РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТОВ
Опытами с изолированными митохондриями показано, что все изученные галоидфеноксикислоты разобщают окисление сукци- ната и сопряженное с ним фосфорплирование. При этом незамещенная феноксиуксусная кислота даже в высоких концентрациях (10-2 М) оказалась весьма слабым разобщителем; по мере увеличения числа заместителей-галоидов в ядре феноксиуксусные кислоты становились все более сильными разобщителями (табл.
1 и 2).В экспериментах использовались высокоактивные гербициды —
- Д и 2, 4, 5-Т, а также их диортозамещенные аналоги, не обладающие гербицидной активностью, — 2,6-Д и 2,4.6-Т [22]. 2,6-Д была несколько менее токсичной для окислительного фосфорилирования, чем 2,4-Д, тогда как 2,4,5-Т и 2,4,6-Т почти не различались между собой. Можно предположить, что разница между
- Д и 2,6-Д обусловлена несколько большей гидрофильностыо последнего соединения [23]; 2,4,5-Т и 2,4,0-Т могли быть равно эффективными разобщителями вследствие их практически одинаковой растворимости [23]. Таким образом, в опытах с изолированными митохондриями отсутствовала зависимость между гербицидной активностью веществ и их способностью разобщать окислительное фосфорплирование.
Влияние некоторых хлорфеноксикислот на окислительное фосфорилированпе митохондрий из этиолированных гипокотилей сои*
Кислота | Концен трация, моли | Контроль | с тс | Проба |
| ||
до | ДР | Р/О | до | АР | Р/О | ||
Феноксиуксусная | 10-2 | 12,97 | 20,70 | 1,60 | 11,13 | 14,36 | 1.29 |
4-хлорфеноксиуксусная | 10-2 | 9,34 | 13,82 | 1,48 | 3,06 | 0,77 | 0,25 |
(4Х) | 3-10-3 | 11,18 | 16,70 | 1,40 | 8,58 | 6,53 | 0,76 |
2,4-днхлорфеноксиуксус- | 10-2 | 13,62 | 12,32 | 0,90 | 3,07 | ** | 0,00 |
ная (2,4-Д) | 3 ¦ 10-3 | 12,97 | 20,70 | 1,60 | 8,20 | 1,48 | 0,18 |
| 10-3 | 10,58 | 19,75 | 1,87 | 9,58 | 11,23 | 1,17 |
| 5¦10-* | 8,13 | 3,63 | 0,45 | 6,84 | 2,58 | 0,38 |
2,6-дихлорфеноксиуксус- | 10-2 | 10,98 | 10,06 | 0,92 | 7,40 | 2,23 | 0,30 |
пая (2,6-Д) | 3 • Ю-з | 11,72 | 11,39 | 0,97 | 8,02 | 5,31 | 0,66 |
| Ю-з | 8,47 | 8,79 | 1,04 | 8,19 | 6,65 | 0,81 |
2,4,5-трихлорфеноксиуксус- | 3 ¦ 10-з | 14,46 | 13,53 | 0,94 | 3,22 | ** | 0,00 |
ная (2,4,5-Т) | Ю-з | 15,83 | 17,77 | 1,12 | 9,04 | 0,68 | 0,07 |
| 5•10-t | 15,83 | 17,77 | 1,12 | 11,55 | 6,81 | 0,59 |
2,4,6-трпхлорфеноксиуксус- | 3 • Ю-з | 14,46 | 13,53 | 0,94 | 4,80 | ** | 0,00 |
ная (2,4,6-Т) | Ю-з | 10,58 | 16,15 | і ,53 | 4,58 | 3,12 | 0,68 |
| 5-10-4 | 11,72 | 11,39 | 0,97 | 7,88 | 4,18 | 0,53 |
* Определено в мкп томах на 1 мг общего азота за 1 час и исправлено с учетом окисления и фосфорилирования в отсутствие экзогенного субстрата.
Такие же исправления сделаны в табл. 3 и 4.** Убыли неорганического фосфата иг* было; происходил гидролиз фосфорных эфиров.
Возможна различная интерпретация полученных данных. Прежде всего напрашивается вывод, что гербицидное действие галопдфеноксикпслот осуществляется иными путями, чем разобщение окислительного фосфорилирования. Но с другой стороны, нельзя было не предположить, что в растениях in vivo не обладающие гербицидной активностью 2,6-Д и 2,4,6-Т по каким-то причинам не способны достигать митохондрий, осуществляющих окислительное фосфортілпрование.
Для изучения возможности локализации галоидфеноксикислот в субклеточных структурах был поставлен опыт, в котором молодые растения фасоли погружали на 48 час. срезанными стебельками в растворы 2,4-Д и 2.G-Д. После этого из гомогепатов выделяли фракцию структур, осаждающихся в интервале от 5U0 до К! ООО g, куда входили главным образом митохондрии и хлоропласти. Осадок суспендировали в буфере и дважды переоса-
Влияние некоторых хлорфенокеикиелот на окислительное фос- форилированне митохондрий из этиолированных гипокотилей сои (подавление, % к контролю *)
Кислота | до | ДР | Р,0 | до | др | Р/О |
1"-- зг | 3 • ю-» м | |||||
Феноксиуксусяая | 14,1 | 30,6 | 19,2 | — |
|
|
4Х | 67,2 | 94,2 | 83,2 | 23,3 | 60,9 | 45,7 |
2,4-Д | 77,5 | 100,0 | 100,0 | 36,8 | 92,9 | 88,8 |
2,6-Д | 32,6 | 77,7 | 67,3 | 31,6 | 53,4 | 32,0 |
2,4,5-Т | — | — | — | 77,7 | 100,0 | 100,0 |
2,4,6-Т | —¦ |
| — | 66,8 | 100,0 | 100,0 |
Таблица 2 (продолжение)
Кислота | ДО | ДР | Р/О | ДО | ДР | Р/О |
10”3 М | 5 ¦ 10—* М | |||||
Феноксиуксусная | . |
| _ |
|
|
|
4Х | — | _ | — | — | — | — |
2,4-Д | 9,5 | 43,1 | 37,4 | 15,9 | 29,0 | 15,6 |
2,6-Д | 3,3 | 24,3 | 22,1 | — | — | — |
2,4,5-Т | 42,9 | 96,7 | 93,8 | 27,0 | 67,3 | 47,3 |
2,4,6-Т | 56,7 | 80,7 | 55,4 | 32,8 | 63,3 | 47,4 |
* Составлено но данным табл. 1.
ждали. Как показывают результаты опыта, содержание 2.4-Д в растениях фасоли составляло (в мкг на 100 растений) 58, а 2,6-Д — 108. Во фракции структур 2,6-Д, несмотря на чрезвычайно интенсивное поступление в растения, отсутствовала, а 2,4-Д содержалась в структурах в количестве 583 (в мкг на 100 мг азота).
Тем не менее отсутствие 2,6-Д во фракции субклеточных структур можно было бы объяснить лучшей по сравнению с 2.4-Д растворимостью в воде, в результате чего вещество полнее удалялось при промывании осадка. Поэтому бьгл поставлен совершенно аналогичный опыт, в котором сравнивали поведение 2,4,5-Т и 2,4,6-Т, имеющих примерно одинаковую растворимость в воде [23]. Оказалось, что 2,4,6-Т гораздо активнее, чем 2,4.5-Т, проникала в растения фасоли (соответственно 307,4 и 134,6 мкг на 100 растении), тогда как во фракции структур 2,4,6-Т отсутствовала. а 2.15-Т составляла 122,0 мкг на ]Ь() мг азота.
Нужно
заметить, что 2.4-Д и 2.4.5-Т сильно угнетали растения, а 2.Н-Д и 2,4,6-Т не вызывали заметных повреждений.
Полученные результаты дали основание предполагать, что не обладающие j ербицндной активностью 2.(5- Д и 2.4.0 Т в рас.те ниях in vivo не достигают субклеточных структур, поэтому не' могут влиять на протекающие в них процессы, хотя при непосредственном контакте с изолированными митохондриями они оказываются столь же токсичными, как и эффективные гербициды
- Д п 2,4.5-Т. Последние же способны, вероятно, контактировать с субклеточными структурами в растениях in vivo так же, как это имеет место в опытах in vitro с изолированными митохондриями.
Необходимо было выяснить, каким образом обработка растений гербицидами отражается на окислительном фосфорилирова- нии выделенных из них митохондрий. Но прежде чем провести такие опыты, следовало установить, что процесс выделения и отмывания митохондрий не маскирует разобщения окислительного фосфорилирования, если оно имело место под влиянием галоидфеноксикислот.
Митохондрии, выделенные из этиолированных гипокотилей сои, вначале инкубировали 10 мин. в обычной реакционной смеси (без гекеокиназы), куда добавляли 2,4,5-Т или 2,4,6-Т в концентрации 10_3 М, которая почти полностью подавляла фосфори- лирование (см. табл. 1 и 2). При этой инкубации регистрировали поглощение кислорода за 10 мин. Затем отбирали из каждого сосудика 3 мл и дважды промывали митохондрии центрифугированием в буфере при 16 ООО g. После этого в обычной инкубационной смеси изучали окислительное фосфорилировапне. Выяснено, что отмывание митохондрий от токсиканта приводит к практически полному восстановлению сукциндегидрогеназной активности, но процессы фосфорилирования остаются подавленными (табл. 3).
Таблица 3
Степень восстановления окнсленпя и сопряженного фосфорилирования митохондрий после отмывания их от галоидфеноксикислот (в мкатомах на 1 мг общего азота за 1 час)
Вариант опыта | Инкубация | |||||||
с токсикантом | после отмывания от токсиканта | |||||||
ДО | “о | ДО | 0 | ДР | 0 / 0 | Р/О | 0 | |
Контроль | 16,00 | 100,0 | 15,93 | 100,0 | 16,57 | 100,0 | 1,04 | 100,0 |
2,4,5-Т, 10-з м . . . | 5,60 | 35,4 | 15,90 | 99,8 | 8,93 | 53,9 | 0,56 | 53,8 |
Контроль | 14,84 | 100,0 | 9,75 | 100,0 | 8,40 | 100,0 | 0,86 | 100.0 |
2.4.(i-Т, in-:’’ М . . . | 9,09 | 65,3 | 8,00 | 82,1 | 3,84 | 45,7 | 0,48 | 55,S |
То обстоятельство, что нарушенные галопдфенокснкислотами процессы фосфорплирования полностью не восстанавливаются при выделении и промывании структур, дало основания для изучения окислительного фосфорилированпя митохондрий, выделенных 11.1 обработанных гербицидом растений.
Десятидневные растения гороха обрабатывали 2,4-Д или
- Д. растворенными в 20%-ном этаноле, с таким расчетом, чтобы на каждое растение попало приблизительно 25 мкг вещества. Через различные промежутки времени из обработанных и контрольных растений выделяли митохондрии и определяли интенсивность окисления сукцииата и сопряженного фосфорилпрова- ния. Результаты опыта приведены в табл. 4.
Таблица 4
Окислительное фосфорилироваиие митохондрий, выделенных из зеленых растений гороха, обработанных 2,4-Д или 2,6-Д
Вариант опыта | до | АР | Р/О | |||
мкатомы па 1 час на 1 мг азота | °'0 К кон- 1 ролю | мкатомы за 1 чао на 1 мг азога | 0 ' к контролю | абсолют ная величина | 0 К коп- Т {ЮЛЮ | |
| Ч е р | е з один день | и о с л е | о б р а б о | тки | |
Контроль .... | 3,96 | 100,0 | 4,77 | 100,0 | 1,20 | 100,0 |
2,4-Д | 4,66 | ¦117,7 | 3,85 | 80,7 | 0,83 | 69,2 |
|
| Через четыре дня |
| |||
Контроль .... | 4,03 | 100,0 | 4,40 | 100,0 | 1,10 | 100,0 |
2,4-Д | 5,58 | 138,5 | 3,90 | 88,6 | 0,70 | 63,6 |
|
| Через шесть дней |
| |||
Контроль .... | 4,30 | Ю0,0 | 4,90 | 100,0 | 1,14 | 100,0 |
2,4-Д | 7,78 | 180,9 | 5,94 | 121,2 | 0,76 | 66,7 |
|
| Через шесть дней |
| |||
Контроль .... | 3,38 | 100,0 | 4,75 | 100,0 | 1,40 | 100,0 |
2,6-Д | 3,90 | 115,4 | 5,81 | 122,3 | 1,49 | 105,7 |
Митохондрии, выделенные из обработанных 2,4-Д растений, отличались от контрольных повышенной сукциндегпдрогеназпои активностью тем более значительно, чем длительнее был промежуток времени между опрыскиванием и выделением структур. Фос- форилирование митохондрий через один и четыре дня после обработки растений гербицидом было меиее интенсивным, чем в контроле. Через шесть дней митохондрии обработанных растений зте-
рифицировали больше неорганического фосфата (в расчете на
- мг азота структур), чем митохондрии контрольных растений. Тем не менее при всех сроках анализа у митохондрий из обработанных растений степень сопряженности фосфорилирования с. окислением сукцината составляла примерно */з от уровня, достигаемого митохондриями контрольных растений. Следовательно, во всех случаях разобщение окислительного фосфорилирования митохондрий из гороха, обработанного 2,4-Д, было вполне очевидным.
- Д не вносила заметных изменений в интенсивность окисления сукцината и сопряженного фосфорилирования, поэтому величина Р/О для митохондрий, обработанных этим веществом, мало отличалась от контроля (см. табл. 4).
Еще по теме РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТОВ:
- РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТОВ
- Результаты опытов других научных учреждений
- Оценка дифференцирующей способности среды опытов (сроков и пунктов посева)
- Оценка дифференцирующей способности среды опытов (технологий возделывания) Анализ по С.П. Мартынову
- Климат зоны и метеорологические условия в годы проведения полевых опытов
- Публикации результатов исследований.
- ПУБЛИКАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛВДОВАНИЙ
- Обсуждение результатов исследований
- IV. Результаты исследования
- 2.2. Результаты исследований
- Обсуждение результатов
- РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
- ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ