично з використанням загальноприйнятих методик [Доспехов, 1985].

Біологічна функція АБСЦИЗОВОЇ КИСЛОТИ та її синтез за дії стресових чинників

Залежність між вмістом АБК у функціонально різних клітин рослин і їх фізіологічним станом. Отримані нами дані при вивченні впливу ретарданту кампозану (етефон, продуцент етилену in vivo, рис. 1) на підвищення стійкості озимого жита до вилягання, свідчили про суттєве збільшення концентрації АБК у рослинах за дії етилену [Калинин, Курчий, 1986]. Проте ці дані не давали відповіді на питання про механізми збільшення кількості АБК при одночасному зменшенні інших природних регуляторів (ІОК, ГК3 і зеатину). Оскільки досліди були проведені тільки на одній стадії розвитку, ми продовжили наші дослідження по визначенню вмісту АБК на інших стадіях онтогенезу рослин озимого жита. Виявлено (табл. 1) [Курчій, 2000], що найбільша концентрація АБК була у меристематичних і хлорофілоносних тканинах. У меристемах етіольованих паростків (перший листок) АБК було в 5, 4 раза більше, ніж у цілих (разом із коренями) паростках. Паростки, оброблені етефоном і дікватом містили в 1, 4 і 1, 2 рази відповідно більше цієї кислоти у порівнянні з необробленими. У зернівках у фазі молочної стиглості АБК було в 1, 7 раза більше, ніж у фазу воскової стиглості. Таким чином, максимальний вміст АБК був характерний для меристематичних тканин і хлорофілоносних листків озимого жита на стадії молочної стиглості, тобто у тканинах з інтенсивними процесами росту або метаболізму.

Отримані нами дані не підтверджували роль АБК як інгібітора росту рослин [Addicott, 1983; Кефели, 1977; Петелина, 1981], оскільки, наприклад у зрілих зернівках її мало бути більше, ніж на стадії інтенсивного росту. В 1982 р. Chen T. (США) для явища збільшення концентрації АБК в томатах за дії температурного стресу запропонував термін для АБК – «стресовий гормон». В кінці 80-х і протягом 90-х років опубліковані статті [див. огляди Leung and Girodat, 1998; Shinozaki and Yamaguchi-Shinozaki, 2000], в яких уже відмічалася позитивна роль АБК за дії фізичних і хімічних чинників.

Дія продуцентів етилену на рослини озимого жита супроводжувалася зменшенням вмісту ІОК, зеатину, ГК3 і збільшенням АБК [Калинин, Курчий, 1986]. Оскільки існує тісна кореляція між вмістом гомонів «стимулюючої» (ІОК, зеатину, ГК3) і гальмівної (АБК, феноли) дій, потрібно було з'ясувати, як буде змінюватися концентрація АБК за дії ІОК, зеатину і ГК у рістгальмівних концентраціях. Для порівняння також використовували синтетичні препарати ауксиноподібної дії піклораму, 2, 4-Д, а також гербіциду діквату. Для дослідів нами були відібрані препарати, молекулярні механізми дії яких добре вивчено, наприклад, дікват відомий як ініціатор пероксидного окиснення ліпідів [Jones, Мale, 2000].

Отримані дані засвідчили зменшення маси сухої речовини після