WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаБіологія, Зоологія, Аграрна наука → Фізіолого-генетичні проблеми селекції рослин у зв’язку з глобальними змінами клімату - Курсова робота

Фізіолого-генетичні проблеми селекції рослин у зв’язку з глобальними змінами клімату - Курсова робота

мало-результативними внаслідок непередбачуваності посухи та її великих се-зонних відхилень [36]. Фізіологічні підходи для якомога точнішого виз-начення чинників, що лімітують урожай, можуть полегшити вирішення цього завдання, хоча потребують великих додаткових зусиль, оскільки немає єдиної ознаки, яка б була універсально важливою.
У селекції на жаро- та посухостійкість за вихідне можна взяти по-ложення, що сучасні сорти мають економно витрачати вологу (відносна посухостійкість), але підтримувати на достатньо високому рівні інтенсивність транспірації для забезпечення охолодження листків за дії високої температури (відносна жаростійкість). Складність пошуку компромісного рішення в тому, що для зниження температури листків необхідна висока інтенсивність транспірації у поєднанні з порівняно невеликою площею листкової поверхні усієї рослини (для забезпечення економної витрати вологи за поступового підвищення її дефіциту у ґрунті). Однією з необхідних умов для вирішення цього протиріччя якраз і є посилення ефективності роботи фотосинтетичного апарату листків, тобто збільшення питомої асиміляції СО2 одиницею площі листкової поверхні за нормальних умов, а також підвищення його стійкості за дії стресових чинників. У такому разі навіть за зменшеної плоші листкової поверхні можна зберегти продуктивність рослини на високому рівні [7].
ТАБЛИЦЯ І.
Вплив високих температур повітря і ґрунтової посухи у різні фази розвитку на врожай озимої та ярої пшениці (% зниження до контролю) [7]
Фаза розвитку Тип розвитку Головний колос Маса 1000 зернин
Маса зернин Кількість зернин
Ґрунтова посуха
Початок виходу Озимий 22,4 12,1 9,0
в трубку Ярий 25,3 15,2 16,6
Початок колосіння Озимий 24,8 15,0 10,0
Ярий 45,5 39,3 28,1
Молочна стиглість Озимий 45,5 6,6 40,6
Ярий 36,0 4,0 34,8
Висока температура повітря
Початок виходу Озимий 26,2 16,2 П,2
в трубку Ярий 24,1 13,4 12,5
Початок Озимий 29,7 21,0 10,7
колосіння Ярий 41,0 24,0 24,7
Молочна Озимий 49,5 9,1 42,5
стиглість Ярий 22,7 2,0 21,3
РОЗДІЛ ІІ. РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ В ІНСТИТУТІ ФІЗІОЛОГІЇ РОСЛИН І ГЕНЕТИКИ НАН УКРАЇНИ.
2.1. Дія стресових чинників на ріст рослин.
Дослідженнями, виконаними в Інституті фізіології рослин і генетики НАН України на пшениці, доведено, що за дії стресів, спричинених високою температурою, посухою, засоленням ґрунту та дефіцитом азотного живлення, збільшується частка поглиненої фотосинтетичним апаратом світлової енергії, яка вивільнюється у нефотохімічному каналі у вигляді тепла (табл. 2). Таке збільшення теплової дисипації зумовлене насамперед активізацією регуляторних механізмів, зокрема швидко релаксуючого механізму qE, який реалізується через утворення транстилакоїдного потенціалу та роботу віолаксантинового циклу. В міру посилення стресового навантаження понад певний рівень збільшення теплової дисипації пов'язується з фотоінгібуванням, яке виникає внаслідок фото-руйнування реакційних центрів ФС II. Отримані нами дані про інтенсивніше перетворення віолаксантину на зеаксантин на світлі за дії стресів підтверджують зростання захисної ролі віолаксантинового циклу за несприятливих умов навколишнього середовища.
Згідно з нашими дослідженнями, за високої температури, дефіциту азотного живлення та посухи швидкість електронного транспорту на рівні ФС II знижується, тоді як на рівні ФС І - підвищується. Сповільнення повного електронного транспорту поряд із прискоренням циклічного фосфорилування засвідчує збільшення швидкості циклічного електронного транспорту за стресових умов. Проведені газометричні дослідження показали, що зниження асиміляції СО2 за сольового і водного стресів більшою мірою зумовлене підвищенням опору дифузії СО2 в листок внаслідок закриття продихів, ніж змінами електронного транспорту на рівні ФС II (табл. 3) [12]. Виявлений нами тісний негативний кореляційний зв'язок між інтенсивністю фотосинтезу в листках та активністю антиоксидантного ферменту супероксид-дисмутази у хлоропластах поряд із даними щодо підвищення активності цього ферменту за стресових умов є доказом збільшення за дії негативних чинників потоку електронів у фотосинтетично-му електронтранспортному ланцюзі, які використовуються не на фотосинтез, а на відновлення кисню з утворенням його активних форм (рис. 1).
Рис. 1. Зв'язок між активністю супероксиддисмутази (відн. од./мг хл) у хлоропластах та інтенсивністю фотосинтезу (мг С02/(дм2 o год)) в листках пшениці за стресових умов:
К - контроль, 3 - засолення, П - посуха, -N - нестача азоту, 3 + П - комбінована дія засолення та посухи
Завдяки високій інформативності люмінесцентних параметрів хлорофілу в листках стосовно функціонального стану рослинного організму ці показники мають добрі перспективи для використання на практиці як експрес-тести стійкості рослин різних генотипів до стресів у польових умовах [29].
Стресові чинники істотно впливають на фотосинтетичні процеси на рівні метаболізму вуглецю, шо проявляється зокрема через зміни фото-дихання [44]. Серед вивчених у відділі фізіології та екології фотосинтезу ІФРГ НАН України сортів озимої пшениці степового й лісостепового екотипу, що характеризуються різною стійкістю до посухи, висока активність фотодихання була необхідною умовою підтримання достатнього рівня активації РБФК/О за умов високотемпературного стресу в стійкого сорту, а в менш стійкого, навпаки, фотодихання знижувало активаційний статус РБФК/О і швидкість регенерації рибулозо-5/с-фосфа-ту(рис. 2). Отже, отримані результати засвідчують, що роль фотодихання за високотемпературного стресу визначається балансом протекторних і пошкоджувальних дій, який, у свою чергу, залежить від адаптивних властивостей сорту [9].
Вивчення лімітуючих ланок фотосинтезу важливе для вирішення проблеми підвищення стійкості фотосинтетичного апарату методами традиційної селекції та генної інженерії.
Слід також пам'ятати, що в умовах ґрунтової посухи, високої тем-ператури повітря й ослаблення функціональної активності листкової поверхні ступінь порушення оптимального співвідношення між водовитратою та водопостачанням тісно пов'язаний з інтенсивністю роботи кореневої системи. Ефективність добору цінних за активністю кореневої системи біотипів у межах сорту вважається перспективним шляхом по-ліпшення існуючих районованих сортів пшениці з метою підвищення їх адаптивних можливостей.
Отже, підвищення посухо- і жаростійкості рослин озимої пшениці можливе шляхом добору в процесі селекції форм із відносно високою функціональною активністю кореневої системи протягом онтогенезу, порівняно високою інтенсивністю транспірації надземних органів, висо-коактивною, але відносно невеликою площею поверхні листків, фотосинтетичний апарат яких здатний витримувати стресові навантаження без істотних пошкоджень. Проте для рослин кожної кліматичної зони оптимальне співвідношення цих показників може різнитись.
Рис. 2. Динаміка інтенсивності фотосинтезу (відн. од.) у листках пшениці протягом прогріву при 38 *С за нормальних умов (вміст 02 в повітрі 21 %) та істотного пригнічення (вміст 02 2 %) фотодихання [9):
а - сорти лісостепового екотипу (нестійкі до посухи), 6 - сорти степового екотипу (стійкі до посухи) , 1 - Поліська 87; 2 - Миронівська 33; 3 - Обрій; 4 - Одеська 66. Темні позначки - вміст Ог в повітрі 21 %, світлі позначки - вміст 02 в повітрі 2
Loading...

 
 

Цікаве