ГОННЭ М. (ФРАНЦИЯ) - СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ ПРОДУКТОВ ПЧЕЛОВОДСТВА, СВЯЗАННЫЕ С ТОРМОЖЕНИЕМ РОСТА РАСТЕНИЙ

I. Воздействие на рост Lactuca sativa

Резюме

Торможение роста растений некоторыми продуктами пчеловодства было выявлено и измерено при помощи биологического теста. Все вытяжки оказались активными; в убывающем порядке они являются следующими: вытяжки меда, прополиса, воска, пчел, отложенной в улье пыльцы и пыльцы обножек. Самое значительное тормозящее воздействие оказано медом и прополисом. Обсуждение результатов приводит к предположению что (происхождение активных веществ, присутствующих в продуктах пчеловодства является большей частью растительным. Однако пчела добавляет к ним, в определенных случаях вещества инпибирующие рост растений, например во время сбора и складирования пыльцы.

Введение

Еще с 1960 г. мы показали что некоторые извлеченные из продуктов пчеловодства фракции тормозили прорастание семян некоторых растений (ГОННЭ-ЛАВИ, 1960 г.). Говорили в ту лору о новом направлении в изучении этих веществ. Были уже известны противобактерийные свойства некоторых продуктов пчелосемьи, но было известно слишком мало об их тормозящем влиянии на рост растений.

Эти свойства не являются однако частным явлением. Из многочисленных примеров исходит что некоторые вытяжки веществ растительного или животного происхождения вызывают явления торможения (роста растений. Были определены, например ингибирующие факторы прорастания или роста различных органов растений, как например: корни Helianthemum, Aphyllanthes, Papaver, Thymus, Rosmarinus etc. (BECKER, GUYOT, 1951 ; DELETJIL. 1951) листья, стволы и почки Xanthium, Centaurea, Allium, Lycopis, Ptelea, Salix etc. (KONIS, 1947 ; FLETCHER, RENNEY, 1963 ; LANGE, KANZOW, 1965; GARESTIER et al., 1966 ; KEFELI, 1966) фрукты и семена Lycopersicum, Vicia. Oryza etc. (KONIS, 1940; PEYRONEL, 1947; VARGA, 1966). С другой стороны, вытяжки некоторых животных выделений проявляют также ингибирующее воздействие, так, стеролы, терпеноиды, гормоны и диастазы оказались активными по отношению к растениям (LUSTIG et WACHTEL, 1939 ; BOITEAU et RATSIMAMANGA, 1958 ; CIZKOVA et VLRYCHOVA 1964; NITSCH et NITSCH, 1965 ; MILCOU, 1966 ; RATSIMAMANGA, 1966 ; MAC LAREN et BRADFUTE, 1966); слюна человека содержит вещество ингибирующее прорастание растений (YARDENI, 1948); Наконец, некоторые авторы изучили ингабирующий эффект антибиотиков на прорастание и рост растений (BARTON, MACNAB, 1954; DUQUESNOIS, 1955; BRIAN et al. 1965).

У насекомых некоторые выделения оказывают значительное ингибирующее воздействие на рост растений; цитируем по PA VAN (1958) ингибирующее воздействие оказанное на виды Lupinus albus и Allium сера иридомирмецином извлеченным из Iridomyrmex humilis, кантармдином выделенным Lytha vesicatoria, педеркном произведенным Paederus fucipes. По LEMAY (1947) пчелиный яд препятствует прорастанию семян. PAVAN ((1968) изолировал из выделяемого пчелой вещества - маточного молочка - кристаллизуемое вещество, сильно ингибирующее рост растений вида Lupinus albus. Наши первые работы (GONNET, LAVIE 1960) были выполнены используя рисовые зерна (Oryza sativa) культивируемые на водяной вате. В воду которой орошали семена были введены вытяжки продуктов пчеловодства в водном растворе. Использовали вытяжки прополиса, пыльцы, меда, воска, маточного молочка и целых пчел. Прополис и мед вызвали полное торможение прорастания риса. Другие испытанные вытяжки вызвали замедление роста растений по сравнению с орошенным водой контролем. DEREVICI et al. (1964) отметили торможение прорастания у Cannabis sativa; в состав используемых сред входят спиртные вытяжки прополиса. Эти авторы уделяли больше внимания в особенности тормозящему воздействию, более или менее значительному в зависимости от различных "качеств" используемого прополиса. В более новой работе (GONNET, 1966) мы уделили особое внимание действию прополиса. Мы изучили влияние последнего на семена латука (Lactuca sativa). Торможение выражается, в зависимости от изученных концентраций, замедлением или даже прекращением роста проростков. Эта последняя работа привела нас к заключению что происходит торможение роста растений а не торможение прорастания sensu stricto так, как полагали указанные авторы.

Вследствие этих предварительных испытаний мы хотели более подробно изучить явления торможения роста растений вызванного находящимися в улье веществами.

Материал и методика

А. Природа и способ вытяжки некоторых извлеченных из улья веществ.

Испытанные нами вытяжки были изготовлены следующим образом:

- Водная вытяжка прополиса (П₁). Производится вытяжка 80 г (прополиса при помощи дистиллированной воды в виде кипятка. Полученную вытяжку концентрируют на водяной бане и затем фильтруют. 1 см³ этой вытяжки содержит 96 мг сухого вещества.

- Спиртная вытяжка прополиса (П₂). Производится вытяжка 80 г прополиса спиртом (1 час с отливом). Вытяжка фильтруется первый раз горячей а затем приспособлением Бюхиера второй раз в холодном виде, после оседания восков. Производится испарение спирта. Остаток растворяют в дистиллированной воде и охлаждают до СЯЦ, центрифугируют и фильтруют. 1 см³ полученного фильтрата содержит 50 мг сухого вещества.

- Спиртная вытяжка пыльцы обножек (П_n). 20 г пыльцы собранных от одной пчелосемьи обножек (улей № $25) (растирают в ступке. Затем производится холодная вытяжка спиртом. Растворенный в воде остаток охлаждают до 0°Ц, центрифугируют, затем фильтруют. 1 см³ активного раствора содержит 118 мг сухого вещества.

- Спиртная вытяжка отложенной в улье пыльцы (П₃). Производится вытяжка 20 г пыльцы, отложенной пчелами в том же улье (улей № 225). Затем все остальное проводят вышеуказанным способом. 1 см³ вытяжки содержит 148 мг сухого вещества.

- Вытяжка меда (C₈). Речь идет о кислой омыляемой фракции эфирной вытяжки меда. Способ получения этой фракции составит предмет подробного описания в другой работе. 1 cм³ водного раствора содержит 3,3 мг сухого вещества.

- Ацетонно-спиртная вытяжка воска (С). 10 г старого воска подвергают теплому растворению в ацетоне. Производят частичное испарение ацетона ; затем производят вытяжку, растворение в спирте, отстаивание и фильтрирование. Спирт подвергают испарению ; остаток растворяют в воде и отстаивают в холодильнике (0°Ц) в течение суток, центрифугируют и фильтруют. 1 см³ фильтрата содержит 154 мг сухого вещества.

- Спиртная вытяжка целых пчел (А). В течение суток настаивают на спирте 50 г пчел взятых из одного и того же улья (улей № 225). Затем производится вытяжка в течение 1 часа с отливом. После первого фильтрирования приспособлением Бюхнера, спирт фильтрата испаряют и остаток растворяют в воде. (Выдержанную сутки в холодильнике вытяжку центрифугируют а затем вновь фильтруют. 1 см³ этого раствора содежит 270 мг сухого вещества.

Тормозящее рост растений воздействие этих вытяжек было испытано на рост латука (Lactuca sativa). Мы использовали материал и контрольные методы которые оказались удовлетворительными в наших первых испытаниях (GONNET, 1966).

Б. Биологические испытания используя латук

Этот метод, уже использованный в нашей предыдущей работе, следует подробнее описать принимая во внимание тот факт что были введены некоторые улучшения.

Мы используем как культур а льную среду агар 2% (в дистиллированной воде) к которой добавляют в разных концентрациях изучаемый раствор или воду для контроля. Эти смеси немедленно переводят в чашки Петри (диаметром в 10 см). Концентрация используемой на среде вытяжки выражена в мг (сухого вещества) на 1 см³ среды. Изучение концентрации этой вытяжки было проведено при помощи 3 чашек Петри, высевая по 100 семян в каждой чашке. Засев производится по мере возможности равномерно для облегчения последующих изъятий. Были использованы семена батавского латука (Парижский блонд). Рост происходит в сушильном шкафу при постоянной температуре в 25°Ц; относительная влажность помещения 80%. 16 часов после посева растения выставляют на свет в течение 30 минут. Освечиваяие повторяется 5 раз в течение всего продолжения опыта (например после 16, 24, 40, 48 и 64 часов). Источник освещения состоит из двух флюоресцентных ламп по 40 ват каждая (Филипс, блан бриян). Освещение полученное на уровне каждой чашки равняется 1500 люкс.

Отсчеты производят через 70 часов после засева. Изымают из каждой чашки по S0 проростков, поступая следующим образом: с целью избежания предпочтительного выбора из совокупности семян, накладывают на чашку картоновый круг, диаметром в 10 см. На этом круге очерчивают и вырезают 5 кружочков по 2 см диаметром, расположенные на равном расстоянии между собой (расположенный центрально кружок окруженный четырьмя кружками, расположенными по краю большого круга). Пробы проростков изымают из каждого кружочка. Результаты выражены длиной гипокотилей и корешков (измеренных при помощи бинокулярной лупы) согласно отношений:

((Длина гипокот.) Iⁿ)/((Длина гипокот.) Т)

((Длина корешка) Iⁿ)/((Длина корешка) Т)

Iⁿ представляя разбавление в среде тормозящей вытяжки I a T - контроль.

Полученные результаты

Все полученные вытяжки вызвали (при различных концентрациях) прекращение или замедление роста растений. Схема (рис. 1) иллюстрирует сравнительную активность всех этих веществ.

По виду кривых выражающих инактивацию роста корешков проростков латука можно констатировать что вытяжка меда (C₈) обладает очень выраженной инпибирующей силой (общее торможение при использовании 0,030 мг сухого вещества на 1 cм³ культуральной среды); за ним следует спиртная вытяжка прополиса (П₂) (всеобщее торможение при 1,5-3 мг сухого вещества/cм³). Другие вещества обладают более слабым воздействием (концентрации от >1 до 5 мг сухого вещества на cм³ культуральной среды в случае частичных торможений), вытяжки пыльцы (главным образом пыльцы обножек) очень мало действенны (рис. 1).

Обсуждение и заключения

Все извлеченные из улья вещества обладают в различной степени свойством торможения или замедления роста растений латука. Подчеркиваем интерес представляемый кислой омыляемой фракцией меда, тормозящей развитие проростков в очень слабых дозах. Вытяжки прополиса проявляют в равной мере значительную активность. Ингибирующая фракция присутствующая в прополисе подвергается легче вытяжке спиртом чем водой. Вытяжки пчел и воска обладают довольно слабым воздействием. Наконец, отложенная в ячейках пыльца выявляет пониженное действие; свежая пыльца обножек еще менее активна.

Было установлено, таким образом, что извлеченная из тела пчелы фракция обладает слабым воздействием торможения роста растений по сравнению с активностью продуктов собираемых пчелой. Естественно это привело нас к предположению что вещества интибирующие рост растений, присутствующие в меду и прополисе, по меньшей мере частично являются растительного происхождения. В настоящее время проводят ряд дополнительных работ результаты которых вскоре разрешат нам вывести заключения в связи с этой темой. Можно однако утверждать что часть ингибирующих веществ происходят из улья и являются животного происхождения. Пример пыльцы видимо подтверждает это. Мы показали что отложенная пыльца, уже смешанная с многочисленными слюнными выделениями и уплотненная в сотах пчелами активнее пыльцы обножек которая претерпела лишь начало превращения. Следует напомнить в этом случае тот факт что сбор этих разрядов пыльцы был произведен в том улье и в тот же период. Изъятые два типа проб были таким образом качественно сравнимыми. С другой стороны было установлено. (MAURIZIO 1966) что определенные слюнные выделения пчелы, включенные в свежую пыльцу (пыльца Papaver betula собранная ручным образом) препятствует прорастанию и росту пыльцевых трубок. Указанным автором получено те же результаты и в отношении апиртных вытяжек целых пчел. Таким образом, двойное происхождение и множественность веществ ингабирующих рост растений оказываются видимыми у продуктов пчелосемьи. Это явление совсем не удивительно если учесть что, как было показано, животные как и растения могут собирать в некоторых тканях вещества воздействующие на рост растений.

Наконец, это исследование дополняет наши знания о многочисленных биологических свойствах продуктов улья и в равной мере является логическим следствием проведенных LAVIE (1960) работ, посвященных антибиотическим веществам извлеченным из продуктов пчеловодства.

ЛИТЕРАТУРА

BARTON, L. V., MAC NAB J., 1954 - Effect of antibiotics on plant growth. Contrib. Boyce Thomson Inst. USA, 17, 419-434.

BECKER, Y., GTJYOT, L... 1951. - Sur les toxines racinaires des sols incuites. C.R. Acad. Sci., Fr., 232, 105-107.

BOITEAU, P., RATSLMAMANGA, A. R., 1958. - Effect de quelques substances toiterpeniques et steroliques sur la germination des graines et le croissance vegetate. Proc. 15-th internation. Hortic. Cong. Nice.

BONDE, E. K., 1953. - Growth inhibitors and auxin in leaves of cockelebru Physiol. Plant., Danem. 6, 234-239.

BRIAN, P., W. et al., 1965. - Am inhibitor of plant growth, produced by Aspergillus wentli Wehmer. Nature, 207, (5000), 998-999.

CIZKOVA, J., VLRYCHOVA, M., RTJZICKA, v., 1964. - Influence of serum of children and adolescent on the growth of plants. Nature, 204 (4962), 1010.

DELEULt., G., 1951. - Orgine des substances toxiques du sol des associations sans therophytes du Rosmarino ericon C.R. Acad. Sci., Fr., 232, 2038. DEREVICI, A., al., 1964. - Recherches sur certaines proprietes biologiques de la propolis. Ann. Abeille, 7 (3), 191-200

DUQTJESNOIS, P., 1965. - Les antibiotiques des plantes superieures Bull. Soc. bot., Fr. 102 (7-8).

FLETCHER, R. A., RENNEY, A. J., 1963. - A growth inhibitor found in Centaurea ssp. Canad. J. Plant, sci. 43, 4.

GARESTIER, R., REDEAU, M., CHENLEUX, J-C, 1966 - Presence de facteurs de croissance et de facteurs d'inhibition dans les extraits foliaires de deux rutacees. C.R. Acad. Sci. Fr. 262, 259-262.

GONNET, M., LAVIE, P., 1960. - Action antigerminative des produits de la ruche d'abeilles sur les graines et les tubercules C.R. Acad. Sci. Fr. 250, 612-614.

GONNET, M., 1966. - Action inhibitriee de la propolis recoltee par ГаЬеШе (Apis mellifica) sur la germination et la croissance des jeunes plantules chez la Laitue (Lactuca sativa), C.R. Acad. Sci. Fr., 262, 2281-2284.

KEFELI, V. I., 1965. - Localisation des inhibiteurs phenoliques naturels dans les cellules foliaires du saule. Dokl. Alcad Nauk SSR X70 (2), 472-475.

KONIS, E., 1940. - On the action of germination inhibiting substances in the tomato fruit. Palest. J. Bot, 2 (1).

KONIS, E., 1947. - The inhibiting action of leaf saps on germination and growth Palest, J. Bot, 4 (2).

LANGE, O. L., KANZOW, H., 1965. - Wachstumshemmung on huheren Pflanzen durch abgetetete Blatter und zwiebeln von Allium ursinum. Flora, Dtsch, 1956 (1), 94-101.

LAVIE, P., 1960. - Les substances antibacteriennes dans la colonic d'abeilles (Apis mellifica L.). These Fac. Sci. Paris, INRA 1-190.

LEMAY, P., 1947. - Sur la secretion possible d'antibiotiques par certains insectes. Rev. Pathol. Hyg. Gen. 373, 589-590.

LUSTIG, В., WACHTEL, R. 1939. - Action d'extraits d'organes des animaux sur la germination des plantes. C.R. Soc. Biol. 132, 224-227.

MAC LAREN, A. P., BRADFUTE, О. Е., 1966. - Inhibition of plant growth by enzymes and histones, Physiol, plant, 19 (4), 1094-1100.

MAURIZIO, A., 1958. - Pollenkeimung hemmende Stoffe im kоrper der Konigbiene, 17e Congr. internation. Apiculture, Bologne, Rome 2, 23-25.

MILCOV, S. M., 1966. - Contribution de l'ecole roumaine d'endocrinologie a l'etude de l'action des hormones animales sur les plantes. Rev. roumaine Biol., Bot 11, 339-343.

NITSCH, J. P., NITSCH, C, 1965. - Terpenoides naturels aotifs sur la croissance vegetale. Ann. Physiol, veg. 7, 259-272.

PA VAN, M., 1958 - Primi date su un fattore fitoinhibitore della gelatina reale di Apis mellifera L. e suo isolamento alio stato cristalino. Atti Soc. ital. Sci. nat. 97, 163-166.

PAVAN, M., 1958. - Biochemical aspect of insect poisons. 4th internation. Congr. Biochem 12, 15-36.

PEYRONNEL, В., 1947. - Sulla prezenza nei frutti di Vicia faba dl substanze inhibitrice dele germinazione. Nuovo G. bot. ital. 54, 772-774.

RATSIMAMANGA, R et al. 1966. - Interaction de l'acide asoorbique et de la cortisone sur la croissance des plantules d'Ervum Lens. C.R. Acad. Sci. Fr. 762, 756-758. VARGA, M., 1966. - Germination and growth inhibiting substances in rice grains. Acta. biol Sze. 12, (1-2), 73-79.

YARDENI, P., 1948. - Human saliva as germination inhibitor. Science. U.S.A., 108, 62-63.