а также декоративных растений (хризантемы,

гвоздики, пеларгонии, фрезии, цимбидиума, гортензии,

нарцисса, лилии, гиацинта, ириса, тюльпана,

гладиолуса) Некоторых физиологов задолго до того,

как они осознали себя в роли биотехнологов,

заинтересовали биорегуляторы растений и ранее всего

стимуляторы роста.

В начале второй мировой войны был открыт

ауксин. Сначала его получали из верхушки колеоптиля

(бесцветного чехла, защищающего первый молодой

лист) кукурузы. Но это был поистине каторжный труд:

за 10 дней восемь лаборанток немецкого биохимика-

фанатика Ф. Кегля переработали 100 тысяч проростков

и получили в результате количество активного

вещества, достаточное лишь для установления кислой

природы ауксина. Для того чтобы таким путем добыть

из колеоптилей кукурузы 250 миллиграммов ауксина,

лаборанткам пришлось бы проработать, не

прерываясь на сон и еду, по крайней мере, 400 лет.

К счастью, вскоре был найден обильный и

доступный источник ауксина. Им оказалась

человеческая моча. Как установили дотошные химики,

в среднем каждый житель планеты ежедневно может

давать для нужд биохимии, физиологии и сельского

хозяйства примерно 1—2 миллиграмма ауксина.

Под названием ауксин объединен целый ряд

веществ — регуляторов роста. Важнейшее из них

получило наименование гетероаукснна и представляет

собой бета-индолил-уксусную кислоту, или ИУК. ИУК в

изобилии образуется микроорганизмами — дрожжами,

грибами и бактериями.

ИУК эффективно используют для ускорения

образования корней у черенков плодово-ягодных и

других растений. В настоящее время синтезирован

целый ряд ауксинов, среди которых особенно большой

активностью обладает бета-нафтил-уксусная кислота

(НУК) .

Близко к группе гетероауксинов стоят

гербициды, представляющие собой производные

фенокси-уксусной кислоты. В культуре клеток, тканей и

органов чаще всего применяют 2,4-дихлорфенокси-

уксусную кислоту (2,4-Д) , 2,4,6-трихлорфенокси-

уксусную кислоту и 2-метил-4-хлорфенокси-уксусную

кислоту. Обладают активностью и используются как

свободные кислоты, так и растворимые в воде

натриевые и аммонийные соли этих кислот, а также их

эфиры. Кроме того, идут в дело еще и этаноламиновые

соли. Эти гербициды были открыты одновременно в

начале второй мировой войны в США и

Великобритании.

2,4-Д может заменить (гетероауксин в культуре

тканей, причем он в 10 с лишним раз активнее

последнего вызывает образование корней, распад

крахмала, усиливает дыхание. Очень слабые

концентрации гербицида действуют благоприятно на

прорастание семян и на развитие микроорганизмов.

В Японии некогда приметили интересное

заболевание молодых растении риса, вызываемое

грибом Gibbcrclla fujukuroi. Наряду с гибелью растений

у некоторых экземпляров, оставшихся в живых, можно

было наблюдать энергичный рост стеблей и листьев.

Как выяснилось, ускорение роста вызывается

соединениями, являющимися продуктами обмена

веществ гриба. Эти вещества (терпеноиды) ,

выделенные в чистом виде получили название

гиббереллинов.

Гиббереллины способны стимулировать не

только рост, но и цветение. Их применяют в основном

для ускорения прорастания ячменя при изготовлении

солода и для повышения урожайности винограда.

Позднее был открыт ряд соединений,

оказывающих сильное стимулирующее действие на

деление растительных клеток — цитокининов. Из них

наиболее активен кинетин. Очень активным

соединением явилась дифенилмочевина, выделенная из

кокосового молока.

Для выявления эффекта действия ростовых

веществ необходимы поразительно малые их

концентрации. Одного грамма гетероауксина,

например, достаточно для 10(в13 степени) растений.

Чтобы рассадить эти растения, предоставив каждому

площадь питания в квадратный сантиметр,

потребовалась бы пашня площадью более 900

квадратных километров. Чтобы развести грамм

гетероауксина до недеятельной концентрации,

необходимо 200 миллиардов литров, для доставки

которых потребовалось бы 400 тысяч

железнодорожных составов.

Активность ростовых веществ растений на

единицу массы по активности не уступает активности

животных гормонов. Так, активность ауксина для овса

превосходит активность эстрона для мышей в 10 раз,

тороксина для человека — в 100 и андростерона для

каплунов — в 1000 раз.

К активным веществам, играющим существенную

роль в культуре тканей, принадлежат и витамины. Так,

тиамин (анейрин, витамин В1) участвует в процессе

роста корней. Многократные пассажи (посевы клеток)

кончиков корней без него невозможны. Для роста

корней, помимо питательных веществ и тиамина,

необходимы и другие витамины. Например, горох и

редис нуждаются еще в никотиновой кислоте, на

томаты благоприятно действует витамин B6 (еще

лучше с никотиновой кислотой) . А вот лен может

обойтись одним тиамином.

В зернах злаков тиамин находится в

алейроновом слое и, следовательно, не может

присутствовать в полированном рисе. Поэтому

преимущественное употребление его в пищу

населением Восточной Азии приводило к вспышкам

бери-бери.

При автоклавировании (автоклавы —

герметичные аппараты для выполнения работ при

повышенной температуре и давлении для

стерилизации) тиамин расщепляется на пиримидин и

тиазол. Для роста корней томата, оказывается,

достаточно одного тиазола, а для некоторых

фитопатогенных грибов — только пиримидина (при

необходимости организм сам синтезирует второй

компонент тиамина) . Возможно, это имеет какое-то

значение при симбиозе (например, у лишайников или

микротрофных растений) , а также паразитизме.

Аскорбиновая кислота (витамин С) важна для

роста побегов. Введение аскорбиновой кислоты

ускоряет укоренение черенков и стимулирует

прорастание пыльцы. Предполагают, что она имеет

отношение к обмену ростовых веществ у растений.

Действие аскорбиновой кислоты основано на ее

окислительно-восстановнтельных свойствах: в

окислительной форме аскорбиновая кислота

превращается в вещество, тормозящее рост. Не

исключено, что она вызывает актизирование ростового

вещества из его неактивной формы.

Культивируемые штаммы дрожжей нуждаются

для своего развития в веществах биоса — комплексе

витаминов. К биосу принадлежит мезоинозит, бнотин

(некогда скоропалительно названный витамином Н, а

ныне зачисленный в группу витамина В) и

пантотеновая кислота. Впрочем, пантотеновая кислота

может быть заменена бета-аланином, при помощи

которого дрожжи, вероятно, сами синтезируют

пантотеновую кислоту. Дрожжи нуждаются и в

тиамине.

Все эти вещества природные штаммы дрожжей

синтезируют сами, а вот культурные дрожжи такую

способность утратили — у них наблюдают постепенно

усиливающуюся гетеротрофность — склонность к

питанию готовыми органическими веществами и

потерю способности к синтезу одного или нескольких

активных веществ биоса.

В никотиновой кислоте нуждаются корни

некоторых растений. Она встречается постоянно у

высших и низших растений. Предполагается, что

никотиновая кислота — универсальное активное

вещество.

Пиридоксин усиливает рост корней, например, у

томатов и моркови. Под влиянием женского полового

Страницы: 1, 2, 3, 4