АГРОХИМИЯ, 2007, № 5, с. 49-52
УДК 631.811.98
РОСТРЕГУЛИРУЮЩАЯ АКТИВНОСТЬ 5-ЗАМЕЩЕННЫХ 2-ТИОТИАЗАЛИДИН-4-ОНОВ
© 2007 г. А. И. Гинак, С. Э. Сулейманкадиев, А. Э. Сулейманкадиева
Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет) 198013 Санкт-Петербург, Московский просп., 26, Россия Поступила в редакцию 14.11.2006 г.
Изучена рострегулирующая активность соединений синтетического аналога гормонов роста растений - 5-замещенных 2-тиотиазолидин-4-онов на растениях подсолнечника и пшеницы. Выявлена ростовая активность соединений по отношению к контролю по длине проростка в зависимости от электрондонорных или электронакцепторных свойств, проявляемых радикалом в 5-м положении тиазолидинового кольца.
ВВЕДЕНИЕ
Активное использование препаратов регулятивного типа в сельском хозяйстве началось 5055 лет назад и с тех пор оно постоянно расширяется. Хотя доля регуляторов роста и развития растений в общем объеме пестицидов не превышает 5%, следует отметить, что во многом это обусловлено их высокой активностью и низким расходом. Диапазон их действия очень широк [1]. Они могут ускорять и замедлять рост растений, цветение, созревание растений, повышать их засухо- и морозоустойчивость, урожайность и др.
Регуляторы роста подразделяют на природные (ауксины, гиббереллины, цитокинины, брассино-липиды, фузикокцин и другие) и синтетические (производные ^оксиды пиридина, производные пиримидинотриазолов, фосфорилированные азо-лы, производные фенилмочевины и другие азот- и серусодержащие аналоги фитогормонов) [2-10].
Активное внимание к синтетическим фитогор-монам, регулирующим рост и развитие растений, можно объяснить рядом недостатков их природных аналогов, особенно ауксинов и цитокининов. Основными и существенными их недостатками являются быстрое разложение ауксинов на свету, низкая растворимость цитокининов в воде, высокие концентрации, используемые при обработке, высокая стоимость. Кроме того, известно, что некоторые паразиты (грибы, бактерии) могут синтезировать цитокинины и ауксины, что позволяет им инфицировать организм растения (например, сирени, оливы и других масличных растений) и поражать его. Пораженная бактериями ткань начинает интенсивно делиться, образуя каллус, и питательные вещества со всего растения транспортируются к месту инфекции. Известно, что если цитокинины попадают в растения в сверхоптимальных концентрациях, то угнетают их рост и развитие, действуют как ингибиторы (или герби-
циды). Такое явление вызвано передозировкой гормонального активного компонента, что не безопасно для растения.
В связи с этим возникла необходимость поиска новых синтетических аналогов стимуляторов роста и развития растений - производных тиазоли-дина, которые были найдены в точке роста (апексе) растения. Цель данной работы - испытание активности и изучение действия производных ти-азолидина - 5-замещенных 2-тиотиазолидин-4-онов на рост и развитие растений подсолнечника и пшеницы.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Влияние соединений 5-замещенных 2-тиотиа-золидин-4-онов на рост и развитие растений подсолнечника и пшеницы определяли в сравнении с контролем - проростками, обработанными водопроводной водой без стимулятора. Рострегулирую-щую активность соединений изучали на растениях подсолнечника сорта ВНИИМК-8883 и пшеницы сорта Аврора. Объект исследования - соединения 5-замещенных 2-тиотиазолидин-4-онов общей формулы
и^-ео / \
Б
где R = Н2 (I), С6Н5 (II), С6Н^02-я (III), С6Н4Ш2-я (IV), Сда-я (V), С6Н4-С1-п (VI), С6Н4-Вг-п (VII), С6Н4ОСН3-п (VIII), С6Н4СН3-я (IX), С6Н^(СН3)2-я (X), С6Н4ОН (XI), С(СН3)2 (XII), С(СН3С2Н5) (XIII), С(СН3С3Н7) (XIV), С(СН3С4Н9) (XV), СНСН=СНС6Н5 (XVI).
Исследование проводили по методике [2, 9]. Одну часть семян замачивали в водопроводной воде (контроль), а другую - в водных растворах вещества в течение 4-6 ч. Дальнейшее выращива-
Таблица 1. Рострегулирующая активность 5-замещенных 2-тиотиазолидин-4-онов на проростках подсолнечника
Номер соединения Радикал Н20 (контроль) Концентрация соединения, массовый %
10-2 10-3 10-4 10-5
1 2 1 2 1 2 1 2
I Н2 86 ± 5 86 100 87 101 86 100 86 100
II С6Н5 86 ± 5 83 97 84 98 86 100 86 101
III С6Н4Ш2-« 86 ± 5 75 87 74 86 85 99 85 99
IV С6Н4Ш2-« 86 ± 5 74 86 75 87 80 93 84 98
V С6Н^-и 86 ± 5 62 72 61 71 69 80 82 95
VI С6Н4С1-« 86 ± 5 73 85 71 83 69 80 84 98
VII С6Н4Вг-и 86 ± 5 80 93 79 92 80 93 85 99
VIII С6Н4ОСН3-и 86 ± 5 83 97 84 98 81 94 84 98
IX С6Н4СН3-и 86 ± 5 91 106 90 105 86 100 87 101
X С6ЩК(СНз)2-я 86 ± 5 135 157 133 155 130 151 120 140
XI С6Н4ОН 86 ± 5 81 94 80 93 80 93 85 99
XII С(СНз)2 86 ± 5 94 109 91 106 89 104 86 100
XIII С(СНзС2Н5) 86 ± 5 97 113 94 109 91 106 89 104
XIV С(СН3С3Н7) 86 ± 5 99 115 95 111 92 107 90 105
XV С(СН3С4Н9) 86 ± 5 100 116 100 116 99 115 97 113
XVI СНСН=СНС6Н5 86 ± 5 142 165 140 163 140 163 135 157
Примечание. В графе 1 - средняя длина проростка, мм; 2 - увеличение длины проростка по сравнению с контролем, %.
Таблица 2. Рострегулирующая активность 5-замещенных 2-тиотиазолидин-4-онов на проростках пшеницы, % к контролю
Номер соединения Радикал Н20 (контроль) Концентрация соединения, массовый %
10-2 10-3
I Н2 100 ± 5 100 100
II С6Н5 100 ± 5 100 100
III С6Н4Ш2-« 100 ± 5 100 100
IV С6Н4Ш2-« 100 ± 5 92 91
V С6Н^-и 100 ± 5 87 82
VI С6Н4С1-п 100 ± 5 89 89
VII С6Н4Вг-п 100 ± 5 100 100
VIII С6Н4ОСН3-п 100 ± 5 100 100
IX С6Н4СН3-п 100 ± 5 100 100
X С6Н4К(СН3)2-« 100 ± 5 115 112
XI С6Н4ОН 100 ± 5 100 100
XII С(СН3)2 100 ± 5 100 100
XIII С(СН3С2Н5) 100 ± 5 99 100
XIV С(СН3С3Н7) 100 ± 5 100 100
XV С(СН3С4Н9) 100 ± 5 100 100
XVI СНСН=СНС6Н5 100 ± 5 111 110
ние проростков проводили в чашках Петри на увлажненной фильтровальной бумаге в течение 7 сут при 25°С, после чего измеряли длину гипо-котиля в мм. Величину рострегулирующего эффекта исследуемых соединений определяли по отношению к контролю в %. Контролем служили проростки, пророщенные в водопроводной воде. Количество семян в пробе - 50 шт. Все опыты проводили в четырехкратной повторности, лабораторные анализы - в трехкратной.
Результаты обрабатывали статистически. Различия с водным контролем были достоверны при Р = 0.95 [11].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Результаты исследования действия соединений 5-замещенных 2-тиотиазолидин-4-онов на проростки растений подсолнечника и пшеницы даны в табл. 1 и 2. Влияние данных соединений на рост и развитие растений было различно в зависимости от радикала (Я) в 5-м положении тиазолидинового кольца. Наибольшую ростстимулирующую активность проявляли соединения с радикалами СНСН=СНС6Н5 и С6Н^(СН3)2-я в 5-м положении тиазолидинового кольца.
При испытании данных соединений на проростках растений подсолнечника наибольшую ростстимулирующую активность проявляло соедине-
РОСТРЕГУЛИРУЮЩАЯ АКТИВНОСТЬ
51
ние XVI в концентрации 10-2 массового % (65% по отношению к контролю). На проростках пшеницы наибольшая ростстимулирующая активность наблюдалась у соединения X в концентрации 10-2 массового % (15% по отношению к контролю). Данные соединения более активно действовали на рост и развитие проростков подсолнечника, чем пшеницы.
Ростстимулирующая активность соединений 5-замещенных 2-тиотиазолидин-4-онов возрастала в следующем порядке:
С6Н^-я < С6Н4-С1-я < С6Н4Ч09-п < С6Н4Ч09-п <
< C6H4-Br-n < C6H4OH < C6H4OCH
61J4V
С6Н5 < Н2 < С6Н4СН3-П < С(СНз)2 < С(СНзС2Н5) < < С(СН3С3Н7) < С(СН3С4Н9) < C6H4N(CH3)2-n < < СНСН=СНС6Н5.
Наибольшую ростингибируюшую активность проявляло соединение V. На проростках подсолнечника ингибирование роста составило 29, пшеницы - 18% по отношению к контролю. Ряд соединений с различными радикалами в 5-м положении проявляли ростингибирующую активность в порядке убывания: С6Н^-я < С6Н4-С1-я < С6Н^02-я < < С6Н4Ш2-я < С6Н4-Вг-я < С6Н4ОН < С6Н4ОСН3-я, С6Н5. Соединение с радикалом Н2 проявляло нулевой ростстимулирующий эффект.
Анализ влияния данных соединений позволил выявить некоторую закономерность рострегули-рующей активности вещества в зависимости от радикала, введенного в 5-е положение тиазолиди-нового цикла. В случае электрондонорного характера радикала соединение проявляло ростсти-мулирующую активность на проростках растений подсолнечника и пшеницы. Она усиливалась по мере возрастания электрондонорных свойств радикалов. Наибольшая ростстимулирующая активность обнаруживалась у соединения XVI (радикал СНСН=СНСН6Н5). И наоборот, ростингибирующую активность проявляли соединения с радикалом в 5-м положении, обладающим элек-тронакцепторными свойствами. Ингибирующая рост и развитие растений активность соединений возрастала по мере усиления электронакцептор-ных свойств радикалов. Наибольшую ростингибирующую активность проявляли соединения V и VI (радикалы C6H5F-я, С6Н5С1-я).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Экспериментальным путем выявлена ростре-гулирующая активность синтетических стимуляторов роста и развития растений, соединений тиазолидинового ряда - 5-замещенных 2-тиотиа-золидин-4-онов на растениях подсолнечника и пшеницы по длине проростка.
Обнаружено, что в зависимости от свойств радикалов введенных в 5-е положение тиазолидинового кольца, изменялась активность 5-заме-щенных 2-тиотиазолидин-4-онов. Если радикалы обладали электрондонорными свойствами, то соединение проявляло ростстимулирующую биологическую активность на проростках растений. Ростстимулирующая активность соединений возрастала с увеличением электрондонорного характера заместителей в 5-м положении цикла. Если радикалы обладали электронакцепторными свойствами, то соединения проявляли ростингибирующую активность на проростках растений.
Соединения тиазолидинового ряда более активно действовали на растения подсолнечника, класс двудольных, чем на растения пшеницы, класс однодольных. Это можно объяснить тем, что двудольные растения являются более чувствительными по отношению к регуляторам роста и развития растений, чем однодольные.
Таким образом, следует отметить, что успешное применение того или иного соединения данного ряда для регулирования (стимулирования или ингибирования) роста двудольных растений, а также воздейств
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.