УФ-В індуковане накопичення калози у рослин озимої пшениці

  • В. І. Ємельянов Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, Україна, 03680, м. Київ, вул. Заболотного, 148; Інститут фізіології рослин і генетики НАН України, Україна, 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 31/17; Інститут високих технологій, Київський нацiональний унiверситет iмені Тараса Шевченка, Україна, 03022, м. Київ, проспект Академіка Глушкова, 4 https://orcid.org/0009-0003-5216-3207
  • О. П. Бобошко Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, Україна, 03680, м. Київ, вул. Заболотного, 148 https://orcid.org/0009-0000-0256-6524
  • О. М. Міхєєв Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, Україна, 03680, м. Київ, вул. Заболотного, 148 https://orcid.org/0000-0003-1351-7108
  • Р. В. Ковбасенко Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, Україна, 03680, м. Київ, вул. Заболотного, 148 https://orcid.org/0000-0002-0774-362X
  • Ю. В. Симоненко Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, Україна, 03680, м. Київ, вул. Заболотного, 148; Інститут високих технологій, Київський нацiональний унiверситет iмені Тараса Шевченка, Україна, 03022, м. Київ, проспект Академіка Глушкова, 4 https://orcid.org/0000-0002-5597-3315
  • В. В. Швартау Інститут фізіології рослин і генетики НАН України, Україна, 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 31/17 https://orcid.org/0000-0001-7402-5559
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v36.1719
Ключові слова: Triticum aestivum L., пшениця, калоза, УФ-В опромінення

Анотація

Мета. Озима пшениця (Triticum aestivum L.) – важлива сільськогосподарська культура. Її стійкість до стресових факторів та змін середовища суттєво впливають на урожайність, а вивчення механізмів стійкості є актуальним. Мета роботи – визначення кількості конститутивного та ультрафіолет-В індукованого накопичення калози у проростків озимої пшениці сорту Миронівська 808 та з’ясування впливу доз УФ-В  опромінення на їх ростові параметри. Методи. Рослини піддавали дії УФ-В дозами 0,1, 1 та 10 кДж/м2, вимірювали ростові параметри та визначали кількість накопиченої калози за методом Каусса. Результати. Визначено ростові параметри та кількість калози, що накопичується за умов УФ-В опромінення. Проведено порівняльний аналіз ростових параметрів та результатів конститутивного та індукованого накопичення калози. Висновки. Після опромінення ростові параметри зростали пропорційно до отриманої дози УФ-В. В діапазоні доз від 0,1 до 10 кДж/м2 є стимулюючий ефект їх приросту. Середня величина накопичення калози становила близько 0,8 мкг-екв/мг смрм, а її кількість мала характер коливального контуру збільшення / зменшення з поступовим зростанням її кількості пропорційно до дози. Максимум калози (1,8 – 2,2 мкг-екв/мг смрм ) виявлено у зразках, опромінених дозою 10 кДж/м2. Зменшення кількості калози на 72 і 120 год, ймовірно, пов’язано з біохімічними перетвореннями в структурах клітинних стінок.

Посилання

Boboshko O., Emelyanov V., Panyuta O., Taran N. Constitutional and induced accumulation of callose and phenol compounds as elements of systemic resistance in winter wheat sprouts. Cytol. Genet. 2019. Vol. 53 (5). P. 375–383. https://doi.org/10.3103/S0095452719050049.

Nedukha O. M. Callose: localization, functions, and synthesis in plant cells. Cytol. Genet. 2015. Vol. 49 (1). P. 49–57. https://doi.org/10.3103/S0095452715010090.

Emelyanov V. I., Kravchuk J. N., Poliakovskiy S. O., Dmitriev O. P. Deposition of callose in treatment of cell of the tomato plant (Lycopersicon esculentum L.) with biotic elicitors. Cytol. Genet. 2008. Vol. 42 (2). P. 90–95. https://doi.org/10.1007/s11956-008-2004-2.

Boboshko O. P., Kovbasenko R. V., Halkina K. O., Symonenko Yu. V., Mikheev A. M., Emelyanov V. I., Callose accumulation in winter wheat seedlings under UV irradiation Gytol. Genet. 2025. Vol. 59 (2). P. 20–30. [in Ukrainian]

Li N., Lin Z., Yu P., Zeng Y., Du S., Huang L. J. The multifarious role of callose and callose synthase in plant development and environment interactions. Front. Plant Sci. 2023. Vol. 14. P. 1183402. https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1183402.

Mintoff S. J., Rookes J. E., Cahill D. M. Sub-lethal UV-C radiation induces callose, hydrogen peroxide and defence-related gene expression in Arabidopsis thaliana. Plant Biol. 2015. Vol. 17 (3). P. 703–711. https://doi.org/10.1111/plb.12286.

Emelyanov V. I., Polyakovskiy S. A., Sakada V. I., Grodzinskiy D. M. Plant cells formed their protective structures use molecules of phytopathogenic microorganisms. Rep. Natl. Acad. Sci. Ukraine. 2018. № 3. P. 110–115. https://doi.org/10.15407/dopovidi2018.03.110. [in Ukrainian]

Bashandy T., Taconna L., Renou J. P., Meyer Y., Reichheld J. P. Accumulation of flavonoids in an ntra ntrb mutant leads to tolerance to UV-C. Mol. Plant. 2009. Vol. 2 (2). P. 249–258. https://doi.org/10.1093/mp/ssn065.

Ballaré C. L., Caldwell M. M., Flint S. D., Robinson S. A., Bornman J. F. Effects of solar ultraviolet radiation on terrestrial ecosystems. Patterns, mechanisms, and interactions with climate change. Photochem. Photobiol. Sci. 2011. Vol. 10 (2). P. 26–41. https://doi.org/10.1039/c0pp90035d.

Dmitriev O. P., Kravchuk Zh. M. Reactive oxygen species and plant immunity. Cytol. Genet. 2005. Vol. 39 (4). P. 64–74. [in Ukrainian]

Mazza C. A., Gimenez P. I., Kantolic A. G., Ballare C. L. Beneficial effects of solar UV-B radiation on soybean yield mediated by reduced insect herbivory under field conditions. Physiol. Plant. 2013. Vol. 147. P. 307–315. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.2012.01661.x.

Panyuta O. O., Belava V. N., Taran N. Y. Method of infection to assess the stability of winter wheat to the pathogen tserkosporelozu: Patent № 389960 Ukraine. МРК (2014.12) A01N 1/04. Bull. № 9. Applications 01/11/2013. Publish. 05/12/2014. [in Ukrainian]

Underwood W. The plant cell wall: a dynamic barrier against pathogen invasion. Front. Plant Sci. 2012. Vol. 3 (85). https://doi.org/10.3389/fpls.2012.00085.