Лекция 15. Покой растений

Вопросы:

1. Понятие о покое. Покой семян.

2. Покой почек. Регуляция процессов покоя.

1. Понятие о покое. Покой семян

Рост в ходе онтогенеза не является непрерывным процессом, периодически он прерывается покоем, т. е. резким замедлением или полным отсутствием роста.

В состояние покоя могут впадать:

1). Всё растение (древесные зимой);

2). Отдельные части (клубни, семена, луковицы);

3). Отдельные органы на вегетирующем растении (спящие почки).

Проявление покоя

1. Разная или полная приостановка роста (видимые признаки);

2). Снижение метаболизма;

3). Опадение листьев или даже побегов (у зимующих деревьев).

Причины покоя

1). Неблагоприятные внешние условия;

2). Даже при всех благоприятных условиях, например, в тропиках растения, проходят состояние покоя. Если не пройдут – нарушается онтогенез: замедление роста, развития.

Следовательно, покой - это не только приспособления к неблагоприятным условиям, но и необходимый этап онтогенеза. В соответствии с выше изложенными причинами покоя, выделяют два вида покоя:

1. Вынужденный, вызванный отсутствием надлежащих условий (температура, вода, кислород);

2. Глубокий – наличие покоя даже при всех благоприятных условиях.

Покой семян. Вынужденный покой. Для прорастания семян необходимы условия: оптимальная температура, содержание достаточного количества воды, света, кислорода.

Например, если содержание воды в семенах составит 14-15%, они могут находиться в состоянии покоя – от нескольких месяцев до 10-15 лет.

В районе вечной мерзлоты обнаружены семена люпина, пролежавшие в покое 220 лет и сохранившие жизнеспособность. Спрашивается, как хватило энергетического материала на такой длительный покой.

Причинами вынужденного покоя могут быть морфологические; например, толстая семенная кожура, непроницаемая для воды и О₂. Такие семена встречаются у берёзы, семействе бобовых. У растения ксантиума семенная оболочка задерживает рост зародыша и образование проростка.

Глубокий покой. Причины его разные. Например, ко времени высвобождения семян из плодов зародыш ещё недоразвит и его развитие продолжается в семени.

Большое значение в поддержании глубокого покоя имеет наличие ингибиторов роста, содержащихся в семенах и мякоти плодов. Именно поэтому семена не прорастают в сочных плодах, а другая причина высокая концентрация клеточного сока и семена находятся в состоянии физиологической сухости. Одновременно с содержанием ингибиторов семя в состоянии глубокого покоя содержит мало г/б и цитокининов. Показано, что в покое семена накапливают АБК. Согласно данным американского физиолога А. Канта семена выходят из состояния глубокого покоя в том случае, если в них отсутствуют ингибиторы и присутствуют гиббереллины. В присутствии ингибиторов роста для выхода из покоя необходимо наличие гиббереллина, цитокинина.

У ряда растений созревшие семена становятся способными к прорастанию в течение определённого периода, в ходе которого в них происходят сложенные биохимические процессы послеуборочного дозревания.

2. Покой почек

Выделяют вынужденный покой и глубокий покой.

В покой впадают:

1). Почки в целом, вегетирующем растении.

2). В отдельных частях растения (клубни, луковицы, корневища).

В вынужденный покой впадают наши многолетние растения при снижении t. Но подготовка к состоянию покоя начинается задолго, когда t является вполне оптимальной. Растения вступают в покой под влиянием укороченного дня и выходят – длинного (фотопериодизм). Действия фотопериода воспринимают листья или почки при помощи пигмента фитохрома. Фитохром в условиях короткого дня возбуждается, возбуждение передаётся на мембраны, выделяющие ингибиторы АБК, уменьшается содержание ауксинов, гиббереллинов. Поскольку стимуляторы и ингибиторы роста имеют общих предшественников, то под влиянием определённого фотопериода изменяется соотношение фитогормоны.

Характеристика периода покоя почек

1). Снижение метаболизма;

2). Морфологические – клетки в состоянии плазмолиза, плазмодесмы впячиваются, связь между клетками утрачивается. Цитоплазма покрывается толстым слоем липидов, что делает её более устойчивой.

Регуляция процессов покоя

Имеет большое значение в практике растениеводства, когда необходимо удлинить покой или вывести из него.

1. Когда семена не прорастают из-за наличия твёрдой оболочки, их подвергают скарификации (перетиранию с песком, обработка Н₂SО₄, Н₂О₂, СН₃СН₂ОН);

2. У многих растений семена обрабатывают пониженными температурами (стратификация), облучают красным светом или опрыскивают гиббереллином.

Вывод почек из покоя

Погружение веток в тёплые ванны, выдерживание в порах серного эфира.

Свежеубранные клубни картофеля для получения двух урожаев на юге выводят из состояния покоя обработкой различными веществами: этилхлоргидрином, тиомочевинной. Для лучшего хранения клубней их нужно задержать в состоянии покоя. Для этого их обрабатывают метиловым эфиром α нафтилуксусной кислоты.