Гормезис, оптимизация скрининга и практического применения регуляторов роста растений
Închide
Articolul precedent
Articolul urmator
532 1
Ultima descărcare din IBN:
2023-12-12 15:31
Căutarea după subiecte
similare conform CZU
581 (1030)
Botanică generală (975)
SM ISO690:2012
ДАСКAЛЮК, Алехандру. Гормезис, оптимизация скрининга и практического применения регуляторов роста растений. In: Світові рослинні ресурси: стан та перспективи розвитку, 7 iunie 2018, Kiev. Kiev: ТОВ «Нілан-ЛТД», 2018, Ediția a IV-a, pp. 139-142.
EXPORT metadate:
Google Scholar
Crossref
CERIF

DataCite
Dublin Core
Світові рослинні ресурси: стан та перспективи розвитку
Ediția a IV-a, 2018
Conferința "Світові рослинні ресурси: стан та перспективи розвитку"
Kiev, Ucraina, 7 iunie 2018

Гормезис, оптимизация скрининга и практического применения регуляторов роста растений

CZU: 581

Pag. 139-142

Даскaлюк Алехандру
 
Институт генетики, физиологии и защиты растений
 
 
Disponibil în IBN: 19 iunie 2020



Teza

Термин гормезис определяется как «реакция доза-эффект на воздей-
ствие химического агента или фактора окружающей среды, характери-
зующаяся стимуляцией организма или клетки при низкой дозе и инги-
бированием при высокой». Он широко используется в токсикологии и
биомедицине для описания двухфазовых дозовых реакций клеток или
организмов на токсины, пестициды и другие стрессовые факторы. В
течение эволюции в организмах и их клеточных компонентах устано-
вились молекулярные механизмы адаптивной реакции на различные
факторы стресса. Благодаря специфическим путям эволюции, дозы
физических и химических факторов которые вызывают стресс у пред-
ставителей одного вида, становились оптимальными для других ви-
дов. Как следствие, адаптивный, положительный, эффект малых доз у
разных видов проявляется при дозах различного уровня. Он проявля-
ется в изменениях фенотипа и свойствах организма в ответ на измене-
ния окружающей среды. Следовательно, гормезис обеспечивает коли-
чественную оценку биологической пластичности организма, являясь
скорее отражением гомеодинамического характера биологических
систем, а не гомеостаза (процесса, который поддерживает устойчи-
вость внутренней среды биологических систем в ответ на изменения
внешних условий).
В результате анализа понятия гормезиса и его связей с другими
фундаментальными биологическими концепциями легко прийти к
выводу о том, что явление грмезиса тесно переплетается с многочис-
ленными феноменами адаптации. Анализ этих связей может открыть
новые перспективы в объяснении и оптимизации практического при-
менения регуляторов роста для улучшения адаптации и повышения
устойчивости растений к стрессовым факторам. Оптимальные кон-
центрации (дозы) регуляторов роста являются очень низкими. Гра-
ницы стимулирующих доз, как правило, занимают один, редко два
порядка концентраций, а зоны гормезисной реакции специфичны для
различных видов и генотипов растений. В больших концентрациях ре-
гуляторы роста оказывают ингибирующее, повреждающее действие
на растения. Аналогично, гормезис проявляется после воздействия на
организм низких доз стрессовых факторов. По ширине, интервал доз
вызывающих гормезис редко превышает два порядка. Кроме того, рас-

ширение гомеодинамического пространства при гормезисе хорошо
гармонирует с такими же эффектами низких доз регуляторов роста.
Количественные значения положительных эффектов гормезиса и ре-
гуляторов роста на жизнеспособность и продуктивность растений со-
поставимы. В оптимальных условиях эти эффекты достигают 30% и
довольно редко - 50%. Положительные эффекты доз стресса, вызыва-
ющих гормезис, или оптимальных доз регуляторов роста, на многие
эндогенные процессы и клеточные сигнальные системы, от которых
зависит деление клеток, рост и продуктивность растений родствен-
ны. Можно предположить, что общие элементы, характеризующие
эффекты гормезиса и регуляторов роста, не являются случайными. В
обоих случаях происходит расширение гомеодинамического равнове-
сия биосистем. Таким образом, анализ концепций биологических фе-
номенов при гормезисе и действии регуляторов роста может обеспе-
чить быстрое развитие теории и практики применения регуляторов
роста растений и углубление наших знаний о механизмах гормезиса.
Определение ширины доз гормезисной зоны регуляторов роста и их
максимального благоприятного эффекта на растения является необ-
ходимой предпосылкой правильного применения регуляторов роста
для решения ряда теоретических и практических проблем. Однако от-
метим некоторые моменты, от которых зависит эффективное исполь-
зование гормезиса в оптимизации практических применения регуля-
торов роста растений:
1. Конечный эффект воздействия препаратов на растения зависит
от комплекса явлений. Среди них отметим протекторные свойства
препарата; его влияние на восстановительные процессы и морфогенез
растений. Например, ускорение пролиферации клеток под влиянием
регуляторов роста приводит к повышению скорости роста и одновре-
менно к повышению вероятности расширения повреждений вызван-
ных стрессовым фактором. В связи с этим, конечный эффект стимуля-
ции роста может оказаться отрицательным.
2. Доза регуляторов роста должна быть подобрана таким образом,
чтобы их влияние на процессы восстановления повреждений вызван-
ных стрессом преобладали над их расширением в результате ускоре-
ния роста. Эта доза может быть различной в зависимости от вида и
генотипа растений.
3. После обработки растений регуляторы роста должны активиро-
вать жизненные процессы, путем усиления метаболизма, повышая, та-
ким образом, физиологические функции организма. Благодаря этому
регуляторы роста могут увеличить устойчивость растений к стрессо-
вым факторам и усилить регенеративные и абсорбционные свойства,
содействуя восстановлению повреждений.
4. Регуляторы роста должны вызывать адекватные изменения в
экспрессии генов, биохимические и морфологические перестройки в

целом растении, подверженным не летальным, но, в то же время, не-
благоприятным фактором внутренней или внешней среды.
5. В состав регуляторов роста должны входить соединения, которые
накапливаются в тканях и организмах при воздействии таких внеш-
них и внутренних факторов, которые часто являются химически про-
дуктами нарушенного метаболизма и при умеренных дозах фактора
вызывают гормезис.
6. Необходимо выявить особенности влияния регуляторов роста на
растения разного возраста и определить их влияние на ширину гомеди-
намического пространства по мере старения растений. Это может содей-
ствовать разработке стандартов для мониторинга и разработки эффек-
тивных методов оздоровления и омоложения многолетних растений.
7. Следует определить влияние регуляторов роста на динамику содер-
жания вторичных метаболитов, белков теплового шока, активных форм
кислорода и других соединений в растениях подверженных действию
стрессовых факторов. Это позволит выявить общие маркеры влияния
регуляторов роста и умеренных доз стресса, вызывающих гормезис.
8. Необходимо определить оптимальные, а не максимальные кон-
центрации/дозы регуляторов роста путем отбора проб в широких диа-
пазонах испытаний не только на ранних стадиях, но на протяжении
всего процесса онтогенеза. Следует иметь в виду, что оптимальная
доза для ускорения роста часто не эквивалентна дозе, имеющей мак-
симальную эффективность. В практических целях важно определить
границы горметических и токсических зон регуляторов роста к раз-
ным тканям, генотипам и растениям разного возраста. Более глубокое
понимание гормезиса может содействовать развитию технологий раз-
работки и использования регуляторов роста в сельском хозяйстве.
9. Концепция гормезиса позволит обосновать подходы к примене-
нию регуляторов роста для противодействия факторам риска в сель-
ском хозяйстве. Это особенно важно в связи с тенденцией глобального
потепления климата.
10. Общие явления проявления гормезиса и действия регуляторов
роста в зависимости от дозы/концентрации позволяет полагать, что
эти закономерности имеют общебиологический характер. Благодаря
этому явление гормезис может быть использовано для оптимизации
методов проверки и обоснования интегральных подходов примене-
ния регуляторов роста для решения проблем сельского хозяйства, ме-
дицины и экологии.
С учетом отмеченных выше соображений нами был разработан ре-
гулятор роста Реглалг, выделенный из водорослей. Препарат прошел
всестороннюю проверку биологической активности в лабораторных и
полевых условиях и сертифицирован для применения в сельском хо-
зяйстве Молдовы. С применением растений разных видов и возрастов
было показано, что обработка семян и опрыскивание растений раство-

рами препарата Реглалг приводит к повышению их жизнеспособности
и расширению гомеодинамического пространства. При обработке се-
мян пшеницы перед посевом Реглалг вызывает снижение длины эпи-
котиля на 1,5 – 2 см, благодаря чему узел кущения и вторичные корни
меньше подвержены влиянию стрессовых факторов зимой и летом.
Кроме того, повышается устойчивость растений к жаре и морозу. Бла-
годаря этому продуктивность растений повышается на 0,4 - 1,2 т/га.