Влияние низкой положительной температуры на формирование антиоксидантной системы световых и этиолированных проростков Amaranthus tricolor L., выращенных из семян, обработанных регуляторами роста

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В Нечерноземной зоне России возвратные весенние холода до 1-2 °C могут вызвать повреждения и гибель проростков теплолюбивого растения - амаранта. Недорогим и эффективным методом для снижения негативного действия гипотермии на прорастание семян является предпосевная обработка семян регуляторами роста. Цель исследования - изучение влияния низкотемпературного стресса на этиолированные и световые проростки амаранта сорта Валентина ( A. tricolor L.), выращенные из семян, обработанных регуляторами роста. Для предпосевной обработки семян использовали водные растворы Альбита - 1 г/л, перекиси водорода (H2O2) - 5 мМ и янтарной кислоты (ЯК) - 500 мг/л. Семена проращивали в торфяных горшках при температурe 23 ± 2 °C (T23) в течение 7 суток. На 7-й день торфяные горшки с проростками, выращенными на свету и в темноте, перемещали в термостат при температуре 2,0 ± 0,5 °C (T2) на 8 часов. Определение количества амарантина, хлорофиллов и каротиноидов проводили по общепринятым методикам. Предпосевная обработка семян регуляторами роста Альбит, H2O2 и ЯК увеличивала длину гипокотиля, длину корня и биомассу световых и этиолированных проростков. Действие низких положительных температур повышало содержание амарантина и каротиноидов, однако, снижало содержание хлорофиллов. Показано, что все использованные регуляторы роста: H2O2, Альбит и ЯК - запускают либо поддерживают систему антиоксидантной защиты световых и этиолированных проростков амаранта сорта Валентина при действии низких положительных температур.

Об авторах

Екатерина Муратовна Гинс

Федеральный исследовательский центр картофеля им. А.Г. Лорха

Автор, ответственный за переписку.
Email: katya.888888@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5685-6305

младший научный сотрудник

Российская Федерация, 140051, Московская область, Люберецкий район, п. Красково, ул. Лорха, д. 23, литера «В»

Список литературы

  1. Sanghera GS, Wani SH, Hussain W, Singh NB. Engineering cold stress tolerance in crop plants. Current Genomics. 2011;12(1)30-43. doi: 10.2174/138920211794520178
  2. Park AR, Kim J, Kim B, Ha A, Son JY, Song CW, et al. Exogenous Bio-B ased 2,3-Butanediols Enhanced Abiotic Stress Tolerance of Tomato and Turfgrass under Drought or Chilling Stress. J Microbiol Biotechnol. 2022;32(5):582-593. doi: 10.4014/jmb.2201.01025
  3. Sarker U, Hossain MN, Iqbal MA, Oba S. Bioactive components and radical scavenging activity in selected advance lines of salt-tolerant vegetable amaranth. Front Nutr. 2020;7:587257. doi: 10.3389/fnut.2020.587257
  4. Hussain HA, Hussain S, Khaliq A, Ashraf U, Anjum SA, Men S, et al. Chilling and drought stresses in crop plants: implications, cross talk, and potential management opportunities. Front Plant Sci. 2018;9:393; doi: 10.3389/fpls.2018.00393
  5. Mittler R. Oxidative stress, antioxidants and stress tolerance. Trend Plant Sci. 2002;7(9):405-410. doi: 10.1016/S1360-1385(02)02312-9
  6. Gill SS, Tuteja N. Reactive oxygen species and antioxidant machinery in abiotic stress tolerance in crop plants. Plant Physiol Biochem. 2010;48(12):909-930. doi: 10.1016/j.plaphy.2010.08.016
  7. Rhaman MS, Imran S, Rauf F, Khatun M, Baskin CC, Murata Y, et al. Seed priming with phytohormones: an effective approach for the mitigation of abiotic stress. Plants. 2021;10(1):37. doi: 10.3390/plants10010037
  8. Jisha KC, Vijayakumari K, Puthur JT. Seed priming for abiotic stress tolerance: an overview. Acta Physiol Plant. 2013;35:1381-1396. doi: 10.1007/s11738-012-1186-5
  9. Pandey P, Ramegowda V, Senthil-K umar M. Shared and unique responses of plants to multiple individual stresses and stress combinations: physiological and molecular mechanisms. Front Plant Sci. 2015;6:723. doi: 10.3389/fpls.2015.00723
  10. Lichtenthaler HK. Chlorophylls and carotenoids - pigments of photosynthetic biomembranes. Methods in Enzymology. 1987;148:350-382. doi: 10.1016/0076-6879(87)48036-1
  11. Gins MS, Gins VK, Kononkov PF. Change in the biochemical composition of amaranth leaves during selection for increased amaranthine content. Applied Biochemistry and Microbiology. 2002;38(5):474-479. doi: 10.1023/A:1019980821313
  12. Fox J, Leanage A. R and the Journal of Statistical Software. J Stat Softw. 2016;73(2):1-13. doi: 10.18637/jss.v073.i02
  13. Li S, Jiang H, Wang J, Wang Y, Pan S, Tian H, et al. Responses of plant growth, physiological, gas exchange parameters of super and non-super rice to rhizosphere temperature at the tillering stage. Sci Rep. 2019;9(1):10618. doi: 10.1038/s41598-019-47031-9
  14. Tewari AK, Tripathy BC. Temperature-stress-induced impairment of chlorophyll biosynthetic reactions in cucumber and wheat. Plant Physiol. 1998;117(3):851-858. doi: 10.1104/pp.117.3.851
  15. Wittayathanarattana T, Wanichananan P, Supaibulwatana K, Goto E. A short-term cooling of root-zone temperature increases bioactive compounds in baby leaf Amaranthus tricolor L. Front Plant Sci. 2022;13:944716. doi: 10.3389/fpls.2022.944716
  16. Deng XP, Cheng YJ, Wu XB, Kwak SS, Chen W, Eneji AE. Exogenous hydrogen peroxide positively influences root growth and metabolism in leaves of sweet potato seedlings. Aust J Crop Sci. 2012;6(11):1572-1578.
  17. Baroli I, Niyogi KK. Molecular genetics of xanthophyll-dependentphotoprotection in green algae and plants. Philos Trans R Soc Lond. BBiol Sci. 2000;355(1402):1385-1394. doi: 10.1098/rstb.2000.0700
  18. Rodriéguez-C oncepcioén M, Foreés O, Martiénez-Garciéa JF, Gonzaélez V, Phillips MA, Ferrer A, et al. Distinct light-m ediated pathways regulate the biosynthesis and exchange of isoprenoid precursors during Arabidopsis seedling development. The Plant Cell. 2004;16(1):144-156. doi: 10.1105/tpc.016204
  19. Nakashima T, Araki T, Ueno O. Photoprotective function of foliar betacyanin in leaves of Amaranthus Cruentus under drought stress. In: Photosynthesis Research for Food, Fuel and the Future: 15th International Conference on Photosynthesis. Berlin, Heidelberg: Springer; 2013. p.485-488. doi: 10.1007/978-3-642-3203 4-7_102
  20. Stanley L, Yuan YW. Transcriptional regulation of carotenoid biosynthesis in plants: so many regulators, so little consensus. Front Plant Sci. 2019;10:1017. doi: 10.3389/fpls.2019.01017
  21. Stahl W, Sies H. Antioxidant activity of carotenoids. Mol Asp Med. 2003;24(6):345-351. doi: 10.1016/S0098-2997(03)00030-X

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

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».