Сорти пшениці показали різні захисні механізми проти цинкового стресу
Сорти пшениці показали різні захисні механізми проти цинкового стресу. Це виявили польські вчені, коли тестували вплив позакореневого підживлення саліциловою кислотою на два сорти пшениці в умовах цинкового стресу.
У науковій роботі, Єва Станіславська-Глубяк та Іоланта Корзеневська (Інститут ґрунтознавства та рослинництва- Національний дослідницький інститут в Пулавах, відділення бур'янів та систем обробітку ґрунту у Вроцлаві), поділилися своїми спостереженнями за протистоянням пшениці та цинкового забруднення ґрунту.
"Цинк-металевий елемент, дефіцит і надлишок якого однаково шкідливі для тварин і рослин. Хоча в деяких регіонах світу дефіцит цинку в харчуванні людей є серйозною проблемою для здоров'я, в інших є проблема з цинковим забрудненням навколишнього середовища.
Забруднення навколишнього середовища важкими металами-наслідок розвитку промисловості та урбанізації. До основних джерел цинкового забруднення ґрунту відносяться гірничодобувна промисловість, металургія, спалювання викопного палива і відходів.
Крім того, до зацинкованості ґрунту призводить надмірне використання мінеральних добрив і пестицидів.
Найбільше цинку видобувається в Китаї, де забруднення ґрунтів цим металом поширене. Високий ґрунтовий цинк зустрічається на угіддях в європейських країнах, таких як Іспанія, Франція, Італія, Словенія та Греція. Надлишок цинку в ґрунті також можна знайти в деяких районах Польщі, але тільки 1,4% ґрунтів в країні забруднені цим елементом.
Хоча Zn є важливим мікроелементом для рослин, його надлишок шкідливий. Цей елемент легко засвоюється рослинами із забруднених ґрунтів, а його надмірна концентрація порушує кілька метаболічних і фізіологічних процесів і отже, обмежує урожай.
Zn-стрес викликає кілька несприятливих змін у пшениці, наприклад:
- затримка росту,
- пошкодження коренів,
- зниження вмісту хлорофілу в листі,
- розлад фотосинтезу і варіації активності ферментів.
Коли рослини піддаються впливу високої концентрації Zn, вони застосовують у відповідь різні стратегії захисту: можуть виділяти через корені різні органічні речовини, які зв'язують іони металів у ґрунті і блокують їх перенесення в рослину, змінюють pH ризосфери, щоб метали брали форми, які недоступні для рослин, пригнічують надмірний приплив Zn за рахунок обмеження відповідних переносників на рівні транскрипції або з використанням стратегії відтоку, коли відбувається викид металів з клітин. Одним з основних переносників відтоку цинку є HMA4.
Ще один спосіб впоратися з надмірним надходженням Zn в клітини рослин-хелатування його різними лігандами, щоб зменшити небажану взаємодію з клітинними сполуками.
Найбільш важливими хелаторами цинку є нікотіанамін, глутатіон і фітохелатіни.
Відомий такий спосіб деактивування Zn всередині рослинної клітини як ізоляція в безпечних місцях, в основному в вакуолях.
Надмірне споживання Zn призводить до окислювального стресу, що виражається в продукції токсичних активних форм кисню (АФК) в тканинах рослин, які видаляються, в свою чергу, антиоксидантними ферментами.
Численні дослідження останніх років показали, що саліцилова кислота (СК), ендогенний регулятор росту рослин, також діє як сигнальна речовина при специфічній реакції рослин на біотичні та абіотичні стреси.
Конкретно для пшениці саліцилова кислота може підвищувати толерантність до посухи, засолення, патогенів, теплового стресу і важких металів.
Метою цього дослідження було вивчити вплив позакореневого підживлення саліцилової кислоти (СК) на зниження цинкового стресу у молодих рослин пшениці.
В якості досвідчених рослин використовували два сорти ярої пшениці Zura і Lagwa, тому що останнім часом вони мали найвищу врожайність в Польщі і часто вирощувалися фермерами.
Два горшкових експерименти були проведені на ґрунті, штучно забруднененим цинком на трьох рівнях: 0, 300 і 700 мг/кг. Листове обприскування саліциловою кислотою в концентраціях 0, 0,5 і 1 мм застосовували двічі з інтервалом в два тижні.
Біомасу пшениці збирали через два місяці після появи сходів.
Обидва сорти показали однакове зниження біомаси через фітотоксичності цинку, але розрізнялися по накопиченню і розподілу цього металу в рослині.
Позитивний ефект від позакореневого підживлення СК був отриманий тільки для одного з двох випробуваних сортів Zura, де спостерігалося зниження транслокації Zn від коренів в надземну частину. Як наслідок, зниження біомаси, викликане токсичністю Zn, було обмежено. Зменшення біомаси Zura склало 32%, а біомаси Lagwa - 38%.
Різна реакція сортів на обробку саліциловою кислотою, ймовірно, пов'язана з їх різними захисними механізмами проти цинкового стресу, що вимагає подальшого вивчення.
P.S. На нашому сайті Ви можете переглянути перелік сортів, які зареєстровані в Україні, зокрема і сортів озимої пшениці. Також Ви можете переглянути оголошення щодо їх продажу або розмістити своє.
Також читайте: