Толерантність пшениці до осмотичного стресу на ювенільній стадії розвитку

  • А. Ю. Морозова Одеський національний університет імені І.І. Мечникова, Україна, 65001, м. Одеса, вул. Всеволода Змієнка, 2 https://orcid.org/0009-0004-7718-1687
  • Т. П. Нарган Селекційно-генетичний інститут – Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення НААН), Україна, 65036, м. Одеса, Овідіопольська дорога, 3 https://orcid.org/0000-0002-8134-7975
  • С. В. Чеботар Одеський національний університет імені І.І. Мечникова, Україна, 65001, м. Одеса, вул. Всеволода Змієнка, 2; Селекційно-генетичний інститут – Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення НААН), Україна, 65036, м. Одеса, Овідіопольська дорога, 3 https://orcid.org/0000-0002-9130-7272
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v39.1832
Ключові слова: Triticum aestivum L., осмотичний стрес, посухостійкість, ювенільна стадія

Анотація

Мета. Оцінити рівень толерантності десяти сортів пшениці м’якої озимої селекції СГІ-НЦНС до осмотичного стресу, змодельованого 12% розчином PEG 6000, для виділення адаптованих генотипів на ювенільній стадії. Методи. Лабораторний метод експрес-скринінгу селекційного матеріалу на стійкість до водного дефіциту, морфометричний аналіз вегетативних органів, однофакторний дисперсійний аналіз (ANOVA), розрахунок інтегрального індексу толерантності (ITₓ). Результати. У контрольних умовах відмінності між сортами були незначущими (p > 0,05). Осмотичний стрес викликав суттєву диференціацію генотипів за морфометричними параметрами (p < 0,05). Найвищу адаптивність продемонстрували лінія Еритроспермум 2437/16 (ITₓ = 0,81) та сорт Величава (ITₓ = 0,78), зберегши стабільність ростових процесів органів в умовах дефіциту вологи. Найбільш чутливим до стресу виявився сорт Наснага (ITₓ = 0,57) через значне уповільнення розвитку підземних і надземних органів. Висновки. Моделювання стресу 12% розчином PEG 6000 та оцінка інтегрального індексу толерантності дозволяють ефективно скринінгувати стійкість рослин до водного дефіциту на ювенільній стадії. Виділені толерантні генотипи є цінним вихідним матеріалом для селекції. Результати дисперсного аналізу (p < 0,05) підтвердили достовірність отриманих даних, а чітке розмежування генотипів за інтегральним індексом толерантності (ITx) засвідчило ефективність підходу.

Посилання

Ahmed K., Shabbir G., Ahmed M. Exploring drought tolerance for germination traits of diverse wheat genotypes at seedling stage: a multivariate analysis approach. BMC Plant Biology. 2025. Vol. 25. Art. 390. https://doi.org/10.1186/s12870-025-06345-9.

Cristina D., Ciuca M., Mandea V., Cornea C. P. Assessment of 25 genes reported to influence thousand grain weight in winter wheat germplasm. Cereal Research Communications. 2022. Vol. 50 (2). P. 237–243. https://doi.org/10.1007/s42976-021-00170-0.

Eltaher S., Hashem M., Ali A., Baenziger P. S. Effectiveness of TaDreb-B1 and 1-FEH w3 KASP markers in spring and winter wheat populations for marker-assisted selection to improve drought tolerance. International Journal of Molecular Sciences. 2023. Vol. 24 (10). Art. 8986. https://doi.org/10.3390/ijms24108986.

Haque M. S., Saha N. R., Islam M. T., Islam M. M. Screening for drought tolerance in wheat genotypes by morphological and SSR markers. J. Crop Sci. Biotechnol. 2021. Vol. 24 (1). P. 45–55. https://doi.org/10.1007/s12892-020-00036-7.

Kharchenko M. V., Yurchenko T. V., Pykalo S. V., Vasylyuk V. P. Evaluation of drought tolerance in bread winter wheat varieties of foreign selection in the Central Forest-Steppe of Ukraine. Grain Crops. 2024. Vol. 8 (1). P. 22–30. https://doi.org/10.31867/2523-4544/0307. [in Ukrainian]

Kuzmina O. V. Drought resistance of Kherson bread wheat varieties at the juvenile stage of development under conditions of induced osmotic stress and marker analysis. Master’s thesis. Odesa Mechnikov National University. Odesa, 2024. 105 p. Retrieved from: https://dspace.onu.edu.ua/items/da28a47a-0317-465a-b17e-0ff5506d1c3f [in Ukrainian].

Landjeva S., Neumann K., Lohwasser U., Börner A. Molecular mapping of genomic regions associated with wheat seedling growth under osmotic stress. Biologia Plantarum. 2008. Vol. 52 (2). P. 259–266. https://doi.org/10.1007/s10535-008-0056-x.

Licaj I., Di Meo M. C., Fiorillo A., Samperna S., Marra M., Rocco M. Comparative analysis of the response to polyethylene glycol-simulated drought stress in roots from seedlings of “modern” and “ancient” wheat varieties. Plants. 2023. Vol. 12 (3). Art. 428. https://doi.org/10.3390/plants12030428.

Licaj I., Fiorillo A., Di Meo M. C., Varricchio E., Rocco M. Effect of polyethylene glycol-simulated drought stress on stomatal opening in “modern” and “ancient” wheat varieties. Plants. 2024. Vol. 13 (11). Art. 1575. https://doi.org/10.3390/plants13111575.

Peršić V., Ament A., Antunović Dunić J., Drezner G., Cesar V. PEG-induced physiological drought for screening winter wheat genotypes sensitivity – integrated biochemical and chlorophyll a fluorescence analysis. Frontiers in Plant Science. 2022. Vol. 13. Art. 987702. https://doi.org/10.3389/fpls.2022.987702.

Pykalo S. V., Demydov O. A., Yurchenko T. V., Prokopik N. I., Humeniuk O. V. In vitro screening of promising winter common wheat lines for tolerance to water deficit. Factors in Experimental Evolution of Organisms. 2020. Vol. 26. P. 245–251. https://doi.org/10.7124/FEEO.v26.1274 [in Ukrainian].

Sakr M. A., El-Khateeb E. A., Sayed-Ahmed H. I., Gaafar R. M. Assessment of key transcription factors and drought-responsive genes in wheat cultivars under drought stress. Journal of Genetic Engineering and Biotechnology. 2026. Vol. 24 (1). Art. 100657. https://doi.org/10.1016/j.jgeb.2026.100657.

Sallam M., Ghazy A., Al-Doss A., Al-Ashkar I. Combining genetic and phenotypic analyses for detecting bread wheat genotypes of drought tolerance through multivariate analysis techniques. Life. 2024. Vol. 14 (2). Art. 183. https://doi.org/10.3390/life14020183.

Schierenbeck M., Alqudah A. M., Thabet S. G., Lohwasser U., Simón M. R., Börner A. Association mapping unravels the genetics controlling seedling drought stress tolerance in winter wheat. Frontiers in Plant Science. 2023. Vol. 14. Art. 1061845. https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1061845.