On the importance of chemosystematic correlation in the study of the allelopathic potential of congeneric native and exotic species of herbs

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

This abstract presents the results of screening for allelopathic activity of three pairs “aboriginal-exotic” of comparison species of herbs, including invasive species, systematically related at the level of the genus. It was shown that a 1% leaf extract of Solidago virgaurea and S. canadensis, Pulmonaria obscura and P. saccharata, Veronica serpyllifolia and V. fi liformis had a similar or equal inhibitory eff ect on the germination and growth of test-plant roots in biotests owing to its chemosystematic correlation. Extracts of Solidago and Pulmonaria species slowed down the rate of germination and root growth by 1.5–2 times lower than the control. In the Salidago sp. experiment options the dynamics of the processes developed according to the type of stress-reaction. The absolute rate of root growth at the exponential stage diff ered twice in the Solidago sp. options: 16.8±0.43 and 8.99±0.23 mm/day in native and exotic specie, respectively. The total germination was close to or equal to the control level. In a comparison pair Pulmonaria sp. germination decreased by 58.66 and 43.5%. V. fi liformis extract inhibited germination by 24.4% more than the native species. Extracts 0.05% extracts of Solidago sp. had no eff ect, P. saccharata and V. fi liformis extracts caused the eff ects of hormesis. P. saccharate option produced an – acceleration of the absolute and relative root growth rate of the test-plants by two times, exceeding the total length of the roots by half compared to the control and the native species. In the V. fi liformis option, the rates of germination and root growth was inhibited by 24.7 and 50.2% of the values of the paired species, respectively. The comparative method increases the level of analysis of bioassay data, allows for a deeper study of the specifi cs of test-plants reactions, and allows the evaluation of the modes of action of allelochemics.

About the authors

Katerina Vadimovna Chernyaeva

Московский педагогический государственный университет

ORCID iD: 0000-0002-2998-9751
ResearcherId: AAT-2719-2021
Москва, ул. Малая Пироговская, дом 1, строение 1

Alyona E. Zhuravleva

Московский педагогический государственный университет

ORCID iD: 0000-0001-8453-0153
Москва, ул. Малая Пироговская, дом 1, строение 1

Vladimir P. Viktorov

Московский педагогический государственный университет

ORCID iD: 0000-0002-4100-6578
ResearcherId: AAT-4456-2021
Москва, ул. Малая Пироговская, дом 1, строение 1

Vladimir Sergeevich Konichev

Московский педагогический государственный университет

Москва, ул. Малая Пироговская, дом 1, строение 1

Grigory Mikhaylovich Kozlenkov

Московский педагогический государственный университет

ORCID iD: 0000-0002-3925-2024
Москва, ул. Малая Пироговская, дом 1, строение 1

References

  1. Zhang Z., Liu Y., Weber E., Lin Y., Kleunen M. van. Effect of allelopathy on plant performance: A meta-analysis // Ecol. Let. 2020. Vol. 24, № 2. P. 348–362. https://doi.org/10.1111/ele.13627
  2. Гродзинский А. М. Аллелопатия в жизни растений и их сообществ. Киев : Наукова думка, 1965. 200 с.
  3. Kalisz S., Kilvin S., Bialic-Murphy L. Allelopathy is pervasive in invasive plants // Biol. Invas. 2021. Vol. 23. P. 367−371. https://doi.org/10.1007/s10530-020-02383-6
  4. Михеев А. И. Гиперадаптация. Стимулированная онтогенетическая адаптация растений. Киев : Фитоцентр, 2015. 474 с.
  5. Иванов В. Б. Использование корней как тест-объектов для оценки биологического действия химических соединений // Физиология растений. 2011. Т. 58, № 6. С. 944–952.
  6. Иванов В. Б. Клеточные механизмы роста растений. М. : Наука, 2011. 104 с.
  7. Сорокопудова О. А. Хемосистематика: основные положения и особенности // Научные ведомости БелГУ. Естественные науки. 2006. № 3, вып. 4. С. 75–83.
  8. Anjum T., Baiwa R. Importance of germination indices in interpretation o f allelochemical effects // International Journal of Agriculture and Biology. 2005. Vol. 3. P. 417–419.
  9. Бухаров А. Ф., Балеев Д. Н., Бухарова А. Р. Кинетика прорастания семян. Методы исследования и параметры // Известия ТСХА. 2017. Вып. 2. С. 5–19.
  10. Селье Г. На уровне целого организма. М. : Наука, 1972. 122 с.
  11. Шакирова Ф. М. Неспецифическая устойчивость растений к стрессовым факторам и ее регуляция. Уфа : Гилем, 2001. 160 с.
  12. Виноградова Ю. К., Майоров С. Р., Хорун Л. В. Черная книга флоры Средней России: чужеродные виды растений в экосистемах Средней России. М. : ГЕОС, 2010. 512 с.
  13. Виноградова Ю. К., Куклина А. Г., Галкина М. А. Темпы клонального расселения и регенеративная активность Veronica fi liformis J. T. Smith // Российский журнал биологических инвазий, 2017. № 2. С. 2–12. https://doi.org/10.1134/S2075111717030134
  14. Chernyaeva E. V., Viktorov V. P. New bioassay method to study the allelopathic activity of sugar lungwort (Pulmonaria saccharata Mill.) // Allelopathy Journal. 2020. Vol. 51, № 1. P. 93–112. https://doi.org/10.26651/allele.j/2020-51-1-1293
  15. Yuan Y., Wang B., Zhang S., Tang J., Tu C., Hu S., Yong J. W. H., Chen X. Enchanced allelopathy and competitive ability of invasive plant Solidago canadensis in introduction // Journal of Plant Ecology. 2012. Vol. 6. P. 1–11. https://doi.org/10.1093/jpe/rts033
  16. Бетехтина А. А., Ронжина Д. А., ИвановаЛ. А., Малыгин М. В., Иванов Л. А. Относительная скорость роста и ее компоненты у инвазионного Heracleum sosnowski и аборигенного H. sibiricum // Российский журнал биологических инвазий. 2018. Т. 11, № 4. C. 7−19.
  17. Урманцев Ю. А., Гудсков Н. Л. Проблема специфичности и неспецифичности ответных реакций растений на повреждающие воздействия // Журнал общей биологии. 1986. Т. 11, № 7. С. 337–349.
  18. Мелехов Е. М. Принцип регуляции скорости процесса повреждения клетки и реакция защитного торможения метаболизма (РЗТМ) // Журнал общей биологии. 1985. Т. 46, № 2. С. 174–189.
  19. Пятыгин С. С. Стресс у растений: физиологический подход // Журнал общей биологии. 2008. Т. 69, № 4. С. 294–298.
  20. Soln K., Klemancic M., Koce J. D. Plant cell responses to allelopathy: from oxidative stress to programmed cell death // Protoplasma. 2022. Vol. 259. P. 1111–1124. https://doi.org/10.1007/s00709-021-01729-8
  21. Обручева Н. В. Переход от гомональной к негормональной регуляции на примере выхода семян из покоя и запуска прорастания // Физиология растений. 2012. Т. 59, № 4. С. 591.
  22. Belz R. G., Hurle K., Duke S. Dose-response – a challenge for allelopathy? // Nonlinearity in Biology Toxicology and Medicine. 2005. Vol. 3, № 2. P. 173–211. https://doi.org/10.2201/nonlin.003.02.002.00003
  23. Duke S. O., Cedergreen N., Velini E. D., Belz R. G. Hormesis is an important factor in herbicide use and allelopathy? // Outlook in Pest Management. 2006. February. Vol. 17, no. 1. P. 29–33. https://doi.org/10.1564/16feb10
  24. Черняева Е. В., Викторов В. П. Интерференция факторов в конкурентном взаимодействии чужеродного вида Pulmonaria saccharata (Mill) с банком семян в условиях интродукции // Известия РАН. Серия биологическая. 2022. № 4. С. 351–362. https://doi.org/10.31857/S1026347022040059

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».