Вплив саліцилової кислоти на водний статус та активність антиоксидантних ферментів у листках озимої пшениці за дії посухи в ранню фазу онтогенезу
Досліджували вплив саліцилової кислоти на зміну водного статусу та активність антиоксидантних ферментів у листках озимої пшениці за дії посухи в ранню фазу онтогенезу. Встановлено, що обробка рослин озимої пшениці саліциловою кислотою сприяє зменшенню втрат води, збереженню водозатримувальної і водо...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Физиология и биохимия культурных растений |
|---|---|
| Дата: | 2011 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Iнститут фізіології рослин і генетики НАН України
2011
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/66362 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Вплив саліцилової кислоти на водний статус та активність антиоксидантних ферментів у листках озимої пшениці за дії посухи в ранню фазу онтогенезу / Т.П. Маменко, О.А. Ярошенко // Физиология и биохимия культурных растений. — 2011. — Т. 43, № 2. — С. 149-157. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859723347739279360 |
|---|---|
| author | Маменко, Т.П. Ярошенко, О.А. |
| author_facet | Маменко, Т.П. Ярошенко, О.А. |
| citation_txt | Вплив саліцилової кислоти на водний статус та активність антиоксидантних ферментів у листках озимої пшениці за дії посухи в ранню фазу онтогенезу / Т.П. Маменко, О.А. Ярошенко // Физиология и биохимия культурных растений. — 2011. — Т. 43, № 2. — С. 149-157. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Физиология и биохимия культурных растений |
| description | Досліджували вплив саліцилової кислоти на зміну водного статусу та активність антиоксидантних ферментів у листках озимої пшениці за дії посухи в ранню фазу онтогенезу. Встановлено, що обробка рослин озимої пшениці саліциловою кислотою сприяє зменшенню втрат води, збереженню водозатримувальної і водовідновлювальної здатності клітин у листках озимої пшениці в умовах посухи. При цьому відбуваються адаптаційні зміни активності антиоксидантних ферментів (супероксиддисмутази, каталази, гваяколпероксидази, аскорбатпероксидази) в листках, які сприяють підвищенню стійкості озимої пшениці до дефіциту води.
Исследовали влияние салициловой кислоты на изменение водного статуса и активность антиоксидантных ферментов в листьях озимой пшеницы при воздействии засухи в раннюю фазу онтогенеза. Установлено, что обработка растений озимой пшеницы салициловой кислотой способствует уменьшению потерь воды, сохранению водоудерживающей и водовосстановительной способности клеток в листьях озимой пшеницы в условиях засухи. При этом происходят адаптационные изменения активности антиоксидантных ферментов (супероксиддисмутазы, каталазы, гваяколпероксидазы, аскорбатпероксидазы) в листьях, которые способствуют повышению устойчивости озимой пшеницы к дефициту воды.
The influence of salicylic acid on changes of water status and antioxidant enzymes activities in winter wheat leaves under drought on the early stage of ontogenesis was investigated. It was established that the treatment of winter wheat by salicylic acid decreased loss of water content, preserved water-detention and water-restore ability of cells in winter wheat leaves under drought. Moreover adaptative changes of antioxidant enzymes activities (superoxide dismutase, catalase, guaiacol peroxidase, ascorbate peroxidase) have occurred in leaves, that increased resistance of winter wheat to water deficit.
|
| first_indexed | 2025-12-01T11:03:18Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 577.175.1.58.02
ВПЛИВ САЛIЦИЛОВОЇ КИСЛОТИ НА ВОДНИЙ СТАТУС ТА
АКТИВНIСТЬ АНТИОКСИДАНТНИХ ФЕРМЕНТIВ У ЛИСТКАХ
ОЗИМОЇ ПШЕНИЦI ЗА ДIЇ ПОСУХИ В РАННЮ ФАЗУ
ОНТОГЕНЕЗУ
Т.П. МАМЕНКО, О.А. ЯРОШЕНКО
Iнститут фізіології рослин і генетики Національної академії наук України
03022 Київ, вул. Васильківська, 31/17
e-mail: mamenko@optima.com.ua
Досліджували вплив саліцилової кислоти на зміну водного статусу та активність
антиоксидантних ферментів у листках озимої пшениці за дії посухи в ранню фа-
зу онтогенезу. Встановлено, що обробка рослин озимої пшениці саліциловою кис-
лотою сприяє зменшенню втрат води, збереженню водозатримувальної і во-
довідновлювальної здатності клітин у листках озимої пшениці в умовах посухи.
При цьому відбуваються адаптаційні зміни активності антиоксидантних ферментів
(супероксиддисмутази, каталази, гваяколпероксидази, аскорбатпероксидази) в ли-
стках, які сприяють підвищенню стійкості озимої пшениці до дефіциту води.
Ключові слова: Triticum aestivum L., водний дефіцит, водний потенціал, коефіцієнт
водозатримання, коефіцієнт водовідновлення, супероксиддисмутаза, каталаза,
гваяколпероксидаза, аскорбатпероксидаза, посуха, саліцилова кислота.
Недостатнє водозабезпечення призводить до змін водообміну клітин і,
як наслідок, до порушення обмінних функцій рослинного організму. На-
самперед це стосується структури і рухливості молекул води навколо
білкових молекул та регуляції біохімічних процесів [1]. Реакція рослин
на дефіцит вологи є комплексною відповіддю, яка включає сприйняття
рослинним організмом дії стресора, ініціацію шляхів трансдукції сиг-
налів, фізіолого-біохімічні зміни у клітині [8, 15]. Вивчення функціо-
нальної ролі антиоксидантних ферментів, які беруть участь у підтриман-
ні стаціонарного рівня вільнорадикальних процесів у клітині та розвитку
адаптивних властивостей рослин за дії несприятливих чинників, у тім
числі й посухи, є важливим [11—13].
Доведено можливість регуляції водного балансу, процесів ліпоперок-
сидації у тканинах шляхом впливу на ендогенну антиоксидантну систе-
му рослин екзогенними антиоксидантами — синтетичними аналогами
природних антиоксидантів, речовинами гормональної природи, регуля-
торами росту [5, 12]. Попередньо ми встановили, що обробка рослин
озимої пшениці саліциловою кислотою у фази колосіння—цвітіння
спричиняла збереження обводненості тканин у листках рослин та адап-
таційні зміни активності антиоксидантних ферментів, які сприяли
підвищенню стійкості озимої пшениці в умовах посухи [2].
Метою цієї роботи було вивчення впливу саліцилової кислоти на
зміни водного статусу та активність антиоксидантних ферментів у лист-
ках озимої пшениці за дії посухи в ранню фазу онтогенезу.
ФИЗИОЛОГИЯ И БИОХИМИЯ КУЛЬТ. РАСТЕНИЙ. 2011. Т. 43. № 2
149
© Т.П. МАМЕНКО, О.А. ЯРОШЕНКО, 2011
Методика
Об’єктами дослідження обрано контрастні за посухостійкістю сорти ози-
мої м’якої пшениці (Triticum aestivum L.) — Альбатрос одеський (стійкий
до посухи) і Поліська 90 (слабостійкий до посухи). Рослини вирощували
у вегетаційних посудинах Вагнера на темно-сірому опідзоленому ґрунті,
вологість якого підтримували гравіметричним методом на рівні 60 % пов-
ної вологоємності (ПВ) — оптимальне водозабезпечення. Модельну по-
суху створювали одночасним припиненням поливу рослин (до 30 % ПВ)
у фазу 3—5 листків упродовж 7 діб. Після припинення посухи вологість
ґрунту в посудинах доводили до 60 % ПВ (поновлення поливу). Росли-
ни обробляли водним розчином саліцилової кислоти (СК) концентрацією
0,25 мМ (встановлено нами експериментально) перед припиненням по-
ливу за температури 27—29 С та відносної вологості повітря (ВВП) 56—
60 %. Контролем слугували необроблені СК рослини, які вирощували за
оптимального водозабезпечення (60 % ПВ).
Для проведення досліджень відбирали верхні листки озимої пшениці
на 3-тю, 5-ту, 7-му доби дії посухи та на 2-гу добу після поновлення по-
ливу рослин. Водний статус рослин оцінювали за динамікою показників
водного дефіциту (ВД) [6], водного потенціалу (ВП) рефрактометричним
методом [15], а також коефіцієнтів водозатримання (Квз) і водовідновлен-
ня (Квв), які розраховували за відповідними формулами [3].
Для екстракції ферментів наважку рослинного матеріалу (0,2 г) роз-
тирали у ступці з 4 мл охолодженого 50 мМ фосфатного буфера (рН 7,5),
який містив 2 мМ ЕДТА, 1 мМ PMSF, 5 мМ -меркаптоетанол і 1 %-й
(маса/об’єм) полівінілпіролідон. Гомогенат центрифугували за 10 000
об/хв протягом 20 хв при 4 С. Надосадову рідину використовували для
визначення активності ферментів.
Активність каталази (КАТ) (КФ 1.11.1.6) визначали за зменшенням
оптичної густини при 240 нм протягом 3 хв внаслідок розкладання
пероксиду водню (коефіцієнт екстинкції Е = 39,4 мМ–1 · см–1 [4], актив-
ність гваяколпероксидази (ГПО) (КФ 1.11.1.7) — за збільшенням оптич-
ної густини при 470 нм протягом 3 хв у результаті окиснення гваяколу
(коефіцієнт екстинкції Е = 26,6 мМ–1 · см–1 [10], активність аскорбат-
пероксидази (АПО) (КФ 1.11.1.11) — за зменшенням оптичної густини
при 290 нм протягом 3 хв унаслідок окиснення аскорбату (коефіцієнт ек-
стинкції Е = 2,8 мМ–1 · см–1 [13], активність супероксиддисмутази
(СОД) (КФ 1.15.1.1) — за здатністю ферменту інгібувати фотохімічне
відновлення нітросинього тетразолію [11]. За одиницю активності СОД
брали таку, що здатна пригнічувати реакцію фотовідновлення нітросинь-
ого тетразолію на 50 %. Вміст сумарного розчинного білка у ферментно-
му екстракті визначали за методикою Бредфорда [7]. Повторність визна-
чень показників водного статусу десятиразова, активності ферментів —
п’ятиразова. Отримані дані оброблено статистично з використанням
критерію Стьюдента.
Результати та обговорення
Встановлено, що короткотривала ґрунтова посуха індукувала незначне
підвищення ВД у листках сортів озимої пшениці (рис. 1). За тривалої по-
сухи ВД істотніше зростав у листках слабостійкого сорту озимої пше-
ниці, що зумовлено вдвічі більшими втратами вмісту води порівняно з
посухостійким сортом. Слабостійкий сорт озимої пшениці вирізнявся
150
Т.П. МАМЕНКО, Е.А. ЯРОШЕНКО
Физиология и биохимия культ. растений. 2011. Т. 43. № 2
нижчим значенням показника ВП у листках порівняно з посухостійким
(див. рис. 1). Зокрема, на 7-му добу посухи ВП у листках рослин сорту
Поліська 90 досягав —0,4 МПа, тоді як у сорту Альбатрос одеський він
становив —0,3 МПа. Виявлено, що водозатримувальна здатність клітин
у листках посухостійкого сорту озимої пшениці зростала упродовж дії
водного стресу і незначно відрізнялась від контрольного значення, тоді
як у слабостійкого сорту вона знижувалась (рис. 2). Про це свідчить Квз
у листках рослин. Водночас ступінь водовідновлення клітин за Квв зни-
жувався в листках озимої пшениці обох сортів. Слабостійкий сорт ози-
мої пшениці вирізнявся істотнішим зменшенням за дії посухи показни-
ків Квз і Квв порівняно з посухостійким сортом.
Обробка озимої пшениці СК в оптимальних умовах водозабезпечен-
ня не призводила до істотних змін водного статусу рослин обох сортів.
За дії СК в умовах посухи втрата води в листках озимої пшениці змен-
шувалась (див. рис. 1). Встановлено, що вплив СК на регуляцію водно-
го статусу за показником ВД був істотним за тривалої нестачі вологи й
ефективнішим порівняно з необробленими рослинами варіанта «посуха»
на 35 % у листках посухостійкого сорту та на 40 % — у слабостійкого
сорту. Дія СК на регуляцію водного статусу за показником ВП була
ефективною вже на початку водного стресу і сприяла зменшенню втрат
води у листках рослин сорту Альбатрос одеський на 16 %, сорту Поліська
90 — на 40 %. За впливу СК підвищувались водозатримувальна здатність
клітин і ступінь їх водовідновлення в листках озимої пшениці, особливо
у слабостійкого сорту (див. рис. 2). Так, за тривалої нестачі вологи (7-ма
доба) Квз у листках обробленої СК озимої пшениці зростав на 6 % у по-
сухостійкого сорту і на 24 % — у слабостійкого, Квв підвищувався відпо-
відно на 7 і 19 % порівняно з необробленими рослинами варіанта «по-
суха». Після поновлення поливу озимої пшениці водний статус швидше
151
ВЛИЯНИЕ САЛИЦИЛОВОЙ КИСЛОТЫ
Физиология и биохимия культ. растений. 2011. Т. 43. № 2
а б
в г
Рис. 1. Вплив саліцилової кислоти на зміни водного дефіциту (а, б) і водного потенціалу
(в, г) в листках озимої пшениці за дії посухи в ранню фазу онтогенезу:
а, в — сорт Альбатрос одеський; б, г — сорт Поліська 90; 1—3 — відповідно 3-тя, 5-та, 7-ма доби посу-
хи; 4 — 2-га доба поновлення поливу
досягав контрольного рівня у рослин посухостійкого сорту та в поперед-
ньо оброблених СК.
Виявлено, що короткотривала ґрунтова посуха призводила до підви-
щення активності СОД у листках озимої пшениці посухостійкого сорту
на 54 % від контрольного значення, у слабостійкого — на 43 % (табл. 1).
За тривалого дефіциту вологи активність ферменту знижувалась у лист-
ках обох сортів озимої пшениці відповідно на 19 і 48 %. Після поновлен-
ня поливу активність СОД досягала рівня контролю в листках рослин
посухостійкого сорту і залишалась на 27 % нижчою від контрольного зна-
чення у слабостійкого сорту.
За обробки рослин СК в оптимальних умовах вирощування актив-
ність СОД у листках посухостійкого сорту підвищувалась на 14—24 % (уп-
родовж досліду) порівняно з необробленими контрольними рослинами і
не викликала змін у слабостійкого сорту. За короткотривалої дії посухи в
листках оброблених СК рослин активність СОД сортів Альбатрос одесь-
кий і Поліська 90 зростала відповідно на 30 і 58 % відносно контролю. За
тривалої посухи активність ферменту в листках обробленої СК озимої
пшениці обох сортів незначно відрізнялась від контрольного рівня й об-
роблених СК рослин, які вирощували за оптимальних умов поливу. В
післястресовий період у оброблених СК рослин, які зазнали дії посухи,
активність СОД у листках рослин посухостійкого сорту досягала рівня
оброблених рослин, які зростали в оптимальних умовах поливу і на 32 %
перевищувала контрольне значення. За таких умов у оброблених рослин
слабостійкого сорту активність ферменту незначно знижувалась порівняно
з обробленими й необробленими рослинами за оптимального поливу.
Встановлено, що ґрунтова посуха тривалістю 3 доби призводила
до підвищення активності ГПО в листках обох сортів озимої пшениці
152
Т.П. МАМЕНКО, Е.А. ЯРОШЕНКО
Физиология и биохимия культ. растений. 2011. Т. 43. № 2
в г
а б
Рис. 2. Вплив саліцилової кислоти на зміни коефіцієнтів водозатримання (а, б) і во-
довідновлення (в, г) в листках озимої пшениці за дії посухи в ранню фазу онтогенезу:
а, в — сорт Альбатрос одеський; б, г — сорт Поліська 90; 1, 2 — відповідно 3-тя і 7-ма доби посухи;
3 — 2-га доба поновлення поливу
у 8 разів відносно контролю (табл. 2). За дії посухи упродовж 7 діб ак-
тивність ГПО в листках посухостійкого сорту зростала у 21 раз відносно
контролю, у слабостійкого — у 6 разів. Після поновлення поливу ак-
тивність ГПО знижувалась у листках обох сортів озимої пшениці порівня-
153
ВЛИЯНИЕ САЛИЦИЛОВОЙ КИСЛОТЫ
Физиология и биохимия культ. растений. 2011. Т. 43. № 2
ТАБЛИЦЯ 1. Вплив саліцилової кислоти на зміну активності супероксиддисмутази в листках
озимої пшениці за дії посухи в ранню фазу онтогенезу, од.а./мг білка
Тривалість посухи, доба
Варіант
3 7
Поновлення поливу,
2-га доба
Альбатрос одеський
Контроль
80,51±5,6
100
104,58±7,3
100
101,06±7,0
100
Посуха
124,11±7,7*
154
84,90±6,0*
81
106,35±6,4
105
Саліцилова кислота
91,85±6,4*
114
124,81±8,7*
119
125,38±8,7*
124
Посуха+саліцилова кислота
104,88±7,3*
130
116,09±8,1*
111
133,36±7,0*
132
Поліська 90
Контроль
109,49±7,6
100
142,05±9,7
100
108,46±7,5
100
Посуха
157,49±11,0*
143
72,87±5,1*
52
79,18±5,5*
73
Саліцилова кислота
114,08±8,2
104
143,3±10,0
101
101,66±7,1
93
Посуха+саліцилова кислота
173,07±12,1*
158
129,68±9,0*
91
89,25±6,2*
82
П р и м і т к а. Тут і в табл. 2—4: * — статистично вірогідна різниця порівняно з
контролем при р 0,05.
ТАБЛИЦЯ 2. Вплив саліцилової кислоти на зміну активності гваяколпероксидази в листках
озимої пшениці за дії посухи в ранню фазу онтогенезу, мкмоль гваяколу/(мг білка · хв)
Тривалість посухи, доба
Варіант
3 7
Поновлення поливу,
2-га доба
Альбатрос одеський
Контроль 0,053±0,02
100
0,07±0,03
100
0,076±0,02
100
Посуха 0,46±0,06*
867
1,5±0,1*
2142
0,2±0,05*
263
Саліцилова кислота 0,043±0,02*
81
0,06±0,02
85
0,066±0,02*
86
Посуха+саліцилова кислота 0,29±0,02*
547
1,2±0,09*
1714
0,14±0,03*
184
Поліська 90
Контроль 0,0072±0,008
100
0,014±0,005
100
0,017±0,004
100
Посуха 0,06±0,01*
833
0,081±0,05*
578
0,031±0,006*
182
Саліцилова кислота 0,0083±0,005*
115
0,03±0,002*
214
0,021±0,005
123
Посуха+саліцилова кислота 0,015±0,003*
208
0,054±0,003*
385
0,02±0,004
117
но із 7-ю добою посухи, однак залишалась на 163 % (Альбатрос одеський)
і на 82 % (Поліська 90) вищою від контрольного рівня.
За обробки рослин СК в оптимальних умовах поливу активність
ГПО знижувалась до 15 % відносно контролю в листках посухостійкого
сорту озимої пшениці і підвищувалась у рослин слабостійкого сорту,
особливо на 7-му добу проведення експерименту — на 114 %. На 3-тю
добу посухи в листках обробленої СК озимої пшениці посухостійкого
сорту активність ферменту підвищувалась на 447 % відносно контролю,
у слабостійкого сорту — на 108 %. За тривалого зневоднення (7-ма до-
ба) його активність різко зростала в листках оброблених рослин посу-
хостійкого сорту (в 17 разів відносно контролю) і незначно підвищува-
лась у слабостійкого сорту (в 3,8 раза). За дії на рослини СК в умовах
дефіциту вологи активність ГПО в листках зростала відносно обробле-
них рослин за оптимального їх поливу: в оброблених рослин посу-
хостійкого сорту в 6,7 раза (3-тя доба посухи) і в 20 разів (7-ма доба), у
слабостійкого сорту — в 1,8 раза (упродовж дії посухи). На 2-гу добу
після поновлення поливу в обробленої СК озимої пшениці активність
ГПО знижувалась у листках слабостійкого сорту та досягала рівня кон-
трольних і оброблених рослин за оптимального поливу, у посухостійко-
го сорту її активність зростала відповідно на 84 і 112 %.
Короткотривала ґрунтова посуха індукувала підвищення активності
АПО на 54 % відносно контролю в листках посухостійкого сорту та її зни-
ження на 19 % у слабостійкого сорту (табл. 3). За тривалого дефіциту во-
логи активність ферменту зростала відносно контролю в листках обох
сортів озимої пшениці відповідно на 177 і 112 %. Після поновлення поли-
ву рослин активність АПО в листках посухостійкого сорту знижувалась і
майже досягала контрольного рівня, у слабостійкого сорту вона переви-
щувала контрольні значення на 100 %.
Обробка озимої пшениці СК за оптимальних умов поливу не впли-
вала на активність ферменту в посухостійкого сорту, однак у слабостій-
154
Т.П. МАМЕНКО, Е.А. ЯРОШЕНКО
Физиология и биохимия культ. растений. 2011. Т. 43. № 2
ТАБЛИЦЯ 3. Вплив саліцилової кислоти на зміну активності аскорбатпероксидази в листках
озимої пшениці за дії посухи в ранню фазу онтогенезу, мкмоль аскорбату/(мг білка · хв)
Тривалість посухи, доба
Варіант
3 7
Поновлення поливу,
2-га доба
Альбатрос одеський
Контроль 2,04±0,14
100
3,64±0,25
100
4,36±0,3
100
Посуха 3,15±0,22*
154
10,09±0,7*
277
3,6±0,25*
83
Саліцилова кислота 2,23±0,15
109
3,81±0,26
104
4,07±0,28
93
Посуха+саліцилова кислота 2,32±0,16*
113
6,04±0,42*
165
2,93±0,2*
67
Поліська 90
Контроль 3,0±0,21
100
3,41±0,23
100
2,26±0,13
100
Посуха 2,43±0,17*
81
7,24±0,51*
212
4,53±0,31*
200
Саліцилова кислота 3,71±0,26*
124
5,66±0,4*
166
2,86±0,15*
127
Посуха+саліцилова кислота 2,66±0,18*
87
8,91±0,62*
261
2,93±0,2*
129
кого сорту активність АПО зростала упродовж досліду на 20—65 %. На
3-тю добу дії посухи в листках оброблених СК рослин обох сортів ози-
мої пшениці активність АПО відносно контролю змінювалась незначно.
На 7-му добу дефіциту вологи в листках сорту Альбатрос одеський вона
зростала на 65 %, у сорту Поліська 90 — на 161 % відносно контролю.
Слід зазначити, що в оброблених СК рослин посухостійкого сорту в умо-
вах короткотривалої дії посухи активність АПО у листках не відрізнялась
від її активності в оброблених СК рослин, які зростали за оптимальних
умов поливу. За цих умов активність ферменту в листках оброблених
рослин слабостійкого сорту знижувалась на 28 %. За тривалої дії посухи
активність АПО в листках обробленої СК озимої пшениці обох сортів
зростала до 60 % порівняно з обробленими рослинами за оптимального
поливу. У післястресовий період в оброблених СК рослин сорту Альба-
трос одеський активність АПО знижувалась до 30 % відносно контроль-
них і оброблених рослин за оптимального поливу. В оброблених рослин
слабостійкого сорту активність АПО також знижувалась і досягала рівня
активності ферменту в оброблених рослин за оптимального поливу, од-
нак була на 29 % вищою від контрольного значення.
Упродовж дії посухи активність КАТ підвищувалась у листках озимої
пшениці посухостійкого сорту на 72 і 307 % відносно контролю відповідно
на 3-тю і 7-му доби (табл. 4). При цьому активність ферменту в слабостійко-
го сорту зростала відповідно на 15 і 40 % порівняно з контролем протягом
дефіциту вологи. Після поновлення поливу рослин активність КАТ у лист-
ках обох сортів озимої пшениці порівняно із 7-ю добою посухи знижува-
лась, однак у посухостійкого сорту вона майже відновлювалась до рівня
контрольних рослин, у слабостійкого — була на 54 % вищою за контроль.
Обробка озимої пшениці СК в оптимальних умовах поливу індуку-
вала зниження активності КАТ порівняно з контролем у листках сортів
озимої пшениці Альбатрос одеський і Поліська 90 відповідно на 43 і 63 %.
За дії посухи активність КАТ в оброблених СК рослин зростала віднос-
155
ВЛИЯНИЕ САЛИЦИЛОВОЙ КИСЛОТЫ
Физиология и биохимия культ. растений. 2011. Т. 43. № 2
ТАБЛИЦЯ 4. Вплив саліцилової кислоти на зміну активності каталази в листках озимої
пшениці за дії посухи в ранню фазу онтогенезу, мкмоль Н2О2/(мг білка · хв)
Тривалість посухи, доба
Варіант
3 7
Поновлення поливу,
2-га доба
Альбатрос одеський
Контроль 0,116±0,03
100
0,27±0,05
100
0,15±0,04
100
Посуха 0,2±0,05*
172
1,1±0,07*
407
0,11±0,03
73
Саліцилова кислота 0,066±0,02*
57
0,18±0,02*
67
0,073±0,04*
47
Посуха+саліцилова кислота 0,14±0,05
121
0,42±0,03*
155
0,13±0,05
87
Поліська 90
Контроль 0,13±0,03
100
0,41±0,05
100
0,084±0,02
100
Посуха 0,15±0,01
115
0,58±0,06*
141
0,13±0,03*
154
Саліцилова кислота 0,048±0,02*
37
0,12±0,04*
29
0,057±0,03*
68
Посуха+саліцилова кислота 0,059±0,02*
45
0,30±0,03*
73
0,15±0,03*
178
но контрольного рівня в листках посухостійкого сорту на 20 і 55 % від-
повідно на 3-тю і 7-му доби, а в рослин слабостійкого сорту вона зни-
жувалась упродовж дії зневоднення відповідно на 54 і 27 %. Обробка
рослин СК в умовах посухи індукувала підвищення активності фермен-
ту порівняно з обробленими рослинами за оптимального поливу, зокре-
ма в листках посухостійкого сорту на 133—288, слабостійкого сорту — на
22—150 %. У післястресовий період в оброблених СК рослин активність
КАТ у листках посухостійкого сорту знижувалась і досягала рівня кон-
трольних рослин, однак вона була на 78 % вищою, ніж в оброблених СК
рослин за оптимального поливу. За таких умов у листках оброблених СК
рослин слабостійкого сорту активність КАТ також знижувалась порівня-
но із 7-ю добою посухи, однак була вищою на 78 і 163 % відносно кон-
трольних і оброблених рослин за оптимального поливу.
Аналіз результатів підтвердив, що за дії посухи в ранню фазу онто-
генезу водозатримувальна й водовідновлювальна здатність клітин у лист-
ках знижувалась, рослини слабостійкого сорту озимої пшениці інтенсив-
ніше втрачали воду, ніж посухостійкого. Порушення водного статусу за
дії посухи супроводжувалось змінами активності антиоксидантних фер-
ментів у листках озимої пшениці. Так, у слабостійкого сорту зафіксова-
но значніше зниження активності СОД у листках, а в посухостійкого
сорту виявлено вищу активність КАТ, ГПО й АПО. Доведено, що змен-
шення водовтрат, а також збереження водозатримувальної і водовіднов-
лювальної здатності клітин у листках рослин озимої пшениці за дії СК
стабілізувало водний статус та активність антиоксидантних ферментів.
Зокрема, за обробки рослин СК в умовах посухи підвищувалась актив-
ність ГПО, АПО і КАТ у листках, а активність СОД наближалась до кон-
трольного рівня. Очевидно, що зафіксовані зміни активності антиокси-
дантних ферментів у листках оброблених СК рослин в умовах посухи
спрямовані на адаптацію рослин до дефіциту води. Отримані нами дані
щодо зниження активності КАТ у листках оброблених СК рослин ози-
мої пшениці за оптимальних умов їх вирощування підтверджені у пра-
цях [9, 14]. Вважають, що СК здатна зв’язуватись з активним центром
КАТ і виконувати роль конкурентного інгібітора в реакції деградації
пероксиду водню [9]. У рослинах виявлено саліцилатчутливу і саліцилат-
нечутливу форми КАТ, які кодуються самостійними генами [9, 14]. Однак
ці припущення є суперечливими і потребують подальшого вивчення.
Отже, обробка рослин озимої пшениці СК за дії посухи в ранню фазу
онтогенезу сприяє зменшенню втрат води, збереженню водозатримувальної
і водовідновлювальної здатності клітин у листках рослин. Стабілізація вод-
ного статусу за дії СК супроводжується змінами активності антиоксидант-
них ферментів у листках обох сортів озимої пшениці, які сприяють поліп-
шенню адаптації рослин до дефіциту води в ранню фазу онтогенезу.
1. Кушниренко М.Д. Водный обмен растений при различной водообеспеченности в связи
с засухоустойчивостью и продуктивностью // Водный обмен с.-х. растений. — Киши-
нев: Штиинца, 1989. — 229 с.
2. Маменко Т.П., Ярошенко О.А. Вплив саліцилової кислоти на водний потенціал, виділен-
ня етилену та активність антиоксидатних процесів у листках озимої пшениці за посу-
хи // Укр. біохім. журн. — 2009. — 81, № 2. — С. 117—124.
3. Декл. пат. 45055 А Україна, МКВ 7 АОIG7/00. Спосіб оцінки стійкості сортів картоплі
до посухи / I.П. Григорюк, В.I. Ткачов, Т.П. Нижник та ін. — Опубл. 15.03.02, Бюл.
№ 3.
4. Aebi H.E. Catalase // Methods in Enzymatic Analysis. — New York: Acad. Press. — 1983. —
3. — P. 273—286.
156
Т.П. МАМЕНКО, Е.А. ЯРОШЕНКО
Физиология и биохимия культ. растений. 2011. Т. 43. № 2
5. Agarwal S., Sairam R., Srivastava G., Meena R. Changes in antioxidant enzymes activity and
oxidative stress by abscisic acid and salicylic acid in wheat genotypes // Biol. Plant. — 2005. —
49, N 4. — P. 541—550.
6. Barr H.D. Determination of water deficit in plant tissues // Water deficit and plant growth. —
New York; London: Acad. Press. — 1968. — 1. — P. 236—268.
7. Bradford M. A rapid and sensitive method for the quantitation of the microgram quantities of
protein utilising: the principle of protein-dye binding // Anal. Biochem. — 1976. — 72. —
P. 248—254.
8. Bray A.E. Molecular responses to water deficit // Plant Physiol. — 1993. — 103, N 5. —
P. 1035—1040.
9. Chen Z., Iyer S., Caplan A. et al. Differential accumulation of salicylic acid and salicylic acid-
sensitive catalase in different rice tissues // Ibid. — 1997. — 114, N 1. — P. 193—201.
10. Egley G.H., Paul R.N., Vaughn K.C., Duke S.O. Role of peroxidase in the development of water
impermeable seed coats in Sida sprinosa L. // Planta. — 1983. — 157, N 1. — P. 224—232.
11. Giannopolitis C.N., Ries S.K. Superoxide dismutase. 1. Occurrence in higher plants // Plant
Physiol. — 1977. — 59, N 1. — P. 309—314.
12. Jiang M., Zhang J. Effect of abscisic acid on active oxygen species, antioxidative defence sys-
tem and oxidative damage in leaves of maize seedling // Plant Cell Physiol. — 2001. — 42,
N 11. — P. 1265—1273.
13. Nakano Y., Asada K. Hydrogen peroxidase is scavenged by ascorbatespecific peroxidase in
spinach chloroplasts // Plant Cell Physiol. — 1981. — 22, N 5. — P. 867—880.
14. Tenhanken R., Rubel C. Salicylic acid is needed in hypersensitive cell death in soybean but
does not act as a catalase inhibitor // Plant Physiol. — 1997. — 115, N 1. — P. 291—298.
15. Xue Q., Zhu Z., Music J.T. et al. Physiological mechanisms contributing to the increased water-use
efficiency in winter wheat under deficit irrigation // Ibid. — 2006. — 162, N 2. — P. 154—164.
Отримано 06.05.2010
ВЛИЯНИЕ САЛИЦИЛОВОЙ КИСЛОТЫ НА ВОДНЫЙ СТАТУС И АКТИВНОСТЬ
АНТИОКСИДАНТНЫХ ФЕРМЕНТОВ В ЛИСТЬЯХ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ ПРИ
ВОЗДЕЙСТВИИ ЗАСУХИ В РАННЮЮ ФАЗУ ОНТОГЕНЕЗА
Т.П. Маменко, Е.А. Ярошенко
Институт физиологии растений и генетики Национальной академии наук Украины, Киев
Исследовали влияние салициловой кислоты на изменение водного статуса и активность ан-
тиоксидантных ферментов в листьях озимой пшеницы при воздействии засухи в раннюю фа-
зу онтогенеза. Установлено, что обработка растений озимой пшеницы салициловой кисло-
той способствует уменьшению потерь воды, сохранению водоудерживающей и
водовосстановительной способности клеток в листьях озимой пшеницы в условиях засухи.
При этом происходят адаптационные изменения активности антиоксидантных ферментов
(супероксиддисмутазы, каталазы, гваяколпероксидазы, аскорбатпероксидазы) в листьях,
которые способствуют повышению устойчивости озимой пшеницы к дефициту воды.
INFLUENCE OF SALICYLIC ACID ON WATER STATUS AND ANTIOXIDANT
ENZYMES ACTIVITY IN THE WINTER WHEAT LEAVES UNDER DROUGHT ON THE
EARLY STAGE OF ONTOGENESIS
T.P. Mamenko, O.A. Yaroshenko
Institute of Plant Physiology and Genetics, National Academy of Sciences of Ukraine
31/17 Vasylkivska St., Kyiv, 03022, Ukraine
The influence of salicylic acid on changes of water status and antioxidant enzymes activities in
winter wheat leaves under drought on the early stage of ontogenesis was investigated. It was estab-
lished that the treatment of winter wheat by salicylic acid decreased loss of water content, pre-
served water-detention and water-restore ability of cells in winter wheat leaves under drought.
Moreover adaptative changes of antioxidant enzymes activities (superoxide dismutase, catalase,
guaiacol peroxidase, ascorbate peroxidase) have occurred in leaves, that increased resistance of
winter wheat to water deficit.
Key words: Triticum aestivum L., water deficit, water potencial, coefficient of water-detention,
coefficient of water-restore, superoxide dismutase, catalase, guaiacol peroxidase, ascorbate pero-
xidase, drought, salicylic acid.
157
ВЛИЯНИЕ САЛИЦИЛОВОЙ КИСЛОТЫ
Физиология и биохимия культ. растений. 2011. Т. 43. № 2
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-66362 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0522-9310 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-01T11:03:18Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Iнститут фізіології рослин і генетики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Маменко, Т.П. Ярошенко, О.А. 2014-07-11T07:19:34Z 2014-07-11T07:19:34Z 2011 Вплив саліцилової кислоти на водний статус та активність антиоксидантних ферментів у листках озимої пшениці за дії посухи в ранню фазу онтогенезу / Т.П. Маменко, О.А. Ярошенко // Физиология и биохимия культурных растений. — 2011. — Т. 43, № 2. — С. 149-157. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. 0522-9310 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/66362 577.175.1.58.02 Досліджували вплив саліцилової кислоти на зміну водного статусу та активність антиоксидантних ферментів у листках озимої пшениці за дії посухи в ранню фазу онтогенезу. Встановлено, що обробка рослин озимої пшениці саліциловою кислотою сприяє зменшенню втрат води, збереженню водозатримувальної і водовідновлювальної здатності клітин у листках озимої пшениці в умовах посухи. При цьому відбуваються адаптаційні зміни активності антиоксидантних ферментів (супероксиддисмутази, каталази, гваяколпероксидази, аскорбатпероксидази) в листках, які сприяють підвищенню стійкості озимої пшениці до дефіциту води. Исследовали влияние салициловой кислоты на изменение водного статуса и активность антиоксидантных ферментов в листьях озимой пшеницы при воздействии засухи в раннюю фазу онтогенеза. Установлено, что обработка растений озимой пшеницы салициловой кислотой способствует уменьшению потерь воды, сохранению водоудерживающей и водовосстановительной способности клеток в листьях озимой пшеницы в условиях засухи. При этом происходят адаптационные изменения активности антиоксидантных ферментов (супероксиддисмутазы, каталазы, гваяколпероксидазы, аскорбатпероксидазы) в листьях, которые способствуют повышению устойчивости озимой пшеницы к дефициту воды. The influence of salicylic acid on changes of water status and antioxidant enzymes activities in winter wheat leaves under drought on the early stage of ontogenesis was investigated. It was established that the treatment of winter wheat by salicylic acid decreased loss of water content, preserved water-detention and water-restore ability of cells in winter wheat leaves under drought. Moreover adaptative changes of antioxidant enzymes activities (superoxide dismutase, catalase, guaiacol peroxidase, ascorbate peroxidase) have occurred in leaves, that increased resistance of winter wheat to water deficit. uk Iнститут фізіології рослин і генетики НАН України Физиология и биохимия культурных растений Вплив саліцилової кислоти на водний статус та активність антиоксидантних ферментів у листках озимої пшениці за дії посухи в ранню фазу онтогенезу Влияние салициловой кислоты на водный статус и активность антиоксидантных ферментов в листьях озимой пшеницы при воздействии засухи в раннюю фазу онтогенеза Influence of salicylic acid on water status and antioxidant enzymes activity in the winter wheat leaves under drought on the early stage of ontogenesis Article published earlier |
| spellingShingle | Вплив саліцилової кислоти на водний статус та активність антиоксидантних ферментів у листках озимої пшениці за дії посухи в ранню фазу онтогенезу Маменко, Т.П. Ярошенко, О.А. |
| title | Вплив саліцилової кислоти на водний статус та активність антиоксидантних ферментів у листках озимої пшениці за дії посухи в ранню фазу онтогенезу |
| title_alt | Влияние салициловой кислоты на водный статус и активность антиоксидантных ферментов в листьях озимой пшеницы при воздействии засухи в раннюю фазу онтогенеза Influence of salicylic acid on water status and antioxidant enzymes activity in the winter wheat leaves under drought on the early stage of ontogenesis |
| title_full | Вплив саліцилової кислоти на водний статус та активність антиоксидантних ферментів у листках озимої пшениці за дії посухи в ранню фазу онтогенезу |
| title_fullStr | Вплив саліцилової кислоти на водний статус та активність антиоксидантних ферментів у листках озимої пшениці за дії посухи в ранню фазу онтогенезу |
| title_full_unstemmed | Вплив саліцилової кислоти на водний статус та активність антиоксидантних ферментів у листках озимої пшениці за дії посухи в ранню фазу онтогенезу |
| title_short | Вплив саліцилової кислоти на водний статус та активність антиоксидантних ферментів у листках озимої пшениці за дії посухи в ранню фазу онтогенезу |
| title_sort | вплив саліцилової кислоти на водний статус та активність антиоксидантних ферментів у листках озимої пшениці за дії посухи в ранню фазу онтогенезу |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/66362 |
| work_keys_str_mv | AT mamenkotp vplivsalícilovoíkislotinavodniistatustaaktivnístʹantioksidantnihfermentívulistkahozimoípšenicízadííposuhivrannûfazuontogenezu AT ârošenkooa vplivsalícilovoíkislotinavodniistatustaaktivnístʹantioksidantnihfermentívulistkahozimoípšenicízadííposuhivrannûfazuontogenezu AT mamenkotp vliâniesalicilovoikislotynavodnyistatusiaktivnostʹantioksidantnyhfermentovvlistʹâhozimoipšenicyprivozdeistviizasuhivrannûûfazuontogeneza AT ârošenkooa vliâniesalicilovoikislotynavodnyistatusiaktivnostʹantioksidantnyhfermentovvlistʹâhozimoipšenicyprivozdeistviizasuhivrannûûfazuontogeneza AT mamenkotp influenceofsalicylicacidonwaterstatusandantioxidantenzymesactivityinthewinterwheatleavesunderdroughtontheearlystageofontogenesis AT ârošenkooa influenceofsalicylicacidonwaterstatusandantioxidantenzymesactivityinthewinterwheatleavesunderdroughtontheearlystageofontogenesis |