Влияние конъюгатов хитозана с оксикоричными кислотами и их наночастиц на рост проростков ячменя и содержание в них пролина при солевом стрессе

Проведена оценка влияния синтезированных материалов низко- и высокомолекулярного хитозана с оксикоричными кислотами (феруловой и кофейной) на процессы прорастания семян ячменя. Показано, что обработка семян конъюгатами и наночастицами не оказывает негативного влияния на ростовые показатели проростков ячменя, выращиваемых в благоприятных условиях, а обработка семян конъюгатом хитозана с молекулярной массой 30 кДа и кофейной кислоты способствует ускорению роста проростков, при этом в растительных тканях содержится минимальный уровень свободного пролина. При применении конъюгатов хитозана с оксикоричными кислотами и их наночастиц у проростков ячменя реализуются различные стратегии адаптации к солевому стрессу (24-часовое действие 4 %-ного NaCl). Наиболее эффективная адаптация отмечалась при обработке конъюгатами хитозана с молекулярной массой 30кДа с оксикоричными кислотами.

1. Хитин/хитозан и его производные: фундаментальные и прикладные аспекты / В. П. Варламов [и др.] // Успехи биол. химии. – 2020. – Т. 60. – С. 317–368.

2. Woranuch, S. Preparation, characterization and antioxidant property of water-soluble ferulic acid grafted chitosan / S. Woranuch, R. Yoksan // Carbohydrate Polymers. – 2013. – Vol. 96, N 2. – P. 495–502. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2013.04.006

3. Preparation, characterization and antioxidant activity of phenolic acids grafted carboxymethyl chitosan / J. Liu [et al.] // Int. J. Biol. Macromol. – 2013. – Vol. 62. – P. 85–93. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2013.08.040

4. Eom, T.-K. Synthesis of phenolic acid conjugated chitooligosaccharides and evaluation of their antioxidant activity / T.-K. Eom, M. Senevirathne, S.-K. Kim // Environ. Toxicol. Pharmacol. – 2012. – Vol. 34, N 2. – P. 519–527. https://doi.org/10.1016/j.etap.2012.05.004

5. Параметры роста и антиоксидантная активность в проростках огурца при применении конъюгатов хитозана с оксикоричными кислотами в условиях солевого стресса / Е. Л. Недведь [и др.] // Прикл. биохимия и микробиология. – 2022. – Т. 58, № 1. – С. 74–82.

6. Synthesis and properties of hydrogel particles based on chitosan-ferulic acid conjugates / A. Kraskouski [et al.] // Soft Materials. – 2021. – Vol. 19, N 4. – Р. 495–502. https://doi.org/10.1080/1539445Х.2021.187772

7. Модифицированная методика определения пролина в растительных объектах / Г. Н. Шихалева [и др.] // Вестн. Харьков. нац. ун-та им. В. Н. Каразина. Сер. Биология. – 2014. – Т. 21, № 1112. – С. 168–172.

8. Preparation and properties of hydrogel microparticles based on chitosan / A. Kraskouski [et al.] // Theor. Exp. Chem. – 2020. – Vol. 56, N 4. – P. 243–252. https://doi.org/10.1007/s11237-020-09655-1

9. Grantz, S. A. Primer of Biostatistics / еd. S. Grantz. ‒ 7th ed. ‒ New York : McGraw-Hill, 2011. – 320 p.

10. Water stress in plants: Causes, effects and responses / S. Y. S. Lisar [et al.] // Water Stress. – 2012. ‒ Vol. 1. – P. 1–14. https://doi.org/10.5772/39363

11. Zeng, D. Physiological effects of chitosan coating on wheat growth and activities of protective enzyme with drought tolerance / D. Zeng, X. Luo // Open J. Soil Sci. – 2012. – Vol. 2, N 3. – P. 282‒288. https://doi.org/10.4236/ojss.2012.23034

12. Seed priming with chitosan improves maize germination and seedling growth in relation to physiological changes under low temperature stress / Y.-J. Guan [et al.] // J. Zhejiang Univ. Sci. B. – 2009. ‒ Vol. 10, N 6. – P. 427‒433. https://doi.org/10.1631/jzus.B0820373

13. Effect of seed treatment with chitosan on the growth of rice (Oryza sativa L.) seedlings cv. inca lp-5 in saline medium / L. Martínez-González [et al.] // Cultivos Tropicales. – 2015. ‒ Vol. 36, N 1. – P. 136‒142.

14. Mahdavi, B. Seed priming with chitosan improves the germination and growth performance of ajowan (Carum copticum) under salt stress / B. Mahdavi, A. Rahimi // Eurasia J. Biosci. – 2013. – Vol. 7. – P. 69‒76. https://doi.org/10.5772/39363

15. Chisan-induced activation of the antioxidant defense system counteracts the adverse effects of salinity in durum wheat / F. Qutitadamo [et al.] // Plants. – 2021. – Vol. 10. – Art. 1365. https://doi.org/10.3390/plants10071365

16. Mansour, M. M. F. Evaluation of proline functions in saline conditions / M. M. F. Mansour, E. F. Ali // Photochemistry. – 2017. – Vol. 140. – P. 52–68. https://doi.org/10.1016/j.phytochem.2017.04.016

17. Kong-Ngem, K. Proline, hydrogen peroxide, membrane stability and antioxidant enzyme activity as potential indicators for salt tolerance in rice (Oryza sativa L.) / K. Kong-Ngem, S. Bunnag, P. Theerakulpisut // Int. J. Bot. – 2012. – Vol. 8, N 2. – P. 54‒65. https://doi.org/10.3923/ijb.2012.54.65

18. Alleviation of exogenous oligochitosan on wheat seedlings growth under salt stress / L. Ma [et al.] // Protoplasma. – 2012. – Vol. 249, N 2. – P. 393–399. https://doi.org/10.1007/s00709-011-0290-5

19. LiQiang, G. Effects of chitosan on physiological characteristics of tomato seedlings under salt stress / G. LiQiang // Agricult. Sci. Technol.-Hunan. – 2012. – Vol. 13, N 3. – P. 551‒553.

20. Chitosan improves osmotic potential tolerance in safflower (Carthamus tinctorius L.) seedlings / B. S. Mahdavi [et al.] // J. Crop Improv. – 2011. – Vol. 25, N 6. – P. 728–741. https://doi.org/10.1080/15427528.2011.606354

21. Shams Peykani, L. Effect of chitosan on antioxidant enzyme activity, proline, and malondialdehyde content in Triticum aestivum L. and Zea maize L. under salt stress condition / L. Shams Peykani, M. Farzami Sepehr // Iran. J. Plant Physiol. – 2018. – Vol. 9, N 1. – P. 2661–2670.