Раздел 2
Материал и методика проведения исследований
Материал для исследований
В качестве материала для исследований нами были избрана соя [Glycine max (L.)
Merr] короткодневные и фотопериодически нейтральные коллекционные образцы, а
также почти изогенные по генам ЕЕ линии. Из коллекционных образцов
использованы: короткодневные – Fiskeby Typ XX, ВИР 1746, ВИР 1779, Morsoy,
Monsoy,073-12; фотопериодически нейтральные – Bravella, Булдури, 073-2, NSC
90-86-75.
Почти изогенные по генам ЕЕ линии сои, различаются по степени фотопериодической
чувствительности. По литературным данным гены ЕЕ у сои детерминируют степень
проявления реакции на длину фотопериода [12]. Доминантное состояние генов ЕЕ
определяет короткодневную реакцию, то есть изогенные линии с таким их
состоянием ускоряют переход к цветению при сокращении продолжительности
фотопериода от 17-16 часов до 12-9 часов. Ускорение перехода к цветению у них
составляет 15-30 дней, в сравнении со сроками перехода к цветению в условиях
длинного дня [12]. В рецессивном состоянии гены ее детерминируют
нечувствительность к изменению продолжительности дня, то есть изогенные линии
сои с таким состоянием этих генов не изменяют сроков перехода к цветению в
широком диапазоне изменения продолжительности фотопериода – зацветают
практически одновременно (с разницей в 2-3 дня) при непрерывном, 16-ти и
9-часовом освещении [12].
В наших опытах использованы моногенно доминантные по трём генам ЕЕ почти
изогенные линии сортов Clark и Harosoy со следующими генотипами: короткодневные
– Е1Е2Е3, Е1Е2е3, Е1е2е3; фотопериодически нейтральные – е1е2е3, е1е2Е3,
е1Е2е3. У двух последних линий гены Е2Е3 хотя и в доминантном состоянии, но
определяют нейтральную реакцию на длину дня [12].
При выборе объектов исследований мы исходили из следующих положений. Во-первых,
целью наших исследований было изучение синтеза углеводов у растений разных
фотопериодических групп в условиях разной длины дня, что обусловило
использование короткодневных и фотопериодически нейтральных растений.
Во-вторых, изучение биохимических процессов у растений одного и того же вида,
но в разных условиях (в наших опытах при разной длине дня), позволяет более
строго вычленить влияние именно фактора воздействия на исследуемый процесс,
поскольку почти полностью исключается возможные различия между объектами,
обусловленные видовой специфичностью метаболизма.
2.2. Условия выращивания растений
Растения для опытов выращивали в полевых условиях на экспериментальном участке
кафедры физиологии и биохимии растений Харьковского национального университета
им. В.Н. Каразина (ХНУ). Отдельные опыты проведены совместно с Институтом
растениеводства им. В.Я. Юрьева Украинской академии аграрных наук.
В полевых условиях посев проводили в оптимальные для сои сроки (вторая декада
мая) на делянках 1 м2 с расположением рядков поперек делянок. Растения росли на
естественном длинном дне (на широте Харькова, примерно 16-часовом) до фазы
третьего настоящего листа, когда у сои проявляется наибольшая чувствительность
к изменению длины дня. В эту фазу одну часть растений подвергали воздействию
короткого фотопериода, а вторую продолжали выращивать на естественном длинном
дне. Короткий фотопериод создавали путем затемнения растений
светонепроницаемыми кабинами, побеленными снаружи, с 17 до 8 часов.
Продолжительность воздействия составляла 6-12 коротких дней в зависимости от
задач конкретного опыта. Воздействие такой продолжительности дня, по нашим
данным, у короткодневных почти изогенных линий обусловливало существенное
ускорение перехода к цветению, а у фотопериодически нейтральных – не вызывала
изменений в сроках зацветания растений (табл. 2.1).
Таблица 2.1
Влияние длины дня на продолжительность периода всходы-цветение у почти
изогенных по генам ЕЕ линий сои, дней от всходов до цветения
Генотип линий
Период всходы-цветение при длине дня
Фотопериодическая реакция
16 часов
9 часов
Линии сортаClark
Е1Е2Е3
75 ±5
55 ±3
Короткодневная
Е1Е2е3
68 ±3
52 ±3
То же
Е1е2е3
75 ±2
54 ±2
То же
е1е2е3
57 ±2
55 ±2
Нейтральная
е1Е2е3
59 ±2
57 ±2
То же
е1е2Е3
61 ±3
59 ±2
То же
Линии сорта Harosoy
Е1е2е3
65 ±3
45 ±2
Короткодневная
е1е2е3
55 ±3
54 ±2
Нейтральная
е1е2Е3
56 ±2
57 ±3
То же
2.3. Методика отбора проб и проведения биохимических анализов
Отбор проб листьев для анализов. Для проведения биохимических анализов
использовали закончившие рост листья (вторые от верхушки растения). Известно,
что такие листья включаются в метаболизм растения, то есть все процессы,
которые в них протекают направлены на синтез первичных ассимилятов и
практически всего разнообразия соединений, необходимых для жизнедеятельности
растений. Они также обеспечивают транспорт углеводов к меристемам и в другие
органы их потребления – в молодые формирующиеся листья, в верхушечные
меристемы, запасающие органы, плоды и семена.
Для определения накопления и состава неструктурных углеводов в течение
фотопериода листья отбирали в начале и конце светлого периода суток – в 3 и 21
час на длинном дне и в 8 и 17 часов на коротком. По содержанию углеводов в
листьях в начале и конце темного периода на разной длине дня устанавливали
интенсивность ночного оттока углеводов и изменение их состава в темный период.
Для этого пробы листьев отбирали в 21 и 3 часа на длинном дне и в 17 и 8 часов
на коротком. Для определения динамики накопления разных форм углеводов в
течение светлого периода в условиях разной длины дня листья отбирали
одновременно на длинном и коротком фотопериоде – в 8
- Київ+380960830922