Вопрос №59. Понятие стресса, стрессор, этапы ответной реакции организмов на действие стрессоров. Стресс - белки и их значение.

Стрессовыми называют те внешние факторы, которые оказывают неблагоприятное воздействие на растение. В большинстве случаев стрессовое воздействие оценивают по его влиянию на выживание растительного организма, процессы роста, ассимиляция углекислоты и элементов минерального питания. Разные виды растений устойчивы (или неустойчивы) к разным стрессовым воздействиям. Приобретение устойчивости под воздействием одного из неблагоприятных факторов может вызывать повышение устойчивости растительного организма к другим стрессовым воздействиям. Это явление называется кросс-устойчивастью или кросс-адаптацией.

В ответных реакциях растений на повреждающие факторы выделяют элементы неспецифической устойчивости (включающиеся в самых различных стрессовых ситуациях) и специфические процессы, инициируемые в растении только определённым типом стрессовых воздействий. На формирование неспецифических элементов устойчивости (синтез белков теплового шока, полиаминов) требуется гораздо меньше времени, чем для прохождения специфических адаптивных реакций, например, таких как синтез белков-антифризов, фитохелатинов, переключение фотосинтеза на САМ-метаболизм.

Большинство сельскохозяйственных растений вынуждены постоянно находиться в стрессовых условиях, поэтому обычно реализуется только 20% их генетического потенциала. Для эффективного выращивания большинства растений в условиях агрокультуры важна не только их потенциальная продуктивность, но и способность противостоять и адаптироваться к расличным стрессовым ситуациям. Важное значение при этом имеет акклиматизация растений, т.е их увеличение их устойчивости к стрессовому фактору путём закаливания, или серии подпороговых стрессовых воздействий. Процесс акклиматизации связан с экспрессией определённых генов и появлением таких генных продуктов, активность которых повышает устойчивость растений к стрессовому воздействию. Адаптация- совокупность морфологических, физиологических и химических приспособительных реакций, обеспечивающих возможность выживания определённого вида растений при действии неблагоприятных условий среды.

Вопрос №60. Морозоустойчивость растений, природа морозоустойчивости, причины повреждения низкими температурами, повышение устойчивости растений к низким температурам.

Морозоустойчивость. Заморозки вызывают повреждение клеток кристаллами льда, образующимися при температуре ниже ноля. Повреждающий эффект усугубляется так же обезвоживанием тканей. На первых этапах замерзания сильных повреждений растительных клеток не наблюдается, т.к в начале кристаллы льда формируются в межклетниках, и сосудах ксилемы. Если же заморозки длятся долго, вода переходит из цитоплазмы в апопласт, клетки обезвоживаются, кристаллы льда растут и повреждают их. Для предотвращения замерзания в растительных клетках и тканях функционирует система антифризов, представленная различными белками, углеводами, и гликопротеина. Криопротекторы, синтезирующиеся в растительных клетках при при понижении температуры могут предотвратить образование кристаллов льда. Гидрофильные белки моно и олигосахариды, обладающие криопротекторным эффектом, способны связывать значительное количество воды. Связанная таким образом вода уже не замерзает и не транспортируется. Белки и углеводы, обладающие криопротекторным эффектом способны стабилизировать другие белки и клеточные мембраны при дегидратации клеток, инициированной низкими температурами. Криопротекторы, прежде всего, начинают синтезироваться прежде всего в эпидермисе и клетках, окружающих межклеточные полости, где происходит наиболее интенсивное образование кристаллов льда при замерзании тканей. Важная роль при адаптации растений к низким температурам принадлежит фитогормону абсцизовая кислота. Устойчивость многих растений к заморозкам может быть повышена не только закаливанием, но так же обработкой их АБК. При воздействии низких положительных температур и (или) при уменьшении светового периода, концентрация этого гормона в растительных тканях резко возрастает. Активность многих генов и белков, которые экспрессируются при низких температурах или водном дефиците, может быть индуцирована обработкой АБК. У морозостойких растений при действии низких температур усиливается гидролиз крахмала, и накопление в цитоплазме растворимых сахаров. У озимых форм пшеницы и многих других видов растений функцию криопротектора выполняет сахароза, накапливающаяся в больших концентрациях. В качестве антифризов могут так же выступать и другие растворимые сахара- рафиноза, фруктозиды, сорбит, которые накапливаются в клеточных стенках растений, и, таким образом, предотвращают образование кристаллов льда. Наиболее чувствительны к морозу корни, корневища, клубни и луковицы большинства растений, которые повреждаются при температуре ниже -10/-15 градусов. Покоящиеся почки древесных растений способны выдерживать морозы до -25/-30. У многолетних растений, устойчивых к заморозкам в период подготовки к зиме в клубнях, луковицах и корневищах накапливаются запасные вещества, которые начинают использоваться с началом вегетационного периода.