Фізіолого-біохімічні аспекти реагування рослин на засолення ґрунту (оглядова)

Abstract

На сучасному етапі засолення зазнає близько 20 % орних земель світу, а річні втрати світового сільського господарства, обумовлені поширенням таких земель, сягають близько 12 млрд доларів. Встановлення механізмів, які лежать в основі адаптації рослин до цього екочинника, є актуальною науковою проблемою, важливою як з теоретичної, так і з практичної точок зору. У публікації, на основі аналізу літературних джерел, надана інформація про фізіолого-біохімічні аспекти реагування рослин на засолення ґрунтів. Висвітлено зміни, які виникають в рослині під дією сольового стресу та у процесі протидії йому. Відзначається, що на тлі засолення у рослин може виникати осмотичний стрес. При цьому змінюються параметри, пов’язані з водою, включаючи вміст води у клітині, водний потенціал і осмотичний потенціал. Відбувається зменшення швидкості росту листків, інтенсивності процесу фотосинтезу, зміна стану продихів, гальмується ріст пагонів. Накопичення великої кількості іонів солей змушує рослини використовувати більше енергії на поглинання води з ґрунту та підтримання внутрішнього гомеостазу. Відзначено, що під впливом сольового стресу активізується накопичення активних форм кисню та виникає окисне пошкодження клітин та їхніх структур. Це негативно впливає на стабільність білків. Маркером окислювального пошкодження рослин за умов сольового стресу є й перекисне окислення ліпідів мембран. Показано, що натепер дослідження механізму адаптації рослин до стресу перемістилися із фізіологічного та екологічного рівнів на молекулярний. При цьому встановлено п’ять генів стійкості до солей (SOS1-SOS5). Доведено, що засобом подолання окислювального стресу є активація антиоксидантних ферментів та синтез захисних білків, зокрема білків LEA, які мають здатність протидіяти дегідратації й забезпечувати захист клітин від осмотичного стресу. Наведені факти засвідчують, що відповідь рослин на дію високих концентрацій солей є складною та комплексною і включає багато скоординованих процесів. Низка з них ще знаходиться у стані активного вивчення. Тому успішність з’ясування механізмів солестійкості рослин тісно пов’язана із загальним розвитком науки. На сучасному етапі ступінь деталізації розкриття проблеми суттєво підвищився завдяки застосуванню новітніх методик та технологій, у тому числі й тих, що роблять можливим розкривати сутність адаптаційних процесів, починаючи із молекулярного рівня та реалізації генетичного контролю.