Другие статьи

Цель нашей работы - изучение аминокислотного и минерального состава травы чертополоха поникшего
2010

Слово «этика» произошло от греческого «ethos», что в переводе означает обычай, нрав. Нравы и обычаи наших предков и составляли их нравственность, общепринятые нормы поведения.
2010

Артериальная гипертензия (АГ) является важнейшей медико-социальной проблемой. У 30% взрослого населения развитых стран мира определяется повышенный уровень артериального давления (АД) и у 12-15 % - наблюдается стойкая артериальная гипертензия
2010

Целью нашего исследования явилось определение эффективности применения препарата «Гинолакт» для лечения ВД у беременных.
2010

Целью нашего исследования явилось изучение эффективности и безопасности препарата лазолван 30мг у амбулаторных больных с ХОБЛ.
2010

Деформирующий остеоартроз (ДОА) в настоящее время является наиболее распространенным дегенеративно-дистрофическим заболеванием суставов, которым страдают не менее 20% населения земного шара.
2010

Целью работы явилась оценка анальгетической эффективности препарата Кетанов (кеторолак трометамин), у хирургических больных в послеоперационном периоде и возможности уменьшения использования наркотических анальгетиков.
2010

Для более объективного подтверждения мембранно-стабилизирующего влияния карбамезапина и ламиктала нами оценивались перекисная и механическая стойкости эритроцитов у больных эпилепсией
2010

Нами было проведено клинико-нейропсихологическое обследование 250 больных с ХИСФ (работающих в фосфорном производстве Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции)
2010


C использованием разработанных алгоритмов и моделей был произведен анализ ситуации в системе здравоохранения биогеохимической провинции. Рассчитаны интегрированные показатели здоровья
2010

Специфические особенности Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции связаны с производством фосфорных минеральных удобрений.
2010

Влияние различных концентраций молибдата натрия на прорастание семян nicotiana benthamiana

Аннотация

Молибден выполняет множество функций в метаболизме растений. Данный микроэлемент принимает участие в белковом обмене, в частности регулирует процесс восстановления нитратов в аммиачную форму и в процессах азотфиксации клубеньковых бактерий. Благодаря молибдену увеличивается содержание хлорофилла в листьях, расширяется площадь листовой пластинки и фотосинтетическая способность, стимулируется образование большего количества клубеньков на корнях сои, улучшает водный режим растений. Часто молибден используется в качестве микроудобрений. Он является микроэлементом азотного обмена растений, поскольку необходим для образования аммиака. Из аммиака строятся белки, вовлеченные в биосинтез нуклеиновых кислот, пигментов и витаминов. Молибден оказывает прямое воздействие на рост и развитие растений, в зависимости от концентрации он может оказать, как благоприятное воздействие на исследуемое растение, так и токсичное. В данной работе было изучено влияние различных концентраций молибдена на рост и развитие растения семейства пасленовых Nicotiana Benthamiana. Были найдены оптимальные (нетоксичные) концентрации для повышения всхожести семян.

Введение

Молибден (Mo) является ключевым микроэлементом в жизни растений поскольку оказывает влияние на их рост и развитие. Он входит в состав активных центров множества ферментов, участвующих в окислительно-восстановительных реакциях. К молибдоферментам высших растений относятся: нитратредуктаза, ксантиндегидрогеназа, альдегидоксидаза и сульфитоксидаза. Недостаток молибдена приводит к снижению активности молибдоэнзимов, поражению и морфологическим изменением листьев, называемых «whiptail» [1,2]. «Whiptail» характеризуется сильным ограничением листовой пластины, гибелью точки роста и хлорозом [3]. Нехватка данного элемента ярко выражается на цветной капусте, бобовых и зеленых культурах, томатах, цитрусовых. У большинства культур развивается желтая пятнистость листьев, у огурца - хлороз края листовых пластинок [4].

Вышеуказанные внешние признаки дефицита молибдена у растений связаны с его физиологической ролью. То есть молибден в растениях требуется для образования аммиака, идущего на построение белков. Поэтому молибден именуется микроэлементом азотного обмена растений. Он участвует в синтезе нуклеиновых кислот, пигментов и витаминов [5].

Усвоение молибдена растениями напрямую зависит от pH почвы. Например, в кислых почвах доступность молибдена снижена. Напротив, в щелочных почвах молибден становится более растворимым и доступен растениям в анионной форме (MoOJ ). Максимальная адсорбция возникает при значении pH от «4» до «5». В сельском хозяйстве для повышения усвоения молибдена в почвы вносится известь [6].

В эксперименте Amon AND P. R. Stout была доказана необходимость молибдена для роста и нормального развития томатов. Данная работа проводилась на гидропонной установке, в качестве раствора использовалась дистиллированная вода, содержащая все необходимые элементы (как считалось на момент проведения эксперимента). Однако признаки дефицита были выявлены уже через пару недель, в виде пятнистости, некроза листьев, опадении цветов и увядания плодов. Устранение дефицита было осуществлено путем добавления в раствор молибденовой кислоты (МОО3 Н2О). В последствии, для проверки прямого воздействия молибдена часть растений было опрыскано разбавленным раствором МОО3 Н2О. В результате растения были восстановлены, симптомы дефицита исчезли [7].

Необходимо помнить, что каждая посевная культура имеет свою оптимальную концентрацию молибдена. При неправильном выборе концентрации можно получить снижение всхожести семян. Высокие концентрации молибдена пагубно влияют на зерновые культуры, к примеру, 1% раствор молибдата аммония (NH^MoCU снижает всхожесть кукурузы и овса [8].

Данный микроэлемент актуален для исследований, поскольку почвы на территории Республики Казахстана содержат в 3-5 раз меньше концентрации молибдена от установленных критических значений (в 0.1 мг Mo/кг для умеренных почв), необходимых для нормального роста и развития растений.

В связи с чем, широко применяется предпосевной прайминг семян. Под понятием «прайминг» подразумевается полное насыщение водой семян и последующее подсушивание в контролируемых условиях. Результаты многочисленных исследований показали, что простое насыщение семян растений водой и последующее высушивание, приводят к повышению процента прорастания, роста и развития проростков [9]. Благодаря праймингу семенам создаются базовые условия для проростания - высокая влажность и оптимальная температура. Влажность семян доводится до уровня, необходимого для реального начала прорастания. Когда семена достигают состояния, требуемого для прорастания, их высушивают до изначального уровня влажности и высаживают в емкости с водой. Поэтому прорастание семян происходит быстрее, так как половина процесса уже пройдена. Если семена высаживают в жарких, засушливых регионах, либо в районах с повышенной влажностью или на засоленных почвах, то есть стрессовых условиях для семян, то химические процессы в данных условиях могут протекать сложнее, чем при минимальном стрессе или его отсутствии [10].

Данная работа была выполнена для установления оптимальных (нетоксичных) концентраций молибдена для усиления всхожести и прорастания семян. В качестве изучаемой культуры были выбраны семена растения Nicotiana benthamiana (австралийский табак). Растение этого вида играет большое агрономическое значение поскольку относится к семейству пасленовых, куда относятся перец, помидоры, картофель и табак [И]. Поэтому полученные нами результаты можно интерпретировать на сельскохозяйственные культуры.

Методы исследования

Для улучшения прорастания семян был использован солевой прайминг (Halo priming) - замачивание семян с использованием раствора с содержанием минеральной соли. В данном эксперименте в качестве соли использовался молибдат натрия.

C целью определения оптимальной концентрации Mo были приготовлено тридцать растворов, состоявшие из 50 мл дистиллированной воды и разных концентраций молибдата натрия двухводный (NaMoO4*2H2O). Каждый раствор содержал от 0,01 до 2 г." NaMoO4*2H2O (данный микроэлемент является компонентом множества питательных сред для гидропонных установок, таких как среды «Хевита» и «Хогладна»),

Предварительно все семена, используемые в экспериментальной работе, обрабатывались 1% раствором перманганата калия, с целью дезинфекции - в течении пяти минут, затем тщательно промывались дистиллированной водой.

В вышеуказанные растворы замачивались семена растения Nicotiana benthamiana на протяжении 1 часа, в темном месте. Контролем служили семена, замоченные в дистиллированной воде.

В каждом растворе, содержащем NaMoO4*2H2O было замочено по 10 семян. Затем, семена просушивались и закладывались в минеральную вату, смоченную дистиллированной водой и расположенную в специальные горшки для гидропоники окруженные керамзитом.

Данные семена были оставлены в темном месте в теплице при температуре воздуха 27° C и влажности 85%. Через три дня была определена оптимальной энергии прорастания.

В последствии, проросшие семена выращивались при искусственном освещении в течении 4 дней для определения всхожести семян. Освещение создавалось с помощью люминесцентных ламп с фитоспектром 2700k/6400k и мощностью 150 Вт. Периодичность освящения составляла 14 часов имитация дня и 10 часов имитацию ночи.

Результаты исследования

В сравнении с контролем, большее количество проросших семян N. Benthamiana было получено при замачивании семян, в течении часа в растворах молибдата натрия с концентрациями от 0,01 до 0,09 г на 50 мл дистиллированной воды.

Были установлены оптимальные концентрации прорастания семян - 0,01-0,07 г/50 мл НгО. При этом, концентрация от 0,4 - 2 привели к ингибированию прорастания семян. Концентрации от 1,4-2 г/50 мл оказались токсичными для австралийского табака.

На 7-ой день появились проростки с надземной частью из семян, замоченных в концентрациях от 0,001-0,7. (табл. 1).

Исходя из полученных данных оптимальная концентрация растворов для солевого прайминга семян является 0,01-0,07 г/50 мл НгО.

Таблица 1 Влияние молибдата натрия на всхожесть семян

Концентрация г/50мл NaMoO4*2H2 О

Количество

проросших семян за 3 дня

Количество проростков с надземной частью (появление листа) на 7ой день

Длина проростков с надземной частью (см)

0,01

7

7

3

0,02

10

10

4

0,03

9

9

4

0,04

9

9

3

0,05

8

8

3

0,06

8

8

2,5

0,07

8

8

2

 

0,08

6

6

1,8

0,09

6

6

1,5

ОД

4

4

1,5

0,2

4

4

1

о,з

5

5

1

0,4

4

4

1

0,5

4

4

I

0,6

3

3

0

0,7

3

3

0

0,8

2

0

0

0,9

2

0

0

1

1

0

0

1,1

1

0

0

1,2

1

0

0

1,3

1

0

0

1,4

0

0

0

1,5

0

0

0

1,6

0

0

0

1,7

0

0

0

1,8

0

0

0

1,9

0

0

0

2

0

0

0

контроль

5

3

1,5

Молибдат натрия двухводный простимулировал рост стеблей листьев и корней проростков N Benthamiana. У экспериментальных проростков, замоченных в растворе концентрацией 0,01-0,06 г/50 мл, длина корней и стеблей была длиннее, чем у контроля, на 1 - 2 см. Аналогично, листовая пластина ростков, замоченных в данной концентрации, была крупнее и шире, чем у контроля, (рис 1).

Рисунок 1 Прорастание семян за три дня после прайминга в растворах, содержащих Mo

Дискуссия

Полученные результаты свидетельствуют о прямом воздействии молибдана натрия двухводного на рост и развитие растений Nicotiana benthamiana. Правильно подобранная концентрация (в данном случае 0,01-0,06 г/50 мл) может привести к быстрому росту и развитию исследуемого растения. Поскольку растение Nicotiana benthamiana относится к семейству пасленовых полученные нами результаты можно интерпретировать на такие культуры как перец, томат, картофель и т.д. В дальнейшем будет исследовано влияние молибдата натрия двухводного и его антагониста вольфрамата натрия двухводного на рост и развитие растений семейства пасленовых.

Заключение

Таким образом, полученные результаты показали, что замачивание семян на 1 час в растворы молибдата натрия двухводный с концентрацией от 0,01 до 0,09 г/50 мл дистиллированной воды оказывает благоприятное влияние на всхожесть и прорастание семян. Концентрация же, превышающая 1,3 г/50 мл, оказывает токсичное воздействие на семена. Оптимальной концентрацией для солевого прайминга семян является 0.01-0.06 г/50 мл.

 

Литература

  1. Zhaniya Batyrshinaa, Timur М. Yergaliyeva,b , Zhadyrassyn Nurbekovaa1C , Nazira A. Moldakimovaa , Zhaksylyk К. Masalimova , Moshe Sagic, Rustem Т. Omarov. Differential influence of molybdenum and tungsten on the growth of barley seedlings and the activity of aldehyde oxidase under salinity // Journal of Plant Physiology 228 - 2018. - C. 189-196.
  2. RalfR. Mendel. Cell biology of molybdenum in plants // Plant Cell Rep — 2011. — T.30-C. 1787-1797.
  3. J.O.Jones, W.Dermott. “Whiptail” in Califlower // Nature - № 4189 -1950. - C. 248-249.
  4. AT. Абдукаримов, H. А. Турсынбаев, Г.Т. Калымбекова. диагностика питания растений // Механика и технологии-1- № 3 (49) - 2015. - С.85-92.
  5. Михайлова Л.А. Агрохимия. Ч 1. Удобрения виды, свойства, химический состав. - Пермь: Прокростъ, 2015. - 426 с.
  6. D. I. Amon and P. R. Stout. Molybdenum as an essential elemient for higher plants // [Электрон, ресурс]. - 2016. - URL: www.plantphysiol.org (дата обращения: 21.06.2016).
  7. Brent N. Kaiser, Kate L. GRidley, Joanne Ngaire Brady, Thomas Phillips and Stephen D. Tyerman. The Role OfMolybdenum in Agricultural Plant Production // Annals ofBotany 96 - 2005. - C. 745 -754.
  8. К. А. Васильева. Предпосевное обогащение семян молибденом Ученые записки ВВП. - 1964. - Т. 18. - С. 108 - 115.
  9. Серикбай С.Ж., Аликулов 3. Эффект предпосевного прайминга зерен пшеницы в растворе молибдата и их прорастание в присутствии нитрата на содержание аллантоина в проростках. Роль фундаментальной и прикладной науки в социальноэкономическом развитии общества: сборник статей [Электронный ресурс] -2018. - - URL: http://impulse-science.ru/wp- content/uploads/2018/04/%D0%9A-17.pdf (дата обращения: 12.04.2018).
  10. Прищепчик Ю. В. Влияние прайминга семян огурца 5-аминолевулиновой кислотой на энергию прорастания и развитие растений в условиях солевого стресса // Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, biological series- № 4-2016. - C.85-88.
  11. ILJulia Bally, Hyungtaek Jung, Cara Mortimer, Fatima Naim, Joshua G. Philips, Roger Hellens, Aureliano Bombarely, Michael M. Goodin, and Peter M. Waterhouse. The Rise and Rise of Nicotiana benthamiana. A Plant for All Reasons // Annual Review OfPhytopathology 56-2018. - C. 405-26.

Разделы знаний

Архитектура

Научные статьи по Архитектуре

Биология

Научные статьи по биологии 

Военное дело

Научные статьи по военному делу

Востоковедение

Научные статьи по востоковедению

География

Научные статьи по географии

Журналистика

Научные статьи по журналистике

Инженерное дело

Научные статьи по инженерному делу

Информатика

Научные статьи по информатике

История

Научные статьи по истории, историографии, источниковедению, международным отношениям и пр.

Культурология

Научные статьи по культурологии

Литература

Литература. Литературоведение. Анализ произведений русской, казахской и зарубежной литературы. В данном разделе вы можете найти анализ рассказов Мухтара Ауэзова, описание творческой деятельности Уильяма Шекспира, анализ взглядов исследователей детского фольклора.  

Математика

Научные статьи о математике

Медицина

Научные статьи о медицине Казахстана

Международные отношения

Научные статьи посвященные международным отношениям

Педагогика

Научные статьи по педагогике, воспитанию, образованию

Политика

Научные статьи посвященные политике

Политология

Научные статьи по дисциплине Политология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Психология

В разделе "Психология" вы найдете публикации, статьи и доклады по научной и практической психологии, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. В своих работах авторы делают обзоры теорий различных психологических направлений и школ, описывают результаты исследований, приводят примеры методик и техник диагностики, а также дают свои рекомендации в различных вопросах психологии человека. Этот раздел подойдет для тех, кто интересуется последними исследованиями в области научной психологии. Здесь вы найдете материалы по психологии личности, психологии разивития, социальной и возрастной психологии и другим отраслям психологии.  

Религиоведение

Научные статьи по дисциплине Религиоведение опубликованные в Казахстанских научных журналах

Сельское хозяйство

Научные статьи по дисциплине Сельское хозяйство опубликованные в Казахстанских научных журналах

Социология

Научные статьи по дисциплине Социология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Технические науки

Научные статьи по техническим наукам опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физика

Научные статьи по дисциплине Физика опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физическая культура

Научные статьи по дисциплине Физическая культура опубликованные в Казахстанских научных журналах

Филология

Научные статьи по дисциплине Филология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Философия

Научные статьи по дисциплине Философия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Химия

Научные статьи по дисциплине Химия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Экология

Данный раздел посвящен экологии человека. Здесь вы найдете статьи и доклады об экологических проблемах в Казахстане, охране природы и защите окружающей среды, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. Авторы рассматривают такие вопросы экологии, как последствия испытаний на Чернобыльском и Семипалатинском полигонах, "зеленая экономика", экологическая безопасность продуктов питания, питьевая вода и природные ресурсы Казахстана. Раздел будет полезен тем, кто интересуется современным состоянием экологии Казахстана, а также последними разработками ученых в данном направлении науки.  

Экономика

Научные статьи по экономике, менеджменту, маркетингу, бухгалтерскому учету, аудиту, оценке недвижимости и пр.

Этнология

Научные статьи по Этнологии опубликованные в Казахстане

Юриспруденция

Раздел посвящен государству и праву, юридической науке, современным проблемам международного права, обзору действующих законов Республики Казахстан Здесь опубликованы статьи из научных журналов и сборников по следующим темам: международное право, государственное право, уголовное право, гражданское право, а также основные тенденции развития национальной правовой системы.