Біотехнологія пшениці. Вміст вільного проліну на початкових стадіях проростання генотипів пшениці озимої як маркер оцінки рівня жаростійкості
DOI:
https://doi.org/10.29038/2617-4723-2019-388-4-17-27Ключові слова:
пшениця озима, прогрівання сухого насіння, проростання, пролін, t0-стійкістьАнотація
Метою сучасних біотехнологій пшениці, спрямованих на отримання стійких форм, є оптимізація селекційного процесу. Оцінювали активність проростання та розвиток на початкових етапах онтогенезу різних за жаростійкістю (генотип 1 < генотип 2 < генотип 3) генотипів пшениці озимої, які піддавали прогріванню у воді, t0 560 впродовж 20 хвилин на стадії сухого насіння. Як маркер життєдіяльності використано вміст вільного проліну. Рівень амінокислоти вимірювали на 1-у і 10-у доби після замочування. На 10-ту добу після температурної обробки зійшло 15,8; 27,0 і 57,0% зернівок генотипів 1, 2, 3, відповідно. Лінійна довжина надземної частини проростків була: генотип 1 – 10-15см; генотип 2 – 12-18см; генотип 3 – 18-20 см. Рівень вільного проліну, виміряний на 1-у добу після температурного стресу, суттєво переважав цей параметр у контрольних рослин. За вмістом проліну генотипи розподілялись: генотип 1 < генотип 2 < генотип 3. На 10-у добу вміст амінокислоти знижувався та Зрівнювався із контрольними показниками. Ендогенний пролін утворювався унаслідок гідролізу білків зернівки. Зниження вмісту проліну ймовірно було наслідком його використання для формування та збільшення вегетативних органів молодих рослин. Рівень вільного проліну у проростках пшениці на ранніх етапах онтогенезу може бути маркером рівня жаростійкості генотипу. Такий підхід може сприяти пришвидшенню загального селекційного процесу добору жаростійких генотипів пшениці озимої.
Посилання
2. Terletskaya N. V. Nespetsyficheskie reaktsyi zernovykh zlakov na abioticheskie stressy in vivo i in vitro [Unspecific reactions of grain cereals to abiotic stresses in vivo and in vitro] Almaty: 2012 – 208p. (in Russian)
3. Hasegawa, P.M., Bressan, R.A., Zhu, J.K. & Bohnert, H.J. Plant cellular and molecular responses to high salinity. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 2000, 51, pp. 463-499.
4. Szabados L., Savoure A. Proline: a multifunctional amino acid Trends Plant Sci. 2010, 15. pp.89-97.
5. Mohammadkhani N., Heidari R. Drought-induced accumulation of soluble sugars and proline in two maize varieties. World App. Sci. J. 2008, 3(3), pp.448-453.
6. Kaur .G Asthir B. Proline: a key player in plant abiotic stress tolerance. Biol. Plant. 2015, 59 (4), pp.609-619. Doi: https://doi.org/10/1007/s10535-015-0549-3
7. Sergeeva L.E., Mykhalska S.I., Komisarenko A.G. Sovremennye biotehnologii povysheniya ustoichevosti rastenii k osmoticheskim stressam [Modern biothechnologies towards increase plant osmotic stresses tolerance] Kiev, 2019, 164p (in Russian)
8. Cha-Um S., Takabe T., Kirdmanee C. Ion contents, relative electrolyte leakage, proline accumulation, photosynthetic abilities and growth characters of oil palm seedlings in response to salt stress Pak. J. Bot. 2010, 42(3), pp.2191-2120.
9. Kamran M., Shahbaz M., Ashraf M., Akram N.A. Alleviation of drought-induced adverse effects in springwheat (Triticum aestivum L.) using proline as a presowing seed treatment Pak. J. Bot. 2009, 41, pp.621-632.
10. Kaur D., Grewal S.K., Kaur J., Singh S. Differential proline metabolism in vegetative and reproductive tissues determine drought tolerance in chickpea Biol. Plant. 2017, 61(2), pp.359-366.// Doi.org/10.1007/s10535-016-0695-2
11. Udovenko G.V. (Ed) Diagnostika ustoichivosti rastenii k stressovym vozdeistviyam [Detection of plant stress resistance] Leningrad: VIR, 1988, pp.128-154 (in Russian).
12. Andriushchenko V.K., Sayanova V.V., Zhuchenko A.A., Diyachenko N.I., Chilikina L.A., Drozdov V.V., Korochkina S.K., Cherep G.I., Medvedev V.V., Niutin Yu.I. Modifikatsiya metoda opredeleniya proline dla vyyavleniya zasukhoustoichivukh form roda Lycopersicon Tourn [The modification of proline estimation method for detection drought tolerant forms of genus Lycopersicon Tourn] // Izv. Akad. Nauk Mold. SSR 1981, №4, pp.55-60 (in Russian).
13. Dospekhov, B.A. Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoi obranotki resultatov issledovanii) [Fild experiment methodology (with the basic statistical analysis of research results), 5th edition, complete, , Agtropromizdat: Moscow 1985, 351 p. (in Russian).
14. Stein H., Honig A., Miller G., Erster O., Eilerberg H., Csonka L.N. Elevation of free proline-rich protein levels by simultaneous manipulation of proline biosynthesis and degradation in plants. Plant Sci. 2011, 21. pp. 140-150.
15. Žilić S., Barać M., Pešić M., Dodig D., Ignjatović-Micić D. Characterization of proteins from grain of different bread and durum wheat genotypes Int. J. Mol. Sci. 2011, 12, pp.5878-5894;// doi: 10.3390/ijms 12095878
16. Chacraborty K., Khan K. Biochemical and breadmaking properties of wheat protein components. Compositional differences revealed through quantitation and polyacrylamide gel electrophoresis of protein fractions from various isolation procedures Cereal Chem. 1988, 65, pp.333-340.