Профессор Н.М. Сисакян (член-корреспондент Академии наук Армянской ССР). Товарищи! Академик Трофим Денисович Лысенко в своем докладе дал глубокий анализ современного состояния биологии. Те принципиальные установки, которые были развиты в докладе Т.Д. Лысенко, имеют прямое отношение не только к биологии, но и к другим отраслям естествознания Мичуринские идеи, изложенные Т.Д. Лысенко, правильны, прогрессивны. Они близки, родственны нам, советским биохимикам, ученикам выдающегося представителя советской науки – академика А.Н. Баха.
Для нас, представителей советской биохимической школы, особую ценность представляют указания Т.Д. Лысенко на глубокую Связь, которая существует между изменчивостью, наследственностью и процессами обмена веществ (характером и типом обмена в организмах).
Заслуга школы Баха и Опарина заключается в том, что в работах этой школы впервые ферменты стали мощным орудием изучения обмена веществ и управления ферментативными процессами при переработке сырья, растительного или животного происхождения. До работ Баха, Опарина и их учеников действие ферментов изучалось на их растворах, искусственно выделенных из разрушенных растительных или животных тканей. Полученные таким путем данные, конечно, представляют ценность для установления химической природы ферментов, изучения кинетики ферментативного действия, а также для исследования активности ферментов в автолитических смесях.
Но эти данные не могут дать представления о работе ферментов в живой клетке, где мы имеем гораздо более сложные условия, чем в автолитических смесях, в разрушенных, убитых тканях. Для биолога ферменты представляют громадный интерес не только сами по себе, но, по образному выражению Алексея Николаевича Баха, и как ключ к познанию химизма жизненных явлений.
Касаясь непосредственных причин, вызывающих колебания ферментативной активности животного организма, А.Н. Бах 25 лет тому назад писал, что изменчивость в действии ферментов можно объяснить только с точки зрения непостоянства концентрации ферментов или же изменения их активности, в известные моменты, – под влиянием тех или иных условий.
Исходя из представлений Мичурина и Лысенко и основываясь на принципах биохимической школы А.Н. Баха, нами, в Институте биохимии имени А.Н. Баха Академии наук СССР, были предприняты исследования, которые привели к установлению целого ряда новых фактов, свидетельствующих о глубоких переменах в биохимической деятельности организмов под влиянием яровизации и вегетативной гибридизации.
Еще в 1936 г. нам удалось установить, что, при яровизации семян по методу Т.Д. Лысенко, в вегетирующих растениях возникают коренные сдвиги биохимического характера.
В данной серии опытов перед нами стояла задача – проследить происходящие под влиянием яровизации изменения процессов ферментативного образования и распада сахарозы в живой клетке.
Опыты с озимой пшеницей Украинка показали, что у неяровизированных растений процесс ферментативного образования сахарозы превалирует над процессом гидролиза, распада этого вещества. В яровизированных же растениях мы наблюдаем диаметрально противоположную картину. Процесс яровизации обусловливает смещение ферментативного равновесия в живых листьях растения – в сторону гидролиза.
Впрочем, необходимо отметить, что высокая продуктивность растения связана с преобладанием гидролитических реакций в его вегетирующих органах.
Следует указать, что при яровизации изменяется не только направленность ферментативного образования сахарозы, но и баланс растворимых Сахаров. Яровизация приводит к увеличению количества моносахаридов.
Для полноты и достоверности суждения о полученных результатах, мы провели опыты, аналогичные вышеописанным, на различных сортах хлопчатника, растения, отличного от пшеницы как по своей природе, так и по факторам, нужным для прохождения стадии яровизации. Результаты опытов с хлопчатником полностью подтвердили данные, полученные нами в опытах с пшеницей. У хлопчатника, так же как и у пшеницы, яровизация обусловливает коренной сдвиг в направленности процессов ферментативного образования и распада сахарозы.
Наши исследования действия ферментов в живой растительной клетке, под влиянием яровизации, привели к следующим основным выводам.
Яровизация семян коренным образом сдвигает соотношение между ферментативным синтезом и гидролизом веществ в растении. В листьях яровизированных растений резко повышается процесс ферментативного распада веществ.
В результате этого при яровизации понижается отношение между синтезом и гидролизом сахарозы. Следует отметить, что и в естественном состоянии у этих растений скороспелость связана с преобладанием гидролитической способности фермента.
Необходимо указать, что соотношение между синтезом и гидролизом в растительных тканях является довольно характерным видовым признаком, хотя оно и изменяется закономерно в жизненном цикле растения. Однако сдвиги в биохимической деятельности растений в результате яровизации носят совершенно иной характер, чем те, которые мы получаем, воздействуя, например, эфиром или обезвоживая, намачивая и т.д. живые ткани.
В указанных случаях мы получаем изменения местного, локального характера. Изменения эти носят характер обратимости и, после снятия этих воздействий, исчезают, не оставляя никаких следов в последующей жизни организма. При яровизации же сдвиги, возникшие в биохимической деятельности растения, имеют необратимый характер и сохраняются в последующем ходе развития организма.
Для большей ясности я хотел остановиться здесь еще на одном существенном факте. При сравнении озимых и яровых форм пшеницы академику А.И. Опарину удалось показать, что озимые всегда характеризуются более высоким отношением ферментативного синтеза к гидролизу, т.е. относительным преобладанием синтетического направления реакции над гидролитическим. У яровых же это отношение сдвинуто в сторону гидролиза. При яровизации семян озимых растений соотношение между синтезом и гидролизом в них смещается, приближаясь к типу, обычному для яровых растений, причем вызванный яровизацией сдвиг ферментативного равновесия, как это было показано нами, сохраняется в растениях до конца вегетации.
Придавая огромное значение внешней среде в смысле ее влияния на ход развития гибридного сеянца и на качество выводимого сорта, И.В. Мичурин, как известно, считал метод ментора наиболее сильным средством воздействия на стадийно молодые организмы.
Работы, проведенные нами совместно с Б.А. Рубимым, с целью выяснения биохимической деятельности организмов, возникающей под влиянием вегетативной гибридизации, привели к установлению определенных закономерностей.
Мы стремились выяснить, отражается ли на активности ферментов стадийно молодого привоя его прививка в крону стадийно старого дерева., т.е. связана ли эта активность с природой ментора. Для изучения данного вопроса мы, с любезного согласия С.И. Исаева, использовали результаты опытов, проводившихся в отделе селекции Центрального научно-исследовательского института имени И.В. Мичурина в гор. Мичуринске.
Эти исследования показали, что прививка в крону ментора вызывает, в большинстве случаев, весьма резкие сдвиги в активности окислительных ферментов привитого стадийно молодого организма, причем направление этих изменений определяется природой самого ментора. Поздние сорта яблони, используемые в качестве ментора, как правило, вызывали повышение Активности пероксидазы сеянца, тогда как прививка его в крону раннего сорта обычно приводила к снижению этой активности. Так, например, в гибридной комбинации Грушовка/Бельфлер-китайка, судя по показателям пероксидазы, часть сеянцев уклоняется в сторону Бельфлер-китайки, а часть в сторону Грущовки.
Аналогичные изменения были установлены нами и у других гибридных комбинаций.
Подобного же типа картину мы наблюдали и в другой серии опытов, когда в крону менторов окулировались глазки, взятые от гибридных сеянцев. Нами было показано, что поздние сорта имеют более активную пероксидазу и менее активную инвертазу. Оказалось, что под влиянием свойств ментора происходит перестройка ферментной системы окулянтов. Окулянты поздних сортов имеют более активную пероксидазу и менее активную инвертазу.
Таким образом, эти данные полностью подтверждают высказывания И.В. Мичурина по вопросу о взаимоотношениях между стадийно старыми и стадийно молодыми организмами. Вызывая у сеянца позднеспелость, мы одновременно повышаем его ферментативную активность, и наоборот.
Естественно, что подобные взаимоотношения между биохимическими признаками могут иметь место лишь при условии их физиологической взаимообусловленности.
О том, что обнаруженные нами сдвиги носят не случайный, а закономерный характер и обусловливаются сложными взаимоотношениями, возникающими при гибридизации, свидетельствуют те результаты, которые нами были получены в совместной работе с И.Е. Глущенко.
Мы произвели сравнительно-биохимические исследования семенного потомства вегетативных и половых гибридов томатов.
Опыты с семенным потомством вегетативных гибридов по комбинациям: Гумберт/Золотая королева, Фикарацци/Золотая королева, Мексиканский 353/Гольден, Плановый/Желтый грушевидный, с очевидностью, показали, что те морфологические изменения, которые возникают в семенном потомстве вегетативных гибридов, определенным образом отражаются как на биохимии самих плодов, так и на биохимической деятельности ассимиляционного аппарата растения. Часто, в результате вегетативной гибридизации, возникает новое качество, отсутствовавшее в исходных парах, а также происходит усиление полезных признаков. Так, например, в листьях семенного потомства гибридной комбинации Гумберт/Золотая королева создается высокая способность ферментативного синтеза сахарозы, способность, которая полностью отсутствует в исходных формах. В другом случае, в плодах семенного потомства ( F\ ) гибридной комбинации Гумберт/Фикарацци происходит удвоение количества витамина С, по сравнению с родительскими парами.
Таким образом, в результате прививки происходит не только мобилизация потенциальных возможностей гибридных, пар, но, что особенно важно, создается новое качество, происходит перестройка характера и типа обмена веществ.
Как правило, в семенном потомстве вегетативного гибрида, судя по биохимической деятельности организма, проявляются признаки того компонента, в сторону которого совершаются морфологические изменения.
В F 2 и F 4 семенного потомства комбинации Фикарацци/Золотая королева обнаруживается сходство с Золотой королевой по следующим показателям: сумма и форма сахаров, активности пероксидазы и каратиноидов. По количеству же аскорбиновой кислоты, по обшей кислотности и по активности полифенолоксидазы, мы обнаруживаем влияние Фикарацци.
В плодах семенного потомства комбинации Мексиканский/Гольден два показателя свойственны подвою: активность пероксидазы и содержание аскорбиновой кислоты. В остальных же признаках, а именно в составе Сахаров, общей кислотности, количестве каротиноидов и активности полифенолоксидазы, сказывается влияние привоя.
Таким образом, свойства потомства зависят не только от присущих раздельно каждому из родителей свойств, но и от определенного их сочетания.
При вегетативной гибридизации очень часто получаются такие растения, которые дают плоды, различные не только по форме, но и по окраске. Это свойство особенно выражается в семенном потомстве. Мы подвергли исследованию состав различных плодов, которые отличались между собой по окраске плодов, в пределах кисти. При этом оказалось, что плоды, неодинаковые по окраске, существенно отличаются и по своему химическому составу.
В другой серии опытов мы исследовали биохимические показатели семенного потомства вегетативных и половых гибридов Золотая королева и Спаркс, Гумберт и Фикарацци.
Было обнаружено, например, что в F вегетативных гибридов при комбинации Золотая королева/Спаркс в желтых плодах активность пероксидазы выражается величиной 16,1, т.е. значительно превышает активность фермента у Золотой королевы и приближается по этому признаку к типу Спаркса.
В желтых же плодах F 3 полового гибрида Золотая королевах X Спаркс активность пероксидазы равна 13,6. Как видно, сходство весьма близкое.
Примерно таков же характер изменения общей кислотности. Таким образом, как при вегетативной, так и при половой гибридизации изменение активности окислительных ферментов в желтых плодах резко сдвигается в сторону типа Спаркса.
Следовательно, в плодах семенного потомства как вегетативных, так и половых гибридов изменения биохимических признаков носят закономерный и идентичный характер.
Товарищи! Деятели советской биологической науки имеют все основания гордиться славной плеядой ученых великой эпохи Ленина – Сталина. Тимирязев, Павлов, Мичурин, Вильямс, Бах – гиганты мысли, сделавшие, каждый в своей области, переворот в науке.
Для нас, биохимиков, ценность наследия великого ученого И.В. Мичурина, действенность и преобразующий характер мичуринской теории, получившей дальнейшее развитие в работах Т.Д. Лысенко, определяются не только великолепными свойствами созданных ими сортов, не только выдающимся вкладом, внесенным ими в биологическую науку, но и тем, что мичуринское учение открыло новые перспективы, создало широкие возможности и для биохимических исследований. (Аплодисменты.)
Академик П.П. Лобанов. Слово предоставляется профессору С.Г. Петрову.