Особенности реакции растений пшеницы на действие низких положительных температур

Одним из главных факторов внешней среды, лимитирующих рост, развитие и продуктивность растений является температура и ее флуктуации. Устойчивость растений к низким температурам относится к генетически обусловленным признакам, которые варьируют в довольно широких пределах в зависимости от объекта (вида, экотипа, генотипа) и условий окружающей среды, прежде всего, интенсивности и продолжительности температурного воздействия. Учитывая это, нами изучена реакция растений озимой пшеницы (Triticum aestivum L.) с. Московская 39 на действие низких положительных температур. Растения выращивали в рулонах фильтровальной бумаги на питательном растворе с добавлением микроэлементов в климатических камерах при постоянных условиях. Недельные проростки пшеницы подвергали действию низких закаливающих температур (4, 8, 12 °С) в течение 7 сут. Морфофизиологические показатели, содержание пигментов и свободного пролина анализировали общепринятыми методами. О холодоустойчивости судили по температуре, вызывающей гибель 50% полисадных клеток листа (ЛТ50) после тестирующего промораживания.

Установлено, что чем ниже температура воздействия, тем в большей степени замедляются ростовые процессы. Так, при температуре 4 °С уже в начальный период ее действия (1 сут) происходило практически полное прекращение роста побега, и несмотря на то, что через 2-3 сут начиналось частичное его восстановление, даже к концу эксперимента (на 7-е сут) высота побега превышала исходный уровень всего на 20% (в контроле - на 70%). При 8 и 12 °С также наблюдалось торможение роста побега, хотя и в меньшей степени, чем при 4 °С. Аналогичный эффект температур 4, 8 и 12 °С отмечен и в отношении роста 1-го и 2-го листа. Полученные результаты показали, что хотя температуры 4, 8 и 12 °С и вызывают торможение роста пшеницы, но полной его остановки не происходит. Наряду с этим, при температуре 4 °С отмечено снижение содержания хлорофиллов в листьях лишь в начальный период ее действия, а при 8 и 12 °С оно практически не отличалось от контроля. Это говорит о способности растений пшеницы поддерживать на определенном уровне основные процессы жизнедеятельности в условиях пониженных температур. Показано также, что воздействие температуры 4 °С на проростки пшеницы приводит к повышению холодоустойчивости уже в начальный период, по мере увеличения его продолжительности устойчивость возрастает, достигая максимума на 6-7-е сут. При температурах 8 и 12 °С устойчивость пшеницы повышалась в меньшей степени, чем при 4 °С. В ходе исследований было установлено, что действие низких температур приводит к повышению содержания пролина в листьях проростков пшеницы. Показано, что при действии температуры 4 °С содержание пролина несколько увеличивается уже через 1 ч, значительно возрастает через 3-е сут и достигает максимума через 7 сут. Под влиянием температур 8 и 12 °С содержание пролина постепенно повышалось уже через 1 ч от начала воздействия, в дальнейшем продолжало увеличиваться в течение эксперимента и достигло максимума на 7 сут. Максимальное его значение при температурах 8 и 12 °С значительно меньше, чем при 4 °С

В целом, полученные данные свидетельствуют в пользу того, что при действии пониженных температур (4-12 °С) происходит активация защитных механизмов растений пшеницы, направленных на подержание жизнедеятельности в этих условиях.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 14-04-31676 мол_а).

И. В. Букарева