За різної концентрації алюмінію

Рис. 3.8. Співвдношення довжини кореня та проростка (см) пшениці

в залежності від концентрації алюмінію (мг/мл)

На графіку можна побачити тенденцію перепаду довжини кореня та проростка у пшениці сорту «Ліра» під впливом різних концентрацій алюмінію у розчині, який додавався до зразків.

Можна зробити висновок, що малі дози алюмінію можуть викликати стимулюючий ефект при проростанні насіння пшениці (від 1 до 100 мг/мл), а концентрації алюмінію понад 100 мг/мл – пригнічують ріст коренів, знижують мітотичну активність клітин меристеми. Оскільки зростання кореня в довжину залежить від інтенсивності поділу клітин і їх переходу до розтягування і збільшення розмірів, то аналіз цих процесів при впливі токсичних агентів дозволяє зрозуміти причини пригнічення кореневого зростання. Показано, що при надлишку алюмінію в середовищі при пророщуванні насіння знижується інтенсивність розтягування клітин в зоні елонгації кореня [2].

Токсична дія алюмінію на рослини проявляється починаючи з концентрації 1 мг/л води, тому використання стічних вод, що містять алюміній, для зрошення сільськогосподарських культур вкрай небажано. Утворюючи нерозчинні сполуки з фосфатами, алюміній порушує їх поглинання корінням, що в результаті призводить до фосфорної недостатності.

Надлишок алюмінію в грунті призводить до деформації органів: листя більшості рослин скручуються, на них з'являються білі плями, падає врожайність зернових культур, що обробляються на кислих грунтах (близько 40 % всіх оброблюваних земель). При випаданні «кислотних дощів» токсичність алюмінію підвищується, оскільки він переходить в розчинний стан і вимивається з глини. При цьому в клітинах кореневої меристеми утворюється весь спектр аберацій геномів, хромосомних і хроматидних.

Вчені Корнельського університету (Cornell University), США, при вивченні сорго цукрового Sorghum saccharatum (L.) Moench., Poaceae, п'ятої за важливістю зернової культури в світі, клонували невідомий раніше ген, що забезпечує стійкість до алюмінію з грунту. Цей ген кодує мембранний переносник, який активується у відповідь на дію алюмінію, і забезпечує вивільнення лимонної кислоти, ефективно зв'язує токсичні іони, і запобігає їх проникненню всередину коренів. За допомогою нового гена вчені вже створили стійкі до алюмінію рослини арабидопсиса Таля (Arabidopsis thaliana (L.) Heynh., Brassicaceae) і пшениці м'якої Triticum aestivum L., Poaceae.

Також в експерименті використовувся метод визначення алюмостійкості зернових культур по індексу довжини коренів. Цей метод розроблено у Всеросійському інституті рослинництва, в його основі лежить облік ступеня гальмування росту зародкових корінців на тлі низького рН. Дозволяє виконувати одночасне тестування багатьох проб сортів і вести відбір алюмостійких особин.

Далі приведена таблиця, де зазначено співвідношення середньої максимальної довжини зародкових корінців всіх проростків, вирощених на провокаційному фоні до середньої максимальної довжини зародкових корінців всіх проростків контрольних рослин. Зіставляючи значення тестованого зразка і сорту-класифікатора, визначають рівень алюмостійкості [1].

Таблиця 3.3