Содержание меди в корнях и побегах культурных злаков при разных способах обработки салициловой кислотой

Наталья Мстиславовна Казнина, Анна Анатольевна Игнатенко, Юлия Валерьевна Батова, Natalia Kaznina, Anna Ignatenko, Yulia Batova

Аннотация


Медь участвует в целом ряде метаболических реакций, обеспечивающих жизнедеятельность растений, поэтому ее дефицит приводит к нарушению основных физиологических процессов и снижению продуктивности. С целью улучшения обеспечения растений этим микроэлементом ведется поиск методов (способов), направленных на усиление поглощения меди корнями из почвы и активизацию ее транспорта в надземные органы. Использование для этих целей регуляторов роста, в том числе салициловой кислоты (СК), представляется весьма перспективным. В данной работе изучено влияние двух способов обработки СК (предпосевная обработка семян и опрыскивание растений) на содержание меди в корнях и побегах ячменя и пшеницы при их выращивании в оптимальных условиях минерального питания или при недостатке этого микроэлемента в корнеобитаемой среде. Содержание меди в органах растений и субстрате определяли ICP-MS методом с использованием масс-спектрометра с индуцированной плазмой. Для оценки интенсивности поступления меди в растения рассчитывали коэффициент биологического поглощения (КБП) элемента, об интенсивности транспорта ионов металла в побеги судили на основании коэффициента транслокации (КТ). В ходе исследования выявлено, что опрыскивание растений СК практически не влияет на количество меди в корнях и побегах изученных видов злаков. В отличие от этого, предпосевная обработка семян СК способствовала увеличению содержания меди в органах растений, что обеспечивалось более интенсивным поглощением ее ионов корнями, а также снижением активности работы корневого барьера и усилением транслокации меди в побеги. Важно также отметить, что более отчетливо указанные эффекты проявлялись при дефиците меди в субстрате.  


Ключевые слова


Hordeum vulgare; Triticum aestivum; дефицит меди; салициловая кислота; коэффициент биологического поглощения; коэффициент накопления

Полный текст:

PDF

Литература


Авессаломов И. А. Геохимические показатели при изучении ландшафтов: Учебно-методическое пособие. М.: Изд-во Московского университета, 1987. 108 с.

Афанасьева Л. В. Аюшина Т. А. Накопление и распределение микроэлементов в растениях Arctostaphylosuva-ursi // Химия растительного сырья. 2018. № 3. С. 123–128. doi:10.14258/jcprm.2018033718

Перельман А. И. Геохимия: Учеб. для геол. спец. вузов. 2-е изд. М.: Высшая школа, 1989. 528 с.

Рахманкулова З. Ф., Рахматуллина С. Р., Федяев В. В. Влияние салициловой кислоты на про/антиоксидантный статус и энергетический баланс проростков пшеницы // Вестник Башкирского университета. 2006. № 4. C. 41-43.

Светов С. А., Степанова А. В., Чаженгина С. Ю., Светова Е. Н., Рыбникова З. П., Михайлова А. И., Парамонов А. С., Утицына В. Л., Эхова М. В., Колодей В. С. Прецезионный (ICP-MS, LA-ICP-MS) анализ состава горных пород и минералов: методика и оценка точности результатов на примере раннедокембрийских мафитовых комплексов // Труды КарНЦ РАН. Сер. Геология Докембрия. 2015. № 7. С. 54–73.

Хелдт Г.-В. Биохимия растений. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2011. 471 с.

Chaignon V., Di Malta D., Hinsinger P. Fe-deficiency increases Cu acquisition by wheat cropped in a Cu-contaminated vineyard soil. New Phytol. 2002. V.154. P. 121–130. doi: 10.1046/j.1469-8137.2002.00349.x

Chen Z., Ricigliano J. W., Klessig D. F. Purification and characterization of a soluble salicylic acid – binding protein from tobacco // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1993. V. 90. P. 9533–9537.

Сohu C. M., Pilon M. Regulation of superoxide dismutase expression by copper availability // Physiol. Plant. 2007. V. 129. P. 747–755.

Gordon L. Kh., Minibayeva F. V., Ogorodnikova T. I., Rachmatullina D. F., Tzentzevitzky A. N., Koselnikov O. P., Maksyutin D. A., Valitova J. N. Salicylic acid induces dissipation of the proton gradient on the plant cell plasma membrane // Dokl. Biol. Sci. 2002. V. 387. P. 581–583.

Hinsinger P., Courchesne F. Mobility and bioavailability of heavy metals and metalloids at soil-root interface. In: Biophysico-chemical processes of heavy metals and metalloids in soil environments / Eds. A. Violante, P. M. Huang, G. M. Gadd. Wiley-IUPAC Series Biophysico-Chemical Processes in Environmental Systems: Chichester, UK, 2008. V. 1. https://doi.org/10.2136/sssabookser4.2ed.c9

Shakirova F. M., Sakhabutdinova A. R., Bezrukova M. V., Fatkhutdinova R. A., Fatkhutdinova D. R. Changes in the hormonal status of wheat seedlings induced by salicylic acid and salinity // Plant Science. 2003. V. 164. P. 317–322.

Kabata-Pendias A. Trace elements in soil and plants. 4th Ed. Boca Raton, 2011. 534 p.

Karamanos R. E., Kruger G. A., Steward J. W. B. Copper deficiency in cereal and oil seed crops in Northern Canadian prairie soils // Agronomy J. 1986. V. 78. N. 2. P. 317–323.

https://doi.org/10.2134/agronj1986.00021962007800020021x

Khan N. A., Syeed S., Masood A., Nazar R., Iqbal N. Application of salicylic acid increases contents of nutrients and antioxidative metabolism in mung bean and alleviates adverse effects of salinity stress // Inter. J. Plant Biol. 2010. Vol. 1. Р. 1–8. doi:10.4081/pb.2010.e1

Krasavina M. Effect of salicylic acid on solute transport in plants // In: Salicylic Acid: A Plant Hormone. Eds. S. Hayat, A. Ahmad. Springer. 2007. Pp. 25–68. doi:10.1007/1-4020-5184-0_3

Pancheva T. V., Popova L. P., Uzunova A. N. Effects of salicylic acid on growth and photosynthesis in barley plants // J. Plant Physiol. 1996. V. 149. P. 57–63.

Printz B., Lutts S., Hausman J. - F., Sergeant K. Copper trafficking in plants and its implication on cell wall dynamics // Front. Plant Sci. 2016. V. 7 - 601. doi: 10.3389/fpls.2016.00601

Rehman M., Liu L., Wang Q. et al. Copper environmental toxicology, recent advances, and future outlook: a review // Environ. Sci. Poll. Res. 2019. V. 26. P. 18003–18016.

Römheld V., Marschner H. Function of micronutrients in plants. In: Micronutrients in Agriculture. Eds. J. J. Mortvedt. 2nd Ed. Soil Science Society of America. Books Series No. 4. 1991.

Rubino J. T., Franz K. J. Coordination chemistry of copper proteins: How nature handles a toxic cargo for essential function // J. Inorg. Biochem. 2012. V. 107. P. 129–143.

Yruela I. Copper in plants: acquisition, transport and interactions // Funct. Plant Biol. 2009. V. 36. P. 409–430.

Wang C., Zhang S., Wang P., Hou J., Qian J., Ao Y., Lu J., Li L. Salicylic acid involved in the regulation of nutrient elements uptake and oxidative stress in Vallisneria natans (Lour.) Hara under Pb stress // Chemosphere. 2011. Vol. 84. P. 136–142. doi:10.1016/j.chemosphere.2011.02.026




DOI: http://dx.doi.org/10.17076/eb1701

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


© Труды КарНЦ РАН, 2014-2019