2023 год, № 104
УДК: 631.811.982+581.142ГРНТИ: 68.35.29
ИЗМЕНЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ АБСЦИЗОВОЙ, САЛИЦИЛОВОЙ И ЖАСМОНОВОЙ КИСЛОТ В ПРОРОСТКАХ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ ПОД ВЛИЯНИЕМ ЭКЗОГЕННЫХ ГОРМОНОВ И ВОДНОГО ДЕФИЦИТА
С помощью хромато-масс-спектрометрического анализа изучено влияние предпосевной обработки семян гетероауксином, кинетином и гиббереллином на содержание абсцизовой (АБК), жасмоновой (ЖК) и салициловой (СК) кислот в проростках озимой пшеницы, выращенных при разном уровне дефицита влаги. Обработка семян фитогормонами существенно изменяла содержание АБК, СК и ЖАК, причем характер изменения зависел от уровня водного дефицита в среде проращивания. При снижении влажности субстрата с 80 до 50% содержание АБК в тканях контрольных растений снижалось в 2,8, ЖАК - в 2,7, а СК - в 1,6 раза. Обработка ауксином в условиях оптимальной влажности (80%) снизила содержание АБК в 1,8, СК - в 3,2, а ЖАК - в 2,3 раза. При снижении влажности до 50% содержание этих гормонов в растениях, обработанных гетероауксином, повысилось до уровня контрольных растений при 80%-ной влажности. Обработка кинетином по сравнению с контрольными растениями снизила содержание АБК на 8%, СК - на 31% и увеличила содержание ЖАК на 16%. Снижение влажности до 50% в тканях растений, обработанных кинетином, уменьшило содержание АБК на 11%, ЖАК - на 63% и увеличило содержание СК на 15%. При обработке гетероауксином и кинетином при 50%-ной влажности наблюдалось стимулирование нарастания биомассы проростков на 14-18%, а при влажности 30% - торможение роста на 12-20%. Высказывается предположение, что такой характер действия фитогормонов на стимулирование и торможение накопления биомассы обусловлен специфическим взаимодействием АБК и ЖАК при прорастании растений пшеницы в темноте.Ключевые слова: Пшеница, гетероауксин, цитокинин, гиббереллин, абсцизовая кислота, жасмоновая кислота, салициловая кислота, водный дефицит.
DOI: 10.21515/1999-1703-104-71-76
Литература:
- Веселов, Д. С. Гормоны растений: регуляция концентрации, связь с ростом и водным обменом / Д. С. Веселов, С. Ю. Веселов, Л. Б. Высоцкая и др.; [отв. ред. Ф.М. Шакирова] // Ин-т биол. УНЦ РАН. - М.: Наука, 2007. - 158 с.
- Медведев, С. С. Биология развития растений. В 2-х т. Том 1. Начала биологии развития растений. Фитогормоны: Учебник / С. С. Медведев, Е. И. Шарова // СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 211. - 253 с.
- Подушин, Ю. В. Влияние экзогенных фитогормонов на стартовый рост озимой пшеницы в зависимости от температуры и влажности проращивания семян / Ю. В. Подушин, Ю. П. Федулов, Е. А. Дегтярёв, А. В. Донской, Г. Е. Заика // Труды Кубанского ГАУ. - 2020. - № 2(83). - С. 130-135.
- Рахманкулова, З. Ф. Влияние предпосевной обработки семян пшеницы салициловой кислотой на ее эндогенное содержание, активность дыхательных путей и антиоксидантный баланс / З. Ф. Рахманкулова, В. В. Федяев, С. Р. Рахматуллина, С. П. Иванов и др. // Физиология растений, 2010. - Т. 57.- № 6. - С. 835-840.
- Černý, M. Role of the proteome in phytohormonal signaling / M. Černý, J. Novák, H. Habánová, H. Cerna et al. // Biochim. Biophys Acta. - 2015. - V. 1864. - P. 1003-1015.
- Chehab, E. W. Distinct Roles of Jasmonates and Aldehydes in Plant-Defense Responses / E. W. Chehab, R. Kaspi, T. Savchenko, H. Rowe et al. // PLoS ONE, 2008. - V. 3(4): e1904.
- Engelberth, J. Simultaneous quantification of jasmonic acid and salicylic acid in plants by vapor-phase extraction and gas chromatography-chemical ionization-mass spectrometry /j. Engelberth, E. A. Schmelz, H. T. Alborn, Y. J. Cardoza et al. // Analytical Biochemistry, 2003. - V. 312. - I. 2. - P. 242-250.
- Harris, J. M. Abscisic Acid: Hidden Architect of Root System Structure/ Plants 2015, 4, 548-572.
- Humplík, J. F. To Stimulate or Inhibit? That Is the Question for the Function of Abscisic Acid. /j. F. Humplík, V. Bergougnoux, E.V. Volkenburgh // Trends in Plant Sceience, 2017. - V. 22. - Nо. 10. - P. 830-841.
- Lan, Ju1. JAZ proteins modulate seed germination through interaction with ABI5 in bread wheat and Arabidopsis/ Ju1. Lan, J. Yexing, S. Pengtao, L. Jie et al. // New Phytologist, 2019. - Nо. 223. - P. 246-260.
- Noshin, Ilyas. Influence of Salicylic Acid and Jasmonic Acid on Wheat Under Drought Stress / Noshin Ilyas, Robina Gull, Roomina Mazhar, Maimona Saeed, Sidra Kanwal, Sumera Shabir, Fatima Bibi // Communications in soil science and plant analysis, 2017. - V. 48. - Nо. 22. - P. 2715-2723.
- Puertolas, J. Local root abscisic acid (ABA) accumulation depends on the spatial distribution of soil moisture in potato: Implications for ABA signaling under heterogeneous soil drying /j. Puertolas, M. R. Conesa, C. Ballester, I. C. Dodd //j. Exp. Bot. - 2015, 66, 2325-2334.
- Savchenko, T. V. Jasmonates-Mediated Rewiring of Central Metabolism Regulates Adaptive Responses / T. V. Savchenko, H. Rolletschek, K. Dehesh // Plant Cell Physiol. - 2019. - V. 60(12). - P. 2613-2620.
- Schmelz, E. A. Nitrogen Deficiency Increases Volicitin-Induced Volatile Emission, Jasmonic Acid Accumulation, and Ethylene Sensitivity in Maize / E. A. Schmelz, H. T. Alborn, J. Engelberth, J. H. Tumlinson // Plant Physiology, 2003-V. 133, Issue 1. - P. 295-306.
- Tran-Nguyen, N. Jasmonate regulates seed dormancy in wheat via modulating the balance between gibberellin and abscisic acid/ N. Tran-Nguyen, Pham Anh Tuan, Belay T Ayele //Journal of Experimental Botany, 2022. -V.73. - I. 8. - P. 2434-245.
- Yuyu, Z. Jasmonate inhibits COP1 activity to suppress hypocotyl elongation and promote cotyledon opening in etiolated Arabidopsis seedlings / Z. Yuyu, C. Xuefei, S. Liang, F. Shuang et al. // The Plant Journal, 2017/ - V. 90. - P. 1144-1155.
- Wasternack, C. Jasmonates: biosynthesis, perception, signal transduction and action in plant stress response, growth and development. An update to the 2007 review in Annals of Botany / C. Wasternack, B. Hause // Ann. Bot. 2013. V. 111. - P. 1021-1058.
Авторы:
- Дегтярёв Евгений Андреевич, мл. науч. сотрудник, Институт фундаментальных проблем биологии РАН.
- Федулов Юрий Петрович, д-р биол. наук, профессор, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина».
- Подушин Юрий Викторович, канд. с.-х. наук, доцент, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина».
- Михайлова Мария Константиновна, студент, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина».
- Багдасарян Мария Николаевна, студент, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина».