Научные основы использования салицилатов в адаптивных технологиях возделывания ярового ячменя

Любовь Валерьевна Пашкевич; Людмила Фёдоровна Кабашникова

Любовь Валерьевна Пашкевич Институт биофизики и клеточной инженерии Национальной академии наук Беларуси
Людмила Фёдоровна Кабашникова Институт биофизики и клеточной инженерии Национальной академии наук Беларуси

Аннотация

В исследовании научно обосновано применение экзогенного растительного метаболита - салициловой кислоты (СК) в качестве индуктора системной приобретенной устойчивости растений ярового ячменя. В условиях фитотронно-тепличного эксперимента выявлено положительное действие защитно-стимулирующего состава на основе салицилата на параметры роста и развития растений ярового ячменя, инфицированных грибом Bipolaris sorokiniana, и степень их пораженности темно-бурой пятнистостью. В полевых условиях показано стимулирующее влияние СК и фенилса-лицилата на ростовые процессы, содержание фотосинтетических пигментов в листе, активность перекисного окисления липидов и пероксидазы в растительных клетках. Установлено повышение общей устойчивости растений ярового ячменя в посевах к неблагоприятным факторам внешней среды, включая фитопатогены, что в итоге обеспечило формирование урожая на уровне стандартного фунгицида Адексар с прибавкой в 4-5 ц/га по сравнению с необработанным контролем. На основе полученных результатов разработан иммуномодулирующий препарат «Иммунакт-СК», представляющий собой композицию СК и водорастворимого полимера ВРП-3. Применение препарата обеспечивает получение стабильных урожаев зерна ярового ячменя на уровне стандартных химических фунгицидов, что в перспективе позволит значительно сократить применение дорогостоящих химических препаратов для защиты растений и снизить химическую нагрузку на окружающую среду.

Биографии авторов

Любовь Валерьевна Пашкевич, Институт биофизики и клеточной инженерии Национальной академии наук Беларуси

научный сотрудник

Людмила Фёдоровна Кабашникова, Институт биофизики и клеточной инженерии Национальной академии наук Беларуси

доктор биологических наук, доцент; член-корреспондент НАН Беларуси; заведующий лабораторией

Литература

1. Dai WB. Research on prevention and control of chinese agricultural ecological environment pollution to ensure food safety. Advanced Materials Research-Switz. 2013;616-618:2247-2250. DOI:10.4028/www.scientific.net/AMR.616-618.2247.
2. Jones AME, Monaghan J, Ntoukakis V. Editorial: Mechanisms regulating immunity in plants. Front. Plant Science. 2013;4:64. DOI:10.3389/fpls.2013.00064.
3. Dewen Q, Yijie D, Yi Z. Plant Immunity Inducer Development and Application. MPMI. 2017;30(5):355-360. DOI: 10.1094/ MPMI-11-16-0231-CR.
4. Kumar D. Salicylic acid signaling in disease resistance. Plant Science. 2014;228:127-134. DOI: 10.1016/j.plantsci.2014.04.014.
5. Dempsey DMA, Klessig DF. How does the multifaceted plant hormone salicylic acid combat disease in plants and are similar mechanisms utilized in humans? BMC Biology. 2017;15:23. DOI: 10.1186/s12915-017-0364-8.
6. White RF. Acetilsalicylic acid (aspirin) induces resistance to tobacco mosaic virus in tobacco. Virology. 1979;99:410-412. DOI: 10.1016/0042-6822(79)90019-9.
7. Sudisha J, Sharathchandra RG., Amruthesh KN. Pathogenesis Related Proteins in Plant Defense Response. In: Merillon JM, Ramawat KG, editors. Plant Defence. 2012:379-403. DOI:10.1007/978-94-007-1933-0_17.
8. Asai T, Stone JM. Fumosin B1 induced cell death in Arabidopsis protoplasts requires jasmonate-, etylene-, and salicylate-dependent signaling pathways. Plant Cell. 2000;12(10):1823-1836. DOI: 10.1105/tpc.12.10.1823.
9. Adam AL, Nagy ZA, Katay G. Systemic Immunity in Plants: Biochemical Signals and the Challenge for Practical Application. EC Agriculture. 2019;5(2):57-60. DOI: 10.3390/ijms19041146.
10. Wani AB, Chadar H, Wani AH. Salicylic acid to decrease plant stress. Environmental Chemistry Letters. 2017;15:101-123. DOI: 10.1007/s10311-016-0584-0.
11. Jain N. Screening of barley germplasm for leaf blight (Bipolaris sorokiniana) resistance. Indian Journal of Agricultural Research. 2014;48(1):67-71. DOI: 10.5958/j.0976-058X.48.1.012.
12. Kumar J, Schafer P, Huckelhoven R. Bipolaris sorokiniana, a cereal pathogen of global concern: cytological and molecular approaches towards better control. Molecular Plant Pathology. 2002;3(4):185-195. DOI: 10.1046/j.1364-3703.2002.00120.x.
13. Доспехов БА. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). Москва: Агропромиздат; 1985.
14. Зеленский МИ, Быков ОД. Терминология количественных характеристик при изучении роста, продуктивности и фотосинтеза сельскохозяйственных растений. Ленинград: [б. и.]; 1982.
15. Мерзляк МН. Активированный кислород и окислительные процессы в мембранах растительной клетки. Итоги науки и техники. Сеия Физиология растений. 1989;6:111-123.
16. Гавриленко ВФ, Ладыгина МЕ, Хандобина ЛМ. Большой практикум по физиологии растений. Москва: Высшая школа; 1975. 392 c.
17. Mohanty JG, Jaffe JS, Schulman ES. A highly sensitive fluorescent micro-assay of H2O2 release from activated human leukocytes using a dehydroxyphenoxazine derivative. Journal Imunology Methods. 1997;202(2):133-141. DOI: 10.1016/s0022-1759(96)00244-x.
18. Шлык АА. Определение хлорофилла и каротиноидов в экстрактах зеленых листьев. В: Биохимические методы в физиологии растений. Москва: Наука; 1971.
19. Zhou Zh, Guan H, Liu C. Identification of genomic regions affecting grain peroxidase activity in bread wheat using genomewide association study. BMC Plant Biology. 2021;21:523. DOI: 10.1186/s12870-021-03299-6.
20. Привалов ФИ, Кадыров МА, Матыс ИС. Унифицированный классификатор ячменя Hordeum L. spp. Минск: [б. и.]; 2012.46 с.