БОТАНИКА (Растениеводство - см. 633/635)

В учебно-методической разработке рассмотрены современные представления об устойчивости растений к водному стрессу. Показана взаимосвязь засухоустойчивости с анатомией и морфологией растений, её физиологические и биохимические аспекты. Проанализированы возможности повышения устойчивости растений к водному стрессу путём применения регуляторов роста , химических элементов.

Удельная длина тонких корней была исследована для 130 видов альпийских растений в естественных условиях в Тебердинском заповеднике. Она изменялась от 6 м/г у орхидных (Coeloglossum viride, Gymnadenia conopsea) до 936 м/г у Cruciata laevipes, среднее значение для всех изученных видов составило 134 м/г. Однодольные в среднем имели более высокие показатели удельной длины корней, чем двудольные. Наиболее высокие значения этого показателя были свойственны осоковым, низкие – лютиковым. Микоризные растения имели более низкие значения удельной длины корней по сравнению с безмикоризными. Растения с более крупными листьями и семенами в среднем имели более низкие значения этого показателя.

Некоторые тяжелые металлы, в т. ч. никель и медь, в микродозах жизненно необходимы, однако если концентрация их доступных форм превышает определенные пределы, они оказывают отрицательное влияние на развитие растений. Ответная реакция растений при их действии на наиболее важные и уязвимые начальные этапы онтогенеза представляет особый интерес. В статье приведены результаты изучения влияния ацетатов никеля и меди в концентрациях 1–1000 мг/л на прорастание семянок и начальные этапы развития проростков гигрофита Bidens cernua. В ходе эксперимента мы доказали устойчивость прорастания семянок к действию изученных солей, т. к. они не вызывали полного угнетения процесса прорастания и предела токсичности для них не выявлено. Определили пороговые концентрации, при которых начинает проявляться токсическое действие исследованных солей: для ацетата никеля – 25 мг/л, для ацетата меди – 50 мг/л. При высоких концентрациях (500–1000 мг/л) ацетат меди токсичнее ацетата никеля, о чем свидетельствуют значительное уменьшение лабораторной всхожести и изменения в характере прорастания. После проклевывания корешком покровов семянок, развитие проростков наблюдалось в растворах с концентрациями 1–25 мг/л ацетата никеля и 1–100 мг/л ацетата меди. При этом угнетение онтогенетического развития растений происходило при более низких концентрациях ацетата никеля (10–25 мг/л), чем ацетата меди (50–100 мг/л). Между тем оба металла угнетали развитие главного корня, достоверно уменьшали размеры придаточных корней и гипокотиля, вызывали изменение окраски семядолей. Снижение содержания хлорофилла в листьях проявлялось в виде хлорозов. В целом рост надземной части оказался более устойчивым к действию ацетатов (особенно ацетата меди) по сравнению с ростом главного корня.

Walnut trees have been shown to be very sensitive to abiotic stresses, especially to soil hypoxia consequence of soil flooding or waterlogging. The aim of study was to search for correlation between polyphenols and tolerance to flooding stress. Two-three years old walnut trees, Juglans regia, J. nigra and interspecific hybrids, grown in pots were subjected to soil flooding in summer at full leaves expansion. In high sensitive J. regia trees, when flooded, the net CO 2 assimilation rapidly decreased and 3-4 days of flooding were enough to block the recovery when soils was drained. In walnut hybrid ( J. nigra x J. regia ) and less sensitive J. regia genotypes, a longer resistance was observed; after 13 days of treatment leaves culd still be green and trees can recovered till to the normal photosynthesis when drained. J. nigra when flooded reduced net photosynthetic rate but maintained leaves without damages and with the capacity to recover CO 2 assimilation. The data showed resistance of J. nigra and hybrid trees and of some J. regia genotypes to the stress. The HPLC analyses of polyphenols showed a modification of the patterns during the stress. The plants less tolerant to hypoxia have higher content of polyphenols distributed in a lot of compounds. Trees more tolerant, J. nigra, showed a very simple HPLC pattern. All samples contained juglone, more in less tolerant genotypes. Hydroxy juglone glucoside was detectable in all genotypes, but only in low quantity, it increased in trees with high resistance to hypoxia and decreased in J. regia. Less flooded tolerant J. regia genotypes have higher polyphenols and juglone content. The metabolism of hydroxyl juglone glucoside could be involved in a mechanism of juglone detoxification during the hypoxia to give stress tolerance.

В настоящее время большое внимание уделяется комплексному использованию лесных ресурсов. Дикорастущие ягодники являются одним из основных компонентов недревесных лесных ресурсов, на состояние популяций которых оказывают влияние как общеизвестные экологические факторы среды, так и геоэкологические условия, рассмотренные в данной работе на примере территорийтектонических узлов. Показано изменение урожайности и содержания аскорбиновой кислоты дикорастущих плодов брусники и черники на территориях тектонических узлов. Район исследования расположен на севере Кенозерского национального парка. На протяжении двух полевых сезонов осуществлялась оценка урожайности по общепринятым в ресурсоведческих исследованиях методикам. Плоды отбирались для проведения химических анализов, которые были выполнены на базе Института естественных наук и биомедицины Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова. Установлено, что в центре узла урожайность брусники и черники значительно меньше, чем на периферии. Аналогично изменяется и количество ягод: в центре количество брусники составляет 9,32±1,44, черники - 22,32±3,61 шт./м 2; на периферии - соответственно 54,68±8,49 и 76,48±9,41 шт./м 2. Так, урожайность на 1 м 2 между центром и периферией у брусники отличается на 79 %, черники - на 66 %; количество ягод на 1 м 2 различается на 82 % у брусники и на 71% у черники. Данную зависимость можно объяснить существенным различием в количестве осадков, особенно, в засушливые годы и разным содержанием микроэлементов в почве. Содержание витамина С в ягодах определяли фотометрическим методом. Установлено, что в центре узла содержание витамина С в бруснике составляет 70,86±4,69, в чернике - 55,99±2,00 мг/100 г, что значительно больше, чем на периферии: соответственно 43,70±0,97 и 35,30±5,13 мг/100 г. Так, содержание витамина С в центре и на периферии у брусники отличается на 59 %, у черники - на 62 %. Предварительно зависимость содержания витамина С от расположения на территории тектонического узла можно объяснить влиянием химического состава почвы: недостаток азота в почве обусловливает снижение аскорбиновой кислоты в растении, обогащение почвы калием приводит к ее повышению.

Проблема массового размножения вредителей и развития болезней древесных растений обострилась к настоящему времени, особенно, в центральных и южных районах России. Проанализируем ее на примере Республики Татарстан. В последние годы на территории республики наблюдается дефицит осадков и повышенная температура воздуха в течение вегетационного периода. Недостаток осадков в сочетании с антропогенной нагрузкой и загрязнением окружающей среды приводит к ослаблению насаждений, которые становятся благоприятной средой для последующего размножения вредителей и развития болезней. По сведениям Рослесозащиты в лесонасаждениях во всех частях республики (Предволжье, Предкамье, Закамье, Закамье Возвышенное) фор-мируются очаги массового размножения насекомых-вредителей леса и патогенных организмов. На первом этапе исследования были получены и проанализированы сведения об основных видах вредителей и патогенов, формирующих очаги массового размножения и значимого повреждения основных лесообразующих пород, на втором этапе проведена верификация некоторых данных о видовом составе вредителей и возбудителях заболеваний древесных растений. Результаты обследования ельников показали, что в республике возникла вспышка массового размножения типографа. Очаг размножения начал развиваться в 2010 г. В 2011 г., судя по количеству старого сухостоя, типограф и, в меньшей степени, гравер уже имели высокую, но еще не катастрофическую численность. В 2012 г. площадь очагов превысила 3,5 тыс. га, численность жуков стала предельно большой, так как была использована основная часть кормовой базы. Таким образом, вспышка размножения вышла на максимальный уровень. Ситуация, сложившаяся в березовых насаждениях лесополос, является чрезвычайно опасной. Характерные признаки бактериальной водянки, многочисленные участки развития инфекции, не оставляют сомнений, что в данном случае выявлена эпифитотия бактериальной водянки. В процессе гибели берез накапливается инфекция, которой затем заражаются соседние участки.

Приводятся сравнительные данные урожайности, поедаемости, валовой энергии видов полыни. Доказано, что наиболее поедаемые - полынь эстрагонная, белая , черная. Максимальный выход эфирных масел у полыни лимонной, абсолютно сухого вещества - у полыни эстрагонной // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. - 2011. - № 4. - С. 30-34.

Журнал «Ученые записки ЗабГУ. Серия: Естественные науки» представляет собой сборник оригинальных и обзорных научных статей по ботанике, зоологии, экологии, физиологии человека и животных, фундаментальной медицине, географии. Материалы журнала будут интересны широкой научной общественности, преподавателям вузов, аспирантам, студентам, деятелям культуры и образования.

Ученые выяснили, что состав растений не зависит от того, применяли при их выращивании минеральные удобрения или нет.

О гербариях, собранных в ботанических учреждениях Юго-Восточной Азии.

Учебно-тренировочные задания по биологии составлены на основе экзаменационных упражнений Федерального банка экзаменационных материалов, подготовленных ФИПИ (Федеральным институтом педагогических измерений). Включают в себя тренировочные тестовые задания, при составлении которых использовались открытые варианты контрольно-измерительных материалов (КИМ) 2003–2007 гг. Настоящие задания могут быть использованы как для самостоятельной подготовки, так и в качестве дополнения к контрольным работам, предложенным кафедрой общей биологии в предыдущих методических разработках. Данное пособие адресовано старшеклассникам и абитуриентам, поступающим в КемГМА, а также рассчитано на слушателей подготовительных курсов очной и заочной форм обучения (ЦДО КемГМА). Рассмотрено и рекомендовано к печати заседанием кафедры общей биологии с основами генетики и паразитологии КемГМА от 29.12.2008.