Изучив влияние фитогормонов кинетина и эпибрассинолида (ЭБ) на процессы свободнорадикального окисления, в дальнейших опытах нами было проанализировано их влияние на содержание отдельных типов АФК, таких как супероксидный анион-радикал и пероксид водорода в условиях разных газовых сред: аэрация, гипоксия и СО2 - среда.
Как видно из результатов опыта (рис. 10, приложение табл. 4) в клетках проростков гороха содержание супероксидного анион-радикала при гипоксии возросло на 61 %, а в условиях СО2 - среды почти в 2 раза и оставалось практически таким же до конца опыта. Обработка растений гороха кинетином вызывала снижение содержания супероксидного радикала только при 6-часовой экспозиции как в условиях гипоксии (на 56 %), так и в СО2 - среде практически в 2 раза. Предобработка растений гороха эпибрассинолидом вызывала снижение содержания супероксида в условиях гипоксии на 62 %, а в СО2 - среде более чем в два раза. К концу опыта ЭБ не оказывал влияния на снижение содержания данной активной формы кислорода в клетках проростков гороха.
В растениях сои содержание супероксидного анион-радикала в первые часы действия газовых сред не превышало уровня аэрируемых растений, но к 24 часам оно постепенно возрастало. Обработка растений фитогормоном кинетином снижала продукцию данной формы АФК в растениях сои. Обнаружено, что в первые 3 часа действия среды диоксида углерода кинетин вызывал двукратное снижение супероксидного анион-радикала в проростках сои. Через 6-24 часов экспозиции концентрация этой АФК также снижалась в разных газовых средах, но менее существенно. При обработке проростков эпибрассинолидом содержание супероксида в условиях гипоксического стресса снижалось на 25 % через 6 часов и на 22 % через 24 часа опыта. В условиях СО2 - среды эпибрассинолид уменьшал продукцию супероксида на 35 % только к концу опыта.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
![]() |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
![]()
| ? контроль И кинетин И ЭБ
Рис.
10. Содержание супероксидного анион-радикала у растений при действии различных газовых сред в присутствии фитогормонов (1 - контроль, 2 - гипоксия, 3 - СО2-среда)
|
|
![]()
![]()
В растениях кукурузы содержание супероксидного анион-радикала в начале действия газовых сред было в 2 раза меньше по сравнению с уровнем аэрируемых растений. К 6 часам оно превышало уровень контроля, а к концу опыта при действии гипоксии возросло в 4,5 раза), а СО2 - среды в 2,6 раза. При обработке растений кинетином обнаружено снижение продукции супероксидного анион-радикала но только к концу опыта, особенно в условиях гипоксического стресса (в два раза). Однако нужно отметить, что под действием эпибрассинолида образование супероксида в клетках проростков кукурузы снижалось к концу действия газовых сред еще более значительно. Эпибрассинолид вызывал падение уровня супероксида в клетках этих растений в условиях гипоксии в 2 раза, а в СО2 - среде в 1,5 раза.
В тоже время постепенное накопление пероксида водорода, как одной из наиболее стабильных форм АФК, происходило в клетках проростков гороха на протяжении всех часов опыта (рис. 11). Предобработка растений гороха кинетином снижала уровень пероксида водорода в тканях растений на 40-50%, и этот эффект действия фитогормона сохранялся во все сроки экспозиции. Эпибрассинолид оказывал сходное влияние на содержание в клетках неустойчивых проростков гороха пероксида водорода в условиях гипоксии. Под действием эпибрассинолида уровень пероксида водорода снижался на 40-60 % в первые 3-6 часов влияния гипоксии, а к концу опыта падал почти в два раза. При действии на растения СО2 - среды снижение содержания пероксида водорода, вызванное эпибрассинолидом, было столь же существенным в течение первых часов и к концу опыта продукция пероксида водорода уменьшилась примерно на треть.
В клетках среднеустойчивых растений сои обработка кинетином приводила на всех этапах к уменьшению концентрации пероксида водорода в тканях как при гипоксии, так и в СО2 - среде. Наибольшее снижение содержания пероксида водорода (в 3 раза) отмечено к 6 часам действия СО2 - среды.
![]()
![]()
![]()
К концу опыта обработка растений сои кинетином привела к 30 % уменьшению содержания данного типа АФК в исследуемых газовых средах. Предобработка растений сои эпибрассинолидом также вызывала снижение содержания пероксида водорода в клетках почти в 2 раза, особенно через 6 - часов действия гипоксии и СО2 - среды. К концу опыта эпибрассинолид уменьшал продукцию пероксида водорода в СО2 - среде на 35 %, а при действии гипоксии практически в два раза.
В растениях кукурузы содержание пероксида водорода в условиях разных газовых сред менялось так же, как и продукция супероксидного анион-радикала. К концу опыта происходило трехкратное повышение данного типа АФК при действии гипоксии и СО2 - среды. Фитогормоны не вызывали уменьшение продукции пероксида водорода в начале опыта. Однако проявляли свое действие в последние часы опыта. При действии кинетина отмечалось снижение содержания пероксида водорода к 24 часам опыта в 1,8 раза в условиях гипоксии и в 1,5 раза - в СО2 - среде. Под действием эпибрассинолида происходило столь же значительное падение уровня пероксида водорода. Так, в условиях гипоксии оно падало на 50 %, а в СО2 - среде в 1,5 раза после обработки эпибрассинолидом.
Проведенные нами опыты показали, что в условиях гипоксического стресса в растениях повышалась интенсивность процессов свободнорадикального окисления, при этом увеличивалось и содержание всех типов АФК, включая и пероксид водорода. Фитогормоны кинетин и эпибрассинолид снижали содержание отдельных форм АФК как в клетках растений гороха, так и в сое и кукурузе при действии на них дефицита кислорода и высоких концентраций углекислого газа, однако на разных этапах. У проростков гороха и сои это отмечалось уже с первых часов опыта, а для растений кукурузы проявлялось только к концу экспозиции растений в газовых средах. Как кинетин, так и эпибрассинолид достаточно эффективно тормозили процессы свободнорадикального окисления у растений, подвергнутых действию гипоксического стресса. Можно предположить, что это позволяет растениям повышать устойчивость к действию различных стрессовых факторов внешней среды, включая гипоксию. Результаты наших опытов совпадают с данными для других растений (огурца), когда в условиях гипоксии эпибрассинолид уменьшал содержание АФК [162]. Такой же эффект был обнаружен и для цитокининов в семенах растений сои [119]. Нужно отметить, что фитогормоны кинетин и эпибрассинолид также эффективно снижали продукцию разных типов АФК в клетках проростков гороха, сои и кукурузы, подвергнутых воздействию СО2 - среды.
