АГРОХИМИЯ, 2007, № 1, с. 52-56
УДК 631.811.98:582.475.2:633.11"321"
ОЦЕНКА Na-СОЛЕЙ СУММЫ ТРИТЕРПЕНОВЫХ КИСЛОТ Abies sibirica L. В КАЧЕСТВЕ РЕГУЛЯТОРА РОСТА И СТРЕССПРОТЕКТОРА ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ
© 2007 г. И. Г. Широких, Р. И. Абубакирова, Е. М. Карпова*, А. В. Кучин*
Зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства Северо-Востока
им. Н.В. Рудницкого РАСХН 610007 Киров, ул. Ленина, 166а, Россия E-mail: shirokikh@ptlan.com *Институт химии Коми Научного центра Уральского отделения РАН 167982 Сыктывкар, Республика Коми, ГСП, ул. Первомайская, 48, Россия Поступила в редакцию 03.05.2006 г.
Изучали влияние Na-солей суммы тритерпеновых кислот пихты сибирской Abies sibirica L. на прорастание семян и рост проростков яровой пшеницы Triticum aestivum L. в водно-бумажной культуре. В результате лабораторных опытов установлена способность препарата стимулировать рост и повышать устойчивость растений к алюминию и водному дефициту. Выявлены эффективные рост-стимулирующие концентрации препарата.
ВВЕДЕНИЕ
Регуляторы роста, наряду с удобрениями и средствами защиты растений, сегодня занимают одно из приоритетных мест в системе химического обеспечения сельскохозяйственного производства [1, 2]. В связи с возрастающей опасностью последствий их применения для человека и окружающей среды крайне важен поиск нетоксичных высокоэффективных препаратов, прежде всего антистрессового действия. Перспективными объектами для поиска регуляторов роста нового поколения являются природные биологически активные вещества.
Особый интерес в этом плане представляют тритерпеновые соединения, которые в эволюционном аспекте являются наиболее древними регуляторами роста и развития растений: их возраст составляет около 2 млрд. лет [3]. Продуцируемые в малых количествах они играют роль регуляторов целого ряда процессов, обеспечивающих жизнедеятельность растений.
Источником богатейшего набора тритерпенов оказалась древесная зелень пихты сибирской. Для нее характерны не встречающиеся в других хвойных древесных породах тритерпеновые кислоты ланостанового ряда [4]. Повышенный интерес к этим соединениям связан с особенностями стереохимии их молекул, сходной с таковой у физиологически активных ланостаноидов - метаболитов морских организмов.
Биологические испытания показали высокую эффективность воздействия терпеновых кислот на сельскохозяйственные растения. Благодаря
этому на основе терпенов уже разработан ряд эффективных препаратов для сельскохозяйственного производства. Например, терпенсил, сочетающий положительные свойства как терпенов, так и кремнийорганических стимуляторов, рекомендован для стимуляции роста и повышения урожайности яровой пшеницы, а также для торможения прорастания клубней картофеля при зимнем хранении [5, 6]. В Израиле экстракты растений, содержащие терпеноиды и моносесквитерпены, применяют в связи с их инсектицидной и бактерицидной активностью [2]. Разработанный сибирскими учеными препарат силк проявил себя как фунгицид и регулятор роста многих сельскохозяйственных культур [7, 8].
Активность препаратов из растений хвойных пород зависит от способа выделения биологически активной суммы веществ. На выход вещества при экстрагировании влияет большое количество факторов, в том числе тип растворителя. Сумма тритерпеновых кислот для получения стимулятора силк была выделена экстракцией органическим растворителем (смесью этилацетата с бензином и метилтретбутиловым эфиром) и дальнейшим разделением кислой и нейтральной части экстракта водным раствором щелочи [9].
В Институте химии Коми НЦ УрО РАН предложен качественно иной способ выделения биологически активной суммы тритерпеновых кислот из древесной зелени пихты. Его суть заключается в использовании для экстрагирования не органического растворителя, а водных растворов гидроокиси и кабоната натрия [10], что позволи-
ОЦЕНКА Na-СОЛЕЙ СУММЫ ТРИТЕРПЕНОВЫХ КИСЛОТ Abies sibirica L.
53
ло увеличить извлечение экстрактивных веществ на 20-40% по сравнению с ранее известными методами и создать на его основе новый фитопрепарат (далее - препарат), отличающийся доступностью сырья и экологической чистотой производства.
Целью настоящей работы явилась оценка ро-стрегулирующего и антистрессового действия на яровую мягкую пшеницу натриевых солей суммы тритерпеновых кислот ланостанового ряда, полученных из древесной зелени пихты путем экстракции водными растворами ^-оснований.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Влияние препарата на прорастание семян и рост проростков мягкой яровой пшеницы ТгШсит aestivum Ь. изучали в условиях водно-бумажной культуры. Для сравнения действия исследуемого препарата на рост проростков пшеницы использовали регулятор роста ауксинового ряда - индо-лил-3-уксусную кислоту (ИУК).
Для выявления диапазона эффективных концентраций препарата семена пшеницы сорта Приокская замачивали на 18 ч в воде (контроль) и водных растворах препарата (концентрации 0.00001-0.01%). Набухшие семена раскладывали (бороздкой вниз, зародышем вверх) по 25 шт. на увлажненные дистиллированной водой полосы (60 х 15 см) фильтровальной бумаги, каждую из которых накрывали другой увлажненной полосой (60 х 7.5 см) и скатывали в рулоны, нижний конец которых погружали в дистиллированную воду (высота слоя 5 см) в стеклянных стаканах. В каждом варианте использовали 4 рулона. Инкубацию проводили при температуре 25°С и световом периоде 16 ч. На 6-е сут проращивания измеряли длину корня и надземной части, определяли сухую массу проростков, подсчитывали количество проросших семян. Об оптимальной рострегу-лирующей концентрации препарата судили по изменению длины корней и надземной части, сухой массы проростков по отношению к контролю.
Раствором сульфата алюминия (20 мг А13+/л), рН 4.5 увлажняли фильтровальную бумагу перед раскладкой семян и заполняли стаканы для инкубации рулонов с семенами. Схема опыта включала варианты: 1 - обработка семян водой (контроль), 2-5 - обработка семян 0.0001%-, 0.001%-, 0.0015%- и 0.002%-ным раствором препарата соответственно. Показателями антистрессовой активности препарата служили изменение длины корней и надземной части, сухой массы проростков по отношению к контролю. В качестве контроля в варианте 1 использовали проростки, инкубированные в обычных условиях.
Испытания по влиянию препарата на устойчивость растений пшеницы к обезвоживанию про-
водили по методике [11]. Для создания условий водного дефицита (осмотического стресса) использовали водные растворы полиэтиленгликоля (ПЭГ) с молекулярной массой 6000 в концентрациях 10 и 15%, соответствующие значениям осмотического потенциала (P) -0.039 и -0.059 МПа.
Семена пшеницы проращивали по 100 шт. в трубочках из фильтровальной и пергаментной бумаги, увлажненной дистиллированной водой (в контроле) и водными растворами препарата в вышеуказанных концентрациях в течение 72 ч при температуре 25°С. Проростки с длиной корня 2 ± 0.3 см раскладывали по 20 шт. в чашки Петри на поверхность фильтровальной бумаги, увлажненной водой (контроль) и водными растворами ПЭГ. В каждом варианте использовали 4 чашки. Через 1 сут проростки, инкубированные на растворе ос-мотика, отмывали в дистиллированной воде, определяли длину корня и помещали в чашки Петри на фильтровальную бумагу, увлажненную водой, еще на 24 ч. Затем повторно измеряли длину корня и рассчитывали прирост у контрольных и опытных растений после обезвоживания, определяли сухую массу проростков. Показателем антистрессовой активности препарата служило изменение скорости роста длины (прирост за 24 ч) корней по отношению к контролю и накопление сухой массы корней. В качестве контроля служили проростки, выращенные в условиях водного дефицита без обработки препаратом.
Статистическую обработку результатов проводили стандартными методами [12] с применением программ EXCEL и STATGRAPHICS Plus.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Обработка семян пшеницы Приокская препаратом, представляющим собой Na-соли суммы тритерпеновых кислот пихты сибирской, оказывала воздействие на ростовые процессы в зависимости от его концентрации (табл. 1). Стимулирующее влияние препарата на сухую массу проростков наблюдали в двух областях концентраций: в низких (0.000025%) и в более высоких (0.00010.001%). Под воздействием препарата значительно интенсивнее происходил рост корневой системы и надземной части проростков по сравнению с контролем. При концентрациях 0.000025 и 0.0001% препарат увеличивал массу проростков на 21 и 26%, при концентрации 0.001% - на 43% к контролю, не уступая по стимулирующему действию ИУК в концентрации 0.5 и 1.0 мг/л. В отношении увеличения линейных размеров проростков наиболее эффективными были концентрации препарата 0.0001-0.001%.
Обработка препаратом в концентрации 0.01%, на порядок превышающей эффективную, привела к существенному снижению количества про-
Таблица 1. Влияние регуляторов роста на рост проростков пшеницы Приокская
Длина корня Длина надземной части Сухая масса проростка Количе-
Вариант (вещество, %) см % к контролю см % к контролю мг % к контролю ство проросших семян, %
Вода (контроль) ИУК 7.9 100 3.4 100 10.4 100 89
0.00015 9.9 126 4.8 141 12.2 117 97
0.0001 10.6 134 5.6 165 13.9 134 97
0.00005 9.2 117 4.7 137 12.7 122 95
№-соли тритерпеновых кислот 8.1 103 3.4 101 11.8 114 96
0.00001
0.000025 8.1 103 3.6 107 12.6 121 93
0.00005 6.0 96 3.3 98 11.8 114 96
0.0001 9.1 115 4.9 144 13.1 126 99
0.001 10.9 137 5.9 173 14.9 143 92
0.01 7.2 91 2.8 82 8.3 80 80
нср05 1.5 0.84 1.8 6.1
Таблица 2. Влияние препарата на устойчивость проростков пшеницы Приокская к алюминию
Концентрация препарата, % Длина корня Длина надземной части Сухая масса проростков Количество проросших семян, %
см % к контролю см % к контролю мг % к контролю
Вода (контроль)
0 9.4 - 4.9 - 10.7 - 96
Раствор сульфата алюминия (рН 4.5, 20 мг А13+/л)
0 (контроль) 4.6 49* 3.1 64* 7.5 70* 97
0.0001 3.8 83 1.8 57 5.3 71 89
0.001 4.3 93 2.1 65 5.5 73 95
0.0015 5.6 122 3.2 102 8.3 111 97
0.002 7.3 159 4.1 130 11.2 149 95
НСР01 0.71 0.71 1.4 4.7
* Контролем в этом варианте служили пророс
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.