В лабораторных условиях проанализировано влияние моделированной почвенной засухи на ростовые показатели растений Triticum aestivum L. сорта Подолянка и Triticum spelta L. сорта Франкенкорн. Установлено, что умеренная почвенная засуха (в течение четырех суток) негативно повлияла на рост и накопление массы сырого вещества в надземной части и корнях обоих исследуемых видов. У 18-суточных растений Т. aestivum длина и масса надземной части уменьшились соответственно на 19 и 21 %, корней — на 11 и 34 %. После возобновления полива на 23-и сутки длины надземной части и корней были меньшими, чем контрольные показатели, а масса корней почти вдвое большей по сравнению с послестрессовыми растениями, однако осталась на 20 % меньше контрольной. Ростовые показатели надземной части 18-суточных растений Т. spelta после умеренной почвенной засухи претерпели незначительные изменения, тогда как длина и масса корней уменьшились соответственно на 19 и 48 %. В период реабилитации отличия между биометрическими показателями контроля и опыта были менее выразительными, однако полного восстановления не произошло. Засуха привела к увеличению содержания сухого вещества в надземной части 18-суточных растений Т. aestivum и уменьшению содержания сухого вещества в корневой системе Т. spelta. Изменение ростовых показателей и характер накопления массы сухого вещества были специфичными в реакциях на умеренную почвенную засуху у исследуемых видов. У растений Т. spelta более выносливой оказалась надземная часть, у Т. aestivum — корни.
Ключевые слова: Triticum aestivum L., Triticum spelta L., soil drought, growth, stress tolerance
Полный текст и дополнительные материалы
В свободном доступе: PDFЦитированная литература
1. Borysova, O.V., Ruzhytskaya, O.N., Hlushenko, Yu.M., Chumachenko, M.M., Pidhirna, A.I. & Lornoval, N.A. (2014, May). Morphometric indices of the vegetative part of plants of ocher and filamentous species. Problemy i perspektyvy issledovanii rastitelnoho mira. Materialy Mezhdunarodnoi nauchno-praktycheskoi konferentsii molodykh uchenykh (pp. 207), Yalta [in Ukrainian].
2. Hospodarenko, H.M., Kostohryz, P.V., Lyubych, V.V., Pariy, M.F. & Poltoretskyy, I.O. (2006). Wheat spelta. Kyiv: Stik hrup Ukrainia [in Ukrainian].
3. Dorofeyev, V.F., Udachin, R.A. & Semenova, L.V. (1987). Wheat of the world. Leningrad: VO Agropromizdat [in Russian].
4. Zhukovskiy, P.M. (1971). Cultivated plants and their relatives. Leningrad: Kolos [in Russian].
5. Zhuchenko, A.A. (2008). Adaptive crop production (ecology-genetic aspects): theory and practice). Moskva: Agrorus. [in Russian].
6. Ionova, Ye.V., Gaze, V.L., Sharova, V.M. & Nekrasov, Ye.I. (2016). Root system and dry weight of winter wheat plants in conditions of provocative background for dry. Zernovoye khozyaystvo Rossii, No. 1, pp. 32-35 [in Russian].
7. Kosakivs'ka, I.V. (2007). Ecological Direction in Plant Physiology: Achievements and Prospects. Fiziologia i biokhimia kul't. rastenij, 39, No. 4, pp. 279-290 [in Ukrainian].
8. Kudoyarova, G.R., Kholodova, V.P. & Veselov, D.S. (2013). The current state of the problem of the water balance of plants in the presence of water shortages. Fiziologiia rastenij, 60, No. 2, pp. 155-165 [in Russian].
9. Morgun, V.V., Sichkar, S.M., Pochynok, V.M., Niniieva, A.K. & Chuhunkova, T.M. (2016). Characteristics of the collection of spelt (Triticum spelta L.) by elements of the structure of productivity and bakery quality. Fiziol. rast. genet., 48, No. 2, pp. 112-119 [in Ukrainian].
10. Morgun, V.V., Sanin, Ye.V. & Shvartau, V.V. (2014). Club 100 centners. Modern varieties and systems of nutrition and protection of winter wheat. Kyiv: Logos [in Ukrainian].
11. Niniieva, A.K., Kozub, N.O., Sozinov, I.O., Rybalka, O.I., Leonov, O.Yu., Tverdokhlib, O.V. & Bohuslavs'kyj, R.L. (2013). Characteristics of Triticum spelta L. specimens for grain quality indices and electrophoretic spectra of storage proteins. Visn. Ukr. tov-va henetykiv i selektsioneriv, No. 1, pp. 96-105 [in Ukrainian].
12. Tverdokhlib, O.V. & Bohuslavs'kyi, R.V. (2012). Species diversity of wheat, trends and prospects for its use. Zb. nauk. prats' Umans'k. nats. un-tu sadivnytstva, 80, No. 1, pp. 37-47 [in Ukrainian].
13. Ergashev, A. & Munir, K.H. (2007). Leaf area and water regime of wheat in conditions of water supply and drought. Izvestiya AN Resp. Tadzhikistan, No. 3 (160), pp. 25-31 [in Russian].
14. Bengough, A.G., McKenzie, B.M., Hallett, P.D. & Valentine, T.A. (2011). Root Elongation, Water Stress, and Mechanical Impedance: A Review of Limiting Stresses and Beneficial Root Tip Traits. J. Exp. Bot., 62, pp. 59-68. https://doi.org/10.1093/jxb/erq350
15. Campbell, K.G. (1997). Spelt: agronomy, genetics, and breeding. Plant Breeding Rev., No. 15, pp. 187-213. https://doi.org/10.1002/9780470650097.ch6
16. Galova, Z. & Knoblochova, H. (2001). Biochemical characteristics of five spelt wheat cultivars (Triticum spelta L.). Acta fytotechnica et zootechnica, 4, pp. 85-87.
17. Gewin, V. (2010). Food: An Underground Revolution. Nature, 466, pp. 552-553. https://doi.org/10.1038/466552a
18. Hsiao, T.C. & Xu, L. (2000). Sensitivity of growth of roots versus leaves to water stress: biophysical analysis and relation to water transport. J. Exp. Bot., 51, No. 350, pp. 1595-1616. https://doi.org/10.1093/jexbot/51.350.1595
19. Johnson, W.C., Jackson, L.E., Ochoa, O., van Wijk, R., Peleman, J., Clair, D.A.St. & Michelmore, R.W. (2000). Lettuce, a shallow-rooted crop, and Lactuca serriola, its wild progenitor, differ at QTL determining root architecture and deep soil water exploitation Theoretical and Applied Genetics, 101, No. 7, pp. 1066-1073. https://doi.org/10.1007/s001220051581
20. Kosakivska, I.V., Voytenko, L.V., Likhnyovskiy, R.V. & Ustinova, A.Y. (2014). Effect of temperature on accumulation of abscisic acid and indole-3-acetic acid in Triticum aestivum L. seedlings. Genetics and Plant Physiol., 4, No. 3-4, pp. 201-208 [in English].
21. Kosakivska, I.V., Voytenko, L.V. & Likhnyovskiy, R.V. (2015). Effect of temperature on Triticum aestivum L. seedlings growth and phytohormone balance. J. of Stress Physiol. & Biochem., 11, No. 4, pp. 91-99.
22. Luan, S. (2002). Signaling Drought in Guard Cells. Plant Cell Environ., 25, pp. 229-237. https://doi.org/10.1046/j.1365-3040.2002.00758.x
23. Morgan, J.M. (2000). Increases in grain yield of wheat by breeding for an osmoregulation gene: relationship to water supply and evaporative demand. Austral. J. of Agricult. Research., 51 (8), pp. 971-978. https://doi.org/10.1071/AR00062
24. Morgan, J.M. (1992). Adaptation to water deficits in three grain legume species. Mechanisms of turgor maintenance. Field Crops Research., 29, No. 2, pp. 91-106. https://doi.org/10.1016/0378-4290(92)90080-S
25. Munns, R., Brady, C.J. & Barlow, E.W.R. (1979). Solute accumulation in the apex and leaves of wheat during water stress. Austral. J. Plant Physiol., 6, pp. 379-389. https://doi.org/10.1071/PP9790379
26. Peret, B., Larrieu, A. & Bennett, M.J. (2011). Lateral Root Emergence: A Difficult Birth. J. Exp. Bot., 62, pp. 59-68.
27. Sadras, V.O., Villalobos, F.J., Fereres, E. & Wolf, D.W. (1993). Leaf responses to soil water deficits: Comparative sensitivity of leaf expansion rate and leaf conductance in field-grown sunflower (Helianthus annuus L.). Plant Soil., 153, No. 2, pp. 189-194. https://doi.org/10.1007/BF00012991
28. Schmitz, K. (2006). Dinkel — ein Getreide mit Zukunft. Backmittelinstitut aktuell Sonderausgabe, pp. 1-8.
29. Secchi, F. & Zwieniecki, M.A. (2010). Patterns of PIP Gene Expression in Populus trichocarpa during Recovery from Xylem Embolism Suggest a Major Role for the PIP1 Aquaporin Subfamily as Moderators of Refilling Process. Plant Cell Environ., 33, pp. 1285-1297. https://doi.org/10.1111/j.1365-3040.2010.02147.x
30. Serraj, R. & Sinclair, T.R. (2002). Osmolyte Accumulation: Can It Really Help Increase Crop Yield under Drought Conditions? Plant Cell Environ., 25, pp. 333-341. https://doi.org/10.1046/j.1365-3040.2002.00754.x
31. Sobrado, M.A. (2007). Relationship of Water Transport to Anatomical Features in the Mangrove Laguncularia race mosa Grown under Contrasting Salinities. New Phytol., 173, pp. 584-591. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.2006.01927.x
32. Talame, V., Sanguineti, M.C., Chiapparino, E., Bahri, H., Ben Salem, M., Forster, B.P., Ellis, R.P., Rhouma, S., Zoumarou, W., Waugh, R. & Tuberosa, R. (2004). Identification of Hordeum spontaneum QTL alleles improving field performance of barley grown under rainfed conditions. Ann. Appl. Biol., 144, No. 3, pp. 309-319. https://doi.org/10.1111/j.1744-7348.2004.tb00346.x
33. Waines, J.W. & Endaie, B. (2007). Domestication and Crop Physiology: Roots of Green Revolution Wheat. Ann. Bot., 100, pp. 991-998. https://doi.org/10.1093/aob/mcm180
34. Wiegers, B.S., Cheer, A.Y. & Silk, W.K. (2009). Modeling the Hydraulics of Root Growth in Three Dimensions with Phloem Water Sources. Plant Physiol., 150, pp. 2092-2103. https://doi.org/10.1104/pp.109.138198