Влияние различных способов обработки растворами стероидными соединениями на уровень накопления нитратов корнеплодах свеклы, листовой массе моркови

Процесс роста и развития растений осуществляется вследствие реализации ряда программ, которые контролируют дифференциацию, развитие клетки, ткани, органа и целого организма. Наличие в растительной клетке эндогенных систем координации и саморегуляции является основой для управления ими с помощью различных эндогенных регуляторных комплексов, среди которых важная роль отводится физиологически активным веществам (ФАВ). И это не случайно, учитывая их многообразное влияние на рост, развитие, повышение устойчивости растений к неблагоприятным факторам внешней среды, урожайность и улучшение качества продукции. К настоящему времени синтезированы сотни таких соединений, хотя из них практически используются лишь немногие. Особенно сложно с производством таких веществ в Беларуси. Даже те вещества, которые завоевали право на существование (брассиностероиды (БР)), не находят широкого применения из‐за не налаженного их промышленного производства. Тормозит применение регуляторов роста и недостаточная изученность механизмов их регуляторного влияния с учетом биологических особенностей растений и высокой избирательности действия разных по структуре ФАВ. Анализ многочисленных публикаций за последние годы свидетельствует о все еще эмпирическом подходе к подбору и использованию регуляторов роста на различных видах растений, зачастую без учета биологических особенностей каждого из них и тех глубоких изменений метаболических процессов, которые происходят при обработке растений ФАВ, а также зависимости их действия от факторов внешней среды и т. д.

Проблема регуляции роста и развития растений с помощью биологически активных веществ в настоящее время является одной из актуальных в растениеводстве. Интерес к данной группе соединений обусловлен широким спектром их действия на растения, возможностью направленно регулировать отдельные этапы роста и развития с целью мобилизации потенциальных возможностей растительного организма и повышения урожайности сельскохозяйственных культур.

В последние годы, широкое практическое применение находят регуляторы роста стероидной природы. Способность данных соединений в исключительно низких концентрациях стимулировать рост и развитие растений, повышать устойчивость к стрессовым условиям произрастания и увеличивать продуктивность характеризует их как биорациональные и экологически безопасные регуляторы роста.

Стероидные гликозиды являются обширным классом природных соединений из группы сапонинов, которые в последнее время привлекают все больше внимания исследователей благодаря широкому спектру биологической активности и экологической безопасности. Кроме того, стимуляция роста и фитоиммунитета растений стероидными гликозидами позволяет рассматривать эти вещества как природные адаптогены.

Устойчивость к основным биотическим и абиотическим стрессам – одно из основных требований, которые предъявляются к современным сортам сельскохозяйственных культур и технологиям их выращивания. Для достижения стабильного результата в изменчивых условиях среды важно не только правильно выбрать сорт, но и применить приемы возделывания, способные максимально мобилизовать потенциальные защитные силы организма растений. Для многих сельскохозяйственных культур проблема комплексной длительной устойчивости к стрессовым факторам биотической и абиотической природы до сих пор остается нерешенной, поэтому для получения удовлетворительной урожайности приходится использовать химические средства защиты растений. 

Стероидные соединения представляют собой группу природных или синтетически полученных веществ, которые являются производными частично или полностью гидрированного 1,2-циклопентенофенантрена [1, 12].

Стероиды — вещества животного или растительного происхождения, обладающие высокой биологической активностью. Стероиды образуются в природе из изопреноидных предшественников. Особенностью строения стероидов является наличие конденсированной тетрациклической системы гонана (прежнее название — стеран). Ядро гонана в стероидах может быть насыщенным или частично ненасыщенным, содержать алкильные и некоторые функциональные группы — гидроксильные, карбонильные или карбоксильную. Стероидными соединениями являются такие соединения, как стерины, витамин D, половые гормоны, гормоны надпочечников, желчные кислоты, экдистероиды, сердечные гликозиды, сапонины, гликоалкалоиды и брассиностеpоиды. Большинство данных физиологически активных веществ присутствуют как в растениях, так и в животных.  На сегодняшний день ведется непрерывная работа по поиску новых стероидных соединений, выделению и установлению их структуры, определению функций в живых организмах. К началу XXI века значительные успехи были достигнуты в изучении стероидных соединений теплокровных и насекомых. Было обнаружено, что они регулируют обмен веществ, рост и развитие у высших животных, человека и членистоногих, специфически влияют на сердечную мышцу и половой процесс, играют важную роль во взаимоотношениях разных организмов. Ряд первоначально обнаруженных в организме теплокровных и насекомых стероидных соединений (холестерин, половые гормоны, экдистероиды и др.) оказались широко распространёнными соединениями в растительном мире. Однако функции большинства из них в растениях до сих пор не выяснены [1, 12].

В настоящее время одной из важнейших групп растительных стероидов являются стероидные гликозиды. Стероидные гликозиды относятся к большой исторически сложившейся группе соединений гликозидной природы –  сапонины [3].

 Стероидные гликозиды являются бесцветными или желтоватыми гигроскопическими кристаллическими веществами с высокой температурой плавления. Растворяются в воде, при этом водные растворы при встряхивании образуют устойчивую пену за счет снижения стероидными гликозидами поверхностного натяжения жидкости. Растворимость в полярных растворителях (воде, спирте) увеличивается с возрастанием количества углеводных остатков в молекуле. Не растворяются в неполярных органических растворителях. Водные растворы стероидных гликозидов дают нейтральную среду[1].

Специфическим свойством стероидных гликозидов, как одной из групп сапонинов, является их способность снижать поверхностное натяжение жидкостей (воды) и давать при встряхивании стойкую обильную пену. Данная  поверхностная активность связана с тем, что в молекулах стероидных гликозидов присутствуют  как гидрофильные, так и липофильные остатки [9].

Растения, в состав которых входят гликозиды, привлекали к себе внимание ещё в глубокой древности. Египтяне и римляне использовали морской лук (Drimia maritima), как средство возбуждения сердечной деятельности. В свою очередь препараты из семян и коры строфанта (Strophantus hispidus) применялись как для возбуждения сердечной деятельности, так и для отравления стрел. Применение наперстянки (Digitalis purpurea) для лечения водянки было известно уже в 1785 году, когда В. Уитеринг впервые внедрил ее в практическую медицину [1].

Первые попытки изучения веществ, выделенных из листьев наперстянки, относятся к 1809 году. В 1841 году из той же наперстянки была выделена смесь веществ, названная дигиталисом; ещё ранее из миндаля П. Робике (1830 г.) выделил амигдали.