Абсцизова та індоліл-3-оцтова кислоти в органах Triticum Spelta L. після теплового стресу та у період відновлення

Abstract

I.V. Kosakivska, L.V. Voytenko, M.M. Shcherbatiuk, V.A. Vasjuk. Abscisic and indol-3-acetic acids in triticum spelta l. after heat stress and during recovery period. We analyzed the effect of simulated heat stress (+ 40°C, 2 h) on endogenous abscisic (ABA) and indole-3-acetic (IAA) acids accumulation and distribution in 14-day-old wheat Triticum spelta L. cultivar Frankenkorn and on the 21st day after recovery. In the control conditions, ABA and IAA were found to dominate in the shoots. During growth on the 21st day, the content of IAA in the roots doubled, while ABA accumulated mainly in the shoots. After hyperthermia, the content of endogenous ABA in the shoots and roots increased 1,8 and 1.4 times, respectively, and amounted to 42,5 and 22,8 ng/g of fresh weight, while the content of IAA decreased 2,3 and 1,3 times and amounted to 24,8 and 6,4 ng/g of fresh weight. During the recovery period on the 21st day, level of endoge- nous ABA in shoots increased by 39,3%, in the roots – by 8,3%. Concentration of the hormone in the shoots in the post-stress period did not reach the control values, but in the roots – exceeded 20.1%. A decrease in the content of endogenous IAA by 25,4% during the recovery period was observed in the shoots, while in the roots, on the contrary, the hormone content increased by 60,9%, but was lower than control. Thus, after the short-term hyperthermia the pattern of ABA and IAA accumulation and distribution in Triticum spelta, like in the related species Triticum aestivum L. cultivar Podolyanka, had different directions: ABA content increased and that of IAA decreased, especially in the shoots, and the lowest IAAs were found in the roots. The functional interaction of ABA and IAA under heat stress and after recovery is discussed. The obtained results revealed similarities and differences in the response of two wheat species` phytohormonal system to a short-term hyperthermia and confirmed that changes in the balance and localization of ABA and IAA are involved in the formation of adaptive strategy.

Косаківська І.В., Войтенко Л.В., Щербатюк М.М., Васюк В.А. Абсцизова та індоліл-3-оцтова кислоти в органах Triticum spelta L. після теплового стресу та у період відновлення. У лабораторних умовах досліджено вплив модельованого теплового стресу (+40°С, 2 год) на характер накопичення та розподіл ендогенних абсцизової (АБК) та індоліл-3-оцтової (ІОК) кислот в органах 14-добових рослин плівчастої пшениці Triticum spelta L. сорту Франкенкорн та на 21-у добу (після відновлення). Встановлено, що в контрольних умовах АБК та ІОК домінували у надземній частині. Під час росту на 21-у добу вміст ІОК у коренях збільшився вдвічі, тоді як АБК накопичувалася переважно у надземній частині. Після гіпертермії вміст ендогенної АБК у надземній частині і коренях зріс відповідно в 1,8 і 1,4 раза і склав 42,5 і 22,8 нг/г сирої речовини, тоді як кількість ІОК зменшилась у 2,3 і 1,3 раза і склала 24,8 і 6,4 нг/г сирої речовини. У період відновлення на 21-у добу зафіксовано зменшення рівня ендогенної АБК у надземній частині на 39,3%, в коренях – на 8,3%. Вміст гормону у надземній частині в післястресовий період не досягав контрольних показників, проте в коренях перевищив їх на 20,1%. Зменшення вмісту ендогенної ІОК на 25,4% у період відновлення спостерігалося у надземній частині, у коренях, навпаки, вміст гормону зріс на 60,9%, проте показники дослідних рослин поступались контрольним. У цілому після впливу короткотривалої гіпертермії у рослин спельти характер накопичення і розподілу АБК та ІОК, як і у спорідненого виду Triticum aestivum L. сорту Подолянка, відзначався різною спрямованістю: вміст АБК зростав, а ІОК – зменшувався, особливо у надземній частині, а найнижчі кількості ІОК були виявлені у коренях. Обговорюється функціональна взаємодія АБК та ІОК за теплового стресу та після відновлення. Отримані результати виявили риси подібності і відмінності у реакції фітогормональної системи споріднених видів пшениць на короткотривалу гіпертермію і підтвердили, що зміни у балансі й локалізації АБК та ІОК причетні до формування стратегії адаптації.

И.В. Косаковская, Л.В. Войтенко, Н.Н. Щербатюк, В.А. Васюк. Абсцизовая и индолил-3-уксусная кислоты в органах Triticum Spelta L. после теплового стресса и в период восстановления. В лабораторных условиях исследовано влияние моделируемого теплового стресса (+40°С, 2 ч) на характер накопления и распределение эндогенных абсцизовой (АБК) и индолил-3- уксусной (ИУК) кислот в органах 14-суточных растений пленчатой пшеницы Triticum spelta L. сорта Франкенкорн и на 21-е сутки (после восстановления). Установлено, что в контрольных условиях АБК и ИУК доминировали в надземной части. Во время роста на 21-е сутки содержание ИУК в корнях увеличилось вдвое, тогда как АБК накапливалась преимущественно в надземной части. После гипертермии содержание эндогенной АБК в надземной части и корнях возросло соответственно в 1,8 и 1,4 раза и составило 42,5 и 22,8 нг/г сырого вещества, тогда как количество ИУК уменьшилось в 2,3 и 1,3 раза и составило 24,8 и 6,4 нг/г сырого вещества. В период восстановления на 21-е сутки зафиксировано уменьшение уровня эндогенной АБК в надземной части на 39,3%, в корнях – на 8,3%. Содержание гормона в надземной части в послестрессовый период было ниже контрольных показателей, однако в корнях увеличилось на 20,1%. Уменьшение содержания эндогенной ИУК на 25,4% в период восстановления наблюдалось в надземной части, в корнях, наоборот, содержание гормона возросло на 60,9%, однако показатели опытных растений уступали контрольным. В целом после воздействия кратковременной гипертермии у растений спельты характер накопления и распределения АБК и ИУК, как и у родственного вида Triticum aestivum L. (сорта Подолянка), отличался разной направленностью: содержание АБК увеличивалось, а ИУК – уменьшалось, особенно в надземной части, а самые низкие количества ИУК были обнаружены в корнях. Обсуждается функциональное взаимодействие АБК и ИУК при тепловом стрессе и после восстановления. Полученные результаты выявили черты сходства и различия в реакции фитогормональной системы родственных видов пшеницы на кратковременную гипертермию и подтвердили, что изменения в балансе и локализации АБК и ИУК причастны к формированию стратегии адаптации.