ЦИТОКІНІНИ У ФОРМУВАННІ РЕАКЦІЇ-ВІДПОВІДІ НА ОХОЛОДЖЕННЯ В РОСЛИНАХ TRITICUM AESTIVUM І TRITICUM SPELTA
DOI:
https://doi.org/10.15407/dopovidi2024.03.069Ключові слова:
Triticum aestivum, Triticum spelta, цитокініни, охолодження, відновленняАнотація
Робота присвячена дослідженню впливу охолодження (+4 °C, 2 год) на гомеостаз цитокінінів у 14-добових стресованих та 21-добових відновлених рослин озимої пшениці (Triticum aestivum L.) сорту “Подолянка” та спельти (Triticum spelta L.) сорту “Франкенкорн”. Показано, що охолодження зумовлює комплексні зміни у вмісті і розподілі цитокінінів, які є видо- та органоспецифічними. Після охолодження загальний вміст цитокінінів (нг/г сирої речовини) у коренях пшениці зріс утричі за рахунок накопичення транс-зеатин-O- глюкозиду, транс-зеатину, ізопентеніладеніну та ізопентеніладенозину. Стрес не вплинув на накопичення транс-зеатинрибозиду у коренях, але спричинив збільшення його вмісту в чотири рази в надземній частині озимої пшениці “Подолянка”. Загальний вміст цитокінінів у коренях спельти “Франкенкорн” зменшився в 1,4 раза за рахунок зниження вмісту транс-зеатин-O-глюкозиду і транс-зеатинрибозиду, а в надземній частині — в 1,2 раза за рахунок зниження рівня транс-зеатин-O-глюкозиду та ізопентеніладеніну. Віддалений ефект охолодження виявився у підвищенні рівня цитокінінів у обох видах рослин. Визначені загальні і специфічні зміни цитокінінового гомеостазу озимої пшениці “Подолянка” та спельти “Франкенкорн” під час швидкої адаптації і в період відновлення додають нові знання про реакцію споріднених видів пшениці на охолодження на ранніх етапах вегетації.
Завантаження
Посилання
Kajla, M., Yadav, V. K., Khokhar, J., Singh, S., Chhokar, R. S., Meena, R. P. & Sharma, R. K. (2015). Increase in wheat production through management of abiotic stresses: A review. J. Appl. Nat. Sci., 7, No. 2, рр. 1070-1080. https://doi.org/10.31018/jans.v7i2.733
Yue, Y. J., Zhou, Y., Wang, J. & Ye, X. (2016). Assessing wheat frost risk with the support of GIS: an approach coupling a growing season meteorological index and a hybrid fuzzy neural network model. Sustainability, 8, No. 12, e1308. https://doi.org/10.3390/su8121308
Wu, Y., Wang, X., Peng, X., Ge, J., Cai, J., Huang, M., Zhou, O., Zhong, Y. & Jiang, D. (2023). Cold priming improves chilling resistance in wheat seedlings: Changing of photosystem II imprints during recovery from priming. Environ. Exp. Bot., 207, e105220. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2023.105220
Hassan, M. A., Xiang, C., Farooq, M., Muhammad, N., Yan, Z., Hui, X., Yuanyuan, K., Bruno, A. K., Lele, Z. & Jincai, L. (2021). Cold stress in wheat: plant acclimation responses and management strategies. Front. Plant Sci., 12, e676884. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.676884
Babenko, L. M., Vodka, M. V., Akimov, Yu. N., Smirnov, A. E., Babenko, A. V. & Kosakovskaya, I. V. (2019). Specific features of the ultrastructure and biochemical composition of Triticum spelta L. leaf mesophile cells in the initial period of stress temperature action. Cell Tiss. Biol., 13, No. 1, pp. 70-78. https://doi.org/10.1134/ S1990519X19010024
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 seedlings. Genet. Plant Physiol., 4, No. 3-4, pp. 201-208. URL: http://www.bio21.bas.bg/ippg/bg/wp-content/uploads/2015/05/GPP_4_3-4_2014_201-208.pdf
EL Sabagh, A., Islam, M. S., Hossain, A., Iqbal, M. A., Mubeen, M., Waleed, M., Reginato, M., Battaglia, M., Ahmed, S., Rehman, A., Arif, M., Athar, H.-U.-R., Ratnasekera, D., Danish, S., Raza, M. A., Rajendran, K., Mushtaq, M., Skalicky, M., Brestic, M., Soufan, W., Fahad, S., Pandey, S., Kamran, M., Datta, R. & Abdelhamid,
M. T. (2022). Phytohormones as growth regulators during abiotic stress tolerance in plants. Front. Agron., 4, 765068. https://doi.org/10.3389/fagro.2022.765068
Pal, P., Ansari, S. A., Jalil, S. U. & Ansari, M. I. (2023). Chapter 1 — Regulatory role of phytohormones in plant growth and development. In Khan, M. I. R., Singh, A. & Poór, P. (Eds.). Plant hormones in crop improvement (pp. 1-13). London, San Diego, Cambridge, Kidlington: Academic Press. https://doi.org/10.1016/B978-0-323- 91886-2.00016-1
Raza, A., Charagh, S., Najafi-Kakavand, S., Abbas, S., Shoaib, Y., Anwar, S., Sharifi, S., Lu, G. & Siddique, K. H. M. (2023). Role of phytohormones in regulating cold stress tolerance: Physiological and molecular approaches for developing cold-smart crop plants. Plant Stress, 8, 100152. https://doi.org/10.1016/j.stress.2023.100152
Prasad, R. (2022). Cytokinin and its key role to enrich the plant nutrients and growth under adverse conditions- an update. Fron. Genet., 13, 883924. https://doi.org/10.3389/fgene.2022.883924
Mandal, S., Ghorai, M., Anand, U., Samanta, D., Kant, N., Mishra, T., Rahman, M. H., Jha, N. K., Jha, S. K., Lal, M. K., Tiwari, R. K., Kumar, M., Radha, Prasanth, D. A., Mane, A. B., Gopalakrishnan, A. V., Biswas, P., Proćków, J. & Dey, A. (2022). Cytokinin and abiotic stress tolerance — What has been accomplished and the way forward? Front. Genet., 13, e943025. https://doi.org/10.3389/fgene.2022.943025
Hudeček, M., Nožková, V., Plíhalová, L. & Plíhal, O. (2023). Plant hormone cytokinin at the crossroads of stress priming and control of photosynthesis. Front. Plant Sci., 13, 1103088. https://doi.org/10.3389/fpls.2022.1103088
Vedenicheva, N. P. & Kosakivska, I. V. (2020). Cytokinins in cereals ontogenesis and adaptation. Fiziol. rast. genet., 52, No. 1, pp. 3-30 (in Ukrainian). https://doi.org/10.15407/frg2020.01.003
Cortleven, A., Leuendorf, J. E., Frank, M., Pezzetta, D., Bolt, S. & Schmülling, T. (2019). Cytokinin action in response to abiotic and biotic stress in plants. Plant Cell Environ., 42, pp. 998-1018. https://doi.org/10.1111/pce.13494
Vedenicheva, N., Futorna, O., Shcherbatyuk, M. & Kosakivska, I. (2022). Effect of seed priming with zeatin on Secale cereale L. growth and cytokinins homeostasis und hyperthermia. J. Crop Improv., 36, No. 5, pp. 656-674. https://doi.org/10.1080/15427528.2021.2000909
Morgun, V. V., Sanin, Ye. V. & Shvartau, V. V. (2015). Club of 100 centners. Modern varieties and optimal systems of nutrition and protection of winter wheat. Kyiv: Lohos (in Ukrainian).
Morgun, V.V., Sichkar, S.M., Pochinok, V.M., Niniyeva, A.K. & Chugunkova, T.V. (2016). Characterization of spelt collection samples (Triticum spelta L.) by elements of plant productivity structure and baking quality. Fiziol. rast. genet., 48, No. 2, pp. 112-119 (in Ukrainian). https://doi.org/10.15407/frg2016.02.112
Shcherbatiuk, М. М., Voytenko, L. V., Kharkhota, М. A. & Коsakivska, І. V. (2021). Profiling of cytokinins in plant tissues: sampling, qualitative and quantitative analysis. Fiziol. rast. genet., 53, No. 4, pp. 346-368 (in Ukrainian). https://doi.org/10.15407/frg2021.04.346
Kosakivska, I. V., Voytenko, L. V., Likhnyovskiy, R. V. & Ustinova, A. Y. (2015). Influence of temperature stresses on cytokinin content in Triticum aestivum l. seedlings variety Yatran 60. Fiziol. rast. genet., 47, No. 4, pp. 296–303 (in Ukrainian). URL: http://dspace.nbuv.gov.ua/bitstream/handle/123456789/159533/03%3DKosakivska.pdf?sequence=1
Vanková, R., Kosová, K., Dobrev, P., Vitámvás, P., Trávníčková, A., Cvikrová, M., Pešek, B., Gaudinová, A., Prerostová, S., Musilová, J., Galiba, G. & Prášil, I. T. (2014). Dynamics of cold acclimation and complex phytohormone responses in Triticum monococcum lines G3116 and DV92 differing in vernalization and frost tolerance level. Environ. Exp. Bot., 101, pp. 12-25. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2014.01.002
Kosová, K., Prášil, I. T., Vitámvás, P., Dobrev, P., Motyka, V., Floková, K., Novák, O., Turečková, V., Rolčík, J., Pešek, B., Trávníčková, A., Gaudinová, A., Galiba, G., Janda, T., Vlasáková, E., Prášilová, P. & Vanková, R. (2012). Complex phytohormone responses during the cold acclimation of two wheat cultivars differing in cold tolerance, winter Samanta and spring Sandra. J. Plant Physiol., 169, pp. 567-576. https://doi.org/10.1016/j. jplph.2011.12.013
Kalapos, B., Novák, A., Dobrev, P., Vítámvás, P., Marincs, F., Galiba, G. & Vanková, R. (2017). Effect of the winter wheat Cheyenne 5A substituted chromosome on dynamics of abscisic acid and cytokinins in freezing-sensitive Chinese Spring genetic background. Front. Plant Sci., 8, e2033. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.02033
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
