Вплив селективного світла на ростову реакцію та антиоксидантну систему проростків Pisum sativum L.

  • О. О. Авксентьєва
  • Є. Д. Батуєва

Анотація

Мета. Вивчення впливу червоного (ЧС 660 нм), зеленого (ЗС 530 нм) і синього (СС 450 нм) світла на процеси росту і стан антиоксидантної системи в осьових органах проростків рослин гороху посівного. Методи. Етиольовані проростки гороху посівного сорту Меценат опромінювали селективним світлом із різним спектром ЧС (660 нм), ЗС (530 нм), СС (450 нм) для активації фоторецепторних систем рослин. У 10-добових проростках визначали ростову реакцію – лінійній ріст та накопичення біомаси, а також показники антиоксидантної системи – вміст перекису водню та активність оксидаз – каталази та неспецифічної пероксидази у різних осьових органах проростків у надземній частині та коренях. Результати. За опромінення ЧС та ЗС відбувається стимулювання накопичення біомаси проростків надземній частині та коренях. СС інгібує ростову реакцію проростків. Максимальний стимулюючий ефект проявляє ЗС. Стан антиоксидантної системи в етиольованих проростках характеризується органоспецифічністю. За дії селективного світла істотно зростає вміст основної форми АФК – перекису водню – у пагонах і коренях, стимулюється активність ферментів каталази та ПР у надземній частині проростка та інгібується у коренях. Максимальний ефект в надземній частині проявляє ЗС, у коренях – ЧС та СС. Висновки. Встановлені ефекти опромінення селективним світлом по-різному проявляються в надземній і підземній частинах проростків. Обговорюються можливі механізми зв’язку стану антиоксидантної системи з окремими аспектами сигналінгу в фотоморфогенезі рослин.

Ключові слова: Pisum sativum L., селективне світло, ЧС (660 нм), ЗС (530 нм), СС (450 нм), ростова реакція, осьові органи, Н2О2, каталаза, пероксидаза.

Посилання

Kami C., Lorrain S., Hornitsshek P., Fankhauser C. Light-regulation plant growth and development. Curr. Top. Dev. Biol. 2010. Vol. 91. Р. 29–66. doi: 10.1016/S0070-2153(10)91002-8.

Golovatskaya I.F. Plant morphogenesis and its regulation. Part 1. Photoregulation of plant morphogenesis. Tomsk: Izdatelskiy Dom Tomskogo gos. universiteta, 2016. 171 p. [in Russian]

Franklin K.A., Whitelam G.C. The signal transducing photoreceptors of plants. Int. J. Dev. Biol. 2005. Vol. 49. Р. 653–664. doi: 10.1387/ijdb.051989kf.

Voitsekhovskaja O.V. Phytochromes and Other (Photo) Receptors of Information in Plants. Russian Journal of Plant Physiology. 2019. Vol. 66(3). P. 163–177. doi: 10.1134/S0015330319030151. [in Russian]

Quail P.H. Phytochromes. Current Biology. 2010. Vol. 20(12). P. R504–R507. doi: 10.1016/j.cub.2010.04.014.

Christie J.M., Blackwood L., Petersen J., Sullivan S. Plant flavoprotein photoreceptors. Plant Cell Physiol. 2015. Vol. 56. P. 401–413. doi: 10.1093/pcp/pcu196.

Folta K.M., Maruhnich S.A. Green light: a signal to slow down or stop. J. Exp. Bot. 2007. Vol. 58. (12). P. 3099–3111. doi: 10.1093/jxb/erm130.

Golovatskaya I.F., Karnachuk R.A. Role of green light in physiological activity of plants. Russian Journal of Plant Physiology. 2015. Vol. 62 (6). P. 727–740. doi: 10.7868/S0015330315060081.

Kulchin Yu.N., Bulgakov V.P, Goltsova D.O., Subbotin E.P. Plant optogenetics – photoregulation of genetic and epigenetic mechanisms of ontogenesis control. Vestnik of the Far East Branch of the Russian Academy of Sciences. 2020. No. 1. P. 1-7. doi: 10.25808/08697698.2020.209.1.001. [in Russian]

Tarchevsky I.A. Plant Cell Signaling Systems. Moskva: Nauka, 2002. 294 p. [in Russian]

Zagoskina N.V., Nazarenko L.V. Active Oxygen Species and Antioxidant System of Plants. Vestnik Moscow City University. Series Natural Sciences. 2016. Vol. 2 (22). P. 9–23. [in Russian]

Mhamdi A., Queval G., Chaouch S., Vanderauwera S., Breusegem F., Noctor G. Catalase function in plants: a focus on Arabidopsis mutants as stress-mimic models. Journal of Experimental Botany. 2010. Vol. 61 (15). P. 4197–4220. doi: 10.1093/jxb/erq282

Pandey V., Awasthi M., Singh S., Tiwari S., Dwivedi U. A Comprehensive Review on Function and Application of Plant Peroxidases. Biochemistry & Analytical Biochemistry. 2017. Vol. 6 (1). doi: 10.4172/2161-1009.1000308.

Avksentieva O.O., Zhmurko V.V., Shchoholiev A.S., Yukhno Yu.Iu. Plant physiology and biochemistry: a textbook. Kharkiv: KhNU imeni V.N. Karazina, 2018. 156 p. [in Ukrainian]

Wang H., Haiyang H. Phytochrome signaling: time to tighten up the loose ends. Molecular Plant. 2015. Vol. 8. P. 540–551. doi: 10.1016/j.molp.2014.11.021.