ворах БАВ при 23 "С, После 24 часов замачивания семена проращивали при естественном освещении в течение 7 дней. Реагенты растворяли в дистиллированной воде. Представлены средние данные и их стандартные ошибки для трех независимых опытов по 100 семян в каждом.

196

Роль пероксидазы в действии антиоксидантной системы растений

хлорпромазина и этанола повышали всхожесть зерновок пшеницы на 15—20%, что, возможно, обусловлено связыванием АО с поверхностными рецепторами клеток, проявляя рецепторный путь активирования. Кроме этого антиоксиданты могут окисляться ферментами, расположенными на наружной поверхности мембран, превращаясь в свободные радикалы, которые в свою очередь и проявляют стимулирующий" эффект. Действие свободных радикалов в первую очередь стимулирует дыхательную активность митохондрий, что способствует активации метаболических процессов в клетке. Аналогичные эффекты проявляются при использовании веществ в низких или в супернизких концентрациях. Поэтому в покоящихся семенах малые концентрации антиоксидантов способны проявлять стимулирующий эффект через избирательное влияние на рецепторные системы клеток или используя активирующую способность свободных радикалов, при этом может реализоваться один из этих путей или оба способа сразу. Тогда как высокие концентрации исследуемых соединений понижали всхожесть зерновок пшеницы, что обусловлено блокированием избытка антиоксидантов дыхательной активности митохондрий. По величине ингибирующего эффекта исследованные соединения можно расположить в следующем порядке: 2,4-ди-нитрофенол > гидрохинон > хлорпромазин > дигоксин > салицилат натрия > этанол > норадреналин > строфантин > викасол. Выраженный ингибирующий эффект 2,4-динитрофенола, по-видимому, можно объяснить за счет того, что он способен разобщать окислительное фосфорилирование, перенаправляя поток протонов через внутреннюю митохондриальную мембрану, стимулируя митохондриальную АТФазу [Досон и др., 1991].

На основании полученных результатов можно предложить использовать семена пшеницы при проведении исследований по изучению токсичности различных соединений, используемых в сельском хозяйстве и медицине.

Известно, что к факторам повышающим всхожесть семян относятся УФ-излучение, низкие и высокие температуры. Эффект малых доз УФ-облучения проявляется в инициировании образования свободных радикалов, стимулирующих процессы прорастания зерновок пшеницы. Тогда как совместное действие низких температур и УФ-облучения на семена недостаточно изучены. При этом известно, что использование сочетанного действия низких температур и этанола может повышать всхожесть зерно-

197

Глава V

вок пшеницы. Так, например, после сеникации пшеницы аммиачной селитрой в фазе молочно-восковой спелости всхожесть зерновок понижалась до 56% с сохранением 100% жизнеспособности. Обработка таких зерновок 10 мМ раствором этанола при 4 "С в течение 1,5—4,5 часов снимала гипобиотический эффект селитры, повышала всхожесть зерновок до 96—100% [Рогожин, Егорова, 1990].

Установлено, что высокие концентрации этанола понижают всхожесть зерновок пшеницы [Рогожин, Егорова, 1990; Андрианова, Бакуридзе, 1996], тогда как малые дозы УФ-облучения могут повышать их всхожесть [Рогожин, Курилюк, 1996]. Известно, что свет может усиливать чувствительность растений к низким температурам. Так, например, выращивание растений при 10—13 "С и высокой радиации способствует появлению некротических пятен на листьях и способствует снижению интенсивности фотосинтеза при стабильном содержании хлорофилла [Scott, 1970; Taylor, Rowley, 1971]. Нами изучено влияние 5 и 60 мин УФ-излучения на всхожесть зерновок пшеницы сорта Омская 12 (табл. 28). Видно, что у зерновок, предварительно подвергнутых УФ-облучению всхожесть несколько понижается, тогда как УФ-облучение зерновок после замачивания в различных растворах этанола повышает их всхожесть на 12—15%. Причем это особенно проявляется при длительном, в течение 60 мин УФ-облучении.

Таблица 28

Всхожесть семян пшеницы сорта Омская 12 при совместном действии этанола

и УФ-облучения (%)

Концентрация этанола, М Без УФ-облучения УФ-облучение до замачивания семян УФ-облучение после замачивания семян 5 мин 60 мин 5мин 60 мин Контроль 59±3 70±5* 59+3 61±3* 59±3 65±3* 53±3 73+4* 70±5 72±5*

0,2 44±2 58±4 50±3 63±3 53±3 73+3 59±3 68±4 66±4 68+4

0,5 38+2 54+3 45+2 47+2 44±3 58+2 52±3 53+3 48±3 58+3

1,0 24±2 34±2 25±2 32±2 10±2 12±1 22±2 40±3 28±2 33±2

1,2 14+1 22±1 8±1 10±1 4+1 8±1 11±1 20±2 21±2 ?5+?

1,4 3+1 8±1 2±1 5±1 2+1 2±1 7±1 2±1 13±1 10±1

1,6 0 0 0 0 0 2±1 2±1 3±1 5+1 6+1

* Замачивание и проращивание семян проводили при 14 "С

198

Роль пероксидазы в действии антиоксидантной системы растений

Проращивание зерновок при низкой температуре (14 °С) стимулирует прорастание зерновок, понижая ингибирующий эффект этанола. УФ-облучение таких зерновок дополнительно может стимулировать прорастание зерновок (табл. 28).

Исходная влажность зерновок обычно составляет 5—6%. При погружении в воду в течение 16—24 часов идет активное поглощение воды семенами. В этот период запускаются основные биохимические процессы, обеспечивающие последующее прорастание зерновок. Биологически активные соединения по разному могут проявлять свое влияние в этот период. Это время является наиболее важным в проявлении специфичности действия функциональных веществ. Показано, что всхожесть зерновок пшеницы имеет выраженный колебательный характер в зависимости от используемой концентрации вещества. Так, замачивание зерновок в течение 24 часов в малых концентрациях этанола может повышать их всхожесть. Особенно это заметно в течение первых 4— 8 часов (рис. 89). Аналогичный эффект отмечен и в работе [Зауралов и др., 1997]. Высокие концентрации этанола понижали всхожесть зерновок пшеницы, однако влияние этанола зависело от времени замачивания. Условно на кривой всхожести зерновок от времени замачивания в растворе 1 М этанола можно выделить три периода. Первый период — активационный, наблюдающийся при выдерживании зерновок в этаноле в течение первых 2-х часов, при этом всхожесть зерновок повышается на 10—15%. Второй период — повышенной сопротивляемости к действующему фактору, который выявляется в течение 2—Г2 часов. В этот период можно наблюдать резкие эпизодические всплески повышения всхожести зерновок при общей тенденции к ее понижению. Третий период — устойчивого понижения всхожести, когда продолжительное действие используемого вещества последовательно уменьшает всхожесть зерновок. Естественно, что выделение этих периодов в действии функционально активных веществ условно и зависит от при-

100 т. Всхожесть, %

20 24 Время, ч

Рис. 89. Динамика всхожести зерновок пшеницы сорта Омская 12 от времени замачивания семян в водных растворах этанола, М: 1 — 0,0005,2 — 0,5, 3 - 1,0.

199

Глава V

20 24 Время, ч

Рис. 90. Динамика вс