Страшна хвороба рису, або гиббереллин - гормон росту (частина 1)
"... Я стояв у мовчазному здивуванні. Переді мною був кущ зростанням з людини: листя в долоню, а червоні соковиті плоди завбільшки з великий кавун нагадували суниці. Це і була жахлива суниця ...
Багатометровий горох тягнувся до середини "воронки". Кошик соняшнику в півметра діаметром майже не піднімалася над ґрунтом. Огірки, морква, картопля, суниця, малина, виноград, смородина, аґрус, слива, жито, пшениця, овес, гречка, Буряківка, конопля ... Я ледь дізнавався їх: так були змінені їх розміри і форми "- це слова молодого біолога Артем'єва. картина, яка потрясла його, постала перед ним в біологічній лабораторії на позаземної станції - великому супутнику Землі ... на сторінках науково-фантастичного роману А. Бєляєва "Зірка КЕЦ".
Ну, а як йдуть справи з рослинами-гігантами в дійсності? Отримати рослини таких величезних розмірів можна за допомогою дивного речовини гібереліну. Один лише його кристалик, розчинений у воді, надає воістину чарівні сили стеблах і листю, прискорює їх зростання, цвітіння і дозрівання плодів. Гібереліни, відкриті майже одночасно з ауксинамі, виявилися другий, дуже важливою групою природних регуляторів росту рослин.
Як же були відкриті гібереліни? Рисові плантації в Японії, на Філіппінах та інших державах Південно-Східної Азії здавна піддавалися широко поширеній і небезпечного захворювання під назвою бакане, пли хвороба "поганих пагонів". Страшна хвороба несла з собою голод: стебла рису жовтіли і засихали. Винуватцем цього був особливий гриб "Гібберелла фуджікуроі". Але виявили його тільки після багаторічних нелегких пошуків.
У 1926 році японський фітопатолог Е. Кypocaвa вперше встановив, що хвороба "поганих пагонів" можна викликати штучно. Для цього треба було обробити молоді здорові рослини рису стерильною рідиною, в якій ріс гриб - збудник "бакане". Стало ясно, що ненормальне витягування стебел обумовлено фізіологічно активним речовиною, що виробляється грибом.
Тільки через десять років біохімік доктор Т. Ябута з Токійського університету разом зі своїми помічниками Т. Хаясі і У. Суміко виділив з живильного середовища гриба ця речовина в хімічно чистому вигляді. Кристалики речовини представляли собою складні органічні кислоти дітерпеноідние природи.
Від латинського слова "гібберелла" речовина назвали гиббереллином. Гіберелін володів дивовижною фізіологічної активністю. У великих дозах він викликав симптоми "бакане", а в малих стимулював зростання, наприклад рису, пшениці, ячменю, гороху.
Перед ботаніками відкрилися привабливі перспективи. Але лише в 50-і роки, коли отшумело відлуння Другої світової війни, вчені знову звернули увагу на гібереліни. Їх виявилося багато в грибах - збудників роду фузариум. Відкрили гібереліни і в нижчих, і в вищих рослинах. Їх стали позначати буквою "А" з порядковим номером, який присвоюється кожному новому гиббереллинов: A1. А2 і так далі. Сьогодні вже відомо понад 50 гиббереллинов. З цієї кількості 30 виявлені в рослинах, інші синтезовані різними мікроорганізмами (грибами і бактеріями).
У Москві в Інституті фізіології рослині ім. До А. Тімірязєва АН СРСР в кінці 50-х років вперше почалися роботи по вивченню гиббереллинов, які очолив академік М. Х. Чайлахян. І незабаром до радянським ученим прийшов перший успіх. Вони виростили тютюн Мамонт висотою до 6 метрів. Такого результату вдалося досягти завдяки розчину гібереліну. Його багато разів по краплях наносили на верхівку стебла в концентрації 100 міліграмів на літр. Одночасно інші рослини тютюну обприскували водою. І ті виросли всього лише на три метри. Паралельно з цими експериментами в США в оранжереї одного університету під впливом гібереліну була отримана капуста, у якій замість звичайних качанів були надзвичайно великі 5-метрові стебла.
Отже, в руках людини виявилося сильне засіб впливу на рослини. Сильне і в той же час нешкідливе, тому що гібереліни самі по собі притаманні рослинам. Вони як би показали, які потенційні сили росту є в рослинах. Треба лише вміло ними скористатися.
Це спостерігалося в дослідах з багатьма рослинами, в тому числі з пшеницею. Так, зовсім поготів вчені з Інституту фізіології рослин АН СРСР встановили, що пшениця високорослої сорти Сумиская 29 (немає генів карликовості) дуже чутлива до обприскування гиббереллином. Мексиканська пшениця Сонора 64 (два гена карликовості) вже слабкіше реагувала на обробку гормоном росту. А пшениця Мексика 50 (три гена карликовості) взагалі не реагувала на гиббереллин. Таким чином, був зроблений висновок: чим менше генів карликовості, тим сильніше реакція на гиббереллин, і навпаки.
Результати численних досліджень підтвердили, що карликовість рослин визначена генетично і призводить часто до порушення синтезу гиббереллинов. Але карликові рослини бувають гіббереллінозавісімимі, коли обробка гіббереллнном нормалізує ріст рослини, і гіббереллінонезавісімимі, коли рослини не реагують на гиббереллин. Ось чому іноді обприскування карликових форм розчином цього гормону не давало бажаних результатів, тобто не сприяло нормальному росту.