Белова Н. А., Леднев В. В.
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 Са
2+-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 Са
2+-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 H
2O
2 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 = 46,6
0,1
мкТл и синусоидальное поле с величиной магнитной индукции
В1
= 85,7
0,1 мкТл. Частота
f переменного
поля настраивалась на резонанс для ионов Са
2+ (Са
2+-КМП,
f = 35,6
0,1 Гц), для ионов К
+
(К
+-КМП,
f = 54,8
0,1
Гц) и для ионов Mg
2+ (Mg
2+ -КМП
f
= 58,7
0,1 Гц). Угол изгиба в опыте и в
контроле измеряли через 2 - 3 часа с помощью транспортира.
Экспонирование отрезков в Са
2+-КМП сопровождается ускорением
роста скорости гравитропической реакции, т.е увеличением средней
величины угла изгиба от 35 до 106 % в экспериментах Са
2+ -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 Mg
2+-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 Са
2+ и на К
+, а также отсутствие эффекта
при настройке на Mg
2+ хорошо коррелирует с физико-химическими
данными относительно влияния этих полей на скорость ферментативной
активности Са
2+-кальмодулинзависимых киназ.