Екзоосмос мембран як індикатор визначення посухостійкості гібридів картоплі
DOI:
https://doi.org/10.32636/01308521.2023-(73)-1-5Ключові слова:
картопля, гібрид, потомство, екзоосмос, посухостійкість, витік електролітів, кондуктометріяАнотація
Наведено результати досліджень прояву спадковості у гібридного потомства, отриманого від простого та складного міжсортового схрещування, за господарсько цінними ознаками, а саме стійкістю до посухи. Виявлено комбінації, де методом кондуктометрії в польових умовах було визначено екзоосмос мембран гібридів картоплі, який є основним показником посухостійкості, і його значення залежить від фенотипу батьківських форм.
Для досягнення ефекту в селекції бажаним типом зв’язку між ознаками
буде такий: якщо значення ознаки збільшується із збільшенням ознаки, що селектується, то зв’язок між ними має бути позитивним, і навпаки, якщо значення ознаки зменшується одночасно зі збільшенням значення ознаки, що селектується, то зв’язок між ними має бути негативним.
За добору, гібридизації важливе значення мають кореляційні взаємозв’язки між господарсько цінними ознаками. За створення гібридної популяції її цінність буде залежати від того, які кореляційні взаємозв’язки має ознака, яка селектується, а також від типу зв’язку між ознаками (позитивного або негативного). Невраховування цього фактора може призвести до того, що створена гібридна популяція буде певною мірою задовольняти селекціонера за ознакою, що селектується, а за іншими господарсько корисними ознаками може бути гіршою від вихідного матеріалу.
Втрати врожаю через спеку важко оцінити, селекції жаростійких рослин приділяли менше уваги, ніж їхній стійкості до хвороб і шкідників. Істотною перешкодою в усуненні цієї вади є відсутність інформації про діапазон в області генетичної різноманітності стійкості рослин до спеки, а також методів скринінгу стійких генотипів. Скринінг отриманого врожаю за теплового стресу є одним з можливих методів, але важко здійсненним через широке варіювання погодних умов протягом вегетаційного періоду. Крім того, хибою методу відбору на врожайність є його незначна спадковість у спекотних і сухих умовах. Таким чином, розвиток методів скринінгу на основі специфіки реакції на стрес чутливих і стійких до спеки генотипів є першочерговим завданням.
Досліженнями встановлено, що бульбове покоління, отримане від проведених міжсортових схрещувань, має кращі показники за такою господарсько цінною ознакою, як посухостійкість, порівняно з вихідними батьківськими формами.
У результаті проведених досліджень з 22 проаналізованих зразків найменше значення витоку електролітів виявлено у 9 гібридів картоплі, які можна використати як донори цієї ознаки або висаджувати у південних регіонах країни.
Посилання
1. Активність гваяколпероксидази у нокаунтної лінії КО-Саt 2 Arabidopsis thaliana за дії теплового стресу / Т. О. Руснак та ін. Физиология и биохимия культурних растений. 2013. Т. 45, № 3. С. 246–251.
2. Анисимова Г. Л. О корреляционной зависимости между содержанием протеина и урожаем в гибридах картофеля. Картоплярство : міжвід. темат. наук. зб. 1973. Вип. 11. С. 72–75.
3. Білик М. О., Кулєшов А. В. Практикум з фітосанітарного моніторингу і прогнозу. Харків, 2006. 228 с.
4. Буздуга І. М., Волков Р. А., Панчук І. І. Вплив температури вирощування та сахарози на активність аскорбатпероксидази у Arabidopsis thaliana в умовах теплового стресу. Наукові записки ТНПУ. 2017. № 4 (71). С. 59–64.
5. Вивчення стійкості картоплі до посухи / І. І. Мойса та ін. Картоплярство : міжвід. темат. наук. зб. ІК НААН. 2014. Вип. 42. С. 12–19.
6. Доліба І. М., Руснак Т. О., Волков Р. А. Перекисне окислення ліпідів у Arabidopsis thaliana дикого типу та КО-Саt 2 мутантної лінії за дії теплового стресу. Вісник Українського товариства генетиків та селекціонерів. 2012. Т. 10, № 2. С. 193–201. URL: http://utgis.org.ua/images/pdf/visnyk/2012/V10_N2/Visnik-2012-t10-n2_002.pdf (дата звернення: 20.01.2023).
7. Експериментальний андрогенез та оцінка жаростійкості сортів картоплі української селекції за витоком електролітів і вмістом у них К+ та Са2+ / І. І. Мойса та ін. Вісник аграрної науки. 2012. № 4. С. 34‒36. URL: https://agrovisnyk.com/oldpdf/visnyk_04_201 .pdf (дата звернення: 24.01.2023).
8. Ефективність гаплородукції в системі культури пиляків і віддаленої гібридизації у картоплі / Т. М. Олійник та ін. Modern biotechnology of agricultural plants and biosafety : аbstracts of International Scientific Conference. Odessa, 2010. Р. 95.
9. Желев Н., Даскaлюк А., Раля Т. Сравнительная оценка первичной устойчивости генотипов пшеницы (Triticum aestivum L.) к высоким и низким температурам. Buletinul Academiei de stiinte a Moldovei. Ştiinţele vieţii. 2018. Nr. 1 (334). С. 61–70. URL: https://ibn.idsi.md/sites/default/files/imag_file/61-70.pdf (дата обращения: 23.01.2023).
10. Завiрюха П. Д. Деякi данi про формотворчий процес за складовими продуктивності рослин у гiбридних популяцiях картоплi. Картоплярство : міжвід. темат. наук. зб. 1982. Вип. 13. С. 16–21.
11. Зеля А. Г., Бундук Ю. М., Гунчак В. М. Методичні рекомендації «Визначення резистентності сортів та гібридів ряду сільськогосподарських культур до стресових факторів». Чернівці, 2016. 16 с.
12. Мельник П. О., Мойса І. І., Даскалюк О. П. Визначення стійкості рослин до високих температур методом витоку електролітів. Вісник аграрної науки. 2006. № 3. С. 44–46.
13. Онищенко О. Й., Поправко М. Й. Поєднання господарсько цінних ознак у міжсортових гібридах картоплі. Картоплярство : міжвід. темат. наук. зб. 1974. Вип. 5. С. 49–52.
14. Осипчук А. А. Селекцiя картоплi за елементами структури врожайностi. Картоплярство : міжвід. темат. наук. 1985. Вип. 16. С. 3–5.
15. Сомаклональні варіанти і їх використання в селекції картоплі. Інноваційні технології в умовах зміни клімату / А. Г. Зеля та ін. Матеріали Всеукр. наук.-практ. конф. «Наукові тенденції формування агротехнологій», Полтава, 25‒26 квіт. 2019 р. Полтава : ПП «Астрая», 2019. С. 108–110.
16. Спосіб визначення стійкості картоплі до посухи : пат. 97040А Україна, № u 2014 10636 / І. І. Мойса та ін. ; заявл. 29.09.2014 ; опубл. 25.02.2015. Бюл. № 4. (кн. 1). 1 с.
17. Тимошенко І. П., Олійник Т. М., Ігнатова С. О. Оптимізація елементів технології отримання подвоєних гаплоїдів у картоплі. Картоплярство України. 2011. № 3/4. С. 6–9.
18. Alexandrov V. Y. Cytophysiological and cytoecological investigations of heat resistance of plant cells toward the action of high and low temperature. Quart. Rev. Biol. 1964. Vol. 30. P. 35–77.
19. Bar-Tsur A. High temperature effects on CO2 gas exchange in heat tolerant and sensitive tomatoes. J. Am. Soc. Hort. Sci. 1985. Vol. 110. P. 582–586.
20. Bernstam V. Heat effects on protein biosynthesis. Ann. Rev. Plant Physiol. 1978. Vol. 29. P. 25–46.
21. Bradshaw J. E. Breeding strategies for clonally propagated potatoes. Potato genetics. 1994. P. 109–132.
22. Daskalyuk A. Elimination of dormancy, germination and electrolyte leakage from apple embryos during stratification. Russian J. Plant Physiol. 2002. Vol. 49. P. 804–810.
23. Daskalyuk A. Identification of mechanisms of plant resistance to stress factors. Materials of International Scientific Symposium “Advanced biotechnologies – achievements and prospects” (VI), 3–4 october 2022. P. 81–83. DOI: https://doi.org/10.53040/abap6.2022.26.
24. Dusenge M. E., Duarte A. G., Way D. A. Plant carbon metabolism and climate change: elevated CO2 and temperature impacts on photosynthesis, photorespiration and respiration. New phytologist. 2019. Vol. 221 (1). P. 32–49. DOI: https://doi.org/10.1111/nph.15283.
25. Jacob P., Hirt H., Bendahmane A. The heat-shock protein/chaperone network and multiple stress resistance. Plant Biotechnol. J. 2017. Vol. 15. P. 405–414. DOI: https://doi.org/10.1111/pbi.12659.
26. Mohanty P., Kreslavski V., Klimov V. Heat Stress: Susceptibility, Recovery and Regulation. Advances in Photosynthesis and Respiration : book series. 2011. Vol. 34. P. 251–274. URL: https://www.academia.edu/32664398/Molecular_Mechanisms_of_Stress_Resistance_of_Photosynthetic_Machinery (last accessed: 25.01.2023).
27. Mohanty P. Perspective of membrane perception of temperature. Physiol. Mol. Biol. Plants. 2008. Vol. 14. P. 273–275. DOI: https://doi.org/10.1007/978-94-007-1579-0_12.
28. Park C. J., Seo Y. S. Heat Shock Proteins: A review of the molecular chaperones for plant immunity. Plant Pathol. J. 2015. Vol. 31. P. 323–333. DOI: 10.5423/PPJ.RW.08.2015.0150.
29. Research Progress in J-Proteins in the Chloroplast / Lu Zhao et al. Genes. 2022. Vol. 13 (8). P. 1469. DOI: https://doi.org/10.3390/ genes13081469.
30. Rosenzweig R., Nillegoda N. B., Mayer M. P. The Hsp70 chaperone network. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2019. Vol. 20. P. 665–680. DOI: 10.1038/s41580-019-0133-3.
31. Schaff D. Comparision of TTC and electrical conductivity heat tolerance screening techniques in Phaseolus. Hort. Sci. 1987. Vol. 22. P. 642–645.
32. Shen Z. Heat adaptability of the tomato. Hort. Sci. 1982. Vol. 17. P. 924–925.
33. Snedecor G. Statistical methods. Plant Physiol. Ames : Iowa State University Press, 1967. 593 p.
34. Suss K. Byosynthetic causes of in vivo acquired thermotolerance of phytosynthetic light reaction. Plant Physiol. 1986. Vol. 81. P. 192–199.
35. The roles of photorespiration and alternative electron acceptors in the responses of photosynthesis to elevated temperatures in cowpea / I. Osei‐Bonsu et al. Plant, Cell and Environment. 2021. Vol. 44 (7). P. 2290–2307. DOI: https://doi.org/10.1111/pce.14026.
36. Wang L., Ma K. B., Lu Z. G. Differential physiological, transcriptomic and metabolomic responses of Arabidopsis leaves under prolonged warming and heat shock. BMC Plant Biol. 2020. Vol. 20. P. 86. DOI: 10.1186/s12870-020-2292-y.
37. Wery J., Silim E. Screening techniques and sources of tolerance to extremes of moisture. Euphytica. 1994. P. 73–83.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 А. Г. ЗЕЛЯ, А. Т. ГАВРИЛЮК, Р. В. ІЛЬЧУК, О. В. ВАВРИНОВИЧ, Г. В. ЗЕЛЯ, Ю. Р. ІЛЬЧУК, В. І. БУРКУТ (Автор)
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
