Устойчивость генотипов сахарной свеклы к солевому стрессу

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Исследования проводили с целью отбора устойчивых генотипов сахарной свёклы в условиях, моделирующих солевой стресс, для последующей селекции. В качестве материалов для экспериментов использовали растения сахарной свёклы, выращиваемые в условиях засоления 150 мМ, 280 мМ и 500 мМ. При засолении на уровне 150 мМ у образца РМС-127 наблюдали увеличение активности каталазы относительно контрольных образцов на 33,0 %, О-тип 2113 – на 14,1 %, ОП 021729 – на 81,4 %, МС 020026 – на 5,1 %. При повышении концентрации NaCl до 280 мМ у РМС-127 отмечали увеличение активности супероксиддисмутазы, по сравнению с контролем, на 28,9 %, МС 020022 – на 78,7 %, О-тип 09001 – на 54,3 %, ОП 021722 – на 65,5 %, ОП 021729 – на 67,3 %. В результате количественной ОТ-ПЦР в реальном времени у исследуемых генотипов сахарной свеклы в условиях 150 мМ и 280 мМ засоления выявлена экспрессия гена SOD и CAT. При засолении на уровне 150 мМ экспрессия гена SOD у образцов МС 020026, О-тип 2113 и ОП 021729 возрастала относительно контроля в среднем в 2,5 раза. Максимальный в опыте уровень экспрессии гена SOD отмечен у генотипов МС 020022 и РМС-127 при засолении 280 мМ (в 1,5 раза выше, чем в контроле). У образцов МС 020026, МС 020022, О-тип 09001 наибольшую экспрессию гена регистрировали при засолении 150 мМ и 280 мМ – выше, чем в контроле, в 5 раз, у О-тип 2113 аналогичную ситуацию отмечали в варианте со 150 мМ соли, экспрессия гена увеличивалась в 3 раза. По результатам исследования все исследуемые генотипы могут служить устойчивым к засолению исходным материалом для дальнейшей селекции.

Полный текст

Главным направлением селекции сахарной свеклы считают создание гетерозисных гибридов, устойчивых к био- и абиотическим стрессорам. Одно из неблагополучных состояний почв – засоление, которому в отдельных регионах страны подвержены от 20 до 50 % сельскохозяйственных земель [1]. Из-за засоления снижается плодородие почвы, что отрицательно влияет на онтогенез растений [2].

Засоление и засуха запускают в растениях один и тот же каскад метаболических реакций в ответ на стресс [3, 4]. Сильная засуха и растущая нехватка водных ресурсов представляют собой большую угрозу для выращивания сахарной свеклы.

Один из приоритетных способов повышения эффективности современной селекции – разработка и использование системы молекулярных маркеров для выявления генетической изменчивости и ассоциаций генов, сцепленных с хозяйственно-важными признаками [5, 6, 7].

При полногеномном ассоциативном исследовании (GWAS) 328 зародышевых плазм сахарной свеклы китайские учёные выявили однонуклеотидные полиморфизмы (SNP) и гены-кандидаты, связанные с устойчивостью к засухе [8]. Они установили 11 локусов, ассоциированных с этим признаком, расположенных на хромосомах 2, 3, 5, 7. Несинонимичными (nonsynonymous) оказались всего 9 из 108946 идентифицированных SNP. В общей сложности обнаружено 13 генов, выраженных у засухоустойчивых генотипов сахарной свёклы, что имеет важное значение для понимания молекулярных механизмов соле- и засухоустойчивости, а также улучшения растений сахарной свеклы [8].

Цель исследований – изучение генотипов сахарной свёклы в условиях, моделирующих солевой стресс, с использованием молекулярно-генетического метода и отбор устойчивых образцов для селекции.

Методика. В качестве материалов для экспериментов были взяты листовые пластинки селекционно ценных генотипов сахарной свёклы селекции Всероссийского научно-исследовательского института сахарной свёклы и сахара имени А. Л. Мазлумова (ФГБНУ «ВНИИСС им. А. Л. Мазлумова») – МС 020026, МС 020022, О-тип 09001, О-тип 2113, ОП 021722, ОП 021729, РМС-127. Они относятся к раздельноплодными мужскостерильным линиям (МС), раздельноплодным опылителям – закрепителям стерильности Оуэн типа (О-тип), сростноплодным гетерозисным опылителям (ОП), характеризуются урожайностью от 39,4 т/га (МС 020026) до 72,1 т/га (гибрид РМС-127) и высоким сбором сахара – от 6,3 и до 16,2 т/га соответственно. Эти линии служат компонентами перспективных гибридов сахарной свеклы и обладают устойчивостью к болезням листового аппарата и корневым гнилям (табл. 1).

 

Табл. 1. Характеристика изученных генотипов (2022–2023 гг.)

Генотип

Селекционный статус

Продуктивность

Устойчивость к болезням

урожайность, т/га

сахаристость, %

сбор сахара, т/га

МС 020026

мужскостерильная раздельноплодная линия, материнский компонент

39,4

15,9

6,3

церкоспороз – средняя, корневые гнили – средняя, мучнистая роса – средняя

МС 020022

мужскостерильная раздельноплодная линия, материнский компонент

40,7

15,6

6,4

церкоспороз – средняя, корневые гнили – средняя, мучнистая роса – средняя

О-тип 09001

раздельноплодная линия зекрепитель стерильности Оуэн-типа (О-тип)

43,5

16,0

6,9

церкоспороз – высокая, корневые гнили – высокая, мучнистая роса – высокая

О-тип 2113

раздельноплодная линия зекрепитель стерильности Оуэн-типа (О-тип)

44,8

16,7

7,5

церкоспороз – высокая, корневые гнили – высокая, мучнистая роса – высокая

ОП 021722

сростноплодный опылитель, отцовский компонент

39,9

16,7

6,5

церкоспороз – средняя, корневые гнили – высокая, мучнистая роса – высокая

ОП 021729

сростноплодный опылитель, отцовский компонент

38,8

16,3

6,3

церкоспороз – средняя, корневые гнили – высокая, мучнистая роса – высокая

РМС-127

гибрид урожайно-сахаристый среднеспелый (N)

72,1

22,4

16,2

церкоспороз – средняя, корневые гнили – высокая, мучнистая роса – высокая

НСР05

--

4,6

0,2

0,9

--

 

Семена сахарной свёклы перечисленных образцов выращивали в лабораторных условиях в вазонах при внесении в автоклавированную почву (чернозем выщелоченный) следующих концентраций хлорида натрия: 150 мМ, 280 мМ, 500 мМ. Такие варианты засоления связаны с тем, что концентрации 150 мМ NaCl, 280 мМ NaCl вызывают у растений сахарной свеклы «солевой стресс», способствующий увеличению активности антиоксидантных ферментов, каталазы и супероксиддисмутазы, а при 500 мМ NaCl наступает «солевой шок» [9].

Активность каталазы (КФ 1.11.1.6) определяли спектрофотометрическим методом по падению оптической плотности при 240 нм в результате разложения пероксида водорода. За активность фермента принимали разницу между оптической плотностью контрольной и опытной проб [10]. Активность фермента рассчитывали на 1 г сырой массы.

Активность супероксиддисмутазы (СОД, КФ 1.15.1.11) измеряли спектрофотометрическим методом по скорости окисления НАДH в присутствии нитросинего тетразолия и феназинметасульфата при длине волны 560 нм [11]. Активность фермента рассчитывали на 1 г сырой массы.

Для оценки уровня транскрипции генов выделяли РНК с использованием реагента Extract RNA (Evrogen, Россия) в соответствии с протоколом производителя. Качество РНК оценивали электрофорезом в 2 %-ном агарозном геле, дополненном 2,2 М формальдегида. Концентрацию РНК определяли анализатором Qubit® RNA HS Assay Kit (Thermo Fisher Scientific, США) на флуориметре Qubit 2.0 (Thermo Fisher Scientific). Обратную транскрипцию осуществляли с использованием M-MulV (SibEnzyme, Россия) и Eppendorf Mastercycler Personal в соответствии с протоколом производителя. Количественную ОТ-ПЦР проводили с использованием SYBR Green I в системе реального времени Bio-Rad CFX96TM (Bio-Rad, США). Для определения оптимальной для амплификации температуры применяли температурный градиент. Финальная программа для генов CAT, MsIC и OSM включала 95 °C, 5′ + ((95 °C, 35″ + +59,5 °C, 30″ + 72 °C, 20″) × 32); для SOD 95 °C, 5′ + +((95 °C, 35″ + 58,5 °C, 30″ + 72 °C, 30″) × 40). Фрагменты генов амплифицировали с использованием следующих праймеров: SOD, 5′-ACTTGAGGATGACCTTGGCA-3′ и 5′-AACACCACAAGCCAATCTGC-3′; CAT, 5′-GCACAGAGATGAGGAGGTCG-3′ и 5′-ATGGGATGTCTCTCAGCGTG-3′; MsIC, 5′-AGCATGAGAAAAAGCGGCTC-3′ и 5′-CCCGCTAGCAACACTAGCAT-3′; OSM, 5′-GCTTACGGAGTGAGCCTTGT-3′ и 5′-CAAACTCCTTTGCCCTCGTG-3′. В качестве референсных использовали гены GAPDH и ACTB β-актина. Все праймеры создавали с помощью PrimerBLAST (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/tools/primer-blast).

Анализы выполняли в трех биологических и трех химических повторениях. Статистический анализ проводили методами дисперсионного анализа с использованием программы Statistica 10 (StatSoft, США). Результаты представлены как среднее значение ± стандартная ошибка среднего.

Результаты и обсуждение. Избыточные концентрации соли влияют на растения по-разному, включая ионную токсичность, окислительный стресс, а также снижение клеточного деления и размножения клеток, что приводит к задержке роста и развития, а также к ухудшению выживаемости растений [12, 13].

Растения выработали несколько механизмов, позволяющих либо исключать соль из своих клеток, либо переносить ее присутствие внутри клеток. Одним из таких механизмов служит система антиоксидантного метаболизма, включающая ферменты и неферментативные соединения, которые играют решающую роль как часть защитного механизма [14].

У растений, которые выращивали в условиях засоления, отмечали следующую тенденцию: у образцов РМС-127, О-тип 2113, ОП 021722 при повышении концентрации NaCl до 150 мМ происходило увеличение активности каталазы в среднем в 1,5 раза относительно контроля, у ОП 021729 – в 5,4 раза. Такая ситуация, по-видимому, связана с активацией работы антиоксидантной системы. При этом у образцов МС 020026, МС 020022 и О-тип 09001 в условиях 150 мМ засоления активность каталазы практически не отличались от контроля.

При увеличении концентрации NaCl до 280 мМ у образцов РМС-127 и МС 020022 наблюдали снижение активности каталазы в 1,2 раза, у номеров МС 020026, О-тип 09001, О-тип 2113 и ОП 021722 – в среднем в 4 раза, по сравнению с контрольными. У ОП 021729 в условиях 280 мМ NaCl активность фермента находилась на уровне контроля.

При засолении 500 мМ у образцов РМС-127 и МС 020022 активность каталазы снижалась, по сравнению с контролем, в среднем в 3 раза, О-тип 2113 и ОП 021722 – в 5,5 раз, ОП 021729 – в 1,8 раз. У образцов МС 020026 и О-тип 09001 наблюдали резкое уменьшение величины этого показателя в 32 и 14,6 раз соответственно, что, вероятно, связано с инактивацией фермента. Такие изменения коррелируют с тенденциями активности другого фермента антиоксидантной защиты – аскорбатпероксидазы, что установлено нашими предыдущими исследованиями [9].

 

Табл. 2. Изменение активности каталазы у растений сахарной свеклы в условиях солевого стресса

Генотип

Общая активность каталазы, E/г с.м.

контроль

150 мМ NaCl

280 мМ NaCl

500 мМ NaCl

РМС-127

147,9±0,53

220,9±0,82**

118,2±0,35**

55,2±0,25*

МС 020026

205,0±0,46

216,0±0,62***

36,7±0,53**

6,4±0,26*

МС 020022

147,6±0,36

150,2±0,4

121,2±0,36***

44,8±0,36*

О-тип09001

58,2±0,46

29,2±0,3***

19,2±0,5**

4,0±0,3**

О-тип2113

81,9±0,4

95,4±0,52***

27,0±0,22**

18,2±0,12*

ОП 021722

35,3±0,13

46,0±0,25***

9,0±0,47**

5,3±0,17**

ОП 021729

11,8±0,24

63,6±0,67*

13,1±0,14***

6,6±0,22***

*разница с контрольным образцом соответствующего генотипа статистически значима при p < 0,001, **p < 0,01, ***p < 0,05.

 

При солевом стрессе в различных компартментах растительной клетки происходит увеличение образования супероксидных радикалов, которые генерируются преимущественно в процессе фотосинтеза в результате реакции восстановления кислорода. Далее СОД участвует в восстановлении радикалов до пероксида водорода, который затем может обезвреживаться до дегидроаскорбата под действием аскорбатпероксидазы [15].

У растений сахарной свёклы МС-формы 020022, в отличие от других исследуемых генотипов, наблюдали закономерное увеличение активности СОД относительно контроля при 150 мМ и 280 мМ засолении в 2 и 4,7 раза соответственно. При 500 мМ NaCl активность фермента была ниже, чем в контроле, в 3,4 раза. Аналогичную картину отмечали для генотипа ОП 021729. Однако при 500 мМ засоления активность фермента у этих растений была выше, чем в контрольном образце, в 1,5 раза.

У растений РМС-127 и ОП 021722 активность СОД возрастала в среднем в 2 раза, по сравнению с контролем, только в условиях 280 мМ засоления, а при 500 мМ NaCl она снижалась в среднем в 3 раза относительно контроля. У генотипа О-тип 09001, напротив, активность СОД увеличивалась при 150 мМ и 280 мМ засолении в 3 и 2 раза соответственно, по сравнению с контролем, а при 500 мМ находилась на том же уровне, что и в контрольных условиях.

У генотипа МС 020026 наибольшая активность фермента зарегистрирована только в условиях 150 мМ засоления (в 1,5 раза выше, чем в контроле), а при 500 мМ она снижалась в 1,5 раза. У образца О-тип 2113 в условиях засоления фермент не проявлял свою активность относительно контрольных условий.

Такие результаты можно объяснить либо низкой солеустойчивостью растений, либо высокой концентрацией супероксидных анион-радикалов, что также приводит к ингибированию фермента.

 

Табл. 3. Изменение активности супероксиддисмутазы в растениях сахарной свёклы в условиях солевого стресса

Генотип

Общая активность супероксиддисмутазы (E/г с.м.)

контроль

150 мМ NaCl

280 мМ NaCl

500 мМ NaCl

РМС-127

24,9±0,3

27,0±0,21**

35,0±0,43**

10,0±0,38**

МС 020026

9,8±0,24

13,9±0,29**

8,9±0,21**

6,4±0,19**

МС 020022

15,6±0,17

30,7±0,34*

73,3±0,31*

4,6±0,15**

О-тип 09001

3,2±0,2

10,0±0,27*

7,0±0,26**

2,7±0,31***

О-тип 2113

4,3±0,28

2,4±0,4**

2,3±0,43**

3,7±0,39***

ОП 021722

3,0±0,1

2,6±0,37

8,7±0,46***

0,75±0,17**

ОП 021729

1,7±0,12

3,26±0,18***

5,2±0,2**

2,2±0,19***

*разница с контрольным образцом соответствующего генотипа статистически значима при p < 0,001, **p < 0,01, ***p < 0,05.

 

Согласно теории «двухфазного ответа роста на засоление», первоначальный эффект воздействия засоления обусловлен осмотическими изменениями вне обработанных солью клеток и приводит к снижению способности растения поглощать воду (осмотический эффект) [16, 17]. Вторая фаза происходит из-за накопления солей в листьях. Чрезмерные концентрации солей в растительных клетках вызывают угнетение активности ферментов и окислительный стресс [17, 18]. В результате фотосинтеза будет образовываться большое количество активных форм кислорода, удаляемых супероксиддисмутазой с образованием H2O2, который, в свою очередь, метаболизируется каталазой до воды.

Согласно анализу экспрессии гена SOD у генотипов Beta vulgaris, которые выращивали в условиях засоления различной концентрации, она, преимущественно, увеличивалась при 150 мМ и 280 мМ NaCl. У образцов МС 020026, О-тип 2113 и ОП 021729 экспрессия гена SOD увеличивалась, относительно контроля, при 150 мМ NaCl в среднем в 2,5 раза, в то время как у генотипов МС 020022 и РМС-127 ее повышение в 1,5 раза происходило при 280 мМ NaCl. У образцов О-тип 09001 и ОП 021722 в условиях 150 мМ и 280 мМ засоления экспрессия гена SOD не изменялась относительно контроля либо незначительно повышалась в 0,5 раз (рис. 1).

 

Рис. 1. Изменение относительного уровня транскриптов гена SOD у Beta vulgaris L. при действии солевого стресса: К – контрольный образец; ⃰ p < 0,05 – статистически значимая разница с контрольным образцом соответствующего генотипа:  – K; ▨ – 150 мМ NaCl; ▧ – 280 мМ NaCl; ◼️ – 500 мМ NaCl.

 

У генотипов MC020022, О-тип 2113 и ОП 021729, выращенных в условиях 500 мМ засоления, экспрессия гена SOD резко снижалась у всех растений в среднем в 3,5 раза, по сравнению с вариантами 150 мМ и 280 мМ. Вероятно, это результат длительного воздействия высокой концентрацией соли, при которой возникает осмотический шок. Такое количество соли оказывает ингибирующее влияние на рост, фотосинтез и урожайность растений сахарной свеклы. Нарушение фотосинтеза частично связано со снижением содержания хлорофилла из-за более высокой деградации пигментов, вызванной АФК [19]. Косвенно об этом свидетельствует значительное снижение активности супероксиддисмутазы. Однако для О-тип 09001 и сростноплодного опылителя ОП 021722 никакой заметной корреляции между экспрессией гена SOD и концентрацией соли не выявлено. Вероятно, это связано с потенциальной устойчивостью таких генотипов к засолению, о чем может свидетельствовать экспрессия генов в контрольных образцах либо при невысоких концентрациях NaCl. Относительно низкий рост экспрессии SOD у этих образцов, по сравнению с другими, соотносится с активностью супероксиддисмутазы.

Анализ результатов экспрессии гена CAT, кодирующего каталазу, у растений сахарной свеклы продемонстрировал аналогичную зависимость. У образцов МС020026, МС020022, О-тип 09001 при 150 мМ и 280 мМ соли она увеличивалась, по сравнению с контролем, более чем в 5 раз, О-тип 2113 при 150 мМ соли – в 3 раза (рис. 2). Экспрессия гена CAT в условиях засоления у ОП 021722, ОП 021729 и РМС-127 оставалась на уровне контроля, хотя для ОП 021722 и РМС-127 при обработке 150 мМ соли показано увеличение активности каталазы в 1,5 раза, для ОП 021729 – в 5,4 раза. Отсутствие разницы в экспрессии гена CAT между опытными образцами и контрольным у перечисленных генотипов может быть связано с его конститутивной экспрессией.

 

Рис. 2. Изменение относительного уровня транскриптов гена CAT у Beta vulgaris L. при действии солевого стресса: К – контрольный образец; ⃰ p < 0,05 – статистически значимая разница с контрольным образцом соответствующего генотипа:  – K; ▨ – 150 мМ NaCl; ▧ – 280 мМ NaCl; ◼️ – 500 мМ NaCl.

 

Поскольку регуляция тургора сильно зависит от свойств клеточной стенки, исследование экспрессии генов, участвующих в ее динамических изменениях и трансмембранном транспорте, может иметь важное значение для регуляции клеточной экспансии в условиях засоления. В связи с этим, в образцах сахарной свеклы исследовали экспрессию гена MsIC, участвующего в трансмембранном транспорте [16].

Видимой корреляции между экспрессией гена MsIC и концентрацией соли не отмечено. В условиях 150 мМ засоления у МС 020026, О-тип 2113 и ОП 021722 она снижалась относительно контроля в среднем в 1,6 раз, тогда как у генотипов О-тип 09001, ОП 021729 и РМС-127, наоборот, увеличивалась в среднем в 1,4 раза. При 280 мМ засолении, аналогично засолению 150 мМ, у генотипов МС 020026, О-тип 2113, ОП 021722, а также генотипа МС 020022 экспрессия гена MsIC была снижена относительно контроля в среднем в 1,5 раза, а у генотипов О-тип 09001, ОП 021729 и РМС-127 оставалась на уровне контрольных образцов. В условиях 500 мМ засоления у образцов МС 020026, МС 020022, О-тип 2113 и ОП 021729 уровень экспрессии гена MsIC снижался относительно контроля в 1,5 раза, у ОП 021722 и РМС-127 – никак не менялся, а у генотипа О-тип 09001 – возрастал в 1,6 раз (рис. 3). Однако эти данные вряд ли можно расценивать как закономерность.

 

Рис. 3. Изменение относительного уровня экспрессии гена MsIC у Beta vulgaris L. при действии солевого стресса: К – контрольный образец; ⃰ p < 0,05 – статистически значимая разница с контрольным образцом соответствующего генотипа:  – K; ▨ – 150 мМ NaCl; ▧ – 280 мМ NaCl; ◼️ – 500 мМ NaCl.

 

Ген OSM, участвующий в реакции на возбудителей болезней, предположительно, наряду с геном MsIC, может участвовать в механизме адаптации сахарной свеклы к абиотическому стрессу [16]. У всех образцов, обработанных солевым раствором, его экспрессия гена была ниже либо на уровне контроля (рис. 4). Следовательно, можно предположить, что у изученных генотипов сахарной свеклы ген OSM не участвует в адаптации к солевому стрессу.

 

Рис. 4. Изменение относительного уровня экспрессии гена OSM у Beta vulgaris L. при действии солевого стресса: К – контрольный образец; ⃰ p < 0,05 – статистически значимая разница с контрольным образцом соответствующего генотипа:  – K; – 150 мМ NaCl; ▧ – 280 мМ NaCl; ◼️ – 500 мМ NaCl.

 

Выводы. У образцов РМС-127, О-тип 2113, ОП 021722 в условиях 150 мМ засоления установлено увеличение активности каталазы, по сравнению с контрольными условиями без влияния NaCl, в 1,5 раза, у генотипа ОП 021729 – 5,4 раза. Самым значительным увеличением активности супероксиддисмутазы в условиях 280 мМ засоления (более чем в 2 раза относительно контроля) характеризуются растения гибрида сахарной свёклы РМС-127, мужскостерильной линии МС 020022, сростноплодных опылителей ОП 021722 и ОП 021729. Активность СОД достигала наибольших значений в условиях 150 мМ засоления у растений О-тип 09001 и МС 020026 (в среднем в 3 раза выше, чем в контроле). Эти генотипы отобраны как устойчивый исходный материал для включения в селекционный процесс.

Результаты оценки методом ПЦР в реальном времени относительного уровня транскриптов генов MsIC и OSM, участвующих в трансмембранном транспорте и реакции на возбудителей болезней, не показали изменения их экспрессии, которая могла быть вызвана солевым стрессом. Вероятнее всего они не участвуют в адаптивной реакции растений сахарной свеклы на стресс.

Экспрессия гена SOD у образцов МС 020026, О-тип 2113 и ОП 021729 при 150 мМ засолении возросла относительно контроля в среднем в 2,5 раза. Наибольший ее уровень у генотипов МС 020022 и РМС-127 отмечен при 280 мМ засолении (в 1,5 раза выше, чем в контроле).

Установлено значительное повышение экспрессии гена CAT относительно контрольных условий у генотипов МС 020026, МС 020022, О-тип 09001 при 150 мМ и 280 мМ засолении (более чем в 5 раз), а также у генотипа О-тип 2113 при 150 мМ соли (в 3 раза).

Финансирование работы.

Данная работа финансировалась за счет средств бюджета Всероссийского научно-исследовательского института сахарной свёклы и сахара им. А. Л. Мазлумова. Никаких дополнительных грантов на проведение или руководство данным конкретным исследованием получено не было.

Соблюдение этических стандартов.

В данной работе отсутствуют исследования человека или животных.

Конфликт интересов.

Авторы данной работы заявляют, что у них нет конфликта интересов.

×

Об авторах

А. А. Налбандян

Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свёклы и сахара им. А. Л. Мазлумова

Автор, ответственный за переписку.
Email: arpnal@rambler.ru

кандидат биологических наук

Россия, 396030, Воронежская обл., Рамонский район, пос. ВНИИСС, 86

Т. П. Федулова

Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свёклы и сахара им. А. Л. Мазлумова

Email: arpnal@rambler.ru

доктор биологических наук

Россия, 396030, Воронежская обл., Рамонский район, пос. ВНИИСС, 86

Т. С. Руденко

Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свёклы и сахара им. А. Л. Мазлумова

Email: arpnal@rambler.ru
Россия, 396030, Воронежская обл., Рамонский район, пос. ВНИИСС, 86

А. В. Моисеенко

Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свёклы и сахара им. А. Л. Мазлумова

Email: arpnal@rambler.ru
Россия, 396030, Воронежская обл., Рамонский район, пос. ВНИИСС, 86

И. В. Черепухина

Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свёклы и сахара им. А. Л. Мазлумова

Email: arpnal@rambler.ru

кандидат биологических наук

Россия, 396030, Воронежская обл., Рамонский район, пос. ВНИИСС, 86

Список литературы

  1. Засоленые почвы России / Е. И. Панкова, Л. А. Воробьёва, И. М. Гаджиев и др. М.: Академкнига, 2006. С. 857.
  2. Засоление почвы и его влияние на растения / В. В. Иванищев, Т. Н. Евграшкина, О. И. Бойкова и др. // Известие Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2020. Т. 3. С. 28–42.
  3. Chen J., Xia X., Yin W. Expression profiling and functional characterization of a DREB2-type gene from Populus euphratica // Biochemical and Biophysical Research Communications. 2009. Vol. 378. P. 483–487. doi: 10.1016/j.bbrc.2008.11.071.
  4. Analysis of N6-methyladenosine reveals a new important mechanism regulating the salt tolerance of sugar beet (Beta vulgaris) / J. Li, J. Wang, Q. Pang, et al. // Plant Science. 2023. Vol. 335. Article 111794. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S016894522300211X (дата обращения: 01.02.2024). doi: org/10.1016/j.plantsci.2023.111794.
  5. Genetic and genomic tools to assist sugar beet improvement: the value of the crop wild relatives / F. Monteiro, L. Frese, S. Casto, et al. // Frontiers Plant Science. 2018. Vol. 9. Article 74. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5808244/ (дата обращения: 01.02.2024). doi: 10.3389/fpls.2018.00074.
  6. Genetic and phenotypic assessment of sugar beet (Beta vulgaris L. subsp. vulgaris) elite inbred lines selected in Japan during the past 50 years / K. Taguchi, Y. Kuroda, K. Okazaki, et al. // Breeding Science. 2019. Vol. 69. Р. 255–265. URL: https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsbbs/69/2/69_18121/_article/-char/ja/ (дата обращения: 01.02.2024). doi: 10.1270/jsbbs.18121.
  7. Galewski P., McGrath J. M. Genetic diversity among cultivated beets (Beta vulgaris) assessed via population-based whole genome sequences // BMC Genomics. 2020. Vol. 21. URL: https://bmcgenomics.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12864-020-6451-1 (дата обращения: 01.02.2024). doi: 10.1186/s12864-020-6451-1.
  8. Genome-wide association study of drought tolerance traits in sugar beet germplasms at the seedling stage / W. Li, M. Lin, J. Li, et al. // Frontiers in Genetics. 2023. Vol. 14. Article 1198600. URL: https://www.frontiersin.org/journals/genetics/articles/10.3389/fgene.2023.1198600/full (дата обращения: 01.02.2024). doi: 10.3389/fgene.2023.1198600.
  9. Изучение активности аскорбатпероксидазы и глутатионредуктазы у генотипов сахарной свёклы в условиях солевого стресса / Т. П. Федулова, А. В. Моисеенко, Т. С. Руденко и др. // Сахар. 2023. С. 20–24. doi: 10.24412/2413-5518-2023-8-20-24.
  10. Aebi H. Isolation, purification, characterization, and assay of antioxygenic enzymes. Catalase in vitro // Methods in Enzymology. 1984. Vol. 105. P. 121–126. doi: 10.1016/S0076-6879(84)05016-3.
  11. Beauchamp C., Fridovich L. Superoxide dismutase: Improved assays and an assay applicable to acrylamide gels // Analytical Biochemistry. 1971. Vol. 44. P. 276–287. doi: 10.1016/0003-2697(71)90370-8.
  12. Munns R., Tester М. Mechanisms of Salinity Tolerance: Review Article // Annual review of plant biology. 2008. Vol. 59. P. 651–681. doi: 10.1146/annurev.arplant.59.032607.092911.
  13. Genetic associations uncover candidate SNP markers and genes associated with salt tolerance during seedling developmental phase in barley / S. Thabet, Y. Moursi, A. Sallam, et al. // Environmental and Experimental Botany. 2021. Vol. 188. Article 104499. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0098847221001295 (дата обращения: 01.02.2024). doi: 10.1016/j.envexpbot.2021.104499.
  14. The antioxidant system in Suaeda salsa under salt stress / H. Li, H. Wang, W. Wen, et al. // Plant Signaling & Behavior. 2020. Vol. 15. Article 1771939. URL: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/15592324.2020. 1771939 (дата обращения: 01.02.2024). doi: 10.1080/ 15592324.2020.1771939.
  15. Колупаев Ю. Е., Карпец Ю. В., Ястреб Т. О. Функционирование антиоксидантной системы растений при солевом стрессе // Вестник Харьковского национального аграрного университета им. В. Н. Каразина. Серия: Биология. 2017. Т. 3. C. 23–45.
  16. Salt stress and salt shock differently affect DNA methylation in salt-responsive genes in sugar beet and its wild, halophytic ancestor / M. Skorupa, J. Szczepanek, J. Mazur, et al. // PLoS One. 2021. Vol. 16. Article 5. URl: https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0251675 (дата обращения: 01.02.2024). doi: 10.1371/journal.pone.0251675.
  17. Munns R. Genes and salt tolerance: bringing them together // New Phytologist. 2005. Vol. 167. P. 645–63. doi: 10.1111/j.1469-8137.2005.01487.x.
  18. Hasanuzzaman M., Nahar K., Fujita M. Plant response to salt stress and role of exogenous protectants to mitigate salt-induced damages // Ecophysiology and responses of plants under salt stress. 2013. P. 25–87. doi: 10.1007/ 978-1-4614-4747-4_2.
  19. C4 gene induction during de-etiolation evolved through changes in cis to allow integration with ancestral C3gene regulatory networks / P. Singh, S. R. Stevenson, P. J. Dickinson, et al. // Science Advances. 2023. Vol. 9. Article eade9756. URL: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ade9756 (дата обращения: 01.02.2024). doi: 10.1126/sciadv.ade9756.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Изменение относительного уровня транскриптов гена SOD у Beta vulgaris L. при действии солевого стресса: К – контрольный образец; ⃰ p < 0,05 – статистически значимая разница с контрольным образцом соответствующего генотипа: – K; – 150 мМ NaCl; – 280 мМ NaCl; – 500 мМ NaCl.

Скачать (94KB)
3. Рис. 2. Изменение относительного уровня транскриптов гена CAT у Beta vulgaris L. при действии солевого стресса: К – контрольный образец; ⃰ p < 0,05 – статистически значимая разница с контрольным образцом соответствующего генотипа: – K; – 150 мМ NaCl; – 280 мМ NaCl; – 500 мМ NaCl.

Скачать (119KB)
4. Рис. 3. Изменение относительного уровня экспрессии гена MsIC у Beta vulgaris L. при действии солевого стресса: К – контрольный образец; ⃰ p < 0,05 – статистически значимая разница с контрольным образцом соответствующего генотипа: – K; – 150 мМ NaCl; – 280 мМ NaCl; – 500 мМ NaCl.

Скачать (101KB)
5. Рис. 4. Изменение относительного уровня экспрессии гена OSM у Beta vulgaris L. при действии солевого стресса: К – контрольный образец; ⃰ p < 0,05 – статистически значимая разница с контрольным образцом соответствующего генотипа: – K; – 150 мМ NaCl; – 280 мМ NaCl; – 500 мМ NaCl.

Скачать (127KB)

© Российская академия наук, 2024