Физиологични изменения и повреди на растенията при воден стрес


Категория на документа: Биология


- биотични. Биотичните стресови фактори са под формата на хищничества,конкуренция,инфекции.

Много растения могат спрямо ритмично повтарящи се стресови фактори да променят активността си. Други растения могат да избегнат стреса с помощта на различни приспособления /напр.развитие на коренова система дълбоко в почвата позволява на растенията да бъдат по-малко чувствителни към повърхностното изхвърляне на почвата-както е при камилски трън и др.растения, Има растения, които използват или постяват по пътя на стресора физични или химични бариери.

Устойчивостта на растенията към стресови въздействия зависи и от фазите на тяхното развитие. Най-чувствителни са растенията в млада възраст.

Недостигът на вода е един от основните фактори,лимитиращи продуктивността на селскостопанските култури. Той се отразява негативно върху функционалното състояние на целия организъм.

Растежните регулатори могат да се използват като средство за борба срещу водния стрес.

През 1965 г.в Англия и САЩ е било установено наличието на вещества с инхибиторна природа. Такъв хормонален инхибитор е бил изолиран от пъпките на явор и от млади,преждевременно опадали ,плодове от памук и наречен абсцисинова киселина - АБК. Тя е от естествените регулатори на растежа с най-ярко отношение към водообмена. Тя се явява естествен регулатор на устичната реакция на растенията при воден стрес. При воден дефицит количеството абсцисинова киселина рязко се увеличава, което предизвиква затваряне на устичните клетки и намаляване на транспирацията. При екзогенното приложение АБК действа по същия начин, но вследствие на по-слабия газообмен интензивността на фотосинтезата е също намалена. Много близък до структурата на АБК е ксантоксинът открит през 1968г.,който е силен инхибитор на проранстването. По много биологични свойства той е сходен с АБК. АБК съдържа един асиметричен въглероден атом,благодарение на което молекулата може да съществува в две оптически изомерни форми. В растенията се срещат само положителни форми Според Gorecki and Grzesiuk (1978) абсцисиновата киселина стимулира растежа на корените и по този начин увеличава обема на водата, достъпна за растенията. Дефицитът на вода и азот водят до бързо увеличаване количеството на АБК. В листа за лоза при силен воден дефицит това увеличение може да достигне до 40 пъти в сравнение със свежи листа. За разлика от АБК съдържанието на ксантоксина в растенията почти не зависи от количеството вода и хранителни вещества.

АБК подтиска растежа на клетките във фаза на деление и удължава, растежа на клеоптили, отрязъци от корени, леторасли, прорастъци и др. Той действа като антагонист на ауксините, цитокинините, гиберелините. Действа предимно в меристемните тъкани.

Една от най-важните функции на АБК е участие в механизмите на стреса. Наречена е хормон на стреса. Под действието на неблагоприятните фактори, воден стрес, минерален глад,висока температура и др., АБК бързо се синтезира и натрупва в тъканите, като способва за приспособяването на растенията към тези условия.

Поради относително бързия метаболизъм, светлочувствителност, труден синтез и поглъщане масовото екзогенно прилагане на АБК като антитранспирант е икономически нецелесъобразен. Някои нейни производни (например метиловия естер), някои от метаболитните и продукти (фазеинова и дихидрофазеинова киселини), както и естествено срещащите се съединения с подобна химична структура (ксантоксин и вомифолиол) могат да намерят практическо приложение.

Цитокининовите антагонисти са друга група съединения, които регулират водния статус на растенията, като контролират процесите на транспирацията. Вероятно ефектът им се основава на потискане на действието на ендогенните цитокинини, за които е известно, че стимулират транспирацията чрез отваряне на устицата.

Всички известни цитокинини представляват производни на аденин. Биосинтеза на цитокинините във висшите растения става главно във върха на корена и в младите плодове, също и в семената. Те имат общ предшественик с гиберелините - мевалоновата киселина. Тяхното придвижване на по-дълги разстояния и с по-голяма скорост става по ксилема заедно с траспирационния ток.

Голямо е значението на цитокинините във връзка с процесите на стареене на растенията. Известно е че характерен признак на започващо стареене на листата е тяхното пожълтяване,което се дължи на разпадане на хлорофила. Това пожълтяване се задържа,ако листата се напръскат с воден разтвор на цитокинин.

Стареенето е корелативен феномен,в който важна роля играе конкуренцията между отделните органи на растенията за цитокинин вода и други вещества. Задържането на стареенето под влияние на цитокинините е непосредствено свързано с поддържането на общата способност на клетките към синтетичната дейност,което пък усилва атрагиращата способност. При нанасяне на цитокинин на даден участък от листа това води до усилване транспорта на органични и неорганични вещества към този участък.Стимулиращото действие на цитокинините върху растежа на пъпките и плодовете също е съпроводено с усилен атрагиращ транспшорт на вещества.

Допълнителното третиране с витамини (в условия на воден дефицит) влияе положително върху устойчивостта на растенията към този вид стрес. Влиянието на витамините е свързано с тяхното участие в състава на много ензими. Подобряването на водния режим на растенията, например с помощта на никотиновата киселина, се дължи на положителното и влияние върху синтеза на НАД и НАДФ. Те, от своята страна, подобряват дейността на редица физиологични процеси. Витамин РР оказва положително влияние и върху активността на ензимите дехидрогенази и пероксидази.

Хлорхолинхлоридът (един от най-често прилаганите в селското стопанство растежни регулатори от ретардантен тип) оказва голям ефект върху водния обмен сухоустойчивостта на растенията. Действието му силно зависи от дозите и сроковете на прилагане. Обработените с ССС растения са по-малко взискателни към почвената влажност (Моецка 1987). Под влияние на ССС растенията по-ефективно изразходват водата при недостатъчното и количество в почвата. Под влияние на хлорхолинхлоридът промени настъпват и във фракционния състав на водата. Увеличава се количеството на свързаната вода, намалява свободната, повишават се водозадържащите сили. Това способства за по-продължителното и устойчиво запазване на оводнеността на растенията, т.е. увеличава се тяхната сухоустойчивост. Промяната във фракционния състав на водата понижава интензивността на транспирацията. Ниската транспирация се дължи и на намаления брой на устицата на единица площ и на повишеното устично съпротивление за дифузно отделящите се водни пари.

През последните години нараства интересът към нови растежни регулатори от ретардантен тип. Един от тях е паклобутразолът, принадлежащ към групата на триазолите. Подобно на ретарданта хлорхолинхлорид паклобутразолът намалява отрицателния ефект от водния стрес и същевременно способства за задействане на механизмите на устойчивост към него (Berova and Zlatev, 2003). Положителното влияние на ретарданта върху растенията е налице както при преовлажняване, така и при засушаване.

Проучено е влиянието на водния стрес върху водообмена в листата на млади растения фасул (Phaseolus vulgaris L). Водният стрес е приложен 14 дни след поникването на растенията, чрез прекратяване на поливането, до достигане на потенциал на водата в почвата - 0.9 МРа. Водният дефицит предизвиква значително понижение в осмотичния потенциал при пълно насищане с вода, както и на точката на загуба на тургор в първичния и първи сложен лист в растенията и от трите сорта. С най-ниска стойност на осмотичното приспособяване са растенията от сорт Добруджански ран (- 0.29 МРа за първичния и - 0.42 МРа за първи сложен лист). При сорт Прелом и сорт Пловдив 10 степента на осмотично приспособяване е най-висока. Растенията от трите генотипа показват значителни различия в реакцията им към приложеното засушаване. Установено е, че осмотичното приспособяване е един от основните адаптивни механизми при фасула за преодоляване на приложеното засушаване. Основното различие между растенията от трите сорта е в способността им да поддържат тургора, което е показателно за функционалното състояние на листата и на растенията като цяло.

Криви на водообмена (диаграма на Rihter) в млади растения фасул (сорт Пловдив 10) подложени на воден стрес. (а) първичен лист, (b) първи сложен лист. Пресечната точка на регресионната линия и кривата определя точката на загуба на тургор, посочена със стрелка.- контролни, : - засушени.

??

??

??

??

1





Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Физиологични изменения и повреди на растенията при воден стрес 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.