научный журнал «Актуальные исследования» #6 (85), февраль '22

Различие в амплитуде физиологических параметров некоторых сельскохозяйственных растений при адаптации к стрессу засухи

Проводилась оценка на устойчивость к засухе некоторых генотипов хлопчатника и коровьего гороха по физиологическим показателям. Выделены устойчивые к стрессу засухи сортообразцы.

Аннотация статьи
стресс
засуха
хлопчатник
хлорофилл
всхожесть семян
коровий горох
Ключевые слова

Засуха оказывает ингибирующее воздействие на рост, развитие и продуктивность сельскохозяйственных культур [1]. Под действием засухи снижается всхожесть семян, уменьшается рост зародышевых корней, задерживается формирование вторичной корневой системы, закрываются устьица, листья вянут и скручиваются, ускоряется их старение, сильно сокращается КПД фотосинтеза и т. д. Как комплексное свойство засухоустойчивость зависит от способностей растений избегать высыхания и устойчивости к высыханию. Избегать высыхания помогают все механизмы, с помощью которых растению удается при сухости воздуха и почвы сохранять как можно дольше хорошее состояние воды в тканях.

Стресс индуцирует ряд физиологических, биохимических и молекулярных механизмов, обеспечивающих адаптацию растений к изменяющимся условиям среды. Физиологическая реакция на стресс эта экстренная мобилизация адаптационного потенциала, облегчающая временное переживание «неожиданных» воздействий, имеющая в связи с этим адаптивное значение. В связи с этим, изучение стресс реакции растений на действие засухи является актуальным.

Целью данных исследований явилась оценка на устойчивость к засухе хлопчатника и коровьего гороха коллекции генетического банка Института Генетических Ресурсов НАНА Азербайджана.

Материалы и методыОбъектом исследований служили из технических культур – сортообразцы хлопчатника (G.hirsutum L.), из зернобобовых –образцы коровьего гороха (Vigna unguiculata).

Устойчивость растений к засухе определялась по стресс-депрессии всхожести семян и изменению в листьях содержания хлорофилла в растворе сахарозы, имитирующей «физиологическую» засуху [2]. Для оценки всхожести семян в стрессовых условиях для хлопчатника был взят раствор сахарозы с осмотическим давлением 7 атм, для коровьего гороха – 7-9 атм, при изучении изменения в содержания хлорофилла использовали раствор сахарозы с осмотическим давлением 20 атм.

Результаты и их обсуждение. Как показали результаты исследований, в зависимости от генотипа, сортообразцы одного и того же вида существенно отличались амплитудой физиологического параметра при адаптивных процессах. Одинаковый по напряженности стресс, заметно изменяя физиологические показатели у одних сортообразцов, слабо влиял на другие. Динамика изменений всхожести семян при засухе исследованных сортобразцов хлопчатника вида G.hirsutum L. представлена на рисунке 1.

1. S-5348

2. AzNIXI-170

3. Qedera 236

4. Aqdash-3

5. AzNIXI-142

6. AF-14

7. АР-347

8. Karabakh -58

9. AF-16

10. АР-342

11. 3038

12. AzNIXI-33

13. Aqdash-232

14. Aqdash-26

15. Karabakh -11

16. Ganja 114

17. АP-350

18. МА-62

19. АР-352

20. Akala-28

21. Felistan

22. AzNIXI-159

23. АP-347

24. AP-349

25. Delkerro

26. S-9001

27. АР-353

28. AzNİXİ-198

29.  AzNİXİ-121

30. Akala 5

31. МА-4

32. АР-350

33. S-5497

34. AzNİXİ-199

35. Antep

36. Xers-29

37. AzNİXİ-175

38. Muqan- 281

39. АР-345

40. AzNİXİ-190

41. Tex.Looth

42. KK-1543

43. Allen-150

44. AzNİXİ-165

45. APİ-197

46. Akala 1517-30

47. Аn amarqand-3

Рис. 1. Всхожесть семян сортообразцов хлопчатника вида G.hirsutum L. при засухе

Используя кластер-анализ результатов исследования, была получена картина распределения некоторых сортообразцов хлопчатника вида G.hirsutum L. по степени устойчивости к засухе. Так, например, сортообразцы хлопчатника вида G.hirsutum L. S-5348, AzNIXI-170Qedera 236, Aqdash-3, AzNIXI-142, AF-14 по показателям всхожести семян в растворе сахарозы проявили себя как высокоустойчивые к стрессу засухи. Депрессия всхожести семян в растворе сахарозы у этих образцов полностью отсутствует. Высокоустойчивые к стрессу засухи сортообразцы хлопчатника были сгруппированы в 3 кластере.

В исследование по изучению устойчивости к засухе была вовлечена и другая культура, являющаяся одной из важнейших зернобобовых культур – коровий горох. Первичная диагностика засухоустойчивости изучаемых образцов коровьего гороха определяли по всхожести семян в растворе сахарозы, что выявило различие во всхожести семян различных образцов. Так, если в контрольных вариантах всхожесть семян варьировала в пределах 85-100%, то у опытных растений – 68-100%. Образцы коровьего гороха К-259, К-3480, К-5390, К-267, К-268, у которых отмечена высокая всхожесть семян в стрессовых условиях (98-100%), выделены как устойчивые к засухе. Самая низкая всхожесть семян в стрессовых условиях отмечена для генотипов К-271, К-264, К-263. Семена этих образцов в растворе сахарозы проросли на 72-80%, в связи с чем эти образцы были отнесены к чувствительным генотипам. Способность семян засухоустойчивых образцов прорастать в условиях стресса отражает, с одной стороны, наследственное свойство прорастать при относительно меньшем количестве воды, с другой – наличие высокой сосущей силы, обеспечивающей быстрое поглощение нужного количества воды. Высокая сосущая сила семян обуславливает не только лучшее прорастание при недостатке влаги, но и формирование более мощной первичной корневой системы, что имеет важное значение для дальнейшей жизнедеятельности растений при засухе.

В следующей серии исследований было изучено изменение количества хлорофилла в условиях стресса засухи. У образцов К-3480 и К-267 под влиянием стресса засухи количество суммарного хлорофилла (a+b) в листьях уменьшилось на 13,5%-25,8% по сравнению с контролем. Эти образцы проявили себя как чувствительные к действию неблагоприятного фактора. Образцы К-1138, К-259, К-268, К-263 были выделены как высокоустойчивые к стрессовому воздействию. В этих образцах степень стресс-депрессии хлорофилла полностью отсутствовала.

Интересно было проследить связь между различными физиологическими параметрами – всхожестью семян и содержанием хлорофилла. Результаты исследований представлены на рисунке 2.

Рис. 2. Связь между всхожестью семян и содержанием хлорофилла у образцов коровьего гороха

Таким образом, образцы хлопчатника и коровьего гороха, характеризующиеся как устойчивые к засухе по физиологическим показателям, рекомендованы для использования в различных селекционных программах. Диагностика устойчивости, совмещенная с исследованиями адаптивных возможностей, как тест важна и необходима для селекционных исследований.

Текст статьи
  1. Боме Н.А. Устойчивость сортов зерновых культур к стрессовым факторам // Успехи современного естествознания, 2006, №4, С.28.
  2. Удовенко Г.В. Устойчивость растений к абиотическим стрессам // Физиологические основы селекции растений. СПб.: ВИР, 1995, С.293-346.
Список литературы
Ведется прием статей
Прием материалов
c 01 октября по 07 октября
Осталось 3 дня до окончания
Публикация электронной версии статьи происходит сразу после оплаты
Справка о публикации
сразу после оплаты
Размещение электронной версии журнала
11 октября
Загрузка в eLibrary
11 октября
Рассылка печатных экземпляров
21 октября