Сейчас читают
Сорта пшеницы показали разные защитные механизмы против цинкового стресса

Сорта пшеницы показали разные защитные механизмы против цинкового стресса

Это обнаружили польские ученые, когда тестировали влияние внекорневой подкормки салициловой кислотой на два сорта пшеницы в условиях цинкового стресса 

В научной работе, опубликованной на портале www.mdpi.com, Ева Станиславская-Глубяк и Иоланта Корзеневская (Институт почвоведения и растениеводства — Национальный исследовательский институт в Пулавах, отделение сорняков и систем обработки почвы во Вроцлаве), поделились своими наблюдениями за противостоянием пшеницы и цинкового загрязнения почвы.

«Цинк — металлический элемент, дефицит и избыток которого равно вредны для животных и растений. Хотя в некоторых регионах мира дефицит цинка в питании людей является серьезной проблемой для здоровья, в других есть проблема с цинковым загрязнением окружающей среды.

Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами – следствие развития промышленности и урбанизации. К основным источникам цинкового загрязнения почвы относятся горнодобывающая промышленность, металлургия, сжигание ископаемого топлива и отходов.

Кроме того, к зацинкованности почвы приводит чрезмерное использование минеральных удобрений и пестицидов.

Больше всего цинка добывается в Китае, где загрязнение почв этим металлом распространено. Высокий почвенный цинк встречается на угодьях в европейских странах, таких как Испания, Франция, Италия, Словения и Греция. Избыток цинка в почве также можно найти в некоторых районах Польши, но только 1,4% почв в стране загрязнены этим элементом.

Хотя Zn является важным микроэлементом для растений, его избыток вреден. Этот элемент легко усваивается растениями из загрязненных почв, а его чрезмерная концентрация нарушает несколько метаболических и физиологических процессов и следовательно, ограничивает урожай.

Zn-стресс вызывает несколько неблагоприятных изменений в пшенице, например:

  • задержка роста,
  • повреждение корней,
  • снижение содержания хлорофилла в листьях,
  • расстройство фотосинтеза и вариации активности ферментов.

Когда растения подвергаются воздействию высокой концентрации Zn, они применяют в ответ разные стратегии защиты: могут выделять через корни различные органические вещества, которые связывают ионы металлов в почве и блокируют их перенос в растение, изменяют pH ризосферы, чтобы металлы принимали формы, которые недоступны для растений, подавляют чрезмерный приток Zn за счет ограничения соответствующих переносчиков на уровне транскрипции или с использованием стратегии оттока, когда происходит выброс металлов из клеток. Одним из основных переносчиков оттока цинка является HMA4.

Еще один способ справиться с чрезмерным поступлением Zn в клетки растений — хелатирование его различными лигандами, чтобы уменьшить нежелательное взаимодействие с клеточными соединениями.

Наиболее важными хелаторами цинка являются никотианамин, глутатион и фитохелатины.

Известен такой способ деактивировации Zn внутри растительной клетки как изоляция в безопасных местах, в основном в вакуолях.

Чрезмерное потребление Zn приводит к окислительному стрессу, что выражается в продукции токсичных активных форм кислорода (АФК) в тканях растений, которые удаляются, в свою очередь, антиоксидантными ферментами.

Многочисленные исследования последних лет показали, что салициловая кислота (СК), эндогенный регулятор роста растений, также действует как сигнальное вещество при специфической реакции растений на биотические и абиотические стрессы.

Конкретно для пшеницы салициловая кислота может повышать толерантность к засухе, засолению, патогенам, тепловому стрессу и тяжелым металлам.

Целью этого исследования было изучить влияние внекорневой подкормки салициловой кислоты (СК) на снижение цинкового стресса у молодых растений пшеницы.

В качестве опытных растений использовали два сорта яровой пшеницы Zura и Lagwa, потому что в последнее время они имели самую высокую урожайность в Польше и часто выращивались фермерами.

Два горшечных эксперимента были проведены на почве, искусственно загрязненной цинком на трех уровнях: 0, 300 и 700 мг/кг. Листовое опрыскивание салициловой кислотой в концентрациях 0, 0,5 и 1 мМ применяли дважды с интервалом в две недели.

Биомассу пшеницы собирали через два месяца после появления всходов.

Оба сорта показали одинаковое снижение биомассы из-за фитотоксичности цинка, но различались по накоплению и распределению этого металла в растении.

Положительный эффект от внекорневой подкормки СК был получен только для одного из двух испытанных сортов Zura, где наблюдалось снижение транслокации Zn от корней в надземную часть. Как следствие, снижение биомассы, вызванное токсичностью Zn, было ограничено. Уменьшение биомассы Zura составило 32%, а биомассы Lagwa — 38%.

Различная реакция сортов на обработку салициловой кислотой, вероятно, связана с их разными защитными механизмами против цинкового стресса, что требует дальнейшего изучения».

Интересна тема? Подпишитесь на персональные новости в Я.ДЗЕН | Pulse.Mail.ru | Я.Новости | Google.Новости.

Источник

оставьте ответ

Ваш электронный адрес не будет опубликован.