Труды Кубанского государственного аграрного университета
    

    <<<  Back

    2021, № 90

    UDC: 58.036.5:633.11
    GSNTI: 34.31.37

    Relationship of the level of frost resistance and the photosynthetic pigments content in the leaves of winter wheat

    During the overwintering of 2019-2020, the survival rate of plants after freezing in freezing chambers and the content of photosynthetic pigments in the leaves of 35 winter wheat varieties of different frost resistance and different breeding regions was assessed 4 times. It was revealed that more frost-resistant varieties accumulate less total chlorophyll at the beginning of overwintering than less frost-resistant ones. Assessment of the frost resistance level according to the critical temperature LT50 showed that varieties with high and increased frost resistance form a high level of frost resistance earlier and keep it higher until the end of wintering. In varieties with medium and above medium frost resistance, LT50 by the end of overwintering increased by 1оC, and in varieties with low frost resistance - by 2оC. The correlation coefficients between the total chlorophyll content and the survival percentage after freezing at -17.5оC and LT50 at the beginning of overwintering were -0.34 and 0.17, respectively, and at the end of overwintering after freezing at -17оC the corresponding coefficients were 0,32 and -0.52. It is believed that the change in the nature of the relationship between the pigments content and the frost resistance level is associated with the peculiarities of the metabolism of frost-resistant varieties and the better conservation of their pigment fund during overwintering.
    Keywords: Winter wheat, frost resistance, chlorophyll.
    DOI: 10.21515/1999-1703-90-37-47

    References:

    1. Барашкова, Э. А. Методические указания по математической обработке данных при оценке устойчивости растений к экстремальным условиям (морозу, засухе, засолению и др.) с применением вспомогательных таблиц / Э. А. Барашкова. - Л., ВИР. - 1976. - 17 с.
    2. Беспалова, Л. А. Сорта пшеницы и тритикале: каталог / Л. А. Беспалова, А. А. Романенко, И. Н. Кудряшов [и др]. - ФГБНУ «НЦЗ им. П. П. Лукьяненко». - Краснодар: ЭДВИ, 2020. - 176 с.
    3. Беспалова, Л. А. Многоуровневая система адаптивной селекции в адаптивном растениеводстве / Л. А. Беспалова //Современные проблемы адаптации (Жученковские чтения IV). Часть I: сборник научных трудов Международной научно-практической конференции 24-26 сентября 2018 г. / отв. ред. О. Н. Полухин. - Белгород: ИД «Белгород» НИУ «БелГУ», 2018. - С. 23-34.
    4. Вайзер, К. Дж. Семинар по морозостойкости растений: итоги и общие замечания. Холодостойкость растений / К. Дж. Вайзер. - М., Колос. - 1983. - С. 300-303.
    5. Гинс, В. К. Фотосинтез озимой пшеницы различных сортов в период осенне-зимней адаптации / В. К. Гинс, Е. В. Беляева, И. И. Чернядьев, Е. Т. Вареница, М. И. Рыбакова, Е. Н. Мухин, Н. Г. Доман, С. А. Чапля // Факторы среды и организация первичного процесса фотосинтеза. АН УССР, Киев. - 1989. - С. 126-129.
    6. Годнев, Т. Н. О биосинтезе пигментов при отрицательной температуре у лишайников и зимующих растений / Т. Н. Годнев, Э. В. Ходасевич, А. И. Арнаутова // Докл. АН СССР. - 1966. -Т. 167. - № 2. - С. 451-464.
    7. Козлов, Г. И. О температуре прекращения и возобновления роста у озимых в осенний и весенний периоды / Г. И. Козлов // Тр. по прикл. бот., генет. и селекции. - Т. 66. - Вып. 1. - 1980. - С. 17-24.
    8. Паршина, З. С. Сезонная динамика хлорофилла в листьях озимой пшеницы в связи с сортовыми особенностями и условиями возделывания / З. С. Паршина, В. П. Берденко, С. М. Макарова // Физиол. и биох. культ. раст. - 1972. - Т. 4. - Вып. 4. - С. 396-401.
    9. Паршина, Г. Н. Содержание хлорофилла и фотохимическая активность озимой пшеницы в период перезимовки / Г. Н. Паршина. - Ин-т ботан. АН КазССР. - Алма-Ата. - 1981. - 8 с. - Рукопись деп. в ВИНИТИ 21 окт. -1981. -№ 4851 Деп.
    10. Подушин, Ю. В. Влияние агротехнических факторов на содержание хлорофилла в листьях озимой пшеницы сорта Нота / Ю. В. Подушин, Ю. П. Федулов // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2009. - № 16. - С. 83-88.
    11. Тимофеев, В. Б. Использование климатических камер и теплиц в селекции озимой пшеницы / В. Б. Тимофеев, Ю. М. Пучков // Селекция и семеноводство. - 1976. - № 2. - С. 30-33.
    12. Рыбакова, М. И. Изменения в пигментной системе листьев озимой пшеницы и ржи в осенне-зимний период / М. И. Рыбакова, Р. Р. Денисова // С.-х. биол. -1972. - Т. 7. - С. 329-333.
    13. Федулов, Ю. П. Системный анализ морозоустойчивости озимых культур / Ю. П. Федулов. - Автореф.. д-р дисс. - Санкт-Петербург, ВИР. - 1993. - 46 с.
    14. Федулов, Ю. П. Изменение структуры признака морозоустойчивости озимой пшеницы в течение перезимовки / Ю. П. Федулов, Ю. М. Пучков, Н. М. Беликова, Г. Д. Набоков // Доклады ВАСХНИЛ. - 1990. - № 6. - С. 2-6.
    15. Федулов, Ю. П. Влияние условий агротехники на содержание фотосинтетических пигментов в листьях озимой пшеницы / Ю. П. Федулов, А. В. Загорулько, В. В. Маймистов, И. И. Трубникова, С. Н. Фатькина, Д. В. Терещенко // Технология возделывания основных полевых культур в современном земледелии. - Труды КубГАУ. - 1999. - Вып. 372 (400). - С. 40-46.
    16. Федулов, Ю. П. Влияние факторов агротехники на содержание и соотношение пигментов в листьях озимой пшеницы в разные периоды вегетации / Ю. П. Федулов, Ю. В. Подушин, В. Р. Урумян // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - 2009. - № 52. - С. 103-119.
    17. Шаповал, А. И. Пигментная система пластид у растений озимых культур при действии неблагоприятных факторов среды / А. И. Шаповал. Устойчивость растений к неблагоприятным температурным условиям среды. - Киев: Наукова думка. - 1976. - C. 88-106.
    18. Andrews, C. J. Low-temperature stress in field and forage crop production - An overview / C. J. Andrews // Canad. J. of Plant Science. - 1987. - Vol. 67. - P. 1121-1133.
    19. Fedulov, Y. P. System analysis of a winter wheat frost resistance and its use in breeding / Y. P. Fedulov // Euphytica. - 1998. - V. 100. - Nо. 1-3. - Р. 101-108.
    20. Fowler, D. B. Breeding for winter hardiness in cereals / D. B. Fowler, A. E. Limin // Acta Agronomica Hungarica. - 1997. - Vol. 45 (3). - P. 301-309.
    21. Heber, U. W. Loss of Adenosine Triphosphate Synthesis Caused by Freezing and its Relationship to Frost Hardiness Problems / U. W. Heber, K. A. Santarius // Plant Physiology. - 1964. - Vol. 39. - P. 712-719.
    22. Levitt, J. Responses of plant to environmental stresses / J. Levitt. - Vol. 1.Chilling, Freezing, and High Temperature Stresses. - New York: Acad. press. - 1980. - 497 p.
    23. Lichtenthaler, H. K. Determinations of total carotenoids and chlorophylls a and b of leaf extracts in different solvents / H. K. Lichtenthaler, A. R. Wellburn // Biochem. Soc. Trans. - 1983. - Vol. 11. - Nо. 5. - P. 591-592.
    24. Oquist, G. Effects of low temperature on photosynthesis / G. Oquist // Plant, Cell and Environment. - 1983. - Vol. 6. - P. 281-300.
    25. Pollock, C. J. Low temperature and the growth of plants / C. J. Pollock, C. F. Eagles // Plant and Temperature: Symp. Soc. Exp. Biol., Essex, 8-10 Sept., 1987. - Cambridge. - 1988. - P. 157-180.
    26. Shlyk, A. A. Carrent concept of organization of chlorophyll biosynthesis // Biogenesis and function of plant lipids. Amsterdam e.a., Elsevier/Noth Holland. - 1980. - P. 311-340.

    Authors:

    1. Bespalova Lyudmila Andreyevna, DSc in Agriculture, academician of the Russian Academy of Sciences, Federal State Budgetary Scientific Institution "P.P. Lukyanenko National Grain Center".
    2. Groitsai Tatyana Il’inichna, Phd in Agriculture, leading researcher, Federal State Budgetary Scientific Institution "P.P. Lukyanenko National Grain Center".
    3. Polevikova Nadezhda Anatolyevna, junior researcher, Federal State Budgetary Scientific Institution "P.P. Lukyanenko National Grain Center".
    4. Podushin Yuriy Viktorovich, Phd in Agriculture, associate professor, Department of Plant Physiology and Biochemistry, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “I.T. Trubilin Kuban State Agrarian University”.
    5. Fedulov Yuriy Petrovich, DSc in Biology, professor, head of the Department of Plant Physiology and Biochemistry, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “I.T. Trubilin Kuban State Agrarian University”.

    © 2010-2021 ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И. Т. Трубилина»

    Телефон: +7(861)244-32-47.

    Зарегистрирован Федеральной службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия, свидетельство о регистрации СМИ ПИ № ФС77-21434 от 30 июня 2005 г.