Дія біотичного еліситору та донору NO у комплексному захисті рослин пшениці від гіпоксії та поранення

  • І. В. Жук Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, Україна, 03143, м. Київ вул. Акад. Заболотного, 148 https://orcid.org/0000-0002-2496-2576
  • Ю. В. Шиліна Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, Україна, 03143, м. Київ вул. Акад. Заболотного, 148
  • О. П. Дмитрієв Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, Україна, 03143, м. Київ вул. Акад. Заболотного, 148
Ключові слова: Triticum aestivum L., ферулова кислота, пероксид водню, гіпоксія, раневий стрес, NO

Анотація

Мета. Метою роботи було дослідження індукції неспецифічної стійкості Triticum aestivum L. з використанням біотичного еліситору ферулової кислоти та донора сигнальної молекули оксиду азоту до гіпоксії та раневого стресу. Методи. Рослини пшениці озимої сорту Кесарія Поліська вирощували в лабораторних умовах й обробляли розчином ферулової кислоти та нітропрусидом натрію (НПН), після чого наносили поранення чи створювали умови затоплення. Вимірювали вміст ендогенного пероксиду водню в листках протягом досліду. Результати. З’ясовано, що за механічного пошкодження листків вплив донора оксиду азоту зумовлював наближення значення вмісту ендогенного пероксиду водню до рівня неушкодженого контролю. Після двох діб, коли в затоплених рослинах без впливу біотичного еліситору відбувалося зниження вмісту ендогенного пероксиду водню до трьох разів (порівняно з контролем), оброблені феруловою кислотою та затоплені рослини зменшували пул ендогенного пероксиду водню лише на 15 %. Встановлено, що за гіпоксії, спричиненої затопленням, рівень пероксиду водню за впливу донора оксиду азоту нітропрусиду натрію у першу годину був на рівні рослин, оброблених донором оксиду азоту, але без стресу. В подальшому обробка нітропрусидом натрію знижувала до третьої доби рівень пероксиду водню. Висновки. Ферулова кислота як біотичний еліситор, та донор оксиду азоту нітропрусид натрію є перспективними компонентами комплексного захисту за гіпоксії та поранень рослин пшениці.

Посилання

Zhuk І. V., Lisova G. M., Dmitriev A. P. Effects of oxalic acid and sodium nitroprusside on productivity and resistance of winter wheat to Septoria tritici leaf blotch and leaf rust infections.The Bulletin of Kharkiv national agrarian university. Series Biology. 2017. Vol. 2 (41). P. 68–76. [in Ukranian]

Zhuk І. V., Dmitriev A. P. Lisova G. M., Kucherova L.O. Participation of ferulic acid in elicitation of winter wheat plants resistance against Septoria tritici infection Factors in experimental evolution of organisms. 2017. Vol. 20. P. 190–193. doi: 10.7124/FEEO.v20.761. [in Ukranian]

Zhuk І. V., Dmitriev A. P. Lisova G. M., Kucherova L.O. The role of ferulic acid as a as biotic elicitor in elicitation of systemic resistance in Triticum aestivum against Alternaria spp. Studia biologica. 2017. Vol. 11 (3–4). P. 84–85. doi: 10.30970/sbi.1103. [in Ukranian]

Zhuk І. V., Dmitriev A. P. Lisova G. M., Kucherova L.O. The combination of NO donor and ferulic acid effect on the elicitation of Triticum aestivum tolerance against Septoria tritici Factors in Experimental Evolution of Organisms, 2018. Vol. 22. P. 240–245. doi: 10.7124/FEEO.v22.955. [in Ukranian]

Zhuk І. V., Dmitriev A. P. Lisova G. M., Kucherova L.O The influence of kojic acid and donor NO on Triticum aestivum L. under biotic stress. Factors in experimental evolution of organisms. 2019. Vol. 24. P. 219–224. doi: 10.7124/FEEO.v25.1166. [in Ukranian]

Zhuk І. V., Dmitriev A. P., Shylina Ju.V., Lisova G. M., Kucherova L.O. The estimation of organic acids effectiveness as biotic elicitors via changes of endogenous peroxide content Factors in experimental evolution of organisms. 2020. Vol. 26. P. 202–206. doi: 10.7124/FEEO.v26.1266. [in Ukranian]

Zhuk І. V., Shylina Ju.V., Dmitriev A. P. The activation of wheat resistance against powdery mildew by combination of biotic elicitor and NO donor. Factors in experimental evolution of organisms. 2021. Vol. 28. P. 78–82 doi: 10.7124/FEEO.v28.1379. [in Ukranian]

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

Hasanuzzaman M., Bhuyan M.H.M.B., Zulfiqar F., Raza A., Mohsin S.M., Mahmud J.A., Fujita M., Fotopoulos V. Reactive oxygen species and antioxidant defense in plants under abiotic stress: revisiting the crucial role of a universal defense regulator. Antioxidants (Basel). 2020. Vol. 29, 9 (8). P. 681. doi: 10.3390/antiox9080681.

Gupta K.J., Mur L.A.J., Wany A., Kumari A., Fernie A.R., Ratcliffe R.G. The role of nitrite and nitric oxide under low oxygen conditions in plants. New Phytol. 2020. Vol. 225 (3). P. 1143–1151. doi: 10.1111/nph.15969.

Loreti E., Striker G.G. Plant Responses to Hypoxia: Signaling and Adaptation. Plants (Basel). 2020. Vol. 9 (12). P. 1704. doi: 10.3390/plants9121704.

Loreti E., Perata P. The Many Facets of Hypoxia in Plants. Plants (Basel). 2020. Vol. 9 (6). P. 745. doi: 10.3390/plants9060745.

León, José et al. The hypoxia-reoxygenation stress in plants. Journal of experimental botany. 2021. Vol. 72 (16). P. 5841–5856. doi: 10.1093/jxb/eraa591.

Snoeck S., Guayazán-Palacios N., Steinbrenner A. D. Molecular tug-of-war: Plant immune recognition of herbivory. The Plant Cell. 2022. doi: 10.1093/plcell/koac009.

Pok B., Ngou M., Ding P., Jones J. D. G. Thirty years of resistance: Zig-zag through the plant immune system. The Plant Cell. 2022. doi: 10.1093/plcell/koac041.