78. Механизмы устойчивости растений к низким температурам.

1. Накопление защитных веществ и упрочение связей между белками, липидами и хлорофиллом. В качестве защитных веществ исп. минеральные соли, сахара, водорастворимые белки, спирты и фосфолипиды. Водораств. белки и спирты явл. хорошими разобщателями воды, увеличивая колл. связ. ее сод-ие. Нак-ся в кл. фосфол. об. новообр-я мембр. 2. Повыш. функц. активность фотосинт. аппарата (ферменты более активны при низких температурах). 3. Вкл. альтернативные пути дыхания, которые протекают в глиоксисомах. 4. У мороз. растений цит. способна к втягиванию плазмодесм. .оболочка покрывается липидным слоем. Это повышает кол. связ. воды и увеличивает вязкость цитоплазмы. 5. Витрификация – переход воды при пониж. температурах в аморф. стекл. сост-е при резком охлажд. ткани ниже 20^о. Заст. стекл. ткань в виде аморфн. массы долго сохр. свою жизнеспособность. При быстр. разогреве жизнеспособность клеток восстанавливается, а при медленном нагревании происходит отмирание цитоплазмы, т.к. вода из аморфн. состояния превращается в кристаллическую.

79. Физиологические процессы закаливания растений.

Закаливание — процесс обратимого физиологического приспособления растений к неблагоприятным условиям внешней среды. Это активный метаболический процесс, а не простое замедление жизнедеятельности, хотя оно и связано с резким снижением темпов роста и переходом растения в покоящееся состояние. Закаливание озимых впервые было исследовано И. И. Тумановым (1940). Он выделил и описал две стадии этого процесса. Первая протекает осенью, когда дневные температуры еще относительно высоки (+10 °С), а ночные падают до 0 — 2 °С. Благоприятным фактором является свет. В это время в процессе фотосинтеза происходит активное накопление сахаров (до 25 — 30 % на сухую массу растений). Накапливаемые сахара мало расходуются при дыхании, так как ночные температуры низки для активного процесса. При этом происходит повышение морозоустойчивости, но небольшое — до 10 — 12 °С ниже нуля. Для дальнейшего повышения морозоустойчивости необходима вторая стадия закаливания (которая проходит в начале зимы при слабых морозах (до -5 °С), когда растения покрыты снегом). Фотосинтез при этом прекращается, но активизируются биохимические процессы, ведущие к перераспределению в клетках сахаров, которые перемещаются в цитоплазму и пропитывают ее. В то же время часть воды оттекает из клеток и превращается во внеклеточный лед. При этом образуется значительный водный дефицит — 30 — 50 % от общего содержания воды. Это обезвоживание цитоплазмы и накопление в ней большого количества защитных веществ значительно повышает морозоустойчивость (до 25 — 30 °С ниже нуля). Древесные растения, развивающие морозоустойчивость в состоянии покоя, проходят более сложный и длительный период закаливания. Подготовка к перезимовке у них начинается после периода роста, задолго до наступления холодов. В течение второй половины лета в живых тканях накапливаются питательные вещества, главным образом крахмал. Осенью происходит его превращение — гидролиз с образованием сахаров (невысокая устойчивость) или жирных масел (высокая устойчивость). Эти вещества связываются с белками, образуя белково-липоидный комплекс, который пропитывает цитоплазму. В это же время снижается .содержание воды в тканях и происходит отток различных веществ из надземных органов в корневую систему. Клетки корня в свою очередь вырабатывают вещества, повышающие устойчивость организма против морозов. Благоприятным условием для успешного закаливания является раннее прекращение роста, раннее вызревание побегов и переход их в состояние покоя. Этому также способствует короткий день, пониженная влажность и умеренное азотное питание.