Влияние почвенной засухи на содержание фотосинтетических пигментов в растениях ячменя сорта Бровар

  • Татьяна Геннадьевна Каляга Институт биофизики и клеточной инженерии НАН Беларуси, ул. Академическая, 27, 220072, г. Минск, Беларусь https://orcid.org/0000-0001-7727-3451
  • Николай Владимирович Козел Институт биофизики и клеточной инженерии НАН Беларуси, ул. Академическая, 27, 220072, г. Минск, Беларусь https://orcid.org/0000-0003-2958-7645
DOI: https://doi.org/10.33581/2521-1722-2020-3-46-53

Аннотация

Установлено существенное влияние почвенной засухи на морфометрические параметры листьев ячменя сорта Бровар, а также содержание в них фотосинтетических пигментов – хлорофилла и каротиноидов. Однако вызванные засухой значительное ухудшение ростовых показателей растений, снижение концентрации хлорофилла и в особенности каротиноидов происходили в отсутствие изменения уровня феофитина. Высказано предположение, что уменьшение количества пигментов связано в основном не с деструкцией в результате стресса, а с подавлением их синтеза, что может быть адаптационной реакцией растений, позволяющей минимизировать вероятность образования активных форм кислорода в фотосинтетических мембранах при недостатке влаги, а также оптимизировать в данных условиях использование энергии света для фотосинтетических процессов, на что указывает преимущественное снижение таких каротиноидов, как неоксантин, виолаксантин и β-каротин, активно участвующих в светосборе и передаче энергии на реакционные центры.

Биографии авторов

Татьяна Геннадьевна Каляга, Институт биофизики и клеточной инженерии НАН Беларуси, ул. Академическая, 27, 220072, г. Минск, Беларусь

младший научный сотрудник лаборатории биофизики и биохимии растительной клетки

Николай Владимирович Козел, Институт биофизики и клеточной инженерии НАН Беларуси, ул. Академическая, 27, 220072, г. Минск, Беларусь

кандидат биологических наук; заведующий лабораторией биофизики и биохимии растительной клетки

Литература

  1. Ashraf M, Harris PJC. Photosynthesis under stressful environments: an overview. Photosynthetica. 2013;51(2):163–190. DOI: 10.1007/s11099-013-0021-6.
  2. Tanveer M, Shahzad B, Sharma A, Khan EA. 24-Epibrassinolide application in plants: an implication for improving drought stress tolerance in plants. Plant Physiology and Biochemistry. 2019;135:295–303. DOI: 10.1016/j.plaphy.2018.12.013.
  3. Farooq M, Wahid A, Kobayashi N, Fujita D, Basra SMA. Plant drought stress: effects, mechanisms and management. Agronomy for Sustainable Development. 2009;29(1):185–212. DOI: 10.1051/agro:2008021.
  4. Wang X, Gao Y, Wang Q, Chen M, Ye X, Li D, et al. 24-Epibrassinolide-alleviated drought stress damage influences antioxidant enzymes and autophagy changes in peach (Prunus persicae L.) leaves. Plant Physiology and Biochemistry. 2019;135:30–40. DOI: 10.1016/j.plaphy.2018.11.026.
  5. Bartels D, Sunkar R. Drought and salt tolerance in plants. Critical Reviews in Plant Sciences. 2005;24(1):23–58. DOI: 10.1080/07352680590910410.
  6. Sezgin A, Altuntaş C, Demiralay M, Cinemre S, Terzi R. Exogenous alpha lipoic acid can stimulate photosystem II activity and the gene expressions of carbon fixation and chlorophyll metabolism enzymes in maize seedlings under drought. Journal of Plant Physiology. 2018;232:65–73. DOI: 10.1016/j.jplph.2018.11.026.
  7. Nabi RBS, Tayade R, Hussain A, Kulkarni KP, Imran QM, Mun B-G, et al. Nitric oxide regulates plant responses to drought, salinity, and heavy metal stress. Environmental and Experimental Botany. 2019;161:120–133. DOI: 10.1016/j.envexpbot.2019.02.003.
  8. Kebede A, Kang MS, Bekele E. Advances in mechanisms of drought tolerance in crops, with emphasis on barley. Advances in Agronomy. 2019;156:265–314. DOI: 10.1016/bs.agron.2019.01.008.
  9. Cominelli E, Conti L, Tonelli C, Galbiati M. Challenges and perspectives to improve crop drought and salinity tolerance. New Biotechnology. 2013;30(4):355–361. DOI: 10.1016/j.nbt.2012.11.001.
  10. Rodriguez-Amaya DB, Kimura M. HarvestPlus handbook for carotenoid analysis. Washington: HarvestPlus; 2004. 58 p. (Technical monograph series 2).
  11. Milenković SV, Zvezdanović JB, Anđelković TD, Marković DZ. The identification of chlorophyll and its derivatives in the pigment mixtures: HPLC-chromatography, visible and mass spectroscopy studies. Advanced technologies. 2012;1(1):16–24.
  12. Forni E, Ghezzi M, Polesello A. HPLC separation and fluorimetric estimation of chlorophylls and pheophytins in fresh and frozen peas. Chromatography. 1988;26:120–124. DOI: 10.1007/BF02268135.
  13. Olajire AA, Ameen AB, Abdul-Hammed M, Adekola FA. Occurrence and distribution of metals and porphyrins in Nigerian coal minerals. Journal of Fuel Chemistry and Technology. 2007;35(6):641–647. DOI: 10.1016/S1872-5813(08)60001-8.
  14. Rokitskii PF. Biologicheskaya statistika [Biological statistics]. Minsk: Vyshjejshaja shkola; 1973. 320 p. Russian.
  15. Averina NG, Shalygo NV, Linnik NN. [Study of chlorophyll pheophytinization under the influence of metal chelators of the pyridine series]. Fiziologiya rastenii. 1991;38(6):1059–1065. Russian.
  16. Krasnovsky AA. Singlet oxygen and primary mechanisms of photodynamic therapy and photodynamic diseases. In: UzdenskyAB, editor. Photodynamic therapy at the cellular level. Trivandrum: Research Signpost; 2007. p. 17–62.
  17. Domanskaya IN, Radyuk MS, Budakova EA, Samovich TV, Spivak EA, Shalygo NV, compilers. Tekhnologiya DNK-tipirovaniya genov ustoichivosti yachmenya k zasukhe [DNA typing technology for genes of barley resistance to drought]. Мinsk: Pravo i ekonomika; 2011. 31 p. Russian.
Опубликован
2020-12-31
Ключевые слова: почвенная засуха, абиотический стресс, фотосинтез, фотосинтетические пигменты, хлорофилл, каротиноиды, феофитин, ячмень
Как цитировать
Каляга, Т. Г., & Козел, Н. В. (2020). Влияние почвенной засухи на содержание фотосинтетических пигментов в растениях ячменя сорта Бровар. Экспериментальная биология и биотехнология, 3, 46-53. https://doi.org/10.33581/2521-1722-2020-3-46-53
Выпуск
№ 3 (2020): Журнал Белорусского государственного университета. Биология
Раздел
Клеточная биология и физиология

Copyright (c) 2020 Журнал Белорусского государственного университета. Биология

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).