Ендогенні фітогормони в онтогенезі лептоспорангіатної папороті флори України Dryopteris filix-mas (L.) Schott

Abstract

Методом високоефективної рідинної хроматографії—мас-спектрометрії (ВЕРХ-МС) ідентифіковано комплекс фітогормонів і визначено характер акумуляції й розподілу гіберелової (ГК₃), індоліл-3-оцтової (ІОК) та абсцизової (АБК) кислот в органах спорофіта папороті Dryopteris filix-mas (L.) Schott. упродовж її життєвого циклу. В період інтенсивного росту спорофіта і на початкових стадіях розвитку спор у ваях від мі чено переважання вільних форм АБК і ГК₃ та кон’югованої ІОК, а в кореневищі — кон’югованих ІОК, ГК₃ та вільної АБК. На момент повного дозрівання спор характер акумуляції та розподілу фітогормонів змінився — у ваях та кореневищі зафіксовано накопичення вільних ІОК, АБК та кон’югованої ГК₃. На етапі завершення вегетації в кореневищі та ваях домінували кон’юговані ІОК та ГК₃, тоді як вільна АБК була зосереджена у ваях, а кон’югована — у кореневищі. Збільшення вмісту вільної АБК у ваях після перших приморозків свідчить про залучення гормону до активації захисних процесів. Закономірності кількісних і якісних змін вказують на подібність у функціях головних класів фітогормонів папороті D. filix-mas та вищих квіткових рослин і спрямованість їхньої фізіологічної дії на регулювання процесів диференціації та морфогенезу.

Методом высокоэффективной жидкостной хроматографии—масс-спектрометрии (ВЭЖХ-МС) идентифицирован комплекс фитогормонов и определен характер аккумуляции и распределения гибберелловой (ГК₃), индолил-3-уксусной (ИУК) и абсцизовой (АБК) кислот в органах спорофита папоротника Dryopteris filix-mas на разных фазах жизненного цикла. В период интенсивного роста спорофита и на начальных стадиях развития спор в ваях отмечено доминирование свободных форм АБК, ГК₃ и конъюгированной ИУК, а в корневище — конъюгированных ИУК, ГК₃ и свободной АБК. На момент полного созревания спор характер аккумуляции и распределения фитогормонов изменился – в ваях и корневище зафиксировано накопление свободных ИУК, АБК и конъюгированной ГК₃. При завершении вегетации в корневище и ваях преобладали конъюгированные ИУК и ГК₃, в то время как свободная АБК была локализована в ваях, а конъюгированная — в корневище. Увеличение количества свободной АБК в ваях после первых заморозков свидетельствует об участии гормона в формировании защитных реакций. Закономерности количественных и качественных изменений указывают на сходство в функциях ключевых классов фитогормонов папоротника D. filix-mas и высших цветковых растений и направленность их физиологического действия на регуляцию процессов дифференциации и морфогенеза.

High-performance liquid chromatography-mass spectrometry (HPLC-MS) identified a complex of phytohormones and determined the character of the accumulation and distribution of gibberellic (GK₃), indole-3-acetic (IAA), and abscisic (ABA) acids in the organs of Dryopteris filix-mas at different phases of the sporophyte development. In the period of intensive growth of sporophyte and at the initial stages of spore development, free forms of ABA and GK₃ and conjugated IAA dominated in fronds, and conjugated IAA and GK₃ and free ABA dominated in the rhizome. At the time of the full maturation of spores, the character of accumulation and distribution of phytohormones changed — in fronds and the rhizome, free IAA and ABA and conjugated GK₃ are accumulated. At the end of the vegetation, conjugated IAA and GK₃ prevailed in the rhizome and fronds, while the free ABA was localized in fronds, and conjugated ABA in the rhizome. The increase in the amount of free ABA in fronds after the first frosts indicates the participation of the hormone in the formation of protective reactions. The patterns of quantitative and qualitative changes indicate similarities in the functions of key classes of phytohormones of fern D. filix-mas and higher flowering plants and the directivity of their physiological effects on the regulation of the processes of differentiation and morphogenesis.