Influence of Selenium on the Yield and Content of the Amino Acid Composition of Spring Wheat Grain under Optimal Conditions of Water Supply and during Drought

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

In model experiments in soil culture, the effect of various methods of applying sodium selenite on the formation of yield and amino acid composition of grain varieties of spring wheat Zlata and Ester, depending on water supply conditions, was studied. Sodium selenite was introduced by pre-sowing seed treatment and leaf treatment of vegetative plants. The study simulated optimal water supply conditions and soil moisture deficiency during the critical period of plant growth. The role of selenium in the regulation of the production process and the formation of the amino acid composition of spring wheat grain was studied. It was found that the production process of wheat plants, both under optimal water supply and in drought conditions, depended on the method of application of selenium and the varietal characteristics of spring wheat. The results allowed us to assume that selenium activated the attenuating ability of the ear by enhancing its acceptor properties. Under these conditions, the grains were better provided with assimilates. this made it possible to form the maximum possible yield of wheat grain. In conditions of drought, during leaf treatment of plants with sodium selenite, favorable conditions were created for the formation of reproductive organs of wheat, which stimulated the restoration of the processes of assimilate outflow from the vegetative mass into the forming grains. This made it possible to influence production processes and reduce the depression of wheat crop formation. The use of selenium revealed an increase in the total content of key amino acids, which had a significant effect on the antioxidant status of plants and contributed to the realization of their adaptive potential. The positive effect of selenium on the content of a number of amino acids, including on the assimilation of methionine, was revealed, which was probably due to the synthesis of selenomethionine, since the ways of their formation are similar and it is not possible to separate them. The greatest effect of selenium was observed in the cultivation of wheat of the Zlata variety compared with wheat of the Ester variety, which was determined by varietal differences inherent genetically and the unequal protein content in the grain.

Full Text

Restricted Access

About the authors

I. I. Seregina

Russian State Agrarian University–MSHA named after K. A. Timiryazev

Author for correspondence.
Email: seregina.i@inbox.ru
Russian Federation, ul. Timiryazevskaya 49, Moscow 127550

References

  1. Бондаренко Л.В., Маслова О.В., Белкина А.В., Сухарева К.В. Глобальное изменение климата и его последействия // Вестн. РЭУ им. Г.В. Плеханова. 2018. № 2(98). С. 84–93.
  2. Шеламова Н.А. Влияние изменения климата на сельское хозяйство. М., 2013. 83 с.
  3. Папцов А., Шеламова Н. Мировая агропродовольственная система и глобальные климатические изменения // АПК: эконом., управл-е. 2017. № 11. С. 81–94.
  4. Владимирский В.К. Засуха – возможный источник чрезвычайной ситуации // Стратегия гражд. защиты: пробл. и исслед-я. 2013. Т. 3. № 1(4). С. 147–157.
  5. Сказкин Ф.Д. Критический период у растений к недостаточному водоснабжению. ХХI Тимирязевское чтение. М.: Наука, 1961. 51 с.
  6. Воробейков Г.А., Бредихин В.Н., Лебедев В.Н., Юргина В.С. Биология критического периода растений в условиях нарушения влажности почвы // Изв. Рос. гос. пед. ун-та им. А.И. Герцена. 2015. № 173. С. 109–173.
  7. Kong L., Wang M., Bi D. Selenium modulates the activities of antioxidant enzymes, osmotic home ostasi sand promotes the growth of sorrel seed ling sunder salt stress // Plant Growth Regul. 2005. V. 45. P. 155–163.
  8. Ibrahim H.M. Selenium pretreatment regulates the antioxidant defense system and reduces oxidative stress on drought–stressed wheat (Triticum aestivum L.) plants // Asian J. Plant Sci. 2014. V. 13. P. 120–128.
  9. Серегина И.И., Ниловская Н.Т. Роль селена в реализации адаптивной способности пшеницы в условиях окислительного стресса // К 150-летию со дня рожд. Акад. Д.Н. Прянишникова. М., 2015. 152 с.
  10. Серегина И.И., Верниченко И.В., Ниловская Н.Т., Шумилин А.О. Продуктивность и устойчивость яровой пшеницы в условиях окислительного стресса при применении селена // Агрохимия. 2015. № 3. С. 56–63.
  11. Кузнецов В.В. Защитное действие селена при адаптации растений пшеницы к условиям засухи: Автореф. дис. … канд. биол. наук. М., 2004. 24 с.
  12. Foster L.H., Sumar S. Selenium in heal than ddisease: a review // Crit. Rev. Food. Sci. Nutr. 1997. № 3. P. 218–228,
  13. Вихрева В.А., Блинохватов А.А., Клейменова Т.В. Селен в жизни растений: моногр. Пенза: РИО ПГСХА, 2012. 222 с.
  14. Телевка М.С. Роль селена в формировании продуктивности яровой пшеницы в стрессовых условиях: Автореф. дис. … канд. биол. наук. М: РГАУ–МСХА, 2013. 23 с.
  15. Серегина И.И., Белопухов С.Л. Защитностимулирующая роль микроэлементов и регуляторов роста в растениеводстве. М., 2021. 184 с.
  16. Серегина И.И. Влияние условий азотного питания, водообеспеченности и применения селена на фотосинтетическую активность растений яровой пшеницы разных сортов // Агрохимия. 2011. № 7. С. 17–26.
  17. Лановая М.С., Чернышева Ю.А. Влияние селена на продуктивность яровой пшеницы в разных условиях водообеспечения // Энтузиасты аграрной науки: Тр. Кубан. ГАУ. Краснодар, 2010. Вып. 12. С. 118–120.
  18. Телевка М.С. Продуктивность и содержание разных форм азота в зерне яровой пшеницы в зависимости от условий водообеспечения при применении селена // Агрохим. вестн. 2013. № 3. С. 41–44.
  19. Верниченко И.В., Яковлев П.А. Изучение протекторного действия Se, Si и Zn на устойчивость зерновых культур к почвенной засухе // Агрохим. вестн. 2014. № 4. С. 14–17.
  20. Кирюшина А.П. Влияние листовой обработки селенитом натрия на продуктивность и качество зерновых культур в условиях разного минерального питания: Автореф. дис. … канд. биол. наук. М.: Изд-во МГУ, 2017. 24 с.
  21. Кудрявцев А.А. Химия и технология селена и теллура. М.: Высш. шк., 1961. 288 с.
  22. Шеуджен А.Х., Лебедовский И.А., Бондарева Т.Н. Биогеохимия и агрохимия селена // Научн. журн. КубГАУ. 2013. № 92(08). С. 1–11.
  23. FairweatherTait S.J., Bao Y., Broadley M.R., Collings R. Selenium in human health and disease // Antioxid. Redox Signal. 2011. V. 14. № 7. P. 1337–1383.
  24. Голубкина Н.А., Полубояринов П.А., Синдирева А.В. Селен в продуктах растительного происхождения // Вопр. питания. 2017. Т. 86. № 2. С. 63–69.
  25. Торшин С.П., Ягодин Б.А., Удельнова Т.М., Голубкина Н.А., Дудецкий А.А. Влияние микроэлементов Se, Zn, Mo при разной обеспеченности почвы макроэлементами и серой на содержание Se в растениях яровых пшеницы и рапса // Агрохимия. 1996. № 5. С. 54–64.
  26. Вихрева В.А., Хрянин В.Н., Стаценко А.П., Блинохватов А.Ф. О причинах антистрессовой активности селена // Бюл. ВИУА им. Д.И. Прянишникова. М., 2001. № 115. С. 20–21.
  27. Block E., Birringer M., Jiang W., Nakahodo T., Thompson H.J., Toscano P.J., Uzar H., Zhang X., Zhu Z. Allium chemistry: synthesis, natural occurrence, biological activity, and chemistry of Se-alk(en)yl selenocysteines and their γ-glutamyl derivativesand oxidation products // J. Agricult. Food Chem. 2001. V. 49. P. 458–470.
  28. Кобзаренко В.И., Волобуева В.Ф., Серегина И.И., Ромодина Л.В. Агрохимические методы исследований: Учеб-к. М.: РГАУ–МСХА, 2015. 309 с.
  29. Серегина И.И. Цинк, селен и регуляторы роста в агробиоценозе. М.: Проспект, 2018. 208 с.
  30. Кумаков В.А. Физиологическое обоснование моделей сортов пшеницы. М.: Агропромиздат, 1985. 270 с.
  31. Сидоренко В.С., Наумкин Д.В., Наумкина Л.А. Изменчивость основных морфобиологических признаков ярового ячменя // Зернобоб. и круп. культуры. 2012. № 3. С. 35–38.
  32. Сластя И.В. Влияние обработки соединениями кремния семян и вегетирующих растений на продуктивность сортов ярового ячменя // Агрохимия. 2012. № 10. С. 51–59.
  33. Серегина И.И., Верниченко И.В., Ниловская Н.Т., Шумилин А.О. Продуктивность и устойчивость яровой пшеницы в условиях окислительного стресса при применении селена // Агрохимия. 2015. № 3. С. 56–63.
  34. Серегина И.И., Ниловская Н.Т., Остапенко Н.В. Роль селена в формировании урожая зерна яровой пшеницы // Агрохимия. 2001. № 1. С. 44–50.
  35. Блинохватов А.Ф., Вихрева В.А., Стаценко А.П., Хрянин В.Н. О причинах антистрессовой активности селена // Бюл. ВИУА. 2001. № 115. С. 20. 27.
  36. Вихрева В.А., Хрянин В.Н., Гинс В.К., Блинохватов А.Ф. Адаптогенная роль селена в высших растениях // Вестн. Башкир. ун-та, 2001. № 2(11). С. 65–66.
  37. Яковлев П.А. Влияние микроэлементов на азотный обмен и устойчивость тритикале и пшеницы к стрессовым факторам внешней среды: Автореф. дис. … канд. биол. наук. М., 2014. 26 с.
  38. Демина Л.Ю., Корнышев В.Н. Влияние марганца, хрома и селена на аминокислотный состав белка мангольда // Гавриш. 2006. № 2. С. 13–16.
  39. Ленинджер А. Основы биохимии. В 3-х т. Т. 2. Пер. с англ. М.: Мир, 1985. 368 с.
  40. Сыровая А.О., Шаповал Л.Г., Макаров В.А., Петюнина В.Н., Грабовецкая Е.Р., Андреева С.В., Наконечная С.А., Бачинский Р.О., Лукьянова Л.В., Козуб С.Н., Левашова О.Л. Аминокислоты глазами химиков, фармацевтов, биологов. В 2-х т. Т. 2 Харьков: Щедра садиба плюс, 2015. 268 с.
  41. Браунштейн А.Е. Биохимия аминокислотного обмена. М.: Изд-во АН СССР, 1949. 426 с.
  42. Котляров В.В., Федулов Ю.П., Доценко К.А., Котляров Д.В., Яблонская Е.К. Применение физиологически активных веществ в агротехнологиях. Краснодар: КубГАУ, 2014. 169 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 The Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».