АКТИВАЦИЯ И ИНГИБИРОВАНИЕ ГРАВИТРОПИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ РАСТЕНИЙ С ПОМОЩЬЮ СЛАБЫХ КОМБИНИРОВАННЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

Белова Н. А., Леднев В. В.
Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, 142292 Пущино
Изменение вертикальной ориентации наземных осевых органов растений на горизонтальную сопровождается их изгибом, приводящим к восстановлению первоначального вертикального направления. Реакцию гравитропического изгиба можно наблюдать как на целых растениях, так и на отдельных частях их наземных осевых органов. Имеющиеся данные указывают на ту важную роль в развитии гравитропической реакции, которую играет ферментативная активность Са2+-кальмодулинзависимых киназ. Ранее мы показали, что биоэффекты слабых (сравнимых по амплитуде с земным) магнитных полей (МП) обусловлены их влиянием на скорость некоторых ключевых для функций клетки Са2+-зависимых биохимических реакций, в частности, кальмодулинзависимыми киназами. В связи с этим мы предположили, что слабые МП могут влиять на скорость развития гравитропической реакции растений. Объектом исследования служили верхушечные части (длиной 25 мм) 4-дневных этиолированных проростков проса, выращенных в темноте при 26 0С на дистиллированной воде. Отрезанные участки (отрезки) содержали колеоптиль и часть мезокотиля проростка проса. Отрезки помещали в чашки Петри диаметром 90 мм на фильтровальную бумагу, смоченную 2 мл дистиллированной воды, и в нескольких экспериментах - в водном 2 мМ растворе H2O2 по 15 отрезков в чашку. В каждом эксперименте 30 отрезков экспонировали в экспериментальном МП (опыт) и 30 отрезков - в локальном постоянном МП (контроль) при комнатной температуре (17 - 22 0С). В качестве экспериментальных МП использовали комбинированное МП (КМП), содержавшее колинеарно направленные компоненты: постоянное поле с величиной магнитной индукции В0 = 46,60,1 мкТл и синусоидальное поле с величиной магнитной индукции В1 = 85,70,1 мкТл. Частота f переменного поля настраивалась на резонанс для ионов Са2+ (Са2+-КМП, f = 35,60,1 Гц), для ионов К++-КМП, f = 54,80,1 Гц) и для ионов Mg2+ (Mg2+ -КМП f = 58,70,1 Гц). Угол изгиба в опыте и в контроле измеряли через 2 - 3 часа с помощью транспортира. Экспонирование отрезков в Са2+-КМП сопровождается ускорением роста скорости гравитропической реакции, т.е увеличением средней величины угла изгиба от 35 до 106 % в экспериментах Са2+ -КМП, выполненных при несколько различных условиях. Воздействие К+ -КМП приводит к замедлению скорости гравитропической реакции - угол изгиба в опыте уменьшался в пределах от 30 до 50%. Не обнаружено статистически достоверного эффекта при использовании Mg2+-КМП. Также не обнаружено эффектов КМП всех типов на гравитропическую реакцию отрезков растений в чашках, содержавших раствор перекиси водорода. Полученные результаты свидетельствуют о возможности регуляции скорости гравитропической реакции растений с помощью слабых КМП. Различие знаков эффектов КМП, настроенного соответственно на Са2+ и на К+, а также отсутствие эффекта при настройке на Mg2+ хорошо коррелирует с физико-химическими данными относительно влияния этих полей на скорость ферментативной активности Са2+-кальмодулинзависимых киназ.