Природные ингибиторы роста и фитогормоны - Кефели В.И.

Автор: Кефели В.И.

Теги: общая ботаника растения биология ботаника растениеводство

Год: 1974

Похожие

Биология развития растений. В 2-х томах. Том 1. Начала биологии развития растений. Фитогормоны

Регуляторы роста растений.

Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений

Физиология растений

Текст

ВИКефеи ПРИРОДНЫЕ
ИНГИБИТОРЫ
РОСТА
И ФИТОГОРМОНЫ

И Кефели ПРИРОДНЫЕ
ИНГИБИТОРЫ
РОСТА
И ФИТОГОРМОНЫ.
ИЗДАТЕЛЬСТВО «НАУКА»
МОСКВА
19 74
УДК 581. 192
Природные ингибиторы роста и фигогормоны. Кефели В. И. М., «Наука»,
1974 г., стр. 1—253.
В книге впервые обобщены современные представления о взаимосвязи при-
родных ингибиторов с фитогормопами. Рассмотрена их роль в процессах жиз-
недеятельности растений и показана возможность регулирования этими веще-
ствами отдельных этапов онтогенеза. Значительное место уделено изложе-
нию вопросов образования и механизмов действия этих физиологически актив-
ных соединений, а также изложению основных принципов определения при-
родных ингибиторов и фитогормонов с помощью химических и биологических
методов.
Книга предназначена для физиологов, биохимиков, растениеводов, сту-
дентов старших курсов и аспирантов биологического профиля.
Табл. 21.Илл. 49. Библ, на 27 стр.
Ответственный редактор
доктор биол. наук Р.Х. ТУРЕЦКАЯ
*
2-10-2 — 0813 7R7 _ 74
042 (02)
© Издательство «Наука», 1974 г.
К
ПРЕДИСЛОВИЕ
Учение о фитогормонах и природных ингибиторах растений пред-
ставляет собой в настоящее время одно из главных и прогрессивных
направлений в познании такого интегрального и сложного процесса,
каким является рост растений.
Гормональная теория тропизмов и роста растений Холодного и
Вента (1928) явилась началом того бурного развития, которое пре-
терпело учение о фитогормонах а последние годы. Установление
химической природы ростовых гормонов — ауксинов, открытие но-
вых гормонов роста — гиббереллинов и цитокининов и выявление
структуры этих соединений, обнаружение природных ингибиторов
роста, наконец, установление физиологической роли этих активных
соединений в процессах роста, тропизмов, морфогенеза, органообра-
зования, цветения и старения — все это знаменательные вехи в раз-
витии учения о фитогормонах.
Настоящая книга является итогом 12-летних исследований фито-
гормонов и природных ингибиторов, проведенных научным сотруд-
ником лаборатории роста и развития В. И. Кефели в Институте
физиологии растений имени К. А. Тимирязева Академии наук СССР
в период 1961 —1972 годов совместно с сотрудниками этой лаборато-
рии и некоторых других научно-исследовательских учреждений. К
началу этих исследований уже были установлены основные законо-
мерности биосинтеза и физиологического действия фитогормонов,
гормональной регуляции разнообразных ростовых процессов, раз-
работаны методы их определения и выяснена динамика фитогормонов
в разные периоды и при различных формах роста. Вместе с тем изу-
чение ингибиторов роста находилось еще на первоначальном этапе
своего развития.
В настоящей книге представлены результаты исследований инги-
биторов роста. Поскольку, однако, выяснение их роли тесно связано
с эффектом веществ, стимулирующих рост, в монографии представ-
лены также результаты исследований фитогормонов.
Рассмотрение регуляции роста в широком плане как результат
сбалансированного действия фитогор.монов и ингибиторов роста
является характерной и главной идеей, проходящей через все изло-
жение книги,
Книга состоит из семи глав. После краткого исторического обзора
и основных представлений о фитогормонах и ингибиторах роста
(глава I) даются принципы анализа этих соединений с описанием
о
методов биотестов, хроматографического разделения экстрактов и
некоторых количественных определений регуляторов роста (глава
II). Особое место занимает детальное рассмотрение биосинтеза ин-
дольных ауксинов и фенольных ингибиторов, гиббереллинов и абсци-
зовой кислоты, а также вопросов взаимодействия фитогормонов и
ингибиторов на уровне биосинтеза (глава III). Следующие две главы
посвящены изложению функций фитогормонов и ингибиторов: сна-
чала разбираются функции этих соединений в вегетирующем расте-
нии — в росте надземных органов, в том числе у высокорослых и ма-
лорослых растений, в образовании, росте п регенерации корней,
а также закономерности транспорта этих веществ (глава IV); затем —
функции природных ингибиторов в период покоя, на разных его
этапах — при вхождении, в процессе покоя и при выходе, — а так-
же при прорастании семян (глава V). Отдельно разбираются особен-
ности тормозящего действия ингибиторов роста, сравнение с мета-
болическими ингибиторами и антибиотиками, сравнение действия
природных и синтетических ингибиторов (глава VI) и общие вопро-
сы регуляции роста растений (глава VII).
Основные представления автора книги значительно расширяют к
углубляют наши знания о роли природных ингибиторов. Такими
являются: представление о регуляции роста как процессе, базиру-
ющемся на функциях природных ингибиторов и их взаимодействии с
фитогормонами; положение о том, что деятельность природных ин-
гибиторов не ограничена только периодом покоя, но распространя-
ется и па период активного роста; расширенное толкование тормо-
жения функций фитогормонов, в котором помимо ингибиторов уча-
ствуют и такие ограничивающие факторы, как связывание, разру-
шение, гликозилирование и другие способы инактивации фитогормо-
нов; наконец, представление о различном характере взаимодействия
фитогормонов и ингибиторов на трех уровнях: биосинтеза, функцио-
нирования и распада.
Современный уровень оригинально разработанных принципов
анализа фитогормонов и природных ингибиторов, широкий диапазон
интересных экспериментальных материалов, ценность делаемых обоб-
щений и капитальная хорошо подобранная литература характери-
зуют настоящую книгу как монографию, освещающую одну из наи-
более интересных проблем физиологии растений.
Академик М. X. ЧАЙЛЛХЯН
ВВЕДЕНИЕ
Функционирование многоклеточного организма, каким является
высшее растение, есть результат взаимодействия ряда регуляторных
систем, которые схематически могут быть расположены в следующей
усложняющейся последовательности: регуляторы клетки (гена, хро-
мосомы, ядра, цитоплазмы), ткани и, наконец, регуляторы целого
организма. Эти своеобразные «этажи» регуляции представляют со-
бой схему для изучения регуляторных систем в биологическом объ-
екте. Согласованное функционирование регуляторных систем на
всех «этажах» иерархической лестницы целого организма поддержи-
вает его нормальную жизнедеятельность и обеспечивает его ответ-
ную реакцию на воздействие внешней среды. Регуляторные системы
более высоких «этажей» организма представляют собой механизмы,
эволюционно сформированные на основе систем управления низших
«этажей», однако у этих высоких «этажей» появляются и специфи-
ческие, только им присущие особенности регуляции. Так, способ-
ность координации роста органов, регулируемая у целого растения с
помощью комплекса фнтогормонов, это та специфическая система,
которая присуща главным образом только верхнему, организмен-
ному уровню регуляции, При переходе от нижнего уровня к верх-
нему старые механизмы регуляции не исчезают, а совершенствуют-
ся, что приводит к возникновению качественно новых систем управ-
ления, одной из которых и является гормональный механизм, функ-
ционирующий в растении. Формирование таких специфических ме-
таболитов, как гормоны, есть одно из звеньев эволюции регулятор-
ных систем.
Как известно, фитогормоны — это соединения, участвующие в
регуляции ростовых процессов у целого растения. Они обладают
тремя общими основными свойствами. Во-первых, гормоны синтези-
руются в одном из органов растения (молодые листья, почки, вер-
хушки корней и побегов) и транспортируются в другие места, где
активируют процессы органогенеза и роста. Во-вторых, гормоны
синтезируются и функционируют в растениях в микроколичествах.
В-третьих, гормоны в отличие от других метаболитов (и в том числе
от витаминов) способны вызывать в растении формативный эффект,
например гиббереллины индуцируют рост стебля, ауксины — рост
корня, цитокинины — процессы клеточного деления, Кроме фито-
гормонов в растении присутствуют их антагонисты — эндогенные
ингибиторы роста. Координированное взаимодействие этих двух
7
групп соединений в цитоплазме и определяет нормальное протека-
ние ростового процесса.
До конца 20-х годов нашего столетия рост рассматривался в ос-
новном лишь как явление чисто количественного порядка (увеличе-
ние размеров и веса органов), протекающее без заметных качествен-
ных изменений. Изучение Холодным (1927) и Вентом (Went, 1926,
1928) физиологических свойств ауксинов позволило объяснить внут-
ренние механизмы таких ростовых процессов, как тропизмы и кор-
релятивное взаимодействие органов. Впоследствии роль ауксинов в
осуществлении этих форм роста растений была детально освещена в
целой серии монографий Тиманна и Вента (Went, Thimann, 1937),
Бойсен-Иенсена (1938), Холодного (1928), Зединга (1955), Вилкинса
(Wilkins, 1969), Блэка и Эдельмана (Black, Edelmann, 1970).
Однако свойства факторов, лежащих в основе других форм роста,
оставались все еще неясными. Так, экспериментаторам не удавалось
с помощью ауксинов усилить рост стебля целого растения или вы-
звать цветение розеточных форм длиннодневных растений. Ауксины
не были способны вывести семена и почки деревьев или кустарников
из состояния покоя.
Только введение в экспериментальную практику гиббереллинов
позволило установить, что они, будучи нанесенными на точки роста
карликовых растений, вызывают резкое усиление роста стебля. Та-
кие длиннодневные розеточные растения, как рудбекия, белена и
другие, после опрыскивания их гиббереллинами вытягивают цветоч-
ный стебель и цветут в условиях неблагоприятного короткого дня.
Под действием гиббереллинов семена ряда культур и почки древес-
ных растений приобретают способность выходить из состояния по-
коя, Свойства гиббереллинов были описаны у нас и за рубежом в ря-
де обзоров, монографий и сборников (Stodola, 1958; Phinney, West,
1957; Чайлахян, 1963; Муромцев, Пеньков, 1962).
Начиная с конца 50-х годов рост растений рассматривался уже
как результат действия двух гормональных факторов — ауксинов и
гиббереллинов. Большое внимание уделялось взаимодействию этих
фитогормонов. Возникли теории об участии ауксинов в реализации
физиологических функций гиббереллинов.
Особое значение в выяснении свойств и особенностей ауксинов и
гиббереллинов сыграли специфические биотесты (биопробы). Так,
для обнаружения ауксинов использовался рост колеоптилей и их
отрезков. Гиббереллины па рост этих тестов не влияли, но усилива-
ли рост этиолированных стеблей и прорастание семян тех растений,
которые к ауксинам не были чувствительны. Характерно, что гиб-
береллины стимулируют рост стеблей целых растений, в то время как
ауксины — преимущественно рост отрезков стеблей или корней.
Исследуя рост изолированных клеток и тканей, экспериментато-
ры часто пользовались растительными экстрактами и соками, кото-
рые обладали способностью резко усиливать процессы клеточного
деления. В конце 50-х годов из продуктов деградации ДНК был вы-
делен фактор клеточного деления, получивший название кинетина
8
«(Miller, Skoog et al., 1956). Впоследствии было установлено, что при-
родные аналоги кинетина были основными стимулирующими фак-
торами, содержащимися в растительных соках. Кинетин, как и ра-
нее открытые ауксины и гиббереллины, обладал специфическими,
только ему присущими свойствами: способностью индуцировать ак-
тивное клеточное деление в культуре тканей растений, вызывать зе-
ленение изолированных пожелтевших листьев и заменять стимули-
рующее действие света на прорастание семян некоторых растений
(Mothes, 1964; Кулаева, 1966; Курсанов и др., 1969). В 1964 г. был
химически идентифицирован первый природный кинин, выделенный
из растений, — зеатин (Letham, 1964). После открытия кинетина
рост растений рассматривался с точки зрения взаимодействия этих
трех эндогенных стимуляторных факторов.
Прогресс в исследовании фитогормонов в значительной мере объ-
ясним успехами в технике их очистки и препаративного выделения.
Начиная с 1952 г. в практике изучения природных ростовых веществ
используется хроматографическое разделение растительных экст-
рактов. В сочетании с биотестами указанный прием позволил обна-
ружить в тканях растений ауксины, гиббереллины н кинины. И до
настоящего времени эти методы анализа остаются ведущими в иссле-
довании свойств природных регуляторов роста.
Применение хроматографического разделения позволило в 50-х
годах обнаружить еще один класс регуляторов — природные инги-
биторы роста растений. В течение почти двух десятилетий природные
ингибиторы роста изучались на целом ряде бнотестов. Было обнару-
жено, что они принимают активное участие в процессах вхождения
растений в покой, в коррелятивном торможении роста, в опадении
листьев, в торможении роста стебля и отдельных его частей, а также
в торможении прорастания семян.
Открытие природных ингибиторов, несомненно, явилось качест-
венно новым этапом в изучении роста растений, поскольку с этого
времени нормальный рост растений можно было объяснить с точки
зрения баланса стимуляторных и ингибиторных факторов.
Это представление, развиваемое в наших исследованиях начиная
с 1961 г., позволило охарактеризовать явление роста и покоя расте-
ний как результат взаимодействия фитогормонов и ингибиторов.
При изучении свойств природных ингибиторов фенольной природы,
подавляющих рост отрезков колеоптилей, прорастание семян и рас-
пускание почек (скополетпн, кумарин, n-кумаровая кислота, сали-
циловая кислота и др.), а также при исследовании свойств недавно
открытых ингибиторов терпеноидной природы — абсцизовой кисло-
ты и ксантоксина — удалось установить, что все эти соединения об-
ладают общими свойствами: способностью подавлять активность не
какого-либо одного, а практически всех известных фитогормонов —
ауксинов, гиббереллинов и цитокининов.
I [стория развития учения об эндогенных регуляторах роста убеж-
дает нас в том, что вполне возможно существование пока неизвестных
природных факторов, регулирующих заложение и рост корней, рост
9
листьев и почек у растений. Хотя регуляция некоторых форм роста
пока неясна, в настоящее время все-таки можно установить опреде-
ленные закономерности взаимодействия фитогормонов и ингибиторов
роста на уровне их биосинтеза и функционирования. Эти вопросы, а
также особенности влияния природных ингибиторов на функции
фитогормонов представляют собой предмет изложения данной кни-
ги. Она написана в основном по материалам исследований, прове-
денных в лаборатории роста и развития Института физиологии
растений им. К. А. Тимирязева АН СССР,
Автор выражает искреннюю благодарность Андрею Львовичу
Курганову,Михаилу Христофоровичу Чайлахяну, Юрию Владими-
ровичу Ракитину и Рахили Хаимовне Турецкой за ценные
советы, постоянное внимание и поддержку при проведении
исследований, а также при обсуждении основных положений
данной книги.
Глава I. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ФИТОГОРМОН АХ
И ПРИРОДНЫХ ИНГИБИТОРАХ
1. Ауксины. Одним из наиболее хорошо изученных классов фито-
гормонов являются ауксины. В растениях они представлены глав-
ным образом индол ил-3-уксу спой кислотой. Ауксины участвуют в
Я
регуляции разнообразных ростовых и формообразовательных про-
цессов, таких, как растяжение и изгибы колеоптилей, активация
процессов ризогенеза, ингибирование роста пазушных почек, пред-
отвращение опадения плодов, индукция партенокарпии у плодов и
др. Местом синтеза ауксинов является апикальная меристема стебля
и корня, причем в верхушках стеблей ауксинов образуется значитель-
но больше, чем в корнях. Образовавшись в апексах, ауксины дви-
жутся вниз по стеблю и вверх по корню, задерживая рост боковых
органов (побегов, почек и корней). Если удалить верхушку побега
или корня, то начнется активное развитие боковых органов. Нанесе-
ние ланолиновой пасты с ауксином на апекс восстанавливает доми-
нирующее положение верхушки и подавляет рост боковых апексов и
зачатков. Верхушки этиолированных проростков пшеницы и овса,
содержащие большое количество ауксинов, легко выделяют эти про-
дукты в агаровые блоки, и затем такие насыщенные ауксином кубики
агара, будучи нанесенными на проростки, способны вызывать изгиб
у колеоптилей в зоне растяжения.
Ауксины обладают хорошо выраженными дистанционными эф-
фектами. Синтезируясь в зонах с высокой меристематической актив-
ностью, в стеблевом апексе, они передвигаются вниз и подавляют
рост боковых почек, усиливают растяжение клеток колеоптилей,
удаленных от верхушек, предотвращают опадение плодов и листьев,
притягивая к местам, где они накапливаются, питательные вещества.
Было бы неверным рассматривать ауксины только как факторы,
регулирующие растяжение клеток. Ауксины участвуют в активных
регенерационных процессах, протекающих в растении, таких, как
восстановление недостающих органов, заложение вегетативных по-
чек, размножение каллюсных клеток.
11
Без ауксинов каллюсы, образованные на растительных тканях и
изолированные в отдельную культуру, не способны делиться и пере-
ходить к процессу органогенеза.
2. Гиббереллины. В листьях растений образуются преимуще-
ственно гиббереллины, хотя есть указание в литературе на то, что
они могут синтезироваться и в корнях. Если физиологические осо-
бенности ауксинов были описаны в 20-х годах, то свойства гибберел-
линов удалось охарактеризовать значительно позже, лишь к сере-
дине 50-х годов (Lang, 1956; Чайлахян, 1957, 1963). Класс гибберел-
линов чрезвычайно обширен. Уже известно более трех десятков этих
гормонов, молекулярная структура которых чрезвычайно близка.
Все они — соединения флуоренового ряда, имеющие структуру гиб-
бана.
Основная особенность гиббереллинов — способность усиливать
вытягивание побегов растений и индуцировать рост стеблей у розе-
точных и карликовых форм. Активируя вытягивание стеблей, гиб-
береллины не влияют на число междоузлий, а только усиливают рас-
тяжение клеток в них (Муромцев, Пеньков, 1962). Так же как аукси-
ны, гиббереллины способны мобилизовать питательные вещества к
тем зонам, где они локализованы, и тем самым замедлять ростовые
процессы в других частях растений, т. е. проявлять отрицательный
коррелятивный эффект. Обычно у растений, обработанных гиббе-
реллином, интенсивно растет надземная часть, пробуждаются бо-
ковые почки, но рост корней резко подавлен. Гиббереллин не только
влияет на растяжение клеток стеблей, но п регулирует процессы
цветения и плодоношения. Так, некоторые фотопериодическн чувст-
вительные виды растений, например рудбекия, требующая для за-
цветания длинного дня, способны под действием гиббереллина об-
разовывать цветки при коротком дне. Ягоды бессемянных кишмиш-
пых сортов винограда, обработанные гиббереллином, резко увели-
чиваются в размерах. Семена и клубни некоторых растений, находя-
щиеся в состоянии покоя, под действием гиббереллинов приобретают
способность прорастать. Гиббереллин совместно с. ауксином усилива-
ет камбиальную деятельность, вызывая образование крупных кле-
ток ксилемы и флоэмы у древесных растений.
В отличие от ауксинов гиббереллины движутся в растениях ак-
ропетально. Для проявления их регуляторного действия в ростовых
моделях всегда должна быть сохранена точка роста стебля, на кото-
рую гиббереллин оказывает непосредственное воздействие. Микро-
скопический анализ верхушек растений показал, что гиббереллин
преимущественно влияет на центральную зону, ответственную за
формирование клеток стебля, в результате чего в этой зоне наблюда-
12
ются активное деление клеток, усиленный переход последних в зону
растяжения, а затем дифференциации.
3. Цитокинины. К классу цитокининов относятся главным обра-
зом производные пуринов, синтезирующиеся преимущественно в
корнях, поступающие в надземные части растений и обеспечиваю-
щие деление клеток, В отличие от ауксинов и гиббереллинов эндо-
генные цитокинины были обнаружены в растениях только после то-
го, как в лаборатории Скуга из гидролизата ДНК был изолирован
компонент, резко активирующий деление клеток в культуре изоли-
рованных тканей и названный впоследствии кинетином (Miller,
1961). Несколько лет спустя Летам (Letham, 1964) выделил из
незрелых зерновок кукурузы эндогенный цитокинин — зеатин.
Сравним действие на рост трех фитогормонов. Ауксины и гиб-
береллины обладают относительно самостоятельным характером
влияния на ростовые процессы. Так, для растяжения клеток колеоп-
тилей необходим только ауксин, ризогенез протекает активно также
только благодаря воздействию ауксинов, для индукции роста стебля
и для синтеза а-амнлазы в эндосперме ячменя необходим только
гиббереллин.
В отличие от этих фито гормонов цитокинин часто нуждается или в
дополнительном количестве ИУК, или в одновременном присутствии
сразу двух других гормонов (Kursanov et al., 1969; KvpcanoB и др.,
1969).
Кинетин, нанесенный на изолированный от растения желтеющий
лист, вновь вызовет его зеленение. Это один из немногих феноменов,
которые осуществляет кинетин самостоятельно, без участия других
фитогормонов. По тканям растений цитокинины движутся слабо
(если не учитывать пассивного движения из зоны корней вместе с
током воды в надземную часть). Будучи помещенным па ткань листа,
кинетин остается на месте нанесения и притягивает к этой зоне пита-
тельные вещества из других частей листа (Mothes, 1964). Такое атра-
гирующее действие цитокинина легко прослеживается и при нане-
сении его на нижнюю часть стебля растения. К этой области устрем-
ляется 32Р, нанесенный па верхушку побега. Совместное нанесение
ИУК и кинетина на стебель усиливает процесс притяжения 32Р
(Seth, Wareing, 1964).
Цитокинин может выступать антагонистично ауксину. Если его
нанести на апекс побега, то он снимает апикальное доминирование
верхушки и индуцирует рост боковых почек. В некоторых случаях
13
цитокинины способны заменять красный свет, необходимый для про-
растания семян салата, а также сохранять свежими овощи и цветы,
4. Природные ингибиторы роста. Кроме фитогормонов в расте-
ниях присутствуют соединения, тормозящие ростовые процессы у
растений и называемые природными ингибиторами. Класс ингиби-
торов чрезвычайно разнообразен и, как указывалось, представлен
преимущественно соединениями фенольной и терпеноидной природы.
Абсцизовая кислота
Ксантоксин
Н СНз
CHi
Фазеолевая кислота
Салициловая
кислота
СНзО
\У\/Ч
Сколол етин
п-Оксибензойная
кислота
Ларин гении
НО
\Z\Z\
Эекулетии
Обнаруживаются ингибиторы не только в покоящихся органах, но и
в растущих частях растений — листьях, стеблях и корнях (Кефели,
1971). В пасоке, движущейся в весенний период по стволам древес-
ных растений, найден терпеноидный ингибитор, идентифицирован-
ный позднее как абсцизовая кислота (Davison, 1962).
14
В созревающих плодах ингибиторы накапливаются в семенах,
тем в большем количестве, чем более зрелым становится семя. Наи-
высшее количество ингибиторов отмечается в кожуре покоящихся
клубней и в осенних почках древесных растений. Явление покоя в
отличие от активного роста характеризуется тем, что покоящиеся
органы содержат только ингибиторы, а растущие — ингибиторы и
фитогормоны. Накопление ингибиторов в покоящихся органах рас-
тений связано не с календарным сроком (например, осенью), а с фи-
зиологическим ритмом роста. Ингибиторы, выделенные из покоя-
щихся растений, способны затормозить рост у распускающихся по-
чек и прорастающих семян. Природные ингибиторы способны подав-
лять как нативные ростовые процессы (распускание почек, рост
стебля, прорастание семян, клубней, образование корней), так и
процессы, активированные фитогормонами.
Глава II. ПРИНЦИПЫ АНАЛИЗА ФИТОГОРМОНОВ
И ПРИРОДНЫХ ИНГИБИТОРОВ РОСТА
Обнаружение регуляторных функций
фитогормонов и ингибиторов
Одним из первых способов обнаружения функций фитогормонов
как регуляторов .метаболизма растений было удаление органов, на-
сыщенных этими соединениями. Удаление верхушки у колеоптиля,
например, приводило к нарушению его реакции на свет (фототро-
пизм), а отделение, верхушки корня вызывало потерю реакции по-
следнего на действие силы тяжести (Холодный, 1927, 1928).
Эти опыты в сущности явились одним из доказательств наличия в
растении особых регуляторных веществ — гормонов. Удаление орга-
на, продуцирующего гормон, приводило к «выпадению» гормональ-
ного действия на рост всего растения или отдельных его частей.
Удаленный орган, например верхушка, будучи насаженным об-
ратно на место среза, восстанавливал тропическую реакцию у рас-
тения (Бойсен-Иенсен, 1938; Зедннг, 1955). В литературе, посвя-
щенной гормонам животных, это явление давно известно под назва-
нием принципа заместительной терапии. Аналогичные опыты, свя-
занные с удалением почек у черенков ивы, позволили обнаружить
накопление природных ингибиторов в осенний период. Удаленные
почки содержали большое количество тормозящих веществ. Осво-
божденные от этих тормозителей черенки ивы были способны обра-
зовывать большое количество корней.
Из изолированных верхушек колеоптилей овса выделили специ-
фическое «ростовое» вещество, гетероаукспн, нндолил-3-уксусную
кислоту (ИУК), которая была способна имитировать действие уда-
ленной верхушки (Холодный, 1956; Went, 1926, 1928). Эта способ-
ность — еще один показатель гормональных свойств растительного
стимулятора.
Аналогичные эксперименты по выделению и идентификации при-
родных ингибиторов позволили обнаружить в растительных объек- л
тах ингибиторы двух типов — фенольные и терпеноидные. S
Следует отметить, что классические правила общей терминоло-
гии (Берзин, 1964) требуют следующих доказательств для установ-
ления гормональной активности вещества:
1) наличия отчетливых явлений выпадения гормонального дейст-
вия, обнаруживаемых после удаления органа, продуцирующего
гормон;
16
2) устранения явлений выпадения путем заместительной тера-
пии посредством ауто- или гомотрансплантантов или экстрактов из
органа, продуцирующего гормон;
3) наличия качественно специфического гормонального действия
у чистого вещества, изолированного из сырого экстракта, полу-
ченного в свою очередь из органа, и, если возможно, наличия гормо-
нального эффекта также п у синтезированного гормона.
Изучая свойства гормонов и ингибиторов высших растений, экс-
периментатор почти каждый раз сталкивается с необходимостью
следовать основным правилам общей гормонологии.
Однако целое растение обычно слабо реагирует на фитогормоны.
Причину слабой чувствительности видят в том, что такое растение
содержит гормоны в значительном «насыщающем» количестве. По-
этому концентрацию изолированных фитогормонов обычно определя-
ют на объектах, в которых содержание фитогормонов минимально.
Метод биотестов
В изучении функций фитогормонов метод биопроб, или бнотестов,
сыграл и продолжает играть ведущую роль. Биотестом, или биопро-
бой, считают такие объекты (растение или отдельные его части), ко-
торые обладают повышенной чувствительностью в отношении вводи-
мых извне фитогормонов или ингибиторов.
Тест ы, основанные и а растяжении клеток.
Одним из первых биотестов, применяемых для определения аук-
синов, был разработанный Вентом тест на изгиб этиолированных ко-
леоптилей овса (Went, 1926, 1963; Went, Thimann, 1937). Сущность
этого теста состоит в следующем: изолированный орган помещается
на агаровый блок во влажную камеру, и после нескольких часов
экспозиции агар переносится на этиолированный колеоптиль. По
углу изгиба колеоптиля судят о содержании в нем ауксина.
Хотя этот тест был разработан в начале 20-х годов, он до сих пор
остается наиболее специфичной и чувствительной пробой па аукси-
ны. С его помощью можно обнаружить до 10"’ М индолилуксусной
кислоты.
Недостатками этого теста являются относительная трудоемкость,
длительное пребывание экспериментатора в условиях повышенной
влажности и в темном помещении, а самый главный недостаток —
высокая чувствительность колеоптилей к нарушению факторостат-
ных условий. Вследствие этого тест на изгиб колеоптилей овса мало
распространен в современной лабораторной практике.
Значительно чаще используется тест на растяжение отрезков
колеоптилей овса или пшеницы, разработанный в лаборатории роста
и развития ИФР АН СССР Бояркиным (1947, 1948, 1966).
Этот тест хотя и менее чувствителен к ауксинам, чем предыду-
щий, но удобен тем, что операции по препарированию колеоптилей.
проводятся на рассеянном свету, полученные отрезки вырадцгваКлся
в водных растворах и трудоемкая техника агаровых блоков л риэтом
Т7
исключается. Отрезки колеоптилей 17—20 час. инкубируются в
опытных растворах, после чего проводят измерения. Чтобы избе-
жать воздействия .микроорганизмов, Баллин (Ballin, 1967) предло-
жил сократить срок выращивания отрезков до 6—8 час. Он отмеча-
ет, что кроме опасности микробного заражения длительная экспози-
ция «смазывает» различия между вариантами. Рост контрольных
отрезков колеоптилей в течение 20 час. линейный, а рост в растворе
ИУК в первые 8 час. линейный, а затем выходит на плато. Исходя
из этого при долгой инкубации уменьшается разнила между конт-
рольными и опытными растворами. Баллин считает, что 6 час. инку-
бации— достаточное время для роста отрезков; при этом сохраня-
ется специфичность в отношении ауксинов, которая в последующие
часы уменьшается, так как вступают в силу другие факторы, напри-
мер действие ингибиторных продуктов выделения из самих колеоп-
тилей.
Тест на рост отрезков колеоптилей пшеницы используется как
для определения ауксинов, так и для определения природных инги-
биторов роста. К гиббереллинам и кининам он практически не чув-
ствителен. Недостатками этого метода являются трудоемкость пре-
парирования отрезков колеоптилей, утомительная процедура вытал-
кивания первичного листика из колеоптильного цилиндра, дли-
тельный процесс выбора сорта пшеницы, пригодного для теста. При
подборе сорта для такого биотеста обычно руководствуются следую-
щими требованиями: 1) семена сорта должны обладать хорошей всхо-
жестью; 2) за 48 час. выращивания проростки должны достигать
18—20 мм длины; 3) нарезанные колеоптили за инкубационный пе-
риод должны прирастать таким образом, чтобы результаты промеров
их приростов можно было уложить в одновершинную кривую Гаус-
са, что позволит определить степень стандартности материала; 4) от-
резки должны обладать хорошей чувствительностью к ИУК, т. е.
прирост отрезка колеоптиля в растворе ИУК должен превышать
прирост контрольного отрезка на 250—300%.
Для измерения отрезков колеоптилей используют миллиметро-
вую бумагу — это позволяет измерить его длину с точностью до
0,5 мм. Точность измерения резко возрастает, если пользоваться лу-
пой, микроскопом (лаборатория Э. Либберта, Росток), фотоувеличи-
телем (лаборатория М. Кутачека, Прага) или аппаратом для чтения
микрофильмов (лаборатория В. Нолевого, Ленинград).
Кроме двух указанных тестов на растяжение в последнее время
нашел распространение метод удлинения отрезков первого междоуз-
лия овса (J. Nitsch, С. Nitsch, 1956). Отрезки первого междоузлия эти-
олированного проростка овса длиной 4 мм после инкубации в раство-
рах ИУК или гибберелловой кислоты удлиняются значительно силь-
нее по сравнению с ростом контрольных отрезков, росших на воде.
Этим методом можно обнаружить до 1 мкг/л фитогормона. Основным
недостатком метода является отсутствие гормональной специфичнос-
ти, так как отрезок междоузлия овса чувствителен как к ауксинам,
так и к гиббереллинам.
18
Еще одним биотестом, используемым для обнаружения фитогор-
монов, является метод молодых колеоптилей пшеницы (Wright,
1961), которые после первых суток роста, будучи изолированными от
зерновки, обладают повышенной чувствительностью к гибберелли-
ну и кинетину. При инкубации на растворах этих веществ удается
вызвать стимуляцию их роста даже дозой 10 8 М. Недостатком этого
метода опять же является отсутствие его специфичности, так как
колеоптили легко реагируют на оба фнтогормона.
Другими, менее распространенными методами являются тесты
на ауксины: искривление гипокотилей фасоли, удлинение отрезков
стеблей гороха, искривление черешков семядолей редиса и рассечен-
ных стеблей гороха, а также тест на гиббереллины — удлинение
первого междоузлия фасоли.
Таким образом, из указанных выше методов, в основе которых
лежит растяжение клеток, чаще всего используют тест на рост от-
резков колеоптилей пшеницы, который при соблюдении всех пра-
вил позволяет получать хорошо воспроизводимые результаты. Этим
методом обычно определяются активность стимуляторов (ауксинов)
и активность ингибиторов.
Тесты, основанные на делении клеток. Для об-
наружения кининов, ауксинов, гиббереллинов и ингибиторов
предложен ряд методов, основанных на изучении деления клеток.
Изолированные клетки табака, томата, фасоли, моркови, салата
и других растений помещали в микрокамеру с каплей среды, в ко-
торой инкубировали клетку. Этот метод используется для определе-
ния цитокининов, влияющих на процесс клеточного деления (Jones
et al., 1960).
Метод культивирования отдельных клеток позволяет изучить
действие ряда соединений на скорость процесса клеточного деления,
возникновения элементов клеточных стенок, изменений в числе ми
тохондрий и т. д. Трудоемкость указанного метода ограничивает его
применение для серийных исследований.
Значительно более распространены для обнаружения факторов
клеточного деления (цитокининов) стерильно культивируемые кал-
лусы сои, а также яблони. Для получения материала, используе-
мого в качестве биотеста, каллусы, выращиваемые па среде с кине-
тином, проводят через ряд пассажей па среде без кинетина. Эта про-
цедура позволяет вызвать ростовую реакцию у каллусов даже при
введении 10-8 М. раствора кинетина (Miller, 1963),
Кроме указанных методов иногда для обнаружения действия
ростовых веществ на процесс митоза используют эндосперм некото-
рых незрелых семян, например эндосперм Haemathus katheriniae
(Baker). Этот метод обычно применяют для изучения свойств веществ
типа колхицина, нарушающих нормальный процесс митоза (Jackson
et al., 1964).
Способность к каллусообразованию у стерильных кусочков из
сердцевины стебля табака используют для обнаружения цитокини-
нов (рис. 1). Этот прием был использован для тестирования боль-
19
шого количества соединений цитокининового типа (Skoog et al.,
1967). Черенки фасоли, представляющие, собой десятидневные про-
ростки с удаленной корневой системой, обычно применяют для обна-
ружения ауксинов (Турецкая, 1947, 1966). Указанный метод позво-
ляет обнаружить ИУК в концентрации — 50 мг/л и выше. С этой же
целью иногда используют и черенки колеуса.
Как видим, культура клеток и тканей чаще всего используется
для определения кинетина и кининоподобных веществ, отрезки ко-
Рис. I. Биатест на цитокинины — реет каллюса табака в присутствии различных
концентраций (в мкМ) зеатина (Skoog el a[.r 1067)
а — контроль; б — 6,4 - f0* ®; <9 — 3,2-10~5; г — 16-10д — 8 -10—*; е — 4 -10~’; ж — 2-
. [О-2; з — 1-10-1; и — 5-10“’; х — 2,5; л — 12,5
леоптилей и этиолированных стеблей и укореняющиеся черепки —
для обнаружения ауксинов. Интактные растения слабо реагируют на
эти фитогормоны.
В противоположность ауксину и кинетину гиббереллин способен
усиливать рост стебля целого растения. Поэтому для его обнаруже-
ния применяют разнообразные растения, их семена, а в некоторых
случаях — надземные части растений, например гороха и кукурузы,
у которых сохранена точка роста (Biian et al., 1962; Чайлахян,
Ложпикова, 1962; Бояркин, Дмитриева, 1966; Агнистикова, 1966;
Муромцев, Русанова, 1966; Ложникова и др., 1967; Hoad, 1969).
Большинство методов определения гиббереллинов основывается
на общем принципе — повышенной чувствительности стебля или
отдельных его участков к этому фнтогормопу (Michalski, 1967;
Hoad, Kuo, 1970). Михальский (Michalski, 1967) провел большую
сравнительную работу по изучению разнообразных гиббереллиновых
проб. Он обнаружил наибольшую чувствительность у салата Винте-
ра, реагирующего на 10-10 г/мл гибберелловой кислоты. Однако
чувствительность к фитогормону — это лишь одно из свойств био-
теста. Другим его положительным качеством должна являться спе-
цифичность. Михальский показал, что специфическое свойство гиб-
береллинов — проявлять свое действие только на целом растении —
исчезает, если в качестве теста использовать часть растения. Эта за-
кономерность была прослежена на целых растениях риса, кукурузы,
гороха, огурцов, салата.
20
Биотесты варьируют в своей чувствительности по отношению к
разным гиббереллинам, что представляет собой еще одну особенность
гиббереллиновых биотестов. Так, один из тестов, например гипоко-
тиль огурцов, чувствителен к гиббереллину А.,, а гипокотиль сала-
та — к А7, в то время как карликовая кукуруза мутант da
лучше всего реагирует на гиббереллин — Ав (.Michalski, 1967).
Кроме биотестов, в основе которых лежит рост, существуют и
другие методы, основанные на действии фитогормонов на некоторые
биохимические реакции. Так, для определения гиббереллинов ис-
пользовали метод индукции а-амилазы в эндосперме ячменя (Paleg,
1961), для обнаружения кининов применяли методы задержки раз-
рушения хлорофилла (Osborne et al., 1961; Kende, 1964).
В последнее время для обнаружения абсцизовой кислоты и ее
аналогов употребляют тест на опадение черешков эксплантантов
хлопчатника. Этоттест был разработанАддикоттом и сотр. (Addicott
et al-, 1964).
В целом следует признать, что биотесты представляют собой
удобные методы, позволяющие обнаружить активность фитогормонов
или ингибиторов. Этими методами целесообразно пользоваться на на-
чальном этапе работы при первичном выделении чистого продукта
из тех или иных сложных органических субстратов. Однако и па раз-
личных ступенях химической очистки также прибегают к методам
биологического контроля фитогормонов (Муромцев, Русанова, 1966),
тем более что химические методы идентификации фитогормонов или
еще недостаточно чувствительны, или мало специфичны (Кефели и
др., 1964; Романова, Иванова, 1970).
Обычно биотестам должно быть присуще следующее : 1)
стандартность исходного материала; 2) специфичность в отношении
испытуемого гормона или ингибитора; 3) простота подготовки теста к
анализу; 4) активная реакция на вводимые извне регуляторы роста
растений.
Начиная с 20-х и кончая 50-ми годами текущего столетия, био-
тесты были единственным орудием в руках экспериментаторов, ис-
следующих фитогормоны. С помошью этой высокочувствительной
техники удалось вскрыть гормональную природу таких сложных яв-
лений, как фото- и геотропизм, рост стебля и процесс корнеобразова-
ния, однако при этом исследователи вынуждены были искать объек-
ты, свободные от тормозящих факторов, для чего в опытах брали
бесхлорофильные или этиолированные ткани. Введение в круг физио-
логических исследований метода хроматографии на бумаге в значи-
тельной степени изменило характер работ, проводимых в области
физиологии роста, переведя их на уровень количественных опреде-
лений отдельных хроматографически очищенных ростовых веществ.
Хроматографическое разделение экстрактов
При изложении материала этого раздела основное внимание бу-
дет уделено разделению и очистке природных ауксинов и ингибито-
ров роста.
21
Здесь не рассматриваются детально вопросы хроматографиче-
ского разделения и очистки других фитогормонов, поскольку ме-
тоды определения гиббереллинов разобраны в специальных статьях
Муромцева и др. (1966), Кучерова и др. (1966), Ложппковой и др.
(1967), Джонса (Jones, 1970), Григорьевой и др. (Grigorieva et al.,
1971), а описание метода выделения природных кининов дано в ра-
ботах Летама (Lethain, 1964), Абу-Мандура, Волка (Abou-Mandour,
Volk, 1971), Кулаевой (1966), Витама, Краснюка (Witham, Krasnuk,
1971).
Разделение ауксинов и ингибиторов, содержащихся в эфирном
экстракте из растительных тканей, было проведено Лаквиллом
(Luckwill, 1952), который впервые показал принципиальную воз-
можность обнаружения фитогормонов, содержащихся в раститель-
ных тканях зеленых растений, и их очистки от примесей ингибито-
ров. Позднее появился ряд методов, с помощью которых можно было
определить ауксины и ингибиторы, используя одномерное хромато-
графическое разделение экстрактов и биотесты (Kefford, 1955,
J. Nitsch, С. Nitsch, 1956; Бойчук, 1959; Pilet, 1963; Кефелн, Ту-
рецкая, 1963, 1966).
Ни один из этих методов не предлагал количественного определе-
ния ауксинов и ингибиторов. В частности, этими методами нельзя
было определять количество индолилуксусной (ПУК) или абсцизо-
вой кислоты, а только активность зон стимуляции или торможения
на хроматограммах. Эти методы могут служить первым этапом для
анализа ауксинов и ингибиторов. Химическом}'' выделению и коли-
чественной оценке ПУК в тканях высших растений посвящен ряд
других исследований, в частности разработаны методы Полевым
(1959), Барнеттом и Одусом (Burnett, Audus, 1964), Нешкович и
Барнеттом (Neskovic, Burnett, 1966) и Дуллартом (Dullart, 1968).
За последние годы методы анализа фитогормонов в значительной
мере стали более стандартизированными и точными. Однако, не-
смотря на явные успехи, приемы исследования этих, да и других
ростовых веществ все еще отстают от унифицированных методик
определения таких соединений, как сахара, аминокислоты, пигмен-
ты и т. д. Это отставание, наблюдаемое в области исследования рос-
товых веществ, объясняется прежде всего слабой изученностью фи-
зико-химических и химических свойств соединений, относящихся к
классу гормонов и ингибиторов. Недостаточное знание химической
природы исследуемых соединений влечет за собой неизбежные арте-
факты при их извлечении из растительного материала, при их очист-
ке и идентификации. Кроме того, до конца нет ясности в вопросе о
том, какие ауксины наиболее тесно связаны с ростовым процессом:
диффундирующие в агар или экстрагируемые эфиром. Последние
данные Оваки (Ohwaki, 1970) указывают на то, что, скорее всего,
функциональной активностью обладают диффундирующие ауксины,
хотя и те и другие формы ауксинов, извлеченные из овса, кукурузы,
подсолнечника и бобов, представляют собой ИУК-
Фиксация растительного материала. Из-
22
вестно, что фиксация растительных тканей жидким азотом и их по-
следующая лиофилизация позволяют наиболее полно сохранить аук-
сины и природные ингибиторы. Охлаждение растительного материа-
ла жидким азотом немедленно останавливает работу окислительных
ферментов.
Последующая лиофильная сушка быстро обезвоживает расти-
тельные ткани, что позволяет хранить их в течение нескольких ме-
сяцев без существенных изменений.
Однако до сих пор нет данных о степени стабильности индолов,
фенолов и терпеноидов в растительных тканях, подвергающихся лио-
филизации. Можно предположить, что лиофильно высушенные ин-
дольные продукты типа и идол ацетонитрил а, индола, а также другие
легко возгоняемые соединения способны при вакуумной сушке из-
влекаться из тканей и теряться.
Несмотря на это предположение, все-таки пока лиофильная суш-
ка материала считается наиболее щадящим приемом фиксации.
К числу других, значительно менее надежных, способов консервации
может быть отнесена фиксация паром с последующей сушкой в су-
шильном шкафу. Опасность такого рода фиксации состоит в частич-
ном извлечении водорастворимых фнтогормонов и ингибиторов, а
также в разрушении лабильных комплексов из-за относительно
медленного процесса инактивации ферментов. Опасаясь артефактов,
возникающих при сушке, некоторые исследователи предпочитают
работать со свежим растительным материалом. При этом в качестве
фиксатора часто используется серный эфир. Такого рода экстракция
обычно ведет к побурению тканей, даже если извлечение ростовых
веществ проводят на холоду (J. Nitsch, С. Nitsch, 1956). Нечувст-
вительными к эфиру оказались некоторые гидролазы типа мирози-
назы. Они легко расщепляли глюкобрассицпп, высвобождая низко-
молекулярные индолы — ипдолацетопитрил, индолилкарбоновую
кислоту и др. (Kutacek et al., 1963). Этими же авторами было пока-
зано, что воду нельзя рассматривать как приемлемый фиксатор-
экстрагент, поскольку индольные ауксины в водном растворе край-
не нестабильны. Наиболее приемлемым фиксатором в современных
исследованиях индольных соединений является кипящий метанол,
позволяющий не только в значительной мере полно извлечь индоль-
ные соединения, но и сохранить их в форме нативных комплексов
(Schraudolf, Bergmann, 1965).
Таким образом, оптимальными способами фиксации раститель-
ного материала являются его лиофильное высушивание или фиксация
в кипящем метаноле, хотя вполне возможно, что и эти формы фикса-
ции не лишены недостатков.
Хранение. Обычным, стандартным, способом хранения вы-
сушенного материала является помещение его в бюксы, которые за-
тем переносят в эксикаторы и хранят над прокаленным хлористым
кальцием при температуре 0 или +2° в холодильнике. Однако про-
должительность хранения материала при этом не исследовалась.
В целях выяснения этого вопроса нами в черенки фасоли была вве-
23
дена ИУК, черенки высушивались лиофильным способом и подвер-
гались стандартной процедуре храпения. Оказалось, что такой спо-
соб фиксации позволяет хранить растительный материал, содержа-
щий ИУК, по крайней мере до одного года. При этом заметного
уменьшения ИУК в тканях не наблюдалось.
Экстракция. Чаще всего для извлечения природных ауксинов и
ингибиторов используется оводнеппый серный эфир, предваритель-
но очищенный от перекисей и перед употреблением подкисленный
2%-ным раствором соляной кислоты (10 мл НС1 па 1 л эфира). Эфир
позволяет извлечь индольные кислоты, индолацетамид, индолацето-
нитрил, триптамин и ряд других простых индольных соединений.
Оводненным и подкисленным эфиром экстрагируются также абсци-
зовая кислота, фенолкарбоновые кислоты, халконы, днгидрохал-
коны, англиконы флавонолов. Экстракция эфиром имеет то преиму-
щество, что этот растворитель позволяет извлечь из тканей сравни-
тельно небольшую группу соединений и отгоняется при низкой тем-
пературе. Однако эфир извлекает указанные соединения непол-
ностью. Поэтому, если экспериментатор ставит перед собой задачу
извлечь все индольные и фенольные продукты из растительных тка-
ней (за исключением прочно связанных с белками и другими поли-
мерами), то он должен использовать более полярные растворители —
метанол или 70%-ный этанол. В этом случае удается экстрагировать
и идол-гл и коз иды (типа глюкобрассицина, глюкозида ИУК и др.),
флавонол-гликозиды и ацилированные флавонол-гл и коз иды, эфиры
фенол кар боновых кислот. Однако при такой экстракции извлекается
целый ряд побочных продуктов — смол, сахаров, камедей и пигмен-
тов, освобождение от которых всегда сопряжено с частичной потерей
ростовых веществ и ингибиторов роста. Кроме того, различные орга-
нические растворители неодинаково экстрагируют пигменты из су-
хой и увлажненной навесок.
Ниже приведены нагни данные по извлечению сопутствующих
фитогормонам и мешающих их определению хлорофиллов а и b из
увлажненной и сухой навесок различными растворителями (табл. 1).
Следует отметить, что извлекаемость пигментов неполярными
растворителями (гексаном, толуолом) возрастает при увлажнении
навески, а при экстракции более полярными растворителями (эфи-
ром, хлороформом, ацетоном) практически не меняется. Из водного
раствора (pH 5,0) ИУК легче всего переходит в хлороформ и эфир и
значительно хуже — в толуол и гексан. Гликозилированные фенолы
этими растворителями практически пе извлекаются (Кефели, Турец-
кая, Коф, 1970а).
Процесс экстрагирования ростовых веществ связан с разруше-
нием тканей и клеток и с приведением в контакт таких веществ, ко-
торые в клетках были разобщены. При этом не исключена возмож-
ность прочной сорбции фитогормонов на поверхности липидов. Так,
работами Вейгля (Weigl, 1969а, 1969b) показано, что ИУК и трипто-
фан легко связываются с лецитином. Связь ИУК с лецитином была
достаточно прочной и не разрушалась диализом в 0,15 М КС1. ИУК
24
Таблица 1
Извлечение хлорофиллов (в мг/г сухого вещества) из лиофилизированных
листьев салата различными растворителями
Растворитель Хлорофилл
а ь а ь
Гексан Толуол Этиловый эфир .... Хлороформ Ацетон Сухая навеска 0,079 0,062 0,288 0,186 0,914 0,691 1,065 1,037 1,053 1,087 Увлажненная навеска 0,303 0,264 0,851 0,683 1,029 0,651 1,061 1,036 1,180 0,950
легко сорбируется не только на липидах, но и на углеводных про-
дуктах. Так, если ввести ИУК в агар и в вод}' в равном количестве,
а затем извлечь эфиром и извлеченную ИУК определить спектрофото-
метрически, то при этом окажется, что 37% ИУК из агара не извле-
кается путем обычной экстракции.
В растительных тканях свободные низкомолекулярные индолы
легко подвергаются так называемому связыванию или, точнее, об-
разованию амидов, гликозидов, тноэфиров, комплексов с белками
и т. д. .Часть таких «связанных» соединений извлекается кипящим ме-
танолом, а часть может быть освобождена только после фермента-
тивного (Winter, Thimann, 1966) или щелочного (Zenk, 1964) гид-
ролиза. Во всяком случае «связанные» метанолэкстрагируемые ин-
дольные соединения (табл. 2) составляют значительную долю от
общего количества метаболитов 1'С-L-триптофана.
Стремясь сохранить комплексы ауксинов и ингибиторов непов-
режденными, в последние годы все чаще стали отказываться от раз-
деления полученных экстрактов на кислую, нейтральную и щслоч-
Таблица 2
Содержание свободных и связанных индольных веществ (в % от общей
активности экстракта) в метанольных экстрактах из отрезков проростков,
инкубированных на пС-Ь-триптофане (Кефели, Турецкая, 1968)
Индольные метаболиты Капуста Кукуруза Горох
Свободные 8,3 13,4 13,5
Связанные 39,7 33,6 22,5
Немета бол из:® анн ы й триптофан . . . 52,0 53,0 65,0
25
ную фракции. Дело в том, что, хотя ИУК в кислой среде (вплоть до
pH 2,5) довольно стабильна (Vlitos, Meudt, 1954), индольные комп-
лексы, природа которых не всегда известна, при подкислении раст-
вора легко гидролизуются, что может привести к образованию боль-
ших количеств низкомолекулярных индолов. При создании среды с
pH выше 7 для извлечения щелочных индолов также происходит
активный гидролиз конъюгатов типа ИУК-глгокозы (Zenk, 1961).
Даже простое переведение индолов из эфирного раствора в водный
(без всякого изменения pH), по мнению Бентли (Bentley, 1961), спо-
собно вызвать спонтанное неферментативное превращение некоторых
индолов, например и идол ацетальдегида в ИУК.
Выбор экстрагента зависит от целей исследования. Высокоме-
тилированные фенолы могут извлекаться бензолом. Серный эфир
извлекает низкомолекулярные индолы, абсцизовую кислоту, фенол-
карбоновые кислоты, некоторые кумарины, халконы. В этилацетат
переходят более полимерные индольные комплексы, моногликозиды
фенол карбоновых кислот и флавонолов, гликозиды халконов. Бута-
нол извлекает полигликозидированные и ацилированные флавонои-
ды, индол гликозиды. В метанол переходят индолы, не извлекаемые
полностью менее полярными растворителями, глюкознноляты типа
глюкобрассицнна, индолацетглюкоза и большинство фенольных
соединений. При спиртовых экстракциях возможно расщепление
индольных и фенольных эфиров, что может послужить причиной по-
явления так называемых свободных ауксинов.
Очистка растительных экстрактов от пи-
гментов. Для очистки экстрактов от пигментов обычно исполь-
зуется ряд способов: выпаривание экстракта досуха, растворение
активных веществ в воде и освобождение от пигментов путем
декантирования; многократное перехроматографирование; предва-
рительное разделение экстрактов на колонках с адсорбентами. Наи-
более быстрым способом является очистка толуолом пятен экстрак-
тов, нанесенных на полоску хроматографической бумаги. Преиму-
щество этого метода очистки заключается в скорости, в простоте и
возможности биологического и химического контроля за отогнанны-
ми пигментными пятнами. Такой контроль необходим, поскольку,
как указывалось, ИУК и другие индолы легко могут сорбироваться
на липоидных продуктах. К тому же ИУК обладает слабой (до Rf
0,4) подвижностью в толуоле. Недостатком толуольной очистки явля-
ется дополнительная процедура оценки отогнанных хлорофильных
пятен, ограничение применения этого приема при изучении поведе-
ния больших количеств экзогенно введенной ИУК в растения и не-
возможность использования этого метода при анализе щелочных ин-
долов и индолацетонитрила (Кефели, Турецкая, 1966).
Если же определять эндогенные кислые ауксины, концентрация
которых не превышает 6 мкг/г сырого веса, то использование этого
приема очистки вполне возможно.
Применение толуольной очистки при анализе ауксинов следует
всегда сопровождать контролем за отогнанной пигментной зоной.
<#>
Толуольная очистка практически не задевает фенольных веществ как
значительно более гидрофильных продуктов. Однако и в этом случае
возможны исключения, особенно для пластохинонов, убихинонов и
некоторых липофильных производных кумарина, которые из-за
своей липидной природы раньше выпадали из поля зрения исследова-
телей, занимавшихся полифенолами (Запрометов, 1964).
Нами сравнивалась подвижность фе полов-метчиков при хромато-
графии в толуоле с хлорофиллами и без них. Оказалось, что при раз-
делении в толуоле фенолы остаются на старте, а при добавлении хло-
рофиллов, выделенных из листьев салата, некоторые из них сдвига-
ются со старта до Rf 0,1 (п-кумаровая и феруловая кислоты).
Возникает вопрос о поведении в толуоле нового ингибитора
роста — абсцизовой кислоты. При введении 0,5 мкг абсцизовой кис-
лоты в пятно вея ее ингибиторная активность (40% роста контроль-
ных отрезков колеоптилей) после разделения в толуоле оставалась
на старте, однако опытов с абсцизовой кислотой в присутствии хло-
рофилла не проводилось.
В настоящее время ни один из методов очистки экстрактов от пиг-
ментов н липидов нельзя признать полностью надежным. Каждый из
способов очистки приводит к потере того или иного количества фито-
гормонов или ингибиторов. Поэтому, выбирая для своих исследова-
ний очистку экстрактов толуолом или освобождение от пигментов
путем декантирования экстракта или его многократного псрсхрома-
тографирования, следует предварительно убедиться, какая доля
экстрагированных ауксинов и ингибиторов при этом теряется.
При очистке экстрактов, содержащих ПУК и ГК, от фенольных
ингибиторов и инертных фенолов предложено применять препарат
поликлар АТ, состоящий из нерастворимой формы поливинил-
пирролидона (Glenn et al., 1972). Этот способ очистки позволяет
восстановить до 97—98% гибберелловой кислоты и ИУК, введенной
в колонку.
Хроматографическое разделение экст-
ракта. Нормальное разделение веществ на хроматограммах конт-
ролируется, как известно, рядом показателей и зависит не только от
характера примененной смеси растворителей, но прежде всего от
правильно выбранной навески.
Для определения индолов и их биологической активности обыч-
но используется ряд щелочных, содержащих аммиак смесей, прак-
тически неприемлемых для разделения фенолов, которые в этих сме-
сях окисляются, оставаясь на старте (изопропапол — NH.tOH —
— Н2О), или обладают слабой подвижностью. При использовании
растворителей, в которых делятся фенолы, эфирорастворимые ин-
долы обычно занимают Rf 0,6—1,0. В зависимости от целей иссле-
дования выбирают обычно ту или иную систему растворителей. Од-
номерное хроматографическое разделение хотя и дает возможность
отделить друг от друга основные вещества экстракта, но не позво-
ляет выделить химически, чистые соединения. Правильный подбор
навески и смеси растворителей создает условия для равномерного
27
Таблица 3
Значение Rt некоторых индольных продуктов при хроматографическом и
электрофоретическом разделении их в различных смесях растворителей *
Вещество ч-Бутанол— сн.соон— 11,0. 4:1:2 Иэопропанол— NH.OH—Н2О, 10:1:1 Трихлор- этилен — СНаСООН, 100 : 2 Расстояние, пройденное от старта при электро- форезе, с.ч
Глюкобрассицин .... 0,26-0,35 Разрушается 0 -2
Неоглюкобрассицин . . 0,35-0,42 Разрушается 0 —
L-Триитофап 0,48-0,54 0,21-0,32 0 -р-1
D-Триптофан 0,51-0,62 — 0 +1,5
Триптамин 0,66—0,75 0,65-0,77 0 -1-7
Метилтриптофан .... 0,63-0,72 — 0 —
ИУК-глюкоза 0,62-0,74 — .— 0
Малонилтриптофаи . . . 0,78-0,84 —. — -12
Индолацетаспа раги нова я кислота 0,74-0,80 0,13—0,22 0 —12
Индолацетамид 0,78-0,<30 0,60-0,73 — —
ИУК 0,82-0,88 0,34—0,41 0,16-0,28 —
Ивдолальдегид — 0,70-0,80 — —
Индолацетонитрил . . . 0,86-0,93 0,80-0,88 0,68-0,84 —
Индолилкарбововая кис- лота 0,80—0,81 — 0,05 -0,1 —
* Данные получены совместно с Кута чеком.
распределения веществ (пятен) на хроматограмме, оценки их хими-
ческой природы и биологической активности. Однако на этом этапе
нельзя получить препаративно чистую ПУК. Для этого требуется
перехроматографирование биологически активной зоны с Rf ПУК в
другой смеси растворителей. В процессе первого этапа анализа об-
наруживаются основные зоны стимуляции и ингибирования, и в
этом его основное назначение (Кефели, Турецкая, 1966).
Если экспериментатор в своих исследованиях обращает особое
внимание на сохранение нативных индольных комплексов, то ему
следует отказаться от использования щелочных смесей растворите-
лей, применяемых для хроматографирования. Так, Кутачеком и
сотр. (Kutacek et al., 1963) было показано, что глюкобрассицин ка-
пусты в щелочных смесях растворителей совершенно нестабилен и
подвергается гидролизу. Расщепление этого комплекса является
одной из причин мнимого перенасыщения тканей капусты низкомо-
лекулярными индолами. Нестабильной в щелочных смесях оказа-
лась и индол ацетил глюкоза (Zen к, 1961), распадавшаяся на 70% с
высвобождением ИУК. В целях избежания возможных артефактов
при хроматографировании смесей индолов были предложены кислые
смеси растворителей н-бутаиол — СН3СООН — Н2О, 4:1:2, по-
28
Р и с. 2. Хроматографическое разделение комплекса И У К-глюкозы в кислой (а) (я-
бутанол — CHjCOOH — Н2О, 4:1:2) и щелочной (б) (иэопропанол — NHjOH —
Н2О, 10: 1 : 1) смесях растворителей (Кефели, Турецкая. 1968)
1 — ИУК; 2 — индолацстамнд; 3 — триптамин; 4 — ИУК-глюкоза; 5 — трип-
тофан. Стрелкой указан старт
зволившие отделить глюкобрассицин и неоглюкобрассицин от дру-
гих индолов (Schraudolf, Bergmann, 1965), для выделения низкомо-
лекулярных индольных соединений использовалась смесь трихлор-
этилен — СНЯСООН, 100 : 2 (Kutacek et al., 1963), а также смесь
трихлорэтилен — Н2О, 100 : 1 (Wightmann, 1962). Для выделения
комплекса «ИУК-глюкоза» Клембт предложил смесь н-бутанол —
СН3СООН —Н2О, 5:1:2 (Klambt, 1961). Из других нейтральных
смесей для разделения индолов использовались изопропанол —
гексан — вода, 75 : 5 : 20 и изопропанол — Н2О — СН8СООН,
100 : 10 : 2 (J. Nitsch, С. Nitsch, 1955; Kelford, 1955) (табл. 3).
При хроматографировании индольных комплексов типа 14С-
ИУК-глюкозы в щелочных смесях растворителей можно наблюдать
активное высвобождение свободной ИУК (рис. 2), которое не про-
исходит, если хроматографировать 14С-глюкозу в кислой смеси раст-
ворителей (Кефели, Турецкая, 1968).
Широкое распространение кислых смесей растворителей для
анализа индолов отнюдь не означает полного отказа от щелочных
систем. Аммиаксодержащие смеси растворителей можно использо-
вать для церехроматографирования отдельных индольных продук-
тов, предварительно разделенных в кислых смесях. Подчас щелоч-
ные смеси обладают большей селективностью и позволяют лучше
идентифицировать выделенные индольные продукты, чем кислые
смеси. В табл. 3 представлены R1 некоторых простых и комплексных
индольных соединений, разделенных хроматографически в кислых и
29
аммнаксодержащих смесях растворителей, а также подвергнутых
низковольтному электрофорезу.
Для разделения нейтральных, кислых и щелочных индолов с
помощью электрофореза можно использовать разнообразные буферы
со значением pH от 5 до 9. Применявшийся нами боратный буфер
(Кефели и др., 1964) затем был успешно использован Джохри для
электрофоретического разделения индолов в тонком слое силикагеля
(Johri, 1970).
Тот факт, что разделение фенольных соединений следует вести во
избежание их окисления в кислых смесях растворителей, нс подле-
жит сомнению. Выбирая для исследования растительный объект,
прежде всего следует подобрать подходящие системы растворителей.
В зависимости от целей экспериментатора это будет совершенно спе-
цифический набор смесей. Для разделения фенолкарбоновых кислот
используют смесь: НО — СН3СООН —Н2О, 3 : 30 : 10 (Bate-
Smith, 1964), «-бутанол — СН3СООН — Н2О, 3 : 2 : 95 (Бардин-
ская, Шуберт, 1962), толуол — СН3СООН—Н20, 4:1:5 (Bate-
Smith, 1964); для разделения флавоноидов: «-бутанол — СН8СООН,
1 : 1 (Гейсман, 1960), «бутанол —СН,СООН- Н.2О, 40 : 12 : 28
(Запрометов, 1964), «бутанол — СН3СООН — Н2О, 4:1: 2,2 (Fu-
ruya, Galston, 1965). Разделение фснолосниртов удобно проводить,
используя смесь «-бутанол — о-ксилол — СН8СООН — Н.2О, 2:8:
: 2 : 8 (Thieme, 1964). При отделении фенолкарбоиовых кислот от
флавоноидов используют 15%-ную СН8СООН.
В последнее время в тканях многих растений был обнаружен тер-
пеноидный ингибитор роста — абсцизовая кислота, которая вместе <
фенолами входит в состав p-ингибитора. Абсцизовая кислота подав-
ляет па 50% рост отрезков колеоптилей в дозе 0,08 мг/л, т. е. обла-
дает 100 с лишним раз более сильным действием, чем фенольные
ингибиторы. Поэтому теперь, когда установлен этот факт, следует
особенно тщательно оценивать ингибиторные свойства отдельных
веществ фенольной природы, учитывая возможность их смешения с
абсцизовой кислотой.
Первичная характеристика химических и
биологических свойств природных аукси-
нов и ингибиторов. Обнаружение природных ауксинов и
ингибиторов роста на хроматограммах обычно осуществляется сле-
дующим путем.
Вначале хроматограммы просматривают при дневном свете, в
атмосфере аммиака и без него, что позволяет выделить светящиеся
пятна индолов и фенолов. Затем хроматограммы опрыскивают реак-
тивами на индолы и фенолы. Специальное исследование позволило
обнаружить иеспецифичность применяемых реактивов на индольные
и фенольные соединения (Кефели и др., 1964). Это обстоятельство вы-
нуждает при идентификации индольных и фенольных соединений
использовать несколько цветных реакций. Однако известные реак-
тивы на индолы обладают одним общим недостатком — малой чув-
ствительностью и выявляют в пятне па хроматограмме лишь 10“4 —
30
10ь г вещества. Обычно в таких количествах индолы содержатся
лишь в микроорганизмах. Поэтому-то гистохимические методы иден-
тификации индолов в растительных тканях с применением светового
микроскопа лишены смысла (Libbert, Kunert, 1966).
Предложенный для идентификации индолов 2%-ный раствор п-
диметиламинокоричного альдегида в концентрированной НО (Har-
ley-Mason, Archer, 1958) позволяет обнаружить до 10"7 г индольного
продукта в пятне. Другим преимуществом этого реактива является
способность проявлять пятна сразу же после опрыскивания хромато-
граммы, без длительной процедуры высушивания. ц-Диметиламипо-
коричный альдегид дает с индолами характерные синевато-фиолето-
вые окрашивания. Другие продукты, и в том числе фенолы, в при-
сутствии этого реактива приобретают розовый или красный цвет.
Первичное хроматографическое разделение позволяет установить
лишь природу веществ, присутствующих на хроматограмме, и сопо-
ставить полученные данные с результатами биологических тестов.
Лишь второй этап, этап очистки физиологически активных соедине-
ний путем перехроматографирования, позволит осуществить более
тщательную и детальную химическую идентификацию веществ. При-
водим схему идентификации веществ, обнаруживаемых на хромато-
граммах при одномерном разделении.
1. Окраска при дневном свете желтая у халконов, ауронов, фла-
вонов и флавонолов; бесцветная — у остальных флавоноидов,
а также у индольных производных и простых фенолов.
2. Окраска в УФ-свете в атмосфере NH3 обычно меняется или
усиливается у халконов, ауронов и флавонолов; не меняется у ос-
тальных флавоноидов, простых фенолов и индольных производных.
3. Значение Rf в щелочной смеси растворителей бывает или низ-
кое или неопределенное (хвосты) у простых фенолов, флавоноидов;
расположение пятен — по всему полю хроматограммы для осталь-
ных соединений.
4. С азотнокислым серебром без добавления NaOH не дают окрас-
ки производные индола, кумарины, а также полифеиолы (кроме
флороглюцина); дают окраску фенол карбоновые кислоты, цикличес-
кие кислоты с оксигруппами, флороглюцин.
5. С азотнокислым серебром в сочетании с NaOH не окрашивают-
ся некоторые фенол карбоновые кислоты, кумарины; дают окраску
производные индола, простые и сложные полифенолы.
6. С хлорным железом окрашиваются все простые и сложные фе-
нолы, а также некоторые индольные производные; не дают окраски
алициклические и гидроароматические кислоты и некоторые ин-
дольные производные.
7. С диазотированной сульфаниловой кислотой (ДСК) не дают
окраски некоторые полифенолы, окрашиваются все остальные сое-
динения.
8. С ванилиновым реактивом дают окраску катехины, лейкоан-
тоцианы и простые фенольные соединения с ОН-группами в мета-по-
ложении; не дают окраски все остальные соединения.
31
9. С пробой Синода (Mg НС1) не дают окраски простые фенолы
и некоторые индольные соединения; дают окраску флавонолы, фла-
воны и некоторые индольные соединения.
10. С реактивом Сальковского дают цветные окрашивания все
индольные соединения, а также некоторые простые и сложные фено-
лы; не дают окраски все остальные соединения.
11. С реактивом Эрлиха дают окраску все производные индола и
некоторые флавоноиды, а также флороглюцин и резорцин; не дают
окраски остальные простые фенолы и некоторые флавоноиды.
12. С п-диметиламинокоричным альдегидом индолы окрашива-
ются в сине-фиолетовый цвет. Другие продукты, и в том числе фе-
нолы, окрашиваются в розовый или красный цвет.
После предварительной идентификации неизвестных природных
ростовых веществ составляют копию хроматограммы, на которую
наносят контуры пятен и отмечают характер цветных реакций с вы-
бранными реактивами. Особый экземпляр хроматограммы, подвер-
гавшийся только общей идентификации (дневной свет, УФ-свет),
используется для биологической пробы.
Следует еще раз подчеркнуть, что индольные соединения в тка-
нях высших растений, взятых для анализа в количестве 0,1—1 г
сухого вещества, обычно с помощью цветных реакций не обнаружи-
ваются, поэтому такой способ идентификации годится для анализа
индолов в культурах микроорганизмов, а для идентификации индо-
лов в тканях высших растений необходимо использовать навески в
10—100 раз большие. Если подобного рода навески почему-либо
применять неудобно, то для обнаружения значений индольных аук-
синов на хроматограммах используют вещества-метчики, которые
проявляются на хроматограммах с помощью указанных реактивов.
Обнаружение индолилуксусной кислоты и индолацетонитрила в ме-
танольном экстракте из тканей савойской капусты облегчается с по-
мощью метчиков, Rf которых приведено в табл. 3. Кроме того, иног-
да индолы переводят вформу 2-(2J, 41-динитрофепилтио)-индолы, и эти
дериваты растворяют в дихлорметане и затем с помощью 99%-ной
муравьиной кислоты восстанавливают индолы, которые подвергают
дальнейшей хроматографии (Raj, Hutzinger, 1970).
Найденная недавно в растениях абсцизовая кислота ни одним
реактивом па индолы и фенолы не обнаруживалась. Ее присутствие
па хроматограммах удалось установить следующим путем: эфирный
экстракт из растительных тканей разделяли при помощи хромато-
графии па бумаге, используя смесь растворителей — изопропанол
— NH4OH — Н2О, 10 : 1 : I, и активность отдельных зон испытыва-
ли с помощью биопробы на рост отрезков колеоптилей. Зона, подав-
лявшая рост отрезков колеоптилей, давала цветные реакции с ре-
активами на фенолы. Однако персхроматографирование этой зоны в
другой смеси растворителей показало, что ингибиторная активность
была присуща главным образом не фенолам, а ингибитору, иден-
тифицированному впоследствии как абсцизовая кислота (рис. 3).
Обнаружить абсцизовую кислоту на хроматограммах можно с
32
помощью биотестов. Зная ее Rf в разных смесях растворителей, ин-
гибиторные зоны растительных экстрактов подвергают последова-
тельному перехроматографированию и таким образом отделяют тор-
мозящую активность абсцизовой кислоты от сопутствующих сое-
динений. Приведем пример такого обнаружения при работе с листья-
ми ивы. Этанольный экстракт из листьев упаривали, водный оста-
ток очищали от примесей декантацией, обрабатывали эфиром, и
эфирный экстракт разделяли в щелочной смеси растворителей изо-'
пропанол — NH4OH — Н2О, 10 : 1 : 1.
Рис» 3. Перехроматографированис ингибиторной зоны эфирного экстракта из
листьев явора в разных смесях растворителей — способ пчисткн АБК от феноль-
ных веществ (Robinson, Warelng, 1964)
а — хроматографическое разделение в смеси изопропанол — 28%-ный NH4OH —
— HtO, б — хроматографическое разделение в смеси ч-бутанол—28%-ный
NH«OH, 100:1; К — линия, указывающая на длину контрольных колеоптилей,
росших в воде; Ф — фенолы
С помощью отрезков колеоптилей удалось установить ингибитор-
ную зону с Rf 0,6—0,8 (Rf абсцизовой кислоты). Эту зону перехро-
матографировали в кислой смеси растворителей н-бутанол —
СН3СООН — Н2О, 40 : 12 : 28, и снова ингибиторную активность
обнаруживали на уровне Rf абсцизовой кислоты (Rf 0,8—1,0).
Таким образом, абсцизовая кислота может быть обнаружена с
помощью биотестов и путем перехроматографирования элюатов
в системах растворителей, для которых известно ее расположение
(Rf).
Приведем несколько данных о подвижности абсцизовой кислоты
в разных смесях растворителей. Имеющиеся сведения о цветных ре-
акциях природных ауксинов и ингибиторов говорят скорее о подсоб-
ном характере этого приема анализа, который может на первом этапе
дать лишь общую характеристику расположения веществ на хро-
матограммах, причем индольные ауксины и абсцизовая кислота на
хроматограммах с помощью цветных реакций не обнаруживаются.
Тем большее значение для обнаружения физиологически активных
веществ приобретают биологические методы исследования (био-
тесты) .
2 В. И. Кефели 3J
Препаративное выделением накопитель-
ная хроматография. Обычно после обнаружения при-
родных ростовых веществ с помощью хроматографии на бумаге,
цветных реакций и биотестов возникает необходимость выделить не-
которые наиболее активные ростовые вещества в больших количест-
вах — порядка нескольких десятков миллиграмм (для фенольных
ингибиторов) или нескольких долей миллиграмма (для ИУК и абсци-
зовой кислоты), очистить их от примесей других веществ и дать им
более полные физико-химическую и биологическую характеристики.
Для этой цели обычно используют хроматографическое разделение
на колонках с адсорбентом типа капрона, силикагеля, целлюлозы
“или на бумаге Ватман 3 ММ.
Химический анализ природного соединения, как известно, вклю-
чает в себя ряд общих процедур, таких, как экстракция, выделение,
очистка и определение его химической структуры. Для извлечения
неизвестных соединений обычно используют путь ступенчатой экст-
ракции растворителями по мере возрастания их полярности: пет-
ролейный эфир, бензол, серный эфир, этилацетат, спирты и вода.
Преимуществом спиртовых экстракций перед водными является
низкая точка кипения этих растворителей, однако в этом случае
возможно расщепление эфирных связей, например эфиров фенолов
ссахарами (Swain, 1965). Недостатки водной экстракции: извлечение
большого количества посторонних веществ, невозможность предот-
вращения действия всех ферментов, функцию которых не может уст-
ранить даже кипячение. Дифференцированный подход следует из-
бирать и при выборе метода разделения веществ. Разделение на бу-
маге Ватман 3 ММ удобно применять в том случае, когда нужно по-
лучить до 0,5 г вещества, разделение на колонках — для выделения
больших количеств вещества. Ниже приводится схема препаратив-
ного выделения, использовавшаяся для изолирования и идентифи-
кации природного ингибитора роста капусты (фенольное вещество,
12 мг из 500 г листьев), ивы (халконглюкозид, 75 мг из 1000 г листь-
ев), гороха (кверцетин-гл и коз ил-кумар ат, 500 мг, и-кумаровая кис-
лота, 10 мг) и кукурузы (n-кумаровая кислота, 4 мгиз 250 г листьев).
Из листьев гороха была выделена также кофейная кислота.
Для выделения природных фенольных ингибиторов зеленые
листья (или другие растительные органы), растертые в жидком
азоте, заливали 96%-ным этанолом, подогретым до 70°, и оставляли
настаиваться в течение 2—3 дней, экстракт сливали, экстракцию
повторяли до полного извлечения хлорофилла. Затем этанол выпа-
ривали, водную фазу декантировали (освобождали от пигментов),
а затем последовательно трехкратно экстрагировали эфиром, эти-
лацетатом и н-бутанолом. Извлеченные фракции выпаривали досуха
и растворяли в 70%-ном этаноле. Первое хроматографическое раз-
деление фракции проводили на бумаге Ватман 3 ММ в одной из се-
лективных смесей растворителей и с помощью цветных реакций и био-
теста контролировали, в какую фракцию ингибитор перешел в наи-
большем количестве. Для этих целей удобно использовать сопутст-
34
Растительный материал
I
I
Спиртовой экстракт
j Выпаривание
________________________Водная фаза__________________________
I
Водный Экстракция толуолов
раствор пигменты,
фенолов липиды
-----► Последовательная экстракция
1 I т “ 1
Эфир Этилацетат «-Бутанол Водный остаток
I
Выпаривание, растворение в 70%-нсм этаноле
I
Первое хроматографическое разделение на бумаге
Ватман 3 ММ в 15%-ной СНзСООН в н-бутаноле — СНзСООП—Н2О,
40:12: 28 или в другой смеси растворителей
I
Контроль за разделением на бумаге Ватман 2, УФ-свет, цветные
реакции
I
Вторичное разделение на бумаге Ватман 3 ММ в оптимальной
специально подобранной смеси растворителей
|
Элюция, очистка индивидуальных веществ, высушивание над СаСЬ,
взвешивание
I
;
Третье перехрома гографирование
I
Биотесты
вующее хроматографирование малых количеств экстрактов фракций
на бумаге Ватман 2. Из хроматограмм первичного разделения вы-
резают активные зоны и перехроматографируют снова на бумаге
Ватман 3 ММ, используя для этого специально подобранные раство-
рители из числа указанных выше. Перехроматографирование на
бумаге Ватман 3 ММ вместе с сопутствующими веществами на бумаге
Ватман 2 повторяют до тех пор, пока не получат отдельного пятна
искомого вещества. В таком случае пятно элюируют 70%-ным эта-
нолом, этанол выпаривают, сухой остаток сушат над СаС12, взве-
шивают и используют для снятия УФ- и ИК-спектров, гидролиза,
совместного хроматографирования с веществами - стандартами и для
оценки активности с помощью биотестов. В последнее время широ-
кое распространение получил метод ядерно-магнитного резонанса
для установления структуры флавоноидных гликозидов (Plouvier,
1970).
2*
35
Рассмотрим подробнее препаративное выделение фенольных сое-
динений из гороха. Из 1500 г зеленых листьев гороха извлекли 500
мг флавоноида и две фенол кар боновые кислоты. Согласно общей
схеме идентификации флавоноид был идентифицирован как флаво-
нол. В УФ-свете он не флуоресцировал и поэтому был идентифици-
рован как флавонол-гликозид. Эта идентификация была подтверж-
дена тем, что флавоноид после обработки раствором А1С13 светился в
УФ-свете (основное свойство флавонол-гликозидов); флавонол-гли-
козид с трудом растворялся в эфире и этилацетате и легко в бутано-
ле. Это обстоятельство указыва-
ло на то, что выделенное веще-
ство было пол и гликозидом. По
данным Rf и по указанным свой-
ствам вещество совпадало с
кверцетин-3-гликозил-п-кумара-
том (Furuya et al., 1962;Furuya,
Galston, 1965).
УФ-спектр выделенного сое-
динения совпадал с УФ-спект-
ром кверцетин-гликозил-кума-
рата (КГК). Кислотный гидро-
лиз этого продукта подтвердил
наличие в нем ц-кумаровой кис-
лоты (рис. 4). Количество сахар-
ных остатков в молекуле КГК
нами не определялось, об их
числе имеются лишь литератур-
ные сведения (Furuya, Galston,
1965).
КГК можно рассматривать
как связанную форму п-кумаро-
войТкислоты. Он обладал в 20
раз более слабыми ингибиторны-
ми свойствами, чем п-кумаровая
кислота. Кроме КГК в проро-
стках гороха были обнаружены
свободная zi-кумаровая и кофей-
ная кислоты.
Рис. 4. Хромат и графическое об нар у же-
нке n-кумаровой кислоты в молекуле
кверцегин-глнкоэил-кумарата (КГК).
Продукты, содержащиеся в гидролиза-
те флавоноида гороха (2), и стандарт
(2) л-кумаровая кислота в цис- (а) и
транс- (б) формах. Разделение на бумаге
Ватман 2 в 15%-ной СН»СООН (Чумаков-
ский, Кефели, 1968)
36
Из побегов ивы был препаративно выделен (700 мг из 1,5 кг побе-
гов) и идентифицирован хал кон изосалипурпозид (Turetskaya et al.,
1968), в листьях яблони содержался дигидрохалкон флоридзин,
который был выделен и идентифицирован по методу Сарапуу (1964).
В листьях кукурузы содержались производные n-кумаровой
кислоты и сама n-кумаровая кислота (или ее гликозид), которая бы-
ла выделена в количестве 4 мгиз 100 глистьев. Свойства препаратив-
но выделенных фенол карбоновой кислоты, хал кона, дигидрохалкона
и КГК представлены в табл. 4,
Препаративное выделение фенольных ингибиторов сопровожда-
лось изучением их действия на рост отрезков колеоптилей пшеницы
и рост отрезков этиолированных стеблей, специфических биотестов.
Препаративное выделение абсцизовой кислоты представляет
значительно большую экспериментальную сложность, чем выделение
фенольных ингибиторов, поскольку она содержится в количестве, не
превышающем 1—2 мг на килограмм растительного материала.
Растительный материал
I
Гомогенизация с 80%-ным метанолом
I
Упаривание экстракта, вакуум 50°
I
Водная фаза
I
I
pH 3, экстракция 24 час. эфиром
Обработка экстракта 4%-ным раствором бикарбоната Na
Подкисление водной фазы до pH 3
Экстракция эфиром
I
Выпаривание эфира, растворение сухого остатка в 80 %-ном метаноле
Разделение на бумаге Ватман 3 ММ в смеси растворителя изопропанол —
NlhOH-IhO, 10:1:1
I
Неочищенный препарат
-
УФ-свет Биотест
Тонкослойная хроматография
Элюция 1%-ной СНаСООН а метаноле
УФ-свет-)-HaSO<
Биотест УФ-спектроскопня Сравнение с метчиком
37
Характеристика свойств препаративно выделенных фенольных ингибиторов
Показатель
л-Кумаровая кислота
2',4'>6',4-Тетраоксихалкоп-2'-глюкоэид
(изосалипуриозид)
Агликон........
Окраска пятна . ,
Rf (15%-ная
СНзСООН)....
Цвет в УФ-свете
УФ + NHS . . . .
Дневной свет-рЦЫз
УФ-}-А1С1з ....
NanCO»........
дек............
\чакс ’ им> Уф-
спектра ......
Подавление роста
отрезков колеопге-
лей, Сы (мг/л) . .
Бесцветная
0,79
Темно-фиолетовый
»
Бесцветная
»
Красный
284
370
Структурная фор-
мула ...........
Нарингенин
Желтая
0,17
Темно-бурый
Оранжевый
»
Темно-бурый
Оранжевый
Темно-оранжевый
240, 370
500
но^\
а
СН=СН—С ООН
Мильборроу (Milborrow, 1968) — один из первых эксперимента-
торов, препаративно выделивший абсцизовую кислоту, приводит
следующие принципы, на которых основана процедура выделения
абсцизовой кислоты.
1. Первичную экстракцию проводят смесью метанол — вода,
4 : 1, экстракт у пар ивают до водного остатка и подкисляют до рНЗ,
после чего экстрагируют эфиром, а затем эфирный экстракт, содер-
жащий органические кислоты, многократно экстрагируют раствором
бикарбоната натрия pH 8.
2. Для освобождения фракции органических кислот, растворен-
ных в бикарбонате, от нейтрального материала раствор подкисляют
до pH 3 и снова экстрагируют эфиром. При этом в конечный эфир-
ный экстракт переходит абсцизовая кислота, которую отделяют от
примесей хроматографически.
3. Хроматографическую подвижность (Rf) абсцизовой кислоты,
содержащейся в экстракте, и Rf вещества-метчика сравнивают путем
ихсовместного хроматографирования в двух-трехсмесях растворите-
38
Таблица 4
2'.4'Л',4-Тетраоксидегидрохалкон-2'-
глюкозид (флоридзин)
Кверцетин -3-глюкозил-л-кумарат
Флоретин
Бесцветная
0,54
Темно-фиолетовый
»
Бесцветный
Темно-фиолетовый
Бесцветный
Коричневый
283
500
Хс.ниог
Кверцетин
Желтая
0,45
Земно-бурый
Желтый
Ярко-желтый
Желтый
»
Коричневый
269 (257, 319)
лей. Ниже представлена схема препаративного выделения абсцизо-
вой кислоты.
Для хроматографического разделения абсцизовой кислоты ис-
пользуют тонкослойную хроматографию в силикагеле, смесь «-
бутанол — пропанол — NH4OH — Н2О, 2 : 6 : 1 : 2 (Rf 0,65). Ин-
гибиторную зону элюировали смесью этанол — СН3СООН, 50 : 1
и перехроматографировали в смеси бензол — этилацетат —
СН3СООН, 50 : 5 : 2 (Rf 0,25). Использование таких смесей помогает
очистить абсцизовую кислоту от примесей. Рудницкий (Rudnicki,
1969) предлагает вести первичную хроматографическую очистку
абсцизовой кислоты с помощью разделения экстракта на бумаге
Ватман 3. Как и Мильборроу, он рекомендует биотест для обнаруже-
ния абсцизовой кислоты на хроматограммах. Окончательную очист-
ку Рудницкий предлагает осуществлять в тонком слое силикагеля,
используя ряд селективных смесей, указанных ниже.
Идентификацию абсцизовой кислоты с помощью физико-химичес-
ких методов осуществляют, используя главным образом метод спект-
39
Смесь растворителей * Среднее значение Литературный источник
1. Изопропанол — NH4OH—HiO. 10:1:1 0,75 Rudnicki, Antoszewski, 1968
2. Изопропанол — Nf UOH—Н2О, 80:5:15 0,69 Кефели и др., 1970а
3. н-Бутанол — СНзСООН—НгО, 3:2:95 0,85 Там же
4. «-Бутанол — СНзСООН—Н2О, 40 : 12: 28 0,95 о »
5. «-Бутанол — пропанол — NH4OH— Н-зО, 2 : 6 :1 : 2 0,65 Milborrow, 1968
6. Бензол — этилацетат — СНзСООН, 50 : 5 : 2 0,25 Там же
7. Изопропанол — бутанол—NHjOH— НЮ, 6:2: 1 ; 2 0,65 Rudnicki, 1969
8. Бензол — этилацетат — СНзСООН, 70 : 30 : 5 0,30 Там же
9. Бензол — ацетон — СНзСООН, 70 : 30 :1 0,40 » »
10. Бензол — хлороформ — НСООН, 0,12 » »
20 : 10:1
♦ 1 —- хроматографирование проведено на бумаге Ватман 3; 2—Г—то же на бумаге Ватман
1; 5—10 — то же на силикагеле.
рополяриметрии (установление эффекта Коттона). Другой прием,
используемый для обнаружения абсцизовой кислоты,— ее иденти-
фикация по флуоресценции в УФ-свете после обработки хромато-
грамм раствором H2SO4 (Rudnicki, 1969).
В последнее время появились новые вариации методов для опре-
деления абсцизовой кислоты. В них особое внимание
удаляется основным принципам отделения абсцизовой кислоты от
примесей —фенольных ингибиторов и гиббереллинов.
П репаративное выделение индольных соединений — сложная за-
дача, связанная с ридом процедур, предохраняющих лабильные
индольные продукты от разрушения.
Одним из современных приемов выделения индолов является ме-
тод, описанный Стоу и сотр. (Stowe et al., 1968).
Эти авторы подошли к проблеме препаративного выделения
индолов критически, анализируя достоинства и недостатки каждой
процедуры. Семена кукурузы замораживали и в замороженном сос-
тоянии экстрагировали хлористым метиленом (СН2С12). Экстракт
упаривали, и сухой остаток рвстворяли в 2%-ном растворе NaHCO3
и экстрагировали ацетонитрилом и гексаном.
В гексан переходили продукты, не дававшие цветных реакций на
индолы, но при гидролизе с 0,1 н. КОН они распадались с высвобож-
дением ИУК. После переведения нейтральных и щелочных индоль-
ных продуктов из 2%-ного раствора NaHCO3 в СН2С12 из водного
остатка выделяли кислые индолы. Полученные фракции делили на
колонке силикагеля, проводя элюцию гексаном, насыщенным 0,5 н.
40
НСООН. Фракции элюата подвергали разделению в тонком слое
силикагеля или газовой хроматографии. В кислой фракции была
найдена ИУК, а в нейтральной фракции — этил-3-индолацетат, 3-
индолацетамид, которые идентифицировали на основании данных
Rf после разделения фракций на газовом хроматографе в тонком
слое силикагеля и по цветным реакциям с реактивами Эрлиха,
Сальковского и Прохазки.
Используя этот метод, удалось выделить 1 мг ИУК из 1 кг зерен
кукурузы. Для анализа препаративно выделенных индолов в по-
следнее время все чаще используют тонкослойную хроматографию
в тонком слое силикагеля (Ballin, 1964) или в тонком слое карбокси-
метилцеллюлозы (Obreiter, Stowe, 1964). Оба экспериментатора от-
мечают, что предпочтительнее использовать для разделения нейтра-
льные и кислые смеси растворителей, предотвращающие разрушение
индольных соединений. Баллин (Ballin, 1964) показал, что смесь
хлороформ — СС14 — метанол, 50: 40 : 10 позволяет разделять кис-
лые индолы, тогда как на старте остаются щелочные и нейтральные
индолы. Обрейтор и Стоу в (Obreiter, Stowe, 1964) предложили для
хроматографии индолов, плохо разделяющихся в тонком слое силика-
геля, другой адсорбент — карбоксиметилцеллюлозу и растворите-
ли 2-бутанол — гексан, 18 : 82 или 20%-ный КО. Скорость разделе-
ния при этом сокращается в 2 раза по сравнению с силикагелем.
Другим методом, используемым для разделения очищенных экст-
рактов, содержащих индолы, является газовая хроматография.
Основным требованием к исследуемым веществам является способ-
ность их переходить в газообразное состояние при определенных
температурах. Ряд сведений, полученных об индолах, говорит, что
они обладают достаточной способностью переходить в газообразное
состояние для того, чтобы быть подвергнутыми разделению с по-
мощью метода газовой хроматографии. Стоув и Шилке (Stowe,
Shi Ike, 1964) сообщили, что нейтральные индолы легко дают газооб-
разные формы при 200—250° и могут быть разделены на колонке с
версалидом 900 при 232°. Индольные кислоты, не обладающие такой
способностью, перед хроматографированием обычно этерифицируют
и разделяют в виде эфиров.
Некоторые количественные методы определения
природных регуляторов роста
Препаративно выделенные природные регуляторы роста могут
быть определены количественно. Современные флуор и метр и чес кие и
спектрофотофлуориметрические методы количественного определе-
ния индолов приближаются по своей разрешающей способности к
биотестам. Располагая очищенными образцами индольных соедине-
ний, экспериментатор может определять их количественно, предва-
рительно получив для них характеристики спектров флуоресценции
и возбуждения. Барнетт и Одус (Burnett, Audus, 1964) использовали
флуориметрические методы для анализа индольных ауксинов в ка-
41
пусте. Они показали, что для анализа следует использовать образцы»
тщательно освобожденные от всевозможных примесей. Для выделе-
ния индолов можно использовать только такие растворители, кото-
рые не имеют никаких флуоресцирующих спутников. Эти ограниче-
ния, конечно, сужают диапазон применения указанного метода,
Полячекисотр. (Polacheket al., 1969) предложили флуор и метричес-
кий метод для определения глюкобрассицина. Авторы определяют
это вещество количественно после предварительной хроматографи-
ческой очистки.
Значительно проще обстоит дело с определением содержания
ПУК и других индолов в культуре грибов и бактерий. Содержание
этих соединений здесь так велико, что нет нужды проводить трудо-
емкую накопительную хроматографию, ИУК в этом случае опреде-
ляется колориметрически, после хроматографии и окрашивания
реактивом Сальковского (Дракина, Кефели, 1967).
Количественное определение фенольных соединений после уста-
новления их химической структуры может быть осуществлено
спектрофотометрически (Methods in phenolic chemistry, 1964).
В наших исследованиях изосалипурпозид, флоридзин и флоре-
тин после хроматографического разделения определяли количест-
венно следующим образом: их элюировали с хроматограмм 80 %-
иым этанолом, и затем концентрацию определяли спектрофотометри-
чески.
Расчет содержания вели по калибровочным кривым, которые
строили: а)для изосалипурпозида при Хмакс370 им, линейная зависи-
мость экстинкции от дозы сохранялась вдиапазопеот 19,5 до 310 мг/
/л; б) для флоридзина и флоретина при А.макс 283—284 нм, линейная
зависимость экстинкции от дозы сохранялась в диапазоне от 2 до-
50 мг/л для флоридзина и от 1 до 20 мг/л для флоретина (Кефели и
др., 1969а).
Аналогичным образом определяли количественно КГК, п-кума-
ровую кислоту и др.
При изучении метаболизма и транспорта природных ауксинов и
Ингибиторов большую роль играет использование меченых пред-
шественников. Для изучения биосинтеза индольных соединений
обычно используют меченые индолы, причем метку вводят в разные
атомы индольной молекулы. Обычно 14С-триптофан вводят в расти-
тельные ткани для изучения его свойств как предшественника ИУК-
Техника радиохимических и радиометрических исследований не от-
личается в этом случае от обычной. Благодаря использованию D-
и L-изомеров триптофана удалось обнаружить специфику их мета-
болизма (Schraudolf, Bergmann, 1965; Kutacek, Kefeli, 1968). С по-
мощью !4С-ИУК впервые удалось проследить за возникновением
таких конъюгатов, как ЙУК-глюкоза, индолацетаспарагиповая
кислота и др. (Klambt, 1961а, 1964; Zenk, 1964; Andreae, 1964).
В наших исследованиях использовали 3-14С-О-триптофан, 3-14С-
L-триптофан. Оба препарата были получены из радиохимического
центра Амерсхам (Англия).
42
Опыты с 3-14C-D- и 3-1ЧС-Е-триптофаном проводились с отрезками
стеблей гороха, капусты и кукурузы. Процедура исследования сос-
тояла в следующем.
После 20 час. инкубации в растворах 14С-Е-триптофана в темноте
при 26°отрезки вынимали из растворов, обмывали дистиллированной
водой или хлорамфениколом 10"4 г/мл в зависимости от варианта и
переносили в чашки Петри па фильтровальную бумагу, увлажнен-
ную водой или хлорамфениколом. Отрезки выдерживали 20 час. при
26°, после чего их подвергали фиксации в кипящем метаноле, а затем
три раза экстрагировали этим же растворителем. Собранные вместе
экстракты упаривали в вакууме па роторном испарителе. Сухой
остаток растворяли в 2 мл метанола, и раствор наносили по 50 мкл
на три диска для определения общей экстрагированной радиоактив-
ности образца.
В опытах с 3-14С-П-триптофаном, фенолами и диэтилдитиокарба-
матом в качестве стерилизующего фона всегда использовался раст-
вор хлорамфеникола (10-4 г/мл).
Разделение экстрактов проводилось на бумаге Ватман 1 нисходя-
щим током, растворитель «-бутанол —CH3tOOH — Н2О, 4:1:2.
Зоны радиоактивности элюировали кипящим метанолом и пере хро-
матографировали в растворителе трихлорэтилен — СН3СООН, 100 :
: 2 или в растворителе изопропанол — NH4OH — НаО, 10 : 1 : 1.
Для отдельных радиоактивных зон использовали электрофорез на
бумаге в 1/15 MK-Na-фосфатном буфере pH 6,6,200 в, экспозиция
6 час. Пятна индолов на хроматограммах проваляли реакти-
вами Эрлиха и Прохазки или п-демитиламинокоричным альде-
гидом.
Перед хроматографическим разделением метанольного экстракта
определяли его общую радиоактивность. На линию старта всегда
наносили объемы экстрактов, содержащие радиоактивность 25 000
имп/мин. Активность на хроматограммах определялась автоматичес-
ки с помощью регистрирующего счетчика Фризске-Хепфиер. Расчет
радиоактивности отдельных зон (пиков) на хроматограммах произво-
дился полуколичествеиным методом взвешивания бумажных сег-
ментов, копирующих площадь пика, или количественным методом
путем элюции отдельных зон с последующим измерением радиоак-
тивности элюатов (Кефели и др., 1969а).
Для изучения транспорта ауксинов и других фитогормопов
часто используются меченые индольные соединения. Суть метода
определения ауксинов в процессе их транспорта заключается в том,
что на отрезок какой-нибудь части растения, в частности на верхуш-
ку отрезка стебля или па верхушку декалитерованного колеоптиля,
накладывается блок агара с ИУК, называемый блоком-донором, а к
нижней части отрезка прикладывается пустой агаровый блок, на-
зываемый блоком-рецептором, или приемником. Об активности пере-
движения ауксинов из блока-донора в блок-рецептор судят по ве-
личине изгиба биотеста — колеоптиля, к которому прикладывают
блок-приемник с поступившей в него ИУК-
43
Метаболизм фенольных ингибиторов и абсцизовой кислоты так-
же часто изучается с помощью радиоактивных соединений.
Исследования биосинтеза абсцизовой кислоты только начинают-
ся, Одной из первых работ, выполненных техникой радиоактивных
изотопов, было исследование, проведенное Рудницким и Антошев-
ским (Rudnicki, Antoszewski, 1968), которые показали, что 14С-
абсцизовая кислота синтезируется в плодах земляники после инку-
бирования растений в атмосфере СО2. Зона радиоактивности, соот-
ветствующая на хроматограмме абсцизовой кислоте, обладала ин-
гибиторным действием на рост отрезков колеоптилей. Мильборроу
(Milborrow, 1968) выполнил исследования по изучению катаболизма
абсцизовой кислоты и по характеристике ее способности транспорти-
роваться по растительнымтканям. Работы этих авторов с применени-
ем техники радиоактивных изотопов позволили установить путь
превращения абсцизовой кислоты и выяснить, что одним из пред-
шественников ее биосинтеза является мевалоновая кислота.
Анализ взаимодействия регуляторов роста
Конечным этапом анализа ростовых веществ является определе-
ние их ростовой активности с помощью биотестов. Как известно,
одним из наиболее распространенных биологических тестов являет-
ся проба на рост отрезков колеоптилей пшеницы или овса. С помо-
щью этой пробы на хроматограммах обнаруживаются стимулирую-
щие и ингибиторные зоны (пятна). Остановимся на некоторых преи-
муществах колеоптильного теста.
Основным положительным свойством этого теста является быст-
рота ответной реакции. За 20 час. инкубации отрезок колеоптиля
пшеницы сорта Московка с исходной длиной 4 мм прирастает в
2%-ном растворе сахарозы (контроль) до 8 мм, если же рост происхо-
дит в растворе ИУК (1 мг/л), то отрезок достигает длины 16—18 мм,
иными словами прирост составляет 300% и более по сравнению с
контролем. В растворе ингибитора — n-кумаровой кислоты (175 мг/
/л) — рост отрезка составляет 6 мм, т. е. 50% по сравнению с конт-
ролем. Таким образом, за короткий период времени обнаруживается
физиологическая функция исследуемого соединения. Другое преи-
мущество колеоптильного теста — его специфичность в отношении
ауксинов. Как указывалось, этот тест почти не реагирует на гиб-
береллин и совсем не чувствителен к кинетину. Вместе с тем тест на
отрезки колеоптилей не лишен и некоторых недостатков. Одним недо-
статком является ограниченность даваемой информации о росте, так
как этот тест характеризует рост только растяжением. Другим не-
достатком является отсутствие специфичности в отношении ростовых
веществ, выделенных из тканей разных растений. Действительно,
колеоптили могут обладать и, по-видимому, обладают в значитель-
ной мере иным набором ферментов, нежели ткани растений-доноров,
из которых выделены ростовые вещества. Это отличие в наборе фер-
ментов, разрушающих и синтезирующих регуляторы роста, а также
44
различие в остаточных количествах ростовых веществ в конечном
счете могут определять степень и характер чувствительности колеоп-
тилей пшеницы и, скажем, отрезков проростков кукурузы и гороха
в отношении ингибитора кукурузы — n-кумаровой кислоты,
На рис. 5 показано, что отрезки колеоптилей кукурузы и стеблей
гороха, из тканей которых выделена н-кумаровая кислота, значи-
тельно менее чувствительны, чем отрезки колеоптилей пшеницы.
Р и с 5. Действие разных концентраций л-кумаровой кислоты на рост отрезков ко-
леоптилей пшеницы Московка (/), кукурузы Воронежская 76 (2) и гороха Ранний
зеленый (?) (Кефсли, Турецкая, 1968)
Указанные выше свойства тканей растений-доноров (различие в фер-
ментном составе и в остаточном наборе ростовых веществ) могут
даже привести к противоположной ростовой реакции у отрезков
колеоптилей пшеницы по сравнению с тестом, приготовленным из
тканей растений-доноров. Так, отрезки гипокотилей капусты реаги-
руют на выделенную из листьев капусты фенол кар боновую кислоту
отрицательно, почти на 50% затормаживая свой рост по сравнению
с ростом контроля, в то время как отрезки колеоптилей пшеницы
стимулируются этой же дозой фенолкислоты на 40—50%.
Если экспериментатора интересуют ростовые функции выделен-
ного соединения в отношении растения-донора, то он обычно ис-
пользует ткани этого растения в качестве биотеста. Преимущество
тестов, приготовленных из тканей растений-доноров, состоит, во-
первых, в их специфичности в отношении выделенных ростовых ве-
ществ, во-вторых, в простоте их изготовления (замачивание семян,
нарезка отрезков стеблей, приготовление высечек листьев) по срав-
нению с нарезкой колеоптильных цилиндров и в-третьих, в получе-
нии более широкой информации о ростовом процессе (рост делением
и растяжением). К числу недостатков тестов из тканей растений-
доноров следует отнести большую вариабельность растительного
материала, что, естественно, в'ынуждает для достижения 5%-ного
уровня значимости брать в несколько раз больше биологических
повторностей, чем в случае применения отрезков колеоптилей. Дру-
гой недостаток — медленный рост указанных тестов. Если проба на
рост отрезков колеоптилей имеет продолжительность 20 час., то тест
45
на прорастание большинства семян длится в лучшем случае 3—5
дней, а то и более. Рост отрезков стеблей(гипокотилей и эпикотилей)
продолжается 48—72 часа.
Следует учитывать, что при длительном контакте с раститель-
ными тканями, превышающем 20 час., ингибиторы и ауксины под-
вергаются почти полному разрушению. Поэтому длительная инку-
бация продолжительностью в несколько дней происходит фактически
в отсутствие тестируемых веществ. Это явление не наблюдается в
такой мере при кратковременном (до 20 час.) использовании теста
на рост отрезков колеоптилей. В некоторых случаях эксперимента-
торы, учитывая этот факт, вводят ту же концентрацию ростового ве-
щества после разрушения первой порции. Однако такое действие не
имеет физиологического смысла, так как при введении дополнитель-
ных порций теряется возможность количественного учета
ростового вещества. Еще одним ограничивающим обстоятельством
для некоторых тестов из тканей растений-доноров является наличие
коррелятивной связи между органами черенка или проростка, на-
блюдающейся при их росте. Возникает вопрос, можно ли, например,
считать стимулятором салициловую кислоту, если она, подавляя
корнеобразование у черенков фасоли, вызывает несколько более
усиленный рост эпикотиля этого же черенка, или рассматривать
ИУК как ингибитор роста па том основании, что она, вызывая обиль-
ное корнеобразование, задерживает рост эпикотиля?
Следует признать, что такого заключения на основании одного
теста, пусть даже специфического, сделать нельзя. Чтобы опреде-
лить функцию выделенного продукта (ауксин или ингибитор), его
следует испытать на ряде тестов.
При анализе результатов, полученных с помощью нескольких
биотестов, часто приходится отмечать, что исследуемое вещество
(например, ИУК) усиливает одни процессы роста у черенка фасоли,
подавляет другие (прорастание семян некоторых культур, рост эпи-
котиля у черенков и т. д.) и вместе с тем не оказывает никакого влия-
ния на третьи (рост гипокотиля в длину, увеличение площади листа
и т. д.). Подобные же различия в действии на разные ростовые тесты
можно наблюдать и в случае анализа природных ингибиторов, ска-
жем, ингибиторов из ивы. Например, они подавляют процессы рас-
пускания почек и корнеобразования у весенних черенков ивы, по
совершенно не тормозят процесс роста почек в осенний период. Та-
ким образом, ростовые вещества не являются универсальными в сво-
их функциях. Ауксины стимулируют некоторые формы ростовых
процессов и не влияют на другие процессы, которые стимулируются
иным гормоном, например гиббереллином. Поэтому, получив при
анализе свойств ростового вещества данные о том, что оно не влияет
на рост некоторых биотестов или не участвует в некоторых процессах,
нельзя заключить, что это соединение вообще не несет регуляторной
функции.
Какие же показатели позволяют характеризовать исследуемое
соединение как ростовое вещество и отделить его стимуляторные
46
эффекты от эффектов, вызываемых другими негорменяльными соеди-
нениями? Таким показателем является прежде всего стимуляторный
эффект исследуемого вещества на ростовой процесс. Для установле-
ния этого эффекта следует сравнить концентрационную кривую ис-
следуемого вещества с концентрационной кривой известного росто-
вого вещества, например ИУК или гиббереллина. Так, если иссле-
дуемое соединение вызывает прирост отрезков колеоптилей, как и
ИУК, на 200—300% (при 5%-ном уровне значимости), то оно может
считаться ростовым веществом. За пределами такого высокого уров-
ня активации останутся слабые стимуляторные эффекты, вызывае-
мые низкими дозами спиртов, ядов и других соединений.
Иногда эффект стимуляции кажется достаточно высоким, однако
достоверность данных при этом значительно выше 5%-ного уровня
значимости (скажем, + 15%). Тогда стимуляция на 50% будет вы-
глядеть после вычета тройной ошибки отклонения от среднего сле-
дующим образом: 150%—3-15% = 150% —45% = 105%. Итак,
достоверная стимуляция, т. е. превышение над контролем, в этом
случае будет составлять всего 5%. Подобного рода случаи можно
часто наблюдать с тестом на корнеобразование у черенков фасоли.
Контрольные черенки, укорененные па воде, образуют обычно по
четыре корня (100%), укорененные на растворе ИУК (60 мг/л) —
60 корней (1500%), а на растворе 2,4-динитрофенола — 8 корней
(200%). В этом случае, казалось бы, 2,4-ДНФ вызывает гормональ-
ный эффект, однако, учитывая, что точность опыта составляет 15%
н допустимые отклонения от контроля + 45%, стимуляторный эф-
фект ДМФ снижается до 155%, а ИУК — до 1455%. Сравнивая эти
цифры, можно заключить, что ДНФ гормональным действием не
обладает. Итак, величина стимуляторного эффекта — первое свой-
ство, присущее ростовому веществу.
Другим показателем является диапазон стимуляторных концент-
раций. Если высокое стимуляторное действие изучаемого вещества
сохраняется для достаточно большого количества концентраций,
как это наблюдается в случае ИУК (10-с и 5 - 1СГ4 М), то такое веще-
ство можно считать ростовым. К числу таких соединений относятся
многие индолы, диоксифенилкарбоновые кислоты (феруловая, ко-
фейная и др.), а также некоторые фенокси кислоты. Очевидно, ана-
логичными соображениями следует руководствоваться, изучая свой-
ства ингибиторного соединения. Одним из критериев при оценке
тормозящего действия ингибиторов является величина С50, т. е.
концентрация ингибиторов, подавляющая рост биотеста на 50% по
сравнению с ростом контроля. Для установления величины Cs0
Ракитин и Рудник (1966) предлагают брать дозы веществ в виде ряда
отношений — 1:2:4:8:16. Построенные таким образом кривые
торможения служат основой для нахождения величины С5о.Эта ве-
личина может быть использована для оценки тормозящего действия
не только природных, но и метаболических ингибиторов. Другим
критерием, характеризующим действие ингибитора, является тип
его взаимодействия с фитогормоном.
-17
Рис, 6. Схематическое изображение форм взаимодействия пограничных концен-
траций ингибитора (И0) с фитогормолом (Ф) (Кефели н др., 1970а)
а — концентрационные кривые фнтогормона и ингибитора; б — формы взаимодейст-
вия: К — контроль, Л-полиый антагонизм, Ч — частичный антагонизм, О — от-
сутствие антагонизма, С — синергизм
Ингибиторы в дозах, близких к С50, как правило, не обнаружи-
вали специфических различий при их действии на рост, активиро-
ванный ИУК или гиббереллином.
Различие между ингибиторами при их действии на рост, активи-
рованный фитогормонами, обнаруживалось лишь в тех пограничных
дозах, когда они уже не подавляли нативный рост. Иными словами,
нативный рост биотестов, обработанных этими ингибиторами, был
равен или близок к контрольному (рис. 6). В этом случае торможе-
ние роста биопроб начинало обнаруживаться после их обработки
фитогормонами. Последние удобно брать в субоптимальной дозе.
Полученные данные позволили условно разделить изучавшиеся ин-
гибиторы по их антигормональному действию на четыре типа. Одни
ингибиторы в дозе, не подавляющей рост (Ио), полностью снимали
действие фитогормона (Ф). Этот тип взаимодействия ингибитора и
фнтогормона можно назвать конкурентным или полным антагониз-
мом (П). Запись такого типа действия может быть следующей: Ф Ц-
+ Ио К, т. е. фитогормон при совместном действии с ингибитора-
ми дает рост, равный или даже меньший, чем у контроля (К).
Другие ингибиторы в такой же пограничной дозе (Ио) лишь час-
тично снимали действие фитогормона (Ф), т. е. часть стимуляции
при этом сохранилась и рост был больше, чем в контроле. Такой тип
взаимодействия можно назвать частичным антагонизмом (Ч) и запи-
сать в следующем виде: К <С $ + Ио < Ф. К третьему типу были
48
отнесены ингибиторы, совершенно не влияющие на рост, активиро-
ванный фитогормоном (Ф), т. е. в дозе Ио наблюдалось полное от-
сутствие (О) антагонизма: Ф ф- Ио — Ф, а к четвертому — ингиби-
торы, стимулировавшие действие фитогормона (С). Этот последний
тип взаимодействия может быть записан формулой: К <Ф <И0>
> Ф. На схеме эти четыре случая — П, Ч, О и С могут быть изобра-
жены следующим образом (см. рис. 6).
Для поиска пограничной концентрации (Ио) необходимо испы-
тать не менее 10—12 доз ингибиторов. При последующем примене-
нии пограничной концентрации Ио в опытах по взаимодействию с
фитогормонами удобно брать и две близлежащие концентрации
(большую и меньшую изучаемой).
Использование такой схемы для классификации действия при-
родных ингибиторов на рост биотестов представляется более целесо-
образным, чем построение и анализ кривых ингибирования по типу
фермент — ингибитор, которые обычно применяют для опытов.
Все данные, полученные аналитически или путем промеров, обрабо-
таны статистически, с вычислением средней квадратичной ошибки
и определением процента отклонения от средней величины (Кефели,
Турецкая, 1966). Для установления достоверности разницы между
вариантами применялся критерий t, определенный по таблицам
Стыодента.
Таким образом, ход исследования природных ингибиторов и фи-
тогормонов, проводившийся нами, состоит из следующих этапов.
1. Характеристика ростового процесса. Оценка его интенсив-
ности и скорости. Удаление органов (листьев, почек, корней), насы-
щенных фитогормонами и ингибиторами, и контроль за изменением
характера роста растения или его частей.
2. Фиксация и экстракция растительного материала, содержа-
щего ауксины и ингибиторы, очистка экстракта, его хроматографи-
ческое разделение и проявление хроматограмм с помощью цветных
реакций и биотеста.
3. Выделение чистых ауксинов и ингибиторов путем препаратив-
ной хроматографии, их детальная характеристика и накопление в
достаточно больших (от 20 до 200 мг) количествах.
4. Проведение модельных опытов, направленных на выяснение
регуляторных функций выделенных фитогормонов и ингибиторов:
а) изучение действия природных ингибиторов на образование
фитогормонов из радиоактивных и нерадиоактивных предшествен-
ников;
б) исследование особенностей взаимодействия фитогормонов и
природных ингибиторов на разнообразных биотестах;
в) введение природных ингибиторов в растущие и покоящиеся
ткани растений-доноров;
г) изучение особенностей разрушения фитогормонов и ингибито-
ров in vivo и in vitro;
д) сравнительная характеристика особенностей тормозящего
действия природных и синтетических ингибиторов.
49
Глава Ш. БИОСИНТЕЗ ФИТОГОРМОНОВ
И ПРИРОДНЫХ ИНГИБИТОРОВ
Взаимодействие фитогормонов и природных ингибиторов иссле-
довалось раньше главным образом при протекании разных форм рос-
товых процессов. Однако такого рода взаимодействие может начать-
ся и раньше в процессе биосинтеза природных стимуляторов и ин-
гибиторов. Этап взаимодействия фитогормонов и ингибиторов на
уровне их биосинтеза почти не попадал в сферу внимания физио-
логов, занимающихся ростом. Между тем ряд косвенных данных
показывает, что связь между синтезом ауксинов и фенольных инги-
биторов, гиббереллинов и абсцизовой кислоты существует.
Рассмотрению этих вопросов будет посвящена данная глава.
Биосинтез индольных соединений
Индольные и фенольные соединения имеют общих предшествен-
ников — шикимовую н хоризмовую кислоты, от которых синтез ин-
долов идет по особому пути — через антраниловую кислоту и индол -
глнцерофосфат.
соон
СООН +5=Фос£орибозвл СООН
!=лир<5фосфэт^ Г |Г
' 'х сн-сн-он-сн-он-си-сн,о(р')
Р-Р I I
I-----о---------1
кн
но
ОЯ Л итр а пилов ая
Шинимоваи кислота
кислота
Е пол гига л фЬрми
—*-рмботяда——•
яптрпнияовои
КИСКПТТЯ
Х’аоотид. агстраиаловий .кислоты
снон-снон-сн2о(р)
J + триозофосф
н
И и до л
И ндол гл ицерофо сфат
Яновским и Боннером (Bonner, 1961; Боннер, 1963) на Escheri-
chia coli и Neurospora crassa был изучен конечный этап перехода от
индолглицерофосфата к триптофану.
Последующие эксперименты, проведенные Верховцевой и сотр.,
показали, что антраниловая кислота, один индол или индол и серин
50
являются наилучшими предшественниками при биосинтезе трип-
тофана в культуре дрожжей Candida util is и Uansenuia anomala
(Верховцева, 1967; Верховцева и др., 1967). Этими же авторами
было показано, что введение в культуральную среду ИУК или ин-
дол ил пропионовой кислоты вообще не приводило к образованию
триптофана, а индолплпировиноградная кислота в 5—8 раз слабее
превращалась в триптофан, чем антраниловая кислота или индол,
т. е. обратный путь от ИУК к триптофану в микроорганизмах прак-
тически не шел.
Путь от триптофана до ИУК на микроорганизмах почти не изу-
чался. Это объясняется нечувствительностью микробов к конечному
продукту синтеза — ИУК-
Как известно, многие микроорганизмы, и в частности бактерии,
способны синтезировать ИУК в количестве, в несколько раз большем,
чем высшие растения (Gruen, 1959; Hirata, 1967). Это дало основание
исследователям лаборатории Либберта высказать мнение о том, что
эпифитные бактерии оказывают сильное влияние на биосинтез ин-
долов в высших растениях и могут искажать результаты, получен-
ные на высшем растении (Libbert et al., 1966; Wichner, Libbert,
1968a; Wichner, Libbert, 1968b; Wichner, 1968; Libbert et al., 1968;
Libbert, Risch, 1969). Указанные авторы считают, что поверхность
растения населена эпифитнымн бактериями, способными превра-
щать триптофан в ИУК, причем этот процесс у бактерий идет в
10 раз активнее, чем у стерильных растений. Если исследовать сте-
рильные растения, то в них ауксинов содержится намного меньше,
чем в нестерильных. При заражении их эпифитными бактериями
количество ауксинов резко возрастает. В связи с этим, по мнению
Либберта, следует с осторожностью относиться к экспериментам по
биосинтезу индолов, проведенным на нестерильных растениях.
Достоверность этой гипотезы в настоящее время проверяется
многими исследователями. Наиболее прямой проверкой будет выра-
щивание растений и микроорганизмов в стерильных культурах на
среде с триптофаном и без него и изучение их истинной способности
самостоятельно синтезировать ИУК.
С этой целью нами были выбраны две группы объектов: грибы
Taphrina sadebeckii и Taphrina epiphylla, вызывающие у высших
растений патологический рост, и гипокотили и культура тканей ка-
пусты. Ткани капусты были впервые введены в культуру Е. И. Ко-
мизерко и описаны в статье Б. П. Строгонова, Е. И. Комизерко и
Р. Г. Бутенко (1968). Грибы Taphrina выращивали на среде Роллен-
Тома с L-триптофаном (1 г/л) и без него при комнатной температуре
10 дней. Концентрацию индольных ауксинов в среде определяли
колориметрически после обработки среды реактивом Сальковского.
Хроматографически было установлено, что смесь индольных аукси-
нов состояла главным образом из ИУК и индолацетонитрила (рис.
7), причем содержание ИУК на среде с триптофаном резко возрас-
тало и на десятый день достигало 23 мг/л (Дракина, Кефели, 1967;
Kefeli, 1968).
51
Рис. 7. Хроматограммы экстрактов из культуральной жидкости гриба тафрина^
проявленные_реактивом Сальковского н Эрлиха (Дракина, Кефели, 1967)
I — среда без триптофана (реактив Сальковского); II — среда без триптофана (реак-
тив Эрлиха); III — среда с триптофаном (реактив Сальковского); IV — среда с трип-
тофаном (реактив Эрлиха); а — ИУК; б — индолацетонитрил; 1 — метчики; 2 — ин-
долы экстракта из культуральной жидкости
Культура тканей капусты и ее гипокотили продуцировали аукси-
ны в значительно меньшем количестве, чем грибы. Ауксины содержа-
лись в самой ткани и выделялись в среду. Выращивание культуры
листовой пластинки капусты на среде с L-триптофаном в течение
21 дня привело к резкой активации образования ауксинов (рис. 8)
как в среде, так и в ткани (Кефели, Комизерко, Кутачек, 1969).
Кроме вещества с Rf ИУК на хроматограммах присутствовало
соединение с Rf индолацетонитрила, также количественно возрас-
тавшее при введении в среду триптофана. Накопление вещества с Rf
ИУК и снятие его УФ-спектра подтвердило его идентичность с
52
ИУК (Хмакс = 285 нм). Каллюс капусты превращал в ауксин до
0,1%, а гриб — до 3—4% введенного триптофана. Содержание ИУК
в культуре гриба было настолько высоким, что она могла быть опре-
делена с помощью реактива Сальковского колориметрически, в то
время как в культуре тканей вещество с Rf ИУК обнаруживалось
только при помощи отрезков колеоптилей. Этим же методом была
найдена ИУК и в нестерильных листьях савойской капусты (Kuta-
cek, Kefeli, 1968). Общий вывод из этих результатов может быть сле-
дующим: гриб и высшее растение, находясь в стерильных условиях
культуры, способны синтезировать ауксины, причем эта способность
резко возрастает при введении в среду триптофана.
Ткани высшего растения превращают триптофан в ИУК в 20 — 30
раз слабее, чем гриб. Причины такой слабой активности высшего
растения будут рассмотрены ниже.
Несмотря на то что стерильные ткани высшего растения были
способны превращать триптофан в ИУК, следовало проявить меры
предосторожности в серии опытов, проводимых с нестерильными
тканями, чтобы избежать воздействия бактериальных ауксинов.
С этой целью мы вслед за Либбертом (Libbert et al., 1966) испытали
возможность применения антибиотика хлорамфеникола, который
был испытан в разных концентрациях в отношении роста отрезков
этиолированных стеблей проростков капусты, кукурузы и гороха.
Представляла интерес концентрация хлорамфеникола 10-4 г/мл,
при которой, согласно данным Либберта и сотр. (Libbert et al.,
1966), происходит подавление роста эпифитных бактерий. В наших
экспериментах хлорамфеникол в этой концентрации несколько по-
давлял и рост самих тканей.
В опытах с отрезками гороха это подавление не превышало 30%,
но более высокие концентрации хлорамфеникола значительно силь-
нее подавляли рост. Однако при одновременном введении в среду L-
триптофана и хлорамфеникола тормозящее действие последнего
ослаблялось до 10% для капусты, до 11% для кукурузы и до
5% для гороха по сравнению с контролем (один триптофан). Хлорам-
феникол в концентрации 10"4 г/мл за 20 час. инкубации подавлял
поглощение Ь-3-14С-триптофана (удельная активность 22,8 мккюри/
/мМ) отрезками стеблей капусты на 22%, кукурузы на 24% и гороха
лишь на 5%.
Однако хлорамфеникол, снижая поступление 14С-Ь-триптсфана,
не влиял на относительное соотношение метаболитов, возникавших
из него в отрезках. Особое внимание было обращено на образование
ИУК из триптофана в присутствии хлорамфеникола. Было установ-
лено, что хлорамфеникол не влиял на уровень радиоактивности в
зоне, соответствующей ИУК и индолацетонитрилу. Опыты с неме-
ченым L-триптофапом также показали, что хлорамфеникол не влиял
на превращение 5-10 3 М триптофана в ИУК.
В присутствии хлорамфеникола содержание ауксина с ИУК на
среде с триптофаном возрастало (табл. 5).
Все последующие опыты с иС-Ь-триптофаном были проведены с
53
I Гипокотили / дснситограпны/ Л КаллЮсы листа /гистозраммы/
_______________________ | Без триптофана > С триптофаном
54
Таблица 5
Усиление биологической активности в зоне с Rf ИУК в присутствии
L-трилтофана (5-Ю-3 М) и хлорамфеникола (10-4 г/мл)* (в % к росту
отрезков колеоптилей)
Отрезки этиолированных стеблей Без триптофана С триптофаном Повышение активности на среде, с L-триптофа- ном, %
Капуста 215 352 437
Кукуруза 300 350 50
Горох 262 287 25
• Хроматографировали в системе: трихлорэтилен—CHjCOOH, 100:2.
хлорамфениколом, поскольку этот антибиотик не влиял на его мета-
болические превращения и лишь слегка задерживал поступление в
отрезки стеблей.
Продукты метаболизма 3-14С-Ь-триптофана, экстрагированные
метанолом, вначале разделяли в смеси «-бутанол — СН3СООН —
— Н2О, 4:1: 2. Распределение веществ-метчиков в этой смеси рас-
творителей представлено в табл. 6.
В некотором отношении распределение 1 ^-метаболитов на хрома-
тограммах было сходным у разных растений. Однако зоны гидро-
Таблица 6
Сопоставление значений Rf индолов, разделенных хроматографически в смеси
-н-бутанол— СНгСООН—НЮ, 4 : 1 : 2, с Rf 14С-продуктов превращения
триптофана
Зона Rf зоны с 14С-активностыо Вещество после псрехромагогрзфкрования зон Rf вещества
1 0,26-0,32 Глюкобрассицин 0,26-0,35
2 0,35—0,42 Неоглкжобрасснцин 0,37-0,41
3 0,47-0,55 L-триптофан 0,48-0,54
4 0,55-0,63 D-триптофан 0,51-0,62
5 0,63-0,74 Триптамин И У К-глюкоза СНэ-Триптофан 0,66-0,75 0,65-0,75 0,63-0,72
6 0,74-0,85 0,85-0,95 Малоннлтриптофан Индолацетаспарагиновая кислота Индолацетамид 0,78-0,84 0,74-0,80 0,78-0,90
7 ИУК. ИАН 0,82-0,88 0,86—0,93
55
фильиых веществ 1 и 2 были различными для различных объектов.
Зоны 3 и 4, соответствующие L- и D-триптофану, были относительно
сходны для всех объектов. Довольно близкими по активности были
и зоны 5,6 и 7 у разных объектов: так, зоны 5 и 7 обычно имели низ-
кую, а зона 6 — более высокую активность. Остановимся подробнее
на идентификации отдельных метаболитов “C-L-триптофана.
Капуста. Экстракты из тканей капусты, включавшие в себя гид-
рофильные радиоактивные (зоны 1 и 2) вещества (см. табл. 6), соот-
ветствовали глюко- и неоглюкобрассицину (Kutacek et al., 1962).
В зонах, соответствующих триптофану (3 и 4), отмечался двойной пик
активности. Второй компонент, более подвижный на хроматограмме
и дающий дополнительный пик, до сих пор остается неидентифици-
рованным (см. рис. 8).
Активность в зоне 5 соответствовала расположению триптамина
и и идол ацетглюкозы. Элюат из зоны 6 обладал значительно большей
радиоактивностью, чем из зоны 5. Электрофоретическое разделение
этой зоны в 1/15 М, К,Na-фосфатном буфере, pH 6,6 показало, что она
гетерогенна. Большая часть активности оставалась на старте (по-
добно индолацетамиду), а второй пик обнаруживался на уровне Rf
ИУК, кроме того, на уровне Rf малонилтриптофапа и индолацет-
аспарагиновой кислоты присутствовала слабая активность (рис. 8).
Если мы предположим, что ткани капусты обладают рацемазной
активностью (Zenk, Scherf, 1963; Delmer, Mills, 1968), то тогда
можно принять, что пик 4 на хроматограмме соответствует D-трип-
тофану, а в зоне 6 присутствует малонилтриптофап. Перехромато-
графировацие неизвестного вещества, останавливавшегося на стар-
те при электрофорезе, в щелочной смеси растворителей 25%-ный
изопропанол — NH4OH — Н2О, 10 : 1 : 1 позволяло обнаружить
его на уровне Rf индолацетамида. Эта зона обладала слабой био-
логической активностью. Чистый индолацетамнд также слабо сти-
мулировал рост отрезков колеоптилей. Теоретически этот индоль-
ный продукт мог возникать как артефакт при расщеплении индол-
ацетглюкозы в щелочной среде (Zenk, 1962), но в пашем случае
он обнаруживался в зоне 6 при хроматографическом разделении
в кислой смеси растворителей. Анализ и обнаружение свойств
вещества, присутствующего в зоне 6, позволяют считать его соеди-
нением, близким по свойствам к и идол ацетамиду. Если мы и будем
эту зону в дальнейшем называть индолацетамидом, то лишь с оп-
ределенными оговорками.
Активность зоны 7 (рис. 8), соответствующая ИУК и и идол аце-
тонитрилу, была очень мала. После ее перехроматографирования в
смеси трихлорэтилен — СН3СООИ, 100 : 2 активность пятна была
обнаружена на уровне индолацетонитрила (из 0,08 г сухого материа-
ла), что подтверждалось данными по подвижности индолацетонитри-
ла-стандарта и по цветным реакциям. Если зону ИУК препаративно
накапливали (из 2 г сухого материала), то удавалось обнаружить на
хроматограмме ее достоверный пик, а также пик активности индолил-
карбоновой кислоты.
56
Р и с. 9. Метаболизм З-^ОЬ-триптофана в кукурузе (Kuta^ck, Kefeli, 1968)
а — первичное разделение метанольного экстракта в смеси н-бутанол—СН0СООН —
— НгО, 4:1:2; 7,2-гидрофильные индолы; 3,4 — L-и D-трилтофан; 5 — зона и идол-
ацетглюкозы; в — зона иидолацстамида; 7 —зона ИУК и ИАН
Разделение зоны 5 в смеси: б — изопропанол — NH<OH — Н*О, 10:1:1, в — изопро-
паяол’—' 1ЧН4ОН — НаО, 8: 1 : 1, г — н-бутанол СН3СООН — Н,О. 4:1:5; д — элек-
трофоретическое разделение зоны 6; е — хроматографическое разделение зоны 7.
Стрелкой указан старт
Кукуруза. Метанольные экстракты из тканей кукурузы содер-
жали гидрофильные продукты (зоны 1 и 2, разделение в первой сме-
си растворителей «-бутанол — СН3СООН — Н2О, 4:1:2). Зона
1 обладала ауксиновой активностью. Зона 2 биологической актив-
ностью не обладала и имела Rf, сходный с Rf кинуренина. Зона 5
57
была относительно активной, и элюаты из этой зоны анализирова-
лись электрофоретически и путем перехроматографирования в смеси
растворителей изопропанол — NH4OH — Н2О, 10 : 1 : 1. На элект-
рофореграммах активность частично останавливалась на старте,
и частично сдвигалась, давая основные пики на уровне триптофана,
ИУК и триптамина. Хроматографическое разделение зоны 5 в щелоч-
ных смесях растворителей приводило к возникновению активности
на уровне Rf ИУК и индолацетглюкозы (ИУК-глюкозы), а также
триптамина (рис. 9). ИУК-глюкоза на хроматограммах достаточно
хорошо идентифицирована. Хотя метчик и отсутствовал, но исполь-
зование смесей Ценка (Zenk, 1961) позволило установить ее Rf,
а также лабильность в щелочной и стабильность в кислой смеси раст-
ворителей (рис. 9). Появление активности пика ИУК на хромато-
граммах, полученных при разделении ИУК-глюкозы в щелочных
смесях растворителей (рис. 9), указывает на способность ИУК свя-
зываться после биосинтеза из триптофана.
При электрофоретическом разделении зоны 6 (рис. 9) активность
оставалась па старте и, кроме того, как и в опытах с капустой (см.
рис. 8), был четко различим пик ИУК. Мы склонны объяснять при-
сутствие ИУК в зоне 6 тем обстоятельством, что она могла освобож-
даться как артефакт из какого-то комплекса, достаточно лабильного.
В зоне 6 не было обнаружено вещества, сходного с малонилтрипто-
фаном. Анализ зоны 7 со слабой радиоактивностью после ее пере-
хроматографирования в смеси трихлорэтилен — СН3СООН, 100 : 2
позволил обнаружить пик ИУК и неидентифицированное соединение
гидрофобного характера, отличающееся по Rf от индолацетонитри-
ла (ИАН). Зона ИУК и ИАН обладала биологической активностью.
Горох. Метанольные экстракты из отрезков гороха, инкубиро-
ванных на 14С-Ь-триптофане, не содержали радиоактивных гидро-
58
р и с. 10. Метаболиты 3-'*С-L-тркп-
тофава в горохе (KutaCek, Kcieli, 1068).
а — первичное разделение метаноль-
ного экстракта в смеси н — бутанол-
СНаСООЫ — Н?О, 4:1:2 Зоны: 1
2 — неизвестных метаболитов, 3, 4 —
-- L- и (D-триптофаня, 5 — индол-
ацстглюкозы, 6 — индолацетамида,
7 — ИУК и ИАН; б — электрофорег-
рамма зоны 6 индолацетамид (НАМ)
Рис. It, Метаболизм D-триптофана
в тканях капусты (а), кукурузы (а)
и гороха (в)
Разделение метанольного экстракта в
смеси «-бутанол —- СНЗСООН — HtO,
4:1:2. Зоны: 1,2 — гидрофильных ин-
долов (для капусты глюкобрассицин
и неоглюкобрассицин), 3 ,4 — трипто .
фана, 5 — индолацетглюкозы, б —
индолацетамида или малокилтрип-
тофана, 7 — ИУК и ИАН
фильных продуктов (рис. 10). Зона 5 содержала электронейтральное
вещество, не дававшее при электрофоретическом разделении боль-
шого количества ИУК. Зона 6 также содержала электронейтральное
вещество, причем ни малонилтриптофана, ни значительных коли-
честв ИУК обнаружено не было. В зоне 7 ИУК и ИАН радиомет-
рически обнаружить не удалось, но биологическая активность ИУК
была высокой.
Таким образом, 3-14С-£-триптофан превращался в ряд метабо-
литов:
1) в капусте из пего возникали глюкобрассицин, неоглюко-
брассицин, ИУК-глюкоза, индолацетамид, следы ИУК,
индолацетонитрила и индолилкарбоновой кислоты;
2) в кукурузе — неидентифицированные гидрофильные про-
дукты — один биологически активный, другой — нет (кинуренин),
ИУК-глюкоза, трицтамин, индол ацетамид, следы ИУК
и неидентпфицированное гидрофобное соединение;
3) в горохе — вещество с Rf ИУК-глюкозы, но более стабиль-
ное и, по-видимому, илдолацетамид (Kutacek, Kefeli, 1970). Коли-
чественное распределение радиоактивности по отдельным зонам
представлено в табл. 7.
Метаболизм З-^С-Э-триптофана. Инкубирование отрезков ка-
пусты и кукурузы на растворе 3-14-С-О-триптофапа (удельная ак-
тивность 12,6 мккюри/мМ) показало, что он поступал в ткани мед-
леннее, чем /.-триптофан (табл. 7). У гороха поступление обоих
изомеров было примерно одинаковым.
Опыты с немеченым D-триптофаном позволили установить, что
он в концентрации 1700 мг/л слегка подавлял (на 14%) рост отрез-
ков стебля капусты в длину. Подавление роста отрезков стеблей
кукурузы составляло 7%, а у гороха — 6%. Пики на хроматограм-
59
Таблица 7
Распределение по зонам радиоактивности метанольных экстрактов, полученных
из отрезков этиолированных стеблей капусты, кукурузы и гороха, после их
инкубирования на растворах D- и L-3-иС-триптофана*
Отрезки стеблей Субст рат- триптофая Экстракт, имп г сухого веса D-триптофан, % к норме * 2 г= S. =-е- ^2 5 (ИУК-глю- коэа, трип- тамин) ± га q d 5 -е-К а я £ h £ га 7(ИУК + + ИАН)
Капуста . . L 15,500 100 26,0 3,6 52,0 3,3 10,1) 5,0
О 11,500 74,8 9,4 1,8 52,2 3,0 30,4 3,0
Кукуруза L 5,520 100 6,9 9,3 53,0 9,3 16,5 4.1
D 3,700 66,8 8,9 3,5 49,6 10.3 22,6 3,6
Горох . . . L 1,410 100 — — 66,7 10,5 20,0 3,1
D 1,350 95,7 — — 62,5 3,2 32,0 2,2
* Разделение проводили в смеси н-бутанол --СНЭСООН— Н±О, 4:1:2.
** Активность эон i—7 выражена в процентах к активност# метанольного экстракта,
принятого за 100%.
мах после разделения экстрактов из трех культур были практиче-
ски одинаковыми (рис. 11).
Помимо зоны триптофана радиоактивность наблюдалась еще
в зоне 6. На хроматограммах экстрактов капусты, кроме того, отме-
чали небольшое образование глюкобрасс и ци на, которое мы объяс-
няли примесью L-изомера (1,4%) в исходном препарате 14С- D-трип-
тофане или рацемазной активностью тканей капусты, превращаю-
щей D-триптофан в L-изомер (Delmer, Mills, 1968).
Зону 6 экстрактов из трех изучаемых растений анализировали
с помощью электрофореза (рис. 12). Для всех объектов было полу-
чено убедительное доказательство наличия подвижной зоны с Rf ма-
лонилтриптофана. Персхроматографирование этой зоны в щелоч-
ной смеси растворителей приводило к концентрации всей радиоак-
тивности на старте, где обычно располагается малонилтриптофан.
Проведенные опыты позволяют заключить, что биосинтез ин-
дольных ауксинов из триптофана строго стереоспецифичен и идет
только из L-формы.
Основные исследования по синтезу ИУК из L-триптофана были
сделаны на высших растениях. Кроме того, на высших растениях
были проверены этапы биосинтеза триптофана. Так, превращение
шикимовой кислоты в триптофан было обнаружено Бэйтменом и др.
(Wightmann et al., 1961), использовавшими для исследования про-
ростки ячменя. Правда, эти данные пока еще не нашли своего
окончательного подтверждения.
Значительно лучше у высших растений изучен вопрос биосин-
теза триптофана из индола и серина. Гринберг и Галетой (Green-
60
рис, 12. Метаболиты 3-u-C-D“
триптофана в тканях капусты (а),
кукурузы (tf) и гороха (е) (Kuta-
£ek, Kefell» 1968)
1 — малонил-триптофан;
2 — неизвестный индол. Стрелкой
показан старт. Элюат из зоны
6 подвергли электрофорети-
ческому разделению в vl5 м
фосфатном буфере, pH 6,6
berg, Galston, 1959) сообщили о присутствии в горохе фермента,
способного катализировать превращение индола и серина в трип-
тофан. Данная реакция требовала наличия пиридоксальфосфата.
Аналогичные результаты были получены также Кретовичем и
Поляновским (1959) и Шраудольфом (Shraudolf, 1966). Последний
сообщил, что гипокотили этиолированных проростков Sinapis alba
способны превращать 2-14С-индол в триптофан. Превращение индола
в триптофан усиливалось на свету, как это было показано в опытах
Вийль и Воскресенской (1965).
Превращение триптофана в индол ил уксус ну го кислоту может
происходить следующим образом:
триптофан------------• индолилпировиноградная кислота (ИПВК)
I
индолацетальдегид
I
I
_ ИУК
-------> триптамин-----------------»
Основным путем, по которому идет биосинтез ПУК из трипто-
фана, является путь через индол ил пировиноградную кислоту
(ИПВК). Это соединение присутствовало в среде Agrobacterium
tumefaciens (Srivastava, 1964), в культуре Taphrina (Perley and
Stowe, 1965) и в Endomycopsis (Glombitza, Hartmann, 1966). Об-
разование ИПВК могло происходить как в результате окислитель-
ного дезаминирования, так и в результате трансаминирования,
с участием а-кетокислот (Larsen, 1967). Эти процессы, однако,
с трудом поддавались экспериментальному изучению из-за неста-
бильности ИПВК, которая быстро превращалась в индолацетальде-
гид и ИУК.
6)
Гордон и Палег (Gordon, Paleg, 1961) описали специальный путь
окислительного дезаминирования триптофана до ИУК. Эта реакция
зависела от образования о-хинонов из о-дифенолов при участии
фенолазы. Однако, по мнению самих же этих исследователей, ука-
занная реакция не способна протекать в интактных растениях.
Реакция трансаминирования триптофана с помощью а-кетокислот
была прослежена в экстрактах из незрелых семян риса (Murakami,
Hayashi, 1957).
Гамборгу и Веттеру (Gamborg, Wetter, 1963) с помощью очи-
щенных препаратов трансаминазы из Phaseolus aureus удалось
показать превращение триптофана в ИПВК при участии а-кетоглу-
таровой кислоты и пиридоксальфосфата. Путь превращения трип-
тофана в ИПВК не показан на большом числе растительных объек-
тов, однако кроме названных он был прослежен также в тканях
дыни, овса, капусты и кукурузы (Fawcett, 1961).
Согласно данным Гордона, синтез ИУК может идти также через
триптамин, при этом декарбоксилаза в присутствии пиридоксаль-
фосфата отщепляет СООН без дезаминирования. Триптамин был
обнаружен в побегах акаций (White, 1944) и Prosopis jiliflora
(Fischer, 1954; Stowe, 1959), а также в плодах томатов (West, 1959;
Wightmann, 1964) и в колеоптилях овса (Dannenburg, Liverman,
1957). Ларсен (Larsen, 1967) считает, что триптамин может возни-
кать не путем прямого декарбоксилирования триптофана, а как
побочный продукт превращения индол ацетальдегида.
Хотя путь биосинтеза ИУК через триптамин нельзя признать
универсальным, экспериментально было показано, что он может
превращаться в ИУК в тканях Avena, Zea, Ananassa, Pisum, Can-
nabis, Helianth'us, Linum, Raphanus, Nicotiana. Однако эта реак-
ция не идет в Phaseolus, Spinacia и в некоторых грибах (Ferenczy,
1959; Larsen, 1967; Phelps, Sequeira, 1967).
Муир и сотр. (Muir et al., 1968) в отличие от Ларсена (Larsen,
1967) считают, что триптофан путем прямого декарбоксилирования
способен давать триптамин, который под действием аминоксидазы
превращается в индол ацетальдегид. Проверив это положение на
стерильных и нестерильных тканях гороха и овса, указанные авто-
ры выявили, что превращение триптофана в ИУК идет активнее
в тканях колеоптилей, в то время как триптамин легче всего пере-
ходит в ИУК в тканях гороха. На стерильных и нестерильных тка-
нях гороха было показано также существование системы декарбок-
силирования триптофана до триптамина.
Таким образом, основными промежуточными продуктами пре-
вращения триптофана в ИУК являются индолилпировипоградная
кислота (ИПВК) и триптамин, из которых образуется непосредст-
венный предшественник ИУК— ицдолацетальдегид (ИААльд). Ха-
рактерно, что ИУК способна подавлять активность ферментов, ка-
тализирующих превращение предшественников в этот фитогормон.
Рассмотрим теперь место других низкомолекулярных индолов
в биосинтезе ИУК таких, как индолацетамид и индол ацетонитрил
62
(ИАН). Долгое время индолацетамнд считали артефактом, возни-
кающим в растительных экстрактах (Jepson, 1958). Однако опыты,
проведенные Ридлом и Мазелисом (Riddle, Mazelis, 1964, 1965),
показали, что триптофан может в некоторых случаях превращаться
в присутствии пероксидазы в индолацетамид. Эта реакция актив-
но протекает и в гомогенате тканей капусты. В качестве кофакто-
ров этой реакции могут быть использованы пиридоксаль-5-фосфат
и ионы марганца (Мп2*'). Опыты Ридла и Мазелиса были подтвержде-
ны данными Клембта (Klambt, 1964b). Исследованиями этих авторов
было показано, что из комплекса пиридоксальфосфат — триптофан
образуется и небольшое количество ИУК, причем природные инги-
биторы пероксидазы подавляют эти процессы биосинтеза.
Возникновение индол ацетамида из Ь1С-триптофана было показа-
но в тканях капусты, дыни и овса (Fawcett, 1961). Аналогичные дан-
ные были получены также и для растений семейства Brassicaceae
(Kutacek, 1967). У растений этого семейства триптофан способен
превращаться в ИАН. Дальнейшее превращение ИАН в ИУК зави-
сит от наличия нитрилазы в растительных тканях. Так, Эванс
и Рэйл (Evans, Rayle, (970) показали, что такого рода превраще-
ния легко происходят в пшенице, слабее — в кукурузе и практи-
чески не осуществляются в горохе.
Возникнув в растениях, большая часть ИУК претерпевает даль-
нейшие превращения и входит в состав комплексных соединений.
Форму связывания ИУК с белками Тиманн (Thimann, 1965) счи-
тает одним из путей ее детоксикации. Винтер и Тиманн (Winter,
Thimann, 1966) экспериментально показали, что 14С-ИУК связы-
вается с белками в процессе ее транспорта вдоль по колеоптилю овса.
Из возникшего комплекса ИУК может быть освобождена обработ-
кой мочевиной, трипсином и хемотрипсином. Вода, буфер и рибону-
клеаза не могли освободить ИУК из связанного состояния. Два типа
протеиназ разрушали комплекс ИУК-белок, что позволило Винте-
ру и Тиманну прийти к окончательному заключению, что ИУК свя-
зывается именно с. белком. Эти данные дополняют результаты, полу-
ченные ранее Цепком (Zenk, 1964), который показал, что белки эпи-
котилей гороха связывают ИУК в комплекс, который мог быть
разрушен только путем щелочного гидролиза. В чем биологиче-
ская сущность связывания ауксина с белком? Не является ли этот
процесс одним из путей активации роста?
Винтер и Тиманн (Winter, Thimann, 1966) придерживаются как
раз противоположной точки зрения. Они отмечают, что экзогенно
введенная ИУК ускоряет рост колеоптилей лишь до тех пор, пока
она находится в свободном состоянии. Как только ИУК связы-
вается с белком (что наблюдается через 2 часа после ее введения),
стимуляция роста прекращается.
При инкубации отрезков колеоптилей пшеницы и тканей других
растений с раствором ИУК возникает комплекс ИУК-глюкоза,
в котором ИУК соединена с сахаром эфирной связью. Структура
этого соединения была установлена Ценком (Zenk, 1961). Комплекс
63
ИУК-глюкоза лабилен в щелочной среде. Использование аммиак-
содержащих смесей для хроматографировании ИУК-глюкозы при-
водило к ее распаду, при котором 70% ИУК отщеплялось. Одним
из продуктов расщепления ИУК-глюкозы является индолацетамид.
Ценк (Zenk, 1964) считает, что ИУК-глюкоза может быть результа-
том активной детоксикации ИУК; этот продукт можно рассматри-
вать и как лабильный запас ИУК в растении. Клембт (Klambt,
1961а, б), кроме того, считает, что ИУК-глюкоза способна высту-
пать в качестве регуляторного фактора, участвующего в биосинтезе
клеточных стенок. Пути образования конъюгатов ИУК-глюкозы
все еще остаются неясными. Сривастава (Srivastava, 1964) считает,
что они могут возникать уже при инкубации тканей с триптофаном.
По мнению этого автора, комплексы ИУК-глюкоза и другие — это
активная форма присутствия ИУК в растениях.
Еще одним комплексным соединением ИУК в растении является
индолацетаспарагиновая кислота (ИААсп). Этот продукт был об-
наружен в инкубационной среде после 24-часовой экспозиции отрез-
ков стебля гороха на растворе ИУК (Andreae, Good, 1955). Даль-
нейшие исследования показали, что процесс образования ИААсп
свойствен ряду растений, но главным образом он протекает в тканях
бобовых и лука. Другим продуктом, обнаруженным в процессе
биосинтеза ИААсп, был индол ацетамид (Good, Andreae, vanYsselstein,
1956). Подобного рода комплексы с аспарагиновой кислотой образо-
вывали индолилпропионовая и индолилмасляная кислоты, а также
бензойная кислота и 2,4-Д (Andreae, Good, 1957). Позднее (Klambt,
1961b) ИААсп была обнаружена в семенах магнолии, глядичии и
люпина.
В 1961 г. Андреа и сотр. (Andreae, Robinson, van Ysselstein,
1961) определили распределение 14С-ИУК между тканью гороха
и средой, в которой присутствовалаИУК. Оказалось, что 52% исход-
ной 14С-ИУК остались неизменными, 17% образовало комплекс
с аспарагиновой кислотой, 19% подверглось декарбоксилированию,
а остальное количество разрушилось неизвестным путем. Андреа и
Гуд рассматривали ИААсп как продукт детоксикации ИУК, но они
не отрицали и ее роли в процессе роста. Во всяком случае, ИААсп
в 1000 раз слабее действует на рост стебля гороха, чем ИУК (Andreae,
Good, 1955).
Среди комплексных продуктов индольной природы Гуд и Анд-
реа (Good, Andreae, 1957) обнаружили малонилтриптофан — соеди-
нение, по своему поведению на хроматограмме и по цветным реак-
циям с реактивом Эрлиха и Сальковского напоминавшее ИААсп.
Однако щелочной гидролиз этого продукта дал возможность обнару-
жить в гидролизате триптофан, а не ИУК- Препаративное выделе-
ние отдельных компонентов из гидролизата и их химический анализ
позволили прийти к заключению, что исходным продуктом был
именно малонилтриптофан.
Небольшое количество этого продукта обнаружено в тканях
томатов, шпината, гороха и овса, обработанных триптофаном. Мало-
64
нилтриптофан относительно стабилен в растительных тканях. Дол-
гое время путь его образования оставался неизвестным, однако,
Ценк и Шерф (Zenk, Scherf, 1963) показали, что малонилтриптофан
является продуктом детоксикации D-триптофана. Эти результаты
были подтверждены опытами Шраудольфа (Schraudolf, 1965).
Большое количество малонил триптофан а накапливается в яблоках
(Williams, Stahey, 1970).
Ценк (Zenk, 1964) предложил остроумную гипотезу о биосинтезе
ИААсп и малонилтриптофана в созревающих плодах. К моменту
остановки роста плода свободная ИУК превращается в ИААсп или
ИУК-глюкозу. Предшественник ИУК—L-триптофан превращается
в D-триптофан, который накапливается в форме малонил-6-трипто-
фана в плодах. Таким образом, биосинтез ИУК блокируется на двух
этапах: на этапе функционирования предшественника (L-триптофа-
на) и самой ИУК.
Еще одним комплексным индольным продуктом является глюко-
брассицин, открытый Гмелином и Виртаненом (Gmelin, Virtanen,
1961, 1962). Он присутствует в ряде семейств: Resedaceae, Caparida-
сеае, а также Tovariaceae и Cruciferaceae (Schraudolf, 1965). Оказа-
лось, что предшественником глюкобрассицина является триптофан.
При инкубации листьев Brassica oleracea в атмосфере 35SO2 отмече-
но, что S35 включается в глюкобрассицин. Аналогичные данные
были получены Шраудольфом и Бергманном (Schraudolf, Bergmann,
1965). Оказалось, что у глюкобрассицина и у его аналога — нео-
глюкобрассицина — предшественниками являются L-триптофан
или 214С-иидол. Долгое время считали, что капуста — классиче-
ский объект для выделения низкомолекулярных индолов. Однако,
как показали Кутачек и Прохазка (Kutacek, Prochazka, 1964),
это неверно. Исследователи, выделявшие индолы из тканей капу-
сты, всегда допускали две ошибки: не инактивировали мирозиназу
и проводили хроматографирование в щелочных смесях растворите-
лей, что приводило к разрушению глюкобрассицина. Сравнение
биологической активности глюкобрассицина и ИУК показало,
что первый на два порядка менее активен, чем вторая (Kutacek,
Bulgakov, Oplistilova, 1966). В концентрации 5-Ю’4 М глюкобрас-
сицин вызывал искривление колеоптилей овса и рост отрезков стеб-
лей гороха (Skytt, Muir, 1966). В последнее время открыт новый
дериват глюкобрассицина — 1-сульфо-З-индолилметилглюкозино-
лят (Elliott, Stowe, 1970).
На основании приведенных данных о биосинтезе индолов мож-
но сделать общее заключение о том, что ИУК встречается в расте-
ниях не только в свободном виде, но и в форме разнообразных комп-
лексов, возникающих в процессе биосинтеза ИУК из триптофана.
Эти комплексы являются чрезвычайно лабильными и легко разру-
шаются. L-триптофан является общим предшественником таких
низкомолекулярных индолов, кактриптамин, ИПВК, индолацеталь-1
дегид (ИААльд), ИУК, индолацетонитрил, индол ацетамид. Од-
нако растения различных семейств обладают метаболической спе-
3 в. И. Кефели
65
цифичностью, но все превращают L-триптофан в ИУК разными
путями. Другие пути, например путь от индола к ИУК, минуя
триптофан, в высших растениях отсутствуют.
Однако, несмотря на специфику метаболизма ИУК, свойствен-
ную растениям разных видов, существуют и общие процессы, вклю-
чающиеся в цепь метаболизма индольных ауксинов, которые могут
быть выражены в виде следующей схемы:
связывание
1
I
шикимовая кислота » иидол -|- серин ♦ L-триптофан—-♦ | ИУК
I
окисление
Согласно данной схеме, возникшая из триптофана ИУК подвер-
жена дальнейшим превращениям в растении, к числу которых отно-
сятся две общие группы процессов: обратимое связывание ИУК в
неактивные комплексы с белками, аминокислотами, углеводами и
необратимое окисление молекулы ИУК с помощью ферментов типа
ауксиноксидазы до индолилметанола и индолилальдегида или пу-
тем ее инактивации системой полифенолоксидаза — полифенол
(Galston, 1961; Leopold, Plumer, 1961; Kendall et al., 1971; Fric,
1971).
Таким образом, можно сделать следующие выводы из исследова-
ний по биосинтезу ауксинов из триптофана высшими растениями и
микроорганизмами.
1. Высшие растения как в стерильных, так и в нестерильных ус-
ловиях образуют количество ауксинов на 2—3 порядка меньшее,
чем микроорганизмы.
2. В стерильных и полустерильных условиях ткани высшего рас-
тения способны превращать L-триптофан в индольные ауксины, од-
нако содержание свободных ауксинов при этом остается достаточно
низким. Присутствие в растительных тканях комплексов ИУК
(в особенности ИУ К-глюкозы), дающих при электрофоретическом
разделении ИУК, позволяют заключить, что и в высшем растении
из L-триптофана образуется большое количество ИУК, которое под-
вергается дальнейшим превращениям.
3. Присутствие в тканях растений потенциальных предшествен-
ников ИУК или соединений, обладающих слабой ауксиновой ак-
тивностью (глюкобрассицин, индолацетамид, индолацетонитрил,
триптамин), указывает на их возможное участие в реализации аук-
синовой активности.
На основании высказанных соображений возможно построение
следующей гипотезы.
В растительных тканях L-триптофан подвергается активному
трансаминированию, а затем дальнейшим превращениям, в резуль-
тате которых возникает ИУК. Образующаяся ИУК, за исключе-
нием небольшого количества, используемого на рост, подвергается
66
быстрому разрушению и детоксикации по путям, сходным с инак-
тивацией ароматических кислот.
Отдельные растительные виды обладают специфическими осо-
бенностями биосинтеза ИУК, которые могут накладываться на об-
щий метаболический путь его образования. Так, например, в расте-
ниях рода Brassica этот путь может идти через глюкобрассицин и
и идол ацетонитрил, в кукурузе — через триптамин и т. д. Для рас-
тений семейств Brassicaceae, Tovariaceae, Resedaceae nCaparidaceae
предлагаются следующие пути биосинтеза ИУК.
1. Основной — превращение по пути трансаминирования.
2. Побочный — глюкобрассицин-^ и идол а нитрил ^ИУК.
3. Возникновение ИУК из индол ацетамида.
4. Разрушение и детоксикация ИУК, образование гликозидов,
амидов, комплексов с аминокислотами.
В тканях гороха и кукурузы синтез ИУК из L-триптофана мог
бы идти несколько иным путем, чем в капусте и в других крестоц-
ветных: 1) потерял бы свое значение путь через глюкобрассицин,
которого в тканях кукурузы и гороха не обнаружили; 2) большую
роль могла бы играть цепь реакций триптофан -> триптамин ->
ИУК.
Brassica
L-Т риптофан
----------♦ А скорби ген
Глюкобрассицин-------------> Индолацетонитрил
I
Индолилкарбоновая кислота
ИУК-глюкоза
ИУК -----------------[---------.разрушение
Индолацетаспарагиновая кислота
Индолацетамид
Zea, Pisum
Триптамин
L-Триптофан—--- ' —
I
ИУК
t !
i
ИУК-глюкоза
I
I
—-------» Индолацетамид
-------------.разрушение
Индолацетаспарагиновая кислота
3*
67
Вся специфика метаболизма L-триптофана в различных расте-
ниях исчезает, если вместо него использовать D-триптофан. Этот
метаболит мог бы играть в растении роль инактиватора или своеоб-
разного «выключателя» биосинтеза ауксинов. Однако о его истин-
ной физиологической функции известно еще очень мало.
Биосинтез фенольных ингибиторов роста
Пути образования фенольных соединений исследовались в те-
чение ряда последних десятилетий; наибольших успехов в изучении
синтеза фенолов удалось достичь, используя биохимические методы.
Для выяснения характера промежуточных соединений применяли
три основных метода: 1) исследования на бесклеточных системах;
2) использование меченых соединений; 3) изучение биохимических
мутантов (Нейш, 1968).
На основании этих методов экспериментаторы пришли к заклю-
чению, что шикимовая кислота является одним из первых основных
продуктов на пути к соединениям ароматического ряда. Запроме-
тов (1968) приводит схему биосинтеза ароматических соединений,
соон
с-о(р)
и '
сн,
Фосфоснолпн-
ровяиоградна.л
кислота
оно
I
+ неон -----------<
I
неон
сн2о(?)
ЭраТрозо=4-фосфат
СООН
сн,
носи
неон
I
неон
сн,о(р)
2= К ет о—Зидеао к с и=7=фос фо.
О=арабогептововая кислота
Дегидрохипная 5=Дегидро шики-
к и ело та
СООН
=Фосфошикимовая
---кислота
З^-Еиолаяру-
вилшнкимат=5=
фосфат
Шикимовая |
кислота Хоризмовая
мовая кислота
НООС
СНг- СО-СООН
КНСЛОга
ОН
NH2 Префейовая кислота
vHrCO-COOH СНгСН- соон I
и^Окси фен влпирови-
ноградная кислота
Фенил пи ров и<- Февсладавин
тоградная кислота
Тирозин
68
в которой показано дальнейшее превращение шикимовой кислоты
в присутствии АТФ в 5-фосфогиикимовую кислоту, которая, соеди-
няясь с одной молекулой фосфоенол пирувата, дает 3-е нол пир увил -
шикимат-5-фосфат, затем подвергающийся дегидрированию и дегид-
ратированию, превращается в хоризмовую кислоту. Перегруппи-
ровка последней приводит к префеновой кислоте, которая, так же
как и хоризмовая кислота, содержит две двойные связи в будущем
ароматическом ядре. Далее происходит разветвление путей. Один
путь—через фенилпировиноградную кислоту — фенилаланин ве-
дет к образованию коричной кислоты, а другой путь — через л-ок-
сифенилпировиноградную кислоту и тирозин — ведет к синтезу
л-оксикоричной кислоты (Запрометов, 1968).
Детали возникновения фенолкарбоновых кислот из фенилала-
нина и тирозина были прослежены Нейшем, который показал, что
при подкормке тканей сальвии фенилаланином все четыре фенол кар-
боновые кислоты — п-кумаровая, кофейная, феруловая и синапо-
вая — становятся мечеными. Измерение скорости включения 14С
в каждую кислоту согласуется с последовательностью реакций: фе-
нилаланинкоричная кислота-> n-кумаровая кислота и кофей-
ная кислотаферуловая кислота -» синаповая кислота (Нейш,
1968).
Эта последовательность превращений фенол карбоновых кислот
была подтверждена опытами с раздельным добавлением коричной
и других кислот. При этом наблюдается быстрое превращение до-
бавленного вещества в последние соединения указанного ряда пре-
вращений и относительно слабое—в первые (Нейш, 1968; Sato, 1969).
На этом основании Нейш (1968) сделал вывод, что эти кислоты об-
разуются последовательным гидроксилированием и метилировани-
ем, однако указанные результаты не. исключают вероятности пре-
вращения феруловой и еннаповой кислот прямым метоксилирова-
нием. В растениях фенол кар боновые кислоты присутствуют в виде
эфиров с алифатическими спиртами или с фенол карбоновыми кисло-
тами и алкалоидами. В свободном виде эти соединения обычно не
встречаются (Towers, 1964).
Как известно, инфильтрирование растительных тканей фенол-
карбоновыми кислотами приводит к их активному гликозидирова-
нию. Тауерс (Towers, 1964) предполагает, что в будущем будут най-
дены и фосфорные производные фенолкарбоновых кислот.
Фенол кар боновые кислоты легко участвуют в дальнейших прев-
ращениях фенольных соединений и, в частности, флавоноидов. Так,
Запрометов (1968) отмечает, что расшифровка биосинтеза флавонои-
дов указывала на основные пути образования флавоноидов: кольцо
А синтезируется из трех молекул ацетата, активированного кофер-
ментом А, в то время как кольцо В образуется путем превращения
шикимовой кислоты.
Опыты с кратковременной экспозицией показали, что кольцо А
образуется почти с одинаковой эффективностью из 1-14С- и из
2-14С-ацетата, но в кольцо В включается очень мало 14С-ацетата.
69
Обратная картина наблюдается при подкормке 14 С-шикимовой
кислотой: в этом случае метится лишь кольцо В. К фенилпропано-
идам, включающимся в кверцетин без потери углеродных атомов
и изменения их порядка, относятся л-кумаровая, фенилпировино-
градная и фенилмолочная кислоты. Запрометов (1963), исследуя
биосинтез катехинов у чайного растения, также показал важную
роль ацетата для биосинтеза кольца Л и шикимовой кислоты для
кольца В.
В последнее время исследователи все чаще стали обращать вни-
мание на способность флавоноидов образовывать с фенол карбоновы-
ми кислотами ацильные, соединения. Для катехинов процесс галли-
рования был известен уже достаточно давно и детально описан За-
прометовым и Бухлаевой (1963). Флавонолгликозиды и антоцианы
также подвергаются ацилированию, однако этот процесс менее изу-
чен. Установлено, что четыре основные оксикоричные кислоты обна-
ружены в качестве остатков, присоединенных к антоцианам, а
три (исключая сииаповую) — к флавонол-гликозидам. л-Оксикорич-
ная (n-кумаровая) кислота является наиболее часто встречающимся
ацильным остатком (НагЬогпе, 1964). До сих пор почти не было из-
вестно, в каком месте молекулы флавоноида присоединен остаток
фенол карбоновой кислоты. В ранних работах предполагалось, что
основным местом присоединения могли быть ОН-группы фенолов,
но более поздние результаты показали, что связь идет через ОН-
группы сахаров. Анализ такого рода производных обычно осущест-
вляется путем частичного кислотного гидролиза с отщеплением
сахарных остатков фенолкарбоновых кислот (Furuya, Galston,
1965). Около 50 ацилированных антоцианов было обнаружено и
описано у семейств Solanaceae, Labiatae, Cruciferae. Ацилирован-
ных флавонол-гликозидов выделено пока еще довольно мало, одна-
ко нет оснований думать, что они распространены в природе в мень-
шем количестве, чем ацилированные антоцианы. Пока что ацилиро-
ванные флавонолы выделены из Hellborus, Pisum, Tillia, Rosa,
Platanus (Harborne, 1964).
Содержание фенолов в растительных тканях подвержено резким
колебаниям в зависимости от влияния внешних условий. Особенно
сильно влияет на процесс их биосинтеза свет. Литература по этому
вопросу поистине многообразна. Следует указать на главные на-
правления в изучении этих соединений.
1. Активация светом биосинтеза антоцианов, флавоноидов, фенол-
карбоновых кислот; действие смены факторов типа свет — темнота.
2. Активация на красном и синем свету биосинтеза флавонои-
дов и фенол карбоновых кислот; действие смены факторов: красный —
далекий красный свет, синий — далекий красный свет.
3. Возрастание интенсивности биосинтеза фенольных соедине-
ний в связи с повышением интенсивности освещения.
Mop (Mohr, 1969) дает общую схему синтеза л-кумаровой
кислоты и ее производных, акцентируя особое внимание на участ-
ках метаболизма, регулируемых светом.
70
NHi
I
Clh-CH—COOH
I
Свет
U. ФАЛ
Фенилаланин
СН=СН—СООН
| Коричная кислота
£ гкк
сн=сн—соон
Кумарины
я-Кумаровая кислота
-----------Кофейная кислота Флавоноиды
I
Феруловая кислота
1
I Синаповая кислота
Хлорогене вая кислота j
Лигнин
Стало уже классическим представление о том, что два фермен-
та — фенилаланинаммонийлиаза (ФАЛ-лиаза) и гидроксилаза ко-
ричной кислоты — являются основными ферментами, которые чув-
ствительны к свету. Характерно, что активность этих ферментов
возрастала в культуре клеток в период завершения их растяжения
(Hahlbrock et al., 1971).
Опытами Чигрина и Розума (1969) на целых растениях пшеницы
было показано, что с возрастом в листьях повышается содержание
фенол карбоновых кислот и параллельно увеличивается активность
ФАЛ-лиазы.
По-видимому, два процесса, регулируемые светом,— морфогенез
и лигнификация тканей — протекают параллельно и регулируются
одной группой фенольных метаболитов, в состав которых входят
и фенольные ингибиторы. Характерно, что опыты Харпера (Harper
et al., 1970), проведенные по биосинтезу фенольного ингибитора
кверцетин-гликозил-кумарата, позволяют прийти к заключению
о прямом действии света на биосинтез кверцетинового фрагмента,
в то время как синтез ацильного остатка под действием света не акти-
вировался (см. схему на стр. 72).
Известно, что освещение этиолированного растения светом при-
водит к индукции биосинтеза не всех фенольных соединений. Био-
синтез фенолов может происходить непосредственно по пути пре-
вращения шикимовой кислоты в Св—Cj-соединения и может осу-
71
Компа р таен т
синтеза флавонола
(регуляция |
светом) Фенилаланин
Коричная кислота
zi-КУмаровая кислота
!
Предшественник
।----у флавонола -----
Предшественник
кольца А
Компартией?
ацилирования
I
Коричная кислота
1
л-Кумаровая кислота
1
Первичные продукты
ацилирования
кгк
ществляться по пути дезаминирования фенилаланина с образова-
нием Св—С3-с.оедииений. Еще одним путем является ацетатно-мало-
натпый путь, ведущий к образованию кольца А дифенилпропапо-
идов.
Определение фенольных соединений в побегах ивы, выращен-
ных на свету и в темноте, показало, что на свету содержание фенол-
карбоновых кислот и флавонол-гликозидов резко возрастает, в то
время как у этиолированных побегов флавонолов почти несодержит-
ся и содержание фенол карбоновых кислот резко снижено (рис. 13).
Аналогичные данные были получены Коф (1970) и для других рас-
тительных объектов (табл. 8). Образование флавоноидов у растений,
как показали исследования по фотоморфогенезу, регулируется глав-
ным образом низко- и высокоэнергетическими системами фотомор-
фогенеза. Однако в зеленеющих побегах с функционирующими
хлоропластами, по-видимому, начинают играть роль и продукты
фотосинтеза, участвующие в биосинтезе фенольных соединений
(Запрометов, 1964).
Степень участия фотоморфогенетической и фотосинтетической
системы в биосинтезе фенольных соединений остается до сих пор
слабо изученной.
Таблица 8
Действие света на синтез флавоноидных соединений
(в мг/r сухого вещества)
Объект Вещество Темнота Свет
Ива Иаоса лип у рпозид 0,19 1,10
Яблоня Флоридзин 13,5 61,20
Салат Флавоноид 0,09 1,05
72
Г и с. 13. Присутствие флавоноидов (л) и фенолкарбоновых кислот (tf) в зеленых
</} и этиолированных (2) листьях ивы (Сапапуу, Кефели, 1968)
Одним из подходов, позволяющих выяснить роль процессов фо-
тосинтеза в образовании фенолов, является использование антибио-
тиков и ингибиторов, частично или полностью выключающих функ-
ции хлоропластов. Введение ингибитора симазина в этиолирован-
ные побеги ивы и последующее выставление их па свет на 40% тор-
мозило накопление хлорофилла. При этом также тормозилось
образование хал кона изосалипурпозида (Ketel i, 1968),
Опыты Коф (1970) с введением и других ингибиторов (хлорамфе-
никол, диурон) в низких концентрациях в этиолированные побеги
яблони и ивы показали, что на свету процесс зеленения и накопле-
ния в них фенолов резко тормозится.
Возникает закономерный вопрос, насколько тесно связан био-
синтез фенолов с отдельными клеточными структурами. Дифферен-
цированное центрифугирование клеточных органелл и получение
чистого цитоплазматического сока (105 000 g, 90 мин.) из зеленых
и этиолированных побегов ивы (Salix rubra) позволило заключить,
что в соке из этиолированных побегов присутствуют халкон изосали-
пу рпозид и фенол карбоновые кислоты, в то время как в соке зеленых
листьев присутствуют флавонол-гликозид и следы флавонола, но
отсутствуют некоторые фенол карбоновые кислоты (рис. 13).
Халкон и фенолкарбоновые кислоты, присутствующие в этио-
лированных побегах ивы, можно рассматривать как потенциальные
предшественники флавоноидов, синтезируемых на свету.
73
Известно, что флавоноиды локализуются главным образом в ва-
куоли (Нейш, 1968), а фенолкарбоновые кислоты и другие предшест-
венники лигнина— в растительных клеточных стенках (Бардин-
ская, 1964), однако практически ничего не было известно о хлоропла-
стах как о месте биосинтеза фенол карбоновых кислот и флаво-
ноидов.
Вместе с тем опыты по тормозящему действию ингибиторов па
процесс биосинтеза фенолов в зеленеющих побегах ивы и яблони
показали, что хлоропласты могли играть непосредственную роль
в образовании фенолов на свету, тем более, что за последнее время
у них была обнаружена способность окислять п-кумаровую ки-
слоту до кофейной (Sato, 1966) и окислять флоридзин (Neumann,
Avron, 1967).
С целью выяснения роли света на процессы образования фе-
нольных соединений в клеточных структурах, одревесневшие побеги
ивы (Salix rubra L.) прироста прошлого года срезали весной на че-
ренки, помещали в затемненную теплицу, и после месяца выдержи-
вания молодые побеги, выгнанные таким образом из почек ивы,
использовались как этиолированный материал. Параллельно ана-
логично срезанные черенки выдерживали на свету и появившиеся
из них зеленые побеги анализировали как тепличный зеленый ма-
териал. Кроме того, весной собирали молодые побеги непосредствен-
но с кустов ивы (Главный ботанический сад АН СССР) и использо-
вали также, как зеленый материал.
В хлоропластах весенних зеленых листьев, выделенных при
центрифугировании (3000 g, 20 мин.), были обнаружены флавонои-
ды, а также следы неизвестного фенольного соединения (рис. 14).
Характерно, что в хлоропластах присутствовал флавонол (пятно-
е), который не обнаруживался ни в смывах с хлоропластов, пи
в надосадочной жидкости над разрушенными осмотическим шоком
хлоропластами. Специфичен для хлоропластов из весенних листьев
и флавонол, локализующийся в пятне г, который в меньшем коли-
честве содержался и в надосадочной жидкости. В хлоропластах
из зеленых весенних листьев обнаружены и фенолы, присущие
цитоплазме, например изосалипурпозид.
В пропластидах этиолированных побегов ивы, осаждаемых при
центрифугировании со скоростью 3000 и 8000g (20 мин.), фенолов,
совсем не содержалось.
Хлоропласты осенних листьев ивы содержали значительно мень-
шее количество фенолов, и набор их качественно отличался: не было
изосалипурпозида и фенола, локализующегося в пятне а, но по-преж-
нему присутствовали флавонолы г и е (Кефели, Турецкая,
19666).
Поскольку фенольные соединения являются в значительной сте-
пени водорастворимыми, то можно предположить, что наличие фе-
нолов в хлоропластах ивы есть результат переадсорбции их из ци-
топлазмы, происходящей при гомогенизации и центрифугировании.-
Для проверки этого предположения на сахарозо-фосфатном бу-
74
Рис, 14. присутствие феноль-
ных соединений в хлоропластах
весенних листьев ивы (Кефели,
Турецкая, 1966 а)
I — цитоплазма (разбавление
1:200);
2 — разрушенные хлоропласты;
3 — надосадочная жидкость над
разрушенными хлороплас-
та ми; а, б, в — фенол кар .
боновые кислоты; г, е —
флавонол-гликозиды; д [
иэосалипурлознд
фере была приготовлена смесь растворов кверцетина и кверцитри-
на; смесь растворов предполагалось затем ввести в гомогенат, со-
держащий хлоропласты гороха, в которых эти соединения обнару-
жены не были. При охлаждении до + 2е кверцетин частично выпа-
дал в осадок. Осадок был отфильтрован и таким образом в гомоге-
нат был введен в основном кверцитрин с небольшой примесью квер-
цетина. Факт выпадения кверцетина при охлаждении в виде осадка
вызывает сомнение в его способности адсорбироваться на хлоро-
пластах. Хроматографический анализ, проведенный после центри-
фугирования хлоропластов гороха, со смесью кверцитрин — квер-
цетин, также показал, что хлоропласты свободны от этих соедине-
ний, в то время как в цитоплазме были обнаружены и кверцитрин,
и незначительные следы кверцетина.
Полученные данные позволяют заключить, что возможность пе-
реадсорбции фенолов из цитоплазмы на хлоропласты представляет-
ся маловероятной.
Хлоропласты весенних и осенних листьев ивы содержат специ-
фические, присущие им фенолы, причем в хлоропластах весенних
листьев содержатся хал кон и изосалипурпозид, присутствующие
в основном в цитоплазматическом соке.
Уменьшенное содержание фенольных соединений в хлоропластах
осенних листьев можно объяснить затуханием их фотосинтетических
функций, а отсутствие в них изосалипурпозида — его переходом
в цитоплазму. Монтье (Monties, 1969) подтвердил наши данные от-
носительно локализации фенолов в хлоропластах. Однако характер
перемещений фенолов из хлоропластов в цитоплазму остается до
конца неясным.
Запрометов и Колонкова показали, что хлоропласты ответствен-
ны за биосинтез агликопов флавоноидов, в то время как процессы
гликозидирования происходят главным образом в цитоплазме (За-
прометов, 1968; Запрометов, Колонкова, 1968).
Обнаружение фенольных ингибиторов роста типа изосалипур-
позида только в цитоплазме осенних листьев можно объяснить изме-
нением мембран хлоропластов в связи с ослаблением их функций,
что приводит к последовательному выходу метаболитов через «осла-
бевшие» мембраны в цитоплазму. Накопление синтезированных
фенолов в цитоплазматическом соке, по-видимому, вообще способ-
но менять проницаемость клеточных органелл, вызывая эвакуа-
цию из них не только фенолов, но и ряда важных метаболических
продуктов.
Этот вопрос практически тесно соприкасается с проблемой ком-
партментации клеточных метаболитов, распределения веществ в
разных зонах клетки.
До сих пор остается неясным ряд аспектов локализации фенолов
в клетке. Хотя теперь известно, что фенолы присутствуют в клеточ-
ных стенках, вакуолях и хлоропластах, совершенно неясно, какую
роль они играют в цитоплазме. Могут ля фенолы контактировать-
с митохондриями? Насколько легко они перемещаются по клетке,
76
покидая одну органеллу и поступая в другую? Какова степень взаи-
модействия фенолов с ферментными системами клетки?
Указанные вопросы нуждаются в экспериментальном исследова-
нии и большую роль в их разрешении смогут сыграть опыты с ме-
чеными метаболитами.
Суммируем основные результаты исследований по биосинтезу
фенольных соединений в листьях зеленых растений.
Синтез фенолкарбоновых кислот и флавоноидов резко активи-
руется на свету. Метаболические ингибиторы, подавляющие фото-
синтетическую активность хлоропластов (симазин, диурон, хлорам-
феникол), одновременно тормозят и биосинтез флавоноидов. В хло-
ропластах зеленых листьев растений локализуются фенольные сое-
динения, некоторые из которых специфичны только для этих орга-
нелл. В хлоропластах весенних листьев ивы содержится больший
набор фенолов и в большем количестве, чем в хлоропластах осенних
листьев. Синтез фенолов в хлоропластах зависит от света. В про-
пластидах этиолированных побегов ивы фенолов не содержится.
Фенолкарбоновые кислоты и халкопы локализуются в клеточном
соке. Свет вызывает появление флавонолов в хлоропластах и цито-
плазме. Присутствующие в этиолированных побегах ивы халкон
(изосалипурпозид) и фенол карбоновые кислоты можно рассматри-
вать как метаболические предшественники флавонолов, синтезируе-
мых на свету (Нейш, 1968; Запрометов, 1968).
Известны области клетки, где фенолы локализуются в значи-
тельном количестве (стенки клеток, вакуоли), однако остается не-
выясненным ряд принципиальных вопросов, связанных со спо-
собностью фенолов перемещаться внутри клетки и влиять па функ-
цию митохондрий, рибосом и других клеточных органелл, локализо-
ванных в цитоплазме.
Природные ингибиторы роста — оксипроизводные коричной кис-
лоты, кумарина и нарингенина, являясь фенольными соединения-
ми, образуются по тем же основным путям биосинтеза, которые при-
сущи другим фенольным соединениям, не обладающим тормозящим
действием на рост растений. Основные этапы синтеза ингибиторов
роста — производных оксикоричных кислот — проходят, как из-
вестно, ио следующей схеме:
шикимовая кислота —> хоризмовая кислота -> префеновая кис-
лота коричная кислота -> га-кумаровая кислота.
Синтез природных флавоноидных ингибиторов типа нарингенина
и флоридзина также происходит при участии шикимовой кислоты,
которая слагает кольцо В флавоноидов. Образование такого рода
соединений, по-видимому, происходит через возникновение легко
метаболизирующегося халкона, который экспериментально трудно
обнаруживается в растительных тканях (Запрометов, 1964).
Таким образом, индольные ауксины (ИУК, индол ацетонитрил
и др.), также как и фенольные ингибиторы (n-кумаровая кислота,
кумарин, нарингенин и др.), образуются из общих предшествен-
ников — шикимовой и хоризмовой кислот.
77
coon
I
c-
сно
неон
неон
I z~x
сн2о(р)
Ура трона— 4=фосфат
2=i«jto=3—дсзокев=7=фосфо=
О-Арабогеитоповйя кислота
Дсгирохицная кислота
а=Дегвдрошилииопая кислота
СООП
CH9
Фос ф ос по л Ниров ино—
грядная кислота
OH Шикимовая
ОН кислота
v
Лоризмовая
Префемоиаи кислота
CttrCH-COOH’
шц
фекилалааин
СИ сн-соон
ОН
ИУК
п-Кумаровая кислота

Роль фенолов в образовании ауксинов
Вопрос о возможном взаимодействии между фенольными инги-
биторами и фитогормонами на уровне их биосинтеза изучен слабо
и нуждается в экспериментальном исследовании. Одним из подхо-
дов к такому решению может быть введение фенолов в систему, где
наблюдается образование индолов, например в культуру гриба
Т ар hr i па. Культуры грибов являются в какой-то мере удобным
объектом в том отношении, что в них происходит только синтез фи-
тогормонов как бы в «чистом виде», без использования его на росто-
вые процессы. Вместе с тем эта система имеет ряд недостатков —
фенолы высших растений являются для грибов чужеродными аген-
тами, они не синтезируются их тканями, и гриб может легко
инактивировать их, разрушая бензольные кольца. Для предотвра-
щения полного разрушения фенолы следует вводить в культуру
грибов в больших количествах.
78
Первые опыты в этом направлении были проведены нами со
смесью эфирорастворимых фенольных соединений, получаемых
из листьев ольхи, на которых паразитируют грибы Taphrina. Фе-
нольные соединения, выделенные из ольхи, высокой стимуляцией
не обладали и стимулировали синтез ИУК не больше, чем на 50 °/0.
Ниже показано действие чистых фенольных соединений на синтез
индолилуксусной кислоты (в % к контролю) грибом Taphrina
Sadebeckii.
Фенолы 10-« М 10—* М
Вода (контроль)....................23,2 мг 100 %
Кофейная кислота....................... 88 99
Галловая » ................ 96 142
Хлорогеновая кислота................. 111 141
Протокатековая » .......... 101 129
Флоридзин............................ 123 140
Чистые препараты (фенольных соединений в концентрации 10"3М
или слабо стимулировали синтез ИУК грибом Т. sadebeckii, или
слабо ингибировали этот процесс, а некоторые фенолы ингибитор-
ным действием вообще не обладали. В концентрации, на порядок
меньшей, все фенолы, кроме кофейной кислоты, оказывали слабо
стимулирующее действие на синтез ИУК.
Характерно, что такие соединения, как хлорогеновая кислота,
флоридзин, протокатеховая кислота подавляли в концентрации
1О'ЭМ рост отрезков колеоптилей пшеницы как эндогенный, так и
индуцированный ИУК, т. е. выступали как ингибиторы этой формы
ростового процесса. Вместе с тем в этой же дозе они не влияли на
синтез ИУК (Кефели и др., 1969а).
Однако выводы по действию фенолов на синтез гормонов в гри-
бах нельзя безоговорочно переносить на высшие растения. Мы уже
видели на примере особенностей биосинтеза ИУК, как много раз-
личий между этими процессами, протекающими в микроорганизмах
и высших растениях. Поэтому нами были предприняты попытки изу-
чить действие фенольных соединений на биосинтез индольных аук-
синов из Ь-314С-триптофана в тканях высших растений.
Основной принцип, который был использован при изучении дей-
ствия фенолов на синтез индолов, преследовал цель сопоставить
два процесса: действие фенолов на рост биологических тестов и дей-
ствие фенолов на биосинтез ИУК из триптофана.
Такое сопоставление напрашивалось само собой, поскольку
в высшем растении синтез фитогормона и ростовой процесс тесно
связаны.
Для этой цели из листьев капусты, гороха и кукурузы были вы-
делены препаративно очищенные фенольные соединения, которые
были идентифицированы как флавоноид кверцетин-гликозил-кума-
рат (из гороха), л-кумаровая кислота (из кукурузы) и фенольный
продукт—условно продукт X (из капусты), химическая структура
79
которого до конца идентифицирована не была (Turetskaya et al.,
1968).
Отрезки стеблей этиолированных проростков капусты, кукурузы
и гороха инкубировали с различными концентрациями природных
фенольных соединений: /г-кумаровой кислоты, кверцетин-глюко-
знл-кумарата (КГК) и фенольного соединения капусты (X), после
чего были построены концентрационные кривые для действия этих
соединений. Природные фенольные соединения ни в одной из иссле-
дованных концентраций не стимулировали рост отрезков этиолиро-
ванных стеблей растений-доноров, как это наблюдалось в опыте
с ИУК. Однако подавление роста отрезков наблюдалось при дейст-
вии фенола, выделенного из капусты, начиная с концентрации
Рис. 15. Действие ингибиторов на распределение “С-активности между средой (с) и
метанольным экстрактом (э) растительного материала (в % к контролю) (Кефели и др.,
1 а)
а — капуста; б — кукуруза; в — горох; I — контроль; // — ингибитор капусты; ffi —-
ДЭТК; IV — ингибитор капусты -J- ДЭТК; I' ~ и-кумароваи кислота; VI — КГК
0,5 мг/мл, /г-кумаровой кислоты, начиная с концентрации 0,7 мг/мл
и КГК—с концентрации 8 мг/мл. В связи с этим выделенные
фенолы можно было рассматривать как природные ингибиторы роста.
Кроме того, n-кумаровая кислота известна в литературе как кофак-
тор ауксиноксидазы (пероксидазы), а КГК — как ингибитор аукси-
ноксидазы. Для сравнительной характеристики действия природ-
ных ингибиторов в опытах использовали и Na-диэтилдитиокарба-
мат (ДЭТК) в концентрации 0,01 %. Эго соединение известно как
специфический ингибитор фенолоксидаз и как ингибитор разруше-
ния ИУК in vivo (Tomaszewski, Thimann, 1966). Отрезки стеблей
стерилизовали в растворе хлорамфеникола, инкубировали с 3U-C-L-
триптофаном (22,8 мккюри/мМ) и добавляли в среду фенольные
соединения в той концентрации, в которой они слабо или совсем не
тормозили нативный рост отрезков этиолированных стеблей тех
объектов, из которых они были выделены. Так, фенол X из капусты
использовался в дозе 0,7 мг/мл, подавлявшей рост в длину отрезков
стеблей капусты на 20%. КГК из гороха в дозе 8 мг/мл также подав-
лял рост отрезков стеблей гороха на 20%, ап-кумаровая кислота из
кукурузы в дозе. 0,5 мг/мл не влияла на рост отрезков колеоптилей
кукурузы. pH всех растворов был доведен до 6,0. Сумма радиоак-
тивности, оставшейся в среде после инкубации, и радиоактивности
метанольных экстрактов почти полностью соответствовала исход-
80
ной 14С-активности L-триптофана, вводи мого вереду в начале опыта-
Неэкстрагируемая метанолом, так называемая фиксированная ра-
диоактивность была относительно мала. Поэтому сравнение актив-
ности метанольных экстрактов и среды хорошо отражает процессы
проницаемости и накопления 14С-3-L-триптофана в изучавшихся от-
резках (рис. 15).
В н ачале опыта в среде вся 14С-активпость соответствовала только
L-триптофану. За 6 час. инкубации под действием экзоферментов
из триптофана могли возникнуть разнообразные соединения, но дан-
ные хроматографического анализа показали, что содержание таких
веществ в среде по сравнению с 14С-Ь-триптофаном было незначи-
тельным. Кроме того, все фенольные соединения и диэтилдитиокар-
бамат (ДЭТК) резко активировали процесс поступления ИУК в тка-
ни проростков. Так как фенолы использовались в нетоксических
концентрациях, усиление проницаемости отрезков нельзя объ-
яснить токсическим действием этих соединений. Это предположение
следует исключить еще и потому, что триптофан активно метабо-
лизировался в отрезках. Такое действие фенолов на проницаемость
объяснить трудно. Можно предположить, что фенолы в низких кон-
центрациях взаимодействуют с АТФ клеточных мембран и, подобно
низким дозам 2,4-ДНФ, активируют метаболические процессы.
Фенольные соединения оказали свое действие пе только на про-
цесс проницаемости, но и на метаболизм 14С-триптофана в отрезках
стеблей трех культур.
Согласно данным табл. 9, наибольшее количество триптофана
метаболизировалось тканями капусты, и 20—40% общей 14С-актив-
ности метанольного экстракта обнаруживалось в глюкобрассицине.
Таблица 9
Действие природных ингибиторов роста и ДЭТК на биосинтез индолов
(отклонение в % от контрольных вариантов)
Объект Ингибитор Вещество с Rf ин- дол ацета- мида (зона 6) ИУК’ глюкоза (зона 5) Ь-Тркп- тофан (зона 3) Глюко- брассицин (зона О
Капуста Ингибитор капусты . . —22 -49 + 8 +19
ДЭТК -43 -52 -20 +90
Ингибитор капусты + + ДЭТК ....... -47 —43 - 2 +55
Кукуруза n-Кумаровая кислота . . +32 -40 +34 —
Горох КГК -72 -88 +65 —
Все фенольные соединения: КГК, л-кумаровая кислота и фенол
X подавляли как метаболическое превращение триптофана вообще,
так и образование связанных форм ИУК (ИУК-глюкоза, индолацет-
амид).
------- Т риптамин
I I —I—»ИУК-глюкоза
L-Триптофан
I L
1-------1—♦ ИУК--------------------'Разрушение
1
I -> И и д о лацетаспа ра г и нова я кислота
-----------> Индолацетамн д
Исключение отмечалось только для индол ацетамида, содержание
которого под действием п-кумаровой кислоты возросло.
ДЭТК усиливал превращение 14С-триптофана в глюкобрассицин,
но снижал его включение в связанные ауксины.
Существует несколько гипотез действия фенольных и других
природных ингибиторов на метаболизм индолов:
1) через регуляцию активности ИУК-оксидазы (Mumford et al.,
1961; Furuya et al., 1962); 2) через подавление образования ИУК из
L-триптофана (Libbert, 1967с); 3) через подавление декарбоксилиро-
вания триптофана (Reed, 1968); 4) прямое влияние на синтез ИУК
из триптофана (Gordon, 1961).
Попытаемся объяснить эти гипотезы на базе наших данных. Дей-
ствие фенольных соединений представляется комплексным и состоит
из двух этапов:
1) неспецифическое действие па проницаемость тканей, что ведет
к усиленному поступлениюпС-триптофана из среды в ткань;
2) специфическое тормозящее алияиие па метаболизм ауксинов,
особенно на синтез лабильно связанных форм ИУК (ИУК-глюкоза,
иидолацетамид).
КГК известен как ингибитор активности ИУК-оксидазы, что,
по-видимому, ведет к накоплению ИУК. Последняя оказывает подав-
ление на свой биосинтез из триптофана путем ингибирования реак-
ции трансаминирования (обратная связь). Результатом этого подав-
ления является наблюдаемое нами снижение биосинтеза связанных
форм ИУК. Содержание L-триптофана в тканях относительно вели-
ко, поэтому прямое участие фенолов в образовании из него свобод-
ной ИУК, согласно Гордону и Палег (Gordon, Paleg, 1961), мало-
вероятно.
n-Кумаровая кислота известна как кофактор ИУК-оксидазы.
Она успевает снижать содержание ИУК до того момента, как та
вступит в комплекс с глюкозой. Фенол X капусты сходен по свойст-
вам с кумаровой кислотой и обладает аналогичными свойствами.
Объяснение ингибиторного действия фенолов на биосинтез
индолов может и не ограничиваться высказанной гипотезой. Фено-
лы, как показал Рид (Reed, 1968), способны резко подавлять про-
цесс декарбоксилирования триптофана. Среди таких сильных инги-
биторов декарбоксилирования особенно выделяются производные
кверцетина и кемпферола, а также хлорогеновая и кофейная
кислоты.
82
Биосинтез гиббереллинов
Основным объектом для изучения образования гиббереллинов
был выбран гриб Fusarium moniliforme, поскольку он является ис-
точником большого набора гиббереллинов и самой гибберелловой
кислоты. Работами Берча и сотр. (Birch et al., 1958; Birch et al.,
1959) было показано, что гибберелловая кислота возникает из четы-
рех молекул Г5-С-мевалоновой кислоты, которая считается обяза-
тельным предшественником для биосинтеза С5-изопреновых единиц.
Промежуточные этапы биосинтеза гиббереллинов были прослеже-
ны Кроссом и сотр. (Cross et al., 1959). Они предложили схему, со-
гласно которой мевалоновая кислота конденсируется с образовани-
ем геранил-гераниол-фосфата. Последний циклизуется с образова-
нием ди-, а затем и тритерпеноида. Дальнейшие пути превращения
сн,-с --------*-
чо~
Ацетат
Геранил=гераниол=
пирофосфат
II I
“О-С-СН2-С-СН2-СН3ОН
спэ
Мевалонат
указанных продуктов и явились предметом исследования Кросса и
сотрудников, которые среди С20-соединений нашли каурен, кауре-
нол, 7-оксикауренолид и 7,18-диоксикауренолид и проследили за
возможностью превращения этих соединений в гибберелловую ки-
слоту. Оказалось, что наиболее вероятным предшественником
в биосинтезе гиббереллинов мог быть каурен. Превращение каурена
в гибберелловую кислоту предела ал яет собой серию реакций, вклю-
чающих возникновение кольца В, потерю метильной группы, гид-
роксилирование кольца А и др. Структура гиббереллина А6 пред-
полагала его участие в конечных этапах биосинтеза гибберелловой
кислоты (Cross et al., 1964). В работах, последовавших за работой
Кросса, было подтверждено то обстоятельство, что каурен являет-
ся предшественником гиббереллинов, а также было показано, что
этот биосинтез может происходить и в высшем растении (Graebe et
al., 1965; Gejssman et al., 1968). К числу возможных предшествен-
ников гиббереллинов Ланг и сотр. (Ruddat, et al., 1965а, 1965b)
ЯЗ
относили и дитерпен стевиол, однако при введении в инкубацион-
ную среду он не превращался в известные гиббереллины и ни в один
из производных каурена,
Финни и Спектор (Phinney and Spector, 1967; Spector, Phinney,
1968) предложили общую схему биосинтеза гиббереллинов по ди-
териеноидному пути из ацетата, в которой каурен был отмечен в ка-
честве одного из предшественников.
Особенный интерес представляет обнаружение гиббереллинов
в высших растениях — в Festuca pratensis, Phaseolus multiflorus,
Echinocystis macrocarpa (Mac Millan et al., 1960; Elson et al., 1964;
Harada, Jokota, 1970; Murofushi et al., 1971).
Этап превращения каурена в С)9-гиббереллины изучался в эндо-
сперме незрелых семян Echinocystis macrocarpa (West et al., 1968).
Среди промежуточных продуктов были обнаружены кауренол ->
—жауреналь -> кауреновая кислота и кауреноловая кислота. Одна-
ко Весту и сотрудникам не удалось показать конечный этап превра-
щения последнего продукта в С19-гиббереллины, присутствующие
в эндосперме.
Число гиббереллинов постоянно множится. Некоторые из них
выделены из культуры G. lujikuroi, другие — из цветковых расте-
ний. В нашей стране большую работу по выделению и изучению
химических свойств гиббереллинов ведут сотрудники лаборатории
Кучерова. Они препаративно и хроматографически разделили смесь
гиббереллинов из F. monili forme (Кучеров и др., 1966) и совместно
с Муромцевым и его сотрудниками (Муромцев и др., 1966) устано-
вили их биологическую активность.
Изучение путей биосинтеза гиббереллинов, особенно его конеч-
ных этапов, находится в стадии интенсивной разработки. В настоя-
щее время гиббереллины классифицируют по числу углеродных ато-
мов на С19- и С20-гиббереллины (Phinney, Spector, 1967). Присутст-
вие гиббереллинов в папоротниках и мхах установили Муромцев
и сотр. (1964), а затем Крозье и сотр. (Crozier et al., 1970). В табаке
(Nicotiana sylvestris, Nicotiana tabaccum) гиббереллины найдены
сотрудниками лабораторий Кучерова и Чайлахяна (Григорьева и
др., 1969). В других высших растениях открыты как гиббереллины,
так и гиббереллиноподобные вещества. Только за 1970—1971 гг.
появились публикации, подтверждающие присутствие гибберелли-
нов в ясене (Kentzer, Krzysko, 1970), в Pestaloiia cryptomeriacola
(Kimura et al., 1971), в пшенице (Loveys, Wareing, 1971), в огурцах
(Hayashi et al., 1971), в яблоне (Sinska, Lewak, 1970), в редисе
(Suge, 1970).
Обнаружение новых гиббереллинов помогает расшифровке ос-
новных этапов их биосинтеза. Так, Кросс и Нортон (Cross, Norton,
1965) сообщили, что С2п-гиббереллины, и в частности А12, способны
превращаться в С]9-гиббереллипы, в гибберелловую кислоту.
В настоящее время методами скрещивания штаммов Giberella —
продуцентов разных гиббереллинов — ведется генетическое изуче-
ние биогенеза отдельных представителей класса гиббереллинов
84
(Spector, Phinney, 1968). Показано, например, что конечные этапы
синтеза С19-гиббереллинов разветвлены и обнаружены их биосин-
тетические ветви А8 -> А10, А4, А7 -> Av А3 и др. Одним из важ-
ных вопросов, возникающих при изучении биосинтеза гибберелли-
нов, является выяснение этапа, на котором появляется биологиче-
ская активность у промежуточных продуктов. Оказалось, что кау-
реп не обладал активностью в отношении роста проростков гороха,
гипокотилей салата, огурцов и карликовых мутантов кукурузы
(Cross et al., 1964), однако производные каурена — каурен-19-ол
н особенно (—) кауреновая кислота —обладали слабым стимулиру-
ющим действием на рост карликового риса (Muracami, 1968а). Эта
стимуляция была вызвана дозой кауреновой кислоты, в 400 раз
большей, чем доза гибберелловой кислоты. Аналогичным слабо
стимуляторIIым действием обладает и стевиол (Muracami, 1968b),
стимулирующий рост риса в дозе, в 100 раз большей, чем потреб-
ная для этого доза гибберелловой кислоты.
(-) Каурен (0,025%)
Стевиол (0,1%)
Гибберелловая кислота
(100%)
Биосинтез абсцизовой кислоты
Синтез абсцизовой кислоты, так же как и синтез гиббереллинов,
идет ио пути образования изопреноидов (Wright, 1968; Addicott,
Lyon, 1969,; Rudnicki, 1971). Мильборроу (Mijborrow, 1969) отме-
чает, что изопренилпирофосфат является тем структурным элемен-
том, из которого образуется абсцизовая кислота.
Однако осуществляется ли этот путь помимо биосинтеза кароти-
ноида или через предварительно возникающий С40-продукт кароти-
ноид, пока неясно. Тейлор и Смит (Taylor, Smith, 1967) показали,
что ксантофиллы, в состав которых входил виолаксантин, подвергну-
тые облучению лампами накаливания в течение 3 час., давали нача-
ло ингибиторному продукту, сходному с абсцизовой кислотой и
названному впоследствии ксантоксином. Вместе с тем присутствие
8i
абсцизовой кислоты как в молодых, так и в старых листьях и в дру-
гих органах растений говорит против предположения Тейлора и
Смита о том, что абсцизовая кислота — это продукт деградации
ксантофиллов. Рудницкий и Антошевский (Rudnicki, Antoszewski,
1968) установили, что выдерживание взрослых растений земляники
в атмосфере 14СОг в течение 10 дней приводило к образованию
14С-абсцизовой кислоты в созревающих плодах земляники. По-
скольку возрастание содержания абсцизовой кислоты наблюдали
раньше, чем началось созревание и покраснение плодов, то трудно
предположить, что 14С-абсцизовая кислота возникла как продукт
разрушения каротина.
Поскольку исследования биосинтеза абсцизовой кислоты еще
достаточно далеки от окончания, представляло интерес выяснить
возможность образования ее аналогов из а-и р-ионона путем химиче-
ского синтеза. В этом отношении успех был достигнут в довольно
короткий срок. Корнфорт исотр. (Cornforth et al., 1965а) осуществи-
ли синтез рацемата абсцизовой кислоты из р-ионона, а Робертс и сотр.
(Roberts et al., 1968) — иза-ионона. Однако ни та, ни другая группа
авторов не исследовала биологическую активность предшественни-
ков абсцизовой кислоты.
В связи с этим мы испытывали все промежуточные продукты пре-
вращения а- и р-иононов на рост отрезков колеоптилей пшеницы.
I. <х-Ионон и его производные
а-Ионон 1-Окси-4-кето-а-ионон
II. р-Ионон и его производные
З-Ионон Дегидро-Р-ионон
Дегид po-р- ионол и ден-ацетат
36
Этиловый эфир дегидро-З-ионолиден-
уксусной кислоты
З-Ионолиден-ацетат (транс-транс)
СНз
Этиловый эфир Р-ионолиден-уксусной
кислоты
III. + Абсцизовая кислота, цис-транс изомер
Полупродукты обладали плохой растворимостью в 2%-ном рас-
творе сахарозы, и поэтому их предварительно растворяли в 96%-ном
этаноле, а потом готовили эмульсию с соответственными разбавле-
ниями — 1 : 5, 1 : 25, 1 : 125 и т. д. Для контроля брали чистый
этанол в таких же разбавлениях.
Испытание синтезированной (±) абсцизовой кислоты проводили
и на других тестах согласно методике, описанной ранее (Турец-
кая и др., 1969).
Испытание р-ионона (рис. 16) и его аналогов на рост отрезков
колеоптилей показало, что наиболее сильным ингибиторным дейст-
вием на рост обладают р-ионон и дегидро-р-ионон, подавляющие
рост на 50% (С50) в достаточно низких концентрациях — 4- 10“3М
(800 мг/л) и 0,8 '10~3М (160 мг/л) соответственно. Наиболее слабым
ингибиторным действием обладал щра«с-транс-ионолиден-ацетат
С50 = 1,7-10“2М (4000 мг/л). Остальные дериваты р-ионона подав-
ляли рост на 50% в примерно одинаковых концентрациях: С50 =
—- 800мг/л (рис. 16),
Оритани и Ямасита (Oritani, Yamashita, 1970) также сообщили,
что оба производных р-ионона — р-ионолиден-ацетата(тра«с) и
дегидро-p-ионол идеи-ацетат (транс) — подавляли рост пророст-
ков риса.
87
Р и с. (6. Действие производных
0-ионона (а) и п-ионоиа (в) на рост от-
резков колеоптилей пшеницы (Кефели^
Кадыров и др., I 970}
1 — З'Ионон;
2 — дегидро-3-ионон;
3 — дегидроионолнден ацетат;
4 — этиловый эфир дегндро-З-моно-
лиденуксусной кислоты;
5 — ионолидек-ацетат (транс-транс};
6 — этиловый эфир З’нонолиденуксус-
ной кислоты;
7 — З-ионои;
8 — 1-ОКСИ-4-КСТО 3-иоион. По гори-
зонтали — концентрация, но вер-
тикали — прирост отрезков коле-
оптилей
Рис. 17. Действие ( + ) абсцизовой
кислоты на рост отрезков колеоптилей
(Кефели, Кадыров н др., 1970)
1 — препарат Дж, Конфорта (Англия):
2 — препарат ИХРВ АН УзбССР
(Ташкент)
Наиболее легко удалось получить абсцизовую кислоту путем
трехступепчатого синтеза от а-ионона, который обладал более силь-
ным ингибиторным действием, чемр-ионон.
Промежуточный продукт 1-окси-4-кето-а-ионона был практиче-
ски так же токсичен, как и а-ионон: различие составляло не более
20%. Однако активность а-ионона и его производного все-таки
в 1000 раз была более слабой, чем ингибиторная активность абсцизо-
вой кислоты.
Тормозящее действие гщс-/нрднс-изомера абсцизовой кислоты
было сравнено с тормозящим действием образца (±) абсцизовой
кислоты (образец, присланный Корнфортом).
В8
Оказалось, что оба образца подавляют рост отрезков примерно-
в одинаковой степени (рис. 17). Cs0 образца, синтезированного
Ч. Ш. Кадыровым в ИХРВ (Ташкент), составляла 0,5 мг/л, а для
образца Корнфорта — 0,8 мг/л.
Таким образом, производные р-ионона — полупродукты био-
синтеза (±) абсцизовой кислоты — обладали слабым ингибиторным
действием (Си = 800—160 мг/л) на рост отрезков колеоптилей.
а-Ионон и его производные также не обладали сильной ингиби-
торной активностью (800—300 мг/л).
Данные по химическому синтезу абсцизовой кислоты убеждают
нас в том, что она может легко превращаться из сс-иопона и быть
побочным продуктом в биосинтезе каротиноидов. Другой интерес-
ный, на наш взгляд, факт состоит в том, что предшественники абс-
цизовой кислоты обладали значительно более слабой ингибиторной
активностью, чем сама абсцизовая кислота. Это говорит о ее специ-
фической структуре как природного ингибитора роста.
Возникшая в растении абсцизовая кислота не остается в ста-
бильном виде. Она подвергается разнообразным формам инактива-
ции, образуя инертные и малоактивные продукты. Одним из таких
продуктов является абсцизил-0-П-глюкопиранозид(МПЬогго\с, 1970).
Хотя многие этапы биосинтеза абсцизовой кислоты еще до сих пор
неясны, однако общая схема ее образования может выглядеть так:
мевалоновая кислота-----• изопентен ил пирофосфат-» транс -транс-
фарнезилпирофосфат----> абсцизовая кислота
I I ?
С«>- продукты-1
(каротиноиды)
Участие природных ингибиторов в образовании
гиббереллинов
Вопрос о регулировании процесса биосинтеза гиббереллина в
присутствии природных ингибиторов изучен в еще меньшей степени,
чем биосинтез гиббереллинов (Thomas et al., 1965).
Проведенные нами совместно с Г. С. Муромцевым, В. Н. Агнисти-
ковой и С. А. Саидовой опыты показали, что природный ингибитор
роста флоридзин каквдозах, подавлявших нативный в активирован-
ный гиббереллином рост проростков гороха (250 мг/л), так и в более
низкой концентрации (100 мг/л) или слабо стимулировал, или не
влиял на синтез гиббереллинов в культуре гриба Fusarium. Анало-
гичные свойства проявляла абсцизовая кислота. Определение гиб-
береллинов проводилось колориметрически (Муромцев и др., 1966)
и биометодом (Муромцев, Русанова, 1966) (табл. 10).
Приведенные результаты позволяют сделать предварительный
вывод, что фенольные ингибиторы роста пе тормозят биосинтез фи-
тогормонов потому, что их структура отличается от структуры
гормонов, т. е. они не являются структурными антагонистами гормо-
нов, каковым является, например, морфактин для гиббереллинов.
89
Таблица 10
Действие природных ингибиторов роста и морфамтина на синтез
гиббереллинов* культурой Fusarium moniliforme
Вариант Четверо суток ферментации Шесть суток ферментации
колориметрия биометод колориметрия биометод
Вода (контроль) .... Флоридзин 90,4 97,5 111,1 121,5
100 118,8 115,5 118,8 127,5
250 Абсцизовая кислота 119,9 130,5 105,8 117,0
2 90,0 97,0 110,0 111,5
20 89,0 107,0 120,0 131,5
Морфактин, 100 .... 92,8 99,0 121,1 115,5
Коя трация гиббереллинов в пересчете на гибберелловую кислоту (в мг/мл).
В связи с этим нами было изучено действие морфактина на био-
синтез гиббереллинов в культуре гриба Fusarium. Для выяснения
этого предположения морфактин, резко подавляющий рост пророст-
ков гороха (100 мг/л), был введен в культуральную среду, на ко-
торой рос гриб. Оказалось, что морфактин не оказывает никакого
тормозящего действия на образование гиббереллинов в четырех-
дневной и шестидневной культурах гриба Fusarium (табл, 11).
Таким образом, фенольные соединения и абсцизовая кислота,
подавляющие рост растягивающихся и делящихся клеток у высших
растений, не влияли на биосинтез гиббереллинов в культуре гриба
Fusarium.
В литературе имеются первые данные о действии абсцизовой ки-
слоты на биосинтез гиббереллинов у высших растений.
Пока еще трудно сделать общий вывод из этих работ, но оказа-
лось, что абсцизовая кислота уменьшает содержание гиббереллинов
в срезанных этиолированных проростках кукурузы и в проростках
шпината (Wareinget al., 1967; Wareinget al., 1968).
Таким образом, природные ингибиторы и фитогормоны способны
взаимодействовать в процессе своего биосинтеза.
Образование фитогормонов может ограничиваться на уровне
превращения предшественников в неактивные стереоформы (L-три-
птофана в D-форму, цис-формы коричной кислоты в транс и т. д.).
Природные ингибиторы способны подавлять возникновение фито-
гормонов из предшественников, что было продемонстрировано на
примере действия фенольных ингибиторов на синтез индольных
ауксинов и отчасти абсцизовой кислоты в отношении гиббереллинов.
Это ограничение может быть распространено и на подавление
процесса комплексирования ИУК с другими метаболитами.
90
Общие вопросы взаимодействия фитогормонов
и ингибиторов на уровне биосинтеза
Синтез фитогормонов связан с природными ингибиторами через
«узловые» предшественники, каковыми являются шикимовая и ме-
валоновая кислоты. По крайней мере это стало известно для аукси-
нов и гиббереллинов.
Индольные
ауксины
Шикимовая кислота
I
.1
Хорпзмовая кислота
I
Фенольные
ингибиторы
Мевалоновая кислота
I
1
।----Днметилаллилпирофосфат
I I
I 1
Гиббереллины Абсцизовая
кислота
Однако многие вопросы взаимодействия фитогормонов и инги-
биторов остаются еще не исследованными. В частности, почти не
изучен вопрос биосинтеза цитокининов и влияние на этот процесс
природных ингибиторов.
Безусловно, синтез цитокининов тесно связан с генезисом пури-
нов и, по мнению Барровса и сотр. (Burrows et aL, 1969, 1970), не-
посредственно сопряжен с образованием макромолекул РНК. Как
и в случае абсцизовой кислоты, познание биосинтеза цитокининов
облегчается при изучении путей их химического синтеза и выясне-
нии активности синтетических аналогов (Skoog, Armstrong, 1970).
Так же как и другие фито гормоны, цитокинины не остаются инерт-
ными в растительных тканях, а образуют гликозиды (Skoog, Armst-
rong, 1970; Sondheimer, Tzou, 1971 ) и эфиры (Schmitz et al., 1971).
Интересно отметить, что Шмиц совместно со Скором и другими авто-
рами приготовили препарат, в котором эфирной связью сопря-
жены ИУК и зеатин. Оказалось, что этот «гибрид» был несколько
более активен в отношении роста каллюса табака, нежели сам зеатин
(Schmitz et al., 1971). Метаболизм дигидрозеатина также способен
подвергаться воздействию природных ингибиторов. Оказалось, что
абсцизовая кислота тормозила, хотя и в слабой степени, образование
рибозида и риботида дигидрозеатина (Sondheimer, Tzou, 1971).
Для цитокининов не изучена приуроченность биосинтеза к оп-
ределенной группе ингибиторов, как это установлено для ауксинов
и гиббереллинов. Вопрос биосинтеза цитокининов и его регуляция
нуждаются в специальном экспериментальном изучении.
Выводы
1. Индольные ауксины и фенольные ингибиторы образуются из
общего метаболического центра — шикимовой кислоты, в то время
как гиббереллины и абсцизовая кислота — из мевалоновой кислоты.
2. L-Триптофан является одним из наиболее близких предшест-
венников ИУК, которая в большом количестве образуется в куль-
туре некоторых микроорганизмов, в частности грибов рода Taphrina.
91
3. В тканях высших растений ПУК образуется из триптофана
в количестве на 2—3 порядка меньшем, чем в культуре микроорга-
низмов. Ткань листа капусты, культивируемая в стерильных усло-
виях, также способна образовывать небольшое количество ауксинов,
однако это количество возрастает при введении в среду L-триптофана.
4. Отрезки этиолированных стеблей капусты, кукурузы и горо-
ха в присутствии антибиотиков способны метаболизировать 14С-
L-триптофан с образованием следовых количеств свободных ин-
дольных ауксинов. В значительно большем количестве 14С-трипто-
фаи превращается в связанные индолы.
5. 14С-Б-триптофан почти целиком превращался в тканях ка-
пусты, кукурузы и гороха в инертный метаболит — малонилтрнп-
тофан, Превращение D-триптофана в малонилтриптофан можно
представить себе как процесс инактивации предшественника ПУК.
6. Образование фенольных ингибиторов роста (производных
нарингенипа, кверцетина и /г-кумаровой кислоты) резко активи-
руется на свету. Под действием света в хлоропластах ивы возни-
кают специфические фенольные продукты, отсутствующие в клеточ-
ном соке (цитоплазма вакуоли). Ингибиторы метаболизма тор-
мозят активность хлоропластов и синтез фенольных ингибиторов.
7. Если синтез фенольных соединений, обладающих ингибитор-
ной активностью, происходил главным образом на свету высоких
интенсивностей и на длинном дне, то для образования терпеноид-
ного ингибитора (абсцизовой кислоты) необходим короткий день.
Осенью в условиях короткого дня происходит разрушение ка-
ротиноидов и освобождаются ионовые кольца. На основании сход-
ства молекул абсцизовой кислоты и ионона можно предположить,
что сх-ионои явится материалом для биосинтеза абсцизовой кислоты.
С этой целью в лабораторных условиях Института химии расти-
тельных веществ АН УзбССР был воспроизведен синтез абсцизовой
кислоты из а-ионона и было показано, что ни один из ее предшест-
венников не обладает таким тормозящим действием, как сама абс-
цизовая кислота.
8. Природные ингибиторы роста фенольной природы и АБК, тормо-
зящие растяжение отрезков колеоптилей, прорастание семян и другие
ростовые процессы у высшего растения, не подавляли синтез ПУК
и гибберелловой кислоты в культуре грибов. Морфа ктин также не
обладал таким тормозящим действием.
9. В тканях высших растений в отличие от микроорганизмов
фенольные ингибиторы подавляли синтез ПУК и ее производных.
10. В целом следует признать, что в результате возникновения
систем ограничения образования и накопления ауксинов и гиббе-
реллинов их синтез в высшем растении резко ограничен, а ростовая
чувствительность тканей к этим соединениям крайне высока. В выс-
шем растении ауксины и гиббереллины приобретают новые черты
фитогормонов — регуляторов роста, т. е. те черты, которыми они
не обладали в культурах микроорганизмов.
92
Глава IV. ФУНКЦИИ ФИТОГОРМОНОВ
И ПРИРОДНЫХ ИНГИБИТОРОВ
В ВЕГЕТИРУЮЩЕМ РАСТЕНИИ
Образование фитогормонов и природных ингибиторов в расти-
тельных клетках тесно взаимосвязано. Такая взаимосвязь может
осуществляться благодаря общим предшественникам, от которых
начинаются метаболические пути синтеза этих регуляторов. В пре-
дыдущей главе был прослежен ряд контактов между промежуточ-
ными продуктами биосинтеза фитогормонов и природных ингиби-
торов. Условно такого рода контакты можно назвать взаимодейст-
вием фитогормонов и природных ингибиторов на уровне их биосин-
теза.
В данной главе будут рассмотрены особенности функционирова-
ния природных регуляторов на следующем этапе — во время их
непосредственного влияния на ростовые процессы в растениях.
Этот этап тесно связан с предыдущим, т. е. с тем периодом, когда
природные регуляторы только еще находились в фазе образования.
Роль фитогормонов и природных ингибиторов
в росте надземных частей растений
Рост стебля и формирование стеблевых почек тесным образом
связаны с активностью фитогормонов, и прежде всего ауксинов.
Так, еще в конце 40-х годов Камю показал, что прививка почек
цикория в каллусную ткань вызывала в каллусе возникновение
первичной проводящей ткани, формирующейся в базипетальном
направлении (Camus, 1949). Если ввести в область прививки почки
порцию ауксина, то и в этом случае будет наблюдаться (рис. 18)
аналогичное явление (Wetmore, 1953, 1956; Wetmore and Sorokin,
1955). Стимулирующее действие ауксина на дифференциацию про-
водящих пучков стебля у целого растения колеуса было обнаруже-
но и описано Джейкобсом (Jacobs, 1952, 1954, 1956: Jacobs et al.,
1966).
Кроме ауксинов, продуцируемых апексом, в росте стебля боль-
шую роль играют ауксины камбиальных клеток, ответственных за
протекание радиального роста. Экзогенно вводимая ИУК способна
имитировать деятельность камбия, стимулируя развитие древесины
с широкими сосудами у многолетних растений (Gouventak, Maas,
1940).
Обычно появление природного ауксина в камбии совпадает с вы-
ходом древесных растений из состояния покоя. В это время проис-
93
ходит активный радиальный рост побегов. Сам камбий не всегда
реагирует на вводимые извне ауксины и синтетические стимуляторы.
Такая негативная реакция камбия, отмеченная для колеуса, кисли-
цы, лебеды и других растений (Reinders, Gotiwentak, 1965), может
быть объяснена избыточным содержанием ауксина в самих клетках
камбия. Синтезируясь в камбии или в апикальной меристеме,
ауксин транспортируется по растению к зонам активного роста.
Другим гормональным фактором, непосредственно участвующим
в росте стебля, является гиббереллин.
Рис. t8. Возникновение сосудистых образований в каллюсе сирени под действием
привитого апекса сирени (Wetmore, Sorokin, 1955)
а — апекс погружали в агар с а-нзфтилуксусной кислотой; 6 — поперечный срез па
уровне 2 мм; в — то же, что и а, ио без нафтилукеусной кислоты
Сакс и Ланг (Sachs, Lang, 1957; Sachs et al., 1959) одними из
первых отметили важную роль гиббереллинов в делении клеток
в субапикальной зоне стебля, Бредли и Крейн (Bradley, Crane,
1957) установили, что гиббереллин стимулировал развитие ксилемы
у побегов абрикоса.
Гиббереллин усиливает рост стебля не за счет увеличения числа
междоузлий, а главным образом за счет усиления их роста (Гам-
бург, 1964). Подобно ауксинам, гиббереллин может стимулировать
у растения и деление клеток, но для гибберел лина характерно дей-
ствие на клеточные деления в меристематических зонах, а не в диф-
ференцированной ткани. Митозы, возникшие под действием гибберел-
линов, ориентируются вдоль главной оси, что в конечном счете
вызывает удлинение стебля.
Известно, что наиболее чувствительными к гиббереллину явля-
ются стебли карликовых растений. Причину такой сильной чувстви-
тельности видели в недостаточном содержании эндогенных гибберел-
линов в самом растении (Phinney, 1961). Однако эксперименты по-
следних лет указали на отсутствие прямых корреляций между
высотой стебля и содержанием гиббереллина, что было установлено
на 20 карликовых и нормальных высокорослых сортах риса, иссле-
дованных Суге и Мураками (Suge, Murakami, 1968).
94
Характерно, что изучение чувствительности 15 сортов карлико-
вого риса и одного высокорослого сорта также не дало возможности
установить прямую зависимость между ростом карликового риса и
его чувствительностью к гиббереллину. Два карликовых сорта риса
были очень чувствительны к гиббереллину, остальные же проявля-
ли чувствительность меньшую, чем нормальный высокорослый сорт
(Harada, Wada, 1968). Эти авторы пришли к заключению, что кар-
ликовость сорта определяется не только дефицитом гиббереллина,
но и рядом других факторов.
Локкард и Грюнвальд (Lockard, Grunwald, 1970) показали, что
прививка гороха-карлика на корни нормального гороха не изменила
характера роста первого и только обработка гиббереллином снимала
карликовость, Эти факты позволяют сделать заключение о том, что
в регуляции роста стебля ведущую роль играет, по-видимому, не
один, а несколько природных регуляторов.
В растении ИУК и гибберелловая кислота находятся в тесном
взаимодействии. Так, Вэринг (Wareing, 1958) поднял вопрос о роли
этих двух веществ в регуляции камбиальной активности побегов
Acer, Populus и Fraxinus. В его опытах ИУК и гибберелловая ки-
слота, взятые в сочетании, стимулировали образование новой кси-
лемы. Побеги, обработанные одной гибберелловой кислотой, проду-
цировали зону маленьких нелигнифицированных клеток, в то время
как побеги, обработанные ИУК, вызывали образование зоны новой
ксилемы с лигнифицированными сосудами. Аналогичные резуль-
таты на яблоне получили Пиненжик и сотр. (PieniazekJ et al.,
1970). Согласно данным Вэринга, гибберелловая кислота стимули-
ровала деление камбиальных клеток, а ИУК вызывала в значитель-
но большей степени дифференциацию сосудов, что в общем согласуется
с упоминавшимися выше наблюдениями Ветмора и Сорокина
(Wetmore, Sorokin, 1955) и подтверждается более поздними исследо-
ваниями Шинингера (Shininger, 1971). По мнению Вэринга (Ware-
ing, 1958), нормальное развитие ксилемных сосудов включает в себя
взаимодействие обоих типов веществ. Сравнение действия гибберел-
лина и ИУК показало, что первый более активен в отношении целого
растения, а второй — в отношении отрезков стеблей, листьев и дру-
гих органов.
Еще одной группой факторов, регулирующих рост стебля и осе-
вых органов, являются цитокинины. Нанесенные на листья, они
оказывают притягивающее (атрагирующее) действие на питатель-
ные вещества. Это действие цитокининов, по-видимому, тесно свя-
зано с их способностью задерживать пожелтение листьев, усили-
вать синтез белка, нуклеиновых кислот, липидов, крахмала и дру-
гих соединений. Молодые листья обычно не реагируют на обработку
кинетином, а у’ старых и особенно изолированных листьев эта ре-
акция на кинетин очень активна (Mothes, Engelbrecht, Kulajewa,
1959; Mothes, 1964; Кулаева, 1967).
Корни являются основным местом синтеза кининов. Опыты по
укоренению листьев убедительно показали, что если лист укоренен,
95
то он не подвергается такому быстрому истощению и гибели, как
лист без корней (Mothes, 1964).
Однако Мотес считает, что корни не являются единственным
местом синтеза кининов, они могут возникать в молодых листьях
и в почках (Mothes, 1964).
Опытами Тиманна и сотр. (Wickson, Thimann, 1958, 1960; Soro-
kin, Mathur, Thimann, 1962) было установлено, что кинетин и
ИУК регулируют рост боковых почек у декапитированных про-
ростков гороха. ИУК подавляет этот процесс, а кинетин снимает
тормозящее действие ИУК. Сорокин и Тиманн (Sorokin, Thimann,
1964) полагают, что кинетин снимает тормозящее действие ИУК
путем прямого влияния на дифференциацию ксилемных сосудов у
пробуждающейся почки. Кинины участвуют также и в процессе
прорастания семян. Подробно этот вопрос разбирается в работе
Кана (Khan, 1971).
Данных по взаимодействию двух фитогормонов кинетина с аук-
сином или кинетина с гиббереллином чрезвычайно много. Однако
взаимодействие всех трех гормонов на одном объекте прослежива-
лось сравнительно редко. В связи с этим следует отметить работу
Курсанова и сотр. (1969), в которой изучали влияние 6-бензилами-
нопурина, ГК и ИУК, испытанных в различных сочетаниях при
действии на рост изолированных семядолей тыквы. Оказалось, что,
хотя все фитогормоны оказывают стимулирующее воздействие на
рост изолированных семядолей, оптимальная стимуляция достига-
лась при совместном влиянии трех групп фитогормонов. Анализ
концентрационных кривых действия фитогормонов позволил авто-
рам прийти к заключению, что полностью ни один из фотогормонов
не мог быть заменен другим.
Таким образом, в процессе регуляции роста растений каждый из
фитогормонов проявляет специфические свойства. Ауксин, напри-
мер, усиливает дифференцировку стебля растущего побега и подав-
ляет рост боковых почек. Гиббереллин вызывает растяжение междо-
узлий стебля, индуцирует стрелкование розеточных растений, изме-
няет форму листьев. Кинетин, задерживая старение листьев, обла-
дает мобилизующим действием на транспорт питательных и гор-
мональных веществ, а также, будучи нанесенным на растение, инду-
цирует рост боковых почек (Dostal, 1971).
Фитогормопы в растущем растении способны играть роль фак-
торов, вызывающих новые морфогенные или органогенные процес-
сы, но вместе с тем они могут просто поддерживать и направлять
течение процесса у сформированного растительного органа. Обра-
ботка интактных растений фитогормонами показала, что только гиб-
береллин способен резко усиливать рост растений, в то время
как ни ауксин, ни кинетин этой способностью не обладали.
Вместе с тем рост изолированных отрезков стеблей и тканей стимули-
руется ауксином и кинетином, тогда как регуляторное действие гиб-
береллина в этих ростовых моделях не проявляется.
Если фитогормоны способны усиливать рост стебля и листьев,
96
а также тканей, их слагающих, то природные ингибиторы проявля-
ют противоположное действие (Hemberg, 1961). Функцию природ-
ных ингибиторов в растениях, как известно, несут некоторые феноль-
ные соединения и абсцизовая кислота, которые в 50-х — в начале
60-х годов исследовали в комплексе ([5-ингибитор). Недавно были
открыты новые природные ингибиторы роста — ксантоксин и луну-
лариевая кислота (Burden et al., 1971; Pryce, 1971). К природным
ингибиторам относится ряд производных кумаринов и фенолкарбо-
новых кислот, широко распространенных среди растений. Так,
Томашевский (Tomaszewski, 1960) показал, что п-оксибензойная
кислота присутствует в 119 видах изученных растений, кофейная
кислота — в 109 видах, п-кумаровая кислота — во всех изученных
видах, кроме Beta и Stell aria. Часто n-ку марова я кислота встреча-
лась в виде эфира вместе с винной кислотой. Феруловая кислота
присутствовала в 63% от изученных видов, а салициловая в —ог-
раниченном количестве видов, но почти во всех представителях
семейства Salixaceae.
Часть фенолов (кумаринов, фенолкарбоновых кислот, бензохи-
нонов и халконов), накапливаясь в растительных тканях, способна
оказывать тормозящее действие на рост растений. У растений нет
систем, выводящих токсические продукты за пределы организма,
поэтому-то эволюция и привела к возникновению у них приспособ-
лений локальной изоляции токсических веществ в отдельные относи-
тельно обособленные зоны: вакуоли, секреторные канальцы и т. д.
(Neish, 1965; Драницына, Денисова, 1965). Если природный ингиби-
тор кумарин вводили в суспензию клеток калистегии, то он в кон-
центрации 1СГ4 М удлинял цикл клеточных делений, а в более высо-
ких дозах ингибировал этот процесс (Harada et al., 1971). Примене-
ние методов препаративного хроматографирования в сочетании
с гидролизом выделенных продуктов и с последующим спектраль-
ным анализом позволило установить, что большинство фенолкарбо-
новых кислот и флавоноидов присутствует в растениях в форме раз-
нообразных соединений с сахарами (эфиры и гликозиды) (Towers,
1964). Инкубация n-кумаровой, кофейной, феруловой и синаповой
кислот с ферментным препаратом и с уридиндифосфатглюкозой при-
водила к синтезу in vitro глюкозидов этих соединений (Corner,
Swain, 1965). Были сделаны удачные попытки получить гликозиды
оксикоричных кислот после инфильтрации растений чистыми окси-
коричными кислотами. Из ряда растений были выделены сложные
полиэфиры синаповой кислоты и глюкозы (Towers, 1964).
В зеленеющих тканях молодых побегов и проростков фенольные
соединения подчас накапливаются в больших количествах, напри-
мер в чае (Запрометов, 1963). Флоридзин образуется в большом ко-
личестве именно в молодых проростках яблони (Pieniazek, Grochov-
ska, 1967) или в верхушках молодых побегов (Сарапуу, 1970).
В процессе вегетации происходит резкое изменение содержания
фенолов. Так, по данным Минаевой и сотр. (1968), у растений воло-
душки количество флавоноидов резко возрастало при переходе
4 В. И. Кефели
97
от вегетации (фаза розетки) к цветению. Характерно, что Качест-
венное различие в составе флавоноидов отмечалось для старых и
молодых листьев брусники: аналог арбутина — пирозид — присут-
ствовал в старых листьях, тогда как сам арбутин— в молодых листьях
и почках (Walewska, 1966).
В период весеннего роста побегов активно протекает процесс
конденсации фенольных соединений. Так, Курсаиов (1944), иссле-
дуя содержание фенолов в укореняющихся весенних побегах ивы,
показал, что содержание катехинов у таких побегов резко снижается
по сравнению с периодом покоя, в то время как количество конден-
сированных продуктов (нерастворимых форм дубильных веществ и
растворимого таннина) резко возрастает.
При остановке ростовых процессов в тканях накапливаются фе-
нолкарбоновые кислоты и флоридзин (Сарапуу, 1970). Недавними
работами японских исследователей было показано, что в зоне с ос-
лабленной активностью роста, в нижней части стебля бамбука,
наблюдается накопление фенолкарбоновых кислот типа п-кумаро-
вой кислоты (Shimada, Yamadzakiet al., 1970). Известно, что п-ку-
маровая кислота и кумарин сильно подавляют рост стебля и его
отрезков. На примере стебля бамбука Симада и Ямадзаки показали
возрастание содержания n-кумаровой кислоты по мере удаления
от верхушки к основанию. Характерно, что количество феруловой
кислоты при этом возрастает незначительно. Исследуя содержание
связанной формы п-кумаровой кислоты (кверцетин-гликозил-ку-
марата) в прямых и искривленных черешках гороха, Яффе и
Галстон (Jaffe, Galston, 1965) показали, что у активно изгибающих-
ся черешков количество этого соединения было меньше, чем у пря-
мых. Наивысшая концентрация кверцетин-гликозил-кумарата
была обнаружена у неподвижного основания черешка листа гороха.
Некоторые авторы описывают ингибиторные свойства фенолов при
действии их па рост растений. Опытами Шуберт (1966) было пока-
зано, что в скорлупе семян чая обнаружены большие количества сво-
бодных фенолкарбоновых кислот, которые в определенных концент-
рациях являются ингибиторами роста. Варга (1960) предложила
использовать салициловую кислоту, присутствующую в кожуре
картофеля, в качестве препарата, подавляющего рост побегов, раз-
вивающихся из глазков клубня. Для семян риса было установлено,
что 4-оксикумарин и его производные, а также коричная и п-ку-
маровая кислоты являются сильными ингибиторами прорастания
(Oshio et al., 1971). Используя синаповую и феруловую кислоты
в опытах с культурой ткани табака, Ли и Скуг (Lee, Skoog, 1965)
установили их ингибирующее действие на появление и развитие
нормальных побегов. В самой суспендиальпой культуре клеток та-
бака фенолы накапливались на среде без ауксинов, если же в среду
добавляли ауксин, то избыточного синтеза фенолов, и в частности
хлорогеновой кислоты, не наблюдали (Леонова и др., 1970).
Большое количество .данных имеется по сезонной динамике фла-
воноидов и фенолкарбоновых кислот в тканях древесных растений.
38
Обычно исследователи отмечают два максимума накопления фено-
лов и кумаринов: первый — весной, после распускания почек,
в период начала роста побега, второй — осенью перед уходом расте-
ний в состояние покоя (Erez, Lavee, 1968; Tissut, 1968; Leike, 1968;
El-Mansy, Walker, 1969; Abu-Mustafa, El-Bay, 1970).
Весенне-летний максимум фенольных соединений может быть,
сопоставлен с усиленным процессом одревеснения растущего побега,,
приводящим в начале лета к полному подавлению ростовых процес-
сов в стебле и к заложению почек.
Осенний максимум фенолов может быть связан с регуляцией
опадения листьев, с подавлением распускания почек и с общим
снижением всех метаболических реакций в растении. Учитывая спо-
собность некоторых фенолов регулировать органогенез в культуре
тканей, можно предположить, что они обладают такими же свойст-
вами, накапливаясь в осенних почках.
К числу регуляторных свойств некоторых полифенолов и их
предшественников следует отнести их способность вызывать опаде-
ние листьев. Так, Томашевской (Tomaszewska, 1964) было показано,
что лгранс-коричная кислота ускоряла опадение черешков листьев,
а некоторые монооксифенолы снимали задерживающее действие
ИУК на процесс опадения.
Таким образом, в вегетирующем растении наряду с фитогормо-
нами, регулирующими рост стебля и осевых органов, присутствует
большое количество соединений ингибиторного типа, в частности
некоторых фенольных ингибиторов. Образование этих ингибито-
ров происходит активно на свету, что сопровождается задержкой
роста стебля в длину и усилением роста метамерных органов. Фе-
нольные ингибиторы роста, функционируя в растении совместно
с фитогормонами, подавляют их активность, участвуя в корреля-
тивной регуляции процессов роста.
До начала шестидесятых годов процесс торможения роста чаще
всего связывался только с накоплением фенольных ингибиторов
роста. Вместе с. тем уже в 1955 г. появилась работа Осборн, в кото-
рой сообщалось, что из стареющих листьев в агар диффундирует
вещество, индуцирующее опадение листьев (см. Osborne,
1968).
Дальнейшие исследования по содержанию в плодах и листьях
веществ, индуцирующих формирование отделительного слоя, были
выполнены в США (Okhuma et al., 1965; Addicott et al., 1964). Эдди-
котт с сотр. выделили из коробочек хлопчатника два соединения —
абсцизин I и абсцизин II, которых назвали так, считая, что выделен-
ные вещества регулируют опадение листьев (abscission). После От-
тавской конференции по регуляторам роста (1967) название абсци-
зины, или дормины, было заменено на термин абсцизовая кислота
(abscisic acid). Борпман и сотр. (Вогптап etal., 1967) показали, что
абсцизовая кислота подавляет процесс клеточного деления в зоне
опадения черешков, ускоряет лизогенное разрушение стеблевой
паренхимы и деструкцию клеточных стенок, тормозит синтез кал-
4* ,„9?
лозы в сосудах зоны опадения; все это приводит к опадению че-
решка через 24 часа после его обработки абсцизовой кислотой.
ИУК как типичный тормозитель процесса опадения листьев и плодов
в отличие от абсцизина усиливает рост черешка и активирует клеточ-
ное деление, усиливает биосинтез каллозы и удлиняет сроки пребы-
вания черешка на растении до 120 час.
Основные свойства абсцизовой кислоты были сформулированы
Аддикоттом и др. (Addicott et al., 1964) на конференции в Жиф-
сюр-Иветт (Франция) и кратко описаны в обзоре Мак-Реди (Mac-
Ready, 1966). К 1966 г. абсцизовая кислота была выделена не только
из хлопчатника, но и из явора, березы и люпина. Это позволяет
‘Считать, что она имеет отношение к процессу опадения листьев
у Целого ряда высших растений (Porter, Steweninck, 1966). Экспе-
риментами Хода было показано, что абсцизовая кислота способна
передвигаться с флоемным соком по стеблю ивы (Hoad, 1967). Кро-
ме того, ей присущ широкий диапазон действия: она способна не
только ускорять опадение листьев (антиауксин), но также затор-
маживать зацветание, ингибировать процесс распускания почек
(антигиббереллин), задерживать деление клеток культуры тка-
ней (антикинин). Как известно, природные фенольные ингибиторы
такой гаммой функций не обладают.
Абсцизовая кислота содержится в молодых проростках гороха,
на основании чего Дорффлипг (Dorffling, 1967) предположил, что
она участвует в процессе коррелятивного торможения роста почек.
Абсцизовая кислота, введенная извне, тормозила рост проростков
салата (Sankhala, Sankhala, 1968). Под действием гибберелловой
кислоты рост проростков гороха усиливался, а содержание абсци-
зовой кислоты в верхней части проростка уменьшалось, в то время
как в нижней части возрастало (Tietz, Dorffling, 1969).
Имеющиеся данные позволяют заключить, что абсцизовая кис-
лота подавляет рост ряда биотестов, в том числе и пробы, связан-
ные с прорастанием семян и распусканием почек, причем это подав-
ление наблюдается у абсцизовой кислоты в концентрациях, на 2—3
порядка более низких, чем у фенольных ингибиторов. Но это вовсе
не означает, что абсцизовая кислота обладает какими-то исключи-
тельными свойствами. Недавние исследования Холст (Holst, 1971),
выполненные в лаборатории Хемберга, показали, что кроме абсци-
зовой кислоты в комплекс |3-пнгибитора входит ряд сильных тормо-
зителей фенольной природы.
Функции природных ингибиторов и фитогормонов тесно взаимо-
связаны. Хорошо изучено антиауксиновое действие фенольных инги-
биторов и абсцизовой кислоты, направленное на торможение про-
цессов растяжения клеток, опадение черешков листьев и выражаю-
щееся в задержке роста почек в культуре тканей. Однако в послед-
ние годы было установлено, что природные ингибиторы способны
также снижать активность гиббереллинов, подавляя образование и
активность гидролитических ферментов и угнетая рост стеблей.
Антагонистическое действие природных ингибиторов обнаружено и в
(100
отношении цитокининов, особенно в связи с их действием на зеле-
нение листьев и прорастание семян.
Большое количество исследований проводится по взаимодейст-
вию между самими фитогормонами и фитогормонами и природными
ингибиторами на целом растении. В последнее время установлено,
что ИУК и гибберелловая кислота, испытанные на молодых расте-
ниях фасоли и сосны, выступают как антагонисты в отношении уд-
линения и роста боковых побегов (Tomaszewski, 1970; Phillips,
1971). Абсцизовая кислота, нанесенная на побеги укореняющихся
черенков виноградной лозы, тормозит синтез белков в листьях и
подавляет поступление в них природных цитокининов из корней
(Mullins, Osborne, 1970).
Транспорт ауксинов и других регуляторов роста
Способность фитогормонов транспортироваться по растению
является одной из характерных их черт. Наиболее полно изучена
проблема транспорта ауксинов. Первые работы в этой области сле-
дует отнести к тому периоду, когда еще не были выделены и иденти-
фицированы природные ауксины и не были известны синтетические
ростовые препараты типа 2,4-Д, нафтилуксусной кислоты и др.
Учение о фитогормовах, развитое в 20-х годах в СССР Холод-
ным (Cholodny, 1927), в Нидерландах — Бентом (Went, 1928), сде-
лало транспорт ауксинов основой явлений фото- и геотропизма.
Эти исследователи считали, что причиной искривления проростка
овса под влиянием тропических реакций является несимметричное
распределение ауксинов между двумя сторонами колеоптиля, что
вызывало активацию роста на внешней стороне и торможение роста
клеток на внутренней стороне колеоптиля.
Используя агаровые блоки как единственный существовавший
в то время способ для улавливания ауксинов, диффундирующих из
срезанных верхушек колеоптилей овса, экспериментаторы 30-х
годов установили факт базипетального транспорта ауксинов, способ-
ных вызывать искривление колеоптилей, подобное фототропическо-
му. В это время было выявлено универсальное стимулирующее дейст-
вие ауксинов, выделенных из верхушек проростков.
Введение в 40 и 50-х годах метода хроматографии на бумаге,
в обиход биологических исследований, а также применение метода
меченых атомов позволило сделать Новые шаги в области изучения
транспорта ряда веществ. Так, начиная с середины 50-х годов,
14С-ИУК часто используется в опытах по транспорту ауксинов.
Ранними исследованиями было обнаружено, а новыми подтверж-
дено, что ауксины в растениях движутся базипетально, т. е. строго
полярно сверху вниз по живым клеткам (Hoad et al., 1971). Движе-
ние ауксинов в растении по клеткам в нормальных условиях проис-
ходит главным образом в продольном направлении, и очень неболь-
шие количества этих веществ распространяются в боковом направ-
лении (Бойсен-Йенсен, 1938; Mc-Ready, 1966; Lyon, 1971).
101
Базипетальное передвижение природных ауксинов связано
с ростом растений. Однако скорость такого движения невелика:
7—10 мм/час. Джейкобс (Jacobs, 1952) показал, что усиление тран-
спорта ауксина в проростках фасоли коррелирует с активацией
роста. Ослабленный транспорт ауксинов из верхушечных почек
задерживает рост. У отрезков стеблей подсолнечника ослаблена
способность к передвижению ИУК от верхушки к основанию, с од-
новременным снижением интенсивности роста удаленных от апекса
тканей. Аналогичные данные получены Бовнемейном (Bonnemain,
1971).
Передвижение синтетических ростовых препаратов может про-
исходить базипетально и акропетально, в зависимости от способа
введения, но наиболее интенсивно экзогенно введенные ауксины,
кинины и гиббереллины движутся в акропетальном направлении.
Акропетальное передвижение ауксинов в противоположность бази-
петальному носит пассивный характер и происходит с транспи-
рационным током воды. Регуляторы роста, поступающие через
лист, передвигаются по флоэме. Синтетические регуляторы, по-
глощаемые корнями или же нижней частью срезанной поверхности
растения, поднимаются в надземные органы по ксилеме, из ксилемы
они перемещаются в поперечном направлении по паренхиме стебля.
В тех случаях, когда ауксин движется базипетально, его транспорт
идет по живым клеткам флоэмы, движение же его акропетально
вместе с током воды может происходить как по ксилеме, так и по
флоэме.
Транспорт гиббереллинов по растениям происходит как акропе-
тально, так и базипетально, т. е. никакой строгой полярности при
этом не наблюдается (Mc-Ready, 1966; Hoad, Bowen, 1968). Крозье
и Рейд (Crozier, Reid, 1971) показали, что некоторые гиббереллины,
например А 1а, синтезируются в листьях, а некоторые — в корнях
(Aj). При этом может происходить встречный транспорт этих соеди-
нений.
Гибберелловая кислота, меченная по тритию, легко движется по
растению гороха как вверх, так и вниз. Некоторыми авторами было
показано, что в тканях древесных растений гиббереллины, введен-
ные извне, перемещаются акропетально, но значительно медленнее
и на меньшее расстояние, чем в травянистом растении.
Ингибитор транспорта ауксинов—трийодбензойная кислота —
подавляет и передвижение гиббереллинов.
В обзоре Мак-Реди, посвященном транспорту фитогормонов
(Mc-Ready, 1966), отмечается способность экзогенно введенного
кинина транспортироваться базипетально, но перемещение кининов
по растению нельзя признать строго базипетальным. Они движутся
по стеблю с пасокой вверх и легко перемещаются вниз по растению
(Friedrich et al., 1970; Chvojka et al., 1971). Эти данные согласуются
с исследованиями Пиле (Piletet al., 1967; Pilet, 1968), который пока-
зал, что транспорт 6-бензиламинопурина не обладает строгой поляр-
ностью в стеблях чечевицы.
102
В ксилемном соке древесных растений, передвигающихся по
стеблю, были найдены эфирорастворимые природные ингибиторы
роста (Davison, 1962), Терпеноидный ингибитор — абсцизовая
кислота — транспортируется как вверх, так и вниз по растению, но
транспорт вниз происходит в 3 раза быстрее, чем вверх, в то время
как для ИУК подобного рода базипетальный транспорт происходит
в 100 раз интенсивнее, чем акропетальный (Milborrow, 1969). Во вре-
мя транспорта абсцизовая кислота не подвергается сильным превра-
щениям (Ingersoll, Smith, 1970).
Ауксины и другие фитогормоны играют существенную роль в
синтетической деятельности клеток и являются одним из необходи-
мых компонентов для образования и самовозобновления протоплаз-
мы. Образующиеся в растениях ауксины выступают в качестве су-
щественного звена регуляции передвижения пластических веществ
в растительном организме (Ракитин, 1948, 1963).
Клетки и ткани, обогащенные ростовыми веществами, становятся
как бы центром притяжения воды и питательных веществ. Это,
по-видимому, является основной причиной усиленного разраста-
ния клеток и тканей. Способствуя притоку питательных веществ
к одним участкам растения, ростовые вещества благоприятствуют
тем самым оттоку их из других участков (Максимов, 1941). Иначе
говоря, ауксины являются регуляторами передвижения и распре-
деления веществ в растительном организме (Ракитин, 1963).
Различными авторами показано, что стимуляторы роста способ-
ствуют преодолению полярности в органообразовании, заключаю-
щемся в том, что у стеблевых черенков, посаженных в переверну-
том положении, корни образуются на морфологически апикальных
концах, обработанных ИУК-
Как указывалось выше, стимуляторы роста способствуют при-
току питательных веществ к местам обработки, благодаря чему
корни образуются не на обычном месте.
Опрыскивание деревьев яблони и груши а-нафтилуксусной кис-
лотой или ее солью — КАНУ — уменьшает предуборочное опаде-
ние плодов, так как задерживает образование отделительного слоя.
Появление последнего в цветоножках еще не созревших плодов, не-
сомненно, связано с прекращением поступления питательных ве-
ществ и ауксинов к цветоножкам (Ракитин, 1966). Под влиянием
КАНУ, как указывает Ракитин, усиливается обмен веществ в пло-
доножках, благодаря чему улучшается снабжение их необходимыми
веществами, в том числе ауксинами. Это еще раз говорит о том, что
ростовые вещества являются важными факторами синтетических
превращений, ведущих к перестройке исходных питательных ве-
ществ в структурные образования клеток.
Использование радиоактивных изотопов во многом облегчает
изучение поступления и передвижения питательных веществ и воды
в растении под воздействием того или иного стимулятора роста
(Bowen, Wareing, 1971).
Дэвис и Вэринг (Davies, Wareing, 1966) наблюдали усиление
103
передвижения 32Р по стеблю гороха под воздействием ИУ К- Гри-
йодбензойная кислота задерживает стимулирующее действие ИУК
на передвижение Э2Р. Индолилацетонитрил, 24-Д, кинетин и
ГК в опытах этих авторов не влияли на передвижение32?.
В связи с усилением общего обмена под влиянием стимуляторов
роста часто происходит такое перераспределение веществ, при ко-
тором на процессы роста, формирование плодов и т. д. тратятся
обычно неиспользуемые ресурсы растения.
Следует подчеркнуть, что ростовые вещества экзогенного и эндо-
генного происхождения оказывают также стимулирующее действие
на поступление и передвижение воды по растению.
Таким образом, ауксины, гиббереллины, кинины и природные
ингибиторы проявляют регулирующее действие па ток пластических
веществ и воды, усиливая или тормозя приток питательных веществ
ктой части растения, где опи локализуются: в плодах, семенах,
клубнях (Mothes, 1964).
Рост надземных органов у высокорослых
и низкорослых растений в связи с изменением
активности фитогормонов и ингибиторов
Как указывалось выше, растения могут обладать способностью
формировать стебли разной высоты. Эта способность может носить
генетически закрепленный характер или формироваться под дейст-
вием внешних условий выращивания.
Действие внешних факторовна рост рас-
тений гороха. В отношении растений с генетически «кар-
ликовым» габитусом, как известно, имеется многочисленная литера-
тура. Основной вывод, который можно сделать при ее анализе, сле-
дующий: ни один из эндогенных гормональных факторов ле опреде-
ляет явления карликовости и полностью с ним не коррелирует. Преж-
де чем проверить это предположение, представляло интерес выяс-
нить, как обстоит дело с растениями, различающимися друг от друга
Таблица 11
Характеристика роста различных сортов гороха на Сахалине
Показатель Ранний зеленый (низкорос- лый) Александ- ровский (высокорос- лый)
Время от начала вегетации до цвете- ния, дни 32 75
Затягивание ростовых процессов, дни Высота растений, см 43
к началу цветения 54+7,1 224+15,9
к концу цветения 108+22,6 310+16,9
104
по длине стебля, сформированного в результате воздействия внеш-
них факторов. Комплекс внешних факторов, существующий на Са-
халине, провоцирует у растений интенсивный рост стеблей. Генети-
ческий характер «высокорослости» этих растений пока не изучен,
т. е. неясно, что представляет собой это явление — фенокопию, серо-
тип или модификацию (Джинкс, 1966). Растения гороха сорта
Ранний зеленый 33 выращивали из элитных семян (оригинал), полу-
ченных из Воронежской опытной станции, и сравнивали их рост с
ростом растений гороха «местный высокорослый» — сорт Александ-
ровский (Чумаковский, Кефели, 1968).
Низкорослый сорт гороха Ранний зеленый 33 при выращивании
его в условиях Воронежской области и в первый год репродукции на
Сахалине достигает высоты одного метра и зацветает после 32 дней
вегетации, в то время как сорт Александровский (высокорослый)
вырастает до трех метров и цве-
тет после 75 дней вегетации
(табл. 11, рис. 19).
Темпы ростового процесса
высокорослого гороха также от-
личаются от низкорослого. Если
условно весь онтогенез гороха
разделить на две фазы: вегета-
тивную (от начала роста до на-
чала цветения) и генеративную
(от начала цветения до созрева-
ния плодов), то окажется, что у
всех сортов гороха ростовые про-
цессы после начала цветения не
замедляются, а протекают не-
обыкновенно активно.
Так, у гороха Ранний зеленый
33 первой репродукции за время
генеративной фазы (после начала
цветения) длина стебля увеличи-
вается в 2 раза. Стебель же мест-
ного сорта Александровский (вы-
сокорослый) за генеративную фа-
зу прирастает лишь на 40%.
Рис. 19. Внешний вид растений гороха,
выращенных на о, Сахалине (Чумаков-
ский, Кефели, 1968)
1 — сорт Александровский (высокорос-
лый);
2 — седьмая генерация гороха сорта Ран-
ний зеленый (среднерослый);
2 — оригинал, сорт Ранний зеленый
£ (низкорослый)
105
Прирост отрезков колеоптилей, °/а к контролю
Р и с. 20. Гистограммы изменения
активности ауксинов и ингибиторов
в горохе (Чумаковский, Кефели,'
1966)
А — в стеблях: а — 12 июня, 6 —
3 июля, в — 13 июля, г — 24 июля,
д — I августа; Б — в бобах:
1 — низкорослый,
г — средней высоты,
3 — высокорослый. Штриховыми
линиями указана концентра-
ция И У К-6 мг/л, активирую-
щая рост отрезков колеопти-
лей
Р и с< 21. Содержание гиббереллинов в листьях (а) и стеблях (<Г) гороха через 8 час.
после опрыскивания целых растений гибберелловой кислотой; в — в стеблях гороха после
опрыскивания только листьев гибберелловой кислотой < Чумаковский» Кефели, 1968}
1 — высокорослые; 2 — низкорослые растения гороха. В кружках дана биологиче-
ская активность ауксинов в стеблях, оцененная по росту отрезков колеоптилей к вы-
раженная в процентах к контролю
В условиях Сахалина затягивается переход растений к цветению, что
сопровождается активацией ростовых процессов, и в том числе
усиленным ростом стебля и листьев в период, предшествующий
генеративному развитию.
Природные ауксины при росте различных форм гороха. Если сле-
дить за динамикой изменения ауксинов в стеблях гороха в период
вегетации, то складывается впечатление, что у низкорослого гороха
ауксины присутствуют в достаточно больших количествах только во
время двух фаз (рис. 20), а у местного высокорослого — во время всех
пяти исследовавшихся фаз. Следует отметить, что в обоих случаях
максимум ауксинов присутствовал в стеблях в период цветения горо-
ха (Чумаковский, Кефели, 1968).
Начало отмирания стеблей и отмершие стебли растений всех сор-
тов характеризовались полным исчезновением ауксиновой активно-
сти па уровне Rf ИУК (0,62),
Анализ содержания ауксинов в репродуктивных органах гороха
показал, что увеличение содержания ауксина в бобах резко возрас-
тает с увеличением числа репродукций растений на Сахалине и зна-
чительно превышает содержание ауксинов в стеблях (см. рис. 20).
Таким образом, «гормональный багаж» семян у гороха-оригинала и
у сахалинских Горохов был крайне различным, что, по-видимому, мо-
жет сказываться и на интенсивности роста последующего поколения.
Взаимодействие природных ауксинов с гиббереллинами.Если вво-
дить гибберелловую кислоту экзогенно путем опрыскивания целых
107
растений, то она будет по-разному распределяться между стеблями и
листьями высокорослых и низкорослых форм гороха (рис. 21). Боль-
шое количество гибберелловой кислоты сосредоточится в листьях
низкорослого оригинала и небольшое — в листьях сахалинского вы-
сокорослого. В стеблях порядок распределения гибберелловой кис-
лоты будет обратным. Больше всего гиббереллина содержат стебли
местного высокорослого сорта, меньше всего — стебли низкорослого
оригинала.
Гибберелловая кислота вводилась не только путем опрыскива-
ния целых растений, но также и путем нанесения водного раствора
непосредственно в виде капель па листья. Результаты оказались ана-
логичными: наибольшее количество гиббереллинов транспортирова-
лось в стебли высокорослого гороха и наименьшее — в стебли низ-
корослого гороха (см. рис. 21).
Параллельное определение эндогенных ауксинов в стеблях иссле-
дованных растений показало, что больше всего их содержится в стеб-
лях высокорослого и меньше — в стеблях низкорослого сортов го-
роха.
Складывается впечатление, что чем выше содержание ауксинов в
стебле, тем активнее транспортируются гиббереллины из листа в
стебель. По-видимому, такое повышение транспортной активности
гиббереллинов связано с известным притягивающим действием аук-
синов, детально исследованным на примере транспорта 82Р Сетом и
Вэрингом (Seth, Wareing, 1964). Поступление экзогенно введенной
гибберелловой кислоты в стебли не оставляет без изменения и уро-
вень эндогенных ауксинов. Он становится заметно выше.
Таким образом, наблюдается непосредственное взаимодействие
между ауксинами и гиббереллинами, выражающееся в том, что чем
выше уровень ауксинов в стебле, тем скорее поступают туда гибберел-
лины. По-видимому, поступив в стебель, гиббереллины в свою оче-
редь повышают содержание ауксинов.
Природные ингибиторы роста. В растениях гороха были обна-
ружены разнообразные фенольные соединения, но большинство из
них находилось в тканях в исчезающе малых количествах. Некото-
рых фенолов было настолько мало, что они почти не обнаруживались
цветными реакциями (даже ДСК) и лишь слабо светились в УФ-свете.
В химически уловимых количествах в тканях растений содержались
один флавоноид и две фенолкарбоиовые кислоты.
По; значению реакции с хлористым алюминием и по продуктам
гидролиза выделенный флавоноид был идентичен описанному в ли-
тературе и упоминавшемуся выше кверцетин-3-глюкозил-пара-
кумарату (Furuya et al., 1962).
Чтобы убедиться, что агликоном выделенного флавоноида явля-
ется действительно кверцетин, гидролизу в соляной кислоте парал-
лельно подвергали две пробы: флавоноид и кверцитрин из гороха.
Полученные после гидролиза желтые осадки отфильтровывали и под?
вергали совместному хроматографированию, сравнивая полученные
флавонолы с Rf веществ-стандартов кемпферола и кверцетина.
J08.
основании данных Rf и цветных реакций с ДСК и А1С13 установили
идентичность флавонола из гидролизата с кверцетином. После этого
водные остатки гидролизата сгущали и экстрагировали эфиром.
Эфирные экстракты выпаривали, сухие остатки растворяли в этаноле
и тоже подвергали совместному хроматографированию. В водном ос-
татке после гидролиза кверцитрина не содержалось фенольных про-
дуктов, а в водном остатке гидролизата флавоноида присутствовала
n-кумаровая кислота в цис- и транс-формах. Таким образом, данные
гидролиза подтвердили, что исследованное соединение является
кверцетин-3-глюкоз ил кумар атом (КГК).
Фенолкарбоновые кислоты, выделенные из гороха, отличались
друг от друга многими физико-химическими признаками (табл. 12).
В УФ-свете одна светилась голубым светом, а другая имела темно-
фиолетовую окраску. Различались они также по Rf в смесях раст-
ворителей и по окраскам, даваемым со специфическими реактивами.
Таблица 12
Сравнение выделенных фенолкарбоновых кислот растений гороха с
веществами-метчиками
Вещество Rf в смесях растворителей Окраска
Б—У—В, 1 6:1:2 Б-У. 27% Б—У—В, 4:1:2 § со УФ-свет ДСК
Фенолкарбоновая кисло- та № 1 0,79 0,80 0,3 Голубая Розовая
Кофейная кислота . . . Фенолкарбояовая кисло- 0,80 — 0,81 0,3 »
— 0,90 — 0,78 Темно- фиолетовая Малиновая
л-Кумаровая кислота . . — 0,90 — 0,72 » ft
По свойствам фенол карбоновая кислота № 1 (голубое свечение в
УФ-свете) была похожа на кофейную или хлорогеновую кислоту, по-
этому ее хроматографическое разделение проводили совместно с эти-
ми веществами-метчиками. Результаты идентификации этой фе-
нолкарбоновой кислоты показали, что она сходна по Rf, по цветным
реакциям и по ИК-спектру с кофейной кислотой.
Фенол карбоновая кислота № 2 (темно-фиолетовое свечение в УФ-
свете) была сравнена по своим свойствам с орто- и n-кумаровой кис-
лотами. Дальнейшая идентификация показала, что эта фенолкарбо-
новая кислота очень близка по своей физико-химической характери-
стике к ц-кумаровой кислоте.
Таким образом, в результате препаративного выделения из расте-
ний гороха-оригинала и местного высокорослого были получены и
109
Рис. 22. Биологическая актив-
ность кверцетин-гликозида (квер-
цитрина) (/), КГК (2) л-к у маре-
вой кислоты (3) (Чумаковский,
Кефели. 1968).
Тест — рост отрезков колеопти-
лей пшеницы
идентифицированы три фенольных соединения — кверцетин-глико-
зил-пара-кумарат (КГК), кофейная и n-кумаровая кислоты.
Представляло интерес сопоставить ингибирующие свойства са-
мого КГК и компонентов его молекулы (n-кумаровая кислота, квер-
цетин-гликозид) в отношении роста отрезков колеоптилей. Распола-
гая достаточными количествами препаративно выделенного КГК,
мы могли провести эту серию сравнительных анализов. Оказалось,
что флавоноидный компонент КГК—кверцетин-гл и коз ид (кварцитрин)
даже в концентрации 220 мг/л (полунасыщенный раствор) нс был спо-
собен подавлять рост такого чувствительного теста, как отрезки ко-
леоптилей пшеницы (рис. 22), в то время как n-кумаровая кислота в
концентрации 175 мг/л вызывала уже достоверное подавление роста
(точность опыта ±3%). Сам КГК — продукт, состоящий из инерт-
ного кверцетин-гликозида и активной н-кумаровой кислоты, был спо-
собен подавлять рост отрезков колеоптилей пшеницы в концентра-
ции 4000 мг/л, т. е. примерно в 20 раз более высокой, чем концентра-
ция n-кумаровой кислоты.
Снижение активности /г-кумаровой кислоты в молекуле КГК
может быть связано не только с увеличением общего молекулярного
веса КГК, но и с рядом других факторов, к которым могут быть от-
несены: а) гликозилирование молекул /г-кумаровой кислоты, б) ос-
лабление ее проникающей способности в результате связывания с
кверцети я-гл и коз идом.
В тканях гороха присутствуют кроме двух химически идентифи-
цированных фенольных ингибиторов (n-кумаровой кислоты, КГК)
и неизвестный ингибитор (Rf 0,83 в 15%-ной СН3СООН). Уровень этих
соединений в течение онтогенеза не остается постоянным (табл. 13)
В начале вегетации тормозящая активность всех трех ингибито-
ров низка. В низкорослом горохе в период цветения /г-кумаровая кис-
лота начинает проявлять ингибиторную активность (см. табл. 15),
в то время как у высокорослого гороха ингибиторная активность
n-кумаровой кислоты в этот период еще отсутствует и резко возраста-
ет во время окончания ростовых процессов. Аналогичным образом из-
меняется активность ингибитора с Rf 0,83 (сходного по Rf с абсци-
110
Таблица 13
Изменение активности ауксина и фенсльных ингибиторов в низкорослом и
высокорослом горохе (в % прироста отрезков колеоптилей к контролю)
Вещество Начало росто- вых процессов гороха Фаза цветения Конец росто- вых процессов
низко- рослый высоко- рослый низко- рослый высоко- рослый низко- рослый высоко- рослый
Ауксин (RfHYK) 135 161 152 184 100 100
/1-Кумарсвая кислота 91 100 85 94 40 40
Ингибитор (Rf 0,83) 92 98 41 82 18 71
зоной кислотой). Его тормозящая активность была значительно выше
в низкорослом горохе, чем в высокорослом горохе, как в период цве-
тения, так и во время окончания ростовых процессов (см. табл. 13).
КГК совершенно отсутствовал в прорастающих семенах гороха и на-
капливался в тканях исследованных сортов перед цветением и осо-
бенно в период цветения. Резких различий в биологической активно-
сти КГК у различных сортов установить не удалось. КГК обладает
слабой тормозящей активностью на рост отрезков колеоптилей, по-
этому его содержание в растениях оценивали по размерам и интен-
сивности окрашивания пятен с химическими реагентами.
Сравнивая содержание ауксина (Rf ИУК) с содержанием /г-ку-
маровой кислоты и ингибитора (Rf 0,83) в разных формах гороха,
можно сделать заключение, что эти две группы регуляторов как бы
сменяют друг друга в системе регуляции роста (см. табл. 13). В нача-
ле ростовых процессов преобладают ауксины и они присутствуют тем
дольше, чем более высокорослым является сорт. Во время окончания
ростовых процессов ауксин не обнаруживается и в обоих сортах пре-
обладают ингибиторы. Если n-кумаровую кислоту можно рассматри-
вать как сильный ингибитор роста, то КГК обладает лишь слабым
ингибиторным действием па рост отрезков колеоптилей. Интересно
было проверить, как КГК взаимодействует с ИУК- Нами были вы
браны концентрации КГК, подавляющие и не подавляющие эндоген-
ный рост отрезков колеоптилей. Были получены следующие данные по-
приросту отрезков колеоптилей, выраженные в процентах к контро-
лю:
Концентрация КГК,
мг/л
Вода (контроль)
120
250
500
3000
Без ИУК ИУК, 10 мг/л
100 175
92 178
97 176
90 165
80 118
111
Следовательно, КГК способен подавлять активность ИУК только в
тех высоких концентрациях, в которых он начинает тормозить эндо-
генный рост.
В аналогичной ингибиторной концентрации 4000 мг/л КГК по-
давляет рост стеблей/ороха в высоту на 25% (гиббереллиновый тест) и
подавляет стимуляторное действие гиббереллина в этом тесте на 35%.
Приведенные факты не позволяют сделать полного заключения
об ингибиторных функциях КГК, однако уже сейчас можно заклю-
чить, что КГК является в известной мере неспецифическим агентом,
так как он подавляет рост в высоких концентрациях и одинаково
легко тормозит физиологическую активность как ауксинов, так и
гиббереллинов.
Изучение эндогенных гормональных факторов у растений, разли-
чающихся по интенсивности роста, позволяет прийти к общему за-
ключению о том, что явление высоко- или низкорослости растений
определяется изменением не одного, а комплекса гормональных об-
щерегуляторных факторов. У высокорослых растений фито гормоны
присутствуют в тканях более продолжительное время, транспорт гиб-
береллинов из листьев идет скорее и наблюдается их активное сосре-
доточение в стеблях. Сами гиббереллины повышают в стеблях уро-
вень эндогенных ауксинов, которые в особенно больших количествах
накапливаются в стеблях в период цветения. У высокорослых расте-
ний низкомолекулярные фенольные ингибиторы появляются лишь в
конце вегетации, значительно позже, чем у низкорослых растений,
зато синтез КГК — соединения, связывающего ингибиторы в форме
ацилированных флавоноидов, идет активнее у высокорослых расте-
ний, особенно в начале и в конце роста. Такое соотношение фитогормо-
нов и ингибиторов в высокорослых растениях с преимущественным
преобладанием ауксинов создает основу для продолжительного веге-
тативного роста. Несомненно, гормональная система находится в
тесной связи с эндогенными трофическими факторами, что в комп-
лексе может определять явление высоко- или низкорослости (Чума-
ковский, Кефели, 1968).
Выращивание растений гороха в условиях Сахалина не позволи-
ло, однако, соблюсти стабильные условия с «дозировкой» отдельных
факторов и не дало возможности определить роль каждого из внеш-
них факторов в регуляции роста стебля. В связи с этим опыты с го-
рохом сорта Ранний зеленый 33 были повторены в условиях Станции
искусственного климата ПФР АН СССР в Москве. Причем если усло-
вия на Сахалине способствовали интенсификации роста стебля, то в
опытах, проведенных на Станции искусственного климата, были соз-
даны условия, прогрессивно снижающие интенсивность роста стебля.
Это достигалось за счет использования света разных интенсивностей
(Протасова, Кефели, Коф, Чистухина, 1972).
Изменение природных регуляторов при
подавлении светом роста стебля и листь-
е в. Для изучения действия света разной интенсивности на содержание
природных регуляторов в растениях были выбраны две культуры:
112
\
стебельное растение — горох1 сорта Ранний зеленый и бесстебель-
ное— салат сорта Московский парниковый, растущий в виде розетки
(Протасова и др., 1969, 1972).
Эти растения выращивали в течение 20 дней в контролируемых
условиях в темноте и при возрастающих интенсивностях света, начи-
ная от 25 тыс. эрг/см2 - сек и вплоть до насыщающих интенсивностей,
равных максимальному солнечному свету (500 тыс. эрг/см2-сек).
Высокие интенсивности света создавались ксеноновыми лампами.
Оказалось, что по мере возрастания интенсивности света увеличи-
вается активность фотосинтетического аппарата. Однако при высоких
интенсивностях уменьшается млощадь листьев и снижается высота
стебля. Обычно ингибирование роста стебля и листьев часто наблю-
дается в высокогорных районах и объясняется действием УФ-радиа-
ции. Хотя в наших опытах коротковолновая УФ-радиация была ис-
ключена благодаря применению стеклянных экранов, однако тормо-
жение роста наблюдалось. Поэтому следовало искать другое объяс-
нение наблюдаемым процессам торможения роста растений.
При выращивании растений гороха применялись следующие ин-
тенсивности света: 25, 200, 300 и 420 тыс. эрг/см2-сек. В этих опытах
по мере увеличения интенсивности света снижалась высота стебля
и уменьшалась площадь листьев (рис. 23).
Растения салата выращивали в аналогичных условиях: в темноте
и при интенсивности света 30, 100, 200 и 420 тыс. эрг/см2-сек. При
возрастании интенсивности света свыше 200 тыс. наблюдается тормо-
жение роста листьев, что было особенно четко выражено при
420 тыс. эрг/см2-сек (см. рис. 23).
Изменение роста площадей листьев соответствует ходу накопле-
ния сырого вещества листьев и общей биомассы растений. Как и сле-
довало ожидать, растения, выращенные при разных интенсивностях
света, имели не только морфологические, ио и функциональные раз-
личия. Прежде всего была отмечена зависимость образования суммы
хлорофиллов я и бот интенсивности света. Если в листьях гороха
(светолюбивый сорт) по мере увеличения интенсивности света кон-
центрация хлорофилла снижается сравнительно плавно (с 2,36 до
1,40 мг/дм2), то у теневыносливого салата при 420 тыс. эрг/см2-
•сек происходит резкое падение содержания хлорофилла, доходящее
до 0,16 мг/дм2, что, по-видимому, является основной причиной низкого
фотосинтеза при светонасыщающих интенсивностях у этих растений.
На рис. 24 изображены световые кривые фотосинтеза листьев са-
лата и гороха. Если у гороха интенсивность фотосинтеза возрастает
вплоть до интенсивности света, равной 200 тыс. эрг/см2-сек, а затем
выходит на плато, у салата отмечалось резкое падение фотосинтеза,
наблюдаемое при увеличении интенсивности света.
Из сопоставления полученных данных по фотосинтезу и росту рас-
тений следует, что при светонасыщающих интенсивностях сниже-
ние общей продуктивности растений происходит главным образом
из-за ингибирования роста площади листьев и в меньшей степени из-
за снижения интенсивности фотосинтеза, т. е. световое насыщение
нз
Р и с. 23. Внешний вид растений гороха (Л) и салата (fi), выращенных на свету р; з
личной интенсивности (в эрг., см--сек-103) (Протасова и др.-, 1972)
1 — 400; 2 — 300; 3 — 200; 4 — 25; .5 — в темноте; в — 30; 7 — 100; 3 — 200; 9 — 420
процессов роста наступает при более низких интенсивностях по срав-
нению со световым насыщением фотосинтеза (см. рис. 24).
Таким образом, интенсивность света, определяющая скорость фо-
тосинтеза, является вместе с тем таким же морфогенетическим фак-
тором, как и качество света. Выяснение регуляторных механизмов
роста у растений, выросших при разных интенсивностях света, яви-
лось предметом наших дальнейших исследований.
114
Проблема регуляции роста стебля с помощью света разных интен-
сивностей решалась физиологами растений главным образом‘в плане
выяснения роли эндогенных гиббереллинов. Другие системы фито-
гормонов и их антагонистов при этом практически не исследовались,
за исключением нескольких работ по анализу содержания ауксинов в
растениях, выращенных на свету и в темноте (Fletcher, Zalik, 1964,
1965).
На свету разной интенсивности содержание ауксинов у растений
салата и гороха не остается постоянным, а падает по мере увеличе-
ния интенсивности света и особенно резко — при 420 тыс. эрг. см2-
-сек. (рис. 25). Содержание ингибиторов, наоборот, в этом случае
возрастает.
Другой примечательный факт состоит в том, что в листьях расте-
ний, имеющих розеточную форму (салат), гиббереллинов совсем не
обнаружено, в то время как у растений стеблевой формы (горох)
гиббереллины появляются на свету низких интенсивностей и их со-
держание уменьшается на свету высоких интенсивностей. Сибаока
(Shibaoka, 1961) считает, что свет индуцирует в листьях синтез осо-
бого ингибитора, который транспортируется в стебель и подавляет
рост последнего. Характерно, что терпеноидные ингибиторы к свету
не чувствительны (Kende, Kays, 1971; Burden et al., 1971). Этого
нельзя сказать о фенольных ингибиторах.
У растений гороха связанной формой ингибитора можно считать
флавоноид — кверцетин-гликозил-кумарат, описанный Мамфордом
(Mumford et al., 1961) и Фуруя, Галстоном (Furuya, Galston, 1965),
а затем нами (Чумаковский, Кефели, 1968).
но
\/\/\ "
। || О—(глюкоза),,—О— С—СН=СН
ОН О I
I
ОН
Кве р нети н-r л икози л-кума рат
Флавонол-гликозид из салата
Это соединение, как указывалось выше, представляет собой инерт-
ный флавонол-гликозид, связанный с молекулой фенольного инги-
битора, п-кумаровой кислотой, присутствующей в листьях гороха
115
как в связанной, так и в свободной форме. Аналогичным образом, но
менее детально был изучен флавонол-гликозид, выделенный препара-
тивно из листьев салата.
Спектрофотометрически было показано, что с увеличением интен-
сивности света наблюдается активное накопление связанной формы
ингибитора КГК. Этот процесс сопровождается снижением интен-
сивности роста стебля гороха (рис. 23, 26, а). Позднее Элиассояом
было показано, что свет индуцирует образование природных инги-
биторов (Eliasson, 1971).
Рис. 24. Кривые интенсивности
фотосинтеза листьев салата (/) и
гороха (2) при разной интенсивно-
сти света (Протасова и др.? 1972)
Высокие интенсивности света активируют также накопление фла-
воноида в листьях салата, при этом наблюдается подавление роста
самих листьев (рис. 23, 26, б). С помощью пробы на рост отрезков ко-
леоптилей пшеницы были обнаружены свободные природные ингиби-
торы роста в листьях гороха и салата, которые также накапливались
в связи с возрастанием интенсивности освещения. Свет высоких ин-
тенсивностей подавляет образование ауксинов и вызывает накопле-
ние природных ингибиторов, а также образование избыточных коли-
честв флавоноидов типа кверцетин-гликозил-кумарата в горохе и
флавонол-гликозида в салате. Значительное накопление фенолов в
период приостановки роста может явиться результатом образования
их свободного пула, который не тратится на лигнификацию клеточ-
ных стенок растущего побега. Варга (Varga, 1970) считает, что накоп-
ление монофенолов под действием внешнего фактора, такого, как ана-
эробиоз, приводит к активации разрушения ИУК и к торможению
роста. Может быть, аналогичная картина происходит при действии
света.
Рост стебля генетических мутантов го-
роха в связи с изменением содержания
фитогормонов и ингибиторов. В настоящее время
можно составить значительный перечень процессов в метаболизме
растений, связанных, по мнению многочисленных авторов, с феноль-
ными соединениями. В общем виде этот перечень может быть раз-
делен на две большие группы.
1. Влияние на уровне генного аппарата: регуляция кумарином
и его аналогами процессов митоза и синтеза ферментов, регуляция
активности функционирующих ферментов.
Н6
р и с. 2 5. Гистограммы активности природных ауксинов и ингибиторов в растениях
гороха (а) и салата (б), выращенных при разной интенсивности света (в эрг см’-сек-
•10®) (Протасова н др., 1972)
а: 1 — темнота; свет: 2 — 25, 3 — 200, 4 — 420; 6: 1 — темнота; свет; 2 — 30, 3—100,
4 — 200, 5 — 4.20
2. Влияние на уровне процессов, протекающих в цитоплазме:
торможение синтеза АТФ, разобщение окислительного фосфорилиро-
вания и дыхания, ингибирование процессов фотосинтеза и фотосинте-
тического фосфорилирования; задержка синтеза фитогормонов типа
ауксинов, активация их распада, регуляция биологической активно-
сти фитогормонов.
117
л 10 Jэре /см сем
Р и с, 2 6. Содержание кверцстнн-гликозил-кумарата (в мг/г сухого вещества) в расте-
ниях гороха (з) и флавоноида в растениях салата ((У), выращенных на свету различной
интенсивности (Протасова и ДР-; 1972).
Все названные процессы в конечном итоге тесным образом связа-
ны с ростом растительного организма.
Учитывая разнообразие структуры отдельных представителей
класса фенолов, можно ожидать и различие в их физиологических
функциях. В настоящее время известно, что лишь незначительная
часть фенольных соединений обладает способностью ингибировать
некоторые ростовые процессы у растений. В связи с этим было бы не-
правильно связывать изменения тотального количества фенолов с ро-
стом растений и на этом основании судить о регуляторных свойствах
фенольных ингибиторов. Хорошо известно, что фенольные ингиби-
торы роста, к числу которых относят кумарин и его аналоги, некото-
рые фенолкарбоновые кислоты, нарингенин и его производные, а
также коричную кислоту, не способны подавлять все известные фор-
мы роста, что, впрочем, не свойственно и абсцизовой кислоте — инги-
битору, значительно более сильному, чем фенольные производные.
Являясь лишь одним из звеньев регуляторной системы, коорди-
нирующей рост растений, фенольные ингибиторы меняются количест-
венно в связи с изменением роста. Однако эти изменения не всегда
коррелируют с интенсивностью ростовых процессов, поскольку они
могут быть «затемнены» или даже нейтрализованы присутствием гор-
мональных факторов типа ауксинов и гиббереллинов.
Хотя проблема физиологических функций фенолов значительно
старше, чем история изучения фенольных ингибиторов роста, но до
настоящего времени не решен кардинальный вопрос — вопрос функ-
ционирования и компартментации фенольных соединений внутри
клетки. Неизвестны данные о степени проницаемости, в частности,
вакуолярных мембран для ряда фенольных продуктов, неясны во-
просы о внутриклеточных концентрациях фенолов, регулирующих
активность отдельных метаболических процессов и функцию органелл
в целом. Решение этих вопросов позволит вплотную подойти к выяс-
нению механизмов функционирования фенолов на клеточном уровне.
118
Рис. 27. Внешний «ид рп степи й-мутантов > ореха (Кефели и др., 1973)
1 — Карлик 202; 2 — Компактный 3; 3 — исходный сорт — Торсдаг
Однако пока эти кардинальные вопросы регуляции роста оста-
ются неясными, нами были сделаны другие подходы к выяснению свя-
зи между природными ингибиторами и ростом растений. Эти подхо-
ды касались сопоставления интенсивности роста растений гороха и
содержания в них природных ингибиторов (совместная работа—В. И.
Кефели, Р. X. Турецкая, В. Н. Ложникова, Л. П. Хлопенкова,
В. В. Хвостова, К. К. Сидорова, М. X. Чайлахяна).
Представляло интерес выяснить, как меняется количество связан
ной формы /г-кумаровой кислоты — ациллированного флавоноида
кверцетин-гликозил-кумарата — в связи с генетическим нарушением
119
роста растений гороха как бы «изнутри» клетки путем получения
низкорослых хемомутантов содним или двумя мутированными генами.
В качестве объектов исследования были использованы хемому-
танты гороха, полученные у зернового сорта Торсдаг, компактный
мутант К-3, ветвящийся мутант К-10 и Карлик 202.
Методом гибридологического анализа была установлена генети-
ческая природа данных мутаций. Мутант К-3 представляет собой мо-
ногеиную мутацию. Мутанты К-10 и К-202 — дигенные. При скре-
щивании мутантов с исходной формой в Fa наблюдалось для К-3
обычное менделевское расщепление на исходную форму и мутант в
соотношении 3 : 1, а для К-Ю и К-202 — расщепление 9:3:3: 1.
В начальный период вегетативного роста, характеризующийся
интенсивным удлинением стеблей, мутант К-3 и особенно К-202
имели укороченный стебель (рис. 27). Это сопровождалось интенсив-
ным накоплением КГК у карликового мутанта К-202 и в меньшей сте-
пени — у других форм (мутант К-3 и исходный Торсдаг). Ингибито-
ры типа кумаринов вообще имеют тенденцию накапливаться в боль-
шом количестве в начале и в конце вегетации. Во время активного
роста их содержание резко падает (Abu-Mustafa et al., 1970). В пери-
од замедления роста и перехода растений к цветению соотношение
в содержании КГК менялось и преобладало у более высокорослых
форм гороха. Ниже представлено содержание кверцетин-гликозил-
куМарата в растениях гороха (в мк/г сухого вещества)
Вегетация Цветение
Исходный сорт Торсдаг . . 1,8 7,8
Компактный мутант К-3 • . 3,7 7,4
Карликовый мутант К-202 4,9 2,9
Такой четкой зависимости не прослеживалось между ростом рас-
тений гороха, с одной стороны, и содержанием ауксинов — с другой
(табл. 14).
Вместе с тем можно предположить, что КГК будет влиять на рост
растений через функцию ауксинов, так как он известен как регул я-
Таблица 14
Оптимальная активность ауксинов в мутантных формах гороха
(в % к контролю)
Форка Число зон стимуляции Актив- ность Число зон стимуляции Актив- ность
Фаза 6 листьев Цветение
Исходный сорт Торсдаг . . . 2 140 3 117
Компактный мутант К-3 . . . 1 104 । 2 126
Ветвящийся мутант К-10 > . . 3 115 1 103
Карликовый мутант К-202 . . 2 111 1 122
120
тор активности ауксиноксидазы. Нами получены данные о его дейст-
вии на синтез индольных ауксинов из L-триптофана. Выше отмеча-
лось, что КГК подавляет процесс превращения L-триптофана в
индольные ауксины. Возможно, связь между этими классами регуля-
торов является более общей и основана на наличии общего предшест-
венника — хоризмовой кислоты, от которой расходятся ветви био-
синтеза ауксинов и фенольных ингибиторов. Детали этого механизма
рассмотрены в предыдущей главе.
По-видимому, направленность образования тех или иных регуля-
торов может резко меняться в зависимости как от внутренних при-
чин (перестройка или нарушение хромосомного аппарата), так и от
воздействия внешних факторов, каковым является свет.
Таким образом, как у генетических, так и у физиологических кар-
ликов основной признак — рост — связан с дополнительным приз-
наком — содержанием связанной формы КГК. Возникает вопрос,
является ли изменение КГК сопутствующим признаком (типа марке-
ра) или фактором, непосредственно связанным с ростом. Можно ду-
мать, что эта связь носит функциональный характер, поскольку она,
во-первых, исчезает при переходе растений в генеративное состояние
и, во-вторых, известно, что КГК затрагивает отдельные звенья мета-
болизма ауксинов.
Итак, рост стебля тесно связан с функционированием не только
фитогормонов, по также и природных ингибиторов, которые на от-
дельных этапах онтогенеза занимают доминирующее положение в
регуляции ростовых процессов.
Роль фитогормонов и природных ингибиторов в регуляции роста
корня изучена значительно меньше, чем роль этих соединений в росте
стебля.
Заложение, рост, регенерация корней. Роль природных
регуляторов роста в этих процессах
Корень возникает на ранних этапах эмбриогенеза в результате
дифференциации аксиальной части зародыша. В этой зоне зародыша
формируется апикальная меристема будущего корня, обычно покры-
тая корневым чехли ком. В процессе увеличения зародыша апикаль-
ная меристема корня сохраняется в зоне, окруженной чехликом.
Здесь локализуется группа клеток, относительно малоактивных в от-
ношении деления (Torrey, 1965). К этой группе примыкают активно
делящиеся клетки, образующие радиальные ряды, дифференциро-
ванные в виде первичных меристематических тканей корня.
Прорастание семени, начинающееся с активного поступления во-
ды, сопровождается затем рядом метаболических процессов в зароды-
ше и в зародышевом корешке. В клетках такого корешка происходят
активация ферментов, изменение в составе нуклеиновых кислот, мо-
билизация запасных продуктов, синтез новых веществ, необходимых
для осуществления последующих этапов удлинения и дифференциа-
ции. В каждом продольном ряду меристематических клеток растуще-
121
го корня самая апикальная клетка (инициальная клетка) все время
остается в меристеме. Клетки, образованные в результате деления
инициальной клетки, претерпевают разнообразные превращения.
Иванов (1964) отмечает, что более базальная клетка и те клетки, ко-
торые возникают из нее после митозов, отодвигаются от кончика кор-
пя вследствие роста и делений более апикальной клетки. Чем раньше
отделилась клетка от инициальной, тем дальше от нее она находится.
Прослеживая изменения клетки по мере удаления от кончика корня,
можно выяснить ее изменения по мере роста.
Торри (Torrey, 1959, 1965) отмечает, что развитие корневой систе-
мы происходит через три основные фазы: 1) удлинение главного кор-
пя, являющееся интеграцией процессов клеточного деления, растя-
жения и дифференциации; 2) возникновение боковых корней, причем
каждый боковой корень способен подвергаться дальнейшему вытя-
гиванию и ветвлению; 3) увеличение толщины главного корня, про-
исходящее за счет возникновения вторичных тканей и камбия. Тор-
ри (Torrey, 1953) показал, что процесс вытягивания корпя и диффе-
ренциации тканей (т. е. первая фаза) может резко ингибироваться 2,4-
динитсофенолом, разобщающим процесс фосфорилирования и дыха-
ния. Йодацетат, подавляющий процесс аэробного дыхания, слабо тор-
мозил процесс формирования проводящих тканей даже в том случае,
когда он почти полностью ингибировал вытягивание корня. ИУК в
концентрации, почти полностью подавлявшей рост корня, активи-
ровала процесс формирования первичных ксилемных тканей. Торри
(Torrey, 1953) указывает, что эти три вещества влияли на метаболизм
углеводов, связанных с процессами вызревания клеточных стенок.
Удлинение клеток корня обычно объясняется данными, которые бы-
ли получены в опытах с растягивающимися клетками стеблей. Основ-
ные различия заключаются в том, что клетки корня значительно бо-
лее чувствительны к ауксинам, чем клетки стебля (Went, Thimann,
1937).
В литературе о биосинтезе ауксинов в корнях показано, что наи-
большее количество ИУК содержится в апексе корня и уменьшается
по мере удаления от него (Boysen-Jensen, 1936). Опыты, проведенные
с применением хроматографии па бумаге, подтвердили присутствие
природных ауксинов в корнях. Образуясь в апексе, ауксины, по-ви-
димо.му, легко транспортируются, причем в отличие от надземных ор-
ганов их движение происходит преимущественно акропетально.
Характерно, что для роста корней даже в изолированной куль-
туре практически не требуется ауксинов (Street et al., 1954; Смирнов,
1970). С этими данными согласуются наблюдения Бриттона и др.
(Britton et al., 1956) и Винтера и Стрита (Winter and Street, 1963),
показавших, что изолированные корни способны продуцировать
•большие количества ауксинов, не являющихся, однако, ИУК. Бурш-
трём (Burstrom, 1968) отмечает, что ауксин необходим для деления
клеток у корней и для индукции фазы растяжения.
Установлено, что незначительные количества ауксинов способны
усилить процесс роста корней. В корнях сильно развита система окис-
122
ления ИУК, причем если в апексе корня обнаруживали относитель-
но большое количество ауксинов, то окисление ИУК в этой зоне про-
исходит слабее всего (Pilet, 1957). В последнее время большое зна-
чение начали придавать системе окисления ауксинов в корнях в
связи с возникновением новых трактовок явления геотропизма. Так,
Конингс (Konings, 1965, 1965а) показал, что еаи 14С-ИУК вводить
в декапитированные корешки гороха, а затем располагать их гори-
зонтально, то большее количество 14 С-ИУК накопится в нижней ча-
сти отрезка. Если же корешки предварительно обработать ингиби-
тором оксидазы ИУК (кофейной кислотой), то разницы по содержа-
нию 14С-ИУК между верхом и низом отрезка корпя не наблюдалось,
т. е. в этом случае ИУК не разрушалась в верхней части корня бла-
годаря тому, что подавлялась активность ауксиноксидазы.
п-Кумаровая кислота в корнях гороха вела себя по-другому —
она ускоряла разрушение ИУК. На этом основании Конингс предло-
жил свою гипотезу геотропизма. В верхней части корня более актив-
на n-кумаровая кислота, стимулирующая деятельность оксидазы и
разрушающая большие количества ИУК. В нижней части горизон-
тально расположенного корня имеется в преобладающем количестве
кофейная кислота, подавляющая активность ауксиноксидазы и уси-
ливающая накопление ИУК. В результате различия в градиентах
—ИУК/ +ИУК происходит отрицательной геотропизм.
Роль ауксинов в росте корпя остается все-таки еще малоизучен-
ной проблемой. Так же мало изучена и функция фенольных соеди-
нений в этом процессе. Бурштрём (Burstrom, 1957) показал, что на-
чальные этапы растяжения клеток зависит от ауксинов и ингибито-
ров типа кумарина, а последующие не связаны с действием кумарина
и тормозятся ауксином.
Мало данных имеется о содержании и функции гиббереллинов в
корнях. Мураками (Murakami, 1960) показал, что корни риса и ку-
курузы содержат гиббереллиноподобные вещества, количество ко-
торых примерно такое же, как у побегов. При обработке целых расте-
ний гиббереллином обычно происходило уменьшение подавления ро-
ста корней (Brian et al., 1954), что объясняется нарушением корреля-
тивных соотношений за счет интенсификации роста стебля (Torrey,
1965). Опыты с изолированными корнями пока не принесли одно-
значных результатов (Смирнов, 1970). В одном случае гибберелловая
кислота не действовала или подавляла рост корней томатов (Lee,
1959), в другом стимулировала этот процесс за счет усиления как де-
лений, так и растяжений клеток (Street, 1959; Butcher, Street, 1950).
Кинетин в концентрации 0,001 мг/л стимулировал рост двух клонов
корней томатов (Lee, 1959). Это же обнаружили Стрит (Street, 1959)
при выращивании корней томатов на среде с высоким содержанием
сахарозы.
Таким образом, суммируя данные о роли природных регуляторов
в росте корня, можно заключить, что связь этого процесса с фитогор-
монами изучена довольно слабо. Значительно лучше изучена роль
фитогормонов в процессе ризогенеза.
123
Регенерация удаленных корней или возникновение придаточных
корней на стеблевых или листовых черенках — процесс, который, ио
мнению Доре (Dore, 1965), состоит из четырех основных этапов:
1) дедифференциации, 2) индукции, 3) дифференциации и 4) удлинения
(увеличения в размерах) сформированного органа.
Придаточные корпи в большинстве случаев возникают из тканей,
тесно примыкающих к проводящей системе стебля (Priestly, Swingle,
1929). Урбан (Urban, 1966) считает, что известны 5 областей возник-
новения придаточных корней у стеблевых черенков: это — перицикл,
перицикл и паренхима флоэмы, только паренхима флоэмы, эпидер-
мис’и коровая паренхима и, наконец, камбий. Исследуя процесс кор-
необразования у калистегии, Урбан отмечает следующие этапы:
увеличение паренхимных клеток флоэмы, начало клеточного деления
(этап 4-х клеток), формирование комплекса новых клеток и образо-
вание зачаточного корешка. Ауксин способен ускорять этот процесс.
Характерно, что дедифференциация клеток стебля, называемая урбан-
ремеристематизацией, осуществляется через двое суток после
обработки черенка ауксином, а процесс формирования корневого
зачатка завершается на 5-й день.
Турецкая (1961) отмечает, что у растений в процессе длитель-
ной эволюции в зависимости от происхождения выработалась соот-
ветствующая анатомо-физиологическая организация. Для растений
влажных мест свойственна относительная легкость регенерации, ко-
торая объясняется тем, что высокая насыщенность тканей водой со-
действует пребыванию меристематических тканей длительное время
в эмбриональном состоянии, даже когда онтогенез окончен. Процесс
регенерации корня зависит от целого комплекса факторов, от харак-
тера развития растения и от внешних условий среды. Кренке (1950)
в связи с этим придерживается той точки зрения, что явления реге-
нерации должны рассматриваться в связи с общими закономерно-
стями развития. Однако ряд факторов, например фитогормоны, мо-
гут выступать в качестве индукторов процесса корнеобразования.
ИУК и ее химические аналоги давно используются в практике садо-
водства как средства, способствующие процессу черенкования (Ту-
рецкая, 1961; Hess, 1964).
Литература по действию экзогенных ауксинов и их аналогов на
процесс корнеобразования поистине огромна. Значительно меньше
изучен вопрос о природных гормональных факторах, участвующих
в процессе корнеобразования. Хемберг (Hemberg, 1954а) показал, что
процесс корнеобразования связан с изменением содержания природ-
ных ауксинов. Сайто и Огасавара (Saito, Ogasawara, 1960) установили,
что в черенках Salix gracilistyla содержится ауксин с Rf ИУК, ак-
тивность которого значительно снижалась перед началом укоренения.
Большая серия работ Витиз, Мендесь, Тесто и сотр. (Vietez, Seoane
et al., 1967; Gesto, Vazques et al., 1967; Mendez et al., 1968) посвяще-
на участию фенолов в процессе корнеобразования. Из древесных
культур (Salix, Quercus, Juglans) были выделены фенолкарбоновые
кислоты и прослежено их содержание в трудно и легко укореняемых
124
породах. Оказалось, что в трудно укореняемых растениях Quercus
robur и Fraxinus excelsior присутствует много скополетина, осложня-
ющего процесс корнеобразования (Mendez etal., 1968). н-Кумаровая
кислота присутствует во всех шести легко укореняемых породах и
отсутствует в четырех трудно укореняемых растениях. п-Оксибен-
зойная и трпнс-коричная кислоты выступали как кофакторы ИУК в
процессе корнеобразования в концентрации 10—150 мг/л, но, начи-
ная с концентрации 200 мг/л, л-оксибензойная кислота выступала как
сильный ингибитор роста. Исследованиям этой группы авторов близ-
ки работы Басу и др. (Basu е‘. al., 1969), которые показали, что фенол-
карбоновые кислоты в концентрациях от 1 до 1000 мг/л практически
не стимулировали корнеобразования, но усиливали активность ИУК
в 3 раза. Аналогичные свойства фенолкарбоновых кислот были от-
мечены Рюхером и Паупардин при изучении корнеобразования кал-
люсов топинамбура (Rucher, Paupordin, 1969). Недавно Багни и Се-
рафини, исследовав производные кумарина, показали, что 3-окси-
кумарин является сильным ингибитором корнеобразования (Bagni,
Seraphini, 1971). Характерно, что абсцизовая кислота в концентра-
ции 1,9- 10"® М на рост корней и стеблей гороха не влияла (Phillips,
1971) или слабо стимулировала удлинение изолированных корней.
Некоторые авторы считают, что стимулирующее действие фенол кар-
боновых кислот на рост и процесс ризогенеза объясняется их взаимо-
действием с системой оксидазы ИУК- Для проверки этого предполо-
жения в качестве ауксинов использовали индольные кислоты и наф-
тилуксусную кислоту (НУК). Оказалось, что кофейная, хлорогеновая,
геитизиновая, п-оксибензойная кислоты проявляли синергизм с
ИУК или с индолмасляной кислотой, но не с НУК, т. е., по-видимо-
му, вели себя как кофакторы ауксиноксидазы, предохраняя индоль-
ные ауксины от окисления.
Витиз и Пена (Vietez, Репа, 1968), исследуя корнеобразующую
способность черенков ивы Salix atrainerea в течение года, показали,
что наиболее активный период корнеобразования отмечается в янва-
ре— апреле, менее активный — в мае — августе и очень слабый в
сентябре — декабре. Эти данные согласуются с нашими наблюдениями
в отношении! корнеобразования ивы Salix rubra (Кефели, Турецкая,
1965). Михневич и Кризил (Michniewicz, Kriesel, 1970), так же как
ранее и мы, отмечают, что в процессе корнеобразования тополя они
наблюдали изменение соотношения ауксинов и ингибиторов. В отли-
чие от наших опытов указанные авторы наблюдали еще и за измене-
нием содержания гиббереллинов и показали, что их синтез активи-
руется только после укоренения черенков.
Витиз и Пена (Vietez, Репа, 1968) обнаружили в метанольных экст-
рактах из черенков ивы вещество с Rf ПУК, однако корреляция меж-
ду корнеобразующей активностью у черенка и содержанием ИУК
была неполной. Авторы пришли к выводу о том, что в процессе ризо-
генеза важную роль играют природные ингибиторы роста.
Нашими исследованиями предыдущих лет было показано, что
действительно процесс корнеобразования у черенков сопровождает-
125
ся изменением в содержании ауксинов — они разрушаются в процессе
корнеобразован и я (Турецкая и др., 1966 а, в). Вместе с тем не остается
постоянной и активность природных ингибиторов, которые осложня-
ют процесс ризогенеза, хотя здесь не наблюдается такой четкой за-
кономерности, как для ауксинов. Так, было показано, что если вве-
сти в черенки яблони флоридзин, то он не влияет на процессы обра-
зования корней, в то время как ингибиторы неизвестной химической
природы оказывали тормозящее действие на процесс заложения и на
рост корней (Турецкая и др., 1968). Было показано также, что у че-
ренков трудно укореняемых пород растений практически не происхо-
дит изменения ауксинов и ингибиторов в процессе укоренения, в то
время как у легко укореняемых активность этих групп веществ рез-
ко изменяется. Интересно, что абсцизовая кислота — ингибитор роста
побегов, действующий антагонистично гиббереллину, стимулирова-
ла образование корней у черенков фасоли на 200% в том случае, если
она применялась в очень высокой концентрации — 100 мг/л (Ting-
Jun-Chin et al.,4969) или, будучи примененной в низких дозах, не
влияла на этот процесс (Kreilе, Libbert, 1969). Вместе с тем абсци-
зовая кислота усиливала процесс торможения корнеобразования под
действием гиббереллинов. Абсцизовая кислота, по-видимому, вообще
слабо влияет на морфогенные процессы. Так, опа не подавляла, а
даже стимулировала рост каллюса у цитрусов (Altman, Goren, 1971).
Хотя проблема регуляции корнеобразования ауксинами активно
разрабатывается, она не исчерпывает всех вопросов, связанных с
эндогенными факторами ризогенеза. Начиная с исследований Буйе-
па и Вепта (Bouilienne, Went, 1933), фактор, индуцирующий образо-
вание корней и отличающийся по своим свойствам от ауксинов, по-
лучил название «ризокалина». Согласно более поздним данным (Bo-
uilienne, Warland, 1947, 1953), гипотеза о присутствии в растении
«ризокалина» состоит в следующем: 1) мобильный фактор синтезирует-
ся в листе и транспортируется в зону корнеобразования вместе с аук-
синами; 2) в некоторых клетках этой зоны локализуется второй ка-
тализирующий фактор, который, объединяясь вместе с первым и с
ауксином, индуцирует процесс корнеобразования. Долгое время по
проблеме «ризокалина» делались теоретические изыскания, и только
в последние годы возобновились поиски факторов, индуцирующих
образование корней.
Так, Хесс (Hess, 1964) в отличие от экспериментаторов, считаю-
щих, что процесс корнеобразования у черенков зависит от уровня
ауксинов и их кофакторов или от баланса между содержанием аук-
синов и природных ингибиторов, выдвигает гипотезу о том, что спо-
собность черенков легко укореняться связана с возникновением
специфического кофакторного комплекса, состоящего из четырех актив-
ных веществ, предположительно идентифицированных как окислен-
ные формы терпеноидов. Наряду с этим фактором Хесс отмечает ве-
дущую роль ИУК в процессе ризогенеза. Однако он полагает, что
различия черенков в способности укореняться не могут быть сведены
к присутствию ауксина или ингибитора.
126
Фактор корнеобразования в течение ряда лет ищут Сибаока и его
сотрудники. В одной из последних работ описывалось, что из порту-
лака им удалось выделить вещество, стимулирующее корнеобразова-
ние и названное портулалом (Mitsuhashi et al., 1969). В общем про-
блема ризогенеза еще далеко не выяснена. До сих пор не установлено
окончательно, существует ли эндогенный корнеобразующий фактор,
и каким образом он индуцирует процесс корнеобразования. Сущест-
вование кофактора корнеобразования подтвердили Джексон и Харлей,
изучая процесс ризогенеза у черенков фасоли (Jacksen, Harley, 1970),
однако и они отметили, что ведущая роль в процессе ризогенеза при-
надлежит ауксинам.
Либберт (Libbert, 1967а) предпринял попытку выделить специфи-
ческие препараты РНК, синтез которых мог быть индуцирован ИУК
в процессе корнеобразования у черенков колеуса. Эти препараты были
введены в укореняющиеся черенки, и одна из фракций РНК ими-
тировала эффект, вызываемый ИУК- Либберт достаточно критически
оценивает полученные результаты и видит в них не столько разре-
шение проблемы корнеобразования, сколько создание еще одного из
подходов к этой проблеме.
Итак, цепь ризогенеза: индуктор — рецептор — первичные реак-
ции—дедифференциация—дифференциация —органогенез имеет очень
много неясных мест и нуждается в дальнейшем изучении. Этот про-
цесс удобно исследовать на укореняющихся стеблевых черенках.
Основные этапы корнеобразования
и функции природных регуляторов
Побеги, изолированные от взрослого материнского растения (че-
ренки), способны вновь образовывать корни и превращаться в само-
стоятельное растение, причем интенсивность корнеобразования у та-
ких черенков зависит от ряда внешних и внутренних факторов, и в
частности от баланса природных регуляторов роста (Турецкая, 1961;
Турецкая, Кефели, Коф, 1966; Kefeli, 1968). Ризогенез стебле-
вых черенков представляет собой удобную модель для изучения индук-
ционных процессов — образования новых тканей и целых органов.
Формирование корневых зачатков из тканей стебля можно рассмат-
ривать как смену программ развития, которые определяются индук-
торными веществами, вызывающими появление заранее запрограм-
мированных последовательных процессов (Боннер, 1968). Клетки
тканей стебля под действием эндогенных фитогормонов как бы пере-
страивают направление своего метаболизма, и в них начинается био-
синтез новых продуктов, ведущих к заложению корневых зачатков.
Дифференциация новых органов не ограничивается действием одних
фитогормонов. Она тесно связана и с процессом синтеза белков, спе-
цифических для разных этапов онтогенеза (Бутенко, 1964; Бутенко,
Володарский, 1967).
Однако индукторные свойства фитогор.монов и трансформация гор-
монального стимула в процессы, приводящие к формированию новых
127
органов, по мнению Синнота (1963), представляют собой проблемы,
еще крайне далекие от своего разрешения. Сходные соображения вы-
сказывает и Уоддингтон (1964), который считает, что, имея дело с лю-
бой структурой, можно высказать более или менее правдоподобное
предположение о том, какого рода процесс привел к ее становлению.
Для характеристики процесса корнеобразования следовало:
1) установить временную последовательность отдельных этапов,
2) проследить за поведением фитогормона-индуктора ^-индолилук-
сусной кислоты (ИУК) в черенке; 3) определить период наибольшей
чувствительности укореняющихся черенков к метаболическим ин-
гибиторам; 4) установить роль природных ингибиторов в этом про-
цессе.
Наблюдения, проведенные за укореняющимися в воде черенками
фасоли, показали, что у них на шестой день опыта образуются 4-8
корней, которые располагаются в нижней части стебля.
Если же черенки перед укоренением обрабатывали ИУК, то кор-
ни образовывались в количестве 60—80 вдоль всего стебля (рис. 28, а).
Весь процесс корнеобразования можно было условно разбить на
три этапа: первый этап — период от постановки опыта до начала пер-
вых клеточных делений в стебле черенка (0—2-й день); второй этап —
от первых клеточных делений до формирования визуально обна-
руживаемого корневого зачатка (3—4-й день). Третий этап — от
корневого зачатка до образования корешка (5—6-й день). Эти основ-
ные этапы ризогенеза у черенков фасоли наиболее ярко прослежи-
ваются после их предварительной обработки раствором ИУК
(рис. 28, б).
Микроскопический контроль за этапами ризогенеза показал, что
клеточные деления у основания стебля черенка обнаруживаются в
зоне перицикла через два дня после начала укоренения. Затем этот
процесс интенсивного деления распространяется и в камбиальную
зону. ИУК резко активирует процесс заложения корневых зачатков.
Таким образом, интенсивные клеточные деления в зоне камбия и
перицикла, протекающие во втором этапе ризогенеза, являются той
фазой, когда как бы происходит перестройка направления органоге-
неза, т. е. камбий и перицикл стебля дают начало клеткам корня.
Поведение ауксина как фитогормона-индуктора в этом случае
представляется особенно важным. В свое время нами, а позднее и
другими авторами было показано, что формирование корневых за-
чатков у черенка фасоли сопровождается снижением количества при-
родных ингибиторов роста в стебле и появлением ауксинов (Турец-
кая, Кефели, Коф, 1966; Michniewiez, Kriesel, 1970). Введение в
черенок дополнительных порций ауксина (ИУК) резко активирует
начавшийся процесс корнеобразования. При этом возникают следую-
щие вопросы: что происходит с самой ИУК, введенной в черенок;
связаны ли изменения, происходящие с введенной в черенок ИУК,
с ростовыми процессами, в нем протекающими; всегда ли одинаково
реагирует укореняющийся черенок на вводимую в него ИУК?
Анализ тканей черенков фасоли на присутствие в них введенной
128
Р н с. 25. Образование корней у черенков фасоли (Кефели и др., 1970 б)
а “ укоренявшихся в воде (/) и в растворе ИУК, 70 мг/л (2); б — этапы образования
корней у черенков, обработанных ИУК: 1 — через 2.2 — через 4 и 3 — через 7 дней
после начала укоренения
экзогенно ПУК (60 мг/л), проведенный методом Кефели, Турецкой
(1966, 1968), показал, что ИУК присутствует в черенке в течение пер-
вых суток, причем уже через 8 час. после введения ее содержание рез-
ко падает (рис. 29, кривая 1) и не обнаруживается в черенке уже в
конце первого этапа ризогенеза. Метод, при помощи которого опре-
деляется ИУК, способен уловить ее даже в том случае, если ее кон-
центрация не превышает 0,1 мг в литре раствора. Вместе с тем извест-
но, что ИУК в дозе меньше, чем 10 мг/л не способна вызвать актива-
цию корнеобразования черенков фасоли. Следовательно, обсуждать
возможность функционирования остаточных количеств ИУК в уко-
реняющемся черенке не представляется целесообразным. ИУК ис-
чезает из тканей черенка перед началом активного клеточного деле-
ния. Возникает вопрос, что произойдет с ИУК, если предваритель-
но подавить процесс клеточного деления с помощью рентгеновского
облучения? Для этого в облученные черенки вводили ИУК и следили
за ее разрушением. Оказалось, что разрушение ИУК в облученном
черенке с задержанными процессами корнеобразования идет так же,
как и в контрольном черенке. Эти данные, по-видимо.му, могут сви-
детельствовать, что трансформация ИУК и процесс ризогенеза непо-
В. И. Кефели
129
Рис. 2 9. Динамика разрушения
ИУК, введенной экзогенно в чере-
нок фасоли (Кефелн и др.,' 19706)
1 — контрольный;
2 — облученный рентгеновыми лу-
чами
средственно не зависят друг от друга. Можно было предположить,
что окисление ИУК системой ауксиноксидазы, присутствующей в
черепках фасоли, будет способствовать превращению ИУК в форму,
еще более активную и непосредственно включающуюся в цепь ри-
зогенеза, поскольку ранее Галетой ом и сотрудниками было показа-
но, что окисленная форма ИУК способна комплексироваться с РНК
(Galston et al., 1964). Для проверки этого предположения ИУК пред-
варительно окисляли препаратом ауксиноксидазы, выделенным из
корней фасоли по методу Вада (Wada, 1961), а затем окисленный
продукт вводили в черепки фасоли перед укоренением. Оказалось,
что окисленная форма ИУК не способна активировать корнеобразо-
вание так, как это делает нативная форма.
Вариант на черенке
Вода (контроль)................ 8,6
ИУК, 60 мг/л
окисленная.................... 12,5
нативная.................. 30,5
Следовательно, окисление ИУК в ткани, так же как и разрушение
ИУК in vivo, непосредственно с активацией ризогенеза не связано.
Поданным Фелленберга (Fellenberg, 1970, 1971), ИУК при поступле-
нии в черенок связывается ядерными белками (гистонами). Если сое-
динить ИУК с гистонами до введения в черенок и затем ввести этот
комплекс через место среза, то отмечается стимуляция корнеобразо-
вания. Таким образом, устанавливается следующая очередность про-
цессов: введение ИУК в черенок, разрушение ИУК (первые сутки),
начало клеточного деления (вторые сутки), формирование корневого
зачатка (четвертые сутки), рост корешка (пятые сутки).
При рассмотрении установившейся последовательности этапов
корнеобразования обращает на себя внимание положение ИУК в на-
чале этой цепи. Возникает вопрос, нельзя ли подключить ИУК к
ризогенезу в середине или в конце цепи?
130
Оказалось, что введение ИУК в укореняющиеся черепки уже
на второй день после начала ризогенеза приводит к падению чувстви-
тельности черепка к ИУК, а если ИУК вводить на третий, четвер-
тый или пятый день после начала ризогенеза, то число корней на
черенке при этом не только не возрастает, но даже уменьшается
(рис. 30).
Таким образом, индукционный характер действия ИУК, вы-
зывающей цепь процессов ризогенеза, представляется в достаточной
степени обоснованным, хотя и неясен конкретный путь трансформации
гормонального стимула. Выше ука-
зывалось па возможную роль в этой
трансформации комплекса ИУК—
ДНК.
Активация процессов клеточного
деления — второй этап ризогенеза,
следующий непосредственно за эта-
пом разрушения ИУК. Этот этап
связан с биосинтезом нуклеиновых
кислот и белка. Если применить
метаболические ингибиторы, подав-
ляющие в специфических концен-
трациях синтез нуклеиновых кис-
лот и белка, то, как мы видели,
можно легко подавить процесс ризо-
генеза. Однако если эти ингибиторы
вводить в систему, где деления кле-
ток не происходит (отрезки колеоп-
тилей), то при этом, как было показа-
Рис. 30, Образование корней у черен-
ков фасоли при введении ИУК в на-
чале опыта (0) и через 1,2,3,4, б дней
после постановки опыта (Кефели и
др., 19706)
но, метаболические ингибиторы дей-
ствуют в концентрациях, в 500—1000 раз больших.
При использовании метаболических ингибиторов для подавления
ризогенеза, индуцированного ИУК, потребуются их концентрации,
еще в 2—4 раза меньшие, чем для ингибирования нативного ризо-
генеза.
Введение метаболических ингибиторов в черенок не в начале ри-
зогенеза, а на 2, 3,4, 5-й и т. д. день после начала постановки опыта
показывает, что в период активных клеточных делений (на 2 и 3-й
день) ризогенез подавляется наиболее активно (рис. 31).
Несмотря на ведущую роль ауксинов в процессе ризогенеза, при-
родные ингибиторы способны оказывать на первых этапах функцио-
нирования ИУК серьезное регуляторное воздействие, направленное
па инактивацию избыточных количеств ИУК- Оказалось, что при сов-
местном введении ИУК и фенольных ингибиторов роста в срезанные
черенки фасоли ИУК исчезает из черенков значительно быстрее.
Контроль за присутствием ИУК в растворе и в самом черенке, прово-
димый с помощью реактива Сальковского, показал, что в присутст-
вии фенольных ингибиторов в течение первого часа ИУК не дает с
реактивом Сальковского типичного розового окрашивания, а обра-
5* 131
Рис, 31. Введение хлорамфеникола (а) н 8-азагуанина (tf) в процессе укоренения че-
ренков фасоли в воде (/) и з растворе ИУК, 60 мг/л (2) (Кефели и др., 19706)
зует соединения, имеющие неспецифический для индолов желтый
цвет (Турецкая, Кефели, Коф, 1966). Такого рода инактивирующее
действие природных ингибиторов было описано ранее Леопольдом и
Пла.мером в опытах in vitro (Leopold, Plumer, 1961) и позднее под-
тверждено Стомом (1970).
Экспериментальные данные относительно отдельных этапов ризо-
генеза могут быть представлены в следующем виде.
I этап II этап Ш этап
От начала постановка Формирование корневого Образование корешка
опыта до первых клеточ- зачатка (3—4 й день) (5—6-й день)
них делений (0—2-й день)
Индукторное действие фи- Активное деление клеток Замедление процесса ри-
тогормона (ИУК), новы- зогенеза, рост корня в
шейная чувствительность длину
к ИУК
Разрушение фнтогормона Повышенная чувствитель- Ослабление чувствитель-
(ИУК) при участии при- ность к метаболическим пости к иигибаторам
родных ингибиторов ингибиторам
Первые клеточные деле- Отсутствие реакции на Отсутствие реакции на
ния фитогормон (ИУК) фитогормон (ИУК)
На основании приведенных результатов складывается общее впе-
чатление об этапах ризогенеза и о системах, в нем участвующих.
На примере двух систем — растягивающихся стеблей и образую-
щихся корней — прослеживаются два типа действия ИУК: «стацио-
нарное», поддерживающее рост клеток, и «индукторное», вызываю-
щее образование новых органов и тканей. В целом растении, по-види-
мому, существуют оба эти механизма (Полевой, 1969; Хавкин, 1969).
Анализ литературных и экспериментальных данных, касающихся
роли природных фитогормонов и двух групп ингибиторов (фенольной
и терпеноидной природы) в росте растений, позволяет сделать за-
ключение о тесной коррелятивной связи между интенсивностью
132
ростовых процессов, с одной стороны, и о динамике природных ре-
гуляторов роста — с другой. Нормальное протекание процесса роста
оказывается возможным, по-видимому, только благодаря балансу меж-
ду природными фитогормонами и ингибиторами роста. В случае сме-
щения баланса в сторону преобладания фитогормонов, как это на-
блюдается при этиоляции, происходит нарушение нормального раз-
вития метамерных органов, растения вытягиваются и приобретают
хлоротичньш вид. И наоборот, при повышенном содержании ингиби-
торов, как это наблюдается во время освещения светом высоких ин-
тенсивностей, рост растений затормаживается, они становятся кар-
ликами с мелкими недоразвитыми листьями.
Природные ингибиторы выступают в растущем растении в каче-
стве своеобразных «координаторов», ограничивающих процессы избы-
точного растяжения клеток, блокирующих функции ИУК при ризо-
генезе и участвующих в сбалансированном протекании ростового
процесса стеблей и листьев.
Выводы
1. Регуляция роста надземных органов растений осуществляется
благодаря координированному взаимодействию фитогормонов и при-
родных ингибиторов.
2. Сопоставление интенсивности роста стебля у высокорослых
и низкорослых растений гороха показывает, что у высокорослого
растения в стебле присутствует больше ауксинов и меньше природ-
ных ингибиторов, причем гибберелловая кислота, нанесенная на
листья высокорослого растения, активнее транспортируется в стебли,
чем гибберелловая кислота из листьев низкорослого растения.
3. Подавление роста стебля у растений гороха и салата с помо-
щью света высоких интенсивностей сопровождалось ингибированием
процесса фотосинтеза, накоплением в растениях флавоноидных сое-
динений, природных ингибиторов роста и резким снижением содер-
жания фитогормонов.
4. Связанная форма n-кумаровой кислоты (кверцетин-гликозил-
кумарат.) накапливающаяся при подавлении роста, способна снижать
биологическую активность как ауксина (ИУК), так и гибберелловой
кислоты, причем КГК в двадцать раз слабее тормозит рост отрезков
колеоптилей, чем н-кумаровая кислота.
5. У мутантов гороха с укороченным стеблем КГК и других ин-
гибиторов накапливалось в начальные периоды роста больше, чем у
высокорослых растений.
6. В регуляции роста корней принимают участие ауксины и при-
родные ингибиторы, однако характер этой регуляции пока еще мало
изучен.
7. ИУК активировала процесс корнеобразования у черенков фасо-
ли в концентрации, в 10 раз большей, чем процесс растяжения кле-
133
ток у отрезков колеоптилей. Укоренение черенков фасоли и их чув-
ствительность к ИУК резко подавлялись ингибиторами синтеза бел-
ка и нуклеиновых кислот, а также ингибиторами фотосинтетического
и окислительного фосфорилирования.
Природные фенольные ингибиторы были способны инактивиро-
вать ИУК, поступившую в черенки, превращая ее в физиологически
неактивный продукт. Этот процесс инактивации наряду с другими
аналогичными процессами приводил к тому, что свободная ИУК ис-
чезала из черенка через сутки после начала укоренения. На вторые
сутки черенок переставал активно реагировать на вводимую извне
ИУК. В это же время отмечается начало активных клеточных
делений, приводящих в конечном итоге к формированию корневых
зачатков (третьи-четвертые сутки).
8. Если метаболические ингибиторы вводить в черенки нс сразу,
а через 1,2,3,4 и т. д. суток после начала постановки опыта, то ока-
жется, что па третьи-четвертые сутки повышается чувствительность
черенков к метаболическим ингибиторам.
9. В процессе корнеобразования ведущую роль играют системы,
чувствительные к действию ингибиторов синтеза нуклеиновых кис-
лот и белка, в результате подавления которых резко тормозится весь
процесс заложения корней.
10. Рост вегетативных органов растения можно представить себе
как процесс, регулируемый соотношением фитогормонов и ингиби-
торов. Смена активирующих и ингибирующих факторов является как
бы отражением своеобразного баланса между природными стимуля-
торами и ингибиторами, регулирующими рост растения в процессе
его вегетации. Смещение баланса в сторону доминирования стимуля-
торов или ингибиторов нарушало нормальное протекание роста рас-
тения.
Глава V. РЕГУЛЯТОРНЫЕ ФУНКЦИИ
ПРИРОДНЫХ ИНГИБИТОРОВ РОСТА
И ПЕРИОД ПОКОЯ
Отдельные этапы покоя растений
В конце прошлого века впервые был установлен Баранецким, а
затем многократно подтвержден другими исследователями ритмиче-
ский ход процессов жизнедеятельности растений (Baranetsky, 1879).
Ритмичность была обнаружена и при протекании процессов роста.
Ее устанавливали при частых промерах (через каждые час, сутки,
неделю) и даже при промерах через довольно продолжительные про-
межутки времени (месяц, год и т. д.). Такие наблюдения привели бо-
таников к заключению о существовании продолжительных периодов
торможения роста побегов многолетних и о задержке прорастания
семян однолетних растений, у которых все остальные органы с нас-
туплением зимы отмирают. Эта задержка роста растений в средней
полосе северного полушария совпадает по времени с концом лета —
наступлением первых зимних месяцев. В литературе такое отсут-
ствие видимого роста у растений получило название покоя. Покой —
причина того, что растения или их части не растут, несмотря на на-
личие морфогенеза (Синнот, 1963). Определение состояния покоя еще
в40-х годах выдвигалось Сабининым (1963), который отмечал, что
остановка явного роста — это период особенно интенсивной деятель-
ности меристемы в точке роста побега.
Некоторые авторы рассматривают покой почек не только как се-
зонное замедление роста, но и как процесс, связанный, например, с
взаимодействием органов, с коррелятивным торможением роста.
Еще Молит (Abolish, 1909) отмечал, что торможение ростовых про-
цессов начинается летом и сопровождается ингибированием распус-
кания почек на растении. В этом ингибировании, по мнению Моли-
та, большую роль играют листья и почки. Такое коррелятивное тор-
можение роста почек, происходящее за счет активной деятельности
других органов, находящихся на растении, Доренбос рассматривал
как самостоятельный этап летнего покоя (Doorenbos, 1953).
Однако не все авторы вычленяют летний покой в виде самостоя-
тельной фазы. Многие исследователи считают, что период торможе-
ния роста, т. е. покой растений, начинается с двух главных этапов —
глубокий покой и вынужденный покой (Johannsen, 1900; Pfeffer,
1904; Gouventak, 1941; Pollock, 1953; Сабинин, 1963). Глубоким поко-
ем называют состояние точки роста в период, когда останавливается
видимый рост, несмотря на наличие необходимых внешних условий
135
г
(пернодЪсеине-зимнего торможения роста). Если же отсутствие види-
мого роста вызывается только внешними условиями и побег возоб-
новляет видимый рост при помещении его в благоприятную обста-
новку, то такое состояние называют вынужденным покоем.
Кроме двух основных фаз покоя некоторые исследователи вычле-
няют еще п фазу органического покоя, или, по терминологии Иоганн-
сена, предпокоя (Johannsen, 1900; Gouventak, 1941; Генкель, Окпи-
на, 1964, 1966; Семин и Мадис, 1964).
Эта фаза предшествует глубокому покою или сопутствует ему.
Период органического покоя, или, как его еще называют, предвари-
тельного покоя, так же как и глубокий покой, является фазой, в ко-
торой тормозящую активность проявляют эндогенные факторы, при-
сутствующие в почках и семенах древесных и травянистых расте-
ний (Pollock, 1953; Samisch, 1954; Favard, 1965). Среди внутренних
факторов, определяющих покой, выделяют обычно группу эндоген-
ных регуляторов, изменение качественного и количественного соста-
ва которых приводит растения к состоянию покоя и выходу из него.
К другим внутренним факторам, связанным с состоянием покоя, не-
которые авторы относят недостаток легко усвояемых форм питатель-
ных веществ. Однако последняя группа факторов скорее имеет под-
чиненный характер и зависит от мобилизующих функций природных
регуляторов (Метлицкий, Кораблева, 1965). Характеристика покоя-
щихся органов и тканей дана в ряде специальных обзоров и моно-
графий (Mayer, Poljakoff—Mayber, 1963; Крамер, Козловский, 1963;
Генкель, Окнина, 1964; Овчаров, 1969). Рассмотрим отдельные про-
цессы, совершающиеся в период осеннего торможения роста.
У высших растений период покоя чаще всего разделяет две формы
роста —эмбриональный рост, т. е. формирование зачатков органов,
и фазу увеличения органов в размерах. Комплекс внешних и внут-
ренних тормозящих факторов как бы выступает в качестве блока,
нарушающего непрерывность ростового процесса.
К числу внешних факторов, влияющих на вхождение растений в
покой, Вегис (Vegis, 1965) относит температуру, свет разного качест-
ва, продолжительность интенсивности, снабжение кислородом, во-
дой и минеральными элементами.
. • г
Природные ингибиторы, ауксины и покой растений
Одним из характерных признаков подготовки растений к состоя-
нию покоя является опадение листьев, хотя вообще процесс опаде-
ния нельзя рассматривать исключительно как форму перехода рас-
тений к покою, так как в процессе роста растения часть органов
обычно подвержена опадению.
Опадение листьев представляет собой одно из проявлений процес-
са старения, и этому предшествуют важные метаболические измене-
ния — меняется состав пигментов листа и уменьшается их содержа-
ние. При старении листа меняется его тургор, впрочем этот признак
136
варьирует в зависимости от вида. Из листьев в стебли и почки транс-
портируются некоторые минеральные и органические элементы
(Addicott, 1965). В стареющих черешках листьев снижается количе-
ство белка, азота, аспарагина, таннидов, а содержание большинства
аминокислот, глютамина, глюкозы и амилазы возрастает.
В процессе опадения резко меняется и состав регуляторных фак-
торов. Прежде всего в стареющих тканях происходит уменьшение
ауксинов. Аддикотт (Addicott, 1965) считает, что абсолютное содер-
жание ауксинов в листе не отражает в полной мере связи с процес-
сом опадения. В большей степени с опадением коррелирует градиент
ауксинов вдоль листовой пластинки и черешка. Обработка листа эк-
зогенными ауксинами задерживает пребывание листа на растении.
В зоне опадения возрастает содержание таких веществ, как лигнин
и его компоненты. Все эти вещества накапливаются у основания че-
решка перед опадением листа. Возрастает в этой зоне и активность
целлюлазы, регулируемая абсцизовой кислотой (Rudnicki, Pienia-
zek, 1970). К числу антагонистов ауксинов, активирующих процесс
опадения черешков листьев у экс пл антантов, следует отнести этилен
(газообразный фактор), природный ингибитор роста — абсцизовую и
гибберелловую кислоты. Осборн (Osborne, 1968) полагает, что соот-
ношение этилен — ауксин регулирует процесс опадения листьев.
При избытке ауксина высокие концентрации этилена как бы инакти-
вируются и молодой лист прочно сохраняется на растении. В старею-
щем же листе, наоборот, соотношение смещено в сторону этилена, хотя
и количество его при этом резко снижено. Анализ связи этилена
с процессом опадения листа Джексон и Осборн (Jackson, Osborne,
1970) проводили на эксплантах растений фасоли. Оказалось, что
перед формированием отделительного слоя у черешка концентрация
этилена резко возрастала. Вместе с тем в тканях растения, непосред-
ственно не связанных с опадением листьев, например в стебле, резких
изменений в содержании этилена не было обнаружено.
Большую роль в опадении листьев Аддикотт и его сотрудники
приписывают абсцизовой кислоте (Addicott et al., 1964; Addicott,
1965). Известно, что она широко распространена в растительных тка-
нях, легко вызывает опадение черешков у экс пл антов ряда растений,
но в отличие от этилена не действует на опадение листьев у целых рас-
тений хлопчатника (Milborrow, 1969), т. е. экзогенная обработка
растений абсцизовой кислотой опадения листьев не вызывает. Абс-
цизовая кислота не накапливается в период опадения органов осенью
и не коррелирует с этим процессом (Tomaczewska, Tomaszewski,
1970; Rudnicki, Pieniazek, 1970).
Существует четкое различие между действием абсцизовой кисло-
ты, гибберелловой кислоты и ИУК на процесс опадения черешков
экс пл антов хлопчатника (Bornmann et al., 1967). Абсцизовая кисло-
та вызывает в два раза более быстрый процесс опадения черешков,
чем гибберелловая кислота, причем первая резко подавляет процесс
клеточного деления, что приводит к слабому развитию отделитель-
ного слоя, однако черешки опадают через 24 часа.
137
Гибберелловая кислота формирует отделительный слой путем
активации клеточного деления в этой зоне. Ослабляется деятельность
прокамбия в отделительной зоне, черешки опадают через 48 час.
ИУК вызывает активное клеточное деление во всем черешке, форми-
руется дискретная зона опадения без четкого отделительного слоя.
В этом случае опадение листа происходит лишь через 120 час. Дей-
ствие абсцизовой кислоты на высечки листьев приводит к старению
тканей листа и к его деградации (Back, Richmond, 1971).
Опадение листьев в осенний период предшествует или сопутст-
вует процессу вхождения растений в состояние покоя. При этом в
семенах однолетних и многолетних растений, а также в ветвях и поч-
ках многолетних растений происходит резкое снижение содержания
природных ростовых веществ и накопление ингибиторов роста. Рез-
ко возрастает содержание фенолов, особенно в почках и клубнях
(Perry, 1971; Jangaard et al., 1971). Рассмотрим работы, выполнен-
ные в 40—60-х годах и посвященные общим закономерностям инги-
биторной теории регуляции роста.
Многие авторы считают, что ингибиторы — активные участники
взаимодействия органов. Так, Вэринг и Блэк (Wareing, Black, 1958)
показали, что листья и семена березы содержат ингибиторы роста
сходной природы, несущие, по-видимому, одну и ту же коррелятив-
ную функцию. Михневич (Miechniewicz, Kriesel, 1970) показал, что
ингибиторы присутствуют в тканях почек, причем в апикальных
почках сосны и других хвойных их больше, чем в боковых. Следует
отметить исследования Девисона (Davison, 1962), обнаружившего в
яблоне и иве ингибиторы роста, передвигающиеся вместе с ксилем-
ным соком. Аналогичные ингибиторы были выделены им же из боко-
вых покоящихся почек этих же растений. С помощью передвигающих-
ся ингибиторов, по-видимому, и осуществляется их коррелятивная
регуляторная функция в растении (Dawison, 1962).
Природные ингибиторы содержатся также в большом количестве
и в запасных органах: в клубнях картофеля, луковицах, находящихся
в фазе глубокого покоя; ингибиторы, выделенные с помощью водной
или эфирной экстракции из этих органов, подавляли рост ткани мор-
кови (Hemberg, 1961). Стюард и Каплин (Steward, Caplin, 1952) из-
влекали ингибиторы главным образом из паренхимных тканей, кото-
рые, хотя и содержали все необходимые пластические вещества, обес-
печивающие нормальный рост, все-таки уже не были способны про-
лиферировать. Авторы высказали предположение, что запасные тка-
ни теряют способность к дальнейшему росту или из-за отсутствия
ауксинов, или из-за присутствия ингибиторов. В покоящихся ор-
ганах первые не обнаружены, зато вторые находились в избыточных
количествах. При остановке роста обычно встенках клеток происхо-
дит повышение содержания лигнина, которое уменьшается при пов-
торной активации роста (Whitmore, 1971).
Значительное количество кислых ингибиторов встречается и в
зрелых плодах, т. е. в органах, также закончивших свой рост. К чи-
слу таких ингибиторов может быть отнесена и абсцизовая кислота,
ns
однако кроме пеес уществуют и другие сильные ингибиторы (Corcoran,
1970; Leike, 1970; Holst, 1971). Стимулирующие вещества в процес-
се созревания плодов быстро уменьшаются, а содержание природных
ингибиторов при этом резко возрастает. В созревшем плоде ауксины
полностью отсутствуют, а ингибиторы становятся наиболее актив-
ными.
Внешние факторы играют ведущую роль при переходе растений в
состояние покоя и выступают как бы «регуляторами» эндогенных регу-
ляторов, меняя их количественный, а иногда и качественный состав.
Так, уменьшение длины дня приводило к повышению уровня инги-
биторов и к формированию У Acer pseiidoplatanus спящих почек.
Искусственное уменьшение концентрации кислорода в атмосфере
также вызывало резкое снижение интенсивности прорастания се-
мян (Wareing, Foda, 1956, 1957). Вэринг (Wareing, 1961) считает, что
в процессе глубокого покоя блокируется ряд биохимических процес-
сов, сопровождающих нормальный рост. Эта блокировка регулиру-
ется факторами внешней среды, которые собственно и определяют по-
кой. Осуществление же самой блокады биохимических процессов
происходит с помощью природных ингибиторов, которые являются
как бы операторами, выключающими определенное биосинтетичес-
кое звено.
По-видимому, мнение Вэринга является справедливым, посколь-
ку действительно перед наступлением покоя клубней, семян и почек
происходит интенсивное накопление природных ингибиторов. Раз-
рушение же этих ингибиторов связано с резкой активацией ростовых
процессов. В лаборатории Зединга Дорффлингом были получены дан-
ные, подтверждающие эти результаты. Дорффлинг (Dorffling, 1963),
изучая сезонную динамику ростовых веществ в Acer pseudoplatanus
L., пришел к заключению, что природные ингибиторы проявляют свое
действие осенью только тогда, когда природные ауксины исчезают
или переходят в неактивную форму. Перк, Сарапуу и Мийдла (1964)
подчеркивают, что с осенним затуханием ростовых процессов и на-
коплением запасных веществ у яблони усиливаются процессы лиг-
нификации клеточных стенок. В этот период ими было установлено,
что содержание стимулятора уменьшается и усиливается активность
ингибитора флоридзина.
Очевидно, механизм тормозящего действия ингибиторов в процес-
се вхождения растений в покой является довольно широко распрост-
раненным. Так, большое количество природных ингибиторов было
найдено не только в ясене и клене, но также и в фазе глубокого покоя
в почках персика (Blommaert, 1955), Pinus palustris (Allen, 1960)
и Siringa vulgaris (Guttenberg and Leike, 1958).
Одним из первых доказательств участия природных ауксинов и
ингибиторов в процессе покоя является их динамика, коррелирую-
щая с изменением интенсивности ростовых процессов. Листья и поч-
ки—центр локализации ауксинов и природных ингибиторов, причем
эти центры находятся в постоянном взаимодействии. Наблюдая за
ростом листьев и почек на зеленом побеге ивы, убеждаешься, что рост
139
листа предшествует росту пазушной почки и происходит главным об-
разом в мае и июне (Кефели, Турецкая, 1965). К июлю рост листьев
и рост побега в длину заканчивается и начинают наиболее активно
расти почки. Из приводимых ниже данных видно, что за один месяц,
в промежутке между июлем и августом, почка выросла в три раза
(311%), а”за следующий месяц, между 20.VIII и 20.IX, вес ее увели-
чился еще в 1,9 раза. В осенние месяцы, в промежутках между сентяб-
рем и октябрем или октябрем и ноябрем, рост резко замедлился.
Сухой вес Увеличение веса.
Месяц одной почки, % к предыдущему за
мг месяц
Июль................... 0,7 —
Август ................ 2,2 311
Сентябрь .............. 4,1 187
Октябрь................ 6,2 151
Ноябрь................ 7,0 113
Таким образом, наибольшая активация роста почек наблюдалась
в июле-августе. Хроматографический анализ в сочетании с био-
тестом на рост отрезков колеоптилей показвл, что Rf ауксина на хро-
матограммах экстрактов из листьев и почек был равен 0,5 (смесь
«- бутанол—СН3СООН—Н2О, 40:12:28). В УФ-свете ауксин имел
слабо-желтое свечение.
Прирост отрезков колеоптилей па элюате из зоны ауксина, выра-
женный в процентах к контролю, принимался за биологическую ак-
тивность ауксина. Самая высокая активность наблюдалась в авгу-
стовских листьях, т. е. в период усиленного роста почки (Кефели,
1965). В это время свободный ауксин обнаруживался также в самих
почках и в коре.
Месяц Листья Почки Кора
Июль 120 100 97
Август 162 120 166
Сентябрь 137 90 81
Октябрь 125 95 85
Альден, исследуя присутствие ИУК в тканях сосны, также по-
казал, что весной и летом содержание ауксинов в сосне высоко, по
оно резко падает в период покоя (Alden, 1971).
Образование в листьях природных ингибиторов было прослежено
тем же методом, но без детального изучения их химической природы.
Ингибитор с Rf 0,7 появлялся в листьях в июле и накапливался в
большем количестве в листьях и почках в сентябре-октябре. В про-
центах прироста отрезков колеоптилей к контролю это выражалось
следующим образом.
Месяц Листья Почки
Июль........................ 85 112
Август...................... 75 70
Сентябрь ................... 70 60
Октябрь .................... 55 70
140
Итак, в листьях и почках попеременно усиливается то действие
ауксина, то действие ингибитора. Активность ауксина увеличива-
ется в период усиленного роста почек, а тормозящее действие инги-
битора — в период замедления их роста.
Характерно, что в летний период удаление листьев сопровождает-
ся распусканием почек на черенках, при этом возникают карликовые
недоразвитые побеги. В осенний период, когда в почках накопились
ингибиторы, удаление листьев не влияет на их покой, почки остаются
в закрытом состоянии. Можно предположить, что листья являются
местом первичного синтеза ингибиторов, которые затем перемещаются
в почки. Ранее мы указывали на такую возможность (Кефели, 1965).
В качестве косвенных доказательств подвижности ауксинов и ин-
гибиторов можно привести несколько фактов.
1. Появление большого количества ауксинов в листе сопровож-
дается их возникновением в почках и коре.
2. В молодых фотосинтезирующих листьях начинается активный
синтез фенольных ингибиторов (Кефели, Турецкая, 1966) и абсцизо-
вой кислоты (Millborrow, 1969).
3. Уменьшение активности ауксина и усиленное образование ин-
гибитора в осенних листьях приводит к накоплению его одновремен-
но и в почках.
4. Наконец, последним примером, подтверждающим наше пред-
положение о подвижности ауксинов и ингибиторов, явился опыт с
удалением листьев (табл. 15).
Таблица 15
Роль листьев в процессе укоренения разновозрастных черенков ивы
Меся it Число корней на одном черенке Длина одного корня, см
с листьями без листьев с листьями без листьев
Июль 5,0 2,4 4,0 1.8
Август 1,9 0,2 1,0 0,3
Сентябрь 1,0 2,6 1.1 2 7
Октябрь . 8,3 13,2 1,9 2,7
Как видно, удаление листьев у летних черенков приводит к рез-
кому подавлению корнеобразования: длина и число корней на черен-
ке заметно уменьшаются. Это торможение корнеобразования летом
при отсутствии листьев можно объяснить тем, что летние листья со-
держат большое количество пластических и стимулирующих веществ,
необходимых для образования и роста корней. Осенние листья также
содержат большой запас питательных веществ, но, кроме того, в
них присутствуют природные ингибиторы роста, известные как фак-
торы, тормозящие активность гидролитических ферментов и предот-
141
вращающие появление легко усвояемых субстратов (гидролизуемых
сахаров, аминокислот) в листьях (Hemberg, Larsson, 1961; Chrispe-
els, Varner, 1966). Удаляя осенние листья с черенков, мы тем самым
устраняем большое количество ингибиторов и таким образом ликви-
дируем их тормозящее действие на процесс корнеобразования (Кефе-
ли,’1965).
Рис. 32. Сезонное изменение содержания природного ингибитора изосалицурпо-
зида в почках ивы (фрагмент хроматограммы, смесь для разделения 1 5%-ная СНаСООН)
(Кефели, Турецкая, 1»67)
Следовательно, переход растений ивы в состояние покоя сопро-
вождается уменьшением ауксинов и накоплением в листьях природ-
ных ингибиторов роста, которые затем аккумулируются в большом
количестве в почках, что хорошо видно на примере ингибитора роста
изосалипурпозида (рис. 32).
Роль природных ингибиторов в процессе покоя
растений
Одним из серьезных недостатков ингибиторной теории покоя рас-
тений долгое время было отсутствие сведений о химическом характе-
ре соединений, участвующих в торможении роста.
Однако к 1965 г. были уже известны некоторые ингибиторы, вы-
деленные из растений. Ниже приведены эндогенные вещества семян
и плодов, подавляющие прорастание семян (Wareing, 1966).
J 42
Вещество
Цианиды
Горчичные масла
тра«с-Коричная кислота
Феруловая кислота
/i-Сорбияовая кислота
Кумарин
Эфирные масла
Алкалоиды
N-бутилиденгексагидрофталид
Объект, из которого выделял-
ся ингибитор
Primus. Grataegus
Sinapis, Brassica
Par thenium
Beta
Sorbus
Различные растения
Cilrus, Focniculum
Nicol iana
Umber] iferae
В эрин г считает, что наиболее сильными ингибиторными свойства-
ми обладает из фенолкарбоновых кислот салициловая кислота, а из
лактонов — кумарин.
Этого же мнения придерживаются Майер и Поляков-Майбер
(Mayer, Poljakoff-Mayber, 1963). Ниже приводятся данные, взятые
из их исследований, где сравнивается ингибиторное действие (Сг>0)
ароматических и фенольных соединений на прорастание семян салата
сорта Прогресс.
Вещество «онце^рз.
Пнрогаллол....... 10_2
Пирокатехин...... 10~2
Резорцин....... 5-Ю-3
Салициловая кислота . . 1,5Ч0~3
Галловая кислота ... 5Ч0~3
Вещество
Концентра-
ция, М
Феруловая кислота . . . 5-10~а
Кофейная кислота . . . 10-2
/i-Кумаровая кислота . . 5-10-3
Кумарин............... 5-10-1
Эти же авторы отмечают, что семена разных культур по-разному
реагируют на кумарин. Эти культуры можно расположить по чувст-
вительности к кумарину (50%-ном подавление) в такой ряд: лен (3.3 •
ЧО'5 М), капуста (0,27 ЧО-4 М), морковь (0,35Ч0"4М), одуванчик
(0,41 • 10~4 М), редис (0,69 ЧО-4 М), крессалат (0,75Ч0'4М), свекла,
лук и горчица (1,3 ЧО-4 М), салат Гранд Рэпидз (1,5 ЧО-4 М) и салат
Прогресс (5Ч0"4 М), пшеница (1,5—3,0 10"3 М), рис (0,66 ЧО-2 М).
В 50-е годы наиболее активно были изучены ингибиторные свой-
ства фенольных соединений. Большинство работ в этом плане было
проведено на семенах.
Исследование тормозящего действия некоторых фенолов продол-
жалось и в 60-е годы. Так, ингибиторное действие хлорогеновой, ко-
фейной и mptwc-коричной кислот отмечал Сибиока (Shibaoka, 1962),
ванилиновой, п-оксибензойной и /г-кумаровой кислот — Билбао и
Гарсиа (Bilbao, Garcia, 1966), тормозящее действие я-кумаровой
кислоты на прорастание семян и рост проростков восьми видов рас-
тений отмечали Хеннеквин и Жюст (Hennequih, Juste, 1967). Флава-
нон иарингенин подавлял прорастание семян пшеницы и ячменя,
одновременно ингибируя активность а-амилазы, причем гибберел-
ловая кислота не снимала этого подавления (Соггега, 1969). Анализ
свойств нарингенина заставил Коррера прийти к выводу о том, что
флавоноиды, и в частности иарингенин, обладают специфическим, не-
сходным с абсцизовой кислотой механизмом регуляции покоя.
Особое внимание следует обратить на взаимодействие света с ку-
марином при прорастании семян салата. Детально антагонизм меж-
ду светом и ингибиторным действием кумарина описан в обзоре
Эвенари (Evenary, 1965).
Здесь уместно привести данные из работы Эвенари, выраженные
в процентах прорастания семян салата Grand rapids в воде и в рас-
творе кумарина (10 мг/л) после облучения светом (250 футо-свечей).
143
Освещение, сек. Кумарин Вода Ос вещение, сек. Кумарин Вода
0 1 >5 34 60 26 92
10 9,5 60 120 34 92
15 10 74 180 37 96
30 26,5 8) 300 35 93
Характерно, что ни действие 2,4-ДНФ, ни действие 2,4-Д, подав-
лявших прорастание семян салата, не снималось светом. Эвенари объ-
ясняет это свойство кумарина его нативным характером и способно-
стью инактивироваться в присутствии меняющихся на свету фермент-
ных систем семени.
Высокое содержание фенола с ингибиторными свойствами обна-
руживалось в осенний период в почках ряда древесных растений
(Grochowska, 1963, Wagenbeth, 1963; Erez, Lavee, 1968; Tomaszewska,
Tomaszewski, 1970), что соответствовало периоду вхождения расте-
ний в покой. Так, Эль-Манси и Волкер (El-Mansy, Walker, 1969),
исследуя спектрофотометрически содержание парингенина в почках
персика, показали, что наибольшее количество этого флавонола на-
капливалось в период глубокого покоя, в ноябре, а наименьшее об-
наруживалось ранней весной, в период, предшествующий цветению.
Однако после распускания почек в молодых листьях обычно начи-
нается активный синтез фенолов (Мийдла, 1968; Erez, Lavee, 1968).
Во второй половине лета заложение новых почек на стеблях прекра-
щается. Поэтому представляют интерес работы, посвященные дейст-
вию фенолов па заложение и рост почек в культуре тканей, хотя отда-
ленно, по все-таки имитирующие этот процесс у целого растения.
Ранее мы указывали на работу Ли и Скуга (Lee, Skoog, 1965), в кото-
рой эти исследователи отмечали тормозящее действие некоторых фе-
нолкарбоновых кислот на заложение почек в культуре тканей таба-
ка. Фенольное соединение флоридзин не подавлял появление и рост
корней у черенков яблони, но тормозил рост стеблей в длину (Лео-
нова, 1968) и в концентрации 800 мг/л задерживал весеннее распус-
кание почек, однако осенний рост почек не тормозился (Сарапуу,
1970). Исследования Пауле и Лиоре подтвердили, что не только фе-
нольные кислоты типа хлорогеновой кислоты, но и рутин в довольно
низкой концентрации 5-10'8 М подавляли заложение почек (Pau-
let, Lioret, 1966).
Попытка искусственным путем затянуть период покоя у ясеня бы-
ла воспроизведена Вэрингом и Вилерсом (Wareing, Villiers, 1961).
Авторы вводили в ткани нестратифицированных зародышей ясеня
природный ингибитор роста, выделенный предварительно из анало-
гичной партии зародышей. Прорастание этих зародышей резко тор-
мозилось по сравнению с прорастанием зародышей, обработанных
водой. В этой же, а также и в других работах было показано, что во
время периода глубокого покоя ни целые семена ясеня, ни отдель-
ные зародыши не содержат ауксинов, зато в них присутствуют инги-
биторы (Varga, 1957; Hemberg, 1961; Wareing, 1961).
144
Обсуждая работу Вэринга и Вилерса, доложенную на IV конфе-
ренции по регуляции роста в Айове (США), Эвенари задал справедли-
вый вопрос о физиологической природе выделенного тормозителя;
является ли он ингибитором роста или ингибитором прорастания се-
мян. Вэринг ответил, что, по его мнению, эти два понятия чаще все-
го идентичны, так как исчезновение ингибитора роста из семени дур-
нишника, например приводит к немедленному прорастанию его се-
мян и росту побегов.
Безусловно, для того чтобы доказать физиологическую функцию
природного ингибитора или ауксина в том или ином ростовом про-
цессе, следует выделить это вещество и проверить его действие на ис-
следуемый ростовой процесс. Именно так и поступили Вэринг и Фо-
да, оценивая тормозящее действие ингибиторов семян не только на
рост колеоптилей, но и на прорастание зародышей (Wareing, Foda,
1956, 1957).
Тормозящее действие природных ингибиторов обнаруживали ча-
ще всего с помощью теста на рост отрезков колеоптилей. Исследуя
таким же способом хроматограммы экстрактов из осенних листьев,
Робинсон и Вэринг (Robinson, Wareing, 1964) обнаружили один ин-
гибитор, не обладающий свойствами фенолов, но значительно силь-
нее, чем фенолы, подавлявший рост биотестов—абсцизовую кислоту.
Знакомясь с исследованиями о роли абсцизовой кислоты в росте
растений, убеждаешься, что большинство из них были проведены по
принципу экзогенного воздействия на ростовые процессы. Меньшее
число работ касалось обнаружения природной абсцизовой кислоты
и ингибиторов со сходными свойствами в растительных тканях, на-
ходящихся в разном состоянии. Прежде всего следует в этом отно-
шении упомянуть работы Вилерса и Вэринга (Villiers, Wareing, 1960),
затем работы Лайпа и Крейна (Lipe, Crane, 1966), посвященные пове-
дению абсцизовой кислоты в покоящихся семенах древесных расте-
ний. К числу более поздних работ, выполненных в этом же плане,
могут быть отнесены работы по покою плодовых растений (Pieniazek,
Rudnicki, 1971; Rudnicki, Suszka, 1969; Николаева и сотр., 1968,
1969; Острейко, 1969а, 19696 и др.).
Зондхеймер и сотр. (Sondheimer et al.. 1968) в отличие от преды-
дущих авторов предприняли определение абсцизовой кислоты в по-
коящихся и готовых к прорастанию семенах ясеня с помощью коли-
чественного рацематпого метода, предложенного Мильборроу (Mil-
borrow, 1967). Оказалось, что в покоящихся семенах Fraxinus ame-
ricana содержатся 11, а в прорастающих — 3,3 мкг абсцизовой кисло-
ты в расчете на 1000 семян. В процессе прохождения покоя ее содер-
жание у семян снижалось. Абсцизовая кислота в концентрации
0,95 мкМ могла вновь вызвать покой у семян ясеня, причем в каче-
стве важного обстоятельства следует отметить тот факт, что это имен-
но та доза абсцизовой кислоты, которая исчезала во время страти-
фикации. Однако Зондхеймер считает, что данные результаты еще
ничего не говорят об истинном поведении абсцизовой кислоты в по-
коящемся растении. Для того чтобы вновь вызвать покой семян с по-
145
мощью абсцизовой кислоты, потребовался очень длительный период
экспозиции.
Рудницкий и Пияенжек отмечали большое содержание абсцизо-
вой кислота в созревающих яблоках, но почти ее полное отсутствие
в ножках плодов и в опавших завязях, что вряд ли указывает на роль
этого вещества в процессах опадения (Rudnicki, Pieniazck, 1970).
Было также отмечено, что абсцизовая кислота не накапливалась к
концу вегетации в листьях и плодах кратегуса и шиповника (Totnas-
zewska, Tomaszewski, 1970). Уровень абсцизовой кислоты — не един-
ственный признак, отличающий покоящиеся семена от прорастающих.
К числу других признаков эти авторы относят: 1) различия в
проницаемости оболочек двух типов семян, 2) степень ферментативно-
го разрушения ингибиторов в непокоящихся семенах, 3) содержание
фитогормонов. Высокое содержание абсцизовой кислоты в покровах
семян, не снижающееся в процессе стратификации, указывает, что
вряд ли оболочка играет существенную роль в процессе покоя, по-
скольку наиболее существенные изменения происходят внутри семе-
ни. Однако этих изменений в самом семени Вилере и Вэринг не наблю-
дали вплоть до выхода семян из состояния покоя (Villiers, Wareing,
1961). В связи с этим Зондхеймер и сотр. (Sondheirner et al., 1968).
очень осторожно обсуждают роль абсцизовой кислоты в покое семян,
отмечая, что большую роль могут играть и другие ингибиторы, а дей-
ствие абсцизовой кислоты на почки отмечали Дорффлинг и Лайке
(Dorffling, 1970; Leike, 1970).
Однако, несмотря на ряд успехов, достигнутых в изучении «хи-
мизма» покоя, ряд проблем остается до сих пор совершенно не выяс-
ненным. Так, одним из наиболее загадочных аспектов является во-
прос о выходе растений из состояния покоя. Совершенно неясно, по-
чему вдруг в почках растений, находящихся зимой при отрицатель-
ных температурах, в фазе вынужденного покоя исчезают ингибиторы
и появляются фитогормоны. Причем внешние факторы, как, напри-
мер, теплые ванны, способны ускорить этот процесс и даже вызвать
образование гормонального фактора, распространяющего свое дей-
ствие вдоль по стеблю на почки, не прошедшие тепловой обработки
(Красносельская, Рихтер, 1942).
Чем же объяснить появление первых порций гормонов и разруше-
ние ингибиторов в зимнем покоящемся растении?
Одним из возможных объяснений являются результаты наблюде-
ний за состоянием покоя у различных частей растений. Так, Вегис
(Vegis, 1965) отмечает, что корни древесных растений продолжают
расти даже в то время, когда почки и камбий стебля находятся в сос-
тоянии глубокого покоя. Можно предположить, что ферменты типа
полифенолоксидазы или пероксидазы поступают из корней и окис-
ляют ингибиторные продукты почек и коры. Между тем садоводы от-
мечали, что выход из состояния покоя происходит и у побегов дре-
весных с удаленными корнями. В этом случае большую роль может
играть низкая температура, активирующая деятельность некоторых
гидролитических ферментов с низким температурным оптимумом, на-
146
ходящихся в самих побегах. Эти ферменты будут способны не толь-
ко разрушать ингибиторы, но и высвобождать из связанных форм
фитогормоны.
Стюард и Каплин (Steward, Caplin, 1952), а также Хемберг (Hem-
berg, 1970) считают, что фито гормоны способны непосредственно
инактивировать ингибиторы. В связи с этим они полагают, что
для преодоления угнетающего действия ингибиторов и для индуци-
рования роста клубни картофеля следует обрабатывать ауксином и
тем самым как бы нейтрализовать действие ингибитора. Однако
эти же авторы показывают, что у клубней картофеля процесс
преодоления ингибиторной активности осуществляется самостоятель-
но: под действием низких температур уровнь природных ингибито-
ров резко снижается и клубни начинают прорастать. Аналогичные
данные известны и для почек древесных растений (Tinklin, Schwabe,
1970; Васильева, 1970).
Многие исследователи отмечают ведущую роль внешних факто-
ров (качества и интенсивности света, действия низких температур
и т. д.) при выходе растений из состояния покоя.
Блэк и Вэринг (Black, Wareing, 1959) показали, например, что
прорастание изолированных зародышей семян березы резко тормо-
зилось природным ингибитором, но это торможение снималось све-
том. Аналогичные результаты сообщил Ныотл (Nutile, 1945). В его
случае прорастание не чувствительных к свету семян салата ин-
гибировалось кумарином. Однако это ингибирование исчезало под
действием света. Суммируем кратко возможные причины нарушения
покоя растений.
Внешние факторы: 1) действие низких температур (стратифи-
кация); 2) действие света на прорастание семян; 3) активация до-
ступа кислорода к зародышу семени.
Внутренние факторы: 1) разрушение природных ингибиторов;
2) образование фитогормонов; 3) активация ферментов с низким тем-
пературным максимумом; 4) транспорт гормонов и гидролитических
ферментов из корней в надземную часть растений.
Однако пи один из указанных факторов ле является универсаль-
ным и способным полностью объяснить процесс регуляции покоя.
Доминирующим эндогенным фактором, снижающим интенсивность
роста и накапливающимся в растении в период прохождения им
покоя, являются природные ингибиторы. Функционируя в растении
совместно со стимуляторами, ингибиторы способны нарушать нор-
мальное протекание ростового процесса и ограничивать активность
фитогормонов.
Функции фитогормонов и ингибиторов
в период выхода растений из состояния покоя
При выходе растений из состояния покоя меняется целый ряд
эндогенных факторов, в том числе и соотношение фитогормонов и
ингибиторов. Реакция черепков, нарезанных с вегетирующих и
147
покоящихся побегов ивы, на вводимые извне фитогормоны прямо
противоположна. Ни индол ил уксусная кислота (150 мг/л), ни гиб-
береллин (150 мг/л) не способны активировать ростовые и формооб-
разовательные процессы у осенних черенков ивы (табл. 16). Эфир-
ные экстракты, полученные из таких черенков, содержат природ-
ные ингибиторы, подавляющие рост отрезков колеоптилей пшеницы.
Можно предположить, что присутствие таких тормозящих веществ
задерживает проявление стимуляторного действия фитогормонов.
Таблица 16
Влияние комплекса природных ингибиторов ивы (ИНГ) на торможение роста
побегов и корней ивы (в % к контролю)
Вариант Количество распустив- шихся почек Число корней Количество распустив- шихся почек Число корней
Осень Be сна
Вода (контроль) .... 100 100 100 100
ИУК 80 138 60 250
ГК 50 10 144 50
ИНГ — — 70 50
ИНГ -(-ГК — 114 10
ИНГ+ИУК — — 56 50
Проверить это предположение можно было бы тремя способа-
ми: I) введением фитогормонов в весенние черенки, свободные от
природных ингибиторов; 2) выделением природных ингибиторов из
осенних черенков и введением их в весенние черенки, т.е. попытать-
ся временно имитировать осенние условия покоя; 3) введением сов-
местно природных ингибиторов с фитогормонами, чтобы воспроиз-
вести эффект гашения стимуляторного действия ИУК и гибберел-
лина.
На первом этапе изучения тормозящего действия ингибиторов
были использованы не индивидуально выделенные соединения, а ком-
плекс ингибиторов, условно обозначенный ИНГ. Эти соединения
выделяли из одного осеннего черенка и вводили в один весенний
черенок. Опыты, проведенные таким образом, суммированы в табл.
17. Оказалось, что весенние черенки с почками, вышедшими из со-
стояния покоя, способны реагировать на фитогормоны. Под дейст-
вием ИУК у них активируется образование корней, а под действием
гибберелловой кислоты (ГК) усиливаются распускание почек и рост
побегов. Комплекс природных ингибиторов затормозил нативные
ростовые процессы на черенке. Если же ингибиторы вводили в ве-
сенний черенок совместно с ИУК или ГК, то ингибиторы подавляли
как корнеобразующий стимул, вызываемый ауксином, так и процесс
распускания почек, индуцируемый гиббереллином (Кефели, Турец-
кая, 1967).
148
Таблица 17
Действие комплекса природных ингибиторов ивы (ИНГ) на рост биотесгов
Рост отрезков Рост пророст- Число корней Длина эпико-
Вариант колсотп илей. ков гороха. фасоли на 1 теля фасоли.
% к контролю мм черенок мм
Вода (контроль) .... 100 37 0 17
ИУК 175 41 40 18
ГК 130 108 1 29
ИНГ 19 41 4 16
ИНГ + ГК 57 58 1 18
ИНГ + ИУК • . . . . 27 49 0,6 20
Для расчленения сложных процессов органогенеза, происходя-
щих в древесном черенке, на более простые составные элементы мы
выбрали в качестве дополнительных тестов отрезки колеоптилей
пшеницы (рост клеток растяжением), проростки гороха (вытяги-
вание стебля) и, наконец, комплексный тест на органообразование—
черенки фасоли (корне- и побегообразование). Оказалось (табл. 17),
что комплекс ингибиторов подавлял рост отрезков колеоптилей,
индуцированный ИУК, рост стебля гороха, активированный ГК,
а также процессы корне- и стеблеобразования, которые усиливались
при помощи ИУК и ГК (Kefeli, Turetskaya, 1967).
Приведенные данные позволяют сделать общий вывод о том, что
природные ингибиторы, накапливаясь в осенних побегах, способны
оказывать тормозящее действие на процессы роста, протекающие
в этих побегах. Осенние черенки ивы в наших опытах и растение бе-
резы и смородины в опытах Туманова и сотр. (1970) не были чувст-
вительны к фитогормонам и приобретали эту чувствительность при
выходе растений из состояния покоя.
Однако, несмотря на правомочность сделанного вывода, следует
обратить внимание на тот факт, что осенние почки хотя и утрачи-
вают способность распускаться в связи с накоплением в них при-
родных ингибиторов, но продолжают увеличиваться в размерах. То
же следует сказать и о семенах, в которых при созревании появляют-
ся природные ингибиторы, по это не тормозит у них органооб| а?.с-
вательные процессы. Природные ингибиторы локализуются глав-
ным образом во внешних покровах почек и семян. Может быть, эта
локализация и обеспечивает нормальный ход процессов органоге-
неза. Кроме того, следует отметить, что формативные процессы ме-
нее чувствительны к природным ингибиторам, чем процессы растя-
жения клеток и органов (Турецкая и др., 1969). Скорее всего по-
этому почки хотя и увеличиваются в размерах, но в присутствии
ингибиторов утрачивают способность к вытягиванию стебля. Вместе
с тем те дозы ингибитора, которые тормозят рост стебля растяже-
149
нием, неспособны затормозитьформативные процессы. Здесь мы усмат-
риваем сходство с вариацией в чувствительности разных процессов
роста к ауксинам, описанной ранее Вентом и Тима ином (Went,
Thimann, 1937; Thimann, 1965); растущие корни значительно силь-
нее реагируют на ауксин, чем почки, цветы — слабее, стебли —
еще слабее.
Следует отметить также, что было бы неправомочным приписывать
подавление роста стебля только присутствию в почках ингибиторов.
Отсутствие в осенних почках фитогормонов является одним из фак-
торов, определяющих потерю ими способности к распусканию.
Эту способность они обретают весной, в тот период, когда содержа-
ние ингибиторов резко уменьшается.
Выше была рассмотрена физиологическая активность комплекса
ингибиторов, при этом было высказано предположение, что этот
комплекс состоит из нескольких веществ, обладающих способностью
подавлять рост отрезков колеоптилей.
Среди этих ингибиторов ивы, обнаруживаемых на хроматограм-
мах с помощью цветных реакций, был найден изосалипурпозид, т. е.
х а л кон а р ин гении -2' -гл юкозид.
Путем последовательного перехроматографирования в четырех
смесях растворителей он был очищен от примесей и была установле-
на идентичность этого соединения с веществом-метчиком.
Показатель
Rf
2%-СИзСООН ....
5%-СНзСООН . . . .
15%-СНзСООН ....
и-Бутанол — C2H5OI I —
Лаб,4; 1:2,2........
Цветная реакция
ДСК .............
AlCls............
НС1..............
Окраска пятна
УФ...............
УФ + Nils........
Дневной свет-р МНз
7.макс УФ-Спектра, НМ
Халкон-глюкозпд из
Salix purpurea
0,08
0,10
0,16
0,56
Оранжевая
Зеленая
Красная
Темно-коричневая
Красно-оранжевая
Оранжевая
240, 372
Халком а рингснин-2'’-глюко-
зид (изосалипурпозид)
0,08
0,10
0,16
0,56
Оранжевая
Зеленая
Красная
Темно-коричневая
Красно-оранжевая
Оранжевая
240, 369
Изосалипурпозид был накоплен препаративно в больших количе-
ствах согласно предложенной нами схеме препаративного выделе-
ния фенольных соединений (Кефели, Турецкая, 1968; Turetskaya et
al., 1968).
Очищенный четырехкратным перехроматографированием от воз-
можных примесей изосалипурпозид при хроматографическом раз-
делении давал одно пятно, постоянный УФ- и ИК-спектры и т. д.
Испытание изосалипурпозида на рост отрезков колеоптилей
пшеницы показало, что он способен полностью подавлять рост рас-
150
тягивающихся клеток у отрезков колеоптилей вплоть до концентра-
ции 1 мг/мл, а в дозе 0,5 мг/мл тормозящее действие этого ингибитора
составляло 60%. В концентрации 0,25 мг/мл изосалипурпозид те-
рял свои ингибиторные свойства.
Другим природным ингибитором, подавлявшим рост отрезков
колеоптилей, была фенолкарбоновая кислота. Опа была также вы-
делена препаративно и подвергнута четырехкратному перехромато-
графированию. Фенолкарбоновая кислота имела элементарный со-
став С : Н : О — 53,5 : 6,42 : 40,03, т. пл. 79—80°. Подвижность
(Rf)s 15%-ной СНЗСООН составляла 0,90. Она давала положитель-
ную реакцию с ДСК и FeCl3. Анализ спектра поглощения ее в ИК-
свете подтвердил наличие в ней гликозидной связи средней интен-
сивности (1254 см-1), ароматического кольца (1500—1600 см-1), са-
харного остатка (1080, 1040см-1) и карбоксильной группы (1720см-1).
Изосалипурпозид и фенолкарбоновая кислота обладали одина-
ковой способностью накапливаться в осенних почках в наибольшем
количестве (Кефели, Турецкая, 1965).
Препаративно выделенные и очищенные изосалипурпозид и фе-
нолкарбоновая кислота были способны подавлять органогенез в ве-
сенних черепках ивы.
Хотя концентрация фенольных ингибиторов и была достаточно
высокой (2 мг/л), однако она выполняла физиологическую функцию,
так как в одном листе и почке черенка содержалось их примерно от 1
до 3 мг в зависимости от месяца нарезки.
Ниже показано действие изосалииургюзида и феполкарбоповой
кислоты на распускание почек и па образование корней у черенков
ивы Salix purpurea (в % на черенок)
Ингибиторы, выделенные из ивы Почки Корпи
Вода (контроль)........................... 42 100
Изосалипурпозид, 2 мг/мл............ 10 0,6
Фенолкарбоновая кислота, 2 мг/мл 17 38
Накопление фенольных ингибиторов в таких концентрациях в
осеннем побеге было способно затормозить протекающие в нем рос-
товые процессы. Эти же самые фенольные соединения обладали
ингибиторной активностью и в отношении ростовых процессов, акти-
вированных фитогормонами (в % к контролю):
_ Число корней
Вариант Распускание Jia одном
почек черенке
Вода (контроль).......................... 100 100
ИУК....................................... 35 220
ГК................................. 150 20
Изосалипурпозид (И), 2 мг/мл ... 70 80
И + ИУК............................. 35 56
ИД-ГК .............................. 30 35
Фенолкарбоновая кислота (Ф), 2 мг/мл 40 38
Ф + ИУК............................. 52 35
ФЧ-ГК............................... 80 50
15)
С помощью природных фенольных ингибиторов удалось, таким
образом, временно имитировать состояние покоя, т. е. подавить ро-
стовые процессы и погасить гормональную активность фитогормо-
нов. Аналогичные данные сообщила недавно Коркоран с сотрудни-
ками, которая обнаружила специфический антагонизм между тап-
нинами, фенолами и коричной кислотой (Corcoran et al., 1972).
Кроме фенольных ингибиторов в листьях ивы присутствовал
ингибитор со свойствами абсцизовой кислоты, который был выделен
препаративно из 1,5 кг зеленых листьев по методу Рудницкого (Rud-
nicki, 1969) и подвергнут хроматографическому разделению в смеси
изопропанол — NH4OH — Н2О, 10:1:1с последующим псрехро-
матографированием в смеси н-бутанол — СН3СООН — Н2О, 3 :
: 2 : 95 и затем вновь в смеси изопропанол — NH4OH — Н2О, 10 :
: 1 : 1. Параллельный образец разделяли в смеси н-бутанол —
СН3СООН — Н2О, 40 : 12 : 28 с последующим перехроматографи-
рованием в смеси изопропанол — NH4OH — Н2О, 10 : 1 : 1 и обрат-
но в смеси н-бутанол — СН3СООН — Н2О. Распределение активно-
стей на хроматограммах после первого хроматографического разде-
ления представлено в табл. 18.
Таблица 18
Биологическая активность зон (1 — 10) хроматограмм с предполагаемой
абсцизовой кислотой
• Зона локализации синтетической (+) абсцизовой кисло гы.
Ингибиторные зоны из смеси изопропанол — NH4OH — Н2О
после двухкратного перехроматографирования приобрели большую
тормозящую активность — прирост в элюате составлял 0,6 мм (но
сравнению с 1,6 мм при первичном хроматографировании). То же
самое повышение ингибиторной активности было получено при
перехроматографировании ингибиторных зон из смеси БУЕ,
40 : 12 : 28.
Сопоставление биологической активности выделенной абсцизо-
вой кислоты с ингибиторным действием синтетического препарата
152
показало, что в 1 кг сырых листьев могло содержаться от 8 до 16 мг
абсцизовой кислоты, так как 30%-ное подавление вызывает раствор
абсцизовой кислоты с концентрацией 1 мг/л, а 50%-ное — 2,5 мг/л.
Природная же абсцизовая кислота из 125 г сырых листьев вызвала
аналогичное 30—50%-ное подавление роста отрезков колеоптилей.
Приведенный расчет имеет сугубо ориентировочный характер, од-
нако он показывает порядок величин: содержание фенолов в листьях
ивы превышает содержание абсцизовой кислоты по крайней мере на
2—2,5 порядка.
Обработка весенних черенков ивы растворами абсцизовой кис-
лоты показала, что она в концентрации 20 мг/л была способна на
75% затормозить распускание почек, но в этой же концентрации
.тишь на 24% подавить рост корней, причем такое тормозящее дей-
ствие абсцизовой кислоты было быстро проходящим. Таким образом,
распускание почек и другие процессы, связанные с выходом расте-
ний из покоя, находятся под контролем системы «фитогормоны —
ингибиторы».
Природные ингибиторы роста и прорастание семян
В покое семян природные ингибиторы роста как фенольной, так
и терпеноидной природы также играют большую роль (Mayer,
Poljakoff — Mayber, 1963; Николаева, 1967; Овчаров, 1969; Milbor-
row, 1969; Krawiarz, 1970; Ketring, Morgan, 1971; Саркисова, 1971),
ричем, если по каждому классу этих ингибиторов проведено до-
статочное количество исследований, то в сравнении эти ингибиторы
практически не изучались. Стремясь восполнить этот пробел, мы
поставили перед собой задачу провести сравнительное исследование
действия абсцизовой кислоты (терпеноидный ингибитор) и /г-кумаро-
вой кислоты (фенольный ингибитор) на ростовые процессы у прора-
стающих семян пшеницы, яблони и абрикоса (Кефели, Турецкая
и др., 19696).
Семена пшеницы Triticurn vulgare L. сорта Московка проращи-
вали на растворах абсцизовой и п-кумаровой кислот. Абсцизовую
кислоту, или (гЬ)абсцизин II, получили в 1967 г. в виде кристалли-
ческого препарата от проф. Корнфорта (Англия).
Семена яблони лесной Malus Silvestris (L.) с удаленными после
стратификации оболочками помещали для проращивания па фильт-
ровальную бумагу в чашки Петри (d = 3 см). В каждую чашку на-
ливали по 2 мл раствора. Нестратифицированные семена абрикоса
Armen i аса vulgaris Lam. замачивали трое суток в твердых оболоч-
ках, затем твердые оболочки снимали и семена вновь замачивали
в течение суток в водопроводной воде. После снятия мягких оболо-
чек семена проращивали па опытных растворах в чашках Петри. Все
опыты по проращиванию семян проводили в темноте, в термостате
при 26° (Кефели и др., 1969).
В исследованиях были использованы семена древесных без обо-
лочек, поскольку предварительные опыты с проращиванием семян в
153
Р и с. 33. Действие абсцизовой
кислоты (АБК) на рост корня(/),
стебля (2), прорастание семян (3)
абрикоса («) и пшеницы (б) (Кефе-
ли н др.,. 19696)
/ — контроль ЛбК(мГ''л):
1! - 15,
111 — 75,
IV — 3,8.
V — 1,9
Рис. 34. Действие п-*умаровой
кислоты на ростовые процессы (в
% к коктролюЦ Кефели и др.»1969 б)
а — прирост отрезков колеоптилей;
б — рост корня (7), стебля (2) и
прорастание семян абрико-
са (3):
в — прорастание семян пшеницы
оболочках дали сходные результаты. Различие состояло лишь в том,
что у семян с оболочками рост корней на первых этапах несколько
тормозился и семена сильно поражались микроорганизмами. Такое
задерживающее действие оболочек приводило к значительному
разбросу данных и к увеличению средней квадратичной ошибки,
что заставило нас отказаться от использования семян с оболочками
в последующих опытах.
Тормозящее действие абсцизовой и н-кумаровой кислот на про-
растание семян пшеницы и абрикоса отмечалось уже спустя сутки
после начала инкубации и прослеживалось вплоть до окончания
опыта (рис. 33). Поскольку временной ход кривых не давал пере-
крещиваний, в дальнейшем в целях удобства изложения будут про-
водиться данные по росту для какого-нибудь одного дня учета.
Прорастание семян яблони не учитывалось, так как в опыт брались
стратифицированные, наклюнувшиеся семена.
Сравнивая действие абсцизовой и п-кумаровой кислот, следует
отметить, что первая подавляет прорастание семян в дозах в 80—
100 раз более слабых, чем вторая (рис. 34—36). Однако различия
между представителями двух классов ингибиторов этим не огра-
ничиваются. Абсцизовая кислота у прорастающих семян пшеницы
и яблони подавляла рост проростка сильнее, чем рост корня
(рис. 35). Ниже представлены дозы абсцизовой и п-кумаровой кис-
лот, подавляющие на 50% (С50) ростовые процессы у прорастаю-
щих семян пшеницы и яблони (в мг/л).
Рост надземной части проростков Рост корпя
Пшеница
Абсцизовая кислота . . . 3,8 11,0
«-Кумаровая >> Яблоня . . 500 125
Абсцизовая кислота . . . . 0,1 5
л-Кумаровая » . . . . 1000 750
Для того чтобы подавить рост проростка яблони на 50%, тре-
бовалось 0,1 мг/л, а для 50%-ного торможения роста корней —
5 мг/л абсцизовой кислоты. Рост проростка абрикоса на девятый
день прорастания подавлялся на 50% абсцизовой кислотой почти
в тех же концентрациях, что и рост корня, однако для 100%-ного
подавления роста требовалась доза меньше 10, а для подавления
роста корня — больше 30 мг/л. Таким образом, стебель абрикоса
тоже более чувствителен к абсцизовой кислоте, чем корень. п-Ку-
маровая кислота вызывала 50%-ное подавление роста корня
почти так же сильно, как и проростка, одпако дозы, необходимые
для этого подавления, были в 100 раз и более выше, чем дозы аб-
сцизовой кислоты (см. рис. 35). Различия в дозах абсцизовой кисло-
ты, необходимых для 50%-ного подавления роста, отмечаются не
только для таких автономных органов, как проросток и корень,
но даже для одного органа и его части. Так, для того чтобы пода-
155
Рис. 35» Действие различных концентраций абсцизовой кислоты (А) и л-кумаровон
кислоты (S) на прорастание семян яблони (Кефели и др.г ]9896)
Абсцизовая кислота (мг/л): 1 — контроль, 2 — ОД; 3 — 1, 1 — 10, б — 30; л-кумаро*
«ая кислота (мг/л): 6 — контроль, 7 — 50, 8 — 100, 9 — 500, 10 — 1000
0,08 1,2510 0,1 0,0 10,030,0
0, мг/л
Рис. ЗВ. Свойства абсцизовой кислоты
(Addicott et al., 1964; Кефели и др.$ 19696;
Турецкая и др.. 1969)
а — рост отрезков колеоптилей пшеницы;
б — рост проростков гороха;
о — прорастание семян абрикоса;
I — опадение листьев хлопчатника при кон-
центрациях (А Б К) (мкг): 1 — контроль,
2 — 0.01, 5 — 1.0
вить на 50% рост проростка пшеницы, требуется 3,8 мг/л, а рост
отрезка колеоптиля—0,1 мг/л абсцизовой кислоты и соответст-
венно 500 и 350 мг/л n-кумаровой кислоты.
Рассматривая процессы: прорастание семян — рост пророст-
ка — рост отрезка проростка (колеоптиля), можно заключить, что
мы как бы перемещаемся от сложного ростового процесса к более
простому и, наконец, к самому упрощенному, каким является отрезок
колеоптиля с растягивающимися клетками. Для 50%-ного подавле-
ния сложного процесса — прорастания семян — потребуется в
5 раз больше абсцизовой кислоты, чем для процесса роста пророст-
ка, и в 150 раз больше, чем для торможения роста отрезка колеоп-
156
тиля. Создается впечатление, что чем сложнее процесс, тем большая
доза ингибитора требуется для его подавления. Так, чтобы подавить
на 50% прорастание тех же семян пшеницы, потребуется 1000 мг/л
n-кумаровой кислоты, для торможения роста проростка — в 2 раза
меньшая, а для ингибирования роста отрезка колеоптиля — в 3 раза
меньшая доза. Однако этот вывод нельзя абсолютизировать. На
примере сравнительного действия абсцизовой и /г-кумаровой кис-
лот на рост стебля и корня было наглядно видно, что два равно-
значных по сложности ростовых процесса подавляются терпе-
ноидным ингибитором с разной интенсивностью. По-видимому,
в последнем случае мы сталкиваемся с метаболической специфич-
ностью стебля как объекта, более чувствительного к абсцизовой
кислоте.
Различия в чувствительности некоторых форм ростовых процес-
сов к абсцизовой кислоте представлены на рис. 36. Абсцизовая кис-
лота способна подавлять прорастание семян ряда пород древесных
и травянистых растений (Dorffling, 1970; Острейко, 1971), однако
кроме нее ингибиторное действие обнаружено и для ряда других
соединений (Bastin et al., 1967; Ryugo, 1969). Следует отметить,
что природные ингибиторы — абсцизовая кислота и фенольные
соединения — легко вымываются водой и могут входить в состав
выделений, влияющих на прорастание семян и рост проростков
растений в сообществах.
Нами было установлено, что прорастающие семена табака тор-
мозятся в своем росте из-за присутствия в смывных водах абсци-
зовой кислоты, которая была идентифицирована по значению Rf
на хроматограммах, разделенных в 4 смесях растворителей и по
УФ-спектру (Il’in, Kefeli, 1970).
Эффект торможения был имитирован и с помощью экзогенно
введенной абсцизовой кислоты, которая вызывала резкое тормо-
жение прорастания семян.
Превращение природных ингибиторов при контакте
с различными растительными тканями
Основным свойством природных ингибиторов является их спо-
собность временно тормозить рост растений и затем разрушаться.
Как указывалось выше, анализ ингибитора ивы Salix purpurea
показал, что он по всем свойствам (Rf на хроматограмме, цветные
реакции, ИК-спектр, растворимость в воде и эфире) сходен с вещест-
вом изосалипурпозидом (халко-варингенин-2'-глюкозидом), опи-
санным ранее (НагЬогпе, 1964). Так же как и дигидрохалкон фло-
ридзин (ингибитор яблони), изосалипурпозид тормозил рост отрез-
ков колеоптилей пшеницы. Однако после 24 час. инкубации этот
ингибитор ивы терял все свои тормозящие свойства. Новая порция
колеоптилей, погруженная в раствор отработанного ингибитора
ивы, росла так же, как и контрольные колеоптили. Такое обратимое,
легко исчезающее тормозящее действие, оказываемое природным
157
ингибитором, нуждалось в более детальном исследовании. Для этого
отрезки колеоптилей пшеницы выращивали на растворе ингибито-
ра ивы, затем их экстрагировали спиртом, экстракт смешивали
с раствором отработанного ингибитора и эту смесь выпаривали.
Сухой остаток растворяли в спирте и разделяли хроматографически
в 15%-ной СН3СООН. Результаты хроматографического разделения
показали, что инкубация ингибитора с колеоптилями приводит к
его разрушению. Эти пятна проявлялись диазотированной сульфа-
ниловой кислотой и хлорным железом и были идентифицированы
как фенольные соединения. Характерно, что продукты разрушения
изосалипурпозида имеют свойства, сходные с веществами, встречаю-
щимися в коре и почках ивы.
Сезонная динамика изосалипурпозида в почках ивы показывает,
что в наибольшем количестве он присутствует в сентябре — де-
кабре, а в феврале — апреле его количество в почках снижается
(см. рис. 32).
Полученные нами данные совпадают с результатами исследова-
ния Сарапуу (1964) по содержанию флоридзина в почках яблони.
Возникает вопрос, почему происходит исчезновение фенольных
ингибиторов в период, предшествующий ростовому процессу. Опы-
тами Сарапуу (1964, 1965) было убедительно показано, что гомоге-
наты растительных тканей и выделенные из них ферментные препа-
раты способны разрушать флоридзин. Основываясь на данных это-
го автора, мы сочли целесообразным проследить особенности раз-
рушения природных ингибиторов в течение сезона (Кефели, Коф
и др., 1969).
Динамика разрушения изосалипурпозида
и флоридзина тканямирастений. Почки ивы разру-
шают в ноябре-декабре в два-три раза меньше изосалипурпозида,
чем в феврале-марте (рис. 37, а). Аналогичную картину можно на-
блюдать в отношении разрушения флоридзина почками яблони
(рис. 37, б). Характерно, что в марте способность почек яблони и
ивы разрушать фенолы несколько ослабевает по сравнению с фев-
ралем, хотя и остается достаточно высокой. Одревесневшие стебли
ивы и яблони разрушают соответственно изосалипурпозид и фло-
ридзин одинаково как в ноябре, так и в феврале, правда, у яблони
эта способность стеблей разрушать флоридзин слабо возрастает к
апрелю.
Известная сезонность характерна и для выделения фенольных
соединений из инкубируемых отрезков в среду. Так, из стеблей и
почек ивы наиболее интенсивное выделение фенолов в инкубационную
среду отмечается начиная с января, в то время как процесс выделе-
ния фенолов из отрезков стеблей и почек яблони происходит только
в марте, что, по-видимому, связано с более затянутым процессом по-
коя у яблони, нежели у ивы. Хроматографический анализ продук-
тов, выделенных из срезов стеблей и почек ивы, показал, что изоса-
липурпозид в выделениях отсутствует, но присутствуют фенолы
с Rf = 0,5—0,9 (растворитель 15%-ный раствор СН8СООН). Воз-
158
можно, что эти фенолы, обнаруженные на хроматограммах при по-
мощи диазотированной сульфаниловой кислоты, являются продукта-
ми превращения изосалипурпозида. Анализ продуктов выделения из
разрезанных почек и стеблей яблони показал, что в их состав вхо-
дит флоридзин, содержание которого учитывалось при расчетах в
опытах с разрушением.
Качественный и количественный состав продуктов разрушения
ингибиторов зависит от типа инкубируемого органа (корни, почки,
стебли, верхушки стеблей, листья).
Р и с. 37. Разрушение изосалипурпозида [а) почками (/) и стеблями (2) ивы и раз-
рушение флоридзина (tf) почками (3) и стеблями (4) яблони (Кефели и др.-, 19696)
для различных органов. В присутствии листьев ивы и яблони соот-
ветственно из изосалипурпозида и флоридзина возникало всегда
значительно больше соединений, чем в присутствии других органов,
например стеблей (для яблони) или придаточных корней, выращен-
ных на черенке ивы (рис. 38).
Разрушение фенольных ингибиторов отрезками различных ор-
ганов ивы и яблони (в мг разрушенного соединения на 100 г сырого
веса ткани) показано ниже.
Орган растений
Листья..........
Стебли..........
Почки...........
Верхушки . . . .
Разрушение
иэосалип урпоэида
ивой
0,31
0,32
1,25
1,42
Разрушение
флоридзина
яблоней
1,09
0,46
1,08
4,53
Примечание. Опыты проведены ь июле.
Стебли разрушают ингибиторы значительно медленнее, чем вер-
хушки или почки. Возраст органа также определяет скорость раз-
рушения. Если почки в апреле разрушали 2,09 мг изосалипурпо-
зида, то в июле почки разрушали 1,22 мг. Соответственно апрель-
ские зеленые стебли разрушали 1,32 мг изосалипурпозида, а ию-
льские— 0,32 мг. Качественный состав продуктов, возникших при
разрушении исследуемых фенольных ингибиторов, был неодинаков
159
Рис. 38. Разрушение изосалипурпознда (а) отрезками различных органов ивы и
разрушение флоридзина (в) отрезками различных органов яблони (Кефели, Коф и
ДР., 1989)
J — изосалипурпозид, инкубированный без ткани (контроль); 2 — почки; Л — аерхуш-
кв; 4 — листья; 5 — корки; 6 — флоридзин, инкубированный без ткани (контроль);
7 — верхушки; 8 — листья; 9 — стебли. Хроматография в 15%-ном растворе СНгСООН
160
Следует отметить, что если изосалипурпозид разрушается ли-
стьями не ивы, а яблони и, наоборот, флоридзин разрушается лис-
тьями не яблони, а ивы, то при этом образуются соединения, сход-
ные с теми, которые получались при обычном способе разрушения.
Продукты разрушения изосалипурпознда
и флоридзина. Характеристика продуктов, возникающих при
разрушении изосалипурпознда и флоридзина, представлена в табл.
19. При инкубации изосалипурпознда с тканями листьев ивы об-
разуются четыре продукта. По данным цветных реакций, ни один
из продуктов не является желтым пигментом — флавонолом или
халконом. Бесцветные продукты по своим свойствам были сходны
с флавонолами типа нарингенина и его производных. Для иденти-
фикации продукта разрушения изосалипурпознда, имеющего иа
хроматограмме Rf 0,44, проводили кислотный гидролиз нарингина
(нарингецин-глюкозида) и изосалипурпознда и сравнивали продук-
ты гидролиза. Оказалось, что оба вещества, отщепляя сахарный ос-
таток, дают агликон нарингенин с Rf 0,43 в 15%-ном растворе
СНзСООН (рис. 39, табл. 19).
Таблица 19
Идентификация продуктов разрушения изосалипурпознда и флоридзина
Rjb 15%-ной CHjCOOH Цвет пятна Вещество
дневной свет УФ-свет Ма,СО, ДСК
Изосалипурпозид
0,17 Желтый Бурый Оранжевый Розовато- коричневый Изосалипурпо- зид
0,32 Бесцветный Тсмно-фио летовый Бесцветный Желтый Салинурпозид (изомер)
0,44 » Бесцветный Желтый Розовато- коричневый Нарингенин
0,55 Бесцветный » Салипурпозид (изомер)
0,83 » Голубой Розовый Фенолкарбоно- вая кислота
Флоридзин
0,24 Бесцветный Темно-фио- летовый Бесцветный Коричневый Флоретнн
0,42 » Бесцветный »
0,54 Розовый » » флоридзин
0,64 Желтый Желтый Розовый )> Халкон
0,75 » » »
0,83 Бесцветный Бесцветный Бесцветный Фиолетовый Флоретиновая кислота
6 В, И. Кефели
161
р в с. 39# Продукты гидролиза нзосалилурпоэида, нарингина и флоридзина (Кефели н
ДР., |9«9б>
Разделение при помощи хроматографии на бумаге Ватман 2 в 15%-ном растворе
СНаСООЫ;7 — флоридзин; 2 — флоретнн (продукт гидролиза флоридзина}; 3 — изо-
свлнпурпозид; 4 — нарингин; 5 и 6 — нариигенин (5 — продукт гидролиза изосалипур-
позида, С — продукт гидролиза нарингина)
По данным Яррета и Вильямса (Jarrett, Williams, 1967), изоса-
липурпозид легко превращается в свой бесцветный изомер сали-
пурпозид, который присутствует в водном растворе в двух стерео-
формах. Этот процесс, по мнению указанных авторов, протекает
очень легко и носит скорее химический, чем ферментный характер.
Предположительно изомерами салипурпозида могут быть продукты
с Rf 0,32 и 0,55. Кроме них на хроматограмме присутствует соедине-
ние с Rf 0,83, которое по свойствам и величине близко к фенолкар-
боновой кислоте (Rf = 0,83). Химическая природа указанных про-
дуктов превращения изосалипурпозида нуждается в дальнейшем
исследовании.
Флоридзин при контакте с листьями разрушался с образованием
четырех продуктов, один из которых идентифицирован как флоре-
тин (Rf = 0,24), другой —: как флоретиновая кислота (Rf - 0,83),
а ещ? два желтых продукта с Rf = 0,60 и 0,70 — как хал коны или
162 ..
ауроны. Указанные желтые продукты были ранее описаны Л. Са-
рапуу и имеют сходство с халконами или ауронами, так как
их пятна на хроматограмме при просматривании ее в дневном свете
окрашены в ярко-желтый цвет, а в парах NH3 цвет пятна переходит
в оранжевый. В УФ-свете эти пятна имеют желтую окраску, меняю-
щуюся в присутствии NH3 на розовую. При взаимодействии с
Na2CO3 эти продукты приобретают розовую окраску и не реагируют
на обработку А1С13.
Раа и Сверим (Raa, Overeem, 1968) также отмечали, что среди
продуктов превращения флоридзина присутствуют желтые вещества,
которые, по их мнению, возникают из З-гидрофлоретин-2-4-диглю-
козида и 3-4-диоксихалкона. Обнаруженные желтые пигменты нуж-
даются в дальнейшей идентификации.
Первым этапом превращения флоридзина являются отщепление
сахарного остатка и возникновение флоретина. Образование других
продуктов из флоретина — второй этап его превращения.
Инкубация растворов флоридзина и его агликона флоретина
с гомогенатами листьев яблони, взятых в мае, показывает, что про-
цесс отщепления глюкозы от флоридзина и возникновение флоретина
протекают очень быстро, в то время как последующий процесс прев-
ращения флоретина происходит значительно медленнее (табл, 20).
Таблица 20
Изменение содержания флоридзина и флоретина при инкубации
с гомогенатами листьев яблони (в мг/мл гомогената)
Инкубация, мин. Флоридзин флоретин
содержание образование флоретина
0 1,35 0 0,90
30 0,45 0,50 0,80
60 0,40 0,35 0,75
120 0,30 0,25 0,50
Содержание флоретина и флоридзина в контрольных пробах,
в которых гомогенат был заменен буфером, не изменялось в период
инкубации. Количество возникшего флоретина затем уменьшалось
в связи с превращением в другие продукты. Хроматография продук-
тов разрушения флоридзина и флоретина показала, что из обоих
соединений образуются упомянутые выше желтые пигменты типа
халконов или ауронов.
Окончательная индентификация желтых пигментов крайне важ-
на для характеристики путей превращения флоридзина.
Биологическая активность флоридзина и
егоагликона флоретина. Накопление в тканях растений
6*
163
больших количеств флоридзина и изосалипурпозида осенью можно
рассматривать с двух точек зрения: с одной стороны, как причину
постепенного ослабления ростовых процессов, а с другой стороны,
как способ детоксикации агликонов.
Сравним действие флоридзина и его агликона флоретина (акти-
вированных ИУК) на рост отрезков колеоптилей пшеницы (в % к
контролю).
Вариант Прирост Прирост
отрезков колеоптилей Вариант отрезков колеоптилей
Бода (контроль) .... 100
МУК, 7 мг/л............. 291
Флоридзин, 6-Ю-1 М . . 105
Флоридзин 4- ИУК . . . 158
Флоретин, 2-Ю'4 М . . 100
Флоретин 4- ИУК . • . 180
П римечание. Флоридзин и флоретин использованы в концентрации, ке влияющей на
рост колеоптилей.
Из рис. 40 следует, что флоридзин является в 2,5—3 раза более сла-
бым ингибитором, чем флоретин.
Если рост отрезков колеоптилей активировать ауксином, то
и в этом случае для торможения роста потребуется в 3 раза мень-
шая концентрация флоретина, чем флоридзина.
Характерно, что для подавления роста колеоптилей активиро-
ванного ИУК требуется меньшая концентрация ингибитора, чем
для подавления эндогенного роста. Следует отметить, что ткани ко-
леоптилей пшеницы разрушают флоридзин до флоретина, а затем
флоретин медленно потребляется из инкубационной среды, но в от-
личие от тканей яблони никаких продуктов его разрушения не
обнаруживается. На основании того факта, что флоридзин быстро
превращается во флоретин, можно предположить, что именно флоре-
тин, а не флоридзин является фактором, ингибирующим рост ко-
леоптилей пшеницы, и, наоборот, гликозилирование флоретина
является одним из способов его детоксикации.
Разрушение природных ингибиторов роста изосалипурпозида и
флоридзина—физиологический процесс, предшествующий рас-
пусканию почек, который активируется в почках в период выхода
растений из состояния глубокого покоя. Характерно, что ни в
стеблях ивы, ни в стеблях яблони активации процессов разрушения
ингибиторов в этот период не наблюдается. По-видимому, разруше-
ние фенольных ингибиторов — процесс локализованный в органах
с высокой потенциальной ростовой активностью.
Способность различных органов растений разрушать изосали-
пурпозид и флоридзин с образованием различных продуктов связа-
на, по-видимому, с неодинаковыми путями метаболизма этих соеди-
нений в хлорофиллоносных и нехлорофиллоносных тканях.
Так, при разрушении изосалипурпозида листьями в отличие от
разрушения корнями появляются соединения типа нарингенина
(флаванона), который, по мнению Яррета и Вильямса, может быть
предшественником флавонолов типа эриодиктиола и лютеол ина
i(Jarrett, Williams, 1967). Эти же авторы отмечали, что еще более
.164
ранней реакцией, носящей скорее чисто химический, нежели фер-
ментативный характер, является реакция замыкания кольца и
образования двух изомерных форм салипурпозида (см. ниже) и лишь
вторым этапом является процесс дегликозидирования и образова-
ния агликона — нарингенина. Эта последняя реакция носит фер-
ментативный характер и, по-видимому, катализируется ферментом
типа ^-гликозидазы.
& На хроматограммах при анализе продуктов превращения
изосалипурпозида не удавалось обнаружить желтых пятен флаво-
нолов, реагирующих на^типичные реактивы (AIC13, ZrOCla, NH4OH,
Mg2+ + HC1J.B связи с^этим следует заключить, что процесс прев-
ращения халкона изосалипурпозида в темноте in vitro заканчивает-
ся на стадии 2. Последующие же реакции 3 и 4, связанные с обра-
зованием эриодиктиола и лютеолина, присутствующих в листьях
но
он
£-СН=СН
б
О-СвН,Оо5
I Изосалипурпозид ,
2(4'б(4г=те7раокеих2ДкЬв=2я
-ГЛЮКОЗИД халк’рвариигевяна
C0HwO,
Салипурдозид
2
V а ри и гс н я оз и
(Флаванон - гликозид)
ивы Salix purpurea, протекают, по-видимому, только in vivo
на свету. О протекании этих реакций и о роли изосалипурпозида
как возможного предшественника флавонолов пока что можно
говорить только предположительно.
165
Флоридзин, так же как и изосалипурпозид, разрушается с об-
разованием агликона. Однако в отличие от изосалипурпознда
этот процесс не сопровождается циклизацией флоридзина. Как
из флоридзина, так и из флоретина образуются желтые пигменты,
обнаруженные впервые Сарапуу (1968), химический состав которых
еще окончательно не установлен. Поскольку эти пигменты на хро-
матограммах светятся в УФ-свете как желтые пятна, можно пред-
положить, что они являются агликонами. Известно, что гликозиды
флавоноидов на хроматограммах в УФ-свете обнаруживаются в
виде темных пятен. Эти желтые пигменты являются флаванонами,
так как они не реагируют с А1С13 и Na2CO3, подобно флавонолам,
с образованием желтых пятен. Вместе с тем как и халконы или
ауроны, эти продукты превращения флоридзина имеют желтый цвет
Рис. 40. Действие флоридзина
(/) и флоретина (2) на рост отрез-
кой колеоптилей пшеницы (Ке-
фели и др-, 1969 б)
и в присутствии Na2CO3 или NH4OH приобретают оранжево-ро-
зовую окраску.
Относительно легко протекающие превращения изосалипурпо-
зида и флоридзина в соединения других классов (флаваноны, халко-
ны или ауроны) указывают на важную роль этих продуктов в
общем метаболизме флавоноидных соединений.
Сарапуу (1965) справедливо рассматривает флоридзин как
стабильный продукт, являющийся источником для возникнове-
ния ряда фенолкарбоновых кислот и флавонов. Аналогичными свой-
ствами обладает изосалипурпозид, пути превращения которого
были рассмотрены в работах Яррета и Вильямса. В частности,
Яррет и Вильямс отмечали, что относительная трудность пре-
вращения изосалипурпознда во флаваноны определяет его способ-
ность накапливаться в тканях ивы (Jarrett, Williams, 1967).
Если для фенольных ингибиторов процесс разрушения изучен
достаточно подробно, то изучение абсцизовой кислоты при кон-
такте с растительными тканями еще только начинается. Мильборроу
сообщил, что абсцизовая кислота распадается в растении за 48 час.
В этом он видит причину ее слабой активности как дефолианта
(Milborrow, 1969). Рудницкий и Пиненжик (Rudnicki, Pieniazek,
166
1970) считают, что в растущих 'объектах абсцизовая кислота
инактивируется с образованием малоэффективных аналогов типа
глюкозидов или фазеолевой кислоты. Валтон и Зондхеймер, однако,
показали, что инактивация абсцизовой кислоты связана с возник-
новением новых продуктов (Walton, Sondheimer, 1972).
В наших опытах с отрезками колеоптилей природная абсцизо-
вая кислота также не была стабильна. Если она ингибировала рост
отрезков колеоптилей до 17%, по после 24-часового контакта с
тканями этих отрезков ее ингибиторная активность снижалась.
Таким образом, можно указать на следующие свойства, прису-
щие фенольным ингибиторам и абсцизовой кислоте: накопление
этих соединений в период торможения роста; способность препара-
тивно выделенных и очищенных ингибиторов подавлять рост от-
резков колеоптилей или этиолированных стеблей растений-доноров,
содержащих эти вещества в минимуме; способность накапливаться
в условиях, подавляющих нормальный рост; способность разру-
шаться при выходе растений из состояния покоя.
Пока мы можем судить об участии фитогормонов и ингибиторов
в росте и покое вегетирующего растения главным образом по кос-
венным показателям. Вместе с тем указанные общие свойства по-
зволяют сделать заключение: разные формы роста контролируются
балансом стимуляторных и ингибиторных факторов. Доминиро-
вание ингибиторов в растительных тканях сопровождается тор-
можением видимых ростовых процессов и вхождением растений
в состояние покоя.
Выводы
1. В период глубокого покоя в листьях и почках растений
накапливаются природные ингибиторы роста. Удаление у черен-
ков ивы листьев и почек, насыщенных ингибиторами, приводит к
активации процесса корнеобразования.
2. Вхождение растений в состояние покоя обычно сопровождает-
ся резким уменьшением или даже полным исчезновением фитогор-
монов. В этот период черенки растения (ива) не реагируют на вве-
дение ИУК и гибберелловой кислоты, в то время как у весенних
черенков под действием этих фитогормонов соответственно акти-
вируются процессы образования корней и распускания почек.
3. Комплекс ингибиторов, выделенный из осенних почек ивы
и введенный в черенки, нарезанные с весенних побегов, временно
имитирует осеннее состояние покоя.
4. Некоторые фенольные соединения (содержащиеся в иве
Salix purpurea изосалипурпозид и фенолкарбоновая кислота) об-
ладали способностью подавлять распускание почек и рост корней
у весенних черенков ивы, а также снимать в концентрации 2 г/л
стимуляторное действие ИУК и ГК на эти процессы.
5. Абсцизовая кислота, присутствующая в тканях ивы, в кон-
центрации 20 мг/л тормозила распускание почек у черенков, наре-
167
занных с весенних побегов, но в отличие от природных феноль-
ных ингибиторов слабо подавляла заложение корней.
6. Сравнение тормозящих свойств фенольных ингибиторов и
абсцизовой кислоты в отношении прорастания семян пшеницы,
яблони и абрикоса показало, что абсцизовая кислота подавляет
этот ростовой процесс в концентрации, на 2—3 порядка меньшей,
чем первые.
7. Для подавления более сложных форм ростовых процессов
(прорастание семян), потребуются большие дозы природных ин-
гибиторов, чем для торможения относительно простых форм роста
(роста отрезков колеоптилей, роста проростка или корней пшеницы).
8. Одним из факторов, определяющих выход растений из со-
стояния покоя, является уменьшение количества природных ин-
гибиторов: изосалипурпозид превращается в салипурпозид, нарин-
генин и фенолкарбоновую кислоту, а флоридзин разрушается с
образованием флоретина, желтых продуктов типа халконов и фло-
ретиновой кислоты. Такое разрушение происходит активно при кон-
такте указанных ингибиторов с почками ивы (изосалилпурпозид)
и яблони (флоридзин), вышедшими из состояния покоя. Покоя-
щиеся почки разрушают природные ингибиторы значительно сла-
бее.
9. Период покоя растений сопровождается снижением содер-
жания фитогормонов в почках и опадающих листьях и накоплени-
ем природных ингибиторов. Экзогенное введение природных ин-
гибиторов в растущее растение или прорастающие семена вызывает
временное торможение роста растений.
Глава VI. ОСОБЕННОСТИ ТОРМОЗЯЩЕГО ДЕЙСТВИЯ
ПРИРОДНЫХ ИНГИБИТОРОВ РОСТА
В предыдущих главах рост и покой растений рассматривались
с точки зрения соотношения гормональных и ингибиторных факто-
ров. Активация и торможение ростовых процессов объяснялись
различиями в интенсивностях синтеза и распада фитогормонов и при-
родных ингибиторов. При этом предполагалось, что фитогормоны
и ингибиторы функционируют в растении не как независимые си-
стемы, а как тесно взаимодействующие факторы. Характер такого
взаимодействия явится предметом обсуждения в данной главе.
Ранее отмечалось отсутствие антигормональной специфичности
у природных ингибиторов. Данное обстоятельство наводило на мысль
о действии ингибиторов не на начальные реакции, специфические
для каждого из гормонов, а на более общие звенья обмена, скажем,
такие, как синтез нуклеиновых кислот, белка или АТФ.
Как известно, указанные участки обмена тормозятся синтетиче-
скими ингибиторами специфического типа (антибиотиками, анти-
метаболитами, ядами). Представляло интерес сравнить действие
этих соединений, которые мы в отличие от природных ингибиторов
будем иногда называть метаболическими ингибиторами (Metabolic
inhibitors, Webb, 1963), с действием природных ингибиторов на
эндогенный рост биотестов и на рост, активированный фитогормо-
нами.
Далее, было бы целесообразно проследить за характером взаи-
модействия природных ингибиторов и фитогормонов при их сов-
местном влиянии на разнообразные формы роста.
Действие метаболических ингибиторов
и антибиотиков на рост биотестов
Работая с ингибиторами, экспериментаторы стремятся, как
правило, так подобрать концентрации, чтобы их действие было из-
бирательным. Ингибитор потеряет свою специфичность, если его
концентрация превысит некоторый предел или если продолжитель-
ность опыта будет слишком велика (Альберт, 1953; Парибок, 1961;
Иванов, 1966). При очень высоких концентрациях ингибиторы по-
давляют многие, а не отдельные синтетические процессы, тормозя
рост за счет своего избыточного присутствия в клетке. Для оценки
тормозящего действия ингибиторов обычно используют следую-
щие критерии: минимально действующую концентрацию (Сиин.) —
169
концентрацию ингибитора, при которой происходит достоверное
торможение роста; концентрацию ингибитора, подавляющую на
50% рост (С6(!); концентрацию ингибитора, вызывающую гибель объ-
екта (CL).
Эти критерии в значительной мере являются косвенными. Спе-
цифичность действия ингибиторов может оцениваться и прямым
путем: с помощью биохимического анализа ингибируемого процес-
са и с помощью снятия действия ингибитора специфическим суб-
стратом и метаболитом.
Перейдем к разбору конкретных данных по действию метаболи-
ческих ингибиторов на рост и связанные с ним процессы.
Отрезки колеоптилей злаковых — основной объект для изуче-
ния роста растягивающихся клеток.
Растущие отрезки колеоптилей часто использовались для изу-
чения действия антибиотиков на рост их и синтез белка. Для этого
были выбраны два основных критерия: 1) включение меченых ами-
нокислот в белки и 2) включение азотсодержащих оснований в нук-
леиновые кислоты растягивающихся клеток отрезков колеоптилей.
Обычно такого рода показатели определялись у отрезков колеопти-
лей быстро растущих (в присутствии ИУК) и относительно медленно
растущих (без ИУК). В результате сопоставления таких данных,
как включение меченых предшественников в нуклеиновые кислоты
и белки, а также действие антибиотиков на процесс растяжения кле-
ток у колеоптилей, делали вывод о роли синтеза белка в процессе
растяжения. Известно, что при растяжении отрезков колеоптилей
в них не происходит накопления белка, что может быть результатом
равенства скоростей их образования и распада.
Гупта и Сен (Gupta, Sen, 1961) показали, что хлорамфени-
кол в концентрации 10~7 — 10-3 М не подавлял нативный и инду-
цированный ауксином рост отрезков колеоптилей овса.
Однако Нуден и Тиман установили, что в более высоких кон-
центрациях (4-10-3М) хлорамфеникол подавлял рост, активирован-
ный ИУК, и включение 14 С-лейцина в белки отрезков колеоптилей
примерно в равной степени. Причем с возрастанием концентраций
этого ингибитора процессы синтеза белка и роста подавлялись
одинаково сильно (Nooden, Thimann, 1963).
Следует отметить, что ИУК, хотя и активировала рост отрезков-
колеоптилей овса, не всегда усиливала включение мС-лейцина в бел-
ки, Пуромицин в более поздних опытах этих же авторов (Nooden,
Thimann, 1966) подавлял в концентрации 0,5- 10"s М включение 14С-
лейцина в отрезки колеоптилей овса, параллельно с этим снижая и их
рост. На этом основании авторы предположили, что процесс растя-
жения клеток вызывается синтезом de novo м-РНК и одного
или нескольких ферментов.
Еще один ингибитор —л-фторфенилаланин, хотя и не подавлял
рост отрезков колеоптилей овса, но снижал рост в присутствии
ИУК на 49%. Его тормозящее действие почти полностью снима-
лось избытком фенилаланина.
170
В опытах Леоновой и Полевого (1965) хлорамфеникол (3*10'3 М)
и трипофлавин (1,7-10"4 — 8,5-10"4 М) ингибировал эндогенный и
активированный ауксином рост отрезков колеоптилей кукурузы
в достаточно высоких дозах.
Таким образом, белковые ингибиторы влияли на растяжение от-
резков колеоптилей только в очень насыщенных концентрациях,
причем избирательность такого действия остается до сих пор мало
изученной.
Рассмотрим действие ингибиторов синтеза белка и нуклеиновых
кислот на синтез нуклеиновых кислот и на рост отрезков колеопти-
лей. В опытах Масуда и сотр. (Masuda et al., 1966) 5-фторурацил
даже в концентрации 500 мкг/мл почти не подавлял рост отрезков
колеоптилей и не влиял на рост, активированный ИУК. Актино-
мицин Д ингибировал включение меченых оснований в РНК в дозе
10 мкг/мл, но не влиял на нативный рост отрезков (без ИУК). Ав-
торы считают, что нет доказательств связи между ростом растягиваю-
щихся клеток и синтезом РНК.
Гамильтон и сотр. (Hamilton et al., 1965) показали, что ИУК ак-
тивировала включение 8Н-уридина в РНК, но с растяжением отрез-
ков колеоптилей этот процесс не коррелировал. Гамильтон также
считает, что рост и синтез нуклеиновых кислот не связаны непосред-
ственно. Клеленд (Cleland, 1965) установил, что, если синтез РНК
подавлен на 90% актиномицином Д, ИУК все равно вызывает сти-
муляцию растяжения отрезков колеоптилей. Эго же показали в опы-
тах с аурентином Леонова и Полевой (1965).
Масуда и Вада (Masuda, Wada, 1966) нашли, что, хотя предоб-
работка актиномицином Д и подавляла на 50% синтез РНК, о чем
судили по включению меченого урацила, рост растягивающихся
отрезков колеоптилей в растворе ИУК практически не подавлялся
в течение последующих 5 час. Нуден (Nooden, 1968) выяснил, что
индуцированное ИУК усиление роста не снималось актиномицином
Д (50 мг/л) при их совместном введении в инкубационную среду.
Остановимся детальнее на реакции отрезков колеоптилей на дейст-
вие метаболических ингибиторов.
Вначале для характеристики роста отрезков колеоптилей пшени-
цы, исследовавшихся в наших опытах, их инкубировали в течение
20 час. на растворе 2 %-ной сахарозы с добавлением или без добавле-
ния ИУК в концентрации 7 мг/л (Турецкая, Кефели, Коф, 1968),
Прирост отрезков колеоптилей измеряли через каждый час.
Об участии той или иной метаболической системы в росте рас-
тягивающихся клеток мы косвенно судили по ростовой реакции от-
резков колеоптилей на введение так называемых метаболических
ингибиторов, под которыми мы будем понимать соединения (анти-
биотики, яды, гербициды), избирательно тормозящие отдельные
звенья обмена: биосинтез нуклеиновых кислот (актиномицин Д, 8-аза-
гуанин, 5-бром-урацил), биосинтез белка (хлорамфеникол), окисли-
тельное фосфорилирование (2,4-динитрофенол) и фотосинтетическое
фосфорилирование (симазин, диурон). Чувствительность отрезков
171
колеоптилей к таким ингибиторам исследовали на фоне нормального
и активированного ауксином роста.
Для постановки опытов с действием ингибиторов на процессы
роста были выбраны два показателя: 1) минимальный срок предин-
кубации отрезков колеоптилей в растворе ингибитора, необходи-
мый для подавления последующих этапов роста и 2) минимальная
(пограничная) концентрация ингибитора, еще не влияющая на
эндогенный рост, но уже подавляющая рост, активированный ИУК.
Установление минимального срока прединкубации отрезков ко-
леоптилей и черенков в растворах ингибиторов было необходимо для
Рис. 41. Рост отрезков колеоптилей пшеницы (Турецкая, Кефели, Коф, 1968}
а — действие ИУК на рост отрезков: 1 — в 2%-ном растворе сахарозы без ИУК; 2-то
же с ИУК (7 мг/л); б — рост отрезков колеоптилей пшеницы в 2%-ном растворе
сахарозы при введении ИУК (7 мг/л) в разное время после начала опыта
постановки последующих опытов по взаимодействию ИУК с мета-
болическими ингибиторами. Схема этих опытов состояла из двух
этапов: прединкубации в ингибиторе и выращивание на воде (конт-
роль) или в растворе ИУК (опыт). При выборесрока прединкубации
следовало учесть, что этот срок должен был быть достаточно длинен,
чтобы успел подействовать ингибитор, и вместе с тем достаточно
краток, чтобы после него успела подействовать ИУК.
Активирующее действие ИУК на рост отрезков колеоптилей об-
наруживалось уже на второй час инкубации, что соответствует дан-
ным других авторов (Abdul-Bahi, Ray, 1971), но наиболее сильно
проявилось после первых 5 час. роста. Так, если через 3 часа инку-
бации ИУК стимулировала прирост на 40%, то через 5 час.— на
170% по сравнению с контролем. В последующие часы стимулирую-
щее действие ИУК снижалось и вплоть до окончания 10-часового
опыта уже не достигало той активности, которая наблюдалась после
первых 5 час. роста (рис. 41, а).
Возникает вопрос, насколько важны процессы, протекающие в
течение первых 5 час. инкубации с ИУК, для роста растягивающих-
ся клеток в последующие часы. Для выяснения этого вопроса ИУК
вводили в среду не непосредственно перед постановкой опыта,
а через 1,2,3, 5, 6, 7, 10 и 12 час. после его начала. Оказалось, что
172
ИУК способна проявить свой стимулирующий эффект на рост растя-
гивающегося отрезка только в том случае, если она будет введена
не позднее, чем через 5 час. с момента постановки опыта (рис. 41, б).
Таким образом, опыты с отрезками колеоптилей проводили
по следующей схеме: 5-часовая инкубация в растворе ингибитора,
трехкратное отмывание и затем 15-часовое доращивание на 2%-ной
сахарозе или в растворе ИУК.
Многочисленные исследования, проведенные с отрезками стеб-
лей или колеоптилей, показывают, что как эндогенный, так и уси-
ленный ауксином рост тесно связан с активацией нуклеиново-бел-
кового обмена и чувствителен к действию антибиотиков и антиме-
таболитов (Nooden, Thimann, 1963, 1965, 1966).
Как указывалось выше, при введении ингибиторов в растущую
тканьследует учитывать, что их действие не всегда бывает строго спе-
цифичным, т. е. затрагивает определенное узкое звено обмена. В вы-
соких концентрациях ингибиторы оказывают ряд побочных эффек-
тов, выступая уже не как узкоспецифические блокирующие агенты,
а как структурногнеспецифические факторы (Альберт, 1953; Пари-
бок, 1961). Подобных примеров в литературе много (Иванов, 1966).
Укажем на способность актиномицина Д в высоких концентрациях
разобщать фосфорилирование и дыхание (Partier, 1965), а также
хлорамфеникола в дозе 2 г/л подавлять поглощение солей корнями и
тем самым выступать, подобно наркотику, в отношении роста корней
(Sutclife, 1960). В связи с подобными свойствами метаболических ин-
гибиторов Уэбб (Webb, 1963) предлагает отдавать предпочтение ис-
пользованию минимальных концентраций ингибитора, еще способ-
ных оказывать заметное воздействие перед концентрациями, вы-
зывающими почти полное торможение.
Исходя из этого положения, мы испытали действие метаболи-
ческих ингибиторов в 11 различных концентрациях (в долях от кон-
центрации насыщенного раствора). Таким образом, были выбраны
дозы С$о, подавлявшие рост отрезков колеоптилей пшеницы на 50%,
и найдены пограничные концентрации, которые уже не проявляли
достоверного ингибирования роста отрезков Со.
Подавляющаяся система и ингибитор Общенаркотическое действие Концентрация. СВо Концентрация, Со
гептанол 1/8 1/16
Окислительное фосфорилирова- ние 2,4-динитрофенол (2,4-ДНФ) 1/128 1/256
Фотосинтетическое фосфорили- рование и фотосинтез
диурон 1/2 1/4
симазин . 1/2 V8
Нуклеиново-белковый обмен
актиномицин Д 1/8 1/6
8-азагуанин 1/2 1/8
5-бромурацил 1/4 1/16
хлорамфеникол 1/8 1/16
173
Р и с, 42. Чувствительность биологических тестов к метаболическим ингибиторам
(Турецкая, Кефели, Коф, 1968)
а — прирост отрезков колеоптилей пшеницы (в % к контролю) за 15 час. инкубации
на 2%-ной сахарозе без ИУК (белые столбики) или в присутствии 7 мг/л ИУК (за-
штрихованные столбики) в зависимости от 5 час. предобработки различными ингибито-
рами; б — корнсобразование черенков фасоли (в % контролю) за семь суток в воде (бе-
лые столбики) и в растворе ИУК 60 мг/л (заштрихованные столбики) в зависимости от
обработки различными ингибиторами в течение первых суток. Ингибиторы в дозах, нс
влияющих на рост тестов: I—2,4 ДНФ, 2 — хлорамфеникол, 3 — актиномицин Д,
3' — актиномицин С, 4 — 8-азагуании, 5 — 5-Вг-урацил; 6 — диурон, 7 — симааин
Все испытанные ингибиторы подавляли рост отрезков колеопти-
лей. Ни один из ингибиторов не был электролитом и, значит, в своем
действии подчинялся принципу Фергюссона, согласно которому
те ингибиторы, которые специфично подавляют узкое звено цепи
метаболизма, должны действовать в высоких разбавлениях от насы-
щенного раствора; если же вещество действует неспецифично (по-
добно спиртам, эфирам), то оно тормозит рост только в высоких кон-
центрациях. Из вышеприведенного видно, что 2,4-ДНФ действует
на рост отрезков колеоптилей в больших разбавлениях от насыщен-
ного раствора, в то время как остальные ингибиторы — в малых раз-
бавлениях. Отсюда можно сделать вывод, что отрезки колеопти-
лей наиболее чувствительны к 2,4-ДНФ—разобщителю окислитель-
ного фосфорилирования.
Возникает вопрос, может ли возрасти чувствительность отрезков
колеоптилей к другим ингибиторам, если в среду инкубации ввести
ИУК. Чтобы устранить возможность взаимодействия ИУК и инги-
биторов в растворе, отрезки колеоптилей инкубировали с ингибито-
рами первые 5 час. опыта, затем ингибиторы отмывали и отрезки
погружали в растворы 2%-нойсахарозы (контроль) или ИУК. Срок
174
5 час. был выбран потому, что это время является пределом чувст-
вительности отрезков колеоптилей к ИУК (см. рис. 42, б). Для
подавления роста отрезков в растворе ИУК были взяты пограничные
дозы, не вызывающие достоверного торможения роста (табл. 14).
Оказалось, что все ингибиторы, кроме 2,4-ДНФ (рис. 42, а), не
были способны затормозить рост, индуцированный ИУК. Такая
особенность 2,4-ДНФ не может быть объяснена бол ее легкой его раст-
воримостью в воде, так как, например, хлорамфеникол также обла-
дал достаточно высокой растворимостью, по не снижал рост, инду-
цированный ИУК- Если в опытах использовать дозы ингибиторов,
вызывающие 50%-ное подавление эндогенного роста, то в этом слу-
чае различия в действии ингибиторов в значительной мере стира-
ются.
Проведенные опыты с отрезками колеоптилей позволяют заклю-
чить, что растягивающиеся клетки наиболее чувствительны к ра-
зобщителю окислительного фосфорилирования.
Испытание ряда фенольных ингибиторов: п-кумаровой кислоты,
кумарина, нарингенина, салицина, салициловой кислоты и др. на
тесте «рост отрезков колеоптилей» показало, что они в отличие от
2,4-ДНФ плавно тормозят рост и нарастание количества природных
ингибиторов в испытуемом растворе сопровождается медленной
задержкой роста отрезков колеоптилей.
Эта специфика тормозящего действия природных ингибиторов
была отмечена нами ранее для природных ингибиторов, выделенных
из листьев ивы (Бокарев, Кефели, Капелюши и кова, 1966), и показа-
на на рис. 43. В отличие от ауксинов природные ингибиторы ни в
одной из испытанных концентра-
ций не были способны сильно сти-
мулировать рост отрезков колеоп-
тилей. Такая плавность в тормозя-
щем действии природных ингибито-
ров может иметь физиологический
смысл и выражаться в медленной
задержке ростовых процессов, в
постепенном переходе растений в
состояние покоя.
Отрезки стеблей (эпикотилей и
гипокотилей) также часто исполь-
зуются для изучения действия ин-
гибиторов (Barkley, Evans, 1970).
Нуден и Тиманн (Nooden, Thimann,
1965) показали, что хлорамфеникол
Р и с. 43. Действие ИУК (/), природного
ингибитора из листьев ивы (2), 2, 4-ДНФ (3)
на рост отрезков колеоптилей пшеницы (Бо-
карев и др., 19«6)
175
в концентрации 3,7-10'3 М на 50% подавляет рост отрезков стеб-
лей гороха, активированный ауксинами (ИУК, 2,4-Д или НУК),
причем рост без ауксина подавлялся этим ингибитором слабее.
Характерно, что для подавления растяжения отрезков на 50% по-
требовалась очень высокая доза хлорамфеникола, лежащая в об-
ласти наркотических концентраций.
Книпл (Knypl, 1968),исследуядействиеактиномицинаД(10мг/л)
и пуромицина (60 мг/л) нарост в длину отрезков гипокотилей под-
солнечника, показал, что оба ингибитора в указанных концентра-
циях не влияли на нативный рост и рост, индуцированный ИУК. По
данным Кортнеяисотр. (Coartney J., More D., Key J., 1967), 5-фтор-
урацил не ингибировал рост отрезков гипокотилей сои в концент-
рации 2,5 мМ.
Причину такой малой чувствительности отрезков растягиваю-
щихся стеблей можно видеть в том, что синтез большинства белков
с ростом растяжением непосредственно не связан. В последнее
время было показано, что если отрезки субапикальной зоны 10-
дневных проростков гороха инкубировать 30 мин. с актиномицином
Д (10 мкг/мл), а затем обрабатывать ИУК, то при этом изменений
в биосинтезе ядерных белков обычно не обнаруживается. Разделение
белков (дважды меченных по “С и 8Н) на колонке с ДЕАЕ-целлю-
лозой показало, что ИУК вызывает изменения в синтезе не всех,
а только некоторых белков, причем синтез большинства белков ос-
тается нечувствительным к ИУК- Ограниченность сведений, полу-
чаемых только с помощью одного метаболического ингибитора, про-
демонстрирована в исследованиях по росту отрезков гипокотилей
сои (Coartney et al., 1967). Было показано, что если 5-фторурацил
(2,5 мМ) не подавлял рост отрезков, активированный 2,4-Д, то цик-
логексимид и актиномицин Д в соответствующих концентрациях 1
и 10 мг/л резко тормозили этот процесс, причем для актиномицина
Д было даже установлено, что ингибирование синтеза РНК и растя-
жения отрезков шли параллельно. Выше указывалось, что интенсив-
ность протекания ростового процесса определяет чувствительность
к метаболическому ингибитору: так, если рост активирован фитогор-
моном, то его реакция на действие метаболического ингибитора бу-
дет более сильной. Вместе с тем, по-видимому, не безралично, ка-
кой из фитогормонов будет использован в качестве активатора
роста. Так, Ланги Нитсен (Lang, Nitsan, 1967) показали, что фтор-
дезоксиуридин подавлял рост, индуцированный гиббереллином, и не
влиял на рост растяжением, индуцированный ауксином.
На этом основании авторы предположили, что для регулируе-
мого гиббереллином роста растяжением необходим синтез ДНК,
а для роста, индуцированного ИУК, достаточен синтез РНК и белка.
Однако опыты последних лет вообще ставят под сомнение ведущую
роль нуклеиновых кислот в процессах растяжения отрезков стеблей.
Таким образом, работы, выполненные по торможению антимета-
болитами и метаболическими ингибиторами роста отрезков стеблей,
указывают на два общих факта: I) рост отрезков стеблей и синтез
(76
белка подавляются ингибиторами в разной степени, т. е, прямая
пропорциональность между ростом и синтезом белка отсутствует;
2) вместе с тем в ряде случаев доказано, что ингибирование отдель-
ных форм РНК и синтеза некоторых белков приводит к замедлению
роста.
Ризо генез— образование корней на черенках — представляет
собой процесс формирования нового органа из клеток материнского
растения (Турецкая, 1961). Ризогенез — в сущности удобная мо-
дель для изучения морфогенетических процессов: образования но-
вых тканей и целых органов. Формирование корневых зачатков из
тканей стебля можно рассматривать как смену программ развития,
которые определяются индукторными веществами, вызывающими
появление заранее запрограммированных последовательных прев-
ращений (Боннер, 1968). Клетки тканей стебля под действием эндо-
генных фитогормонов как бы перестраивают направление своего ме-
таболизма, и в них «открываются» биосинтезы новых продуктов,
ведущих к заложению корневых зачатков. Дифференциация новых
органов не ограничивается действием одних фитогормонов, она
тесно связана и с процессом синтеза белков, специфических для раз-
ных этапов онтогенеза (Бутенко, 1964; Бутенко, Володарский,
1967).
Процесс ризогенеза необыкновенно чувствителен к метаболиче-
ским ингибиторам белкового и нуклеинового обмена (Fellenberg,
1966). Для полного ингибирования процессов ризогенеза у этиолиро-
ванных эпикотилей гороха требовалось 40 мг/л актиномицина Д,
по 200 мг/л 5-Вг-урацила и 8-азагуанина и 50 мг/л хлор амфеникол а
(Fellenberg, 1967). По мнению Фелленберга, ИУ Кснижаетточку плав-
ления нативной и денатурированной ДНК через 48 час. после нача-
ла укоренения, что может быть вызвано разрывом связи ДНК-ги-
стон и ДНК-ДНК в двойной спирали. За этим разрывом следует
синтез новых молекул РНК. Таким образом, метаболические инги-
биторы, блокируя синтез новых белков, фактически подавляют ин-
дукторные функции ИУК.
В наших опытах обработка черенков всеми ингибиторами разной
концентрации (выраженной в долях от насыщенного раствора) вы-
зывала резкое подавление корнеобразования у черенков фасоли.
Подавляющаяся система я ингибитор Концентрация, Концентрация С.
Общенаркогическое действие
гептанол * 1/8 1/16
Окислительное фосфорилирование 1/64
2,4-динитрофенол (2,4-ДНФ) . . 1/128
Фотосинтетическое фосфо р илирование и фотосинтез 1/2048
диурон 1/1024
симазин 1/1024 1/2048
Нуклеиново-белковый обмен 1/128
актиномицин Д 1/64
8-азагуанин 1/2048 1/4096
хлорамфеникол 1/1024 1/2048
Особенно сильное действие оказывали ингибиторы фотосинтетическо-
го фосфорилирования и ну клеи но во-белкового обмена, кроме акти-
номицина Д, который подавлял корнеобразование в тех же термо-
динамических концентрациях, что и 2,4-ДНФ. Действие других
ингибиторов было в 20 раз более сильным, чем действие 2,4-ДНФ.
Вданном случае ингибиторы какбы поменялись местами; в отношении
корнеобразования они выступали как специфические агенты, дей-
ствующие в очень больших разбавлениях.
Если черенки фасоли обработать раствором ИУК, то корнеобра-
зование резко усилится, причем, как указывалось, обработку аук-
сином можно проводить не сразу после срезки черенков, а на сле-
дующий день после постановки опыта и при этом стимулирующее
действие ИУК не снизится. Учитывая этот факт, в первый день опы-
та в среду вводили слабые пограничные концентрации ингибито-
ров, не подавлявшие эндогенное корнеобразование у черенков,
а на следующий день вводили ИУК в концентрации 60 мг/л. Пред-
обработка ингибиторами резко снижала стимулирующее действие
ИУК на процесс корнеобразования, за исключением предобработки
2,4-ДНФ. Таким образом, если в росте клеток растяжением наиболее
чувствительной к ингибиторам является система окислительного
фосфорилирования, то в процессе корнеобразования наиболее сильно
подавляются две другие системы: фотосинтетическое фосфорилиро-
вание и нуклеиново-белковый обмен.
Как показали сравнительные опыты, при укоренении зеленых
черенков в темноте чувствительность фотосинтетического фосфори-
лирования к ингибиторам в концентрациях, подавляющих рост на
50%, выраженных в долях от насыщенного раствора, резко падает.
Ингибитор
2,4-ДНФ . . .
Диурон . . . .
Симазин . . .
Чувствительность
на свету
Чувствительность
в темноте
1/64
1/1024
1/1024
1/128
1/8
1/2
Следовательно, фотосинтетическое фосфорилирование является тем
специфическим источником энергии, который обслуживает процессы
ростам органогенеза только насвету. Как в этиолированных тканях
отрезков колеоптилей, так и в зеленых тканях черенков, помещенных
в темноту, система фотосинтетического фосфорилирования не функ-
ционирует. Окислительное же фосфорилирование функционирует
как в темноте, так и на свету одинаково активно. Таким образом, в
растягивающихся клетках отрезков колеоптилей процессы окисли-
тельного фосфорилирования доминируют, а синтезы белка и нуклеи-
новых кислот протекают ослаблений, что и определяет слабую чув-
ствительность отрезков колеоптилей к ингибиторам нуклеиново-бел-
кового обмена.
Укореняющиеся черенки, в которых протекает процесс клеточно-
го деления, в 500—1000 раз чувствительнее к ингибиторам нук-
178
леи ново-белкового обмена и фотофосфорилирования, чем растягива-
ющиеся клетки отрезков колеоптилей. Показательно также, что при
активировании ауксином роста отрезков колеоптилей ограничиваю-
щей системой остается окислительное фосфорилирование, подавле-
ние которого 2,4-динитрофенолом снимает активацию, вызван-
ную ИУК. Вместе с тем ингибиторы нуклеиново-белкового синтеза
и фотофосфорилирования по отношению к растягивающимся отрез-
кам колеоптилей инертны.
В укореняющихся на свету черенках наблюдается противополож-
ная зависимость — подавление фотосинтетического фосфорилирова-
ния или нуклеиново-белкового синтеза снижает рост, активирован-
ный ИУК, в то время как 2,4-ДНФ на этот рост не влияет.
Проведенные опыты с ингибиторами на системах замедленного
(эндогенного) и активированного роста подтверждают общее пра-
вило о том, что чем активнее функционирует система, тем легче ее
подавить (Webb, 1963).
Можно рассматривать растущий отрезок колеоптиля как систе-
му с резко замедленным нуклеиново-белковым обменом, а укореняю-
щийся черенок фасоли — как систему с активно функционирующим
нуклеиново-белковым обменом. Тогда станет понятным, почему в
первом случае ингибиторы нуклеиново-белкового обмена действуют
в 1000 раз слабее, чем во втором.
Изложенные факты позволяют предположить, что в растущих
клетках колеоптилей образование РНК и белка чрезвычайно ослабле-
но и не лимитирует процесса растяжения. Даже активация роста
отрезков колеоптилей в присутствии ИУК заметно не повышает чув-
ствительности к ингибиторам нуклеиново-белкового обмена. Одна-
ко отмеченный факт вовсе не исключает образований новых моле-
кул РНК белка, сопровождающих процессы роста растяжением
(Winter, Thimann, 1966;Masuda, Tanimoto, 1967). Чувствительность
объекта к нуклеиново-белковым ингибиторам возрастает во много
раз, если в нем протекает процесс клеточного деления.
Сопоставление двух таких разных объектов, как отрезки колеоп-
тилей и укореняющиеся черенки фасоли, допустимо лишь с учетом
некоторых оговорок: один из объектов — колеоптили — представ-
ляет собой систему чистого роста, а второй — систему индуцирован-
ного корнеобразования; колеоптили—бес хлорофилльная система,
в то время как на процесс корнеобразования сильное влияние оказы-
вает свет. Вот почему, учитывая сложности, возникающие при срав-
нительном изучении этих двух объектов, мы совместно со Смирно-
вым и его сотрудниками сочли целесообразным использовать в ка-
честве третьей модели изолированный корень люцерны, использо-
вавшийся неоднократно в исследованиях указанных авторов (Смир-
нов, 1970). Этот объект в отличие от черенка фасоли не испытывает
на себе влияния света, так как он лишен хлорофиллоносных тканей.
Вместе с тем изолированные корни представляют собой систему с
делящимися и растягивающимися клетками, т. е. они могут быть
противопоставлены растягивающимся клеткам отрезков колеопти-
179
лей (Смирнов, 1970). Проведенные опыты показали, что изолирован-
ные корни чрезвычайно чувствительны к метаболическим ингиби-
торам: их рост подавлялся на 50% 8-азагуанином (1/400), 5-Вг-ура-
цилом (1/4000), хлорамфениколом (1/1000). Дадим сравнительную
оценку чувствительности к метаболическим ингибиторам укореняю-
щихся черенков и изолированных корней.
Процесс формирования меристематических очагов наиболее ак-
тивно протекает у укореняющихся черенков. Однако чувствитель-
ность этого объекта к метаболическим ингибиторам осложнена тремя
следующими обстоятельствами: 1) наличием листьев, способных опо-
средованно влиять на чувствитель-
ность формирующихся корней к ме-
таболическим ингибиторам; 2) су-
ществованием транспирационного
тока, способного быстро распрост-
ранять ингибитор по всему черен-
ку; 3) процессом дифференцировки
клеток стебля, осложняющим кар-
тину формирования корневого за-
чатка, Несмотря на эти сложности
и на то обстоятельство, что харак-
тер обработки черенков ингибито-
рами отличался от характера обра-
ботки других объектов, укореняю-
щиеся черенки реагировали на
примененные ингибиторы примерно
так же, как и корни люцерны, т.е.
они обладали повышенной чувст-
вительностью ко всем метаболиче-
Дни роста.
Рис. 44. Ритм прироста изолиро-
ванного корня люцерны (Кефели и
ДР-, 1972)
ским ингибиторам, кроме 2,4-ДНФ.
Таким образом, анализ данных позволяет прийти к заключению,
что чувствительность растущих объектов к метаболическим ингиби-
торам увеличивается в том случае, если в этих объектах протекают
процессы клеточного деления.
Проверка этого заключения была осуществлена на двух моделях:
на растущих корнях люцерны и на черенках фасоли, у которых рос-
товые процессы протекали с неодинаковой скоростью. Так, на при-
мере роста главного корня люцерны было показано, что ему при-
сущ своеобразный ритм (рис. 44). В частности, максимумы приростов
наблюдаются на 4, 8 и 12-й день роста корня. Эти пики соответствуют
активации процессов клеточного деления (Смирнов, 1970). У черен-
ков фасоли активация клеточного деления наблюдается на 2—3-й
день, что соответствует началу формирования корневых зачатков
(Кефели и др., 1970). Если учесть, что эти критические периоды в рос-
те указанных объектов сопровождаются активацией клеточного де-
ления, то необходимость выяснения чувствительности изолирован-
ных корней и черенков к ингибиторам в периоды активного
роста этих объектов окажется очевидной.
180
Введение ингибитора через п Зией
Рис. 45. Введение метаболических ингибиторов в процессе образования и роста
корней (Кефели и др., 1972}
а — образование корней у черенков фасоли; б — рост главного корня люцерны {изо-
лированные клоповые корни); 7 — хлорамфеникол (С, 1/2048); £ — 8-азагуанин
(С, 1/2045); 3 — хлорамфеникол (С, 1/30000); 4 — 8-азэгуанин {С, 1/400).
Для этой цели был применен путь разновременного введения ин-
гибиторов, использовавшийся нами ранее (Турецкая, Кефели, Коф,
1968). Оказалось, что если хлорамфеникол и 8-азагуанин вводить
в черенки и в культуру изолированных корней нес начала постанов-
ки опыта, а на 2, 3, 4, 5-й день, и т. д., то процессы образования кор-
ней у черенков фасоли будут сильнее всего подавлены в том случае,
если ингибитор вводить в период формирования корневых зачатков
(на 3—4-й день), у изолированных корней это ингибирование будет
оптимальным на 3—4-й день, т. е. в период первого максимального
прироста главного корня (рис. 45). Эти данные еще раз подтвержда-
ют связь между активацией клеточного делекия и повышением
чувствительности растущей системы к метаболическим ингиби-
торам.
Таким образом, анализ чувствительности разнообразных объек-
тов к ингибиторам показал, что если в растущем органе происходит
активное клеточное деление, то он реагирует наиболее интенсивно
на обработку метаболическими ингибиторами (корни люцерны,
корневые зачатки на черенках фасоли). При усилении процессов
клеточного деления чувствительность объекта' к метаболическому
ингибитору возрастает. Если же рост осуществляется преимущест-
венно за счет растяжения клеток (отрезки колеоптилей, отрезки
стеблей), то в этом случае чувствительность к метаболическим
ингибиторам резко падает.
Охарактеризовав специфику роста биотестов и их чувствитель-
ность к метаболическим ингибиторам, дадим характеристику дей-
ствия природных ингибиторов на рост этих объектов.
161
Сравнение действия природных ингибиторов роста,
антибиотиков и некоторых растворителей
на рост отрезков колеоптилей
и образование корней у черенков фасоли
Природным фенольным ингибиторам свойственно оказывать тор-
мозящее действие только тогда, когда они накапливаются в тканях
в большом количестве. В связи с этим возникло предположение, что
в этом случае они приобретают функции наркотиков. Было целесооб-
разно выяснить, можно ли природные ингибиторы роста (халкопы,
кумарины, простые фенолы), не обладающие свойствами электро-
литов, отнести к группе неспецифически действующих соединений
(наркотиков) или к группе специфически действующих агентов (ан-
тибиотиков, анти метаболитов и др,). Сила действия наркотических
агентов определяется, как известно, не функциональными группа-
ми и структурой их молекул, а некоторыми физико-химическими
свойствами этих веществ, способствующими их накоплению в какой
либо жизненно важной части клетки, что дезорганизует цепь дыха-
тельных и других метаболических процессов (Альберт, 1953). Обыч-
но для того чтобы определить, яаляется ли исследуемое вещество
структурно-неспецифическим агентом, т. е. наркотиком, проводится
анализ, согласно принципу Фергюссона, в соответствии с которым,
если вещество действует неспецифически (как наркотик), то отно-
сительная насыщенность его токсической концентрации будет сход-
на с таковой для заведомо известного структурно-неспецифи-
ческого агента (Парибок, 1961). Основной единицей шкалы Фергюс-
сона является термодинамическая концентрация, которая выражает-
ся отношением данной концентрации к концентрации насыщенного
раствора. Использование этого приема позволило Иванову вычленить
специфическое и неспецифическое действие хлорамфеникола на ро-
стовые процессы корней (Иванов, 1966).
Вопрос о метаболической специфичности некоторых природных
фенольных ингибиторов, являющихся неэлектролитами, можно ре-
шить косвенно — путем выяснения тормозящего действия этихсоеди-
нений на рост биотестов с помощью шкалы Фергюссона.
Для анализа токсичности веществ, согласно шкале Фергюссона,
готовят обычно насыщенные растворы (С) и составляют ряд концент-
раций, разбавляемых в геометрической прогрессии (1/2 С, 1/4 С,
1/8 С) и т. д. В качестве известных наркотиков были выбраны хло-
роформ, четыреххлористый углерод, а также первичные нормаль-
ные спирты: амиловый (С&), гептиловый (С7), октиловый (С8), но-
ниловый (Сэ), лауриловый (С13) и цетиловый (CJe). А для сравнения
с природными ингибиторами были взяты специфические метаболи-
ческие яды и антибиотики: 2,4-динитрофенол (ДНФ), разобщающий
окислительное фосфорилирование от дыхания, актиномицины С и Д,
подавляющие синтез хромосомно-рибосомальных РНК.И тормозящие
перенос информации на рибосомы, а также ингибитор синтеза белка —
хлор амфеникол. Кроме того, были испытаны ингибиторы фотосинте-
182
за и фотосинтетического фосфорилирования — симазин и диурон.
В качестве природных фенольных ингибиторов были выбраны фло-
ридзин — ингибитор, легко растворимый в воде и тормозящий
рост отрезков колеоптилей пшеницы, и изосалипурпозид — сходный
по структуре и свойствам халкон ивы. Насыщенные растворы этих
веществ разбавляли согласно принципу Фергюссона и сравнивали
с аналогичными разбавлениями наркотиков. В качестве биотестов
были выбраны отрезки колеоптилей пшеницы (тест на растяжение)
и черенки фасоли (тест на деление и растяжение клеток). Оказалось,
что флоридзин и изосалипурпозид действовали на растяжение от-
резков колеоптилей так же, как типичные наркотики: спирт, хлоро-
форм, четырех хлористый углерод и др., т. е. в сильно концентриро-
ванных дозах они тормозили рост, но уже при разбавлении 1/8 или
1/6 их тормозящее действие кончалось.
Таким образом, несмотря на существенные различия в химиче-
ском строении, молекулярном весе, растворимости и т. д., все
испытанные вещества действовали как структурно неспецифические
агенты, токсическое действие которых исчезало в сходных высоких
концентрациях (Кефели, Турецкая, 1967). Так, для того чтобы по-
давить рост отрезков колеоптилей па 50%, термодинамическая кон-
центрация для спирта С7 была равна 1/16, для Cg — 1/8 и для С1в —
1/2 от насыщенного раствора (рис. 46). Отсюда был сделан вывод,
что природные ингибиторы ивы и яблони действуют на рост по-
добно структурно неспецифаческим агентам (наркотикам). Воз-
никает вопрос, как же ведут себя структурно-специфические
агенты (антибиотики и метаболические ингибаторы). Оказалось,
что 2,4-динитрофенол и антибиотик аурантин (актиномицин С) по-
давляют рост отрезков колеоптилей еще в концентрациях 1/128—
1/256, в то время как природные ингибиторы роста прекращают
проявлять торможение уже в концентрации, на порядок меньшей
(Кефели, Турецкая, 1967). В этом, по-видимому, кроется одно из
различий между двумя типами ннгибаторов: специфическим (ан-
тибиотики) и неспецифическим (наркотики и природные ингибиторы
роста). Дело в том, что в малых концентрациях специфические ин-
гибиторы действуют на какой-то один из процессов в большей мере,
чем на остальные. Это свойство, присущее специфическому ингиби-
тору, отсутствует у неспецифического агента.
Для специфического антибиотика достаточно блокировать один
из участков метаболизма и это задержит весь его обмен в целом,
поэтому и его концентрация, действующая на этот процесс, может
быть значительно меньшей, чем концентрация неспецифического
агента (Webb, 1953, 1965).
Следует отмстить, что специфичность того или иного ингибитора
не является величиной постоянной и может появляться и исчезать
в зависимости от характера той системы, на которую действует
ингибитор. Так, скажем, нами было показано (Турецкая, Кефели,
Коф, 1968), что хлорамфеникол не является специфическим агентом
в отношении растягивающихся клеток. Он подавляет их рост в до-
183
Р н с. 46. Действие растворителей, эндогенных ингибиторов и антибиотиков на рост
отрезков колеоптилей пшеницы (Кефели, Турецкая, 1967)
€ — концентрация в разбавлениях от насыщенного раствора; а — действие наркоти-
ков и эндогенных ингибиторов; 1 — флоридзин, 2 — изосалипурпозид, j — СНС1а,
4 — СС1<; б — действие полиатомных нормальных спиртов: 1 С*. 2 — С7, 3 — С5,
4 — €к<; в — действие антибиотиков, ядов и природных ингибиторов; 1 — 2,4-дипи-
трофенол, 2 — аурантин, я — флоридзин, 4 — изосалипурпозид
вольно высоких концентрациях (Cs0 = 1/8). Вместе с тем на укоре-
няющихся черенках фасоли его тормозящее действие становится
довольно специфичным (С50 = 1/1024). Аналогичным образом ведут
себя симазин и диурон. Как в этиолированных тканях отрезков
колеоптилей, так и в зеленых тканях черенков, помещенных в
темноту, система фотосинтетического фосфорилирования не функци-
онирует, а метаболические ингибиторы теряют свою специфичность.
Напротив, если процессы биосинтеза, подавляемые ингибито-
рами, протекают активно, то действие метаболических ингибиторов
может приобрести специфический характер (см. рис. 46). Укоре-
няющиеся на свету зеленые черенки фасоли, в которых протекает
процесс клеточного деления, в 500—1000 раз чувствительнее к ин-
гибиторам нуклеиново-белкового обмена и фотофосфорилирования,
чем растягивающиеся отрезки колеоптилей.
На противоположной по характеру модельной системе, каковой
являются черенки фасоли, природный ингибитор флоридзин прояв-
ляет себя так же, как неспецифический агент, действуя подобно
гептанолу и ингибируя процесс корнеобразования в очень высоких
концентрациях (рис. 47).
184
Рис. 47. Действие метаболических ингибиторов и флоридзина на образование корней
у черенков фасоли (Кефели, Турецкая» 19В7)
С — концентрация в разбавлениях от насыщенного раствора. 1 — хлорамфеникол;
2 — 8-азагуанин; 3 — диурон; 4 — симазин; 5 — 2,4-ДНФ; 6 — флоридзин;
7 — гептанол
Следовательно, природные фенольные ингибиторы роста в от-
личие от описанных выше метаболических ингибиторов проявляют
себя на двух противоположных системах растягивающихся (колеоп-
тили) и делящихся клеток (укореняющиеся черенки) как неспецифи-
ческие агенты, подавляя ростовые процессы в чрезвычайно высоких
концентрациях. Такие концентрации способны нарушать наиболее
общие системы метаболизма, как, например, дыхание и фосфорили-
рование (Stehlid, 1963; Сарапуу, Кефели, 1968). Характерно, что
дозы флоридзина, подавляющие процесс фосфорилирования и рост
отрезков колеоптилей, очень близки (5* 10~4 М), что наводит на мысль
о тормозящем действии ингибиторов через дезорганизацию системы
фосфорилирования. Гудвин (1966) отмечает, что система окисли-
тельного фосфорилирования, связанная с синтезом АТФ, крайне
неспецифична. Если количество АТФ в клетке ограничено, то это
тормозит все синтетические процессы: по-видимому, не все в одина-
ковой степени, однако и не столь специфически, чтобы обеспечить се-
лективное управление синтезом различных белков.
Представление о неспецифическом действии фенольных инги-
биторов на ростовые процессы растений нуждается в дальнейших
экспериментальных подтверждениях: до конца неясно, способны
ли фенолы контактировать в клетках с митохондриями. Каков вооб-
185
ще их внутриклеточный уровень в меристематических тканях?
В общем, можно предположить, что какая-то доля фенолов содер-
жится не только в вакуолярномсоке, но и в других частях клеток —
в стенках и хлоропластах. Известно также свойство фенолов секрети-
роваться из корней, что указывает на их возможность перемещаться
по клеткам и тканям корней. Однако все эти фрагментарные дан-
ные не могут заменить отсутствия четкой картины о клеточной ло-
кализации фенолов. Поэтому в настоящее время можно лишь огра-
ничиться предположением о том, что фенольные ингибиторы, накап-
ливаясь в тканях растений, дезорганизируют цепь метаболических
процессов, прежде всего частично блокируя энергетический обмен в
клетке, что, естественно, ведет к иеспецифическому нарушению
ряда биосинтезов.
Прием оценки специфичности действия ингибиторов по шкале
Фергюссона применим только для неэлектролитов. Поэтому абсци-
зовая кислота и ее аналоги не могут быть оценены на специфичность
этим способом. Для характеристики специфичности ее действия
на разнообразные звенья обмена пользуются прямым биохимичес-
ким анализом ингибируемого процесса, что и было сделано Овер-
биком, Джейкобсом, Ворнером и другими исследователями (Overbe-
ek et al., 1967; Jacobsen, Varner, 1967; Pearson, Wareing, 1969).
Ими было установлено, что абсцизовая кислота ингибирует обра-
зование ферментов, специфически подавляя синтез нуклеиновых
кислот и действуя подобно актиномицину Д (Jacobsen, Varner,
1967).
Нашими опытами было показано, что абсцизовая кислота спо-
собна ингибировать и ряд других процессов, связанных, по-види-
мому, прямо или косвенно с синтезом белка. К числу таких про-
цессов следует отнести торможение поступления воды в прорастаю-
щие семена яблони, задержку синтеза хлорофилла и торможение
увеличения семядолей в размерах (Кефели, Турецкая, Пустовойто-
ва, Саидова, 1969).
Сравнение особенностей действия природных
и синтетических ингибиторов
на разнообразные формы роста
Известно, что природные ингибиторы представлены в расте-
ниях соединениями фенольной и терпеноидной природы. Особен-
ности их действия на ростовые процессы обычно устанавливают
путем испытания на биологических тестах от самых простых (рас-
тяжение отрезков стеблей и колеоптилей) до самых сложных (орга-
ногенез, прорастание семян). В какой-то мере опыты по испыта-
нию действия ингибиторов на рост растений укладываются в сле-
дующую схему: 1) непосредственное действие природных ингибито-
ров на рост биотестов; 2) их влияние на рост стимулирующую ак-
тивность фитогормонов.
186
Реет отрезков колеоптилей подавляется наиболее активно аб'
сцизовой кислотой (С50 = 0,08 мг/л) (Кефели, Турецкая и др.,
1969 6). Установлено, что абсцизовая кислота ингибирует стимуля-
торное действие ИУК на рост отрезков колеоптилей и активирую-
щее действие гибберелловой кислоты на процессы роста стеблей
(Thomas et al., 1965), а также активно подавляет более сложные ро-
стовые процессы (прорастание семян, распускание почек) (Кефели,.
1968). Между тем некоторые формы роста, например искривление
колеоптилей овса, абсцизовая кислота не затрагивала (Hashimoto
et al., 1969), а некоторые даже стимулировала — образование кор-
ней у черенков (Ting-Yun-Chin et al., 1969).
Фенольные и ароматические соединения подавляли рост отрез-
ков колеоптилей в более высоких концентрациях, чем абсцизовая
кислота. Так, во всех концентрациях (от 10~2 до 10"3М) задерживали-
рост отрезков резорцин, гидрохинон, хинная, феруловая, п-кума-
ровая, антраниловая кислоты, морин, гесперидии (Плотникова и
др., 1967). Другие фенолы (пирокатехин, кофейная, галловая кис-
лоты, флоридзин, ванилин, флороглюцин) в высоких дозах подав-
ляли, а в малых слабо стимулировали рост. В другой статье эти же
авторы сообщили, что рост отрезков колеоптилей, стимулирован-
ный ИУК, мог подавляться н-оксибензойной, n-кумаровой кисло-
тами, а также рутином, кумарином, испытанными в концентрациях
10~2—Ю 3 М (Плотникова и др., 1967а). Следующая группа соеди-
нений обладала только синергизмом по отношению к ИУК (прото-
катеховая и галловая кислоты, ванилин), а некоторые фенолы меня-
ли знак своего действия в зависимости от применявшейся концентра-
ции. Фриез (Fries, 1968), сравнивая ингибиторное действие эквимо-
лярных концентраций фенолов на рост отрезков колеоптилей овса,
показал, что они могут расположиться в следующий ряд по мере-
возрастания их тормозящего действия на эндогенный и активирован-
ный ИУК рост: тирозин, n-оксифенилмолочная, н-оксифенилпиро-
виноградная, n-кумаровая кислоты. Вада и Нагао (Wada, Nagao,
1961) пытались связать ингибирующее действие гваякола, пиро-
катехина и гидрохинона с их способностью регулировать активность
ауксиноксидазы. Хендерсон и Нич (Henderson, Nitsch, 1962) пока-
зали, что некоторые фенолы, например хлорогеновая кислота в кон-
центрации 10~4 М, способны выступать как синергисты ИУК, пото-
му что они резко тормозят разрушение ИУК.
Согласно наблюдениям Пауле и Нича (Paulet, Nitsch,
1963), Пауле и Лиоре (Paulet, Lioret, 1966), оказалось, что рутин
(5- 10-в М) и хлорогеновая кислота (5-10~б М) способны подавлять
заложение почек в культуре тканей табака и ингибировать стиму-
ляторное действие кинетина на этот процесс.
Рассмотренные литературные данные позволяют прийти к об-
щему выводу, что действие природных ингибиторов на разнообраз-
ные ростовые процессы изучено значительно хуже, чем действие
синтетических ингибиторов, антибиотиков и ядов. Отсутствуют
четкие сведения о реакции биотестов на ингибиторы синтеза бел-
187
Рис. 48. Действие природных (А) и синтетических (Д) ингибиторов
1 — растяжение; 2 — рост стебля гороха; 3 — рост стебля пшеницы; 4 — рост корня
а — абсцизовая кислота; б — флоридзин; в — н-кумаровая кислота;
ка, нуклеиновых кислот, фото- и окислительного форсфорилирова-
ния. Нет прямых данных, указывающих на особенности взаимодей-
ствия природных ингибиторов с фитогормонами и характеризую-
щих специфику действия природных и синтетических ингибиторов
на рост биотестов (Турецкая и др., 1969).
Поскольку синтетические антиростовые ингибиторы изучены зна-
чительно лучше, чем тормозящие рост природные соединения, мы
поставили перед собой задачу — сравнить природные ингибиторы
роста (кумарин, флоридзин, абсцизовую кислоту) с синтетическими
препаратами (ГМК, ТИБК, ССС, морфактином). Особенности дей-
ствия этих соединений предполагалось изучить на постепенно ус-
ложняющихся формах ростового процесса, для чего были выбраны:
1) рост растягивающихся клеток (отрезки колеоптилей пшеницы),
188
на разные формы роста (Турецкая, Кефелн, Сандова, 1989)
пшеницы; 5 — распускание почек; 6 — корнеобразование; 7 — прорастание семян;
г — кумарин; д — хлорфлуореиол; е — ССС; ж — ТИБК; а — ГМК
2) рост стебля (этиолированные проростки гороха), 3) образование
корней (черенки фасоли), 4) формирование побега (распускающиеся
почки ивы), о) формирование целого растения (прорастание семян
и рост проростка). Кроме изучения действия ингибиторов на на-
тивный рост нами была испытана способность этих соединений по-
давлять рост, активированный фитогормонами — ауксинами и гиб-
береллинами. Природные ингибиторы роста были выбраны с таким
расчетом, чтобы один из них был соединением терпеноидной приро-
ды (абсцизовая кислота), а два других — ароматическим (кумарин)
и фенольным (флоридзин) соединениями. Все эти соединения доста-
точно хорошо растворимы в воде и известны как вещества, подав-
ляющие рост отрезков колеоптилей, причем абсцизовая кислота
тормозит этот процесс, как известно, в концентрациях, на 2—3 по-
189
рядка меньших, чем флоридзин и кумарин. Каждый из выбранных
природных ингибиторов обладает рядом особенностей. Так, абсци-
зовая кислота способна вызывать опадение листьев, подавлять син-
тез РНК, кумарин — нарушать процесс клеточного деления, фло-
ридзин — ингибировать процессы фосфорилирования.
В качестве синтетических ингибиторов роста в наших опытах
были использованы гидразид! малеиновой кислоты (ГМК) — со-
единение, слабо растворимое в воде; трийодбензойная кислота
(ТИБК), подавляющая транспорт ауксина по растению. Хлорхо-
линхлорид (ССС) и морфактин (хлорфлуоренол) были выбраны нами
как ингибиторы роста стебля, по своему действию противоположные:
/Ч
НС N
II I
НС NH
CI-CH-CH
С1Э
Гидразид мале-
иновой кислоты
Хлорхолинхлорид
2,3,5= Трииодбен—
дойная кислота
действию гиббереллина. Индол илу ксу сную кислоту (ИУК) в опытах
с колеоптилями использовали в дозе 7 мг/л, а в опытах с черепками
фасоли — 60 мг/л. Гибберелловую кислоту (ГК) в опытах с горохом
применяли в дозах 0,1 и 0,2 мг/л. При изучении действия ингибито-
ров на индуцированный ауксином рост использовали разработан-
ный нами прием предварительной обработки, подробно описанный
ранее.
Природные и синтетические ингибиторы были испытаны в отно-
шении пяти различных форм роста. В качестве критерия, оцениваю-
щего тормозящее действие ингибиторов, использовали дозы, подав-
ляющие рост на 50% (рис. 48). Абсцизовая кислота наиболее сильно
подавляла рост отрезков колеоптилей (50 %-ное подавление насту-
пало при действии 0,08 мг/л) и рост стебля гороха (1,25 мг/л).Сла-
бее всего она действовала на процесс прорастания семян.
Кумарин легко подавлял рост отрезков колеоптилей и рост са-
мого проростка пшеницы (50%-ное подавление наступало при 10 и
62,5 мг/л соответственно, слабее тормозил рост корня 250 мг/л)
и практически не влиял па процесс корнеобразования и прораста-
190
ния семян пшеницы. Флоридзин ингибировал процессы корнеобра-
зования (50%-ное подавление при 250 мг/л) и роста отрезков колеоп-
тилей пшеницы (500 мг/л) сильнее, чем рост самого проростка
пшеницы (около 2000 мг/л) или рост стебля гороха (1000 мг/л).
В целом о природных ингибиторах роста можно заключить, что
наиболее сильно тормозит ростовые процессы абсцизовая кислота,
слабее — кумарин и еще слабее — флоридзин. Сравнение действия
природных ингибиторов на рост отрезка колеоптиля с действием на
рост самого колеоптиля позволяет сделать вывод, что первый про-
цесс тормозится легче, чем второй (см. рис. 49).
Синтетические ингибиторы действовали на ростовые процессы
иначе, нежели природные ингибиторы. Морфактин легче всего подав-
лял процессы корнеобразования (50%-ное подавление наступало при
действии 0,47 мг/л) и распускания почек (50%-ное подавление при
3 мг/л) и значительно слабее влиял па рост проростка и корня,
а также на прорастание семян пшеницы. Для морфактина (хлорфлу-
оренола) было свойственно активное нарушение функций точек роста.
Апикальные меристемы корней и почек ивы как бы замирали. При
этом наблюдался рост боковых корней (рис. 49). Морфактин даже
в низкой концентрации (0,2 мг/л), уже почти не влиявшей на рост
проростков гороха, нарушал их геотропическую ориентацию, чего
не наблюдалось у контрольных и обработанных гиббереллином про-
ростков.
Хлорхолинхлорид (ССС) сильнее всего ингибировал рост от-
резков колеоптилей пшеницы (50 %-ное подавление наступало при
730 мг/л), слабее — рост стебля гороха (3000 мг/л) и еще слабее —
прорастание семян пшеницы. Эти же наблюдения были сделаны Ла-
коппом и Гаспаром, изучавшими механизм тормозящего действия
ССС на прорастание семян чечевицы (Lacoppe, Gaspar, 1968).
Трийодбензойпая кислота (ТИБК) резко ингибировала корне-
образование (50%-ное подавление наступало при 3,5 мг/л), несколь-
ко слабее — рост корня пшеницы (56 мг/л) и практически не влияла
на другие процессы. Аналогичными свойствами в отношении дан-
ного теста обладала ГМК.
Рассматривая особенности действия синтетических ингибиторов
роста, следует отметить, что наиболее сильным ингибитором являет-
ся морфактин. В дозах, на порядок более высоких, действуют
ТИБК и ГМК и, наконец, в дозах, на 2—3 порядка более высоких,
действует ССС. В отличие от природных ингибиторов синтетичес-
кие препараты слабее влияют на более простую форму роста (рост
отрезков колеоптилей) и чаще всего активно подавляют более слож-
ные формы (морфактин, ТИБК, ГМК, ССС).
Общим для испытанных ингибиторов является следующее:
1) ни один из них не способен одинаково легко подавлять все пять
изучавшихся форм роста; 2) ни один из испытанных ингибиторов не
оказывал в низких концентрациях гормонального стимуляторного
действия ни на одну из форм роста. Так, скажем, если ИУК стиму-
лировала рост отрезков колеоптилей на 219%, то ГМК в дозе
191
Рис. 49- Действие морфактина и гибберелловой кислоты (в мг-'л) на ростовые про-
цессы (Турецкая и др., 1969)
а — образование корней у черенков ивы: 1 — контроль; морфактин:2 — 62,4; J —
15,6, 4 — 4; б — рост стебля гороха: 1 — контроль; 2 — ГК. 0.2, 3 — ыорфактин, 0,2
110 мг/л вызывала стимуляцию, превышающую контроль на 16%,
кумарин в дозе 1 мг/л — на 21%, морфактин в дозе 5,5 мг/л — на
29%.
Если критерием для оценки тормозящего действия ингибиторов
была выбрана концентрация, подавляющая нативный рост на 50%,
то для характеристики подавления активированного роста этот по-
казатель оказался малопригодным.
Для изучения тормозящего действия ингибиторов на ростовые
процессы, активированные ИУК и ГК, были выбраны такие погра-
ничные концентрации ингибиторов, которые не тормозили нативный
рост. Эти пограничные дозы ингибиторов были способны повлиять
на активированный рост, причем характер их антагонистического
действия можно классифицировать следующим образом: полный
антагонизм в отношении фитогормона (сокращено далее П), т. е.
полное снятие гормонального эффекта; частичный антагонизм в
отношении фитогормона (сокращено далее Ч), т. е. частичное сня-
192
тие гормонального эффекта; и, наконец, отсутствие антагонизма
(сокращено далее 0), т. е. ингибитор в пограничных концентрациях
не влияет на рост, активированный гормоном (методику подробнее
см, в главе II).
Примером полного антагонизма может служить действие ТИБК
на образование корней у черенков фасоли, активированное ИУК:
контроль (вода) — 100, ТИБК (0,4 мг/л) — 103, ИУК (60 мг/л) —
362, ТИБК + ИУК — 65%. Пример частичного антагонизма —
действие кумарина на рост отрезков колеоптилей пшеницы, активи-
рованный ИУК; контроль (вода) — 100, кумарин (8 мг/л) — 10,
ИУК (7 мг/л) — 303, кумарин + ИУК — 218%. Пример отсутст-
вия антагонизма — влияние ССС на рост отрезков колеоптилей:
контроль (вода) — 100, ССС (180 мг/л) — 97, ИУК — (7 мг/л) —
319 и ССС -|- ИУК — 330%. Выбранный критерий для оценки ан-
тигормопального действия ингибиторов был применен на трех тес-
тах: на росте отрезков колеоптилей и на черенках фасоли, обра-
ботанных раствором ИУК, а также на росте стебля гороха, обра-
ботанного ГК (табл. 21).
Отметим основные групповые признаки, присущие природным
и синтетическим ингибиторам, не вдаваясь в рассмотрение струк-
турной специфики каждого из отдельных представителей.
Таблица 21
Взаимодействие ингибиторов с фитогормонами и их влияние на разные
формы роста
Форма роста (объект) Фито гормоны, мг/л Природные ингибиторы Синтетические ингибиторы
абсцизо- вая кислота кумарин Флорид- , ЗИН ГМК i ТИБК | ' О и о морфак- тин
Растяжение клеток (колеоптили пшеницы) Рост стебля (горох) Образование корней (черенки фасоли) ИУК, ГК, 0,1 ИУК, 60 ч (0,04) Ч (0,04) ч (8,0) 0 (1) ч (12,5) ч (125,0) 0 (20,0) 0 (12,5) Ч (430) ч (12,0) П (3,5) 0 (14,0) П (0,4) 0 (180) 0 (750) Ч (460) ч (7,0) Ч (0,2) П (0,06)
Примечание: П — полный антагонизм, Ч — частичный. О — отсутствие антагонизма. В
скобках даны пограничные концентрации ингибиторов (в мг/л), не влияющие на иативиый
рост. Для ингибирования роста отрезков колеоптилей морфактин использовали в виде
раствора в 0,1%-ном этаноле.
1. Природные ингибиторы, испытанные в отношении ИУК и
ГК, полным антагонизмом не обладают, т. е. не способны в порого-
вых концентрациях полностью снимать действие этих гормонов
на рост.
7 В. И. Кефели
193
2. Каждый из синтетических ингибиторов подавляет антагонис-
тично один или два исследовавшихся ростовых процесса.
3. Один и тот же ингибитор может проявлять одну и ту же
форму антагонизма в отношении двух совершенно различных про-
цессов, один из которых индуцируется гиббереллином, а другой аук-
сином.
4. Один и тот же ингибитор (например, ТИБК) способен вы-
ступать как полный антагонист в отношении ИУК, когда последняя
действует как индуктор корнеобразования, или же проявлять пол-
ное отсутствие антагонизма к той же ИУК, если она действует на
растягивающиеся клетки. То же можно сказать и о других ингиби-
торах: флоридзине, ГМК, ССС, морфактине.
В целом складывается впечатление, что среди изученных инги-
биторов нет специфических антигормонов (антиауксинов или анти-
гиббереллинов), но есть вещества, выступающие как ингибиторы
отдельных форм ростовых процессов. Аналогичные данные полу-
чены и другими авторами (Tognoni, Alpi, 1969; Harada, 1969;
Kcelle, 1970; Ziegler, 1970). Одно и то же вещество (например,
ТИБК) способно антагонистично угнетать или вовсе не действовать
на фитогормон — все зависит от того, какую форму роста этот фи-
тогормоп активирует. Таким образом, анализ данных по действию
природных и синтетических ингибиторов на процессы роста позво-
ляет сделать общий вывод, характеризующий природные ингибито-
ры (абсцизовую кислоту, кумарин и флоридзин) как соединения,
подавляющие преимущественно процессы роста растягивающихся
клеток, ГМК и ТИБК — как ингибиторы процессов органогенеза
(например, корнеобразования), морфактин — как тормозитель
нормальной функции апикальных меристем, а ССС — как ингиби-
тор роста стебля. Сделанный вывод вовсе не означает, что каждое из
изучавшихся соединений не обладает рядом других свойств: способ-
ностью усиливать процесс опадения листьев (абсцизовая кислота),
подавлять транспорт ауксинов (ТИБК) или ингибировать процессы
геотропизма (морфактин).
Внутри самой группы природных ингибиторов имеются сущест-
венные различия между фенольными производными и абсцизовой
кислотой. Если первые тормозят ростовые процессы в высоких кон-
центрациях и задерживают образование корней у черенков фасоли,
то абсцизовая кислота на образование корней тормозящим образом
не влияет, а остальные процессы подавляют в меньших концентра-
циях, чем фенолы. Несмотря на специфические различия, имеющие-
ся между фенольными ингибиторами и абсцизовой кислотой, обе
эти группы эндогенных ингибиторов обладают одним общим свой-
ством: в их действии нарост отсутствует узкаяантигормональная
специфичность, т. е. они не являются в прямом смысле антигормо-
нами.
Какая бы форма роста ни была активирована фитогормоном
(рост стебля гиббереллином, рост корня ауксином, прорастание
семян кинином), природные ингибиторы способны выступать анта-
194
гонистично, тормозя проявление этой активации. В этом в извест-
ной мере выражается их неспецифичность действия на ростовые
процессы. Вместе с тем приведенная схема не исключает возможно-
сти специфического действия ингибиторов на общие метаболичес-
кие пути, на синтезы гормонов и на пути их разрушения. К рас-
смотрению этих вопросов мы и переходим.
Влияние природных ингибиторов
на активность фитогормонов и на некоторые
метаболические процессы в растениях
Знакомясь с обширной литературой, посвященной метаболичес-
ким аспектам действия природных ингибиторов на рост растений,
убеждаешься, что почти все работы по этому вопросу могут быть
разбиты на следующие разделы: действие природных ингибиторов
на дыхательный и энергетический обмен, на нуклеиновый и белко-
вый обмен, а также на активность фито гормонов.
Сопоставляя действие ингибиторов роста и дыхания растений,
Нагао и Оваки (Nagao, Ohwaki, 1955) показали, что, несмотря на
торможение роста, вызываемое транс-коричной кислотой, общее
дыхание ингибированных колеоптилей усиливалось. Аналогичное
усиление дыхания было отмечено и для семян, прорастание кото-
рых подавлялось бензойной и л-кумаровой кислотами (Roubaix,
Lazar, 1960 ). Слабое усиление дыхания наблюдал также (Боннер
(Bonner, 1949) при подавлении роста колеоптилей 2,4-динитрофено-
лом. Общность тормозящего эффекта, вызываемого природными ин-
гибиторами роста и динитрофенолом — ядром-разобщителем, и
заставила Нагао и Оваки (Nagao, Ohwaki, 1955) предположить, что
тормозящее действие на рост, оказываемое природным ингибитором,
есть результат разобщения окислительного фосфорилирования и
дыхания. Сопоставляя это предположение с тем фактом, что инги-
битор роста отрезков колеоптилей — флоридзин — одновременно
является одним из ингибиторов окислительного фосфорилирования,
следует, по-видимому, заключить, что действительно это звено ды-
хания подвержено наиболее активному воздействию природных
ингибиторов. Гупта и Сен (Gupta, Sen, 1961) установили также очень
важный факт относительно тормозящего действия 2,4-динитрофено-
ла, вызывающего уменьшение этерификации меченого фосфора,
поступающего в отрезки колеоптилей овса. Этот эффект торможе-
ния почти полностью снимался при введении в инкубационную смесь
ИУК- Стенлид и сотр. (Stenlid, Saddik, 1962; Stenlid, 1963) показа-
ли, что большинство испытанных ими флавоноидов, а также кума-
рин, салициловая и коричная кислоты, подобно 2,4-динитрофенолу,
подавляли поглощение фосфора изолированными митохондриями.
Вместе с тем поглощение кислорода ингибированными митохонд-
риями в меньшей степени подавлялось под действием этих ингиби-
торов, что в общем приводило к снижению уровня P/О. Кевес и
Сирокман (Koves, Sirokman, 1969) показали, что салициловая и
7*
195
о-кумаровая кислоты в концентрации 10"4 М подавляли включе-
ние 32 Р во фракцию нуклеотидов.
Возрастание интенсивности дыхания при подавлении природны-
ми ингибиторами ростовой активности отрезков колеоптилей и вы-
сечек из клубней картофеля установлено Маринос и Хембергом
(Marinos, Hemberg, I960). В работе этих авторов ценно то, что они
изучали действие не синтетических, а природных фенольных сое-
динений, выделенных из картофеля, находившегося в состоянии
покоя. Комплекс выделенных ингибиторов содержал коричную и
салициловую кислоты. Как и 2,4-динитрофенол, природные инги-
биторы подавляют поглощение фосфорных соединений тканями био-
тестов. На основании полученных результатов предполагается, что
ингибиторы и 2,4-динитрофенол имеют общий механизм действия,
состоящий в предотвращении образования АТФ, необходимой для
нормального протекания процессов роста. Думитру и Сербан (Du-
mitru, Serban, 1970) показали, что кумарин в концентрации 6,85-
• 10~3 М подавлял прорастание семян пшеницы, снижая активность
пероксидазы и меняя ее изоферментные спектры.
Кевес и Сирокман (Koves, Sirokman, 1965) установили способ-
ность салициловой и коричной кислот как известных ингибиторов
роста подавлять процесс окислительного фосфорилирования. По
мнению этих авторов, действие салициловой и коричной кислот кор-
релирует с ингибирующим действием этих соединений в самом рас-
тении.
Сопоставляя ингибиторные функции глюкозидов, халконов, ди-
гидрохалконов и их агликонов, Стенлид показал, что в слабых кон-
центрациях (10~4, 5-10~4 М) гликозиды практически не подавляли
процесс окислительного фосфорилирования в митохондриях огур-
цов, в то время как агликоны — флоретин и нарингенин — обла-
дали резким ингибиторным действием (Stenlid, 1968).
Кроме данных по тормозящему действию фенолов на процесс
окислительного фосфорилирования существует ряд исследований
по тормозящему действию комплекса Р-ингибитора и некоторых
фенолов на стимулируемый светом транспорт ионов и на фотосинтез
(Izawa et al., 1966; Tillberg, Kylin, 1966; Tillberg, 1968; Raven,
1968; Лукина, 1970; Einhelling et al., 1970), причем в более поздних
исследованиях Тильбер га (Tillberg, 1970) было показано, что
абсцизовая кислота не влияет на процесс выделения кислорода и фото-
фосфорилирования. Автор считает, что в комплексе Р-ингибитора
присутствуют другие вещества, может быть фенолы, которые ока-
зывают на эти процессы тормозящее действие. Хотя данных по тор-
мозящему действию фенолов на окислительное и фотофосфорилиро-
вание имеется довольно много, все-таки нельзя признать эту проб-
лему хорошо разработанной.
Совершенно неясно, проявляют ли природные ингибиторы функ-
ции разобщителей в самом растении. Остается мало изученной и
возможность контакта природных ингибиторов с хлоропластами и
митохондриями в растительных клетках.
196
Другой аспект действия природных ингибиторов на рост связан
с их влиянием на синтез ферментов. Так, Вербик и Виндейл (Ver-
beek, Wyndaele, 1969) показали, что кумарин подавлял синтез а-
амилазы, а также ее активность. Кофейная кислота и скополетин,
обнаруженные Морозовой (1970) в покоящихся клубнях картофеля,
интенсивно подавляли синтез некоторых форм РНК, в частности
иРНК и рРНК. Однако данных по действию фенольных ингибиторов
на функцию ферментов несравненно больше. Еще в конце 20-х —
начале 30-х годов Опарин и Курсанов (Oparin, Kurssanov, 1929),
а затем Курсанов (Kurssanov, 1930) показали, что фенолы способ-
ны подавлять активность амилазы, пероксидазы и каталазы. Позд-
нее было показано, что фенольные соединения и комплекс р-инги-
битора способны влиять на активность ферментов. Изучая действие
₽-ингибитора, выделенного из клубней картофеля, Хемберг и Лар-
сон (Hemberg, Larsson, 1961) показали, что он подавляет активность
а-амилазы и почти не влияет на Р-амилазу. Коричная и салицило-
вая кислоты также подавляют действие этого фермента. Еще в
1938 г. Сухоруков, Клинг и Овчаров, исследуя влияние Phytoph-
tora infestans на ферменты пораженного растения, показали, что
содержащийся в картофеле ингибитор амилазы не оставался по-
стоянным, а резко изменялся при изменении физиологического со-
стояния клубней. Природный фенольный ингибитор нарингенин в
концентрации 10"4—2-Ю-4 М тормозил синтез амилазы и каталазы
(Соггега, 1969).
Бозер показал, что флавоноиды — робинетин и кверцетин —
подавляли активность дегидрогеназ яблочной кислоты и глюкозо-6-
фосфата (Boser, 1961). Мало вероятно, что природные ингибиторы
проявляют какую-нибудь специфичность и избирательность в по-
давлении активности ферментов. Они, по данным Рейфера и сотр.
(Reifer et ai., 1968), тормозят активность ряда окислительных фер-
ментов, аминотрансфераз, а также целлюлазы, аспарагиназы, глю-
таминазы, апиразы, аспартатаммонийлиазы.
По мнению указанных авторов, природные ингибиторы, выделен-
ные из 42 видов растений, подавляя активность ряда ферментов,
регулируют активность метаболизма растительной клетки.
Патил и Димонд (Patil, Dimond, 1968) сообщили, что хлороге-
новая кислота и пирокатехин в концентрациях 10~3—10-6 М по-
давляли активность полигалактуроназы, а Фиини (Feeny, 1969)
привел данные об ингибиторном действии фенолов на гидролитичес-
кую активность трипсина. Процко (1971) считает, что фенольные ин-
гибиторы следует рассматривать как тормозители локального дей-
ствия, участвующие в регуляции темпов роста отдельных органов.
Если фенолы действуют главным образом на активность фермен-
тов, то абсцизовая кислота в основном подавляет их синтез. Так,
Якобсен и Ворнер (Jacobsen, Varner, 1967) сообщили, что абсцизо-
вая кислота в концентрации 1 и ЮмкМ подавляла синтез а-амилазы
и протеазы, а также снимала действие гиббереллинов на синтез пер-
вого фермента (Fernandez, Sivori, 1971). Такое ингибирование могло
197
ауксинов
Синергисты индолилук-
сусной кислоты (ИУК),
или ингибиторы ауксино-
ксидазы
Антагонисты ИУК, или
кофакторы ауксиноксида-
зы
происходить, по данным Оверби ка и сотрудников, за счет подавле-
ния синтеза всех фракций нуклеиновых кислот (Overbeek et al.,
1967), Если к хроматину, обладавшему РНК-полимеразной актив-
ностью, добавляли абсцизовую кислоту (10~e М), то это приводило
к торможению полимеразной активности на 22—38% в том случае,
когда этот ингибитор вводили в систему гомогенизированных про-
ростков. Добавление же абсцизовой кислоты непосредственно к
чистому хроматину не влияло на его активность (Pearson, Wareing,
1969). Эти данные Пирсон и Вэринг интерпретируют как возможность
абсцизовой кислоты влиять на РНК-полимеразную активность толь-
ко после связывания этого ингибитора с эндогенным цитоплазмати-
ческим фактором.
Прямые микроскопические наблюдения над действием абсцизовой
кислоты согласуются с биохимическими данными. Абсцизовая кис-
лота подавляла процесс клеточного деления (Bornman et al., 1967),
а также, как установлено исследованиями, выполненными с по-
мощью электронного и светового микроскопа, ингибировала вклю-
чение :,Н-уридина и 3Н-тимидина в ткани зародышей ясеня (Villi-
ers, 1969). Кроме того, было установлено, что абсцизовая кислота
снижает активность гормональных соединений, и в частности гиб-
берелловой кислоты (Thomas et al., 1965) и ИУК (Addicott et al.,
1964).
Фенольные соединения, и в том числе природные фенольные ин-
гибиторы, регулируют активность фермента ауксиноксидазы, раз-
рушающего индол ил уксусную кислоту, т. е. участвуют в регуляции
катаболизма ауксинов.
Установлено, что каждый из процессов ауксинового обмена ре-
гулируется определенной специфической группой фенольных сое-
динений (Mumford et al., 1961; Konigs, 1965; Steinlid, 1963).
Ниже представлены некоторые фенольные соединения, обладаю-
щие специфическим регуляторным действием на содержание ИУК-
Соединения
Фенолкарбоновые кислоты: протокатеховая, кофей-
ная, сиреневая, галловая, хлорогеновая; флавоно-
иды: кверцитрин, лютеолин, астрагалин, мирицетин
Фенолкарбоновые кислоты: салициловая, /г-оксибен-
зойная, ванилиновая, n-кумаровая, флавоноиды:
апигекин, нарингения, нарингин, флавоноиды с па-
ра-положением ОН-группы в кольце В
Характерно, что введение ОН-группы в пара-положение придает
фенолу свойства антагониста ПУК. Этот антагонизм осуществляется
через усиление активности фермента, разрушающего ИУК (аукси-
ноксидаза). Если ОН-группа находится в мета- или орто-поло'же-
нии, то активность фенола или ослабевает, или теряется.
Введение второй или третьей оксигруппы в молекулу фенола
придает ему противоположные свойства — он становится синергис-
198
том ИУК. Действуя на ИУК через механизм ауксиноксидазы, диок-
сифенол тормозит разрушение ИУК, т. е. сохраняет ее в активном
состоянии. Флавонол из группы синергистов ИУК может быть пере-
веден в группу антагонистов в том случае, если его молекула будет
ацилирована. Система монофенол — диоксифенол, по мнению Нича
и Энгельсма, регулирует не только рост клеток в длину, но и гео-
тропические изгибы стебля, рост культуры тканей (Nitsch, Nitsh,
1962; Engelsma, Mayer, 1965).
Томашевский (Tomaszewski, 1964) выяснил влияние большой
группы фенолов на оксидазу ИУК- Он показал, что n-кумаровая и
ванилиновая кислоты стимулируют активность оксидазы ИУК в
низких концентрациях и подавляют в высоких. Характерно, что
фенол скополетин действует как конкурентный ингибитор ИУК
(Andr6ae, 1952) и препятствует окислению ИУК пероксидазой хрена
(Schaeffer et al., 1967). Особую группу работ составляют исследова-
ния по действию окисленных фенолов (хинонов) на метаболические
процессы в растениях. Так, хиноны активно реагируют с соединения-
ми,[содержащими SH-группу. Показано, что цистеин легко реагирует
не только с пара-, но и с орто-бензохинонами, образующимися при
окислении пирокатехина, 4-метилпирокатехина, 4,5-диметилпиро-
катехина (Mason, 1955).
Хиноны легко взаимодействуют с аминокислотами. Так, еще в
1927 г. Опарин показал способность системы хлорогеновая кислота—
фенолоксидаза дезаминировать аминокислоты. Способность хи-
нона реагировать с сульфгидрильными амино- и иминогруппами
является причиной связывания хинонов с белками. Именно эта
способность хинонов может явиться причиной изменения актив-
ности ферментов. Так, Вильямс (Williams, 1960), а затем Салькова
и Платонова (1968) показали, что в процессе ферментативного окис-
ления фенолов наибольшее снижение активности полигалактуро-
назы вызывали первичные продукты окисления фенолов. Сотруд-
ники Н. М. Эмануэля установили, что продукты окисления н-про-
пилгаллата, дегидрируя сульфгидрильные группы лактатдегидро-
геназы, приводят к появлению S — S связей, что вызывает потерю
ее активности (Агатова и др., 1963).
Эмануэль (1968) отмечал, что фенолы являются наиболее эф-
фективными ингибиторами окислительных процессов: они подав-
ляют активность ферментов гликолиза, пероксидазы и алкогольде-
гидрогеназы. К этому же выводу приходят Рубин и Арциховская
(1968). Повышение реакционной способности фенолов в случае,
если они при окислении образуют свободные радикалы, было так-
же показано Вином и Фором (Wynn, Fore, 1965), которые установи-
ли, что в свободнорадикальном состоянии фенолы подавляют про-
цесс окислительного фосфорилирования. Характеризуя ингибирую-
щее действие хинонов на процессы окислительного фосфорилирова-
ния, Озерецковская и Метлицкий (1966) показали, что продукты
полифенолоксидазного окисления способны резко ингибировать
окислительную активность митохондрий.
199
Рэкер (1967) считает, что указанный механизм ингибирования
может явиться результатом «короткого замыкания», вызываемого
хинонами в цепи переноса электронов.
Прослеживая особенности взаимодействия фитогормонов и
природных ингибиторов при росте высшего растения, мы отмечали
ряд характерных этапов: 1) взаимодействие в процессе синтеза этих
соединений; 2) взаимодействие при их функционировании; 3) взаи-
модействие во время разрушения.
Однако при рассмотрении особенностей каждого из этих этапов
недостаточное внимание уделялось вопросам специфичности меха-
низмов такого взаимодействия. А между тем вопрос о приуроченно-
сти, пригнанности каждого из фитогормонов к своему природному
ингибитору является чрезвычайно важным. Рассмотрение процес-
сов биосинтеза ауксинов и фенольных ингибиторов, с одной сторо-
ны, и гиббереллинов и абсцизовой кислоты — с другой, позволяет
заключить, что на этом раннем уровне их образования наблюдают-
ся определенная специфичность и приуроченность одной группы
фитогормонов к соответствующей группе ингибиторов, которая,
однако, на этапе функционирования утрачивается.
На этапе биосинтеза природный ингибитор мог бы специфично
блокировать образование фитогормона на уровне превращения пред-
шественника. Так, в наших опытах природный ингибитор, выделен-
ный из тканей гороха,— кверцетин-глюкозил-кумарат — на 88%
подавлял синтез ИУК-производных и на 65% тормозил превраще-
ние L-триптофана в индольные ауксины.
n-Кумаровая кислота, выделенная из кукурузы, подавляла
синтез ИУК-производных на 40%, а превращение L-триптофана —
на 34%. Торможения превращения L-триптофана могло и не проис-
ходить, если он включался целиком в молекулу более сложного
продукта — типа глюкобрассицина, как это наблюдвлось в опы-
те с капустой, однако и в этом случае синтез ИУК-производных
резко тормозился (Kefeli, Kutacek, 1970). Известно также, что
абсцизовая кислота тормозила образование гиббереллинов в
проростках ряда растений (Wareing et al., 1967).
Иными словами на этапе синтеза фитогормонов и ингибиторов
наблюдается своего рода соответствие по принципу один фитогор-
мон — один ингибитор. Существование этого соответствия требует,
однако, дальнейших экспериментальных подтверждений.
На следующем этапе, когда синтезированные соединения начи-
нают функционировать, специфичность «один фитогормон — один
ингибитор» исчезает. Хотя в этом случае появляется разнообразие
типов взаимодействия между фитогормонами и ингибиторами, ни
один из подобных путей не может быть признан специфичным.
Именно поэтому приходится признать, что на этапе функциониро-
вания происходит неспецифическое подавление функций всех фи-
тогормонов через угнетение общих звеньев метаболизма, без кото-
рых рост невозможен (Kefeli, Turetskaya, 1967; Aspinall et al.,
1967; Кочанков, Чайлахян, 1968; Noddle, Robinson, 1969).
200
Данные, приведенные выше, экспериментально подтверждают
указанное положение. Природные ингибиторы способны снижать
интенсивность роста путем частичной инактивации фитогормонов
или путем непосредственного торможения отдельных звеньев мета-
болизма. В любом случае ростовой процесс при такого рода функ-
ционировании ингибиторов будет подавлен и тем сильнее, чем будет
выше концентрация ингибитора и ниже концентрация фитогормо-
на в ткани.
На третьем этапе инактивации фитогормонов и природных ин-
гибиторов специфические и неспецифические процессы как бы со-
существуют. С одной стороны, процессы комплексирования и ус-
ложнения молекул природных регуляторов можно считать неспе-
цифическими: так, возникновение малоактивных гликозидов отме-
чено для всех типов фитогормонов и ингибиторов. С другой сторо-
ны, некоторые формы инактивации присущи отдельным группам
фитогормонов и ингибиторов. Так, в предыдущей и в данной главе
отмечали существование механизмов комплексирования ИУК с
фенолами и указывали на регуляторную роль фенолов в окислении
ИУК с помощью системы ауксиноксидазы.
В общем следует признать, что природные ингибиторы и фито-
гормоны, «встречаясь» друг с другом на разных уровнях синтеза,
функционирования и распада, взаимодействуют друг с другом через
специфические и общие (неспецифические) механизмы.
Выведи
1. Природные фенольные ингибиторы, накапливающиеся в рас-
тительных тканях в больших количествах, подавляют рост растя-
гивающихся (отрезки колеоптилей) и делящихся клеток (ризогенез
у черенков) в относительно высоких концентрациях. Ингибиторы
синтеза белка и нуклеиновых кислот первую форму роста тормозят
также в высоких, а вторую — в низких концентрациях. Природные
фенольные ингибиторы (флоридзин, нарингенин, салициловая кис-
лота и др.) способны выступать в опытах in vitro в качестве разоб-
щителей окислительного и фотосинтетического фосфорилирования.
2. В отличие от фенольных ингибиторов абсцизовая кислота
подавляет растяжение клеток отрезков колеоптилей в низких кон-
центрациях, а процесс ризогенеза не ингибирует совсем. Абсцизо-
вая кислота способна ингибировать рост семядолей и поступление
воды в прорастающие семена яблони, а также задерживать синтез
хлорофилла в таких семядолях.
3. Испытание природных и синтетических ингибиторов в отно-
шении разнообразных усложняющихся форм ростоных процессов
показвло, что наиболее сильно тормозит ростовые процессы абсци-
зовая кислота, слабее — кумарин и еще слабее — фЛ0РиДзин-
Среди испытанных синтетических ингибиторов наиболее силь-
ным тормозящим действием обладал морфактин, в дозах, на порядок
201
более высоких, действуют ТИБК и ГМК и, наконец, в дозах, на
2—3 порядка более высоких, действует ССС,
Природные ингибиторы сильнее всего влияют на рост отрезков
колеоптилей, в то время как синтетические ингибиторы активнее
подавляют более сложные формы — корнеобразование (морфактин,
ТИБК, ГМК) или рост стеблей (ССС).
4. Изучение взаимодействия ИУК и ГК показало, что природные
ингибиторы в пороговых концентрациях, не действующих на эндо-
генный рост, не способны полностью снять действие этих фитогор-
монов на ростовые процессы. Природные ингибиторы фенольной и
терпеноидной природы способны подавлять ростовые процессы,
активированные как ауксином, так и гиббереллином, т. е. они не
обладают антагормональной специфичностью.
5. Некоторые синтетические ингибиторы в отличие от природных
обладают полным антагонизмом в отношении фитогормонов.
6. Взаимодействие фитогормонов и природных ингибиторов мо-
жет осуществляться на этапах синтеза, функционирования и раз-
рушения этих соединений. На первом этапе — биосинтеза — это
взаимодействие в основном носит специфический характер, свя-
занный с тем, что пары: ауксины — фенольные ингибиторы и гиб-
береллины — абсцизовая кислота образуются соответственно из
общих метаболических предшественников — шикимовой и мевало-
новой кислот. На втором этапе специфичность взаимодействия ин-
гибиторов и фитогормонов исчезает: ингибиторы тормозят любую фор-
му роста, активированную фитогормонами. На третьем этапе —
разрушения — специфичность взаимодействия частично возникает
вновь и проявляется, например, в приуроченности фенолов к меха-
низму окисления ауксинов. Однако кроме специфического типа взаи-
модействия существуют и общие пути инактивации фитогормонов и
природных ингибиторов (гликозилирование, образование сложных
комплексов и др.).
Глава VII. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ РЕГУЛЯЦИИ РОСТА
РАСТЕНИЙ
Природные ингибиторы были обнаружены в растительных тка-
нях еще в 20-е годы, но в отличие от ауксинов они долгое время не
связывались с ростом и рассматривались как примеси, мешающие
обнаружению фитогормонов.
Хемберг, а вслед за ним и Вэринг с сотрудниками впервые ус-
тановили непосредственную зависимость между интенсивностью
роста почек, прораствнием семян и глазков у клубней, с одной сто-
роны, и изменением содержания в них природных ингибиторов—
с другой (Hemberg, 1954, 1961; Wareing, Foda, 1956; Wareing, Vil-
liers, 1961).
Природные ингибиторы, накапливаясь в почках, тормозят не
только процессы их распускания, но и распространяют свое тормо-
зящее действие по всему стеблю, задерживая процессы органогенеза
(Кефели, Турецкая, 1965). Позднее Витез и Пена (Vietez, Репа,
1968) подтвердили эти данные и показали, что в осенний период ин-
тенсивность ризогенеза у черенков ивы резко падает и при этом
усиливается тормозящее действие природных ингибиторов роста.
Еще в первых работах Хемберга и Вэринга отмечалась возмож-
ная связь между функцией ауксинов и тормозящим действием инги-
биторов. Так, было установлено, что в процессе стратификации
уменьшается содержание ингибиторов в семенах и возрастает со-
держание свободных ауксинов (Villiers, Wareing, I960).
Исследуя возможную роль ингибиторов в инактивации аукси-
нов, мы показвли, что этот процесс взаимодействия носит временный
характер и стимуляторное действие ауксинов восстанавливается
после того, как природные ингибиторы разрушаются (Турецкая,
Кефели, 1963).
На основании такого рода наблюдений возникло предположение
о том, что изменение интенсивности ростового процесса зависит от
новообразования природных ауксинов и ингибиторов и от их спо-
собности разрушаться.
Изучая действие широкого диапазона концентраций природных
ингибиторов на рост чувствительных к фитогормонам биотестов и
сопоставляя это действие с активностью ауксинов, гиббереллинов
и цитокининов, оказалось, что в отличие от фитогормонов природ-
ные ингибиторы ни в одной из концентраций не были способны
проявлять гормонвльные эффекты, т. е. резко стимулировать рост
биотестов (Hemberg, 1961; Бокарев и др., 1966; Кефели, Турецкая
203
1968; Кочанков, Чайлахян, 1968; Wilkins, 1969, Black, Edelman,
1970). С помощью этих же биотестов удалось установить, что при-
родные ингибиторы действуют на рост более мягко, нежели синте-
тические яды типа 2,4-динитрофенола, поэтому при повышении кон-
центраций первых их тормозящее действие возрастает не так резко,
как вторых. Подобная специфика природных ингибиторов может
быть связана с тем обстоятельством, что накопление их в раститель-
ных тканях осуществляется постепенно и растение медленно из фа-
зы активного роста переходит в состояние покоя.
Естественно, что взаимодействие ингибиторов с одними аукси-
нами не определяет всей сложности ростового процесса. Природ-
ные ингибиторы были способны снижать действие и других фито-
гормонов: гиббереллинов и цитокининов на рост специфических
биотестов (Kohler, Lang, 1963; Thomas et al., 1965; Kefeli, Turet-
skaya, 1967; Сарапуу, Кефели, 1968).
Дальнейшие исследования Вэринга, Аспинала, Циглера и дру-
гих исследователей подтвердили наше представление об ингиби-
торах как о соединениях, подавляющих разнообразные формы ро-
ста, а не определенные функции отдельных фитогормонов (Ziegler
et al., 1966; Aspinall et al., 1967; Wareing et al., 1967).
В общем тормозящее действие природных ингибиторов на рост
растений может быть представлено в виде следующей схемы:
Природные ингибиторы роста
I
I
Ауксины X Г иббереллины X > Кинины X > Звенья общего метаболиз- ма, необходимые для реализации роста » Формы роста
X — первичные реакции.
Ингибиторы роста как фенольной, так и терпеноидной природы1
подавляют не первичные реакции, специфичные для действия каж-
дого из фитогормонов, а затрагивают звенья общего метаболизма,
без которых невозможно осуществление ни одной из форм росто-
вого процесса. К таким общим метаболическим реакциям могут быть
отнесены синтез нуклеиновых кислот и белков, образование АТФ
и другие процессы. Действительно, некоторые экспериментаторы
показали, что природные фенольные ингибиторы способны в опытах
in vitro выступать как разобщители процессов окислительного фос-
форилирования и дыхания, а также тормозить процесс фотофосфо-
рилирования (Stenlid, 1962, 1963; Сарапуу, Кефели, 1968, Raven,
1968; Tillberg, 1968, 1970). Кроме того, фенольные соединения
способны подавлять активность гидролаз, протеаз и других фермен-
тов (Oparin, Kurssanov, 1929; Kurssanov, 1930; Hemberg, Larsson,
1961; Patil, Dimond, 1968; Агатова и др., 1963; Эмануэль, 1968).
Абсцизовая кислота эти процессы не затрагивает (Tillberg,
1970), но подавляет синтез ряда ферментов (Jacobsen, Varner, 1967;.
204
Overbeek et al., 1967), выступая как ингибитор, сходный по свойст-
вам с актиномицином Д.
Природные ингибиторы роста, накапливаясь в растительных
тканях, способны выступать, с одной стороны, как координаторы
ростового процесса, снижающие активность фитогормонов, а с
другой — как факторы покоя, подавляющие осенью процессы рас-
пускания почек и растяжения стеблей. Нами было показано (Кефе-
ли, Турецкая, 1965), что в период вхождения растения ивы в сос-
тояние покоя и во время накопления природных ингибиторов рост
почек происходит еще в достаточной степени активно, т. е. при-
родные ингибиторы не тормозят этого процесса. Дальнейшие иссле-
дования позволили установить, что природные ингибиторы в отли-
чие от синтетических (морфактин, ССС, ТИБК) способны наиболее
легко тормозить растяжение клеток, в то время как синтетические
ингибиторы тормозят главным образом процессы морфогенеза
(Schneider, 1969; Турецкая и др., 1969).
Ряд вопросов, касающихся механизма действия ингибиторов ро-
ста, остается до сих пор нерешенным. В частности, неясно, являет-
ся ли накопление природных ингибиторов в растительных тканях
фактором, предшествующим подавлению роста или его сопровож-
дающим. Эта проблема считается также нерешенной и для фито-
гормонов. Пока мы не располагаем прямыми методическими прие-
мами, позволяющими экспериментально расчленить синтез при-
родных ингибиторов и рост растений. Косвенные факторы указы-
вают лишь на то, что оба эти процесса тесно связаны. Однако харак-
тер этой связи нуждается в дальнейшем исследовании.
Отдельные формы ростовых процессов контролируются не толь-
ко изменением концентраций природных ингибиторов, ио также и
уровнем природных фитогормонов. Создается своего рода равно-
весие стимуляторов и ингибиторов, причем разные формы роста ре-
гулируются балансом соответствующих фитогормонов и ингибито-
ров (Кефели, 1970, 1971).
На основании этих представлений рост и покой растений можно
рассматривать как систему, контролируемую соотношением отдель-
ных групп стимуляторов и ингибиторов. Согласно данной схеме,
каждая из форм ростового процесса управляется специфическим
«уровнем» этих соединений, изменяющихся количественно. Группы
стимуляторов и ингибиторов сменяют друг друга, что обеспечивает
доминирование то одного, то другого фактора в регуляции разных
форм роста. Так, распускание почек или прорастание семян регу-
лируется соотношением фитогормонов (гиббереллины, ауксины)
и ингибиторов, причем фитогормоны доминируют, а ингибиторы на-
ходятся в минимуме. Заложение и рост корня регулируются глав-
ным образом соотношением ауксинов и ингибиторов, причем доми-
нируют в этом случае первые. Рост стебля контролируется другой
парой: гиббереллины — ингибиторы; здесь, как и во время преды-
дущего процесса, ингибиторы играют роль координирующих фак-
торов, уравновешивающих стимулирующее действие фито гор монов.
205
I
Без тормозящего действия ингибиторов рост стебля и корня мог бы
протекать «неорганизованно», как это наблюдается в темноте, у
этиолированных побегов или при поражении корней патогенами —
продуцентами ауксинов.
Другие формы роста — увеличение в размерах листьев, рост и
созревание семян также регулируются соотношением соответствую-
щих фитогормонов и ингибиторов. В период торможения роста со-
держание фитогормонов резко снижается, а активность природных
ингибиторов возрастает. Поэтому такие процессы, как опадение
листьев, вхождение семян и почек в состояние покоя, протекают
почти при полном отсутствии фитогормонов. Система фитогормон —
ингибитор, по-видимому, присуща и регуляторным механизмам,
контролирующим генеративное развитие. К этому мнению приходит
ряд исследователей (Чайлахян, 1967; Кочанков, Чайлахян, 1968;
Schwabe, 1972).
Взаимодействие фитогормонов с ингибиторами легко просле-
живается на модельных опытах при экзогенном введении этих ве-
ществ. Однако такого рода наблюдения не полностью отражают ис-
тинное состояние процессов, протекающих в интактном растении,
поскольку в клетках и тканях фитогормоны и ингибиторы могут
быть территориально разобщены.
Разобщение, или компартментация, в свое время отмечалась для
сахаров, катехинов и ферментов, их расщепляющих (Запрометов,
Курсанов, 1958; Курсанов и др., 1964). В этом случае экзогенно вво-
димые соединения попадают не в те метаболические центры, кото-
рые присущи целому растению, и подвергаются неестественно быст-
рым превращениям.
В связи с таким обстоятельством представляло особый интерес
выяснить, в какой части клетки концентрируются природные ин-
гибиторы. Было показано, что основная масса фенольных ингиби-
торов локализуется в клеточном соке (вакуоли + цитоплазма),
однако около 2% их содержится в хлоропластах, причем они обна-
руживаются там главным образом в весенний период. Осенью инги-
биторы в хлоропластах отсутствуют (Кефели, Турецкая, 1966).
Эти данные, а также исследования Запрометова и Колонковой
(1966, 1968) по биосинтезу фенолов в хлоропластах и недавние ре-
зультаты Монтье (Monties, 1969) ставят под сомнение вопрос об изо-
ляции природных ингибиторов в вакуолях, отделяющих их от ос-
новных метаболических центров в клетке. Исследования Бардин-
ской (1964), Запрометова (1964, 1968) и наши работы (Кефели, Ту-
рецкая, 1966; Сарапуу, Кефели, 1968) показывают, что фенольные
соединения, в частности природные ингибиторы роста, присутству-
ют в клеточных стенках, в митохондриях, хлоропластах и вакуолях
клетки.
Даже находясь в вакуоле и будучи пространственно отделенным
от ферментов, функционирующих в цитоплазме, природный инги-
битор, по-видимому, может при старении клеток выходить сквозь
вакуолярные мембраны и ингибировать ферменты цитоплазмы, а
207
также взаимодействовать с ферментами, поскольку известно, что
ряд ферментов способен проникать через тонопласт из цитоплазмы,
а значит — ингибитор может инактивировать их, смещая равнове-
сие до тех пор, пока практически весь фермент или группа ферментов
не окажется внутри вакуоли в неактивном состоянии. Некоторые
ингибиторы, например флоридзин, известны как факторы, резко
тормозящие активность пермеаз, изменяя их конфигурацию (Site,
1969).
Природные ингибиторы способны регулировать рост, не только
подавляя функции ферментов, но и тормозя синтез фито гормонов.
Характерно, что тормозящее действие фенольных ингибиторов, за-
медляющих синтез ауксинов, присуще системе высшего растения
(капуста, кукуруза, горох) и не распространяется на микроорга-
низмы, например на грибы рода Taphrina (Дракина, Кефели, 1967;
Kefeli, 1968; Kefeli, Kutacek, 1970).
Возможно, тормозящее действие природных ингибиторов сосу-
ществует в высшем растении наряду с механизмом самоингибиро-
вания, т. е. с таким механизмом, когда фитогормон подавляет свой
собственный синтез, затрагивая аллостерический центр одного из
ферментов, участвующих в образовании предшественника фитогор-
мона.
1. Самоингибирование
Предшественник П1-» Па--> Пз-->П1........ » Фитогормон
1 I
|Ингибирование [
2. Ингибирование с помощью природного ингибитора
Предшественник Пт-» П2--» Пз..>......Фитогормон
Ингибитор роста]
Не исключено, что один ингибитор способен выключить синтез
ряда фитогормонов. В этом случае его действие могло бы осущест-
вляться по принципу каскадной репрессии, являющейся усложнен-
ным вариантом схемы Жакоба и Моно, применимой преимущест-
венно для микробов (Уоддингтон, 1964).
IRi 01 х у
□ п-п-п
i----» депрессорноеД ] pf-JK. '
вещество 1 — -]-
(ингибитор) |
Белки
1
Ф1
Из О2 м N Ra
о о-о-п-п
l-’-Репрессорное— | РНК ; I-*
вещество 2 ~ Т
I
Белки
1
Фз
Ri и Ra — гены-регуляторы, 01 и
структурные гены ц истронов.
Os — гены-операторы, х, у, М и N —
Согласно этому принципу, если бы структурный ген, контроли-
руемый оператором первой системы, образовывал вещество, слу-
жащее репрессором для оператора второй системы, то тогда бы была
208
возможна каскадная репрессия. В качестве такого репрессора мог
бы выступать природный ингибитор, накапливающийся в цито-
плазме в осенний период. Именно в это время содержание природ-
ных ингибиторов резко возрастает, а функция фитогормонов ос-
лабляется. Растения осенью в период покоя часто вообще не реа-
гируют на обработку фитогормонами.
Рассматривая схему Уоддингтона в приложении к протекающим
весной морфогенетическим процессам (распускание почек, про-
растание семян, дифференцировка в культуре тканей), можно пред-
положить, что снятие каскадной репрессии будет сопровождаться
открыванием новых синтетических путей, первыми среди которых
будут биосинтезы фитогормонов. Эта своего рода каскадная индук-
ция биосинтезов, наблюдающаяся при активации ростовых процес-
сов, может быть вызвана экзогенным фактором, который Уоддинг-
тон назвал искусственным эвокатором.
Искусственный эвокатор может быть химическим агентом спе-
цифического (гербицид, яд) или даже неспецифического (эфир, спирт)
характера. Особенно часто подобного рода агенты применяются для
выведения из покоя почек многолетних растений. Экзогенный эво-
катор может выступать и в форме физического фактора: низкая или
высокая температура, свет (Amen, 1968). По-видимому, основной
функцией такого эвокатора является нарушение первичной репрес-
сорной связи, разрыв которой включает синтез ряда эндогенных
индукторов — фитогормонов.
—Pi— —01=^== Р2— Ог ---
I—.Репрессорное ! | | ! j j
вещество — i i i
(РВ) i1 । рв——1 ; j
Индуктор--
РНК i РНК
Ml II
I I i H
Синтетаза 1 Синтетаза
Ml II
Ml II
Гормон 1—1 Гормон 2-
Экзогенный или эндогенный индуктор снимает действие репрессора Pi, по-
давляющего функцию оператора (О), который управляет синтезом гормона 1.
Гормон 1 выполняет функции индуктора, снимает тормозящее действие реп-
рессора Рз и индуцирует синтез гормона 2, который в свою очередь, действуя
на репрессор Рз, индуцирует синтез гормона 3. Ферменты, синтезирующие гор-
моны, условно названы синтетазами.
Каждый из фитогормонов последовательно синтезируется фер-
ментом. Последний в схеме условно назван синтетазой. Каскадная
индукция синтеза фитогормонов может служить основой для объ-
яснения многочисленных фактов одновременного возникновения
нескольких фитогормонов в объектах, отличающихся активными
ростовыми процессами (прорастающие семена, активно растущий
209
стебель, распускающиеся почки, просыпающиеся глазки клубней
и т. д.). Согласно схеме каскадной индукции, синтез каждогс/фито-
гормона контролируется отдельным цистроном или, говоря в более
общей форме, генетическим блоком. Возникает вопрос: нельзя ли
предположить, что синтез гормонов управляется не несколькими,
а одним «гормональным» цистроном? Й тогда индуктор, или эвока-
тор, блокируя реп рессор ное вещество, сразу индуцирует биосин-
тез всех трех гормонов. Это предположение нам кажется малове-
роятным, поскольку в ростовых системах иногда присутствует
один фитогормоп, например ауксин, а другие фитогормоны отсу-
ствуют или находятся в минимуме, т. е. открывание репрессирован-
ных биосинтезов фитогормонов идет не всегда одновременно, а
значит, и скорее всего может координироваться не одной, а не-
сколькими группами сцепленных структурных генов (цистронов).
Несомненно, указанные системы каскадной репрессии и индук-
ции биосинтеза фитогормонов испытывают прямое воздействие
внешних климатических факторов, которые как бы стоят у начала
цепи регуляторных процессов.
Основным моментом, определяющим начало тормозящего дей-
ствия фенольных ингибиторов на рост растений, можно считать их
накопление в растительной клетке. Остановимся на этом вопросе
подробнее. Аккумуляция ингибиторов в осенних почках древесных
растений, как показали наши эксперименты (Кефели, Турецкая,
1965; Кефели, Коф, Книпл, Буханова, Ярвисте, 1969), связана с
резким замедлением процессов их распада. Осенние почки ивы
разрушают фенольный ингибитор изосалипурпозид в несколько
раз слабее, нежели весенние. Можно, с одной стороны, предполо-
жить, что накопившийся в больших количествах ингибитор подав-
ляет через механизм образования АТФ синтез ферментов, окисляю-
щих сам ингибитор, т. е. происходит как бы неспецифическое тор-
можение ферментативного разрушения ингибитора с помощью
самого же ингибитора. С другой стороны, фенольный ингибитор, дей-
ствуя по принципу отрицательной обратной связи, может затормо-
зить свой собственный синтез, в результате чего устанавливается
то равновесное состояние, которое характерно для торможения ро-
ста в осенний период. Фенольный ингибитор для осуществления
торможения через синтез АТФ должен предварительно аккуму-
лироваться в клетке в макроколичествах, в то время как абсцизо-
вая кислота действует в малых дозах на уровне синтеза РНК и та-
ким путем репрессирует активность всей ростовой системы.
В общем действие природных ингибиторов на активность фито-
гормонов и на ростовые процессы растений осуществляется на раз-
ных этапах: на уровне синтеза, функционирования и инактивации.
Природные ингибиторы можно рассматривать как продукты, рас-
положенные в ключевых точках биосинтетических путей, которые
часто оказываются конечными веществами метаболических цепей
и имеют относительно долгое время жизни в биосинтетической си-
стеме (относительно долгое по сравнению с нестабильными проме-
210
жуточными соединениями, часто встречающимися в метаболических
цепях). Именно такие соединения могут выступать в качестве реп-
рессоров ряда метаболических процессов (Гудвин, 1966).
Существование метаболических участков с разветвляющимися
биосинтетическими ветвями тем более вероятно, что у противопо-
ложно действующих факторов (фитогормонов и ингибиторов)
имеются общие метаболические предшественники. Для индольных
ауксинов и фенольных ингибиторов — шикимовая и хоризмовая
кислоты, а да я гиббереллинов и абсцизовой кислоты — мевалоно-
вая кислота и ее производные.
Индольные и фенольные соединения
Гиббереллины и абсцизовая кислота
Фосфоенолпировиноградная кислота
+
Эритрозо-4-фосфат
I
I
Дегидрохинная кислота
I
i
Дегидрошикимовая кислота
I
______________1
к
Шикимовая кислота
—_____________1 —i
Хоризмовая кислота
1
Антраниловая Префеновая
Ацетат
I
I
Ацетил-КоА
I
1
[В-окси-Р-метнлглутарил-КоА
I
Мевалоновая кислота
I
Изопентенилпирофосфат
I
Д имети ла л л и лп и рофосфат
кислота
1
Индолглицеро-
фосфат
•I
Индол
Триптофан
1
Индол ил-3-ук-
сусная кислота
(ИУК)
кислота
I
Фенилаланин
I
Коричная
кислота
л-Кумаровая
кислота
1
Гераниолфосфат
Каурен
I
I
Гиббереллины
шрлнс-Транс- [
фарнезилпиро- '
фосфат I
Виолоксантин
1
х^бсцизовая
кислота *------
С помощью таких метаболических вилок, от центров которых
расходятся пути образования фитогормонов и ингибиторов, можно
объяснить периоды стимуляции и торможения роста. Так, активный
синтез ауксинов и гиббереллинов (т. е. функция одной из ветвей
метаболических вилок) наблюдается в период усиления ростовых
процессов, замедление же этого синтеза происходит в период вхож-
дения растения в состояние покоя. Усиление образования феноль-
ных соединений, и в том числе фенольных ингибиторов, а также
абсцизовой кислоты (т. е. функция другой ветви метаболических
вилок), отмечается в период приостановки ростовых процессов и в
это время доминирует над процессами синтеза фито гор монов.
211
Регуляция смены активного синтеза фитогормонов и природных
ингибиторов могла бы осуществляться и на более поздних этапах
их биосинтеза. Например, фенольные ингибиторы роста способны
замедлить возникновение физиологически активных индолов из
триптофана. Наконец, активность фитогормонов может ограничи-
ваться природными ингибиторами уже после возникновения фито-
гормонов, так сказать, на этапе их функционирования.
Существование такого взаимодействия, очевидно, необходимо
для координирования ростовых процессов. Известно, что у этио-
лированных растений содержание ингибиторов практически нич-
тожно. В таком растении происходят в основном процессы растя-
жения осевых органов, а листья и боковые побеги недоразвиты.
Свет активирует синтез природных ингибиторов, и прежде всего
фенолов, т. е. осуществляет регуляцию функционирования «мета-
болических вилок». Образование этих соединений начинается в
связи с активацией функций хлоропластов.
Возникшие в зеленеющем растении природные ингибиторы,
по-видимому, влияют на уровень фитогормонов и задерживают рост
стебля тем сильнее, чем выше интенсивность света (Russel, Galston,
1969). При этом активируется рост листовых пластинок. Следо-
вательно, природные ингибиторы кроме факторов вхождения рас-
тения в покой могут быть факторами коррелятивной регуляции
эндогенного роста, балансирующими, уравновешивающими дей-
ствие гормонов, предотвращая их гиперфункцию, которая могла
бы выразиться в взрастании побегов, в возникновении наростов и
в прочих проявлениях неорганизованного роста. Такого рода на-
рушения в жизнедеятельности растения наблюдаются при проник-
новении в растение патогена, в частности некоторых микроорга-
низмов, которые способны синтезировать большое количество фито-
гормонов. Эти соединения почти не влияют на рост самих проду-
центов, не подвергаются заметному окислению или связыванию,
т. е. находятся в своего рода свободной форме, но, попадая в ткани
высшего растения, они нарушают нормальный ход ростовых про-
цессов и вызывают разнообразные формы патологических измене-
ний. Характерно, что если в отношении тканей высших растений не-
которые природные фенолы и абсцизовая кислота выступают как
ингибиторы, подавляющие синтез гормонов и их функцию, то в от-
ношении микроорганизмов эти соединения не проявляют заметного
угнетающего действия. Так, на примере Taphrina и Fusarium нами
было показано, что фенольные ингибиторы в достаточно высоких
дозах не тормозят синтез ауксинов и гиббереллинов.
Можно предположить, что у микроорганизмов аппарат гормо-
нальной регуляции не сформирован и что он окончательно офор-
мился только в организме высшего растения. Этот аппарат тесно
связан с другими метаболическими процессами. Так, лишь в плане
упрощения мы не указывали на те факты, что шикимовая кислота
является предшественником ряда аминокислот, ароматических ами-
нов и флавоноидных соединений, а мевалоновая кислота служит
212
предшественником каротиноидов, терпеноидов и других метабо-
литов
Безусловно, говоря о вилках метаболизма гормональных и ан-
тигормональных соединений, нельзя не учитывать тесной связи ре-
гуляторных соединений с классами аминокислот, белков, витами-
нов, пигментов. Так, например, в период активного роста расте-
ний идет быстрое превращение триптофана в индольные ауксины
и одновременно происходит его включение в полипептиды и белки,
в то время как осенью, при замедлении роста, этот путь тормозится
и усиливается образование безазотистых соединений—лигнина,
флавоноидов и фенольных ингибиторов. Гормональные соединения,
по-видимому, регулируют синтез этих продуктов, что в конечном-
счете ведет к изменению темпов ростового процесса.
Химизм гормональной регуляции остается пока совершенно не-
изученным. Однако факт существования такой системы мы наблю-
дали в процессе ризогенеза у черенков фасоли. ИУК, активирую-
щая процесс образования корней, исчезала из тканей черенка че-
рез сутки. Фенольные соединения стимулировали этот процесс..
Еще через сутки падала чувствительность к вводимым извне инги-
биторам синтеза нуклеиновых кислот и белка. Начинался актив-
ный процесс клеточного деления, завершавшийся формированием
корневого зачатка. После образования корневого зачатка чув-
ствительность черенка к метаболическим ингибиторам резко пада-
ла. Цепь описанных процессов демонстрирует роль ИУК в индукции
ризогенеза, ее пусковую функцию на начальных этапах процесса.
Участие природных ингибиторов в регуляции функций фито-
гормонов может быть представлено в виде следующей итоговой
схемы (см. стр. 214).
Взаимодействие природных ингибиторов с фитогормонами начи-
нается на этапе их биосинтеза и обусловлено наличием общего мета-
болического предшественника, от которого расходятся пути образо-
вания стимуляторов и ингибиторов. На этом этапе возможно как
самоингибирование синтеза этих соединений, так и тормозящее
влияние ингибиторов на синтез фитогормонов, которое в свое время
было отмечено Вэрингом для гиббереллинов и нами для аук-
синов (Wareing et al., 1967; Кефели и др., 1969а; Keleli, Kutacek,
1970).
На этапе биосинтеза существует приуроченность ингибитора
к соответствующему фитогормону, т. е. проявляется своего рода
специфичность взаимодействия, однако на следующем этапе —
функционирования «готовых» веществ — эта специфичность исче-
зает. Один ингибитор, например абсцизовая кислота, способен по-
давлять стимуляторную функцию всех известных фитогормонов.
Это обстоятельство объясняется тем, что природные ингибиторы
тормозят общие звенья метаболизма, без которых невозможно осу-
ществление ни одной из форм роста. На этапе функционирования
природные ингибиторы, по-видимому, способны не только взаимо-
действовать с фитогормонами, но и тормозить рост вообще, помимо
213
Предшественник

(Hi)
Пз
I
Пз
Связы-
вание
воздействия на фитогормоны. Это явление наблюдается в период
покоя, когда содержание стимуляторов практически ничтожно.
Смена регуляторных систем, в состав которых входят как фи-
тогормоны, так и ингибиторы, возможна благодаря способности
этих соединений инактивироваться. Инактивация природных ре-
гуляторов может носить как неспецифический характер, связанный
с реакциями гликозилирования, связывания с аминокислотами и
белками, так и протекать специфично, что наблюдается, например,
при окислении ИУК ауксиноксидазой или при образовании не-
активных комплексов типа ИУК — фенол.
Процессы инактивации могут приобретать необратимый харак-
тер, ведущий к деструкции природных регуляторов, к превращению
их в инертные и малоактивные продукты, но могут быть и обрати-
мыми (связывание с углеводами или белками).
Таким образом, современное представление о регуляции роста
базируется на функциях природных ингибиторов и на их способ-
ности взаимодействовать с фитогормонами. Это представление в
значительной мере сформулировалось на базе исследований 20—
30-х годов, рассматривавших рост как процесс, регулируемый раз-
личными концентрациями ауксинов (Холодный, 1928; Бойсен-Иен-
214
сен, 1938; Зёдинг, 1955). Затем оно развивалось в 40 и 50-х годах.
В это время было установлено, что ведущим звеном этой регуляции
роста является соотношение между активностью ауксинов и гиб-
береллинов, с одной стороны, и способностью фитогормонов разру-
шаться — с другой (Galston, Dalberg, 1954; Brian, Hemming,
1958; Purves, Hillmann, 1959). Позже было показано, что рост регу-
лируется соотношением трех гормонов — ауксинов, гиббереллинов
и цитокининов (Mothes, 1964, Thimann, 1965).
И, наконец, в 60-е годы сформулировалось представление о ре-
гуляторных функциях природных ингибиторов и их влиянии на
фитогормоны (Hemberg, 1954, 1961; Wareing et al., 1956, 1967;
Addicott et al., 1964; Кефели, 1965, 1970). В настоящее время счи-
тается, что природные ингибиторы выступают как «координаторы»
ростового процесса, балансирующие активность фитогормонов.
В торможении функций фитогормонов принимают участие не толь-
ко ингибиторы, но и целая система ограничивающих факторов, в
которую входят такие процессы, как связывание, разрушение, гли-
козилирование и другие способы инактивации фитогормонов.
Выводы
1. Природные ингибиторы роста — самостоятельный класс эн-
догенных регуляторов, способный тормозить разнообразные формы
ростовых процессов и подавлять функцию фито гормонов.
2. Природные ингибиторы, с одной стороны, регулируют нор-
мальное протекание ростового процесса, а с другой — выступают
в растении как факторы покоя, подавляющие осенью процессы рас-
пускания почек и растяжение стеблей.
3. Природные ингибиторы обнаружены в разных зонах клетки:
в хлоропластах и клеточных стенках, но преимущественным цент*
ром их локализации являются вакуоли.
4. Регуляция роста с помощью природных ингибиторов осуще-
ствляется не только благодаря инактивации этими соединениями
присутствующих в клетках фитогормонов, но также и за счет подав*
ления биосинтеза самих фитогормонов.
5. Основным фактором, определяющим начало тормозящего
действия природных ингибиторов на рост растений, является их на-
копление в растительной клетке.
6. Действие природных ингибиторов на функцию фитогормонов
и на ростовые процессы растений осуществляется на разных эта-
пах — на уровне синтеза, функционирования и инактивации.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Механизм регуляции любой реакции или процесса предполагает
наличие не только стимулирующих факторов, но и факторов тор-
можения (репрессии). Чем более комплексным будет исследуемое
явление или процесс, тем, очевидно, большим количеством акти-
ваторов и репрессоров оно будет обслуживаться. Приведенные сооб-
ражения о многообразии активаторов и тормозителей, обслуживаю-
щих какое-либо явление, вполне приложимы и к такому комплекс-
ному процессу, как рост.
Использование в экспериментах с ростовыми системами допол-
нительных доз экзогенно вводимых фитогормонов позволило пока-
зать, что природные ростовые вещества (гиббереллины и цитокини-
ны) способны затрагивать функции ДНК ядра и индуцировать
такие процессы, как синтез de novo ряда ферментов. Еще один гор-
мон — ауксин, также выступая в качестве активатора биосинтеза,
в отличие от двух предыдущих гормонов способен в основном акти-
вировать синтетические процессы на цитоплазматическом уровне,
контролируя функции РНК.
Регуляция синтезов в цитоплазме может протекать не только
через активирование или ограничение функций РНК, но и на уров-
не ферментов, участвующих в образовании конституционных ве-
ществ. Такого рода регуляция по принципу фид-бэк-эффекта (feed-
back-effect) обычно приводит к накоплению физиологически инги-
биторных продуктов (в том числе фенолов), которые подавляют
функции не только отдельных ферментов или ферментных систем,
осуществляющих синтезы этих продуктов, но и других ферментов и
даже ингибируют деятельность отдельных клеточных органелл. На-
копившиеся тормозящие продукты (природные ингибиторы) могут
подавлять как нормальный ростовой процесс, так и его активиро-
ванные формы. Последовательные этапы ростового процесса конт-
ролируются специфическими парами эндогенных регуляторов, один
из которых является активатором, а другой — тормозителем.
Класс природных тормозителей-ингибиторов роста чрезвычай-
но обширен и включает в себя не только терпеноидные соединения
^абсцизовую кислоту и ее аналоги), но также и ряд фенольных про-
изводных (некоторые фенол карбоновые кислоты, хал коны, флава-
ноны), кумарины и фурокумарины.
Основным свойством фенольных ингибиторов является их спо-
собность тормозить рост отрезков колеоптилей, подавлять прорас-
216
таниесемян, задерживать процессы ризогенеза. Некоторые феноль-
ные ингибиторы известны как активные разобщители фосфорили-
рования и дыхания, как тормозители фотофосфорилирования и ре-
гуляторы образования нуклеиновых кислот.
Следует отметить, что содержание природных ингибиторов рос-
та фенольной природы чрезвычайно подвержено внешнему воздей-
ствию, что может быть условно выражено следующей триадой:
внешние факторы природные ингибиторы -> рост.
Внутри растительного организма природные ингибиторы на-
ходятся в тесном взаимодействии с фитогормонами. Одним из пер-
вых этапов взаимодействия является взаимовлияние на уровне
их образования. Ранее нами было показано, что некоторые феноль-
ные ингибиторы роста способны тормозить биосинтез индольных
ауксинов. Недавно были получены первые данные и об обратных
эффектах: о способности фитогормонов регулировать образование
фенольных ингибиторов.
Внутриклеточная регуляция ингибиторов может протекать не
только на этапе их биосинтеза, но и способна осуществляться также
на хромосомном уровне. Так, хемомутанты гороха сорта Торс да г,
отличающиеся от исходной формы всего одним или двумя генами,,
способны давать растения карликового и полукарликового типа.
Чем ниже было растение, тем в начальный период вегетации в нем
накапливалось большее количество связанной га-кумаровой кис-
лоты— кверцетин-гликозил-кумарата (КГК). После цветения кар-
тина становится обратной — КГК накапливался в наибольшем коли-
честве у исходной формы (высокорослых растений) и меньше — у
карликовых форм. Характерно, что ни по каким другим признакам
(активность ауксинов, толщина стеблей, число междоузлий) ста-
бильных корреляций у мутантных форм гороха не наблюдалось.
Таким образом, сцепленными признаками оказались рост и со-
держание связанной формы n-кумаровой кислоты.
Можно предположить, что в данном случае эта связь идет по
пути: ДНК (ген) синтез ингибиторов рост. Несомненно, рост
растений — один из наиболее комплексных физиологических про-
цессов, осуществление которого затрагивает ряд метаболических
систем, участвующих в новообразовании клеточных структур. Ре-
гуляция основных звеньев обмена веществ в растении происходит
при помощи трех типов гормонов: ауксинов (вызывающих растяже-
ние клеток и стимулирующих рост корней), гиббереллинов (гормо-
нов стеблеобразования) и кининов (гормонов клеточного деления).
Каждый из названных гормонов имеет и другие специфические осо-
бенности действия, однако упомянутые признаки наиболее харак-
терны.
Сложная цепь реакций обмена веществ сопрягает гормональные
продукты с трофическими и плотно объединяет эти две группы сое-
динений в единую систему ростового метаболизма. Последние де-
сять лет экспериментальных поисков позволили установить пря-
мое действие гормонов типа ауксинов, наиболее типичным предста-
217
вителем которых является индолил-3-уксусная кислота (ИУК).
на образование нуклеиновых кислот и белков. Для гормонов кине-
тина и гиббереллина также найдены некоторые характерные участ-
ки обмена веществ, которые ими затрагиваются в первую очередь.
Однако ни для одного из гормонов до сих пор не обнаружен первич-
ный акцептор — посредник между гормоном и обменом веществ.
Поиски первичных гормональных акцепторов являются важной, но
не единственной проблемой физиологии роста. До сих пор еще со-
вершенно недостаточно изучена роль негормональных факторов в
регуляции роста. К числу таких негормональных факторов, по-
видимому, следует отнести фенольные соединения. Не будучи гор-
монами, эти соединения, однако, способны активно влиять на рост,
воздействуя на ауксиновый обмен.
Таким образом, природные ингибиторы встроены в разных уча-
стках цепи процессов, регулирующих рост. Функции одних звеньев
этой цепи известны в большей, других — в меньшей степени. Без-
условно, свойства и регуляторная активность природных ингиби-
торов станут яснее, если будет установлен первичный механизм
функционирования фитогормонов. Уяснение роли этого важного
звена в системе, регулирующей рост растений, позволит лучше по-
нять и особенности действия природных ингибиторов.
Дальнейшая работа над выяснением свойств природных ингиби-
торов могла бы быть связана с изучением их локализации на мемб-
ранах клетки. В настоящее время появились первые данные о свя-
зывании ИУК и продуктов ее разрушения с липидными продуктами
(Weigl, 1969) и белками (Mast, 1970). Распределение природных ин-
гибиторов и фитогормонов между водными и липидными фазами
клетки во многом объяснит их роль в регуляции роста.
В расшифровке механизма действия природных ингибиторов
большое значение будет иметь выяснение вопросов проникновения
этих соединений через вакуолярные, хлоропластовые и митохондри-
альные мембраны. Эти данные позволят установить, при каких об-
стоятельствах «встречаются» в клетке ферменты и природные инги-
биторы, как происходит процесс блокировки основных метаболичес-
ких звеньев.
Пока еще остается совершенно не ясным аспект генетической
регуляции синтеза фитогормонов и ингибиторов. Данный вопрос
трудно решить в отрыве от самого процесса роста. Перспективны-
ми исследованиями в этом плане могли бы быть работы с сортами
высокорослых и низкорослых растений, геном которых различается
по одному гену. Такие генетические мутанты производят обычно
иное, отличное от нормальных количество фитогормонов и природ-
ных ингибиторов.
Создание растений с направленно измененным гормональным и
антигормональным аппаратом позволит установить более тесную
зависимость между стимуляторами, ингибиторами и ростом расте-
ний, сделает возможным искусственную регуляцию этого соотно-
шения в нужную для экспериментатора сторону.
218
Наконец, расшифровав механизм действия и структуру основ-
ных ингибиторов роста, можно попытаться создать искусственные
аналоги ингибиторов, отличающиеся от известных в настоящее вре-
мя синтетических ядовитых продуктов и гербицидов мягким харак-
тером действия, быстрым и специфическим внедрением в цепь про-
цессов, обслуживающих рост растений и способных легко инакти-
вироваться без резкого токсического последействия. Как и всякая
новая проблема, вопрос о механизме действия природных ингиби-
торов роста нуждается во всестороннем детальном исследовании.
При этом следует иметь в виду, что одну из групп вопросов можно
решить на уровне целого растения, а другие проблемы нуждаются
в использовании более упрощенных и частных систем.
Для удобства переход от одной системы к другой и степень слож-
ности каждой системы могут быть выражены в виде следующей
схемы.
Уровень Взаимодействующие компоненты Исследуемые вопросы
Целое растение Все органы, ткани, клетки, органеллы Динамика природных регуляторов и действие внешних факторов на эти процессы
Часть растения Часть органов, тка- ни, клетки, органел- лы Регенерационные процессы, вопросы корреляций, эффекты заместительной терапии
Изолированный Ткани, клетки, ор- Процессы взаимодействия тканей, ме- ханизмы регенерации, биосинтезы фи- тогормонов и ингибиторов в изолиро- ванных органах
орган ганеллы
Изолированные ткани Клетки, органеллы Процессы взаимодействия тканей, ме- ханизмы клеточного роста, индукци- онные эффекты фитогормонов и реп- рессорные функции ингибиторов
Изолированные клетки > Органеллы Механизмы взаимодействия органелл, компартментация природных регуля- торов, реституция организма из клет- ки , действие гормонов и ингибиторов на клеточном уровне
Эта схема могла бы быть продолжена: на уровне клеточных орга-
нелл, т. е. на субклеточном уровне, можно было бы решать ряд
принципиально важных вопросов, касающихся первичных механиз-
мов действия эндогенных регуляторов. Следующий уровень мемб-
раны и их взаимодействие с фитогормонами выдвинули бы перед ис-
следователем новые задачи и потребовали бы новых методических
подходов. Однако, излагая вышеприведенную схему, мы преследо-
вали лишь одну цель — показать, что каждый уровень исследований
имеет свой круг вопросов и свои методические принципы. Поэтому,
работая с целым растением, нельзя например, выяснить вопросы ин-
дукторных функций фитогормонов, подобно тому как, работая с
изолированными клетками, нельзя серьезно изучать вопросы тран-
спорта гормонов на далекие расстояния или эффекты заместитель-
ной терапии. Иными словами, каждому уровню исследования соот-
219
ветствуют определенные методические вопросы и определенные
звенья проблемы, которые на других уровнях решены быть не мо-
гут.
Итак, нормальную регуляцию роста растения можно рассмат-
ривать как баланс между фитогормонами и их антагонистами, от-
носительное содержание которых в тканях строго скоординировано.
Гормоны, регулирующие ростовые процессы у растения, являются
надклеточными механизмами регуляции. Образуясь в одном из
участков растительного организма, они транспортируются по рас-
тению и функционируют в другом его участке. Комплекс эндогенных
ингибиторов регулирует биосинтез и уровень эндогенных фитогор-
монов на каждом этапе их существования, начиная с момента их
синтеза и вплоть до точки их использования.
Дальнейшее изучение механизмов действия природных регуля-
торов может осуществляться наиболее плодотворно при использо-
вании комплексного подхода к проблеме, включая выяснение основ-
ных вопросов на клеточном, тканевом, органном уровнях и на уров-
не целого растения.
ЛИТЕРАТУРА
Агатова А. И., Вартанян Л. С., Эмануэль Н. М. 1963. Механизм взаимодейст-
вия свободных радикалов, образующихся из ингибиторов радикальных про-
цессов с SH-группами белков.— Докл. АН СССР, 150, 547.
Агнистикова В. Н. 1966. Определение гибберелловой кислоты по ростовой реак-
ции проростков. М., «Наука», стр. 93.
Альберт Э. 1953. Избирательная токсичность. М., ИЛ, 1953.
Артеменко Е. Н., Чкаников Д. И., Макеев А. М., Костина В. И. 1970. Определе-
ние содержания ^-индолилуксусной кислоты в растениях.— С.-х. биол., 5,
117.
Бардинская М. С. 1964. Растительные клеточные стенки и их образование. М.,
«Наука».
Бардинская М. С., Прусакова Л. Д., Шуберт Т. А. 1962. О регуляторах роста по-
лифенольной природы. — Докл. АН СССР, 142, 222.
Бардинская М. С., Шуберт Т. А. 1962. О фенольных соединениях злаков.— Био-
химия, 27, 58.
Берзин Т. 1964. Биохимия гормонов. М., «Мир».
Бойсен-Иенсен Б. 1938. Ростовые гормоны растений. Наркомздрав СССР. М.— Л.,
Биомедгиз.
Бойчук О. Б. 1959. Влияние уровня азотного питания на содержание ростовых
веществ в органах томата.— В сб. «Ростовые вещества и их роль в процессах
роста и развития растений». Л., Изд-во АН СССР, стр. 76.
Бокарев К. С., Кефели В. И., Капелюшникова Л. М. 1966. Химические и физио-
логические свойства природных ингибиторов ивы Salix rubra — Физиол.
раст., 13, 274.
Боннер Д. 1963. Образование ферментов и генетический код.— Биохомия, 28,
186.
Боннер Д, 1968. Изопреноиды, гл. 26.— В кн. «Биохимия растений». М., «Мир».
Бояркин А. Н. 1947. Новый метод количественного определения активности
ростовых веществ.— Докл. АН СССР, 57, 197.
Бояркин А. И. 1948. Некоторые усовершенствования метода количественного оп-
ределения активности ростовых веществ. —Докл. АН СССР, 59, 1651.
Бояркин А. Н. 1968. Метод количественного определения активности ростовых ве-
ществ. М., «Наука», стр. 13.
Бояркин А. НДмитриева М. И. 1966. Биологическая проба на гиббереллины.—
В сб. «Методы определения регуляторов роста и гербицидов». М., «Наука»,
стр. 99.
Бутенко Р. Г. 1964. Культура изолированных тканей и физиология морфогенеза
растений. М., «Наука».
Бутенко Р. Г., Володарский А. Д. 1967. Специфика антигенов в цикле клеточных
превращений в культуре тканей табака. — Физиол. раст., 14, 965.
Бюннинг Э. 1961. Ритмы физиологических процессов. М., ИЛ.
Вайль Ю. А., Воскресенская Н. П. 1965. Действие света на биосинтез триптофана в
зеленых проростках ячменя.— Физиол. раст., 12, 990.
Варга М. (Varga М.) 1960. Торможение прорастания клубней во время складирова-
ния салициловой кислотой — Acta Agronomica, X, 237.
Васильева Н. 17. 1970. Сравнительная характеристика роста и некоторых эндо-
генных регуляторов роста тополя душистого.— физиол. раст. 17, 1209.
221
Верховцева М. И. 1967. Синтез L-триптофана из антраниловой кислоты, индола и
его производных при помощи микроорганизмов. Автореф. канд. дисс. М.
Верховцева М. И., Рубан Е. Л., Суворов Н. И. 1967. Биосинтез L-триптофана из
индола и его производных у дрожжей и Е. coll.— Изв. АН СССР, серия биол.,
№ 3, 374.
Гамбург К- 3. 1964. Физиология действия гиббереллина на вегетативный рост
растений.-— В сб. «Регуляторы роста и рост растений». М., «Наука», стр. 3.
Гейсман Т. 1960. Антоцианы, халконы, ауроны, флавоны и родственные им водо-
растворимые растительные пигменты.— В кн. «Биохимические методы анали-
за растений». М., ИЛ.
Генкель П- А., Окнина Е. 3. 1954. Состояние покоя и морозоустойчивость плодо-
вых растений. М., «Наука».
Генкель И. А., Окнина Е.З. 1964. Значения состояния покоя для роста и мо-
розоустойчивости растений.— Ученые записки Тартуского университета,
вып. 185, 5.
Григорьева Н. %., Кучеров В. Ф., Лежникова В. Н., Чайлахян М. X. 1969. Гиб-
береллины и родственные им вещества. IV. Гиббереллины и гиббереллинопо-
добные вещества из листьев Nicotiana tabacum. — Химия природных соедине-
ний, 1, 296.
Гудвин Б. 1966. Временная организация клетки. Динамическая теория внутри-
клеточных процессов. М., «Мир».
Джинкс Д. 1966. Нехромосомная наследственность. М., «Мир».
Дракина Т. И., Кефели В. И. 1967. К проблеме иммунитета. Взаимодействие ин-
долилуксусной кислоты и фенольных соединений при индуцировании патоло-
гического роста Taphrina.—Ж- общ. биол., XXVIII, 93.
Драницына Ю., Денисов Г. 1965. Динамика накопления кумариновых соедине-
ний и эфирных масел в плодах Archangelica decurens.— Химия природных сое-
динений, серия 5, вып. 12, 44.
Епифанова О. И. 1965. Гормоны и размножение клеток. М., «Наука».
Запрометов М. Н. 1963. Биосинтез катехинов в побегах чайного растения.—
Физиол. раст., 10, 73.
Запрометов М. Н. 1964. Биохимия катехинов. М., «Наука».
Запрометов М. Н. 1968. Достижения и перспективы биохимии фенольных сое-
динений.—В сб. «Фенольные соединения и их биологические функции». М.,
«Наука», стр. 109.
Запрометов М. И., Бухлаева В. Д. 1963. Галловая кислота и биосинтез катехи-
нов. — Биохимия, 28, 862.
Запрометов М. Н., Колонкова С. В. 1966. О синтезе фенольных соединений в хло-
ропластах.— Тезисы симпозиума по фенольным соединениям. М., «Наука», 32
Запрометов М. Н., Колонкова С. В. 1966. Хлоропласты как место синтеза водо-
растворимых фенольных соединений в растительной клетке. — В сб. «Феноль-
ные соединения и их биологические функции». М., «Наука», стр. 175.
Запрометов М. Н., Курганов А. Л. 1958. Изучение образования катехинов и их
превращения в листьях чая с помощью СОг.— Физиол. раст., 5, 310.
Зединг Г- 1955. Ростовые вещества растений. М., ИЛ.
Иванов В. Б. 1964. Гистохимическое изучение белка в кончике корня кукурузы.
Автореф. канд. дис. М.
ИвановВ. Б. 1966. О специфическом и неспецифическом действии хлорамфенико-
ла на рост корня.— Ж. общ. биол., 3, 229.
Кадыров Ч. Ш. 1970. Гербициды и фунгициды как антиметаболиты и ингибиторы
ферментных систем. Ташкент, «Фан».
Калинин Ф. Л., Мержинский Ю. Г. 1965. Регуляторы роста растений.
Биохимия действия и применение. Киев, «Наукова думка».
Кафиани К. 1964. Регуляция неметаболитами ферментного аппарата клетки.—
В кн. «Ферменты». М., «Наука».
Кефели В. И. 1965. Природные ростовые вещества листьев и почек ивы.— Докл.
АН СССР, 162, 462.
Кефели В. И. 1970. Рост растений в свете современных представлений о внутри-
клеточной регуляции.— Усп. совр. биол., 69, 446.
222
Кефели В. И. 1971. Взаимодействие фитогормонов и природных ингибиторов при
росте растений.— Физиол. раст., 18, 614.
Кефели В. И., Кадыров Ч. Ш., Турецкая Р. X., Яковлева Л. В., Лившиц Н. Д.
1970. Физиологическая активность абсцизовой кислоты и промежуточных про-
дуктов.— Физиол. раст., 17, 1047.
Кефели В. И., Комизерко Е. И., Кутачек М. 1969а. Образование ауксинов в куль-
туре тканей капусты.— Тезисы конференции по регуляции роста. Вильнюс,
Минтис.
Кефели В. И., Коф Э. М., Книпл Я., Буханова Л. В., Дрвисте К. Л. 19696. Пре-
вращение изосалипурпозида и флоридзина при контакте с различными расти-
тельными тканями.— Биохимия, 34, 89.
Кефели В. И..Ложникова В. И., ХлопенковаЛ. П., Коф Э. М., Сидорова К- К., Хво-
стова В. В., Турецкая Р. X., Чайлахян Л1. X. 1973. Активность фитогормонов
и природных ингибиторов в мутантах гороха, различающихся по высоте стеб-
лей.— Изв. АН СССР, серия биол. 5, 681.
Кефели В. И., Турецкая Р. X. 1963. К методу определения свободных ауксинов
и ингибиторов в тканях древесных растений.— Физиол. раст., 10, 493.
Кефели В. И., Турецкая Р. X. 1965. Участие фенольных соединений в ингибиро-
вании активности ауксинов и в подавлении роста побегов ивы.— Физиол.
раст., 12, 638.
Кефели В. И., Турецкая Р. X- 1966а. Метод определения свободных ауксинов и
ингибиторов в растительном материале.— В сб. «Методы определения регуля-
торов роста и гербицидов». М., «Наука», стр. 20.
Кефели В. И., Турецкая Р. X. 19666. Локализация природных фенольных ингиби-
торов в клетках листьев ивы.— Докл. АН СССР, 170, 472.
Кефели В. И., Турецкая Р. X. 1967. Сравнительное действие природных ингиби-
торов роста, наркотиков и антибиотиков на рост растений.— физиол. раст.,
14, 796.
Кефели В. И., Турецкая Р. X. 1968. Особенности исследования природных аукси-
нов и ингибиторов роста растений.— Физиол. раст., 15, 569.
Кефели В. И., Турецкая Р. X., КофЭ. М. 1970а. Возможности и ограничения мето-
да определения природных ауксинов и ингибиторов.— Физиол. раст., 17, 627.
Кефели В. И., Турецкая Р. X., Коф Э. М., Буханова ,7. В. 19706. Этапы корнеоб-
разования у черенков фесоли.— Онтогенез, 1, 325.
Кефели В. И., Турецкая Р. А., Кутачек МВацкова К. 1969а. Действие природ-
ных финольных соединений и метаболических ингибиторов на биосинтез индо-
лов в этиолированных тканях высших растений.— В сб. «Биохимия иммуни-
тета и покоя растений». М., «Наука», 193.
Кефели В. И., Турецкая Р. X., Пустовойтова Т. И., Саидова С. А. 19696. Дейст-
вие абсцизовой и пара-кумаровой кислот на прорастание семян.— Докл.
АН СССР, 186, 1437.
Кефели В. И., Турецкая Р. X., Сарапуу Л. П. 1964. Идентификация физиологичес-
ки активных индольных соединений, регулирующих рост растения.— Физиол.
раст., 11, 853.
Кефели В. И., Турецкая Р. X., Смирнов А. М-, Захарова А. А., Коф Э. М-, Кузов-
кина И. Н. 1972. Чувствительность некоторых изолированных органов к
ингибиторам метаболизма.— Изв. АН СССР, серия биол., 182.
КофЭ. М. 1970. Действие метаболических ингибиторов на процессы образования
хлорофилла и флавоноидных ингибиторов роста при зеленении растений.—
Докл. АН СССР, 192, 676.
Кочанков В. Г., Чайлахян М. X. 1968. Влияние ретарданта ССС, морфактина и
абсцизина на эндогенный, индуцированный рост проростков гороха,— Докл.
АН СССР, 183, 1452.
Крамер П., Козловский Т. 1963. Физиология древесных растений, М-, Гослесбум-
издат.
Красносельская Т. А., Рихтер А. А. 1942, Транспорт фактора, нарушающего по-
кой почек,вдоль веток древесных растений.— Докл. АН СССР, 35, 184.
Кренке Н. П- 1950. Регенерация растений. М.— Л., Изд-во АН СССР.
Кретович В. Л., Поляновский О. Л. 1959. Синтез триптофана из индолилпирови-
ноградной кислоты в растениях.— Биохимия, 24, 995.
223
Кулаева О. Н. 1966. Определение кининовой активности веществ с помощью био-
тестов.— В сб. «Методы определения регуляторов роста и гербицидов». М.,
«Наука», стр. 120.
Кулаева О. Н. 1967. Цитокинины и их физиологическое действие,— Усп. совр.
биол., 63, 28.
Кулаева О. И., Девятко О. И. 1969. Задержка пожелтения листьев ячменя на
растении с помощью фитогормонов.— Физиол. раст., 16, 288.
Курсанов А. Л. 1944. Превращение дубильных веществ у ив в период весеннего
роста.— Биохимия, 9, 322.
Курсанов А. Л., Кулаева О. И., Микулович Т. П. 1969. Взаимодействие фитогормо-
нов в их влиянии на рост изолированных семядолей тыквы.— Физиол. раст.,
16, 680.
Курсанов А. Л., Туркина М. В., Соколова С- В. 1964. Превращение сахаров при
их проникновении в клетки растений,— Физиол. раст., 14, 569.
Кучеров В. Ф., Гурвич И. А., Симолин А. В., Мильштейн И. М. 1966. Хромато-
графический анализ и препаративное разделение смесей гиббереллинов.—
В сб. «Методы определения регуляторов роста и гербицидов». М., «Науках,
стр. 116. |
Леонова Л. А., Таманец Л. В., ГамбуреК-3. 1970. Влияние ауксина на’содержание
полифенолов в каллюсной ткани табака при выращивании в суспендиальной
культуре,— Физиол. раст., 17, 731.
Леонова Л. А Полевой В. В. 1965. Влияние ингибиторов белкового и нуклеино-
вого обмена на рост и дыхание отрезков колеоптилей кукурузы, индуцирован-
ные ауксином.— В сб. «Рост растений и нуклеиновый обмен». М., «Наука»,
стр. 189.
Леонова Н. Т. 1968. Ускоренные способы размножения клоновых подвоев ябло-
ни в средней полосе. Канд. дисс. М.
Леопольд А. 1968. Рост и развитие растений. М., «Мир».
Лежникова В. Н., Хлопенкова Л. П., Чайлахян М. X. 1967. Метод определения
природных гиббереллинов в растительных тканях.— Агрохимия, 10, 132.
Лукина Г. А. 1970. Действие фенола на фотосинтез и дыхание хлореллы.— В сб.
«Вопросы водной токсикологии». М., «Наука», стр. 183.
Максимов И. А. 1941. Активаторы роста растений.— Вест. АН СССР, 11-12, 59.
Мельников Н. Н., Баскаков Ю. А. 1962. Химия гербицидов и регуляторов роста
растений. М., ГОСХИМИЗДАТ,
Меркис А . И., Путримас .4 . Д.^Марчюкайтис А. С. 1971. Связывание индолил-
уксусной кислоты с ДНК и'РНК у растений и его коррелятивное отноше-
ние к росту.— физиол. раст., 18, 78.
Метлицкий Л. В., Кораблева Н. П. 1965. Биохимия покоя запасающих органов
растений. М., «Наука».
Мийдла X. И. 1968.0 содержании и динамике ароматических альдегидов Се— С,—
ряда в древесине яблони.— Физиол. раст., 15, 1077.
Минаева В. Г., Волхонская Т. А., Валуцкая А. Г. 1968. Изучение флавоноидов
рода Bupleum L. в связи с их физиологической ролью в растении.— В сб. «Фе-
нольные соединения и их биологические функции». М., «Наука», стр. 180.
Морозова Э. В. 1970. Изучение фенольных соединений картофеля и их регулятор-
ной роли в явлениях покоя и устойчивости к Phytophtora infestans. Канд,
дисс. М.
Муромцев Г. С., АенистиковаВ. И., Лекарева Г. А., КучеровВ.Ф., СеребряковЭ. П.
1966. Анализ состава гиббереллинов в природных объектах.— В сб. «Методы
определения регуляторов роста и гербицидов». М., «Наука», стр. 109.
Муромцев Г-С., Аенистикова В. Н.,ЛуповаЛ. М„ Дубовая Л. П., Лекарева Г. А.
1964. Гиббереллиноподобные вещества в папоротниках и мхах,—Изв.
АН СССР, серия биол., № 5, 727.
Муромцев Г. С., Пеньков Л. А. 1962. Гиббереллины. М., Изд-во сельскохозяй-
ственной литературы, журналов и плакатов.
Муромцев Г. С., Русанова Н. В. 1966. Биологический метод определения концент-
рации гиббереллинов.— В сб. «Методы определения регуляторов роста и
гербицидов»., М., «Наука», стр. 89.
Нейфах А. А. 1965. Ген' и признак.—В сб. «Общая генетика». М., «Наука».
224
НейшА. С. 1968. Основные пути биосинтеза фенолов,— В кн. «Биохимия феноль-
ных соединений. М., «Мир», стр. 234.
Николаева М. Г. 1967. Физиология глубокого покоя семян. М.— Л., «Наука»,
Николаева М. Г., Далецкая Т. В., Полякова Е. НЦарькова В. А. 1969. Участие
гормонов в регулировании глубокого покоя семян.— Тезисы II Всесоюзного
биохимического съезда. Ташкент, стр. 14.
Николаева М. Г., Царькова В. А., Полякова Е. Н. 1968. Обнаружение раститель-
ного гормона дормина в покоящихся семенах.— Бот. ж., 53, 975.
Обручева Н. В. 1969. Связь ростовых процессов в корне кукурузы с началом про-
цесса одревеснения.— Докл. АН СССР, 185, 1178.
Овчаров К. Е. 1969. Физиологические основы всхожести семян. М., «Наука».
Озерецковская 0. Л., Метлицкий Л. В., Чаленко Г. И. 1966. Роль энергетического
обмена в реакции сверхчувствительности.— Труды ВИЗР. М., «Колос», 26,
103.
Острейко С. А. 1969а. О потере некоторых физиологически активных веществ
при очистке экстракта толуолом.— Тезисы докл. II Всесоюзного биохимичес-
кого съезда. Ташкент, стр. 77.
Острейко С. А. 19696. Об ингибиторах роста у плодовых растений.— Докл.
ВАСХНИЛ, 3, 16.
Острейко С. А . 1971. Физиологически активные соединения и покой плодовых расте-
ний. Сборник научных работ. Научно-иссл. зональный институт садоводства
нечерноземной полосы, 3, 278.
Парибок В. Л., 1961. Наркотики и клеточный наркоз в химиотерапии. М.— Л.,
Изд-во АН СССР.
Перк А. Я., Сарапуу Л.П., Мийдла X. И. 1964. О биохимических изменениях в
побегах плодовых деревьев.— Тезисы докл. I Всесоюзного биохимического
съезда. Л., стр. 3.
Плотникова И. В., РунковаЛ. В., Уголик Н. А. 1967а. Действие полифенолов на
индуцированный ИУК рост отрезков колеоптилей пшеницы.— Бюлл.
Гл. бот. сада, вып. 68, 57.
Плотникова И. В., Рункова Л. В., Уголик Н. А. 19676. Влияние полифенолов на
рост колеоптилей ППГ-1.— Бюлл. Гл. бот. сада, вып. 64, 71.
Полевой В. В. 1959. О химических методах определения ауксинов группы (5-
ИУК.— В сб.«Ростовые вещества и их роль в процессах роста и развития рас-
тений». Л., Всес. бот. об-во, 97.
Полевой В. В. 1969. Физиология и биохимия действия ауксина и гиббереллина-
Автореф. докт. дисс. Л.
Протасова Н. Н., Кефели В. И., Коф. Э. М. 1969. Фотосинтетическая активность,
рост и уровень природных регуляторов у растений на свету различной интен-
сивности.— Тезисы Междунар. симпозиума «Продуктивность фотосинтети-
ческих систем», 72.
ПротасоваН. Н., Кефели В. И., Коф Э. М .,Частухина Е. А.1972. Фотосинтетичес-
кая активность, рост и уровень природных регуляторов у растений на свету
различной интенсивности. — В кн. «Продуктивность фотосинтетических си-
стем». М., «Наука».
Процко Р. Ф. 1971. Про спешф!чность складу фенольных 1нгб!тор1в росту.—
Укр. бот. ж., 28, 659.
Ракитин Ю. В. 1948. Ростовые вещества как средство повышения продуктивно-
сти помидоров. М., «Правда».
Ракитин Ю. В. 1955. Ускорение созревания плодов. М., Изд-во АН СССР.
Ракитин Ю. В. 1963. Биологически активные вещества как средства управления
жизненными процессами растений.— В кн. «Научные основы защиты урожа».
М., Изд-во АН СССР, стр. 7.
Ракитин Ю. В ., Рудник В. Е. 1966. Первичная биологическая оценка химических
соединений в качестве регуляторов роста растений и гербицидов.— В сб. «Ме-
тоды определения регуляторов роста и гербицидов». М., «Наука», стр. 182.
РомановаЛ. В., Иванова О. А. 1970. Определение гиббереллиноподобных веществ
в растениях колориметрическим и биологическим методами.— Бюлл. ВИР,
вып. 15, 59.
8 в. И. Кефели 225
Рубин Б. Л., Арциховская Е. В. 1968. Биохимия и физиология иммунитета расте-
ний. М., «Высшая школа».
Рэкер Э. 1967. Биоэнергетические механизмы. М., «Мир».
СабининД. А. 1957. О ритмичности строениям роста растений.— Бот. ж., 42, 991.
Сабинин Д. А. 1963. Физиология развития растений. М., Изд-во АН СССР.
Сарапуу Л. П. 1964. Флоридзин в качестве p-ингибитора и сезонная динамика
продуктов его метаболизма в побегах яблони.— Физиол. раст., 11, 607.
Сарапуу Л. П. 1965. Физиологическое действие флоридзина как 0-ингибитора
при росте и покое у яблони.— Физиол. раст., 12, 134.
Сарапуу Л. П. 1970. Физиология и биохимия флоридзина. Докт. дисс. Тарту.
Сарапуу Л. П., Кефели В. И. 1968. Фенольные соединения и рост растений.—
Веб. «Фенольные соединения и их биологические функции». М., «Наука»,
стр, 129.
Салькова Е. Г., Платонова Т. 1968. Фенольные вещества плодов и их влияние на
ферментативный аппарат возбудителей плодовых гнилей.— В сб. «Феноль-
ные соединения и их биологические функции. М., «Наука», стр. 275.
Саркисова М. М. 1971. Образование и изменение эндогенных регуляторов роста
в побегах плодовых культур в годичном цикле развития.— Физиол. раст., 18,
796.
Семин В., Мадис В. 1964. О периоде покоя у растения.— Физиол. раст., 11, 287.
Синнот Э. М. 1963. Морфогенез. М., ИЛ.
Смирнов А. М. 1970. Рост и метаболизм изолированных корней в стерильной
культуре. М., «Наука».
Стом Д. И. 1969. Хиноны как возможная активная форма полифенольных инги-
биторов роста.—Докл. АН СССР, 186, 714.
Стом Д. И. 1970. Продукты окисления фенолов как ингибиторы роста растений.
Канд. дисс. Иркутск.
Строгонов Б. П., Комизерко Е. И., Бутенко Р. Г. 1968. Введение в изолирован-
ную культуру тканей солероса, сорго, донника и капусты как объектов для
сравнительного изучения их солеустойчивости— Физиол. раст., 15, 203.
Сухоруков К: Т., Клинг Е. Г., Овчаров К. Е. 1938. Действие Phytophtora infe-
tans de Вагу на ферменты пораженного растения.— Докл. АН СССР, 18, 597.
Тимирязев К. А. 1949. Жизнь растения. Избр. соч., т. III. Сельхозгиз.
Туманов И. И., Кузина Г. В., Карникова Л. Д. 1970. Влияние гиббереллинов на
период покоя и морозостойкость растений.— Физиол. раст., 17, 885.
Турецкая Р. X. 1944. Влияние ростовых веществ на корнеобразование в связи с
возрастным н физиологическим состоянием черенков. Канд. дисс. М.
Турецкая Р. X. 1947. Метод определения физиологической активности ростовых
веществ на корнеобразование.— Докл. АН СССР, 57, 295.
Турецкая''/3. X. 1961. Физиология корнеобразования у черенков и стимуляторы
роста. М., Изд-во АН СССР.
Турецкая Р. X. 1966. Метод определения активности веществ, стимулирующих
корнеобразование. В сб. «Методы определения регуляторов роста и гербици-
дов». М., «Наука», стр. 15.
Турецкая Р. X., Кефели В. И. 1963. О некоторых свойствах природных ингибито-
ров роста растений.— Физиол. раст., 10, 98.
Турецкая Р. X., Кефели В. И., Коф Э. М. 1966а. Активность ауксинов и ингиби-
торов в укореняющихся черенках фасоли и ивы. Тр. по физиол. и биохим.
растений Тартуского гос. ун-та, 135, 75.
Турецкая Р. X., Кефели В. И., Коф Э. М. 19666. Роль природных регуляторов
роста в органообразовании у черенков вишни и винограда.— Физиол. раст.,
13, 29.
Турецкая Р. X., Кефели В. И., Коф Э. М. 1968. Действие метаболических инги-
биторов на системы, участвующие в росте растягивающихся клеток и в кор-
необразовании,— Физиол. раст., 15, 958.
Турецкая Р.Х., Кефели В. И., Саидова С. А. 1969. Действие природных и синте-
тических ингибиторов на разные формы роста.— Физиол. раст., 16, 825.
Турецкая Р. X., Леонова Н. Г., Коф Э. М. 1968. Содержание фенольных ингиби-
торов и ауксинов в этиолированных и зеленых растениях и их рост.— В сб.
«Фенольные соединения и их биологические функции». М., «Наука», стр. 261.
226
,.. . л' ч
Уоддингтон К. 1964. Морфогенез и генетика. М., «Мир».
Хавкин Э. Е. 1969. Индуцированный синтез ферментов в процессах роста и мор-
фогенеза растений. М., «Наука».
Хавкин Э. Е., Переляева А. Н. 1970. Фенилаланин-аммиак-лиаза и на-
копление растворимых фенольных соединений в растущих и зрелых клетках
корня и колеоптиля кукурузы.— Докл. АН СССР, 193, 227.
Холодный Н. Г. 1927. Гормоны роста и тропизмы у растений. Зап. Киевск. ин-та
нар. обр., 2, 69. v ’
Холодный Н. Г. 1928. Новые данные к обоснованию гормональной теории тро-
пизмов. Ж. русск. бот. об-ва, 13, 191.
Холодный Н. Г. 1956. Избранные труды, т, 1, 2. Киев. Изд-во АН УССР.
Чайлахян М. X. 1957. Влияние гиббереллинов на рост и цветение растений.—-
Докл. АН СССР, 117, 1077.
Чайлахян М. X. 1958. Влияние гиббереллинов на рост и развитие растений.—
Бот. журнал, 43, 927.
Чайлахян М. X. 1963. Гиббереллины, их действие на растения и перспективы
использования в растениеводстве. В сб. «Гиббереллины н их действие на
растения». М., Изд-во АН СССР, стр. 7.
Чайлахян М. X. 1964. Факторы генеративного развития растений. М., «Наука».
Чайлахян М. X. 1967. Действие ретардантов на растения.—Химия в сельском
хозяйстве, 9, 26,
Чайлахян М.Х., Лежникова В. Н. 1962. Гиббереллиноподобные вещества и
яровизация растений.— Физиол. раст., 9, 21.
Чигрин В. В., Розум Л. В. 1969. Изменение фенольного обмена у яровой пшеницы
при заражении стеблевой ржавчиной.— Физиол. раст., 16, 330.
Чумаковский Н. Н., Кефели В. И. 1968. Взаимодействие природных ростовых ве-
ществ в высокорослых и низкорослых формах гороха, произрастающих на
Сахалине.— Изв. АН СССР, серия биол., № 6, 855.
Шуберт Т. А. 1966. О физиологической роли фенольных соединений в расте-
ниях.— В сб. «Биохимия и прогрессивная технология чайного производства».
М-, «Наука», стр. 26.
Шуберт Т. А., Кравченко Н. Т. 1968. Физиологическая активность и цис-транс-
изомерия в ряду оксикоричных кислот.— В сб. «Фенольные соединения и их
биологические функции». М., «Наука», стр. 247.
Эмануэль Н. М. 1968. Физико-химические основы применения фенольных соеди-
нений в химии и биологии.— В сб. «Фенольные соединения и их биологические
функции». М., «Наука», стр. 311.
Abdul-Bahi A., Ray Р. 1971. Regulation by auxin of carbohydrate metabolism.—
Plant Physiol., 47, 537.
Abou-Mandour A. A., Volk О. H. 1971. Nachweis von Cytokinin-Aktivitat in
rost-infizierten Pelargonium beattern. Z. Pflanzenphysiol., 65, 240.
Abu-Mustafa E. A., El-Bay K. A., Fayez M. В. E. 1970. Natural coumarins XI.—
Planta med., 18, 90.
Addicott F. T. 1965. Physiology of abscission. Handbuch der Pflanzenphysiologie,
Bd. XV/2. Springer Verl., S. 1094.
Addicott F. T., Carns H. R., Lyon J. L., Smith О. E., McMeans J. L. 1964. On the
physiology of abscisins.— Regulateurs naturels de la croissance vegetale. Col-
loq. Internal. CNRS, 123. Paris, p. 687.
Addicott F. T., Lyon J. L. 1969. Physiology of abscisic acid and related substan-
ces.— Annual Rev. Plant Physiol., 20, 139.
Alden T. 1971. Seasonal variations in the occurrence of IAA in buds of Pinus Sil-
vestris.— Physiol, plantarum, 25, 54.
Allen R. H. 1960. Changes in acid growth substances in terminal buds.— Physiol.,
plantarum 13, 555.
Altman A., Goren R. 1971. Promotion of callus formation by abscisic acid in
citrus.— Plant Physiol., 47, 844.
Amen R. 1968. A model of seed dormancy.— Bot. Rev., 34, 1.
Andreae W. A. 1952. Effect of scopoletin on IAA metabolism.— Nature, 170, 83,
Andreae W. A. 1964, Auxin metabolism and root growth inhibition.— Regulateurs
Naturels de croissance v£getale. Colloq. CNRS, 123, p. 559.
8*
227
Andreae W. A., Good N. E. 1955. The formation of indoleacetylaspartic acid in
pea seedlings.— Plant Physiol., 30, 380.
Andreae W. A., Good V. E. 1957. Studies of IAA metabolism. IV. Conjugation with
aspartic acid.— Plant Physiol., 32, 566.
Andreae W. A., Robinson J. R., Van Ysselstein M. H.W. 1961. Studies on IAA meta-
bolism. VII. Metabolism of radioactive IAA by pea roots.— Plant Physiol., 36,
783.
AspinallD., Paleg L. G., Addicott F. T. 1967. Abscisin II and some hormone regula-
ted plant properties.— Austral. J. Biol., Sei., 20, 869.
Bagni NSeraphini F. 1971. The effect of coumarin derivataves on organogene-
sis. — Experientia, 27, 1239.
Back A., Richmond A . 1971. Interreaction between gibberellic acid, cytokinins and
abscisic acid.— Physiol, plantarum, 24, 76.
Badr S., Martin G. Hartmann H. 1971. A modified method for extraction and
identification of abscisic acid and gibberellin-like substances.— Physiol planta-
rum, 24, 191.
Baltin G. 1964. Dunnschichtchromatographische Trennung von Indolderivaten in
neutralen Flussmitteln.— J. Chromatogr., 16, 152.
Baltin G. 1967. Kritische Bemerkungen zur biologischen Auxinbestimmung.Kon-
ference ve Starem Smokovci, Abstracts, Praha, 13.
Baranetzky J. 1879. Die tagliche Periodizitat im Langenwachstum Stengel.—Mem.
Acad. Sci. St Petersbourg, Ser. VII, 27, 1.
Barkley G. M., Evans M. L. 1970. Timing of the auxin response in etiolated pea stem
sections.— Plant Physiol., 45, 143.
Barz W., Adamek Ch. 1970. Uber den EintTuss von Licht auf dem Umsatz der Isof-
lavone.— Planta, 90, 191.
Bastin J., Ludlow C., Harris T„ Wolf F. 1967. Psoralen, an inhibitor in the seeds.—
Phytochemistry, 6, 9.
Basu N. N., Bose T. K., Roy B. N., Mukhopadhyay A. 1969. Auxin synergists in
rooting of cuttings.— Physiol, plantarum, 22, 649.
Bate-Smith E. C. 1964. Paper chromatography of phenolics.—In: Methods in poly-
phenolic chemistry. Pergamon Press, p. 73.
Bentley J. A. 1961. Biogenesis of indole auxins. — Handbuch der Pflanzenphysio-
logie, Bd. XIV, S. 492.
Berridge M. V., Ralph R. K-, Letharn D. S. 1970. The binding of kinetin to plant
ribosomes.— Biochem. J., 119, 75.
Bilbao J. L. Garcia, 1966. Acidos fenolicos naturales en granos de cereales.— Rev.
cient. apl., 20, 132.
Birch A. J. Richards R. W., Smith H. 1958. The biosynthesis of gibberellic acid.—
Proc. Chem. Soc. 192<
Birch A. J., Richards R. W., Smith H., Harris A., Whalley W. B. 1959. Studies in
relation to biosynthesis. XXI. Rose non lac tone and gibberellic acid.— Tetrahed-
ron, 7, 241.
Black M., Wareing P. F. 1959. The role of germination inhibitors and oxygen dor-
mancy in the light sensitive seeds of Betula.— J. Exper. Bot., 10, 134.
Black M., Edelman J. 1970. Plant growth. London, Heinemann Educ. Books.
Blommaert K. L. 1955. The significance of auxins and growth inhibiting substances
in relation to winter dormancy of the peach tree.— Sci. Bull. Dept Agric., 368.
Bezemer-Sybrandy S. 44., Veldstra H. 1971. Investigations on cytokinins, IV.—
Physiol, plantarum, 25, 1.
Bonnemain J. L. 1971. Transport et distribution des traceurs apres application de
AIA-214 С C. r. Acad, sci., D, 273, 1999.
Bonner J. 1949. Limiting factors and growth inhibitors in the growth of the Avena
coleoptile.— Amer. J. Bot., 36, 323.
Bonner D. 1961. Heredity, Prentice-Hall. Foundat. Modern Biol. Series. California.
Bornman C. H„ Sparr A. R., Addicott F. T. 1967. Abscisin, auxin and gibberellin
effects on the development aspects of abscission in cotton.— Amer. J. Bot., 54,
125.
Baser H. 1961. ModelIversuche zur Beeinflussung des Zellstoffwechsels durch
Pflanzeninhaltsstoffe, insbesondere Flavonoide.— Plant med., 9, 456.
Bouillenne R., Went F. 1933. Recherches ex peri men tales sur la neoformation des
racines.— Ann. Jard. bot. Buitenz, 43, 25.
Bouillenne-Walrand M. 1947. Contribution S la theorie de la rhizocaline.— Lejeunia,
II. 17.
Bourlenne-Walrand M. 1953. La theorie de la rizogenese.—Proc. 7-th Internal. Bot.
Congr. Stockholm, 797.
Bowen Л1. R., Hoad G. 1968. Inhibitor content phloem and xylem sap obtained from
willow.— Planta, 81, 64.
Bowen M. R., Wareing P. F. 1971. Further investigations into hormone-directed
transport.— Planta, 99, 120.
Boysen-Y ensen P. 1936. Ueber die Verteilung des Wuchstoffes.—Selskab. Biol,
medd., 13, 1.
Bradbeer J. W. 1968. Studies in seed dormancy, IV.— Planta, 78, 266.
Bradley Af. V., Crane J. 1957. Gibberellin-stimulated cambial activity im stems
of apricot spur shoots.— Science, 126, 972.
Brian P. IF., Elson W., Hemming H.Q., Radley M. 1954. The plant growth promo-
ting properties of gibberellic acid — a metabolic product of Gibberelta fujiku-
roi.— J. Sci. Food and Agric., 5, 602.
Brian P. W., Hemming H. G. 1958. Complementary action of GA and auxins in
pea internode extention.— Ann. Bot., 24, 407.
Brian P. W., Hemming H. G., Lowe D. 1959. The effect of gibberellic acid on shoot
growth of cupid sweet peas.— Physiol plantarum, 12, 15.
Brian P. W., Hemming H. G.,LoweD. 1962. Relative activity of the gibberellins.—
Nature, 1963, 4819.
BrittonG., Housley S., Bentley J. 1956. Studies in growth hormones, V.— J.Exper.
Bot., 7, 239.
Buch M. L„ Smith 0. 1959. The acidic growth inhibitor of potato tubers in relation
to their dormancy.— Physiol, plantarum, 12, 706.
Burden R. S. Firr R. D., Hiron R. W., Taylor H., Wright S. T. 1971. induction
of plant growth inhibitor xanthoxin. — Nature, New biol., 234, 95.
Burnett D., Audus L. J. 1964. The use of fluorometry in the estimation of naturally
occurring indoles in plants.— Phytochemistry, 33.
Burrows W. J., Armstrong D. J., Kaniinek M., Skoog F., Bock R. M., Hecht S. M.,
Dammann L. G., Leonard N. J., Occlowitz J. 1970. Isolation and identifica-
tion of cytokinins.— Biochemistry, 9, 1967.
Burrows W. J., ArmstrongD. J., Skoog F., Hecht S. H., Boyle T. A., Leonard H. J.,
Occolowitz J. 1969. Cytokinin from soluble RNA of E. coli.—Science, 161, 691.
Burstrom H. 1957. Auxins attd mechanism of root growth. Sympos. Soc. Exper.
Biol., XI, 44.
Burstrom H. 1968. Root growth activity of Barban in relation to auxin.— Physiol,
plantarum, 21, 1137.
Butcher D. N., Street H. E. I960. The effects of gibberellins on the growth of exci-
sed tomato roots.— J. Exper. Bot., 11, 206.
Camus G. 1949. Recherches sur le rdle des bourgeons dans les phenomfens de morpho-
gfenese. Rev. cytol. et biol. vegfet., 11, 1.
Cathey H. M. 1964. Physiology of growth retarding chemicals.— Annual Rev.
Plant Physiol., 15, 272.
Cholodny N. 1927. Wuchshormone und Tropismen bei der Pflanzen. Biol., ZbI.,
47, 604.
Chrispeels Al., Varner J. 1966. Inhibition of gibberellic acid induced formation of
a-amilase by abscisin II. — Nature, 212, 5066.
Chrispeels M., Varner J. 1967. Hormonal control of enzyme synthesis.—Plant
Physiol., 42, 1008.
Chvoika L., Stohr J., Heimova L., Bene! S. 1971. Transport and localization of
cytokinin.— Biol, plantarum, 13, 65.
Cleland R. 1965. Auxin induced cell wall loosening in the presence of actinomycin
D.— Plant Physiol., 40, 595.
Coarthey J. S., Moore D., Key J. L. 1967. Inhibition of RNA synthesis and auxin-
inducecell-wall-extensibility and growth by actinomycin D.— Plant. Physiol.,
42,434.
229
Collet G. F. 1970. Action de 1’acide abscissique sur la rhizogenese. C. r. Acad, set.,
D, 271,667.
Corcoran M. 1970. Inhibitors from carob. III.— Pianta, 95, 95.
Corcoran MGeissman T. A., Phinney B. 0. 1971. Tannins as gibberellin anta-
gonists.— Plant Physiol., 47, 323.
Corner J., Swain T. 1965. Enzymatic synthesis of the sugar esters of hydroxyaro-
matic acids.— Nature, 207, 634.
Cornforth J. W., Milborrow В. VRybackG. 1965a. Synthesis of abscisin II.—Nature,
206, 715.
Cornforth. J., Milborrow B., Ryback G., Wareing F. 1965b. Indentity of sycamore dor-
min with abscisin II.— Nature, 205, 1269.
Correra N. S. 1969. Effectos de la naringenina sorbe crecimiento.— Fyton, 26, 125.
Cross В. E., Grove J. F., Mac Millan J., Mulholland T. ., Moffatt J. S., Seaton J.,
Sheppard N. 1959. A revised structure of gibberellic acid.— Proc. Chem. Soc.,
302.
Cross В. E., Gali R. N., Hanson J. 1964. Recent work on the gibberellins. I. The
biosynthesis of the gibberellins.— Regulateurs naturels de la croissance vege-
tale. Colloq. internat. CNRS, 123, p. 268.
Cross В. £.. Norton K. 1965. The biosynthesis of gibberellic acid.—Chem. Com-
mu ns, V, 535.
Crozier A., Aoki H., Pharis R. P., Durley R.C. 1970. Endogenous gibberellins of
Douglas fir.— Phytochemistry, 9, 2453.
Groner A., Reid D. M. 1971. Do roots synthesize gibberellins? —Canad. J. Bot.,
49, 967.
Dannenburg IF. NLiverman J. L. 1957. Conversion of tryptophan-2-С14 to indo-
leacetic acid by watermelon tissue slices.— Plant Physiol., 32, 263.
Davison R. M. 1962. Growth inhibiting substances in xylem sap.— Nature, 1965,
620.
De Lange E. 1971. Biological method for testing the purity of abscisic acid-like
substances.— Medd. fac. Landbouwwet. Rii. Gent, 36, 499.
Delmer D. P., Mills S. E. 1968. Tryptophan biosynthesis in cultures of Nicotiana
tabacum.— Plant Physiol., 43, 81.
Dey B., Sircar S. M. 1968. The presence of abscisic-like factor in nonviable
rice seeds.— Physiol, plantarum, 21, 1054.
Doorenbos J. 1953. Review of the literature on dormancy in buds of woody plants.—
Medd. Landbouwhoodge School, Wageningen, 53, 1.
Dore J. 1965. Physiology of regeneration in Cormophytes. Handbuch der Pflanzen-
physiologie, Bd. XV/2, 1.
Dorffling K- 1963. Uber das Wuchsstoff-Hemmstoffsystem von Acer pseudop Itanus
L.— Planta, 60, 390.
Dorffling K. 1967. Blatt-Fall beschleunigende Eigenschaft zweier «Hemmstoffe»
aus Erbsenpfianzen. Nachweisvon (4-) Abscisin II.— Wiss. Z. Univ. Rostock,
16, 673.
Dorffling K. 1970. Abscisinsaure und Keimunghemmung in der Tomatenfriicht.—
Planta, 93, 243.
Dosial R. 1971. Cytokinin effects in intergating Bryophyllum shoots.—Ber. Biol.
Pflanz., 47, 259.
Dullari J. 1968. Quantitave estimation of indoleacetic acid and indolecarboxylic
acid in root in nodules and roots of lupinus.— Acta bot., need., 16, 222.
Dumiiry J., Serban G. 1970. faction de la coumarine sur la peroxydase.— Roman
Bioch. Lettres, 69.
Eagles C. F., Wareing P. 1964. The role of growth substances in the regulation of
bud dormancy.— Physiol, plantarum, 17, 697.
Einhelling F., Rice E., Riser P., Wender S. 1970. Effects of scopoletin on growth,
CO, exchange rates.— Bull. Torrey Bot. Club, 97, 22.
Eliason L. 1971. Growth inhibitors in Populus tremula II. — Physiol, plantarum,
24, 205.
Elliott M. C., Stowe В. B. 1970. A novel sulphonated natural indole.— Phytoche-
mistry, 9, 1629.
El-Mansy J. H., Walker D. 1969. Seasonal fluctuation of flavonones in Elberta
230
peach flower buds during and after termination of rest.— J. Amer. Soc. Hortic,
Sci. 94 298.
Elson G.’w.', Jones D. F., Mac. Millan J., Suter P. 1964. Identification of the gib-
berellins of Echinocystis marrocarpa by thin-layer chromatography.— Phyto-
chemistry, 3, 1.
Engelstna G., Mayer G. 1965. The influence of light of different spectral regions on
the synthesis of phenolic compounds, I. Biosynthesis of phenolic compounds.—
Acta bot. neerl., 14, 54.
Erez A., Lavee S. 1968. Naringenin and prunin — flavonoid inhibitors in resting
peach buds. — Israel J. Bot. 17 (separate).
Evans M. L., Rayle D. L. 1970. The timing of growth promotion and conversion to
indole-3-acetic acid for auxin precursors.— Plant Physiol., 45, 240.
Evenary M. 1965. Light and seed dormancy.— Handbuch der Pflanzenphysiologie,
Bd. XV/2, Springer VerL, S. 804.
Faton D. M., Willing R. R., Nicholls IV7. 1970. Rooting of stem cuttings of Euca-
lyptus: a rooting inhibitor in adult tissue.— Austral. J. Bot., 18, 175.
EayardA. 1965. La dormance chez les Drosera.— C. r. Acad, sci., 260, 2285.
Fawcett С. H. 1961. Indole auxins.— Annual rev. Plant Physiol., 12, 345.
Feeny P. P. 1969. Inhibitory effect of oak leaf tannins on the hydrolysis of proteins
by trypsin.— Phytochemistry, 8, 2119.
Fellenberg G. 1966. Die Hemmung auxininduzierter Wurzelbildung in etiolierten
Erbsenepikotylen mit Histon und Antimetaboliten.— Planta, 71, 27.
Fellenberg G. 1967. Beeinflussung der Auxinwirkung durch Glucose bei Wurzelbil-
dung.— Wiss. Z. Univ. Rostock, 16, 535.
Fellenberg G. 1970. Effect of auxin upon the chromatin.— Abstracts 7-th Internal.
Coni, on Plant Growth Substances. Canberra, 22.
Fellenberg G. 1971. Investigations upon the binding of plant growth substanses to
several components of the chromatin in vitro. I. Z. Naturforsch., b, 26, 607.
Ferenczy L. 1959. Studies on precursors of the indolyacetic acid I. On the auxin acti-
vity of tryptamine.— Naturwissenschaften, 46, 208.
Fernandez N., Sivori E. 1971. Action de diferentes giberelina sobrela sintesis de alfa
amilasa.— An. Soc. cienc. argent., 192, 93.
Fischer A. 1954. Uber die papierchromatographische und papierelektrophoretische
Trennungvon Indolderivaten. Planta, 43, 288.
Fletcher R. A., Zalik S. 1964. Effect of light quality on growth and free IAA content
in Phase.olus vulgaris.— Plant Physiol., 39, 328.
Fletcher R. A., Zalik S. 1965. Effect of several spectral bands on the metabolism
of radioactive IAA.— Plant Physiol., 40, 549.
Fredga A., A berg B. 1965. Stereoisomerism in plant growth regulators.— Annual
Rev. Plant Physiol., 16, 53.
Freudenberg К., Harkin J. 1963. The glucosidesod cambial sap of spruce.— Phyto-
chemistry, 2, 189.
Frii F. 1971. Enzyme des lES-Abbaues in Gerstenblattern.— Biologia, 26, 677.
Friedrich A., Chvojka L., Bulgacov R., Kalin J. 1970. Transport, localization and
physiological effect of 6-benzy!adenine 8—C11 in apple shoots.— Biol, planta-
rum, 12. 342.
Fries K- 1968. Phenolen und Wachstum II,— Beitr. Biol. Pflanzen, 45, 143.
Furuya M., Galston A. 1965. Flavonoid complexes in Pisum sativum L.— J. Phy-
tochem., 4, 285.
Furuya M., Galston A., Stowe B. 1962. Isolation from peas of cofactors and inhibi-
tors of indolyl -3-acetic acid oxidase.— Nature, 193, 450.
Furuya M„ Thomas R. 1964, Flavonoid complexes In Pisum sativum IL— Plant
Physiol., 39, 634.
Galston A. W. 1961. The life of the green plant. Englewood Cliffs. Prentice-Hall,
Inc.
Galston A. W., Dalberg L. 1954. The adaptive fopmation and physiological signi-
ficance of lAA-oxidase.— Amer. J. Bot., 41, 5.
Galston A. \V., Jackson L., Kaur-Sawkney R. N. P., Meudt W. J. 1964. Inderactions
of auxins with macromolecular constituents of pea seedlings.— Regulateurs
naturels de la croissance vegetale Coltoq. internal. CRNS, 123, p. 251.
Gamborg О. L., Wetter L. P. 1963. An aromatic amino acid transaminase from mung
bean.— Canad. J. Biochem. and Physiol., 141, 1733.
Garb S. 1961. Differentia] growth-inhibitors, produced by plants.— Bot. Rev., 27,
422.
Geissman T. A., Verbiscar A. J., Phinney B. 0., Cragg G. 1966. Studies on the bio-
synthesis of giibberellins from (—) — kaurenic acid in cultures of Gibberella
fujikuroi.— Phytochemistry, 5, 933.
Genevois L. 1968. Dormance.— Qual. Plant Mater. Vegef., 15, 314.
Gesto M., Vazques A., Mendez J., Vieiiez E., Seoaene E. 1967. Growth substances,
isolated from woody cuttings. — Phytochemistry, 6, 1687.
Glenn J. L., Kuo C., Durley R., Pharis R. 1972. Use of insoluble polywinil-pyrroli-
done for purification of plant extracts.— Phytochemistry, 11, 345.
Glombitza K.WHartmann T. 1966. Der Tryptophanabbau bei Endomycopsis ver-
nalis und anderen Helen.— Planta, 69, 135.
Gmelin R., Virtanen A. I. 1961. Glucobrassicin der Precursor von SCN.—Ann.
Acad. sci. fenn., 11, 107.
Gmelin R., Virtanen A. I. 1962. Neoglucobrassicin ein zweiter SCN.— Precuro
sor.— Acta chem. scand., 16, 1978.
Good N. E., Andreae W. A. 1957. Malonyltry ptophan in higher plants.— Plant
Physiol., 32, 561.
Good N. E., Andreae W. A., Van-Jsseistein M. 1956. Studies on IAA metabolism.
11. Some products of metabolism.— Plant Physiol., 31, 231.
Gordon S. A. 1961. The biogenesis of auxin. Springer-Verl. Encyclopedia of Plant
Physiology, v. 14, p. 62.
Gordon S., Paieg L. G. 1961. Formation of auxin from truptophan through action of
polyphenols.— Plant Physiol., 36, 838.
Gouventak C. A. 1941. Cambial activity as dependent on the presence of growth
hormone.— Proc. Koninkl. nederl. acad. wet., 44, 654.
Gouventak C. A., Mass. A. L. 1940. Kambium und Wuchsstoff II. — Meded. Land-
bouwhogesch., Wageningen, 44.
Graebe J. E., Dennis D.T., Upper C.D., West C. A. 1965. The biosynthesis of
gibberellins.— J. Biol., Chem., 240, 1847.
Greenberg J., Galston A. 1959. Tryptophan synthetase activity in pea seedling ex-
tracts.— Plant Physiol., 34, 489.
Grigorieva N. Ja., Kucherov V. F., Lozhnikova V. N., Chailakhian M. Kh. 1971.
Endogenous gibberellins and gibberellin-like substances in long-day and short-
day species of tobacco plants: a possible correlation with photoperiod
responce.— Phytochemistry, 10, 509.
Grochowska M. 1963. Studies on natural growth regulators in apple trees in relation
to biennial bearing. — Bull. Acad. Polon. sci. Ser. Sci. bio!., XI, 585.
Gruen H. 1959. Auxins and fungi.— Annual Rev. Plant Physiol., 10, 405.
Gupta A., Sen S. P. 1961. Effect of IAA on phosphorus metabolism in the coleop-
tile.— Nature, 192, 1291.
Guttenberg H., Leike H. 1958. Untersuchungen Gber den Wuchs-und Hemmstoffge-
halt ruhender und treibender Knospen.— Planta, 52 , 96.
Hahlbrock K., Kuhlen E., Lindt T. 1971. Anderungen von Enzym-Aktivitaten
wahrend des Wachstums.— Planta, 99, 311.
Hamilton T. H. R., Moore R., Rumsey A., Means A., Schank A. 1965. Stimulation
of synthesis of RNA in sub-apical sections of Avena coleoptile by IAA.— Na-
ture, 208, 1180.
Hancock C. R., Barlow H., Lacey H. 1961. The behaviour of phloridzin in the co-
leoptile straight growth test. — J. Exper. Bot., 12, 401.
Harada H. 1969. Some interactions between morphactin and growth substances.—
Vortrag. gesamtgeb. bot., 3, 77.
Harada H., Rossini L., Cheruel 1971. Effect of coumarin on growth of isolated
mesophyll cells of Calystegia.— Z. Pflanzenphysio)., 64, 178.
Harada H., Yokota T. 1970. Isolation of gibberellin A8-glucoside from shoot apices
of Althaea rosea.— Planta, 92, 100.
Harada J., Wada K. 1968. Gibberellin response of dwarf mutants of rice.— Tohoku
J. Agricult. Res., 19, 19.
232
Harborne j . в. 1964. Phenolic ^glucosides.— In: Biochemistry of phenolic compo-
unds. Press, London, Acad. p. 129.
Harley-Mason. J., Archer A. 1958. Use of p-dimethylaminocinnamadehyde as a
spray reagent for indole.— Biochem., J., 69, 60.
Harper D., Douglas A., Smith. H. 1970. The photocontrol of precursor incorporation
into the Pisum sativum flavonoids.— Phytochemistry, 9, 497.
Hashimoto T., Ikai T., Tamura S. 1968. Isolation of (±) abscisin II from dormant
aeral tubers of Dioscorea batatas.— Planta, 78, 89.
Hashimoto T., Tamura S. 1969. Effect of abscisic acid in the Avena curvature
test.— Bot. Mag. Tokyo, 82, 327.
Hayashi F., Boerner D. R., Peterson С. E., Sell H. M. 1971. The relative content of
gibberellin in seedlings of gynoecious and monoecious cucumber (Cucumis sa-
tivus).— Phytochemistry, 10, 57.
Hemberg T. 1952. The significance of the acid growth inhibiting substance for the
rest period of the potato tuber.— Physiol, plantarum, 5, 115.
Hemberg T. 1954a. The relation between the occurrence of auxin and the rooting of
hypocotyls is Phaseolus vulgaris L.— Physiol, plantarum, 7, 323.
Hemberg T. 19546. Studies on the occurrence of free and bound auxins and growth
inhibiting substances.— Physiol, plantarum, 7, 312.
Hemberg T. 1961. Вiogenous inhibitors.— Handbuch der Pflanzen physiologie, Bd.
XIV, Berlin, Springer Verl., S. 1162.
Hemberg T. 1967. The action of endogenous growth-inhibiting substances and gib-
berellins on the rest period of the potato tuber.— In: Wachstums Regulatoren
bei Pflanzen. Rostok, S. 66.
Hemberg T. 1970. The action of some cytokinins on the rest period and the content
of acid growth-inhibiting substances in potato.— Physiol, plantarum, 23, 850.
Hemberg T., Larsson I. 1961. Inhibitor P—complex.— Physiol, plantarum, 14,861.
Henderson JNitsch J. 1962. Effect of certain phenolic acids on the elongation of
Avena first internode in the presence of auxins and tryptophan.— Nature, 195,
780.
Hennequine J., Juste C. 1967. Presence d’acides phenols libres das 1e sol.— Ann.
Agron., 18, 545.
Hess С. E. 1964. Naturally occurring substances which stimulate root initiation.—
Regulateurs Naturels de la croissance vegetale, Colloq. internal. CNRS,
123, Paris, p. 517,
Heyes J. K- 1960. Nucleic acid changes during cell expansion in the root.— Proc.
Roy. Soc. London, 152, 218,
Heyes J. K. 1963. The effect of 8-azaguanine on growth and metabolism in the
root.— Proc. Roy. Soc. London, 158, 208.
Hirata Syoiti. 1967. (Хирата Сенти). Изучение фитогормона в деформированных
частях пораженных растений. Bull. Fac. Univ. Miyazaki, 114, 217. Цит. по
РЖ Физиол. раст.. 10, 220, 1967.
Hoad G. V. 1967. Abscisin II in phloeme exudate of willow.— Life Sci., 6, 1113.
Hoad G. V. 1969, Activity of gibberellins A3< and A36 in five bioassay systems.—
Planta, 87, 164.
HoadG. V., Bowen M. R. 1968. Evidence of gibbereilin-like substances in phloem
exudate.— Planta, 82, 92.
HoadG. V., Hillman S. K., Wareing P. F. 1971. Studies on the movement of indole
auxins in willow.— Planta, 99, 73.
Hoad G. V., Kuo C. 1970. Activity of gibberellin An in bioassay Systems.— Canad.
J. Bot., 48, 1423.
Holst U. V. 1971. Some properties of inhibitor from solanum tuberosum composed
to abscisic acid.— Physiol, plantarum, 24 . 392.
H'inG. S., Kefeli V. 1. 1970. Selfinhibition of tobacco seeds germination.— Coresta
inform. Bull. 5-th internat. Tobacco Sci. Congr. Hamburg, 25.
Ingesoll R. B., Smith О. E. 1970. Movement of (R. S.)-abscisic acid in the cotton
explant.— Plant Physiol., 45, 576.
Izawa S„ Winget G.D., Good N. E. 1966. Phloridzin a specific inhibitor of photophos-
porylation.— Biochem. and Biophysic, reserch, commun. 22, 223.
233
Jackson M. В., Harley Р. М. 1970. Rooting cofactors indoleacetic acid and adven-
tious root initiation.— Canad. J. Bot., 48, 943.
Jackson M. B., Osborne D. J. 1967. Ethylene, the natural regulator of leaf abscis-
sion.— Nature, 225, 1019.
Jackson W. T., Pollit G. P., Salo H. 1964. Use of endosperm of the African blood
lily (Haemanthus katherinae B) for studying mitosis in living cells (abstr).—
Plant Physiol., suppl., 39, LXIIl.
Jacobs W. P. 1952. The role of auxin in differentiation of xylem around a wound.—
Amer. J. Bot., 309, 301.
Jacobs W. P. 1954. Acropetal auxin transport and xylem regeneration; a quanti-
tative study.— Amer. Naturalist, 88, 327.
Jacobs W. P. 1956. Internal factors controlling cell differentiation in the flowering
plant.— Amer. Naturalist, 90, 163.
Jacobs IT. P. 1967. Comparision of the movement and vascular differentiationjeffeet
of the endogenous auxin.— Ann. N. Y., Acad. Sci., 144, 102.
Jacobs IF. P., Mc-Cready С. C., OsborneD. 1966. Transport of the auxin 2,4-D thro-
ugh abscission zones.— Plant Physiol., 41, 725.
Jacobsen J., Varner J. E. 1967. Gibberellin acid-induced synthesis of protease by
isolated aleurone layers of barley.— Plant Physiol., 42, 1596.
Jaffe M., Galston A. 1965. Coiling and flavonoid changes in stimulated tendrils
of Pisum sativum. — Plant Physiol., suppl., 40, LXfX.
Jangaard N. O., Sckerl M. M., Schieferstein R. N. 1971. The role of phenolics and
abscisic acid in nutseedge tuber dormancy.— Weed Sci., v. 19, 17.
Jarret J. M., Williams A . 1967. The flavonoid glucosidsof Salix purpurea.— Phy-
tochemistry, 6, 1585.
Jepson J. B. 1958. Indolylacetamide, a chromatographic artifact from the natural
indoles, indolylglucosiduronic acid and indolylpyruvic acid.— Biochem. J.,
69, 22.
Johansen W. 1900. Das Atherverfahren bei Friihtreiben mit besonderer Berticksich-
tigung der Fliedertreiberei.— Jena, Gustav Fischer Verl.
Johansen II". 1913. Ruheperiode.— In: Handbuch der Naturwissenschaften.
Bd.8, S. 514.
Johri B. N. 1970. Thin-layer electrophoresis of indole derivatives.— J. Chroma-
togr., 50, 340.
Jones К- C. 1970. A method for the rapid chromatography of gibberellins.—
J. Chromatogr., 52, 512.
Jones L. E., Hildebrandt A. C., Riker A. J., Wu J. H. 1960. Growth of somatic
tobacco cells in microculture.— Amer. J. Bot., 47, 468.
Julliard B. 1966. Action d’un derive du fluorenol sur la proliiartion.— Contr. Acad.
Sci., 262, 273.
Karanov E. N. 1969. Retarding effects of some phenolic compounds on the ageing
of detached Raphanus sative leaves and their interaction with kinetin.— Compt.
rend. Acad. bulg. sci., 22, 1071.
Kato V. 1955. Responses of plant cell to gibberellin.— Bot. Gaz., 117, 16.
Katsumi H., Phinney В. O. Jefferies P., Henrick C. 1964. Growth response of the
d-5 and d-1 mutants of maize to some kaurene derivatives.— Science, 144, 849.
Kefeli V. 1968. Native Wachstuminhibitoren, ihre physiologische Rolle and ihr
Wirkungsmechanistnus.— Wiss. Z. Univ. Rostock, 17, 383.
Kefeli V., Kutatek M., Vackova K. 1970. Influence of natural substances of phenolic
character and diethyldithiocarbamate on the metabolism of L-tryptophan in
cabbage, maize and pea.— Biol, plantarum, plantarum, 12, 81.
Kefeli V. /., Turetskaya R. Kh. 1967. Specific or nonspecific action of endogenous
inhibitors.—Wiss. Z. Univ. Rostock, 16, 675.
Kefford N. P. 1955. The growth substances, separated from plant extract by
chromatography. — J. Exper. Bot. 6, 129.
Kefford N. P. 1963. Natural plant growth regulators.— Science, 142, 1495.
Kendall F. H., Park С. К., Мег K- 1971. IAA metabolism in pea seedlings.— Ann.
Bot., 35, 565.
Kende H. 1964. Preservation of chlorophyll in leaf sections.— Science, 145, 1066.
234
Kende HKays S. 1971. The level of (+) abscisic acid in dwarf pea shoots.— Na-
turwissenschaften., 58, 524.
Kende H., Ninnemann H., Lang A. 1963. Inhibition of gibberellic acid biosynthe-
sis in Fusarium by Amo-1618 and CCC. — Naturwissenschaften, 50, 599.
Kentzer T., Krzysko K. 1970. GibbereJlin-like substances in normal and dwarfed
seedlings of ash (Fraxinus excelsior L.). — Bull. Acad, polon. sci., 18, 497.
KetringD. L,, Morgan P. IF. 1971. Physiology of oil seeds. II. Dormancy release
in Virginia-type peanut seeds by plant growth regulatores.— Plant Physiol., 47,
488.
KhanA.A. 1966. Morphactins destroy plantresponse to gravity and light. —Quart.
Bull. N. Y. Agric. Exper. Stat., 23, 23.
Khan A. A. 1968. Inhibition of gibberellic acid-induced germination by abscisic
acid and reversal by cytokins.— Plant Physiol., 43, 1413.
KhanA.A. 1971. Cytokinins: permissive role in seed germination.— Science,
171, 853.
Khan A. A., Downing R. D. 1968. Cytokinin reversal of abscisic acid inhibition of
growth and a-amilase synthesis in barley seed.— Physiol, plantarum, 21, 1301.
Kimura Y., Katagiri K-, Inoue T., Tamura S. 1971. Isolation and biological acti-
vity of pestalotin, a gibberellin synergist from Pestalotia cryptomeriaecola.—
Agric. and Biol., Chem., 35, 1313.
Klambt H. D. 1961a. Wachstumsinduktion und Wuchsstoffmetabolismus in Wei-
zenkoleoptlzylinder. II. Stoffwechselprodukte der Indol-3-Essigsaure und der
Benzoessaure.— Planta, 56, 618.
Kl&mbt H. D. 19616. Wachstumsinduktion und Wuchsstoffmetabolismus ini Wei-
zenkoleoptilzylinder. III. Stoffwechselprodukte der a-Naphtyl-l-Essigsaure
und 2,4-Di-Chlorphenoxyessigsaure und der Vergleich mit jenen der Indol-3-
Essigsaure und Benzoessaure.— Planta, 57, 399.
Klambt H. D. 1964a. 2-Hydroxyindole-3-acetic acid and similar compounds in seeds
and other plant parts. — Regulateurs naturels de lacroissance vSgetale Colloq.,
internal. CNRS, 123, p. 235.
Klambt H. D. 1964b. Pyridoxal-Phosphat-abhangige oxidative Decarboxilierung von
L-tryptophan durch Meerettich — Peroxydase.—Z. Naturforsch., 19, 449.
Knypl J. S. 1968. Coumarin and lAA-induced growth and respiration in sunflo-
wer as affected by CCC, actinomycin C, puromycin and diazouracil.— Acta
Soc. bot. polon, 37, 51.
Kohler D., Lang A., 1963. Evidence for substances in higher plants interfering with
response of dwarf peas to gibberellin.— Plant Physiol., 38, 555.
Konings H., 1965a. The effect of gravity on transverse distribution of auxin
in pea roots.— Plant Physiol., suppl., 40, XXXII.
Konings H. 19656. On the lAA-converting enzyme of pea roots and its reaction to
geotropism, straight growth and cell wall properties.— Acta bot. neerl., 13, 566.
K6ves E„ Sirokman F. 1965. The effect of growth inhibiting substances on the in-
corporation of P32.— Naturwissenschaften, 14, 433.
Koves E., Sirokman F. 1969. Relationship between plant growth regulation and
phosphorylation processes II.— Acta biol. Szeged, 15, 57.
Kbves E., Varga M. 1959. Comparative examination of water and ether soluble in-
hibiting substances.— Phyton, 12, 93.
Krawiarz K- 1970. Wystepowanie i zmiany zawartosci inhibitors wzrostu w stra-
tyfikowanych nasionach dzikiej czeresni (Prunus avium L.).— Arboretum korn.,
15, 139.
Krelle E. 1970. Beitrage zur Physiologic der Morphactinwirking III.— Biochem.
und Physiol. Pflanzen, 161. 299.
Krelle E., Libbert E. 1967. Wirkung eines Morphactins auf die Amylase-Synthese
in Gerstenendosperm. — Planta, 76, 179.
Krelle E., Libbert E. 1969. Interactions between abscisic acid and gibberellic
acid.— Flora, A, 160, 299.
Kurssanov A. L. 1930. Uber die Fermenten in austraibenden Blattknospen.— Plan-
ta, U, 75.
Kursanoo A. L., Kulaeva 0. N., Mikulovich T. P. 1969. Combined effect of 6-ben
235
zylaminopurine, gibberellic acid and 3-IAA on the expansion of isolated pum-
pkin cotyledons.—Amer. J. Bot., 56, 767.
Kuiaiek M. 1967. Metabolismus der Indolen in der Familia Brassicaceae.— Wiss.
2. Univ. Rostock, 16, 417.
Kutatek M., Bulgakov R., Oplistilova K. 1966. On the auxin activity of glucobras-
sicin in biological tests.— Biol, plantarum, 8, 252.
Kutatek M., Kefeli V. I. 1968. The present knowledge of indole compounds in plants
of Brassicaceae family,— In: Biochemistry and physiology of plant growth subs-
tances. Ottawa, Runge-Press, p. 127.
Kutatek M., Kefeli V. I. 1970. Metabolism of tryptophan in plants. I. Biogenesis
of indole compounds from D- and L-Tryptophan.—- Biol, planlarum, 12, 145.
Kutatek M., Novakova J., Valenta M. 1963. Papierchromatographische und Ext-
ractions-Methoden fur Indol-Derivate.— Flora, 153, 54.
Kutatek M., Prochazka Z. 1964. Methodes de determination et d’isolement des com-
poses indoliques chez cruciferes.— Regulateurs natureles de la croisscence
vegMale Colloq. internal. CRNS, 123, p. 445.
Kutatek M., Procazka Z., Veres K. 1962. Biogenesis of glucobrassicin the in vitro
precursor of ascorbigen.— Nature, 194, 393.
Lacoppe J., Gaspar T. 1968. Action du CCC de 1’Amo 1618 sur la germination.—
Planta, 80, 27.
Lang A . 1956. Induction of flower formation in biennial Hyoscyamus by treatment
with gibberellin.— Naturwissenschaften, 43, 284.
Lang A., Nitsan J. 1967. Relations among cell growth, DNA synthesis, and gibbe-
rellin action.— Ann. N. Y., Acad. Sci., 144, 180.
Larry E., Wichery W., Purves K. 1970. Enzymatic oxidation of indole-3-ethanol.—
In: Abstracts 7 Internal. Conf, on Plant Growth Substances. Canberra.
Larsen. P. 1967. The biogenesis of indole auxins.— Wiss. Univ. Rostock, 16, 431.
Larsen P., Aashein T. 1961. The occurrence of indole-3-acetoldehyde in certain plant
extracts.— In: Plant Growth Regulation. Ames. Iowa Press, p. 43.
Lee A . E. 1959. The effects of various substances on the comparative growth of ex-
cised tomato roots.— Amer. J. Bot., 46, 16.
Lee T., Skoog F. 1965. Effects of substituted phenols on bud formation and growth
of tobacco tissue cultures.— Physiol, plantarum, 18, 386.
Leep N. IF., Peel A. J. 1971. Patterns on translocation and metabolism of ^-la-
belled IAA in the phloem of willow.— Planta, 96, 62.
Leike H. 1965. Neuere Ergebnisse fiber die Ruheperiode der Geholzknospen.—
Wissensch. Zeitschr. Rostock, 14, 475.
Leike H. 1968. Growth regulatirs in dormancy. III.— Sympos. on plant growth
regulators. Torun, Poland, 3 (Thesen).
Leike H. 1970a. Growth regulators in dormancy of tree buds.— Zesz. nauk. Univ.
Torun., 23, 33.
Leike H. 1970b. Growth regulators in dormancy of tree buds.— Zesz. Univ. Torunia,
23, 33.
Leike H., Rotraut L. 1967. Wirkung von Gibberellin-Saure und Kinetin auf ruhende
Terminalkuospen.—Flora, 157, 467.
Leopold A. C. 1963. The polarity of auxin transport.— Brookhaven symp. Biol.
16, 218.
Leopold A. C„ Plumer T. H. 1961. Auxin-phenol complexes.— Plant Physiol., 36,
589.
Lepp R. IF., Peel A. J. 1970. Some effects of IAA and kinetin upon the movement
of sugars in the phloem of willow.— Planta, 90, 230.
Letham D. 1964. Isolation of a kinin from plum fruitless and others tissues.— Regu-
lateurs natureles de la croissance vegetale.— Colloq. internal. CNRS, 123,
109.
Levak S., Podstolski A . 1966. Enzymatic cleavage of phloridzin in extract of apple-
tree leaves.— Bull. Acad, polon. sci, cl. XIV (separate).
Libbert E. 1967a. Extraction of an RNA-fraction, which originates after auxin
treatment.— Wiss. Z. Univ. Rostock, 16, 475.
Libbert E. 19676. Die Bedeutung epiphytischer Bakterien fur den Auxinstoffechse!
hoherer Pflanzen.— Wiss. Z. Univ. Rostock, 16, 476.
236
Libbert E. 1967c. Wirkung eines nativen Inhibitors als Pisum sativum im Stoffwe-
chel von Indolderivaten.— Wiss. Z. Univ. Rostock, 16, 679.
Libbert E., Kunert R. 1966. Ober einen angeblichen histochemischen Nachweis
des Auxins IES.— Flora, (156, 573.
Libbert E., Risch H., 1969. Interaction between plants and epiphytic bacteria re-
garding their auxin metabolism. V. Isolation and identification of the lAA-pro-
ducting and destroying bacteria from pea plants.— Physiol, plantarum, 22, 57.
Libbert E., Wichner S., Duerst E., Kunert R., Kaiser IF., Manicki A ., Manteufel R.,
Riecke E., Schrader R. 1968. Auxin content and auxin synthesis in sterile and
non-sterile plants. Ottawa, p. 213.
Libbert E., Wichner S., Schiewer U., Risch H., Kaiser W. 1966. The influence of
epiphytic bacteria on auxin metabolism.— Planta, 68, 327.
Lipe W., Crane J. C. 1966. Dormancy regulation in peach seeds.— Science, 153, 541.
Lockard R. G., Grunwald 1970. Grafting and gibberellin effects on the growth of tali
and dwarf peas.— Plant^PhysioL, 45, 160.
Loveys B. R., Wareing P. F‘ 1971. The red light controlled production of gibberel-
lin in etiolated wheat leaves.— Planta, 98, 109.
Luckwill C. 1952. Application of paper chromatography to the separation and iden-
tification of auxin and growth inhibitors.— Nature, 169, 373.
Lyon C. J. 1971. Lateral transport of auxin.— Plant Physiol., 48, 642.
Mac-Millan J., Seaion J. C., Suter P. I960. Plant hormones. I. Isolation of gibbe-
rellin AT and gibberellin AB from Phaseolus multiflurus.— Tetrahedron, It, 60.
Mac Rae D. H., Bonner J. 1953. Chemical structure and antiauxin activity.— Phy-
siol. plantarum, 6, 485.
Madison M., Rappaport L. 1968. Regulation of bud in tuber potato. V.— Plant and
Cell Physiol., 9. 147.
Magnus V., Iskric S., Kveder S. 1971. Indole-3-methanoI a metabolite of IAA in
pea seedlings, 97, 116.
Marinos N. G., Hemberg T. 1960. Observation on a possible mechanism of action of
the inhibitors — beta-complex Physiol., plantarum, 13, 571.
Mason H. S. 1955. Comparative biochemistry on the phenolase complex.— Advanc.
Enzymol., 16, 105.
Mast C. A., 1970. The presence of membrane bound lAA-degradating protein comp-
lexes in homogenates of pea roots.— Acta bot. need., 19, 553.
Masuda Y. G, Setterfield, Barley S. T.. 1966. RNA metabolism and cell expansion
in oat coleoptile.— Plant and Cell Physiol., 7, 243.
Masuda Y. G, Tanimoto E. 1967. Effect of auxin and antiauxin on the growth and
RNA synthesis of etiolated pea internode.— Plant Cell Physiol., 8, 459.
Masuda Y., Wada S. 1966. Requirement of RNA for the auxin-induced elongation
of oat coleoptile.— Physiol, plantarum. 49, 1 055.
Mayer A. M., Poljakoff-Mayber. 1963. The germ ination seeds. Oxford, Pergamon
Press.
Mac-Readu С. C. 1966. Translocation of growth regulators.— Annual Rev. Plant
Physiol., 17, 283.
Mendez J., Gesto M., Wazques A., Vietes E., Seoane E. 1968. Growth substances iso-
lated from woody cuttings of Alnus glutinosa and Fraxinus.— Phytochemistry,
7, 575.
Methods in polyphenol chemistry. 1964. J. B. Pridham (Ed.). Oxford-London, Per-
gamon Press.
Methods of studying plant hormones and growth regulating substances. 1968.
J. Mitchell, G. Livingston (ed.) Agricultural research service. Washington.
Michalski L. 1967. Przeglad i krytuczna ocena metodu biologicznych stosowanych
do oznaczania gibberellinu. Konference ve Starem Smokovci, Abstracts, 20.
Michniewicz M. 1967. The dynamics of gibberellin-like substances and growth inhi-
bitors in ontogeny of conifers.— Wiss. Z. Univ. Rostock, 16, 577.
Michniewicz M., Kriesel K. 1970. Dynamics of auxin gibberellin-like substances
and growth inhibitors in the rooting process of black poplar cuttings.— Acta
Soc. bot. polon., XXXIX, 385.
Milborrow В. V. 1966. The effects of synthetic dormin on the growth of oat mesoco-
tyl.— Planta, 70, 155.
237
Milborrow В. V. 1967. The identification of (-(-) —Abscisin II, (-j-) Dormin in
plants and measurement of its concentration.— Planta, 76, 2.
Milborrow B.lV. 1968. Identification and measurement of (+) abscisic acid in
plants.— In: Biochemistry and physiology of plant growth substances.—
Ottawa, Runge Press, p. 1531.
Milborrow В. V. 1969. The occurrence and function of abscisic acid in plants.—
Sci. Progr., 57, 533.
Milborrow В. V. 1970. The metabolism of abscisic acid.— J. Exper. Bot., 21, 17.
Miller C.O. 1961. Kinetin and related compounds in plant growth.— Annual Rev.
Plant Physiol., 12, 395.
Miller C. 0. 1963. Kinetin and kinetin-like compounds.— Modern methods of
plant analyses, 6, 194.
Miller C. 0., Skoog F., Okhtima F., Saltza M., Strong F. 1956. Isolation structure
and synthesis of kinetin, a substance promoting cell division.— J. Amer. Chem.
Soc., 78. 1379.
Miisuhashi M., Shibaoka H., Shimokoriyama M. 1969. Portula! — a rooting promo-
ting substance in Portulaca leaves.— Plant and Cell Physiol., 10, 715.
Mohr G. 1969. Morphaktine, eine neue Gruppe von Wachtums-regulatoren, ihre
Chemie und Biochemie.— Ber. Dtsch. Bot. Ges, Neue Folge, 3, 5.
Mohr G., Erdmann D., Schneider G. 1965. Derivate des Fluorens als neuartige hoch-
wirksame Pflanzenmorphoregulatoren.—EWRS, 2Sympos. on New Herbicides,
Paris, 29.
Mohr G., Erdmann D., Schneider G. 1966. Pflanzenmorphoregulatorische Eigenschaf-
ten von Derivaten der Fluorenolcarbonsaure und i hr Einsatz als Herbizid.— Me-
delingen. Rijksfakult. Land, borewetensch. Gent, XXXI, 3.
Molish H. 1909. Uber ein einfaches Verfahren Pflanzen zu treiben (Warmbadme-
thode).— Sitzurgsber. Akad. Wiss. Wien. Math-naturwiss KI., 11, 637.
Monties B. 1969. Presence de composes polyphenoliques dans les chloroplastes d'an-
giospermes.— Bull. Soc. franf. physiol, veget., 15, 29.
Moore T. C. 1969. Comparative biosyntesis of IAA from tryptophan in cell free
extracts.'—Phytochemistry, 8, 1109.
Moore T. C., Shaner C. 1967. Biosynthesis of IAA from tryptophan — l4C in cell
free extracts of pea shoot tips.— Plant Physiol., 42, 1787.
Moore T. C., Shaner C. 1968. Synthesis of IAA from tryptophan via indolepyruvlc
acid.— Arch. Biochem. and Biophys., 127, 613.
Mothes K. 1964. The role of kinetin in plant regulation.— Regulateurs naturels
de la croissance vegfetale.— Colloq. internal. CNRS, 123. 131.
Mothes K., Engelbrecht L., Kulaeva 0. 1959. Uber die Wirkung des Kinetins auf
Stickstoffverteilung und Eiweissynthese in isollierten Blattern.— Flora, 147,
445.
Muir R. M., Laniican В. P. 1968. Purification and properties of enzyme system
forming IAA.— Biochemistry and physiology of plant growth substances. Ot-
tawa, Runge Press, p. 259.
Mullins M., OsborneD. 1970. Effect of abscisic acid on growth correlations.— Aust-
ral. J. Biol. Sic., 23, 479.
Mumford F., Dewey H., Smith J., Castle I. 1961. An inhibitor of lAA-oxidase from
pea tips.— Plant Physiol., 36, 752.
Muracami Y. 1960. The occurrence of gibberellin-like substances in cereal
grasses— Bot. Mag. Токуо, 73, 186.
Muracami Y. 1968a. Gibberellin-like-activity of (—) — kaurene, (—) — kau-
rene — 19 — ol and (—) — kauren — 19 — oic acid in leaf sheath elonga-
tion of «tangibozu» dwarf of Oryza sativa.— Bot. Mag. Tokyo, 81, 100.
Muracami Y. 19686. Gibberellin-like actiwity of steviol in leaf sheat elongation of
the «tanginbozu» dwarf of Oryza sativa.— Bot. Nag., Tokyo, 81, 464.
Muracami Y., Hayashi T. 1957. Conversion of tryptophan to indoleacetic acid by
the sap of immature kernels of rice plants.— J. Agric. Chem., Soc. Japan, 31,
468.
Murofushi N., Yokota T., Takahashi N. 1971. Structures of gibberellins A3S and Aw
from immature seeds of Calonyction aculeatum.— Agric. and Biol. Chem., 35,
441.
238
Nagao М., Ohwaki J. 1955. The action of transcinnamic and 2,3 5-triodobenzoic
acid in the rice seedling.— Sci. Repts Tohoku Univ., 21, 96. ’
Neish A. C. 1964. Major pathways of biosynthesis of phenols. In: Biochemistry of
phenolic compounds. Acad. Press, p. 295.
NeSkovicC.M., Burnett D. 1966. Identification of Try and IAA in pea shoot
extracts.— Arch., Biol. Sci., XVlil, 3.
Neumann J., Avron M. 1967. Oxidation of phloridzin by isolated chloroplasts.—
Plant and Cell Physiol., 8, 241.
Nidergang-Kamien E., Leopold A. C. 1957. Inhibitors of polar auxin transport.—
Physiol., plantarum, 10, 29.
Nitsch J. P., Nitsch C. 1955. The separation of natural plant growth substances by
paper chromatography.— Beitr. Biol., Pflanzen, 31, 387.
Nitsch J. PNitsch C. 1956. Studies on growth of coleoptile.— Plant Physiol., 31,
94.
Nitsch J. P., Nitsch C. 1962. Phenolic compounds and plant growth.— Ann. phy-
siol vegetal., 4, 211.
Noddle R. C., Robinson D. R. 1969. Biosynthesis of abscisic acid. Incorporation of
radiativity from (2- 14C — mevalonic acid by intact fruit.— Biochem. J., 112,
547.
Nooden L. D. 1968. Studies on the role of RNA-synthesis in auxin induction of
cell enlargement.— Plant Physiol., 43, 140.
Nooden L. D., Thimann К. V. 1963. Evidence for a requirement for protein synthe-
sis for auxin-induced cell enlargement.— Proc. Nat., Flood. Sci., USA, 50, 194.
Nooden L. D., Thimann К. V. 1965. Inhibition of protein synthesis and of auxin
induced growth by chloramphenicol,— Plant Physiol., 40, 193.
Nooden L. D., Thimann К. V. 1966. Action of inhibitors of RNA and protein-syn-
thesis on cell enlargement-Plant Physiol., 41, 157.
Nutile G. E. 1945. Inducing dormancy in lettuce seed with coumarin.— Plant Physi-
ol., 20, 433.
Obreiter J. B., Stowe В. B. 1964. Carboxymethylcellulose: A binder for thin layer
chromatography of lipids and indoles.— J. Chromatogr., 16, 226.
Ockerse R., Galston A. 1967. Gibberellin — auxin interaction in pea stem elongati-
on.— Plant Physiol., 42, 47.
Ohkuma K., Addicott F. T„ Smith О. E., Thiessen W'. F. 1965. The structure of
abscisin IL—Tetrahedron Letters, 29, 2529.
Ohkuma K-, Lyon J. L., Addicott F. T., Smith О. E. 1963. Abscisin II — an ab-
scission-acceleration substance from young cotton fruit.— Science, 142, 1592.
Ohwaki J. 1970a. Thin-layer chromatography of diffusible auxin.— Sci. Repts
Tohoku Univ., Ser., 4, 35, 69.
Ohwaki J. 1970b. Diffusible and extractable auxins in relation to the growth pat*
tern.— Sci. Repts Tohoku Univ., ser. 4, 35, 91.
Oparin A., Kurssanow A. 1929. Inaktivierung von Fermenten durch Gerbstoffe.—
Biochem. Z„ 209. 181.
Oritani T., Yamaskita K. 1970. Studies on abscisic acids.— Agric. and Biol. Chem.,
34, 108.
OsborneD. 1968. Defoliation and defoliants.— Nature, 5154, 564.
OsborneD., McCalla D. 1961. Rapid bioassay for kinetin and kinin using senescening
leaf tissue.— Plant Physiol., 36, 219.
Oshio H., Ishizuka K., Mitsui S. 1971. Inhibitory effects of coumarin on rice seed
germination.— Nip. dojo hirugogaki Zasshi, 42, 345.
Overbeek J. E., Mason M„ Jona R. 1967. Dormin-inhibitor of plant syn-
thesis.— Science, 156, 1497.
Paleg L. 1961. Physiological effects of gibberellic acid. 111. Observation on its mode
of action on barbey endosperm.— Plant Physiol., 36, 829.
Parihier B. 1965. Die Wirkungen verschiedener Antibiotika auf RNS- und Proteln-
Synthesen in Kinetin behandelten Blattgeweben.— Flora, 156, 344.
Patil S., Dimond A. 1968. Effect of phenols and cytocinins on polygalacturonase
production.— Phytopathology, 58, 868.
Paulet P-, Lioret C. 1966. La neoformation de bourgeons ches Nicotiana — In:
Les phy tohormons et I’organogenese Liege, 341.
239
Paulet P., Nitsch J. 1963. Etude preliminare du bourgeonnement in vitro N. glauca,
N. suaveolenset leur hibride.— Bull. Soc. bot. France, HO, 361.
Pearson J. A., Wareing P. 1969. Effect of abscisic acid on activity of chromatin.—
Nature, 221, 672.
Pertey J. E.,Stowe B. 1966. On the ability of Taphrina deformance to produce IAA.—
Plant Physiol., 41, 234.
Perry T. 1971. Seasonal and genetic differences in fats, phenols, Isozymes. — Fo-
rest Sci., 17, 209.
Pfeffer W7. 1904. Pflanzenphysiologie. II. Kraftwechsel. 2 Aufl. Leipzig, W. Engel-
mann.
Phelps R. H., Sequeira L. 1967. Synthesis of indoleacetic acid via tryptamine by
acell-free system from tobacco terminal buds.— Plant Physiol., 42, 1161.
Phillips J. D. 1971a. Abscisic acid inhibition of root nodule initiation.— Planta,
100, 181.
Phillips J. D. 1971b. Effect of relative hormone concentration on lAA-gibberel-
iin interaction.— Planta, 96, 27.
Phinney В. O. 1961. Dwarfing genes in Zea mays and their relation to the gibberel-
lins.— In: Plant growth regulotors Ames, p. 489.
Phinney B. 0., Spector C. 1967. Genetics and gibberellin production in the fungus
Gibberella fujikuroi.— Ann. N. Y., Acad. Sci., 144, 204.
Phinney B. 0., West C. A., 1957. Gibberellin-like substances from higher plants.—
Abstr. Papers 132 Meeting Amer. Chem. Soc., N. Y., p. 8.
Phynney В. O., West С. A. 1961. Gibberellins and plant growth.— Handbuch der
Pflanzenphysiologie, 14, 118.
Pientazek J., Borkawska J. 1971. The application of apple callus for bioassays.—
Bull. Acad, polon., XXX, 527.
Pieniazek J., Grochoaska Л4. 1967. The role of natural growth inhibitors (Abscisin
II) in apple seed germination and the changes in the content of phenolic sub-
stances during stratification.— Acta bot. polon., XXXVI, 579.
Pieniazek J., Rudnicki R. 1967. The presence of abscisin II in apple leaves and
apple fruit juce.— Bull. Acad, polon. sci., ser. biol., 15, 251.
Pieniazek J., Rudnicki R. 1971. The role of abscisic acid (ABA) in the dormancy
of apple buds.— Bull. Acad, polon. sci., ser. biol., 19, 201.
Pieniazek J., Saniewski M., Jankiewicz L. 1970. The effect of growth regulators
on carabial activity.— Tagungsber Dtsch. Akad. Landwiss. Berlin, 99, 61.
Pilet P. E. 1957. Variation de 1’activite des auxines-oxydases dans les racines du
lens.— Experientia, 13, 35.
Pilet P. E. 1963. Action de 1'acide 2,3,5-triiodo benzo ique et du glutathion sur la
morphologic et le catabolisme auxinique vitro.— Physiol, plantarum, 16, 229.
Pilet P. E. 1965. A polar transport of radioactivity from 34C-labe!led-p-indolyla.
cetic acid in stems of Lens culinaris.— Physiol, plantarum, 18, 687.
Pilet P. E. 1968. Effect de 1’acide abscissique sur les racines interaction avec t’aci-
de indoi-acetique.— C. r. Acad, sci., D, 267, 1142.
Pilet P. E. 1970. Morphactins, growth and auxin transport.— Experientia, 26, 608.
Pilet P. E., Gaern J.. Hugon E. 1967. Sur le Iransport de la 6-benzylaminopuriпе-
га- 14C.— Physiol, veget., 5, 261.
Plouvier V. 1970. Structure d’heterosides flavoniques par resonance magnetique
nucleaire.— C. r. Acad, sci., D, 270, 2710.
Polachek J., Michajlovski N., Kutachek M., Hobzova J. 1969. Fluorometric estima-
tion of the indole giucosinolate glucobrassicin.— Phytochemistry, 8, 195.
Pollock В. M. 1953. The respiration of Acer buds in relation to the inception and ter-
mination of the winter rest.— Physiol, plantarum, 35, 975.
Porter N. G., Stewentnck R. F. 1966. An abscission-promoting factor in Lupinus
luteus.— Life Sci., 5, 2301.
Pouget R. 1963. Recherches physiologiques sur le repos vegetative de la vine.—
Ann. ameliorat. plantes, ser. 1, 1.
Pridham f. B. 1960. The formation and possible function of phenolic glucosides.—
In: Phenolic in plants in health and disease. London, Pergamon Press, p. 9.
Priestly J. H., Swingle C.F. 1929. Vegetative propagation from the standpoint of
plant anatomy.— Techn. Bull. U. S. Dept Agriculture, 151.
240
PurvesW. К., Hillman W. S. 1959. Experimental separation of gibberellin and au-
xin action in etiolated pea epicotyl sections. — Physiol, plantarum, 12, 786.
Pryce R. J. 1971. Lunularic acid, a common endogenous growth inhibitor of liver-
worts.— Pl anta, 97, 354.
Raa J., Overeem J.C. 1968. Transformation reaction of phloridzin in the presence
of apple leaf enzymes. — Phytochemistry, 7, 721.
Raj R. K., Hutzinger 0. 1970. Indole auxins. X. —Canad. J. Biochem., 48, 664.
Rajagopal R. 1968. Metabolism of indole-3-acetaldehyde, II. — Physiol, plantarum,
21, 1076.
Raven J. 1968. The action of phlorizin on photosynthesis and light-stimulated ion
transport.— J. Exper. Bot., 19, 712.
Reed L. 1968. Tryptophan decarboxylation by cell free extract of Alaska pea epico-
tyls.— Biochemistry and physiology of plant growth substances. Ottawa, Runge
Press, p. 243.
Reifer J., Muszynska G., Вег E. 1968. Natural inhibitors in higher plants.— Bull.
Acad, polon. sci. ser sci. biol., 16, 9.
Reinders-Gouweniak C. .4. 1965. Physiology of cambium. — Handbuch der Pflan-
zenphysiologie, Bd. XV/I, S. 1077.
Reinert J. 1958. Morphogenese und ihre Kontrolle an Gewebekulturen ausCarroten.—
Naturwissenschaften, 45, 344.
Riddle V. Mazelis M. 1964. A role for peroxidase in biosynthesis of auxin.— Na-
ture, ’202, 391.
Riddle V., Mazelis M. 1965. Convertion of tryptophan to indole acetamide and
further convertion to 1AA by plant preparations — Plant Physiol., 40, 48J.
Roberts D., Heckman R. 4., Hege В. P., Beilin S. A. 1968. Synthesis of (RS)-abs-
cisin. — J. Org. Chem., 33, 3566.
Robinson P., Wareing P. 1964. Chemical nature and biological properties of inhibi-
tors.— Physiol, plantarum, 172, 314.
Robinson P., Wareing P., Thomas J. 1963. Isolation of the inhibitor varying with
photoperiod.— Nature, 199, 875.
Roubaix J., Lazar 0. 1960. The inhibitory substances contained in sugar beet glo-
merules.— In: Phenolics in plants in health and disease. Oxford, Pergamon
Press, p. 35.
Rucher W., Paupordin C. 1969. Action de quelques acides phenols sur la rhizogenese
des tissues.— C. r. Acad, sci., D, 268, 1279.
Ruddat M., Hartmann E., Lang A. 1965a. Biosynthesis of steviol.— Arch. Biochem.
and Biophys., 110, 496.
Ruddat M., Hartmann E., Lang A. 19656. Convertion of steviol to gibberellin-like
compound by Fusarium moniliforrae.— Arch. Biol, and Biophys., 187.
Rudnicki R. 1969. Studies on abscisin II in apple seeds.— Planta, 86, 63.
Rudnicki R. 1971. Biosynteza i przemiany kwasu abscysynowego w roslinach.—
Postepy biochem., 17, 43.
Rudnicki R., Antoszewski R. 1968. Labelling of abscisic acid (Dormin) with carbon-14
in strawberry by means of photosynthesis.— Bull. acad. polon. sci., XVI, 447.
Rudnicki R., Pieniazek J. 1970. The changes in concentration of abscisic acid
in developing and ripe apple fruits.— Bull. acad. polon. sci. ser. Il, 18, 577.
Rudnicki R., Suszka B. 1969. Abscisic acid in nondormant seeds of sever maple
(Acer saccarinum L.).— Bull. Acad, polon. sci., ser sci. biol., 17, 325.
Russet D. W., Galston A. W. 1967. Flavonoid complexes in Pisum sativum.
IV.— Phytochemistry, 6, 791.
Russel D. W.,Galston A. W. 1969. Blockage by GA phytochrome effects on growth.—
Plant physiol., 44, 1211.
Ryugo K. 1969. Abscisic acid content of the beta inhibitor complex in the Prunus
endocarp.— J. Amer. Soc. Hortic. Sci., 94, 5.
Sachs R. N., Bretz C. F., Lang A. 1959. Shoot histogenesis. The early effects of
gibberellin upon stem elongation: in two rosette plants.— Amer. J. Bot., 46,376.
Sachs R-, M., Lang A. 1957. Effect of gibberellin on cell division in Hyoscyamus.
— Science, 1144.
SachsR. M., Lang A. 1961. Shoot histogenesis and the subapical meristem. — 4th.
Conf, on Plant Growth Regulat. Iowa Press, 567.
241
Saito J., Ogasawara R. 1960. Studies on rooting of cuttings. Mig. Nipp. Ringaxu
Kaishi, 331.
Samisch R. 1954. Dormancy in woody plants.— Annual Rev., Plant Physiol,
5, 183.
Sankhala N. 1969. Comparative effects of gibberellin, growth retardants and mor-
phactins.— Current Sci., 38, 522.
Sankhala N., Sankhala D. 1967. Morphactin-kinetin interaction in lettuce seed ger-
mination.— Planta, 76, 47.
Sankhala N., Sankhala D. 1968, Interaction between growth regulators and (+)
abscisin in seed germination.—Z. Pflanzenphysio]., 58, 402.
Sato M. 1966. Metabolism oi phenolic substances by chloroplasts, II.— Phytoche-
mistry, 5, 385.
Sato M. 1969. The conversion by phenolase of p-coumaric acid to caffeic acid with
special reference to the role of ascorbic acid. — Phytochemistry, 8, 353.
Schaeffer С. IF., Bata J. G., Sharpe F. 1967. Scopolelin and polyphenol-induced
lag period in peroxidase catalyzed oxidation of IAA.— Physiol, plantarum, 20
342.
Schmitz R., Skoog F., Hecht S., Leonard N. 1971. Cytokinins. Phytochemistry, 10,
275.
Schneider G. 1969. Eine neue Gruppe von synthetischen Pflanzenwachstums-Re-
gulaloren. — Naturwissenschaften, 51.
Schraudolf H. 1965. Zur Verbreitung von Qlucobrassicin und Neoglukobrassicin in
hoheren Pflanzen. — Experientia, 21, 520.
Schraudolf H. 1966. Stoffwechsel und Umsetzung von L-Tryptophane, — Phyto-
chemistry, 5, 83.
Schraudolf H. 1970. Wachstum VI.— Fortschritte der Botanik, 3, 109.
Schraudolf H., Bergmann F. 1965. Der Stoffwechsel von Indolderivaten in Sinapis
alba L. II. Untersuchengen zu Biogenese und Umsetzung.— Planta, 67, 75.
Schwabe IF. W. 1972. Flower inhibition in Kalanchoe blossfeldiana. — Planta,
103, 18.
Scott H., Schraudolf H. 1967. Die Wirkung einer Derivate der 9-Fluorenol-9-Carbon-
saure auf Regeneration von Begonia rex. — Z. Pflanzenphysiol., 56, 387.
Sembdner G., Weiland J., Aurich O., Schreiber K. 1970. Gibberellin-glucosides in
higher plants.— Zesz. nauk. Univ. Toruniu, 23, 191.
Seth A., Davies C., Wareing P. F. 1966. Auxin effects on the mobility of kinetin in
the plant.— Science, 587.
Seth A., Wareing P. F. 1964. interaction between auxin, gibberellins and kinins
in hormone-directed transport. — Life Sci., 3, 1483.
Sherwin J. E., Purves W. Y. 1969. Tryptophan as an auxin precursor in cucumber
seedlings.— Plant Physiol., 44, 1303.
Shibaoka H. 1961. Studies on the mechanism of growth inhibiting effect of lighl.—
Plant Cell Physiol., 2, 175.
Shibaoka H. 1962. Comparalive studies on the growth inhibition by caffeic and
transcinnamic acid_______Bot. Mag., 75, 264.
Shimada M., Yamadzaki T., Higuchi T. 1970. Metabolism of p-coumaric acid during
lignification of bamboo. — Phytochemistry, 9, I.
Shininger T. L. 1971. The regulation of cambial division and secondary xylem dif*
ferentiation in Xanthium by auxins and gihberellin.— Plant Physiol., 47, 4]7-
Sitte P. 1969. Biomembranen.— Ber. Dtsch. Bot. Ges., 82, 329.
Skoog F., Armstrong D. 1970. Cytokinins.—Annual Rev. Plant Physiol., 21, 359.
SkoogF., Hamzi Q., Szweykowska ALeonardN., Carraway K.., Fuji T., Helgeson J..
Loeppky R. 1967. Cytokinins: Slructure activity.— Phytochemistry, 6, 1169.
Skytt AMuir R. M. 1966. Auxin activity of glucobrassicin.— Physiol, plantarum,
19, 1038.
Sinska I., Lewak S. 1970. Apple seeds gibberellins.— Physiol. v6g6t., 8, 66).
Sondheimer E., Tzoti D. 1971. The metabolism of hormones during seed germination
and dormancy. II. — Plant Physiol., 47, 516.
Sondheimer E., Tzou D., Galson E. 1968. Abscisic acid levels and seed dormancy.—
Plant Physiol., 43, 1443.
242
Sorokin H. P., Mathur S. jV., Thimann K- 1962. The effects of auxin and kinetin on
xylem differentacion in the pea epicotyl.— Amer. J. Bot., 49, 444.
Sorokin H. P. Thimann К. V. 1964. The histological basis for inhibition of axillary
buds in Pisum sativum.— Protoplasma, LIX, 326.
Spector C., Phinney B. 1968. Gibberellin biosynthesis: genetic studies in Gibbe-
rel|a fujikuroi. Physiol, plantarum, 21, 126.
Srivastava В. V. 1964. The auxin in immature corn kernels. Regulateurs natureles
de la croissance v^getale Colloq. internal. CNRS, No 123, 179.
Srivastava В. V. 1968. Acceleration of senescens and of the inscrease of chromatin —
associated nucleases in excised barley leaves by abll.— Bjochim. et biophys.
acta, 169, 534.
Staden J., Bornman С. H. 1970. Cytokinin and gibberellin effects on abscisic acid.—
Afric. S. J. Bot., 36, 207.
Stenlid G. 1963. The effects of flavonoid compound on oxidative phosphoryfalion
of indoleacetic acid.— Physiol, plantarum, 16, 110.
Stenlid G. 1968. On the physiological effects of phlorizin, phloretin and some related
compounds.— Phys, plantarum, 21, 882.
Stenlid G., Saddik K.. 1962. The effect of some growth regulators and uncoupling
agents upon oxidative phosphorylation. — Physiol, plantarum, 15, 369.
Steward F. C., Caplin S. M. 1952. Investigation on the growth and metabolism of
plant cells. III.— Ann. Bot., 16, 477.
Steward F. H., Shantz E. Л4., Pollard J. K-, Mapes M. 0., Mitra J. 1961. Growth
induction in explanted cells and tissues metabolic and morphogenetic manifes-
tations.— 19-th Growth Symposium, 193.
Stodola F. H. 1958. Source book on gibberellin, 1828—1957, U. S. Dept Agric. Peo-
ria, 111.
Stowe B. 1959. Occurrence and metabolism of simple indoles in plants.— Forschr.
chem. Naturstoffe, 17, 248.
Stowe B., Shilke J. F. 1964. Submicrogram indentification and analysis of indole
auxins by gas-chromatography and spectrofluorimetry.— Regulators naturels
de la croissance vegetale. Colloq. internal. CRNS, 123, 409.
Stowe B., Vendrell M., Epstein E. 1968. Separation and identification of indoles
of maize and woad.— In: Biochemistry and physiology of plant growth substab-
ces. Ottawa, Runge Press, p. 173.
Street H. E. 1959. Regulation of growth and differentation in roots.—Proc.. 4-th
Internal. Congr. Biochem., VI.— In: Biochem. of morphogenesis. Pergamon
Press, p. 94.
Street H. E., McGregor S. M., Sussex J. M.. 1954. Effect of IAA and IAN on the
growth of excised tomato roots.— J. Exper. Bot., 5, 204.
Suge H. 1970. Changes of endogenous gibberellins in vernalized radish plants.—
Plant and Cell Physiol., 11, 729.
Suge H., Murakami Y. 1968. Occurrence of a rice mutant deficient in gibberellin-
like substances.— Plant and Cell Physiol., 9, 411.
Summer D., Lyon J. 1967. Effects of abscisin II on seed germination.— Planta,
75, 28.
Sutcliffe J. F. 1960. New evidence for a relationship between ion absorption and pro-
tein turnover in plant cells. — Nature, 188, 294.
Swain T. 1965. Analytical methods of flavonoids.— In: Chemistry and bioche-
mistry of plant pigments. Acad. Press, p. 533.
Tai M., Imber D. 1971. The effect of prolonged 2,4 - D treatment on transpiration
and stomatai distribution in tomato leaves.— Planta, 97, 179.
Tamura 5., NagaoM. 1969. Synthesis of novel plant growth inhibitors structural-
ly related to abscisic acid. — Agric. and Biol. Chem., 33, 296.
Tanaka K. 1968. The pollen germination and pollen tuhe development in Pinus
densiflora.— Sci. Repts Tohoku Univ., XXIV, 1.
Taylor H., Smith T. 1967. Production of plant growth inhibitors from xanthopylls:
a possible source of dormin.— Nature, 215, 1518.
Thimann К. V. 1960. Plant growth. Fundamental aspects of normal and malignant
growth. Amsterdam. Elsevier Publ., p. 748.
243
Thimann К. V. 1965. Toward an endocrinology of higher plants.— In: Recent prog-
ress in hormone research, Acad. Press, 21, 579.
Thieme H. 1964. Die Phenolglucoside det Salicaceen. 2. Miss. — Pharniazie, 19,
471.
Thomas T., Wareing P. F. Robinson P. 1965. Action of the sycampre dormin as
a gibberellin antagonist.— Nature, 205, 1269.
Tietz A., Dorffling K. 1969. Veranderungen in Gehalt von Abscisinsaure und IAA
so wie der Chloropiastfarbstoffe in Pisum Keimlingen durch Gibberellinsaure.—
Planta, 85, 118.
Tillberg J. E. 1968. Effects of inhibitor [J-complex on photosynthetic activity in
chloroplasts.— Z. Pflanzenphysiol., 59, 305.
Tillberg J. E. 1970. Effect of abscisic acid, salicilic acid and trans-cinnamic acid
on phosphate uptake.— Physiol, plantarum, 23, 647.
Tillberg J. E., KylinA. 1966. Oxygen evolution and phosphorulation inScenedesmus
as influences bu beta-inhibitor and phlorizin.— Planta, 71, 130.
Ting-Jun-Chin M. M., Meyer J., Beevers L. 1969. Abscisic acid stimulated rooting
of stem-cuttings.— Planta, 88, 192.
Tinklin J. G., Schwabe W. 1970. Lateral bud dormancy.— Ann. Bot., 34, 691.
Tissui M. 1968. Annual variation of the phenolic compound of the leaves beech (Fa-
gus sylvatica L.).— Physiol, veget., 6, 351.
Tognoni F., Alpi A. 1969. Morphactins, auxin transports and apical dominance in
Pisum sativum.— Vortr. Gesamt. Bot., N 3, 53.
Tognoni F., Hertogh A., Wittwer S. 1967. The independent action of morphactins
and gibberellic acid in higher plants.— Plant and Cell Physiol., 8, 231.
Tolbert A'. E. 1961. Structural relationships among chemicals which act like antigib-
berellins.— Advanc. Chem., 28, 145.
Tomaszewska E. 1964. Phenols und auxin as internal factors controlling leaf abscis-
sion.— Bull. Acad, polon. sci., cl. II, XII, 541.
Tomaszewska E., Tomaszewski M. 1970. Endogenous growth regulators in fruit and
leaf absicssion.— Zesz. Nauk. Univ. Kopernika v Torunu, 23, 45.
Tomaszewski M. 1960. The occurence of p-hydroxybenzoic acid and other simple
phenols in plants.— Bull. Acad, polon, sci., cl. II, 8, 65.
Tomaszewski M. 1964. The mechanism of synergistic effects between auxin and some
natural phenolic substances. Regulateurs naturel es de la croissance vegetale
Colloq. internal. CNS, N 123, 335.
Tomaszewski M. 1970. Auxin-gibberellin interactions in apical dominance. — Bull.
Acad, polon. sci., 18, 361.
Tomaszewski M., Thimann K. F. 1966, Interaction of phenolic acids, metallic ions
and chelating agents on auxin induced growth.— Plant Physiol., 41, 1443.
Torrey J. G. 1953. The effect of certain metabolic inhibitors on vascular tissue dif-
ferentiation in excised pea roots.— Amer. J. Bot., 40, 525.
Torrey J. G. 1959. Experimental modification of development in the root.— In:
Cell organism and mileu. N. Y., Ronald Psess, p. 189.
Torrey J. G. 1965. Physiological bases of organization and development in the
root.— Handbuch der PBanzenphysiologie, Bd. XVI/1, S. 1256.
Towers G. H. 1964. Metabolism of phenols in higher plants and microorganisms.—
In: Biochemistry of phenolic compounds. Acad. Press, p. 249.
Turetskaya R., Kefeli V., Kutalek M., Vackova K., Tshumakovski N., Krupnikova T.
1968. Isolation and some phusiological properties of natural plant growth inhibi-
tors.— Biol., plantarum, 10, 205.
Urban J. 1966. Die FrOhstadien der Adventivwurzelbildung bei Calistegia
sepia.—Flora, 156,388.
V ardor Y. 1959. Some confirmatory experiments performed with CU-IAA concerning
the effect of TIBA upon auxin transport.— Rev. Fac. Sci. Univ. Istamsul.,
Ser. 24, 133.
Varga Л1. 1957. Examination of growth inhibiting substances separated by paper
chromatography in fleshy fruits. — Acta biol. Szeged., 3, 213.
Varga M. 1970. Correlations between the phenol content polyphenolase and peroxi-
dase activity and the growth of rice seedeings. — Riso, 19, 352.
Varga M., Ferenzy L. 1957. Quantitative changes in growth promoting and growth-
244
inhibiting substances in rindite treated and untreated potato tubers.— Acta
bot., 31, 111.
Varga M., Koves E. 1959. Distribution and quantitative changes in the ^-inhibitor
in the various organs. — Acta biol. (Budapest), 9, 369.
Veen H. 1967. On the relation between auxin transport and auxin metabolism in
explants of Coleus.— Planta, 73, 281.
Vegis A. 1963. Climatic control of germination bud break and dormancy.— In:
Environmental control of plant growth. N. Y., Acad. Press, p. 265.
Vegis A. 1965. Bedeutung von Aussenfactoren bei Ruhezustanden bei hoheren
Pflanzen.— Hundbucn der Pflanzenphysiologie, Bd. XV/2 , 534.
Vendrig J. C., Buffet K. 1961. Growth-stimulating activity of transcaffeic acid iso-
lated from Coleus rhenaltianus.— Nature, 192, 276.
Verbeek R., Wyndaele R. 1969. Plantengroeiregulatoren en de kieming von gerst.—
Fermentatio, 65, 103.
Vietez E., Pena J. 1968. Seasonal rhythm of rooting of Salix atrocinerea cut-
tings.— Physiol, plantarum, 21, 544.
VietezE., Seoane E., Gesto D., MatoM. C., Vazquez ACar nicer A., Pena J. 1967.
Substances isolated from woody cuttings of Salix.— Physiol, plantarum,
20, 232.
Villiers T. A. J969. An autoradiographic study of the effect on the plant hormone
abscisic acid on nucleic acid and protein metabolism.— Planta, 82, 342.
Villiers T. A., Wareing P. F. [961. Interaction of growth inhibitor and natural ger-
mination stimulator in the dormancy of Fraxinus exelsior.— Nature, 185, 112.
Vlilos A. J ,Meudt W. 1954. The role of auxin in plant flowering.— Contribs Bo-
yce Tho mpson Inst., 17, 401.
Wada S. 1961.i I.AA-oxidase inhibitors contained in rice coleoptiles. —Sci. Repts
Tohoku Unov., IV, her. B, 27, 237.
Wada S., Naga M. 1961. Effect of guaiacol on the auxin induced growth.— Sci.
Repts Toh oku Univ., IV, ser. B, 26, 181.
Wagenbelh A. N. 1963. Qualitative und quantitative Bestimmung phenolischer
Blattinhaltstoffe.— Arch. Gartenbau, B, 11, 5.
Walewska E. 1966. Wystepowanie pirozydu w subowcach arbutynawych.— Dis-
sert. pharmac. pharmacol. PAN, 18, 75.
Walker M. G. 1968. Action of potato peel extracts in modifying tuber dormancy.—
Nature, 217, 878.
Walton C. N., Sondheinier E. 1972. Metabolism of 2—C14 (4-) abscisic acid in
excised bean axes.— Plant. Physiol., 49, 285.
Wardlaw C. W. 1965. The morphologenetic role of apical meristems fundamental
aspects.— Handbuch der Pflanzenphysiologie, Bd. XV/I, S. 443.
Wareing P. F. 1958. Interaction between IAA and GA in cambial activity.— Nature,
181, 1744.
Wareing P. F. 1961. Dormancy of woody plants.— Recent Advanc. Bot., II, 1216.
Wareing P. F. 1965. Endogenous inhibitors in seed germination and dormancy. Hand-
buch der Pflanzenphysiologie, Bd. XV/2, S. 909.
Wareing P. F., Black M. 1958. Photoperiodism in seeds and seedlings of woody spe-
cies.— In: The physiology of woody trees, N. Y., p. 539.
Wareing P. F., Eagles C. F., Robinson P. M. 1964. Natural inhibitors as dormancy
agents.— Regulateurs natureles de lacroissance vegetale. Colloq. internal. CNRS,
N 123, 377.
Wareing P. FEl-A nt ably H., Good J., Manuel J. 1967. The possible role and mode
of action of abscisin (dormin) in the regulation of plant growth and develop-
ment.— Wiss. Z. Univ. Rostock, 16, 667.
Wareing P. F., Foda H. A. 1956. Possible role of growth inhibitors in the dormancy
of seed of Xanthium and lettuce.— Nature, 178.
Wareing P. F., Foda H. A. 1957. Growth inhibitors and dormancy in Xanthium se-
ed.—Physiol. plantarum, 10, 266.
Wareing P. F., Good J., Manuel J. 1968. Some possible physiological role of absci-
sic acid.— Biochemistry and physiology of plant growth substances. Ottawa,
Runge Press, p. 1561.
245
Wareing P. F., Viliers T. A. 1961. Growth substanses and inhibitor changes in res-
ponse tochiling.— In: Plant growth regulators. Iowa Press, p. 95.
Webb L. 1963. Enzyme and metabolic inhibitors, v. 1. N. Y., London, Acad. Press.
Webb L. 1965. Enzyme and metabolis inhibitors, v. 2. N. Y., London, Acad. Press.
Weigl J. 1969a. Einbau vor Auxin in gequollene Lecithin-Lammellen. —Z. Natur-
forsch., b, 24, 365.
Weigl J. 19696. Spezifitat der Wechselwirkung zur den Wuchsstoffen und Lecit-
hin.— Z. Naturforsch., 24b, 367.
Went F. W. 1926. On growth-accelerating substances in the coleoptile of Avena.—
Proc. Koninkl. Akad. wet. Amsterdam, 30, 10.
Went F. W. 1928. Wuchsstoff und Wachstum.— Rec. trav. bot, neerl., 25, I.
Went F. IR. 1963. The plants.— N. Y., «Time» inc.
Went F. W., Thimann К. V. 1937. Phytohormones. N. Y., Mac Millan.
West C. A., Oster M., Robinson DLew F., Murphy P. 1968. Biosynthesis of gibberel-
lin precusors and related diterpenes.— Biochemistry and physiology of growth
substances. Ottawa, Runge Press, p. 313.
West G. B. 1959. Indole derivatives in tomatoes.— J. Pharmacly and Pharmacol.,
11, 275.
Wetmore R. H. 1953. Tissue and organ culture as a tool for studies in develop-
ment.— Proc. 7-th Internat. Bot. Congr., 369.
Wetmore R. H. 1956. Growth and development in the shoot system of plants.— In:
Cellurar mechanisms in differentiation and growth, p. 173.
Wetmore R. If., Sorokin S. 1955. On differentiation of xylem. —J. Arnold ar-
boret., 36, 305.
Wheeler A. W., Ring H. G. 1968. Conversion of tryptophan to auxin by phenolic es-
ters leaves of dwarf French bean.— Phytochemistry, 7, 1057.
White E. P. 1944. Alkoloids of the Leguminosae. N. Z. J. Sci. and Techno!., 25, 137
(пит. no Larsen, 1967).
Whitmore F. 1971. Lignin formation in wheat coleoptile cell walls.— Plant Physiol.,
48, 596.
Wichner S. 1968. Interactions between plants and epiphytic bacteria regarding
their auxin metabolism. III. The role of lAA-producing bacteria during ether
extraction of IAA from pea plants.— Physiol, plantarum, 21, 1356.
Wichner S., Libbert E. 1968a. Interactions between plants and epiphytic bacteria
regarding their auxin metabolism. I. Detection of IAA producting epiphytic
bacteria.— Physiol, plantarum, 21, 227.
Wichner S., Libbert E. 19686. Interaction between plants and epiphytic bacteria re-
garding their auxin metabolism. II. Influence of lAA-producing epiphytic bac-
teria on short-term !AA-production from tryptophan.— Physiol, plantarum, 21
Wickson M., Thimann К. V. 1958. The antogonism of auxin and kinetin in apical
dominance.— Physiol, plantarum, 11, 62.
Wickson M., Thimann К. V. 1960. The antogonism of auxin and kinetin in apical
dominance. II.— Physiol, plantarum, 13, 534.
Wightmann F. 1962. Metabolism and biosynthesis on 3-indoleacetic acid and rela-
ted indole compounds in plants.— Canad. J. Bot., 40, 689.
Wightmann F. 1964. Pathways of tryptophan metabolism in tomato plants. — Re-
gulateurs naturels de la croissance vegetale Colloq. internat. CNRS, 123, 191.
Wightmann F., Chisholm M. D., Neish H. C. 1961. Biosyntesis of tryptophan and
gramine in young barley shoots.— Phytochemistry, 1, 30.
Wightmann F., Cohen D. 1968. Intermediary stops in the enzymic convection of
tryptophan to IAA in cell-free systems from mung bean seedlings.— Biochemist-
ry and physiology of plant growth substances. Ottawa, Runge Press, p. 273.
Wilkins M. 1969. The physiology of plant growth and development. London,
McGraw Hill.
Williams A. H. 1960. The distribution of phenolic compounds in apple and pear
trees.— In: Phenolic in plants, in health and disease. Pergamon Press, 3.
Williams M. W., Stahley E. A. 1970. N-malonyl-D-tryptophan In apple fruits trea-
ted with succinic acid 2,2-dimethylhydrazide.— Plant Physiol., 46, 123.
246
Winter A., Street H. E. 1963. A new natural auxin isolated from «staled» root cul-
ture medium.— Nature, 198, 1283.
Winter A., Thimann К- V. 1966. Bound IAA Avena coleoptiles. 1966. Plant Phy-
siol., 91, 335.
Witcombe J. R., Hillman J. R., Whittington W. J. 1969. Growth inhibitor in the
seed coat of charlock.— Nature, 222, 1200.
Witham F., Krasnuk Л1. 1971. Chromatographic analysis of cytokinin from tissue
cultures of crown gall.— Plant Physiol., 47, 581.
Wright S. T. 1961. Sequential growth response to giberellic acid, kinetin and in-
dolyl-3-acetic acid in the wheat coleoptile (Triticum vulgare).— Nature, 190,
699.
Wright S. T. 1968. Multiple and sequential role of plant growth regulators. — Bio-
chemistry and physiology of plant growth substances. Ottawa, Runge Press,
p. 521.
Wynn J., Fore W. 1965. The effect of hindered phenols on mitochondrial oxidative
phosphorylation.— J. Biol. Chem., 240, 1766.
Yamane H., Yamaguchi I., Murofushi N. Takahashi N. 1971. Isolation and structure
of gibberellin A35 and its glucoside from immature seed of Cytisus scoparius.
Agric. and Biol. Chema, 35, 1144.
Yanovsky G. 1957. Enzymatic studies with a series of tryptophan autotroph of E.
coli.— J. Biol. Chem., 224, 783.
Yokoi K., Komodo /., Isogal J., Okamoto T. 1971. Detection of abscisic acid in the
scape of Taraxacum.— Sci. Papers Coll. Gen. Educ., Univ. Tokyo, 21, 147.
Zeevaart J. A. 1964. Effect of the growth retardant CCC on floral initiation and
growth in Pharbits nil.— Plant Physiol., 39, 402.
Zenk M. M. 1961. (Indole-3-acetyl)—P-D-glucose, a new compound in the meta-
bolism of IAA in plants.— Nature, 191, 493.
Zenk M. N. 1962. Aufnahme und Stoffwechsel von a-Naphtil-Essigsaure durch Er-
bsenepicotyle.— Planta, 58, 75.
Zenk M. N. 1964. Isolation, biosynthesis and function of IAA conjugates.— Regu-
lateurs naturels de la croissance vegetale. Colloq. internat. CRNS, 123, 241.
Zenk M. N., Scherf H. 1963. D-Tryptophan in hoheren Pflanzen. — Biochim. et
biophys. acta, 71, 737.
Ziegler H. 1970. Morphactins.— Endeavour, 29, 112.
Ziegler H., Kohler D, Streitz B. 1966. 1st 2-Chlor fluorenol - 9-carbonsaure ein Gib-
berellin Antagonist? —Z. Pflanzenphysiol., 54, 118.
Zuiar A., Brown R. 1968. Distribution of labelled plant growth regulators within
ells.— Nature, 220. 500.
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Абсцизовая кислота, абсцизин II (ре-
же абсцизиновая кислота) 26 , 30,
32, 85-87, 89, 92, 136—142, 153—
157
биосинтез 85—88, 211, 216, 217
методы анализа 27, 33, 34, 37—40,
44, 145, 146, 152, 157
разрушение 164, 165
транспорт 103, 193, 198
функции 14, 33, 88—90, 97, 99, 100,
115, 126, 137, 145, 146, 153—157,
167, 186, 188, 198, 202
8-Азагуании 131, 173, 180, 181
Актиномицин 171, 173, 176, 182, 186
а-Амилаза 143, 197
Антибиотики 131, 182
Антоцианы 70
Антраниловая кислота 50, 78, 187
Арбутин 97
Ауксины (см. также'индолил-3-уксус-
ная кислота и фитогормоны)
8, 9, 11, 12, 17, 23, 24, 27, 43, 96, 105,
125, 137, 140, 189, 190
Ауксиноксидаза, оксидаза ИУК 82,
130, 198, 200—201
Ауроны 31, 162, 166, 184
Биопробы 10, 17, 19—21, 44—47, 53
чувствительность 17—20, 186
специфичность 17—21
5-Бромурацил 173—174
Вакуоли 174, 176, 186
Ванилиновая кислота 199
Высокорослые растения 104—121, 133
Галловая кислота 79, 143, 187
Геотропизм 123, 191
Гера нил-гераниолфосфат 83, 84
Гиббереллины 27, 83, 95, 100, 108, 133,
137, 138, 148, 192, 205
биосинтез 83, 84, 89—93, 211
методы обнаружения 20, 21, 27
свойства 12, 94—96, 100, 108, 133,
137, 138, 148, 194, 204, 205
транспорт 12, 96, 102, 107, 108
Гидразид малеиновой кислоты (ГМК)
186, 190—194, 202
Р-Гликозидаза 165
Глюкобрассицин 28, 55, 59, 65—67
Гормоны 17—2], 93—127, 195—201
индукторы 128, 208, 209, 220
стационарное действие 127, 128, 209
Деление клеток 19, 20, 121—123, 128—
132, 176—178, 180, 181, 198
Диазотированная сульфаниловая кис-
лота (ДСК) 31, 32
я-Диметилами нокоричный альдегид 32
2,4-Ди нитрофенол (ДНФ) 97, 179, 180,
181, 195, 196
Диурон 171, 177, 178, 182, 183
Дифференциация тканей и органов
93—96, 124, 126, 127, 131, 144, 209
2,4-Дихлорфеноксиуксусная кислота
(2,4-Д) 64, 176
Диэтилдитиокарбамат (ДЭТК) 81
Зеатин и его производные 13
Изолированные клетки 19
Изолированные ткани 20, 21, 52—54,
187
Изосалипурпозид 37, 38, 74—76, 142,
150, 151, 157, 158, 161, 162, 184
Ингибнтор-бета 30, 97, 100, 111, 150,
196—198
Ингибиторы метаболизма 169, 171, 180,
181, 195
248
ингибирование наркотическое 182,
183
специфическое 183
чувствительность 172—174, 181
эффект дозы 48, 169, 170, 190
Ингибиторы роста природные (см.
также абсцизовая кислота и феноль-
ные ингибиторы) 195, 197,198, 200—
203
биосинтез 74, 76, 92, 98
методы анализа 17, 23, 34, 35, 37, 48,
19, 109
разрушение 158, 159, 163, 164
функции 14, 80, 81, 92, 99, 100,
108, 116, 125, 126, 133, 134, 138, 140,
143, 145, 151, 157, 167, 189, 190, 191,
195, 197, 198, 200—203, 218
Индол 3), 51, 61, 66
Индол ацетальдегид 62, 65
Индолацетамид 28, 53, 54—60, 63, 65,
66, 81, 82
Индолацетаспарагиновая кислота
(ИААсп) 55. 56, 64, 65
Индолацетглюкоза (ИУК-глюкоза)
29, 42, 53—67, 81, 82
И идол ацето нитрил (ИАН) 53, 55, 60,
65—67, 77
Индолглицерсфосфат 50, 78
Иидолилкарбоновая кислота 53
Индол ил масляная кислота 64
Индол ил пировиноградная кислота
(ИПВК) 61, 62
Индолилпропионовая кислота 64
Индолил-З-уксусная кислота, ИУК,
гетероауксин 24, 26—28,34,40, 79, 92,
96, 101
биосинтез 16, 53, 56, 60, 63—67, 77,
122
детоксикация" 66, 198
методы анализа 42, 44, 46—48, 53,
56, 65, 66
разрушение 82, 130, 198
свойства 95, 107, 112, 122—125, 128,
137, 140, 150, 170, 173, 174, 179, 187,
190, 191, 193, 204
транспорт 101, 102, 138, 147
Индольные вещества 26—41, 61, 91, 92,
212
в высших растениях 50—62, 64, 65,
79, 91
в микроорганизмах 51, 52, 54, 62, 79,
91, 92, 212
Каллусы (каллюсы) 11, 12, 20
Камбий 93, 95
Карликовые растения 95, 104, 105, 112,
119
Каротиноиды 88, 89
Катехины 31
Каурен и его производные — 83 , 85,
87, 211
Кверцетин 76, 92
Кверцетин-3 -гл юкози л-п-кумар ат
(КГК) 36, 39, 71, 72, 80, 110, 112,
115, 116, 121, 217
Кверцитрин 76, НО
Кемпферол 82
Кинетин 19, 20, 96, 123
Кинуренин 59
Клубни 138, 147
Колеоптили 44, 145, 149, 170, 179, 183,
187, 191
Компа ртментация метаболитов 73—76,
97, 207
Комплексы фитогормоиов с метаболи-
тами 130, 131, 201
Корень 121—127, 182—186
действие фитогормонов 96
заложение 121, 124—127, 131, 132,
134
рост 122, 128, 131, 132, 134, 146, 156,
181, 188
Коричная кислота 69 , 72, 90 , 99, 142,
196
Коренобразование 178, 190, 191
Корни изолированные 123, 179, 180-
Корни придаточные 181
действие ауксинов 134
ингибиторов 181, 185—189
заложение 122—132, 213
Корреляции 96, 135, 138
Кофейная кислота 36, 47, 69, 71,74, 79,
82, 109, 123, 143, 196
Ксантоксин 9
Ксилема 95, 96
Культура тканей^20,' 21, 94, 209
249
Кумарин и его производные 77, 94, 97,
99, 143, 144, 147, 182, 193
л-Кумаровая (п-оксикоричная) кисло-
та 36, 38, 42, 45, 69, 70, 72, 74, 79, 80,
81, 109, 110, 123, 133, 143, 155, 156,
187—199, 200
Лейкоантоцианы 31
Лигнификация 95, 138—139
Лют₽олин 165
Малонилтриптофан 28 , 55, 56, 60—64,
92
Мевалоновая кислота 89, 202, 211
Меристемы 94, 121, 122, 180, 191
Метилтриптофан 55
Морфактины 90, 190—194, 205
Морфогенез 96, 112—115
Нарингеннн 77, 78, 92, 143, 165, 196
а-Нафтилуксусная кислота 125, 176
Неоглюкобрассицин 28, 53, 55
п-0ксибензойная кислота 94, 125, 187
Онтогенез 128
Опадение листьев 137—139, 207
Органогенез 94—96, 127, 128
Пирокатехин 143, 197
Покой 15, 134, 136, 138—168, 205
Почки
заложение и рост 140, 144
покой 139—142, 151, 158
распускание 150, 167, 191, 209
Префеновая кислота 78
Протокатеховая кислота 79
Растяжение клеток 17, 105, 181, 182,
186
Регенерация 124, 129, 130, 219
Резорцин 32, 143, 187
Ризокалин 126
Рост растений 8, 10, 104—121, 130,
133, 134, 169, 188
Салипурпозид 162, 165
Салициловая кислота 143, 195, 196
Салицин 9
Сальковского реактив 32, 41, 56
Свет, действие на морфогенез 112, 115
природные ингибиторы 116—118
синтез фенолов ИЗ—118
фотосинтез 69—76
Семена 143—147, 153—157
покой 143—145
прорастание 143, 144, 147, 153—157,
167
созревание 15
Симазин 171, 178
Синаповая кислота 69, 97
Синода проба 32
Скополетин 197
Спирты многоатомные 182
Стебель, рост 94, 95, 98, 104, 105, 112,
121, 133, 134, 138, 149, 150, 155, 156,
167, 169, 179, 194
Стевиол 85
Терпеноидные ингибиторы (см. так-
же абсцизовая кислота и ксаито-
ксин-9)
Тирозин 69, 187
Токсические продукты 97
Триаодбензойная кислота (ТИБК)
190, 191, 194, 197, 202, 205
Триптамин 53, 54, 58, 62, 66, 82
D-Триптофан 59, 60, 65
L-Триптофан 50, 54, 55, 57, 59, 60—67,
81. 82, 90—92, 121, 200
Фазеолевая кислота 14
Фенилаланин 69, 78
Фенолкарбоновые кислоты 69—71, 73,
75, 77, 125, 151, 164, 166, 168, 198
Фенольные ингибиторы (см. также
ингибиторы роста природные)
биосинтез 74, 76, 91, 92, 186, 207, 210
методы определения 109
функции 100, 121, 134, 135, 147, 149,
157, 167, 169, 175, 182, 186, 195, 197
Фенолы (полифенолы) 73, 77, 78, 80—
82, 97, 98, 116, 143, 144, 182, 187
Фенол-гликозиды 34
Феруловая кислота 27, 69, 71, 143
Фитогормоны, гормоны растений 50—
92, 121, 158, 193
250
атрагирующее действие 107, 130, 134
биосинтез 208, 209, 213
взаимодействие друг с другом 96,
107, 108
с природными ингибиторами 101, 108,
111, 112, 137, 149, 194
с синтетическими ингибиторами 185
методы анализа 43
транспорт 93 , 96, 101—104, 137
функция 121, 158, 193—195, 200—•
205
Флаваноиды (см, также флавонолы,
флавоны) 77, 86, 97, 197
Флаванолы 32, 134, 166
ацилированные гликозиды 39
гликозиды 24, 70, 116, 165, 166
Флавононы 70, 72
Флавоны 32, 166
Флоретин 39, 79, 162—164, 166
Флоридзин 26, 39, 74, 79, 97, 134, 158,
162—168, 185, 187
Флороглюцин 32
Флоэма 124
Фотоморфогенез 70, 72, 112, 113
Фототропизм (см. тропизмы) 16
Халконы 37, 77, 97, 162, 165, 166, 196
Хиноны 198
Хлорамфеникол 171, 173, 175, 177
Хлорогеновая кислота 72
Хлорхолинхлорид (ретардант ССС)
190—193, 202, 205
Хоризмовая кислота 77, 78, 91
Хроматография ауксинов и ингибито-
ров 21—40
Цитокинины (реже кинины) 13, 91, 96,
123, 204, 205, 217
Черенки 50, 66, 70, 77, 124, 128, 129,
134
Шикимовая кислота 91, 202, 211
Экспланты (эксплантаты) 137
Эпифитные бактерии 54
Эриодиктиол 165
Эрлиха реактив 32, 41
Этилен 137
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие........................................................ 5
Введение................................................................. 7
Глава 1. Основные сведения о фитогормонах и природных ингибиторах It
Глава II. Принципы анализа фитогормонов и природных ингибиторов роста 16
Обнаружение регуляторных функций фитогормонов и ингибиторов ... 16
Метод биотестов......................................................... 17
Хроматографическое разделение экстрактов................................ 21
Некоторые количественные методы определения природных регуляторов
роста....................................................................... 41
Анализ взаимодействия регуляторов роста..................................... 44
Глава III. Биосинтез фи то гормонов и природных ингибиторов .... 50
Биосинтез индольных соединений.............................................. 50
Биосинтез фенольных ингибиторов роста....................................... 68
Роль фенолов в образовании ауксинов......................................... 78
Биосинтез гиббереллинов..................................................... 83
Биосинтез абсцизовой кислоты................................................ 85
Участие природных ингибиторов в образовании гиббереллинов .... 89
Общие вопросы взаимодействия фитогормонов и ингибиторов на уровне
биосинтеза.................................................................. 91
Выводы...................................................................... 91
Глава IV. Функции фитогормонов и природных ингибиторов в вегетирую-
щем £растении..................................................... 93
Роль фитогормонов и природных ингибиторов в росте надземных частей
растений ................................................................. 93
Транспорт ауксинов и других регуляторов роста ............................. 101
Рост надземных органов у высокорослых и низкорослых растений в связи
с изменением активности фитогормонов и ингибиторов ........................ 104
Заложение, рост, регенерация корней. Роль природных регуляторов рос-
та в этих процессах....................................................... 121
Основные этапы корнеобразования и функции природных регуляторов 127
Выводы..................................................................... 133
Глава V. Регуляторные функции природных ингибиторов роста и период
покоя............................................................... 135
Отдельные этапы покоя растений............................................. 135
Природные ингибиторы, ауксины и покой растений ............................ 136
252
Роль природных ингибиторов в процессе покоя растений............... 142
Функции фитогормонов и ингибиторов в период выхода растений из состоя-
ния покоя.......................................................... 147
Природные ингибиторы роста и прорастание семян..................... 153
Превращение природных ингибиторов при контакте с различными расти-
тельными тканями..................... 157
Выводы .......................................................... 167
Глава VI. Особенности тормозящего действия природных ингибиторов
роста............................................................. 169
Действие метаболических ингибиторов антибиотиков на рост биотестов 169
Сравнение действия природных ингибиторов роста, антибиотиков и не-
которых растворителей на рост отрезков колеоптилей и образование
корней у черенков фасоли .......................................... 182
Сравнение особенностей действия природных и синтетических ингибито-
ров на разнообразные формы роста................................... 186
Влияние природных ингибиторов на активность фитогормонов и на неко-
торые метаболические процессы в растениях.......................... 195
Выводы............................................................. 201
Глава VII. Общие вопросы регуляции роста растений ................. 203
Выводы............................................................. 215
Заключение ........................................................ 216
Литература......................................................... 221
Предметный указатель .............................................. 248
Валентин Ильич Кефели
Природные ингибиторы роста и фитогормоны
Утверждено к печати Научным советом
по проблемам химических регуляторов
в растениеводстве и химических средств защити
растений
Редактор И. М. Феодориди
Художник А. А, Брактман
Художественный редактор Т. П. Поленова
Технический редактор Е. Н. Евтянова
Сдано в набор 27/VIII 1973 г.
Подписано к печ. 11/XII-I973 г.
Формат 60Х90*/м Бумага типографская № 1
Усл. неч. л. 16. Уч.-изд. л. 18» Тираж2200,
Т-14817 Тип. зак. 2841 Цена 1 р. 36 к.
Издательство «Наука» 103717 ГСП,
Москва, К-62, Подсосенский пер., 21
2-я типография издательства «Наука», 121099
Москва, Г-99, Шубянский пер., 10
ИЗДАТЕЛЬСТВО «НАУКА»
Готовятся к печати книги:
МИРОСЛАВОВ Е. А. В монографии дана характеристика
СТРУКТУРА И ФУНКЦИЯ ЭПИД!Р- МИСА ЛИСТА ПОКРЫТОСЕМЕ ИНЫХ РАСТЕНИЙ различных типов клеток эпидермаль- ной ткани, особенно их субмикроско* нической организации. Подробно опи-
18 л. 1 р. 60 к. саиа субмикроскопическая организа- ция замыкающих клеток устьиц. Сде- лана попытка пересмотреть классиче- скую теорию механизма устьичных движений.
НОВОСТИ СИСТЕМАТИКИ ВЫСШИХ РАСТЕНИЯ. 1974. Т. 11. Очередной том ежегодника содержит описания вновь открытых таксонов,
25 л. 2 р. 75 к. результаты ревизии ранее известных и сообщения о новых флористических находках на территории СССР. Эти статьи служат основой для непрерывно продолжающихся изданий «Флор» и «Определителей». Издание рассчитано на ботаников раз- личных специальностей.
НОВОСТИ СИСТЕМАТИКИ НИЗШИХ РАСТЕНИЙ. 1974. Т. И. Очередной том ежегодника освещает результаты исследований низших рас-
25 л. 2 р. 75 к. тений и мохообразных, осуществлен- ных за последние годы. Статьи содер- жат описания новых таксонов водо- рослей, грибов, лишайников, мхов, а также сведения об их распростране- нии в пределах СССР, об экологиче- ской приуроченности и связи с фито- ценозами.
Для получения книг почтой заказы просим направлять по адресу:
117468 МОСКВА В-463» Мичуринский проспект,- 12» магазин «Книга — почтой»
Центральной'конторы «Академкнига»;!
197110 ЛЕНИНГРАД» П-ИО» Петрозаводская ул.» 7,- магазин «Книга — почтой»
СеаеОоЗападной конторы «Академкнига» пли в ближайшие магазины «Академкнига».
АДРЕСА МАГАЗИНОВ г АКАДЕМКНИГА.:
48ОЗЯ1 Алма-Ата. ул. Фурманова. 91/97;
370005 Баку, ул. Джапаридзе, 13;
320005 Днепропетровск, проспект Гагарина,
24;
734001 Душанбе, проспект Ленина, 96;
404033 Иркутск. 33, ул. Лермонтова, 303;
252030 Киев, ул. Ленина, 42;
277012 Кишинев ул. Пушкина,- 31;
443002 Куйбышев, проспект Ленина,- 2;
192104 Ленинград, Д-120, Литейный
проспект, 57;
1 99164 Ленинград, Менделеевская линия, I
199004 Ленинград, 9 линия, 16;
103009 Москва, ул. Горького;: 8;
117312 Москва, ул. Вавилова, 55/7;
630090 Новосибирск; Академгородок; Мор-
ской проспект, 22;
630076 Новосибирск; 01т Красный про»
спект, 51;
620151 Свердловск,- ул. Мамина-Снбнв
ряка, 137;
700029 Ташкент,- ул. К. Маркса. 29;
700029 Ташкент; Л-29; ул. Ленина, 73;
700100 Ташкент, ул. Шота Руставели,- 43;
63 4050 Томск, наб. реки Утайки,- 18;
450075 Уфа, Коммунистическая ул.» 49;
450075 Уфа; проспект Октября,- 129;
720001 Фрунзе, бульвар Дзержинского, 42;
310003 Харьков, Уфимский пер.; 4/6.
Вал»
При|
Утве
по щ
в рас
рост*
Редан
Ху доз
Худо?
Техн и
Сдано
Поди v.
Форме
Ус л. !
Т-148Г
Издать
Москн
2-я тих
Мое к в
ОПЕЧАТКИ
Страница Строна Напечатано Должно бьпъ
54 подпись к рис. 8 3 св. 00:2 100:2
124 16 св. урбан- Урбан
137 19 св. абсцизовую и гибберел- ловую кислоты абсцизовую кислоту и гибберелловую кислоту
147 23 св. не чувствительных к свету у чувствительную к свету
252 2 св. исловие Предисловие
li. И. Кефели