Вісн. Харків. нац. аграрн. ун-ту. Сер. Біологія, 2019, вип. 3 (48), с. 75-86


https://doi.org/10.35550/vbio2019.03.075




ІНДУКУВАННЯ НЕСПЕЦИФІЧНОЇ СТІЙКОСТІ СІЯНЦІВ СОСНИ ЗВИЧАЙНОЇ ДІЄЮ 24-ЕПІБРАСИНОЛІДУ


М. А. Шкляревський, Д. А. Тарабан, Ю. П. Павлов, Ю. В. Карпець

Харківський національний аграрний університет ім. В.В. Докучаєва
(Харків, Україна)


Молоді сіянці сосни звичайної (Pinus sylvestris L.) у розсадниках часто зазнають ураження комплексом патогенних грибів, що спричиняють інфекційне вилягання. Водночас сосна на ранніх стадіях розвитку достатньо чутлива до дії посухи та інших абіотичних стресорів. Зважаючи на це, актуальним є пошук прийомів підвищення неспецифічної стійкості хвойних. Брасиностероїди знаходять широке застосування у рослинництві для підвищення росту та стійкості рослин до абіотичних і біотичних чинників. Проте їх вплив на стресостійкість деревних рослин і, особливо, хвойних майже не досліджений. Вивчали вплив фоліарної обробки сіянців сосни 24-епібрасинолідом (24-ЕБЛ) на їх ріст і стійкість до інфекційного вилягання та посухи. За нормального поливу чотириразове обприскування рослин 24-ЕБЛ в концентраціях 50 і 200 нМ посилювало їх ріст у висоту. Також під впливом брасиностероїду відзначалося підвищення вмісту хлорофілів і каротиноїдів у надземній частині рослин. Обробка рослин 24-ЕБЛ значно зменшувала їх ураженість інфекційним виляганням. За дії ґрунтової посухи (зниження вологості субстрату до 25-30% від повної вологоємності) обробка рослин 24-ЕБЛ зменшувала пригнічення накопичення біомаси, сприяла збереженню оводненості, близької до контрольного варіанта, та помітно знижувала водний дефіцит. Фоліарна обробка сіянців сосни 24-ЕБЛ може розглядатися як ефективний прийом підвищення стійкості хвойних рослин до стресорів різної природи.


Ключові слова: Pinus sylvestris, брасиностероїди, 24-епібрасинолід, ріст, інфекційне вилягання, посухостійкість

 


ЛІТЕРАТУРА


1. Avalbaev А.M., Yuldashev R.A., Shakirova F.M. 2006. Physiological effects of phytohormones brassinosteroids on plants. Uspekhi Sovrem. Biologii. 126 (2) : 192-200.
 
2. Grodnitskaya I.D., Kuznetsova G.V. 2012. Diseases of Pinus sylvestris L. and Pinus sibirica Du Tour in geographical cultures and forest nurseries of the Krasnoyarsk Territory and Khakassia. Khvoynyye Boreal’noy Zony. 27 (3-4) : 55-60.
 
3. Karpets Y.V., Kolupaev Y.E. 2018. Participation of nitric oxide in 24-epibrassinolide-induced heat resistance of wheat coleoptiles: functional interactions of nitric oxide with reactive oxygen species and Ca ions. Russ. J. Plant Physiol. 65 (2) : 177-185.
https://doi.org/10.1134/S1021443718010053
 
4. Karpets Yu.V., Shklyarevskiy M.A., Lugova G.A. 2018a. Induction of nonspecific resistance of scotch pine seedlings under influence of no donor sodium nitroprusside. 1. Increase of resistance against root rot disease . Visn. Hark. nac. agrar. univ., Ser. Biol. 1 (43) : 57-65.
https://doi.org/10.35550/vbio2018.01.057
 
5. Karpets Yu.V., Shklyarevskiy M.A., Lugova G.A. 2018b. Induction of nonspecific resistance of scotch pine seedlings under influence of no donor sodium nitroprusside. 2. Increase in resistance against soil drought. Visn. Hark. nac. agrar. univ., Ser. Biol. 1 (43) : 66-75.
https://doi.org/10.35550/vbio2018.01.066
 
6. Karpets Yu.V., Vayner A.A., Oboznyi O.I., Yastreb T.O. 2014. Induction of resistance of seedlings of scotch pine to infectious damping-off (fusarial wilt) by influence of exogenous salicylic acid. Visn. Hark. nac. agrar. univ., Ser. Biol. 2 (32) : 63-69.
 
7. Kolupaev Yu.E., Vayner A.A. 2014. Mechanisms of the stress-protective effect of brassinosteroids on plants. Agrochimiya. 7 : 69-84.
 
8. Kolupaev Yu.E., Karpets Yu.V., Yastreb T.O., Lugova G.A. 2016. Signal mediators in realization of physiological effects of stress phytohormones. Visn. Hark. nac. agrar. univ., Ser. Biol. 1 (37) : 42-62.
 
9. Kuzmichev E.P., Sokolova E.S., Mozolevskaya E.G. 2004. Woody Plant Diseases: A Guide. Moscow : 120 p.
 
10. Manaenkov A.S. 2009. Features of the water regime of the root layer and drought tolerance of pine crops. Lesovedenie. 2 : 52-61.
 
11. Pustovoitova T.N., Zhdanova N.E., Zholkevich V.N. 2001. Increasing drought tolerance of plants under the influence of epibrassinolide. Proc. Acad. Sci. 376 (5) : 697-700.
 
12. Sokolova E.S., Galasyeva T.V. 2005. Mushroom diseases of conifers in nurseries and young growth. Moscow : 43 p.
 
13. Shakirova F.M. 2001. Nonspecific resistance of plants to stress factors and its regulation. Ufa : 160 p.
 
14. Shlyk A.A. 1971. Determination of chlorophylls and carotenoids in green leaf extracts. In: Biochemical methods in plant physiology. Ed. Pavlinova O.A. Moscow : 154-170.
 
15. Yuldashev R.A. 2009. Regulation of metabolism of cytokinins by 24-epibrassinolide in wheat plants: Thesis diss. ... cand. biol. sci. Ufa: 23 p.
 
16. Bajguz A., Hayat S. 2009. Effects of brassinosteroids on the plant responses to environmental stresses. Plant Physiol. Biochem. 47 : 1-8.
https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2008.10.002
 
17. Bartoli C.G., Gomez F., Martinez D.E., Guiamet J.J. 2004. Mitochondria are the main target for oxidative damage in leaves of wheat (Triticum aestivum L.). J. Exp. Bot. 55 : 1663-1669.
https://doi.org/10.1093/jxb/erh199
 
18. Cheon, J., Park, S.Y., Schulz, B., and Choe, S. 2010. Arabidopsis brassinosteroid biosynthetic mutant dwarf7-1 exhibits slower rates of cell division and shoot induction. BMC Plant Biol. 10 : 270.
https://doi.org/10.1186/1471-2229-10-270
 
19. Clouse S.D. Brassinosteroids. In: The Arabidopsis Book. 2011 : e0151. 
https://doi.org/10.1199/tab.0151
 
20. Cuttriss A.J., Pogson B.J. 2004. Carotenoids. Plant Pigments and Their Manipulation, editor Davies K.M. Boca Raton : 57-91.
https://doi.org/10.1002/9781119312994.apr0133
 
21. Du J., Gerttula S., Li Z., Zhao S.T., Liu Y.L., Liu Y., Lu M.Z., Groover A.T. 2019. Brassinosteroid regulation of wood formation in poplar. New Phytol. 
https://doi.org/10.1111/nph.15936
 
22. Foyer C.H., Shigeoka S. 2011. Understanding oxidative stress and antioxidant functions to enhance photosynthesis. Plant Physiol. 155 : 93-100. 
https://doi.org/10.1104/pp.110.166181
 
23. Cukor, J., Rasáková, N. M., Linda, R., Linhart, L., Gutsch, M. R. and Kunes, 2018. Effects of BrassinosteroidApplication on Seed Germination of Scots Pine under Standard and Heat Stress Conditions. Baltic Forestry 24 (1): 60-67.
 
24. Howell W.M., Keller G.E., Kirkpatrick J.D., Jenkins R.L., Hunsinger R.N., McLaughlin E.W. 2007. Effects of the plant steroidal hormone, 24-epibrassinolide, on the mitotic index and growth of onion (Allium cepa) root tips. Genet. Mol. Res. 6 : 50-58.
 
25. Li Y.H., Liu Y.J., Xu X.L., Jin M., An L.Z., Zhang H. 2012. Effect of 24-epibrassinolide on drought stress-induced changes in Chorispora bungeana. Biol. Plant. 56 : 192-196.
https://doi.org/10.1007/s10535-012-0041-2
 
26. Nakashita H., Yasuda M., Nitta T., Asami T., Fujioka S., Arai Yu., Sekimata. K., Takatsuto S., Yamaguchi I., Yoshida S. 2003. Brassinosteroid functions in a broad range of disease resistance in tobacco and rice. Plant J. 33 : 887-898.
https://doi.org/10.1046/j.1365-313X.2003.01675.x
 
27. Nogues S., Baker N.R. 2000. Effects of drouht on photosynthesis in Mediterranean plants grown under UV-B radiation. J. Exp. Bot. 51 : 1309-1317.
https://doi.org/10.1093/jexbot/51.348.1309
 
28. Sadeghi F., Shekafandeh A. 2014. Effect of 24-epibrassinolide on salinity-induced changes in loquat (Eriobotrya japonica Lindl). Journal of Applied Botany and Food Quality 87 : 182-189. https://doi.org/10.5073/JABFQ.2014.087.026
 
29. Santos C.V. 2004. Regulation of chlorophyll biosynthesis and degradation by salt stress in sunflower leaves. Sci. Horticult. 103 : 93-99.
https://doi.org/10.1016/j.scienta.2004.04.009
 
30. Xia X.J., Wang Y.J., Zhou Y.H., Tao Y., Mao W.H., Shi K., Asami T., Chen Z., Yu J.Q. 2009. Reactive oxygen species are involved in brassinosteroid-induced stress tolerance in cucumber. Plant Physiol. 150 : 801-814.
https://doi.org/10.1104/pp.109.138230
 
31. Xia X.J., Zhou Y.H., Ding J., Shi K., Asami T., Chen Z., Yu J.Q. 2011. Induction of systemic stress tolerance by brassinosteroid in Cucumis sativus. New Phytol. 191 : 706-720.
https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.2011.03745.x
 
32. Yuan G.F., Jia C.G., Li Z., Sun B., Zhang L.P., Liu N., Wang Q.M. 2010. Effect of brassinosteroids on drought resistance and abscisic acid concentration in tomato under water stress. Sci. Horticult. 126 : 103-108.
https://doi.org/10.1016/j.scienta.2010.06.014