Физиолого-биохимические признаки засухоустойчивости растений картофеля

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Исследования проводили с целью определения взаимосвязей между показателями ксероморфности листьев и урожайности растений картофеля в условиях недостаточного увлажнения и повышенного температурного режима для использования в селекции или для создания модели сорта. Эксперименты выполняли в 2021-2022 гг. в Самарской области. Объектами исследования служили 24 сорта картофеля. Критерием ксероморфности были выбраны число и размеры устьиц на единице площади листа. Исследуемые сорта разделили по числу устьиц на две группы (по n=12). В первой группе средняя величина этого показателя составила 26 тыс. шт./см2 листа, во второй - 35 тыс. шт. (F=41, p=0,03). Более развитые структурные черты ксероморфности и накопление определенных типов метаболитов во второй группе сортов привело к увеличению урожая, по сравнению с первой, в 1,6 раз (F=9, p=0,004). Растения второй группы характеризовались большим числом клеток мезофилла на единице площади листа (584 тыс. шт./см2 против 557 тыс. шт.), повышенным содержанием фосфолипидов (36 мг/г сухой массы против 31 мг/г), сухой массы (0,19 г/г сырой массы против 0,17 г/г) и отношением мембранных липидов к мембранным белкам (1,4 ед. против 1,2). В менее ксероморфной первой группе растений уровень окислительного стресса, оцениваемый по продуктам перекисного окисления липидов, составил 0,050 мкМ/г сырой массы и был на 12 % выше, чем у более ксероморфной (F=6, p=0,08). Выявленная положительная сопряженность между урожайностью и характеристиками ксероморфности генотипов свидетельствует о перспективности использования этого критерия в селекции картофеля.

Об авторах

О. А. Розенцвет

Самарский федеральный исследовательский центр РАН, Институт экологии Волжского бассейна РАН

Email: olgarozen55@mail.ru
445003, Тольятти, ул. Комзина, 10

Е. С. Богданова

Самарский федеральный исследовательский центр РАН, Институт экологии Волжского бассейна РАН

445003, Тольятти, ул. Комзина, 10

С. Л. Рубцов

Самарский федеральный исследовательский центр РАН, Самарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства им. Н. М. Тулайкова

446254, Безенчук, ул. Карла Маркса, 41

А. Л. Бакунов

Самарский федеральный исследовательский центр РАН, Самарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства им. Н. М. Тулайкова

446254, Безенчук, ул. Карла Маркса, 41

А. В. Милехин

Самарский федеральный исследовательский центр РАН, Самарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства им. Н. М. Тулайкова

446254, Безенчук, ул. Карла Маркса, 41

В. Н. Нестеров

Самарский федеральный исследовательский центр РАН, Институт экологии Волжского бассейна РАН

445003, Тольятти, ул. Комзина, 10

Список литературы

  1. Zarzynska K., Boguszewska-Mankowska D., Nosalewicz A. Differences in size and architecture of the potato cultivars root system and their tolerance to drought stress // Plant Soil Environmental. 2017. Vol. 63. P. 159-164. doi: 10.17221/4/2017-PES.
  2. Field screening for variation of drought tolerance in Solanum tuberosum L. by agronomical, physiological and genetic analysis / R. Schafleitner, R. Gutierrez, R. Espino, et al. // Potato Research. 2007. Vol. 50. P. 71-85. doi: 10.1007/s11540-007-9030-9.
  3. Potato response to drought stress: Physiological and growth basis / T. Gervais, A. Creelman, X.-Q. Li, et al. // Frontiers Plant Sciences. 2021. Vol. 12. Article 698060. URL: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2021698060/full (дата обращения: 13.04.2023). doi: 10.3389/fpls.2021.698060.
  4. Кагермазов А. М., Хачидогов А. В. Механизмы засухоустойчивости кукурузы // Инновации и продовольственная безопасность. 2018. № 2 (20). C. 62-65. doi: 10.31677/2311-0651-2018-0-2-62-65.
  5. Climate change impact on global potato production / R. Raymundo, S. Asseng, R. Robertson, et al. // European Journal Agronomy. 2018. Vol. 100. P. 87-98. doi: 10.1016/j.eja.2017.11.008.
  6. The hot summer of 2010: redrawing the temperature record map of Europe / D. Barriopedro, E. M. Fischer, J. Luterbacher, et al. // Science. 2011. Vol. 332. (6026). P. 220-224. doi: 10.1126/science.1201224.
  7. Ксероморфные признаки листьев Lirioden-drontulipifera L. (Magnoliaceae) в засушливом климате Центральной Азии / Н. Г. Акиньшина, Г. М. Дусчанова, А. А. Азизов и др. // Вестник московского университета. Серия 16. Биология. 2020. Т. 75. № 4. С. 251-257.
  8. Панфилова О. В., Голяева О. Д. Физиологические особенности адаптации сортов и отбор форм смородины красной к засухе и повышенным температурам // Сельскохозяйственная биология. 2017. Т. 52. № 5. С. 1056-1064. doi: 10.15389/agrobiology.2017.5.1056rus.
  9. Оценка засухоустойчивости озимой мягкой пшеницы в условиях модельной засухи / А. В. Алабушев, Е. В. Ионова, В. А. Лиховидова и др. // Земледелие. 2019. № 7. С. 35-37. doi: 10.31367/2079-8725-2018-59-5-29-31.
  10. Продуктивность и динамика морфологических и физиолого-биохимических параметров картофеля в условиях засушливого климата / О. А. Розенцвет, Е. С. Богданова, В. Н. Нестеров и др. // Доклады Российской Академии наук. Науки о жизни. 2021. Т. 497. С. 143-147. doi: 10.31857/S2686738921020232.
  11. Physiological and biochemical parameters of leaves for evaluation of the potato yield / O. Rozentsvet, E. Bogdanova, V. Nesterov, et al. // Agriculture. 2022. Vol. 12. P. 757. doi: 10.3390/agriculture12060757.
  12. Морфо-физиологические детерминанты формирования урожая картофеля в условиях дефицита почвенной влаги / А. Л. Бакунов, Н. Н. Дмитриева, С. Л. Рубцов и др. // Известия РАН. Серия биологическая. 2023. № 3. С. 321-331. URL: https://www.sciencejournals.ru/view-article/?j=izvbio&y=2023&v=0&n=3&a=IzvBio2270001Bogdanova (дата обращения: 13.04.2023). doi: 10.31857/S1026347022700019
  13. Факторы, определяющие формирование урожайности картофеля в условиях недостаточного увлажнения / А. Л. Бакунов, Н. Н. Дмитриева, С. Л. Рубцов и др. // Российская сельскохозяйственная наука.2023. № 2. С. 25-29. doi: 10.31857/S2500262723020060.
  14. Quantitative mesophyll parameters rather than whole-leaf traits predict response of C3 steppe plants to aridity / L. A. Ivanova, P. K. Yudina, D. A. Ronzhina, et al. // New Phytologist. 2018. Vol. 217. No. 2. P. 558-570. doi: 10.1111/nph.14840.
  15. Влияние 24-эпибрассинолида на водный обмен отличающихся по засухоустойчивости сортов пшеницы при осмотическом стрессе / М. В. Безрукова, Г. Р. Кудояроав, А. Р. Лубянова и др. // Физиология растений. 2021. Т. 68. № 2. С. 161-169. doi: 10.31857/S0015330321010048.
  16. Seasonal dynamics of functional parameters of wintergreen steppe relict GlobulariapunctataLapeyr / E. Bogdanova, L. Ivanova, P. Yudina, et al. // Flora 2022. Vol. 289. Article 152037. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0367253022000342 (дата обращения: 13.04.2023). doi: 10.1016/j.flora.2022.152037.
  17. Protein measurement with the Folin phenol reagent / O. H. Lowry, N. J. Rosebrough, N. J. Farr, et al. // Journal Biological Chemistry. 1951. Vol. 193. No. 1. P. 265-275. doi: 10.1016/S0021-9258(19)52451-6.
  18. TerBraak C. J. F. Canonical correspondence analysis: a new eigenvector technique for multivariate direct gradient analysis // Ecology. 1986. Vol. 67. No 5.P. 1167-1179. doi: 10.2307/1938672.
  19. Физиолого-биохимические характеристики микропобегов чая (Camelliasinensis L.) в условиях invitro: норма, осмотический стресс, влияние кальция / Л. С. Малюкова, Т. Л. Нечаева, М. Ю. Зубова и др. // Сельскохозяйственная биология. 2020. Т. 55. № 5. С. 970-980. doi: 10.15389/agrobiology.2020.5.970rus.
  20. de Carvalho M.H.C. Drought stress and reactive oxygen species // Plant Signaling Behavior. 2008. Vol. 3 No. 3. P. 156-165. doi: 10.4161/psb.3.3.5536.
  21. Plich J., Boguszewska-Mankowska D., Marczewski W. Relations between photosynthetic parameters and drought-induced tuber yield decrease in Katahdin-derived potato cultivars // Potato Res. 2020. Vol. 63. No. 4. P. 463-477. doi: 10.1007/s11540-020-09451-3.
  22. Жуков А. В. О Качественном составе липидов мембран растительных клеток // Физиология растений. 2021. Т. 68. № 2. С. 206-224. doi: 10.31857/S001533032101022X.
  23. Ashraf M., Foolad M. R. Roles of glycine betaine and proline in improving plant abiotic stress resistance // Environmental and Experimental Botany. 2007. Vol. 59. P. 206-216. doi: 10.1016/j.envexpbot.2005.12.006.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023