Влияние биостимулятора из растительного сырья на морфофизиологические, цитогенетические и биохимические показатели проростков ячменя

Исследования проводили с целью изучения морфофизиологических, цитогенетических и биохимических показателей проростков ячменя ярового сорта Калькюль после обработки семян разработанным авторами биостимулятором (БС), а также его свойств как фунгицида. Биостимулятор произведен по технологии жидкофазного каталитического окисления крахмалосодержащего растительного сырья (отходы производства картофеля). Схема опыта включала использование БС для обработки семян в концентрациях 10-4, 10-5 и 10-6 мл/л, а также регуляторов роста N,N’-дифенилмочевины (NN-DFM) и Циркон, Р. Контролем служил вариант без применения перечисленных препаратов. Критериями проявления фито- и цитотоксичности служили следующие показатели: энергия прорастания (ЭП) семян, частота аберрантных клеток (ЧАК), митотический индекс (МИ) и МТТ-тест (4,5-диметилтиазол-2-ил)-2,5-дифенил-2Н-тетразолиум). Дополнительно определяли ЭП и проводили МТТтест после провокационного γ-облучения семян в дозе 100 Гр. Действие БС не зависело от концентрации, и эффективность его в дозах 10-5 и 10-6 мл/л не уступала Циркону, Р и NN-DFM. При концентрации БС 10-6 мл/л ЧАК была в 4 раза ниже, чем в контроле, а обработка семян 10-5 и 10-6 мл/л приводила к повышению жизнеспособности клеток соответственно на 15,3 и 7,7 % (p<0,05). По изменениям ЭП, МТТ-теста, а также коэффициента взаимодействия обработка семян БС, независимо от его концентрации, снижала негативные последствия ионизирующего излучения: отмечено восстановление жизнеспособности клеток ячменя после обработки БС в концентрации 10-5 и 10-6 мл/л до уровня контрольных значений. Фунгицидной активности БС в испытываемых дозах против Fusarium culmorum и F. graminearum из Государственной коллекции микроорганизмов Всероссийского научно-исследовательского института фитопатологии не выявлено. Совокупность данных, полученных в рамках исследования, свидетельствует о перспективности использования разработанного биостимулятора в растениеводстве.

1. Перспективы применения жасмонатов, салицилатов и абсцизовой кислоты в сельском хозяйстве для повышения устойчивости растений (обзор) / А. В. Пиголев, Е. А. Дегтярев, Д. Н. Мирошниченко и др. // Сельскохозяйственная биология. 2023. Т. 58. № 1. С. 3‒22.

2. Шаповал О. А., Можарова И. П., Мухина М. Т. Влияние регуляторов роста растений нового поколения на рост и продуктивность растений сои // Плодородие. 2015. № 5. С. 32‒34.

3. Cytokinin at the crossroads of abiotic stress signalling pathways / J. Pavlu, J. Novak, V. Koukalova, et al. // International Journal of Molecular Sciences. 2018. Vol. 19. No. 8. Article 2450. URL: https://www.mdpi.com/1422-0067/19/8/2450 (дата обращения: 15.12.2023). doi: 10.3390/ijms19082450.

4. Role of cytokinins in stress resistance of plants / D. S. Veselov, G. R. Kudoyarova, N. V. Kudryakova, et al. // Russ. J. Plant Physiol. 2017. Vol. 64. P. 15–27. doi: 10.1134/S1021443717010162.

5. Природные и синтетические цитокинины и их применение в биотехнологии, агрохимии и медицине / М. С. Ощепков, А. В. Калистратова, Е. М. Савельева и др. // Успехи химии. 2020. Т. 89. № 8. С. 787–810.

6. Продуктивность, морфометрические признаки растений яровой пшеницы и накопление кадмия в урожае под влиянием регулятора роста Циркон / Л. Н. Ульяненко, С. П. Арышева, А. С. Филипас и др. // Сельскохозяйственная биология. 2005. № 5. С. 75‒80.

7. Фитосанитарное состояние почв на территориях, загрязненных радионуклидами ЧАЭС, и подходы к решению проблем, возникающих при их возврате в сельскохозяйственный оборот / С. Н. Михалева, Л. Н. Ульяненко, С. В. Акимова и др. // Достижения науки и техники АПК. 2022. Т. 36. № 2. С. 37–41. doi: 10.53859/02352451_2022_36_2_37.

8. ГОСТ Р 12038-84. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести. М.: Стандартинформ, 2011. 64 c.

9. Влияние ионов кобальта на снижение фито- и цитотоксического действия ионов свинца на проростки ячменя ярового / Н. В. Амосова, Л. Н. Комарова, Е. Р. Ляпунова и др. // Агрохимия. 2022. № 3. С. 68–73.

10. Tetrazolium salts and formazan products in cell biology: Viability assessment, fluorescence imaging, and labeling perspectives / J. C. Stockert, R. W. Horobin, L. L. Colombo, et al. // Acta Histochemica. 2018. Vol. 120. No. 3. P. 159–167. doi: 10.1016/j.acthis.2018.02.005.

11. Synzynys B. I., Ulyanenko L. N. Some aspects of aluminum detoxifying in plants: phytotoxic and genotoxic effects // Theoretical and Applied Ecology. 2018. No. 2. P. 107‒112.

12. Mycotoxins in corn: Occurrence, impacts, and management / G. P. Munkvold, S. Arias, I. Taschl, et al. // Corn. 2019. No. 9. P. 235‒287. doi: 10.1016/b978-0-12-811971-6.00009-7.

13. Будынков Н. И., Михалёва С. Н., Проскурин А. В. Динамика факультативных паразитов грибной природы в полевых агроценозах с минимальной обработкой почвы в западной части Волгоградской области // Агрохимия. 2021. № 1. C. 64‒71.

14. Влияние дифенилмочевины на энергозапасающие реакции фотосинтеза в онтогенезе растений рапса / Н. П. Татаринцев, Н. С. Захарченко, А. Н. Шмарев и др. // Агрохимия. 2022. № 4. С. 24‒29.

15. Влияние загрязнения кадмием дерново-подзолистой почвы на рост и развитие растений ячменя / Л. Н. Ульяненко, А. С. Филипас, Н. Н. Лой и др. // Агрохимия 2009. № 6. С. 56‒60.

16. Горшкова Д. С., Пожидаева Е. С. Влияние фитогормонов на экспрессию генов USP в проростках Arabidopsis thaliana // Вестник Московского университета. Серия 16. Биология. 2021. Т. 76. № 4. С. 241‒249.