Реакция растений ячменя различных генотипов на почвенную засуху и действие донора оксида азота

Abstract

Ю.В. Карпец, Ю.Е. Колупаев, Д.А. Григоренко, Е.Н. Фирсова. Реакция растений ячменя различных генотипов на почвенную засуху и действие донора оксида азота. Исследовали реакцию на почвенную засуху и/или предобработку донором оксида азота нитропруссидом натрия (НПН) трех сортов ячменя (Hordeum vulgare L.): Гелиос (слабозасухоустойчивый), Козак (среднезасухоустойчивый), Мономах (высокозасухоустойчивый). 6-суточное действие засухи (снижение влажности почвы до 25-30% от ПВ) приводило к угнетению линейного роста и накопления биомассы растений, более заметно эти эффекты проявлялись у сортов Гелиос и Козак. Обработка НПН в оптимальной концентрации 2 мМ вызывала небольшое увеличение ростовых показателей растений в условиях нормального увлажнения. Опрыскивание растений НПН перед началом действия засухи смягчало негативное ее влияние на ростовые процессы. Под влиянием засухи в листьях растений всех трех сортов уменьшалось содержание воды, однако более заметным этот эффект был у сорта Гелиос. У этого же сорта отмечалось наиболее существенное увеличение вододефицита при засухе. Обработка растений НПН в обычных условиях практически не влияла на показатели водного статуса. В то же время в условиях засухи под влиянием НПН в листьях повышалось содержание воды и уменьшался вододефицит. Засуха вызывала снижение содержания хлорофилла и каротиноидов у растений всех трех сортов. Под влиянием обработки НПН в физиологически нормальных условиях в листьях растений отмечалось увеличение содержания хлорофиллов. В условиях засухи обработка растений НПН способствовала сохранению пула хлорофиллов и каротиноидов. Более выраженным этот эффект был у сортов Гелиос и Козак. Содержание пролина в листьях в обычных условиях было наиболее высоким у сорта Гелиос и наиболее низким у сорта Мономах. Засуха вызывала увеличение содержания пролина у всех трех сортов приблизительно в одинаковой пропорции. НПН не оказывал достоверного влияния на содержание пролина как в обычных условиях, так и при засухе. Содержание сахаров было более высоким у растений сортов Козак и Мономах. Засуха вызывала снижение содержания сахаров у всех сортов. При обработке растений НПН в обычных условиях наблюдалась тенденция к повышению содержания сахаров в листьях, а при засухе предварительное действие НПН способствовало сохранению их пула у всех трех сортов. Обсуждается возможное влияние донора оксида азота на протекторные системы растений ячменя при засухе.

Карпець Ю.В., Колупаєв Ю.Є., Григоренко Д.О., Фірсова К.М. Реакція рослин ячменю різних генотипів на ґрунтову посуху і дію донора оксиду азоту. Досліджували реакцію на ґрунтову посуху та/або передобробку донором оксиду азоту нітропрусидом натрію (НПН) трьох сортів ячменю (Hordeum vulgare L.): Геліос (слабопосухостійкий), Козак (середньопосухостійкий), Мономах (високопосухостійкий). 6-добовий вплив посухи (зниження вологості ґрунту до 25-30% від ПВ) призводив до пригнічення лінійного росту і накопичення біомаси рослин, більш помітно ці ефекти виявлялися у сортів Геліос і Козак. Обробка НПН в оптимальній концентрації 2 мМ викликала невелике збільшення ростових показників рослин в умовах нормального зволоження. Обприскування рослин НПН перед початком дії посухи пом'якшувало негативний її вплив на ростові процеси. Під впливом посухи в листках рослин всіх трьох сортів зменшувався вміст води, однак більш помітним цей ефект був у сорту Геліос. У цього ж сорту відзначалося найбільш істотне збільшення вододефіциту за посухи. Обробка рослин НПН у звичайних умовах практично не впливала на показники водного статусу. У той же час за умов посухи під впливом НПН в листках підвищувався вміст води і зменшувався вододефіцит. Посуха спричиняла зниження вмісту хлорофілу і каротиноїдів у рослин всіх трьох сортів. Під впливом обробки НПН за фізіологічно нормальних умов в листках рослин відзначалося збільшення вмісту хлорофілів. В умовах посухи обробка рослин НПН сприяла збереженню пулу хлорофілів і каротиноїдів. Більш вираженим цей ефект був у сортів Геліос і Козак. Вміст проліну в листках у звичайних умовах був найвищим у сорту Геліос і найнижчим у сорту Мономах. Посуха спричиняла збільшення вмісту проліну у всіх трьох сортів приблизно в однаковій пропорції. НПН не чинив достовірного впливу на вміст проліну як у звичайних умовах, так і під час посухи. Вміст цукрів був вищим у рослин сортів Козак і Мономах. Посуха викликала зниження вмісту цукрів у всіх сортів. За обробки рослин НПН у звичайних умовах спостерігалася тенденція до підвищення вмісту цукрів в листках, а під час посухи попередня дія НПН сприяла збереженню їх пулу в усіх трьох сортів. Обговорюється можливий вплив донора оксиду азоту на протекторні системи рослин ячменю за посухи.

Yu.V. Karpets, Yu.E. Kolupaev, D.O. Grigorenko, K.M. Firsova. Response of barley plants of various genotypes to soil drought and influence of nitric oxide donor. The response to the soil drought and/or pretreatment with nitric oxide donor sodium nitroprusside (SNP) of three varieties of barley (Hordeum vulgare L.) – Gelios (low drought-resistant), Kozak (medium drought-resistant), and Monomakh (high drought-resistant) – have been investigated. 6-day influence of drought (decrease of humidity of soil to 25-30% of WHC) led to the oppression of linear growth and accumulation of plants biomass, more considerably these effects were shown in varieties Gelios and Kozak. The treatment with SNP in optimum concentration of 2 mM caused small increase of growth parameters of plants in the conditions of normal humifying. Spraying of plants by SNP before the action of drought softened its negative effect on the growth processes. Under the influence of drought in leaves of plants of all three varieties the content of water decreased, however this effect was more noticeable in variety Gelios. In the same variety the most essential increase of water deficiency under the drought was registered. The treatment of plants with SNP at the normal conditions practically did not influence indicators of water balance. At the same time in the conditions of drought under the influence of SNP the higher content of water in leaves was observed and water deficiency decreased. The drought caused the decrease of content of chlorophyll and carotenoids in the leaves of all three varieties. Under the influence of treatment with SNP in the physiologically normal conditions the increase of chlorophyll content was registered. The treatment of plants with SNP served to the preservation of pool of chlorophyll and carotenoids under the drought. This effect was more pronounced in the varieties Gelios and Kozak. The content of proline in the leaves in the normal conditions was the highest in variety Gelios and the lowest in variety Monomakh. The drought caused the increase of proline content in all three varieties approximately in the identical КАРПЕЦ и др. 105 proportion. The SNP did not exert significant impact on the proline content both in the normal conditions, and under the drought. The content of carbohydrates was higher in the plants of varieties Kozak and Monomakh. The drought affected the decrease of content of carbohydrates in all varieties. At the treatment of plants with SNP in the normal conditions the tendency to the increase of content of carbohydrates in leaves was observed, and under the drought the preliminary influence of SNP served to the preservation of their pool in all three varieties. The possible influence of nitric oxide donor on the protective systems of barley plants under the drought is discussed.