Моделювання умов водного дефіциту для дослідження його впливу на рослини томату

  • А. Ю. Бузіашвілі ДУ «Інститут харчової біотехнології та геноміки НАН України», Україна, 04123, м. Київ, вул. Байди-Вишневецького, 2а https://orcid.org/0000-0002-8283-5401
  • Д. В. Лихачова ННЦ «Інститут біології та медицини» Київського національного університету імені Тараса Шевченка, Україна, 03022, м. Київ, просп. Академіка Глушкова, 2
  • С. В. Прилуцька Національний університет біоресурсів і природокористування, Україна, 03041, м. Київ, вул. Героїв Оборони, 13 https://orcid.org/0000-0001-5280-8341
  • А. І. Ємець Інститут харчової біотехнології та геноміки НАН України, Україна, 04123, м. Київ, вул. Байди-Вишневецького, 2А https://orcid.org/0000-0001-6887-0705
Ключові слова: Solanum lycopersicum L., водний дефіцит, поліетиленгліколь

Анотація

Мета. Змоделювати умови водного дефіциту за допомогою поліетиленгліколю (ПЕГ) 6000, визначити ефективні концентрації та тривалість обробки ПЕГ для дослідження впливу дефіциту води на проростання насіння та морфофізіологічні параметри рослин томату сорту Money Maker. Методи. У роботі використовували методи стерилізації рослинного матеріалу, культивування in vitro, мікроклонального розмноження рослин та статистичного аналізу даних. ПЕГ у концентраціях 2 %, 4 %, 6 %, 8 %, 10 % та 12 % додавали до живильного середовища МSТ, досліджуючи його вплив на морфометричні параметри томатів в умовах in vitro. Результати. Морфофізіологічні показники проростків у присутності 2 % ПЕГ статистично не відрізнялись від контролю, однак у діапазоні концентрацій 4 %–8 % спостерігали зниження частоти проростання насіння на 39,32–67,27 %, довжини пагона – на 29,77–55,1 %, довжини кореня – на 44,6–72,89 %, а у присутності 10 % та 12 % ПЕГ 6000 зниження частоти проростання насіння, довжини пагона та кореня сягало 93,79–100 %. Висновки. Встановлено, що концентрація 8 % ПЕГ є критичною, оскільки призводить до змін морфометричних параметрів проростків томатів без суттєвої втрати їх життєздатності. Отже, дану концентрацію ПЕГ 6000 доцільно використовувати для моделювання умов водного дефіциту (посухи) для дослідження цього виду стресу на томати Money Maker.

Посилання

George S., Minhas N. M., Jatoi S. A., Siddiqui S. U., Ghafoor A. Impact of polyethylene glycol on proline and membrane stability index for water stress regime in tomato (Solanum lycopersicum). Pak. J. Bot. 2015. Vol. 47. P. 835–844.

Aydöner Ç. G., Altunlu H., Gül A. Effectiveness of in vitro and in vivo tests for screening of tomato genotypes against drought stress. Ege Üniv. Ziraat Fak. Derg., Özel Sayı. 2020. P. 143–150. https://doi.org/10.20289/zfdergi.835798.

Shamim F., Khan K., Khalid S. Comparison among twelve exotic accessions of tomato (Solanum lycopersicum L.) for root and shoot development under polyethylene glycol induced water stress. Pak. J. Phytopathol. 2016. Vol. 28, No. 2. P. 161–171.

Brdar-Jokanović M., Zdravković J. Germination of tomatoes under PEG-induced drought stress. Ratarstvo i Povrtarstvo. 2015. Vol. 52. P. 108–113. https://doi.org/10.5937/ratpov52-8324.

Pessoa H., Rocha J. R. C., Alves F. M. et al. Multi-trait selection of tomato introgression lines under drought-induced conditions at germination and seedling stages. Acta Sci. Agron. 2022. Vol. 44, No. 1. e55876. https://doi.org/10.4025/actasciagron.v44i1.55876.

Sivakumar J., Prashanth P. J. E., Basha P. O. Effect of polyethylene glycol induced water stress on morphological and biochemical parameters in tomato (Solanum lycopersicum L.) at seedling stage. Internat. Jour. Rec. Sci. Res. 2018. Vol. 9, No. 1 (A). P. 22933–22937. https://doi.org/10.24327/ijrsr.2018.0901.1365.

Sané A. K., Diallo B., Kane A. et al. In vitro germination and early vegetative growth of five tomato (Solanum lycopersicum L.) Varieties under water stress conditions. Amer. Jour. Plant Sci. 2021. Vol. 12. P. 1478–1502. https://doi.org/10.4236/ajps.2021.1210105.

Ayaz M., Ahmad R., Shahzad M. et al. Drought stress stunt tomato plant growth and up-regulate expression of SlAREB, SlNCED3, and SlERF024 genes. Sci. Horticult. 2015. Vol. 195. P. 48–55. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2015.08.025.

Suminar E., Budiarto R., Nuraini A., Mubarok S., Ezura H. Morpho-physiological responses of iaa9 tomato mutants to different levels of PEG simulated drought stress. Biodivers. Jour. Biol. Div. 2022. Vol. 23, No. 6. P. 3115–3126. https://doi.org/10.13057/biodiv/d230639.

Yang L., Bu S., Zhao S., et al. Transcriptome and physiological analysis of increase in drought stress tolerance by melatonin in tomato. Plos One. 2022. Vol. 17, No. 5. e0267594. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0267594.

Naddaf O. A., Obaid H., Mohsen W. Somaclonal variation selection for tolerance to PEG-induced drought stress in four local tomato (Solanum lycopersicum L.) varieties. Sci. Jour. King Faisal Univ. 2020. https://doi.org/10.37575/b/agr/2256.

Tapia G., González M., Burgos J. et al. Early transcriptional responses in Solanum peruvianum and Solanum lycopersicum account for different acclimation processes during water scarcity events. Sci. Rep. 2021. Vol. 11. 15961. https://doi.org/10.1038/s41598-021-95622-2

Buziashvili A., Cherednichenko L., Kropyvko S., Blume Ya. B., Yemets A. Transgenic tomato lines expressing human lactoferrin show increased resistance to bacterial and fungal pathogens. Biocat. Agricult. Biotechnol. 2020. Vol. 25. 101602. Р. 1–8. https://doi.org/10.1016/j.bcab.2020.101602.