Характеристика фонда фотосинтетических пигментов в проростках разных сортов ярового ячменя при поражении грибом Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoem

Объектами исследований являлись первые листья зеленых проростков ярового ячменя (Hordeum vulgare L.) сортов белорусской селекции − пленчатых (Магутны, Рейдер) и голозерного (Адамант). Проростки разного возраста (3-, 5- и 10-дневные) заражали спорами гриба Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoem. − возбудителя гельминтоспориоза и через 2 дня после заражения анализировали. Обнаружены сортовые и онтогенетические различия между сортами ячменя по морфологическим параметрам первого листа, содержанию фотосинтетических пигментов (хлорофиллов (Хл) и каротиноидов) и соотношению спектральных форм Хл на стадии проростков. Установлены разные амплитуды изменения фонда фотосинтетических пигментов у сортов ячменя при гельминтоспориозе на разных этапах развития первого листа.

1. Różewicz, M. The Most Important Fungal Diseases of Cereals – Problems and Possible Solutions / М. Różewicz, M. Wyzińska, J. Grabiński // Agronomy. – 2021. – Vol. 11, N 4. – Art. 714. https://doi.org/10.3390/agronomy11040714

2. Variation for infection response to Bipolaris sorokiniana and identification of trait specific sources in barley (Hordeum vulgare L.) germplasm / S. Tejveer [et al.] // Aust. J. Crop Sci. – 2014. – Vol. 8, N 6. – P. 909–915. https://doi.org/10.3316/informit.479808826504515

3. Биологическое обоснование выбора протравителей для обработки семян яровых зерновых культур [Электронный ресурс] / А. Жуковский [и др.] // Министерство сельского хозяйства и продовольствия Республики Беларусь. – 2019. – Режим доступа: https://mshp.gov.by/information/materials/zem/plant-protection/cee6770945a612a0.html. – Дата доступа: 27.07.2022.

4. Постовалов, А. А. Характеристика устойчивости к корневой гнили и экологическая пластичность сортов ярового ячменя в Курганской области / А. А. Постовалов, М. Н. Ткаченко // Вестн. Курган. гос. с.-х. акад. – 2018. – № 3. – С. 57–59.

5. Экологическая пластичность сортов ярового ячменя в условиях Республики Татарстан / Р. И. Сафин [и др.] // Вестн. Казан. гос. аграр. ун-та. – 2015. – Т. 10, № 2. – С. 161–163.

6. Jones, J. D. The plant immune system / J. D. Jones, J. L. Dangl // Nature. – 2006. – Vol. 444. – P. 323–332. https://doi.org/10.1038/nature05286

7. Ausubel, F. M. Are innate immune signaling pathways in plants and animals conserved? / F. M. Ausubel // Nat. Immunol. – 2005. – Vol. 6. – P. 973–979. https://doi.org/10.1038/ni1253

8. Microbial factor-mediated development in a host-bacterial mutualism / T. A. Koropatnick [et al.] // Science. – 2004. – Vol. 306, N 5699. – P. 1186–1188. https://doi.org/10.1126/science.1102218

9. Monaghan, J. Plant pattern recognition receptor complexes at the plasma membrane / J. Monaghan, C. Zipfel // Curr. Opin. Plant Biol. – 2012. – Vol. 15, N 4. – P. 349–357. https://doi.org/10.1016/j.pbi.2012.05.006

10. Light-dependent expression of flg22-induced defense genes in Arabidopsis / S. Sano [et al.] // Plant Sci. – 2014. – Vol. 5. – Art. 531. https://doi.org/10.3389/fpls.2014.00531

11. Serrano, I. Chloroplasts at work during plant innate immunity / I. Serrano, C. Audran, S. Rivas // Exp. Botany. – 2016. – Vol. 67, N 13. – P. 3845–3854. https://doi.org/10.1093/jxb/erw088

12. Muthamilarasan, M. Plant innate immunity: an updated insight into defense mechanism / M. Muthamilarasan, M. Prasad // J. Biosci. – 2013. – Vol. 38, N 2. – P. 433–449. https://doi.org/10.1007/s12038-013-9302-2

13. Yurina, N. P. Signal transduction pathways of plant mitochondria retrograde regulation / N. P. Yurina, M. S. Odintsova // Rus. J. Plant Physiol. – 2010. – Vol. 57. – P. 7–19. https://doi.org/10.1134/S1021443710010024

14. Tobias, D. J. Leaf senescence patterns and photosynthesis in four leaf flushes of two deciduous oak (quercus) species / D. J. Tobias, A. Ikemoto, T. Nishimura // Photosynthetica. – 1995. – Vol. 31, N 2. – P. 231–239.

15. Pshybytko, N. L. The various mechanisms of photosynthesis limitation in heated barley seedlings of different ages / N. L. Pshybytko, L. N. Kalituho, L. F. Kabashnikova // Bulg. J. Plant Physiol. Spec. iss. – 2003. – P. 304–313.

16. Bipolaris sorokiniana, a cereal pathogen of global concern: cytological and molecular approaches towards better control / J. Kumar [et al.] // Mol. Plant Pathol. – 2002. – Vol. 3, N 4. – P. 185–195. https://doi.org/10.1046/j.1364-3703.2002.00120.x

17. Кабашникова, Л. Ф. Фотосинтетический аппарат и потенциал продуктивности хлебных злаков / Л. Ф. Кабашникова. – Минск : Беларус. навука, 2011. – 327 с.

18. Шлык, А. А. Определение хлорофилла и каротиноидов в экстрактах зеленых листьев / А. А. Шлык // Биохимические методы в физиологии растений : сб. ст. / отв. ред. О. А. Павлинова. – М., 1971. – С. 154–170.

19. Rodrigues-Amaya, D. B. Handbook for Carotenoid Analysis / D. B. Rodrigues-Amaya, M. Kimura. – Washington : Harvest Plus, 2004. – 58 p.

20. Krause, G. H. Chlorophyll fluorescence and photosynthesis: The basics / G. H. Krause, E. Weis // Annu. Rev. Plant Physiol. Mol. Biol. – 1991. – Vol. 42. – P. 313–349. https://doi.org/10.1146/annurev.pp.42.060191.001525

21. Четвериков, А. Г. Принципы исследования реальных спектров флуоресценции фотосинтезирующих объектов / А. Г. Четвертиков // Биофизика. –1989. – Т. 24, № 1. – С. 82–90.

22. Рокицкий, П. Ф. Биологическая статистика / П. Ф. Рокицкий. – Изд . 3-е, испр. – Минск : Вышэйш. шк., 1973. – 320 с.

23. Chloroplasts and plant immunity: where are the fungal effectors? / M. Kretschmer [et al.] // Pathogens. – 2019. – Vol. 9, N 1. – Art. 19. https://doi.org/10.3390/pathogens9010019

24. Влияние теплового шока и водного дефицита на состояние фотосинтетических мембран хлоропластов в листьях Hordeum vulgare L. разного возраста / Н. Л. Пшибытко [и др.] // Биол. мембраны. – 2002. – Т. 20, № 2. – С. 121–127.

25. Deregulation of plant cell death through disruption of chloroplast functionality affects asexual sporulation of Zymoseptoria tritici on wheat / W.-S. Lee [et al.] // Mol. Plant-Microbe Interactions. – 2014. – Vol. 28, N 5. – P. 590–604. https://doi.org/10.1094/MPMI-10-14-0346-R

26. Ghosh, S. Alterations in rice chloroplast integrity, photosynthesis and metabolome associated with pathogenesis of Rhizoctonia solani / S. Ghosh, P. Kanwar, G. Jha // Sci. Reports. – 2017. – Vol. 7. – Art. 41610. https://doi.org/10.1038/srep41610

27. Joyard, J. Molecular aspects of plastid envelope biochemistry / J. Joyard, M. A. Block, R. Douce // J. Biochem. – 1991. – Vol. 199, N 3. – P. 489–509. https://doi.org/10.1111/j.1432-1033.1991.tb16148.x

28. Demmig-Adams, B. Carotenoids 3: in vivo function of carotenoids in higher plants / B. Demmig-Adams, A. M. Gilmore, W. W. Adams // FASEB J. – 1996. – Vol. 10, N 4. – P. 403–412. https://doi.org/10.1096/fasebj.10.4.8647339

29. Bjorkman, O. Some viewpoints on photosynthetic response and adaptation to environmental stress / O. Bjorkman // Photosynthesis (Plant biology) : proceedings of the C. S. french symposium, July 17–23, 1988, Stanford, California / ed. W. R. Briggs. – N. Y., 1989. – P. 45–58.

30. A CCD-OMA device for the measurement of complete chlorophyll fluorescence emission spectra of leaves during the fluorescence induction kinetics / K. Szabó [et al.] // Radiat. Environ. Byophys. – 1992. – Vol. 31, N 2. – P. 153–160. https://doi.org/10.1007/BF01211213

31. Кочубей, С. М. Организация пигментов фотосинтетических мембран как основа энергообеспечения фотосинтеза / С. М. Кочубей. – Киев : Наук. думка, 1986. – 188 с.

32. Литвин, Ф. Ф. Биохимия и биофизика фотосинтеза / Ф. Ф. Литвин. – М. : Наука, 1963. – 96 с.

33. Метод определения функционального состояния растений по спектрам флуоресценции хлорофилла (техника биомониторинга) / К. Б. Асланиди [и др.]. – Пущино : Науч. центр биол. исслед., 1988. – 42 с.

34. Buschmann, C. Variability and application of the chlorophyll fluorescence emission ratio red/far-red of leaves / C. Buschmann // Photosynth. Res. – 2007. – Vol. 92, N 2. – P. 261–271. https://doi.org/10.1007/s11120-007-9187-8

35. Application of chlorophyll fluorescence in ecophysiology / H. K. Lichtenthaler [et al.] // Radiat. Environ. Biophys. – 1986. – Vol. 25, N 4. – P. 297–308. https://doi.org/10.1007/BF01214643

36. Флуоресценция листьев бобов, выращенных при пониженной освещенности / О. А. Калмацкая [и др.] // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физика. Астрономия. – 2013. – № 6. – С. 31–34.