Акишина Мария Михайловна

В настоящее время остается малоизученной физиолого-биохимическая роль отдельных групп фенолов, обладающих высокой биологической активностью. Так, функции гидроксикоричных кислот, относящихся к фенилпропаноидам, в частности кофейной кислоты (КК), остаются невыясненными. Цель данной работы заключалась в изучении действия разных концентраций кофейной кислоты на продуктивность ячменя, как в обычных условиях развития растений, так и в присутствии солевого стресса.

В серии лабораторных экспериментов с использованием разных тест-культур и в вегетационном опыте на растениях ярового ячменя Hordeum vulgare L. исследовалось влияние кофейной кислоты. Активность разных концентраций кофейной кислоты устанавливали с использованием нескольких методических подходов по фитотестированию: экспресс-методом в чашках Петри; в пластиковых плоских планшетах апликатным способом; в условиях выращивания растений в водных растворах.

Вегетационный опыт проводили на серой лесной среднесуглинистой почве с содержанием органического вещества 3,8%, слабокислой реакцией почвенного раствора (рН_KCl 5,9). В фазу 2–3-го листа вносили раствор NaCl (7,5 г×л^-1). Обработку растений кофейной кислотой проводили фолиарно один раз в фазу кущения. В опыте использовали три концентрации КК, обоснованные по результатам предварительных лабораторных экспериментов: 100 мкМ, 50 мкМ, 10 мкМ. В фазу начала трубкования провели уборку растений ячменя и отбор почвенных образцов.

В сухой растительной массе определяли содержание калия, натрия и общего азота. Для определения содержания хлорофилла и каротиноидов использовали флаговый лист растений.

По результатам фитотестирования установлено, что для однодольных и двудольных культур наибольшая активность проявляется в вариантах с наименьшими концентрациями КК (10 и 25 мкМ), тогда как более высокие концентрации КК (50 и 100 мкМ) существенно снижают все тест-показатели.

По результатам вегетационного опыта установлено, что кофейная кислота не оказывает достоверного стимулирующего действия. В условиях хлоридно-натриевого засоления с использованием высокой концентрации КК (100 мкМ) происходит незначительное повышение в почве содержания калия. Содержание же натрия в почве с применением КК снизилось. Общая масса растений в расчете на сосуд достоверно снизилась с 1,25 г/сосуд до 0,25 г/сосуд. Без применения NaCl обработка КК не сопровождалась достоверными изменениями массы ячменя.

Содержание хлорофилла (а и b) в контрольном варианте составляло 1,83 мг×г^–1 сырого материала, что существенно ниже по сравнению с его содержанием в листьях растений, которые были обработаны КК: 4,03 (концентрация КК 10 мкМ) и 3,14 мг×г^–1 (концентрация КК 100 мкМ). На фоне внесения NaCl содержание суммы хлорофиллов a и b снизилось до 0,24 мг×г^–1, а при обработке растений КК увеличилось: с 1,26 при низкой концентрации КК (10 мкМ) до 2,14 мг×г^–1 при высокой (100 мкМ). Использование КК в концентрации 100 мкМ сопровождалось увеличением содержания каротиноидов от 0,22 до 0,61 и на фоне засоления от 0,16 до 0,38 мг×г^–1.

Таким образом, использование КК для обработки растений в период вегетации в условиях засоления влияет на изменение физиологических процессов, что способствует их адаптации.

В статье рассматривается возможность фолиарного применения аминокислот (пролина, метионина и лизина) для регуляции метаболизма и формирования стрессоустойчивости у растений, аккумулирующих высокие концентрации кадмия. В вегетационном опыте был создан стресс, обусловленный внесением Cd(NO₃)₂ в почву в дозе 10 мг·кг^–1, что соответствует 5 ОДК. В эксперименте с ячменем сорта «Нур» изучали влияние данных аминокислот на биомассу, содержание общего и белкового азота в листьях, содержание пигментов и их соотношений (Хл a, Хл b, каротиноиды, Хл a / Хл b). Фолиарная обработка растений аминокислотами в отсутствие стрессовых условий сопровождалась достоверным увеличением надземной биомассы. Применение пролина, метионина и лизина в условиях высоких концентраций Cd в почве положительно влияло на биомассу ячменя и формирование колоса. Все растения, обработанные пролином и лизином, демонстрировали увеличение содержания всех пигментов (Хл a, Хл b, каротиноиды) по сравнению с контролем. Метионин положительно влиял на содержание хлорофиллов именно в условиях стресса, тогда как в отсутствие стресса содержание пигментов в растении снижалось. В ячмене, выращенном на почвах, загрязненных Cd, наблюдалось снижение содержания как общего, так и белкового азота, что свидетельствовало о нарушении метаболических процессов в условиях стресса. Фолиарная обработка аминокислотами в фазу кущения сопровождается увеличением содержания азота как в условиях стресса, так и при его отсутствии.