Досліджено вплив гіпертермії на склад і вміст цитокінінів (ЦК) та фотосинтетичних пігментів (ФП) у коренях і пагонах контрастних за термостійкістю сортів Glycine max (L.) Merr., інокульованих активним штамом азотфіксувальних бактерій Bradyrhizobium japonicum 634б. Виявлено, що короткотривалий тепловий стрес (+40 °С, 2 год) на ранній стадії «тривоги» викликав неспецифічні реакції, серед яких збільшення пулу ЦК у надземній частині, зростання вмісту транс-зеатину (транс-З) й ізопентеніладенозину (іПА) в пагонах 35-добових рослин сої. Разом із цим виявлено специфічні зміни складу і вмісту ЦК, які залежали від сорту, органа рослини і наявності бульбочок з азотфіксувальними мікроорганізмами. Встановлено, що відсутність бульбочок на коренях негативно впливала на вміст і склад ЦК у рослинах сої. Зростання вмісту ЦК ізопентеніладенінового типу (іП-типу) в пагонах разом зі збільшенням вмісту хлорофілу b і суми хлорофілів а + b після гіпертермії є характерною ознакою посухостійкого сорту КиВін.
Ключові слова: Glycine max (L.) Merr., цитокініни, пігменти, гіпертермія
Повний текст та додаткові матеріали
У вільному доступі: PDFЦитована література
1. Akimova, G.P. & Sokolova, M.G. (2012). Cytokinin Content during Early Stages of Legume-Rhizobial symbiosis and effect of hypothermia. Russian Journal of Plant Physiology, 59 (5), pp. 656-661. https://doi.org/10.1134/S1021443712030028
2. Andrianova, Y.E. & Tarchevsky, I.A. (2000). Chlorophyll and plant productivity. Moscow: Nauka [in Russian].
3. Buchko, G., Buchko, R., Khruschik,Yu., Romanyuk, N. & Terek, O. (2002). The content of pigments of photosynthesis and sugars in wheat plants when exposed to laser irradiation and Agrostimulin. Visnyk of the Lviv University. Series Biology, No. 29, pp. 211-218 [in Ukrainian].
4. Volkogon, M.V., Mamenko, P.M. & Kots, S.Ya. (2009). IAA and zeatin balance in soybean plants under seeds inoculation with various strains and mutants of bradyrhizobium japonicum. Fiziologia i biokhimia kult. rastenij, 41, No. 5, pp. 409-418 [in Ukrainian].
5. Grischuk A.A., Grischuk V.I. & Kots S.Ya. (2014). The effect of symbiotic properties of Bradyrhizobium japonicum on the cytokinin status of of soybean plants. Scientific Issues Ternopil Volodymyr Hnatiuk National Pedagogical University Series: Biology, 60 (3), pp. 65-68 [in Ukrainian].
6. Grischuk, A.A., Kots, S.Ya. & Volkogon, M.V. (2013). The dynamics of phytohormones cytokinin nature in the roots and nodules of soybean in the early stages of the formation of legume-rhizobial symbiosis. Fiziologia i biokhimia kult. rastenij, 45, No. 1, pp. 20-28 [in Ukrainian].
7. Grodzinsky, D.M. (2013). Adaptive strategy of physiological processes of plants (47th Timiryazevskie readings 25 years later). Kyiv: Nauk. Dumka [in Russian].
8. Javadian, N., Karimzade, G., Mafouzi, S. & Ganati, F. (2010). Cold-induced changes in the activity of enzymes and the content of proline, carbohydrates and chlorophylls in wheat. Russian Journal of Plant Physiology, 57, No. 4, pp. 580-588. https://doi.org/10.1134/S1021443710040126
9. Drok, K.M., Mamenko, P.N., Omelchuk, S.V. & Kosakivska, I.V. (2014). Features of the symbiotic system and the production of ethylene in Glycine max (L.) Merr., Differing in resistance to abiotic stressors. The bulletin of kharkiv national agrarian university. Series biology, 3 (33), pp. 21-28 [in Ukrainian].
10. Kosakivska, I.V., Babenko, L.M., Skaternaya, T.D. & Ustinova, A.Yu. (2014). The effect of hypo-and hyperthermia on lipoxygenase activity, the content of pigments and soluble proteins in wheat seedlings of Yatran 60 variety. Fiziol. rast. genet., 46, No. 3, pp. 212-220 [in Ukrainian].
11. Kosakovskaya, I.V., Babenko, L.M., Skaternaya, T.D. & Ustinova, A.Yu. (2014). Thermal sensitivity of lipoxygenase and winter wheat photosynthesis enzymes. Biotechnologia Acta, 7 (5), pp. 101-107 [in Russian]. https://doi.org/10.15407/biotech7.05.101
12. Kosakivska, I.V., Voytenko, L.V., Likhnyovskiy, R.V. & Ustinova, A.Yu. (2015). The effect of temperature stress on the content of cytokinins in seedlings of Triticum aestivum L. cultivar Yatran 60. Fiziol. rast. genet., 47, No. 4, pp. 296-303 [in Ukrainian].
13. Kots, S.Ya., Morgun, V.V., Patyka, V.F., Datsenko, V.K. & Krugova, E.D. (2010). Biological nitrogen fixation: legume-rhizobial symbiosis in 4 v. V. 1. Kyiv: Logos [in Russian].
14. Kots, S.Ya., Morgun, V.V., Patyka, V.F., Datsenko, V.K. & Krugova, E.D. (2010). Biological nitrogen fixation: associative nitrogen fixation:is in 4 v. V. 4. Kyiv: Logos [in Russian].
15. Guidelines for the determination of phytohormones (1988). Kyiv: Nauk. Dumka [in Russian].
16. Morgun, V.V., Shvartau ,V.V. & Kiriziy, D.A. (2008). The physiological basis of obtaining high yields of winter wheat .Fiziol. rast. genet., 40, No. 6, pp. 463-479 [in Ukrainian].
17. Moshynets,O.V. & Kosakivska, I.V. (2010). Phytosphere ecology: plant-microbial interactions. 1. structure functional characteristic of rhizo-, endo- and phyllosphere the bulletin of kharkiv national agrarian university. Series biology, 2 (20), pp. 19-35[in Ukrainian].
18. Moshynets, O.V. & Kosakivska, I.V. (2010). Phytosphere ecology: plant-microbial interactions. 2. phytosphere as a niche for plant-microbial interactions. functional microbial activity and its influence on plants the bulletin of kharkiv national agrarian university. Series biology, 3 (21), pp. 6-22 [in Ukrainian].
19. Pavlova, Z.B. & Lutova, L.A. (2000). Nodule formation as a model for studying differentiation in higher plants. Genetika, No. 36. pp. 1173-1188 [in Russian].
20. Sokolova, M.G., Akimova, G.P. & Nechaeva, L.V. (2005). Participation of cytokinins in the development of legume-rhizobial symbiosis at low temperature. Agrokhimiya, No. 5, pp. 66-70 [in Russian].
21. Stanetskaya, D.M., Koval, I.V. & Dzhurenko, N.I. (2011). The influence of high-temperature stress on the pigment complex of species of the genus Solidago L. in the reproductive period.Scientific Bulletin of the Uzhgorod University. Series Biology, No. 30, pp. 192-196 [in Ukrainian].
22. Tsavkelova, E.A., Klimova, S.Y., Cherdyntseva, T.A. & Netrusov, A.I. (2006). Microbial producers of plant growth stimulators and their practical use: a review. Appl. Biochem. Microbiol. No. 42, pp. 117-126. https://doi.org/10.1134/S0003683806020013
23. Aloni, R., Langhans, M., Aloni, E., Dreieicher, E. & Ullrich, C.I. (2005). Root-synthesized cytokinin in Arabidopsis is distributed in the shoot by the transpiration stream. Journal of Experimental Botany, No. 56, pp. 1535-1544. https://doi.org/10.1093/jxb/eri148
24. Ferguson, B.J. & Mathesius, U. (2003). Signaling interactions during nodule developmental. J. Plant Growth Regul., 22 (1), pp. 47-72. https://doi.org/10.1007/s00344-003-0032-9
25. Frugier, F., Kosuta, S., Murray, J.D., Crespi, M. & Szczyglowski, K. (2008). Cytokinin: Secret agent of symbiosis. Trends Plant Sci., No. 13, pp. 115-120. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2008.01.003
26. Gage, D.J. (2004). Infection and invasion of roots by symbiotic, nitrogen-fixing rhizobia during nodulation of temperate legumes. Microbiol. Mol. Biol. Rev., No. 68, pp. 280-300. https://doi.org/10.1128/MMBR.68.2.280-300.2004
27. Hirose, N., Takei, K., Kuroha, T., Kamada-Nobusada, T., Hayashi, H. & Sakakibara, H. (2008). Regulation of cytokinin biosynthesis, compartmentalization and translocation. J. Exp. Bot., No. 259, pp. 75-83. https://doi.org/10.1093/jxb/erm157
28. Rivero, R.M., Gimeno, J., Van Deynze, A., Walia, H. & Blumwald, E. (2010). Enhanced cytokinin synthesis in tobacco plants expressing PSARK
29. Wellburn, A. (1994).The spectral determination of chlorophyll a and chlorophyll b, as well as total carotenoids, using various solvents with spectrophotometers of different resolution. J. Plant Physiol., 144, pp. 307-313. https://doi.org/10.1016/S0176-1617(11)81192-2
30. Werner, T. & Schmulling, T. (2009). Cytokinin action in plant development. Curr. Opin. Plant Biol., 12, pp. 527-538. https://doi.org/10.1016/j.pbi.2009.07.002