Effect of cold hardening on resistance of wheat seedlings to hydrogen peroxide and iron (II) ions action. I. participation of low-molecular protectors

Abstract

Ю.Е. Колупаев, Н.И. Рябчун, Т.О. Ястреб, А.И. Обозный, Н.В. Швиденко. Влияние холодового закаливания на устойчивость проростков пшеницы к действию пероксида водорода и ионов железа (II). I. участие низкомолекулярных протекторов. Исследовали влияние холодового закаливания проростков пшеницы на их устойчивость к действию агентов окислительного стресса (ОС) – пероксида водорода и сульфата железа(II). Холодовое закаливание в течение 6 сут при 2°С уменьшало чувствительность проростков пшеницы морозоустойчивого сорта Лютесценс 329 к 150 мМ пероксиду водорода и 5 мМ Fe2+, что выражалось в меньших ингибировании роста закаленных проростков и накоплении в них продукта пероксидного окисления липидов малонового диальдегида по сравнению с незакаленными. У неморозоустойчивого сорта Безостая 1 не проявлялось положительного влияния холодового закаливания на резистентность проростков к агентам ОС. Закаливание вызывало существенное повышение содержания пролина и сахаров в проростках пшеницы обоих сортов. Под влиянием пероксида водорода отмечалось повышение содержания пролина и сахаров в незакаленных проростках обоих сортов, однако у сорта Лютесценс 329 эти эффекты были более заметными. Сульфат железа вызывал небольшое повышение содержания пролина в незакаленных проростках двух сортов и практически не влиял на содержание в них сахаров. При действии агентов ОС на закаленные проростки изменения содержания пролина и сахаров были менее существенными. Холодовое закаливание вызывало значительное повышение содержания антоцианов в проростках сорта Лютесценс 329, но не влияло на этот показатель у сорта Безостая 1. После воздействия агентов ОС у закаленных проростков сорта Лютесценс 329 пул антоцианов сохранялся на более высоком уровне по сравнению с незакаленными, у сорта Безостая 1 положительное влияние закаливания на сохранение пула антоцианов было менее заметным. Сделано заключение о роли первичных и вторичных метаболитов в базовой и индуцированной холодовым закаливанием устойчивости проростков к окислительному стрессу.

Колупаєв Ю. Є., Рябчун Н. І., Ястреб Т. О., Обозний О. І., Швиденко М. В. Вплив холодового загартування на стійкість проростків пшениці до дії пероксиду водню та іонів заліза (II). I. Участь низькомолекулярних протекторів. Досліджували вплив холодового загартування проростків пшениці на їх стійкість до дії агентів окиснювального стресу (ОС) – пероксиду водню та сульфату заліза(II). Холодове загарту- вання протягом 6 діб при 2°С зменшувало чутливість проростків пшениці морозостійкого сорту Лютесценс 329 до 150 мМ пероксиду водню і 5 мМ Fe2+, що виявлялося у менших інгібуванні росту загартованих проростків і накопиченні в них продукту пероксидного окиснення ліпідів малонового діальдегіду порівняно з незагартованими. У неморозостійкого сорту Безоста 1 не виявлялося позитивного впливу холодового загартування на резистентність проростків до агентів ОС. Загартування викликало істотне підвищення вмісту проліну і цукрів у проростках пшениці обох сортів. Під впливом пероксиду водню відзначалося підвищення вмісту проліну і цукрів у незагартованих проростках обох сортів, однак у сорту Лютесценс 329 ці ефекти були більш помітними. Сульфат заліза викликав невелике підвищення вмісту проліну в незагартованих проростках двох сортів і практично не впливав на вміст у них цукрів. За дії агентів ОС на загартовані проростки зміни вмісту проліну і цукрів були менш суттєвими. Холодове загартовування викликало значне підвищення вмісту антоціанів в проростках сорту Лютесценс 329, але не впливало на цей показник у сорту Безоста 1. Після впливу агентів ОС у загартованих проростків сорту Лютесценс 329 пул антоціанів зберігався на більш високому рівні в порівнянні з незагартованими, у сорту Безоста 1 позитивний вплив загартування на збереження пула антоціанів був менш помітним. Зроблено висновок про роль первинних і вторинних метаболітів в базовій та індукованої холодовим загартуванням стійкості проростків до окиснювального стресу.

Yu.E. Kolupaev, N.I. Ryabchun, T.О. Yastreb, A.I. Oboznyi, M.V. Shvidenko. Effect of cold hardening on resistance of wheat seedlings to hydrogen peroxide and iron (II) ions action. I. participation of low-molecular protectors. The effect of wheat seedlings cold hardening on their resistance to the agents of oxidative stress (OS) – hydrogen peroxide and iron (II) sulfate was studied. Cold hardening for 6 days at 2°C reduces the sensitivity of wheat seedlings of cold-resistant cultivar Lutescens 329 to 150 mM hydrogen peroxide and 5 mM Fe2+, which was reflected in lower growth inhibition of hardened seedlings and less accumulation of the product of lipid peroxidation malondialdehyde in them as compared to unhardened. A cold-sencitive cultivar Bezostaya 1 was not shown a positive impact of cold hardening on resistance of seedlings to the OS agents. Hardening caused a significant increase in the content of proline and sugars in wheat seedlings of both varieties. Under the influence of hydrogen peroxide there was an increase in the content of proline and sugars in unhardened seedlings of both cultivars, but at Lutescens 329 these effects were more pronounced. Iron sulfate caused a slight increase in proline content in unhardened seedlings of two cultivars and almost no effect on the content of sugars. Under the influence of OS agents the changing in content of proline and sugars in hardened seedlings was less significant. Cold hardening caused a large increase in the content of anthocyanins in seedlings of Lutescens 329 cultivar, but had no effect on this parameter at Bezostaya 1. After exposure to OS agents in hardened seedlings of Lutescens 329 anthocyanins pool maintained at a higher level compared to the unhardened, in seedlings of Bezostaya 1 the positive impact of hardening on anthocyanins pool conservation was less noticeable. The conclusion about the role of primary and secondary metabolites in the basic and induced by cold hardening resistance of seedlings to oxidative stress was made