• Print
Details
Швартау В.В., Моргун В.В.
Інститут фізіології рослин і генетики Національної академії наук України
Україна, 03022, Київ, вул. Васильківська, 31/17. E-mail: This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

 

Розвиток сучасних систем живлення високоврожайних сортів зернових та інших культур тісно пов’язаний із дослідженнями механізмів дії окремих катіонів/аніонів та їх композицій, в т.ч. багатокомпонентних, у системі грунт-рослина. Тенденції росту інтегральних підходів є визначальною рисою у розвитку сучасної фізіології рослин, а дослідження іоному та шляхів його регуляції є ефективним напрямом вирішення питань взаємодії неорганічних іонів та створення високоефективних спеціалізованих для сорту добрив і систем живлення рослин. Термін „іоном” визначає вміст усіх мінеральних елементів (макро-, мезо-, мікроелементів) та елементів у залишкових кількостях) в організмі.

В дослідженнях іоному рослин в останні роки досягнуто значного прогресу. Іоном дозволяє враховувати вплив прямої і непрямої дії абіотичних та біотичних факторів, є науковим фундаментом для розробки високоефективних систем живлення та комплексних добрив. При цьому, очікування від впровадження даного методичного підходу для аналізу сільськогосподарських рослин високі. Також відзначимо актуальність досліджень іоному для біофортифікації рослин.

Методами OEC-AAS та іонної хроматографії проведено визначення компонент іоному рослин озимої пшениці. Отримані дані щодо змін пулів вільних (екстракція 0,1 н амонійно-ацттним буфером, рН 4,8) та зв’язаних форм (дигестія у мікрохвильовій печі для пробопідготовки Anton Paar Multiwave 3000) елементів (K, P, N, S, Ca, Mg, Fe, Mo, Zn, Mn, Na, Cu, Co, Cl) у системі грунт-рослина. Так, з’ясовано, що викликаний посухою дефіцит доступних форм ортофосфату і сульфату у ґрунті у фазу виходу в трубку та у період формування генеративних органів, визначає формування зерна із пониженим вмістом білку та клейковини.

Визначені взаємозв’язки присутності у ґрунті і рослинах доступних ортофосфату та сульфату із вмістом ряду двовалентних катіонів (цинк, марганець, мідь) як основи функціонування редокс-систем рослин пшениці.

В доповіді представлені матеріали досліджень іоному з використанням різних методичних підходів: OEC-AAS, іонної хроматографії, що сприяли методологічному та концептуальному розвитку напрямку досліджень іонного гомеостазу ґрунту та рослин.

Таким чином, основними завданнями у розвитку досліджень іоному рослин є кількісне та одночасне визначення активних/неактивних форм елементного складу живого організму та змін елементного складу (іонного профілю) під дією фізіологічних чинників і генних модифікацій на різних етапах розвитку; картування інформації – іонів та їх взаємодії з генами, білками, лігандами; розробка шляхів спрямованої регуляції; інтеграція іоному з іншими „ом”-ами з метою створення високоефективних комплексних добрив та систем живлення рослин. Це дозволяє ідентифікувати фенотипічні шляхи регуляції геному, та є науковим фундаментом детектування вмісту/величин активностей іонів в складних біологічних системах, невід’ємним елементом вивчення генетики мінерального живлення рослин.

Роботу підтримано грантом спільного наукового проекту НАНУ-РФФД та грантами програм НАНУ «Фундаментальні основи молекулярних та клітинних біотехнологій» і «Біомаса як паливна сировина».