Adaptive effect of cytokinin on soybean plants under the action of chronic ultraviolet B radiation

  • V. V. Zhuk Institute of Cell Biology and Genetic Engineering of National Academy of Sciences of Ukraine
  • O. M. Mikheev Institute of Cell Biology and Genetic Engineering of National Academy of Sciences of Ukraine
  • L. G. Ovsyannikova Institute of Cell Biology and Genetic Engineering of National Academy of Sciences of Ukraine
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v28.1378

Abstract

Мета. Завданням роботи було дослідження адаптивного впливу цитокініну 6-бензиламінопурину (БАП) на рослини сої (Glycine max (L.) Merr.) в умовах хронічного ультрафіолетового В (УФ-В) опромінення. Методи. Рослини сої сорту «Муза» обприскували розчином БАП у концентрації 10-6 М у фазі двох трійчастих листків та піддавали дії хронічного опромінення УФ-В у дозі 6 кДж/м2 на день протягом 8 діб. Протягом досліду вимірювали довжину пагонів, у листках визначали вміст фотосинтетичних пігментів та перекису водню (ПВ). Після дозрівання рослин підраховували кількість стручків на рослину. Результати. Встановлено, що дія хронічного опромінювання УФ-В на рослини сої пригнічувала ріст пагонів, зменшувала вміст хлорофілів і каротиноїдів, підвищувала концентрацію ПВ у листках, знижувала кількість стручків. Обробка сої розчином БАП перед опроміненням збільшувала кількість стручків, затримувала деградацію фотосинтетичних пігментів і стимулювала їх накопичення після завершення дії УФ-В, регулювала вміст ПВ. Висновки. Встановлено, що обробка рослин сої розчином БАП до початку дії УФ-В знижувала деструктивну дію опромінення на пігментний комплекс, ріст і продуктивність та стимулювала їх адаптацію до стресу.

Ключові слова: УФ-В, 6-бензиламіно­пурин, соя, фотосинтетичні пігменти, адаптація.

References

Hayes S., Sharma A., Fraser D.P., Fankhauser Ch., Jenkins G.I., Franklin K.A. UV-B Perceived by the UVR8 photorecep-tor inhibits plant thermomorphogenesis. Curr. Biol. 2017. Vol. 27. P. 120–127. doi: 10.1016/j.cub.2016.11.004.

Kakani V.G., Reddy K.R., Zhao D., Sailaja K. Field crop responses to ultraviolet-B radiation: a review. Agricultural and forest meteorology. 2003. Vol. 120. P. 191–218. doi: 10.1016/j.agrformet.2003.08.015.

Zhang R., Huang G., Wang L., Zhou Q., Huang X. Effect of elevated ultraviolet-B radiation on root growth and chemical signaling molecules in plants. Ecotoxicol Environ Saf. 2019. Vol. 171. P. 683–690. doi: 10.1016/j.ecoenv.2019.01.035.

Keshishian E.A., Rashotte A.M. Plant cytokinin signaling. Essays Biochem. 2015. Vol. 58. P. 13–27. doi: 10.1042/BSE0580013.

Kataria S., Guruprasad K.N. Interaction of cytokinins with UV-B (280-315nm) on the expansion growth of cucumber cotyledons. Horticult Int J. 2018 Vol. 2. P. 46–54. doi: 10.15406/hij.2018.02.00025.

Swanson S., Gilroy S. ROS in plant development. Physiol. Plant. 2010. Vol. 138. P. 384–392. doi: 10.1111/j.1399-3054.2009.01313.x.

Neil S., Desican R., Hancock J. Hydrogen peroxide signaling. Curr. Opin. Plant Biol. 2002. Vol. 5. P. 388–395. doi: 10.1016/s1369-5266(02)00282-0.

Zhuk V.V., Mikheyev A.N., Ovsyannikova L.G. The pea development after UV-B irradiation. Modern Phytomorphology. 2017. Vol. 11. P. 111–116. doi: 10.5281/zenodo.1050465. [in Ukrainian]

Zhuk V.V., Mikhteyev A.N., Ovsyannikova L.G. Adaptation of corn plants to chronic ultraviolet irradiation. Factors in experimental evolution of organisms. 2018. Vol. 22. P. 246–251. doi: 10.7124/FEEO.v22.956. [in Ukrainian]

Zhuk V.V., Mikheev A.N., Ovsyannikova L.G. Interaction of chronic ultravioletradiation and cytokinin in adaptive reac-tion of pea plants. Factors in experimental evolution of organisms. 2020. Vol. 26. P. 196–201. doi: 10.7124/FEEO.v.26.1265. [in Ukrainian]

Lichtethaler H.K. Chlorophylls and carotenoids: Pigments of photosynthetic biomembranes. Methods Enzymol. 1987. Vol. 148. P. 350–382. doi: 10.1016/0076-6879(87)48036-1.

Chen L.M., Kao C.H. Effect of excess copper on rice leaves: evidence for involvement of lipid peroxidation. Bot. Bull. Acad. Sin. 1999. Vol. 40. P. 283–287.