Тема 9 Стимулятори росту рослин мікробного походження

1. Хімічна природа регуляторів росту рослин, що синтезуються мікроорганізмами.

2. Стрептоміцети – продуценти вітамінів та речовин фітогормональної природи.

3. Препарати мікробного походження для стимуляції роста рослин. Комплексні поліфункціональні препарати

1. Хімічна природа регуляторів росту рослин, що синтезуються мікроорганізмами

В агропромисловому комплексі економічно розвинених країн значна увага приділяється регуляторам росту рослин, які застосовуються для стимуляції проростання насіння, прискорення розвитку, підвищення стійкості до захворювань і збільшення врожайності сільськогосподарських культур. Останнім часом все більшої популярності набувають екологічно чисті стимулятори росту рослин, засновані на продуктах мікробного походження. Діючим компонентом таких біопрепаратів є речовини фітогормональної природи.

Фітогормони - низькомолекулярні хімічні сполуки, відмінною рисою яких є здатність у дуже малих дозах (10^-13 - 10^-5 моль / л) виконувати роль регуляторів основних фізіологічних процесів (ділення і росту клітин, стану спокою, регуляції роботи продихів та ін.). Вивченню цих сполук приділяється велика увага з 20-30-х років ХХ ст., коли була відкрита структура виділених з рослин стимулюючих речовин і показана перспектива їх використання для управління ростом і розвитком рослин при екзогенній обробці.

У науковій літературі наводяться дані фізіологічної дії регуляторів росту на генетичний апарат клітин рослин. Показана можливість виборчого посилення активності генів, що контролюють окремі етапи онтогенезу рослин, включення в роботу додаткових генів, які з тієї чи іншої причини були заблоковані. В результаті застосування регуляторів росту підвищується стійкість рослин до хвороб, несприятливих факторів середовища, розвивається потужна коренева система, асоційована з азотфіксуючими і фосфатмобілізуючими мікроорганізмами, посилюється розвиток листової пластинки, підвищується фотосинтетична активність і засвоєння продуктів фотосинтезу, збільшується урожай, поліпшується його якість. Підвищення якості продукції рослинництва відбувається за рахунок активації ферментних систем, відповідальних за накопичення цукрів, білка, клейковини, жирів, вітамінів.

З рослин виділено такі фітогормони: ауксини, гіббереліни, цитокініни, абсцизова кислота, етилен, брасиностероїди, фузікокцин. Деякі фітогормональні сполуки синтезуються мікроорганізмами. За хімічною будовою більшість з них є низькомолекулярними безазотними циклічними сполуками, що відносяться до таких класів, як терпеноїди, феноли, пірони. Мікроорганізми здатні синтезувати аналоги фітогормонів ауксинового, цитокініновою, гіббереліновой та іншої природи.

Ауксини. Найбільш широко поширена 3-індолілоцтова кислота (ІОК). Функції ауксинов пов'язані з активацією ділення клітин, утворенням бічних коренів, вони сприяють розростанню околоплідника. Ауксини обумовлюють явище апікального домінування (гальмівний вплив апікальної бруньки на зростання пазушних бруньок). Ауксини відіграють першорядну роль в ростових рухах - тропізмах і настіях. Показано вплив ауксинів на реалізацію генетичної інформації. В даний час виявлено близько 50 ауксинрегульованих генів, експресія яких активується (або інгибується) при обробці рослин ІУК.

Цитокиніни. Є похідними ізопентеніладеніна. Цитокиніни індукують поділ клітин, однак ця їх дія спостерігається лише у присутності ауксину. Цитокиніни запобігають розпад хлорофілу і клітинних органел у ізольованих листя, затримують процеси старіння. Усувають ефект апікального домінування і активують ріст бічних бруньок. На молекулярному рівні цитокініни в комплексі зі специфічним рецептором посилює активність РНК-полімерази і матричну активність хроматину, збільшується кількість полірибосом і синтез білків.

Гібереліни. Найбільш відома гіберелова кислота. Найбільш характерні фізіологічні ефекти гіберелінів - подовження стебла, збільшення кількості міжвузлів, індукування цвітіння і утворення безнасінних плодів, активування зав'язування і розвитку плодів, стимулювання проростання насіння. На молеклярному рівні гібереліни індукують синтез мРНК, які кодують утворення гідролаз (амілаз та ін.), контролюють процес їх секреції клітинами алейронового шару в крохмалистий ендосперм.