Реферати » Реферати по біології » Екологічні основи стійкості рослин

Екологічні основи стійкості рослин

зміни, що відбуваються під час яровизації, в сутності представляють собою регульовані ферментами реакції і проявляють всі ознаки таких реакцій . Як тоді пояснити явний «негативний температурний коефіцієнт» яровизации? Для цієї мети була висунута дуже проста гіпотеза, яка постулировала існування двох окремих процесів, що конкурують за загальний субстрат. Кожен з процесів має позитивні (хоча і різні) температурні коефіцієнти:

I
II
Попередник Проміжний Кінцевий продукт

(А) продукт ( Б) (В)

Г
В даній схемі реакції II і III конкурують за загальний проміжний продукт
Б. Припустимо, що реакція III має більш високий температурний коефіцієнт, ніж реакції I і II. Це означає, що висока температура сприяє реакції III і більше Б буде брати участь в цій реакції, тому буде утворюватися мало В. Однак, коли температура помітно знизиться, більше знизиться і швидкість реакції III, ніж реакції II (оскільки, за визначенням, реакція III більш чутлива до зміни температури). Отже, зниження температури сприяє реакції II, в результаті чого буде накопичуватися кінцевий продукт В, т. Е. В накопичуватиметься при низьких, а не при високих температурах. Таким чином, процес сумарного освіти
В має, мабуть, «негативний температурний коефіцієнт» , хоча кожна з трьох включених реакцій має позитивний температурний коефіцієнт. Прямих даних, що підтверджують цю гіпотезу, немає, але цінність її полягає У тому, що вона показує, як загальний процес може протікати швидше при більш низькій температурі без порушення природних законів хімічних реакцій.
Ми вже бачили, що яровизация пов'язана з відносно стабільними змінами, так що, коль скоро меристематичних тканину досягла стану повної яровизации, вона передає цей стан утворюється новим клітинам без «розбавлення» .
Це висновок в свою чергу наводить на думку, що стан яровизации передається через деякі самореплицирующихся-щісся цитоплазматические органели, але в рівній мірі також можливо, що в процесі яровизації відбувається активація певних генів, і що сталося зміна передається по дочірнім ядрам під час ділення.

Жаростійка рослина

Жаростійкість (жаротривке) - здатність рослин переносити дію високих температур, перегрів. Це генетично обумовлений ознака. Види і сорти сільськогосподарських рослин розрізняються по витривалості до високих температур.
За жаростійкості виділяють три групи рослин.
Жаростойкие - термофільні синьо-зелених водорості і бактерії гарячих мінеральних джерел, здатні переносити підвищення температури до
75-100 ° С. Жароустойчивость термофільних мікроорганізмів визначається високим рівнем метаболізму, підвищеним вмістом РНК в клітинах, стійкістю білка цитоплазми до теплової коагуляції.
Жаротривке - рослини пустель і сухих місць проживання (сукуленти, деякі кактуси, представники сімейства Толс-тянковие), що витримують нагрівання сонячними променями до 50-65 "С. Жаростійкість сукулентів в чому визначається підвищеними в'язкістю цитоплазми і вмістом зв'язаної води в клітинах, зниженим обміном речовин.
Нежаростойкіе - мезофітні і водні рослини. Мезофіти відкритих місць переносять короткочасне дію температур 40-47 "С, затінених місць - близько 40-42 ° С, водні рослини витримують підвищення температури до 38-42
° С. З сільськогосподарських найбільш жаротривке теплолюбні рослини південних широт (сорго, рис, бавовник, рицина та ін.).
Багато мезофіти переносять високу температуру повітря і уникають перегріву завдяки інтенсивній транспірації, яка знижує температуру листя. Більш жаростойкие мезофіти от-личаются підвищеною в'язкістю цитоплазми і посиленим синтезом жаростійких білків-ферментів.

Зміни обміну речовин, росту і розвитку рослин при дії максимальних температур.

Жаростійкість в чому залежить від тривалості дії високих температур і їх абсолютного значення. Більшість сільськогосподарських рослин починає страждати при підвищенні температури до 35-40 ° С. При цих та більш високих температурах нормальні фізіологічні функції рослини пригнічуються, а при температурі близько 50 ° С відбуваються згортання протоплазми і відмирання клітин.
Перевищення оптимального температурного рівня призводить до часткової або глобальної денатурації білків. Це викликає руйнування білково-ліпідних комплексів плазмаллеми та інших клітинних мембран, призводить до втрати осмотических властивостей клітини. В результаті спостерігаються дезорганізація багатьох функцій клітин, зниження швидкості різних фізіологічних процесів. Так, при температурі 20 ° С всі клітини проходять процес мітотичного поділу, при 38 ° С мітоз відзначається в кожній сьомій клітці, а підвищення температури до 42 ° С знижує число клітин, які діляться в 500 раз (одна ділиться клітина на
513 неделящихся).
Ілюстрацією впливу підвищення температури на білково-ліпідні комплекси можуть служити наступні дані: при температурі 22 ° С лизис ядер не спостерігається зовсім, при підвищенні температури до 38 ° С він відзначається у 5,3
% досліджених клітин, а при температурі 52 ° С практично всі ядра лизировать. При максимальних температурах витрата органічних речовин на дихання перевищує його синтез, рослина бідніє вуглеводами, а потім починає голодувати (Н. А. Максимов, 1952). Особливо різко це виражено рослин більш помірного клімату (пшениця, картопля, багато городні культури).
Загальне ослаблення підвищує їх сприйнятливість до грибних захворювань.
Фотосинтез більш чутливий до дії високих температур, ніж дихання.
При субоптимальних температурах рослини припиняють ріст і фотоасиміляції, що обумовлено порушенням діяльності ферментів, підвищенням дихального газообміну, зниженням його енергетичної ефективності, посиленням гідролізу полімерів, зокрема білка, отруєнням протоплазми шкідливими для рослини продуктами розпаду (аміак та ін.). У жаростойких рослин в цих умовах збільшується вміст органічних кислот, що зв'язують надлишковий аміак.
При дії високих температур в клітинах рослин індукується синтез стресових білків (білків теплового шоку). Рослини сухих, світлих місць проживання більш стійки до спеки, ніж тіньолюбиві. Короткочасне вплив дуже високих темпера тур (43-45 ° С) може бути таким же згубним, як і тривалий вплив більш низьких, але перевищують оптимальні значення температур.
Способом захисту від перегріву може служити посилена транспірація, що забезпечується потужною кореневою системою.
В результаті транспірації температура рослин знижується іноді на 10-15
° С. Завядает рослини, з закритими устьицами, легше гинуть від перегріву, ніж достатньо забезпечені водою. Рослини суху спеку переносять легше, ніж вологе, так як під час спеки при високій вологості повітря регуляція температури листя за рахунок транспірації обмежена.
Підвищення температури особливо небезпечно при сильній інсоляції. Для зменшення інтенсивності впливу сонячного світла рослини розташовують листя вертикально, паралельно його променям (еректоідно). При цьому хлоропласти активно переміщаються в клітинах мезофілу аркуша, як би йдучи від надмірної інсоляції. Рослини виробили систему морфологічних і фізіологічних пристосувань, що захищають їх від теплових ушкоджень: світле забарвлення поверхні, яка відображатиме інсоляцію; складання і скручування листя; опушения або лусочки, що захищають від перегріву глубжележащие тканини; тонкі шари пробкової тканини, що оберігають флоему і камбій; велику товщину кутикулярного шару; високий вміст вуглеводів і мале - води в цитоплазмі та ін.
У польових умовах особливо згубно спільна дія високих температур і зневоднення. При тривалому і глибокому завядания пригнічуються не тільки фотосинтез, але і дихання, що викликає порушення всіх основних фізіологічних функцій рослини. Жароустойчивость в значній мірі визначається фазою росту і розвитку рослин. Найбільшої шкоди високі температури заподіюють рослинам на ранніх етапах їх розвитку, так як молоді, активно зростаючі тканини менш стійкі, ніж старі і «покояться» .
Стійкість до спеки у різних органів рослин неоднакова: менш стійкі підземні органи, більш - пагони і бруньки.
На тепловий стрес рослини дуже швидко реагують індуктивної адаптацією.
До впливу високих температур вони можуть підготуватися за кілька годин. Так, в спекотні дні стійкість рослин до високих температур після полудня вище, ніж вранці. Зазвичай ця стійкість тимчасова, вона не закріплюється і досить швидко зникає, якщо стає прохолодно.
Обратимость теплового впливу може становити від декількох годин до
20 днів. В період утворення генеративних органів жаростійкість однорічних і дворічних рослин знижується.
Шкідлива дія підвищених температур - одна з найважливіших причин значного зниження врожаїв ранніх ярих при запізненні з їх посівом. Наприклад, у пшениці в фазі кушенія в конусі наростання йде диференціація колосків. Висока температура грунту і повітря призводить до пошкодження конуса наростання, прискорює процес і скорочує час проходження IV-V етапів, в результаті зменшується число колосків у колосі, а також число квіток в колоску, що призводить до зниження врожаю.
При спільній дії спеки і сухості грунту, що характерно для районів
Південного Сходу, в цей період в зародковому колосі опиняються пошкодженими все що закладаються квітки, в результаті після колосіння колос дуже швидко засихає і біліє - явище пустоколосиці або белоколосіце. Для багатьох рослин спека особливо небезпечна в період цвітіння, тому що викликає стерильність квіток і опадання зав'язі. Так, дія високої температури та низької вологості в період, коли в пильовиках пшениці утворюється пилок, а потім йде процес запліднення, призводить до череззернице (не повністю озер-ненному колосу) і пустоколосость. Висока температура в період молочної зрілості ярої пшениці викликає щуплість зерна - «запал» .

Діагностика жаростійкості.

Фізіологічна стійкість рослин до перегріву обумовлюється особливими фізико-хімічними властивостями протоплазми і здатністю знешкоджувати що накопичуються в тканинах аміак та інші шкідливі продукти обміну.
Жаростійкість визначають приміщенням досліджуваного рослинного об'єкта на певний час в камеру з високою температурою і вологістю повітря, яка виключає охолодження об'єкта завдяки транспірації. Про стійкість судять по пошкодженню клітин, тканин, органів і т. Д.
За методом Ф. Ф. Мацкова листя досліджуваних рослин опускають послідовно на 30 хв в підігріту воду при температурах 40, 45, 50. .. до 80 ° С, а потім у холодну воду на 10 хв, щоразу відбирають проби і після холодної води переносять в 0,2 н. НС1. Відмерлі (пошкоджені) ділянки листя і мертве листя

Сторінки: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар