Фунгіцид седаксан (суміш транс- і цис-ізомерів N-[2-(1,1'-біциклопропіл)-2-іл-феніл]-3-(дифторометил)-1-метил-1-H-піразол-4-карбоксаміду), що належить до інгібіторів сукцинатдегідрогенази, спричинює в рослин широкий спектр фізіологічних реакцій, пов’язаних зі змінами балансу та експресії великої кількості генів. Досліджували вплив цього фунгіциду на стійкість проростків кукурудзи (Zea mays L.) гібридів Аріоссо і Ротанго до сольового стресу (пророщування насіння на 100 мМ розчині NaCl). Гібрид Ротанго вирізнявся вищою солестійкістю порівняно з гібридом Аріоссо, що виявлялось у меншому пригніченні росту пагонів і коренів за умов сольового стресу. Праймінг насіння седаксаном у концентрації 0,1 мг/мл істотно зм’якшував негативний вплив сольового стресу на лінійний ріст і накопичення біомаси проростків. При цьому обробка седаксаном проростків гібрида Аріоссо за сольового стресу посилювала ріст як пагонів, так і коренів, а гібрида Ротанго — лише пагонів. Для гібрида Ротанго за стресових умов були характерні вищі значення активності супероксиддисмутази (СОД) і гваяколпероксидази у пагонах порівняно з такими у гібрида Аріоссо. Під впливом седаксану за дії сольового стресу в гібрида Аріоссо підвищувалася активність СОД. Активність інших антиоксидантних ферментів (каталази, гваяколпероксидази) у варіантах з праймінгом насіння седаксаном в обох гібридів майже не змінювалася. За обробки седаксаном насіння обох гібридів істотно посилювалось накопичення проліну, простежувалась тенденція до підвищення вмісту цукрів і антоціанів за впливу NaCl. Дія седаксану також усувала спричинюване сольовим стресом підвищення вмісту пероксиду водню у пагонах проростків обох генотипів. Зроблено висновок, що однією з причин підвищення солестійкості кукурудзи за дії седаксану може бути посилення накопичення низькомолекулярних антиоксидантів і осмолітів.
Ключові слова: Zea mays L., седаксан, сольовий стрес, стійкість, активні форми кисню, антиоксидантна система, осмопротекторна система
Повний текст та додаткові матеріали
У вільному доступі: PDFЦитована література
1. Zeun, R., Scalliet, G. & Oostendorp, M. (2013). Biological activity of sedaxane - a novel broad-spectrum fungicide for seed treatment. Pest. Manag. Sci., 69, pp. 527-534. https://doi.org/10.1002/ps.3405
2. Rheinheimer, J. (2012). Succinate dehydrogenase inhibitors. Modern Crop Protection Compounds. Wiley-VCH, Weinheim, Germany, 2, pp. 627-639.
3. Jeschke, P. (2016). Progress of modern agricultural chemistry and future prospects. Pest. Manag. Sci., 72, pp. 433-455. https://doi.org/10.1002/ps.4190
4. Huang, S. & Millar, A.H. (2013). Succinate dehydrogenase: the complex roles of a simple enzyme. Curr. Opin. Plant Biol., 16(3), pp. 344-349. https://doi.org/10.1016/j.pbi.2013.02.007
5. Gleason, C., Huang, S., Thatcher, L., Foley, R.C., Anderson, C.R., Carroll, A.J., Millar, A.H., & Singh, K.B. (2011). Mitochondrial complex II has a key role in mitochondrial-derived reactive oxygen species influence on plant stress gene regulation and defense. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 108, pp. 10768-10773. https://doi.org/10.1073/pnas.1016060108
6. Kolupaev, Yu.E., Karpets, Yu.V., Yastreb, T.O. & Firsova, E.N. (2017). Protective effect of inhibitors of succinate dehydrogenase on wheat seedlings during osmotic stress. Appl. Biochem. Microbiol., 53(3), pp. 353-358. https://doi.org/10.1134/S0003683817030097
7. Ajigboye, O.O., Lu, C., Murchie, E.H., Schlatter, C., Swart, G. & Ray, R.V. (2017). Altered gene expression by sedaxane increases PSII efficiency, photosynthesis and growth and improves tolerance to drought in wheat seedlings. Pestic. Biochem. Physiol., 137, pp. 49-61. https://doi.org/10.1016/j.pestbp.2016.09.008
8. Dal Cortivo, C., Conselvan, G.B., Carletti, P., Barion, G., Sella, L. & Vamerali, T. (2017). Biostimulant effects of seed-applied sedaxane fungicide: morphological and physiological changes in maize seedlings. Front. Plant Sci., 8: 2072. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.02072
9. Munns, R. (2002). Comparative physiology of salt and water stress. Plant Cell Environ., 25, pp. 239-250. https://doi.org/10.1046/j.0016-8025.2001.00808.x
10. Isayenkov, S.V. (2012). Physiological and molecular aspects of salt stress in plants. Cytol. Genet., 46, pp. 302-318. https://doi.org/10.3103/S0095452712050040
11. Rozentsvet, O.A., Nesterov, V.N. & Bogdanova, E.S. (2017). Structural, physiological, and biochemical aspects of salinity tolerance of halophytes. Rus. J. Plant Physiol., 64(4), pp. 464-477. https://doi.org/10.1134/S1021443717040112
12. Matysik, J., Alia, B., Bhalu, B. & Mohanty, P. (2002). Molecular mechanism of quenching of reactive oxygen species by proline under stress in plant. Curr. Sci., 82, pp. 525-532.
13. Kolupaev, Yu.E., Firsova, K.M., Shvidenko, M.V. & Yastreb, T.O. (2018). Hydrogen sulfide donor influence on state of antioxidant system of wheat seedlings under osmotic stress. Fiziol. rast. genet., 50, No. 1, pp. 29-38. https://doi.org/10.15407/frg2018.01.029
14. Nogues, S. & Bakerm, N.R. (2000). Effects of drought on photosynthesis in Mediterranean plants grown under UV-B radiation. J. Exp. Bot., 51, pp. 1309-1317. https://doi.org/10.1093/jxb/51.348.1309
15. Bates, L.S., Walden, R.P. & Tear, G.D. (1973). Rapid deter-mination of free proline for water stress studies. Plant Soil, 39(1), pp. 205-210. https://doi.org/10.1007/BF00018060
16. Zhao, K., Fan, H., Zhou, S. & Song, J. (2003). Study on the salt and drought tolerance of Suaeda salsa and Kalanchoe claigremontiana under iso-osmotic salt and water stress. Plant Sci., 165(4), pp. 837-844. https://doi.org/10.1016/S0168-9452(03)00282-6
17. Sagisaka, S. (1976). The occurrence of peroxide in a perennial plant, Populus gelrica. Plant Physiol., 57, pp. 308-309. https://doi.org/10.1104/pp.57.2.308
18. Szabados, L. & Savoure, A. (2010). Proline: a multifunctional amino acid. Trends Plant Sci., 15(2), pp. 89-97. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2009.11.009
19. Liang, X., Zhang, L., Natarajan, S.K. & Becker, D.F. (2013). Proline mechanisms of stress survival. Antioxid. Redox Signal., 19, pp. 998-1011. https://doi.org/10.1089/ars.2012.5074
20. Signorelli, S., Coitino, E.L., Borsani, O. & Monza, J. (2014). Molecular mechanisms for the reaction between OH radicals and proline: insights on the role as reactive oxygen species scavenger in plant stress. J. Phys. Chem., 118(1), pp. 37-47. https://doi.org/10.1021/jp407773u
21. Khlestkina, E.K. (2013). The adaptive role of flavonoids: emphasis on cereals. Cereal Res. Commun., 41, pp. 185-198. https://doi.org/10.1556/CRC.2013.0004
22. Kolupaev, Yu.E. (2016). Plant cell antioxidants and their role in ROS signaling and plant resistance. Uspekhi Sovrem. Biologii, 136(2), pp. 181-198 [in Russian].