Накопление пролина, флавоноидов и органических кислот в листьях кресс-салата в условиях солещелочного стресса

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Исследовали изменения в содержании пролина, флавоноидов и органических (яблочной, лимонной, янтарной) кислот в растениях кресс-салата (Lepidium sativum L.) на начальном этапе развития соле-щелочного стресса. Двухфакторный эксперимент включил варианты с NaCl-засолением (50, 100, 150, 200 мМ), щелочности (при рН = 7–10) и варианты комбинированного воздействия соли и рН. С помощью двухфакторного дисперсионного анализа с определением силы влияния по Снедекору установили отдельное и взаимное действие факторов стресса на изменение высоты и массы надземной части растений, содержания воды, Na+, пролина, флавоноидов и общего содержания органических кислот в листьях. Через 24 и 48 ч после стресс-воздействия изменения высоты и массы кресс-салата были минимальными, сила влияния факторов стресса не более 4–7%. В листьях кресс-салата снизилось содержание воды; эти изменения обусловлены отдельным и взаимным воздействием NaCl-засоления и высоких значений рН на 35–53%. В листьях кресс-салата наблюдали заметное накопление Na+, его содержание в первые часы наблюдений зависело от отдельного влияния факторов стресса. Через сутки количество Na+ в листьях увеличилось относительно контроля в несколько раз, показатели отдельного и взаимного влияния факторов соле-щелочного стресса достигли 31–33%. Аккумуляция пролина в листьях в большей степени зависела от засоления и взаимного действия факторов стресса (влияние в пределах 26–33%). Влияние высоких значений рН не превышало 21%. Незначительное накопление флавоноидов отмечали только через 1 ч после стресс-воздействия. Установлено, что увеличение суммарного содержания лимонной, яблочной и янтарной кислот в равной степени зависело от отдельного и взаимного влияния факторов, суммарное воздействие NaCl-засоления и высоких значений рН достигало 97–99%. Таким образом, в условиях солещелочного стресса накопление органических кислот и пролина является основой адаптационных процессов в кресс-салате.

全文:

受限制的访问

作者简介

А. Чернышева

Пермский государственный национальный исследовательский университет

编辑信件的主要联系方式.
Email: nast483@bk.ru
俄罗斯联邦, Пермь

О. Еремченко

Пермский государственный национальный исследовательский университет

Email: nast483@bk.ru
俄罗斯联邦, Пермь

К. Боталова

Пермский государственный национальный исследовательский университет

Email: nast483@bk.ru
俄罗斯联邦, Пермь

参考

  1. Volkov V., Beilby M.J. Salinity tolerance in plants: Mechanisms and regulation of ion transport // Front. Plant Sci. 2017. V. 8. P. 1795. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.01795
  2. Arif Y., Singh P., Siddiqui H., Bajguz A., Hayat S. Salinity induced physiological and biochemical changes in plants: An omic approach towards salt stress tolerance // Plant Physiol. Biochem. 2020. V. 156. Р. 64. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2020.08.042
  3. Amin I., Rasool S., Mir M.A., Wani W., Masoodi K.Z., Ahmad P. Ion homeostasis for salinity tolerance in plants: A molecular approach // Physiol. Plant. 2021. V. 171. Р. 578. https://doi.org/10.1111/ppl.13185
  4. Yang C., Wang P., Li C., Shi D., Wang D. Comparison of effects of salt and alkali stresses on the growth and photosynthesis of wheat // Photosynthetica. 2008. V. 46. P. 107. https://doi.org/10.1007/s11099-008-0018-8
  5. Guo R., Shi L., Ding X., Hu Y., Tian S., Yan D., Yang Y. Effects of saline and alkaline stress on germination, seedling growth, and ion balance in wheat // Agron. J. 2010. V. 102. P. 1252. https://doi.org/10.2134/agronj2010.0022
  6. Liu J., Shi D. Photosynthesis, chlorophyll fluorescence, inorganic ion and organic acid accumulations of sunflower in responses to salt and salt-alkaline mixed stress // Photosynthetica. 2010. V. 48. Р. 127. https://doi.org/10.1007/s11099-010-0017-4
  7. Guo R., Yang Z., Li F., Yan C., Zhong X., Liu Q., Xia X., Li H. Zhao L. Comparative metabolic responses and adaptive strategies of wheat (Triticum aestivum) to salt and alkali stress // ВМС Plant Biol. 2015. V. 15. P. 170. https://doi.org/10.1186/s12870-015-0546-x
  8. Hou R., Yang L., Wuyun T., Chen S., Zhang L. Genes related to osmoregulation and antioxidation play important roles in the response of Trollius chinensis seedlings to saline-alkali stress // Front. Plant Sci. 2023. V. 14. Р. 1080504. https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1080504
  9. Carvalho K., Campos M.K., Domingues D.S., Pereira L.F., Vieira L.G. The accumulation of endogenous proline induces changes in gene expression of several antioxidant enzymes in leaves of transgenic Swingle citrumelo // Mol. Biol. Rep. 2013. V. 40. P. 3269. https://doi.org/10.1007/s11033-012-2402-5
  10. Zhu J.K. Plant salt tolerance // Trends Plant Sci. 2001. V. 6. P. 66. https://doi.org/10.1016/S1360-1385(00)01838-0
  11. Krishnan N., Dickman M.B., Becker D.F. Proline modulates the intracellular redox environment and protects mammalian cells against oxidative stress // Free Radical Biol. Med. 2008. V. 44. P. 671. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2007.10.054
  12. Borhannuddin Bhuyan M.H.M., Hasanuzzaman M., Mahmud J.A., Hossain M.S., Bhuiyan T.F., Fujita M. Unraveling morphophysiological and biochemical responses of Triticum aestivum L. to extreme pH: coordinated actions of antioxidant defense and glyoxalase systems // Plants. 2019. V. 8. P. 24. https://doi.org/10.3390/plants801002
  13. Gould K.S., Lister C. Flavonoid functions in plants. In Flavonoids: Chemistry, Biochemistry and Applications. CRC Press LLC: Boca Raton, FL, USA, 2006. P. 397.
  14. Khlestkina E. The adaptive role of flavonoids: emphasis on cereals // Cereal Res. Commun. 2013. V. 41. P. 185. https://doi.org/10.1556/crc.2013.0004
  15. Brunetti C., Di Ferdinando M., Fini A., Pollastri S., Tattini M. Flavonoids as antioxidants and developmental regulators: relative significance in plants and humans // Int. J. Mol. Sci. 2013. V. 14. P. 3540. https://doi.org/10.3390/ijms14023540
  16. Чжоу К., Юй В.Дж. Накопление неорганических и органических осмолитов и их роль в осмотической регуляции у проростков Vetiveria zizanioides при действии NaCl // Физиология растений. 2009. Т. 56. С. 751.
  17. Zhang H., Liu X.L., Zhang R.X., Yuan H.Y., Wang M.M., Yang H.Y., Ma H.Y., Liu D., Jiang C.J., Liang Z.W. Root damage under alkaline stress is associated with reactive oxygen species accumulation in rice (Oryza sativa L.) // Front. Plant Sci. 2017. V. 8. Р. 1580. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.01580
  18. López-Bucio J., Nieto-Jacobo M.F., Ramírez-Rodríguez V., Herrera-Estrella L. Organic acid metabolism in plants: from adaptive physiology to transgenic varieties for cultivation in extreme soils // Plant Sci. 2000. V. 160. Р. 1. https://doi.org/10.1016/S0168-9452(00)00347-2
  19. Shi D., Wang D. Effects of various salt-alkaline mixed stresses on Aneurolepidium chinense (Trin.) Kitag. // Plant Soil. 2005. V. 271. Р. 15. https://doi.org/10.1007/s11104-004-1307-z
  20. Genc Y., Taylor J., Lyons G., Li Y., Cheong J., Appelbee M., Oldach K., Sutton T. Bread wheat with high salinity and sodicity tolerance // Front. Plant Sci. 2019. V. 10. Р. 1280. https://doi.org/10.3389/fpls.2019.01280
  21. Иванищев В.В., Евграшкина Т.Н., Бойкова О.И., Жуков Н.Н. Засоление почвы и его влияние на растения // Известия Тульского государственного университета. Науки о земле. 2020. № 3. С. 28.
  22. Иванова Л.А., Чанчикова А.Г., Ронжина Д.А., Золотарева Н.В., Косульников В.В., Кадушников Р.М., Иванов Л.А. Акклимация листьев луговых растений разных функциональных типов к экспериментальному потеплению климата // Физиология растений. 2016. Т. 63. С. 860. https://doi.org/10.7868/S0015330316050067
  23. Кусакина М.Г., Суворов В.И., Чудинова Л.А. Большой практикум “Биохимия”. Лабораторные работы: учеб. Пособие. Перм. гос. нац. исслед. ун-т. Пермь, 2012. 148 с.
  24. Bates L., Waldren P.P., Teare J.D. Rapid determination of proline of water stress studies // Plant Soil. 1973. V. 39. P. 205. https://doi.org/10.1007/BF00018060
  25. Курдюков Е.Е., Водопьянова О.А., Моисеева И.Я., Семенова Е.Ф. Методика количественного определения суммы флавоноидов в листьях моринги масличной (Moringa oleifera) // Вест. Моск. ун-та. Сер 2. Химия. 2021. Т. 62. С. 380.
  26. Руководство по методам контроля качества и безопасности биологически активных добавок к пище. М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2004. 240 с.
  27. Веселов Д.С., Маркова И.В., Кудоярова Г.Р. Реакция растений на засоление и формирование солеустойчивости // Успехи современной биологии. 2007. Т. 127. № 5. С. 482.
  28. Захарин А.А., Паничкин Л.А. Модель протонного барьера. Полная односторонняя проницаемость клеток корня для воды под влиянием избытка протонов в апопласте // Известия ТСХА. 2005. № 3. С. 69.
  29. Орлова Ю.В., Майорова О.В., Халилова Л.А., Мясоедов Н.А., Неделяева О.И., Попова Л.Г., Балнокин Ю.В. Накопление и распределение неорганических ионов в тканях органов галофита Suaeda altissima (L.) Pall. в условиях засоления // Известия Уфимского научного центра РАН. 2018. № 3. С. 107. https://doi.org/10.31040/2222-8349-2018-4-3-107-114
  30. Guo R., Yang Z., Li F., Yan C., Zhong X., Liu Q., Xia X., Li H., Zhao L. Ionomic and metabolic responses to neutral salt or alkaline salt stresses in maize (Zea mays L.) seedlings // BMC Plant Biol. 2017. V. 17. Р. 1. https://doi.org/10.1186/s12870-017-0994-6
  31. Roy S.J., Negrão S., Tester M. Salt resistant crop plant // Curr. Opin. Biotechnol. 2014. V. 26. Р. 115. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2013.12.004
  32. Yan H., Zhao W., Sheng Y., Shi D., Zhou D. Effects of alkali-stress on Aneurolepidium chinense and Helianthus annuus // Chin. J. Appl. Ecol. 2005. V. 16. P. 1497.
  33. Кузнецов В.В., Шевякова Н.И. Пролин при стрессе: биологическая роль, метаболизм, регуляция // Физиология растений. 1999. Т. 46. С. 321.
  34. Радюкина Н.Л., Шашкунова А.В., Шевякова Н.И., Кузнецов В.В. Участие пролина в системе антиоксидантной защиты шалфея при действии NaCl и параквата // Физиология растений. 2008. Т. 55. С. 721.
  35. Загоскина Н.В., Назаренко Л.В. Активные формы кислорода и антиоксидантная система растений// Вестник МГПУ. Сер. Естественные науки. 2016. Т. 2. № 22. С. 9.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Results of two-factor analysis of variance of height, weight and water content of cress plants depending on 1 – NaCl salinity (NaCl), 2 – alkalinity (pH) and 3 – mutual action of these factors (NaCl + pH) under conditions of salt-alkaline stress; the influence of factors is significant: * – at the level of P ≤ 0.015; ** – P ≤ 0.001; *** –P ≤ 0.0001.

下载 (158KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Results of two-factor analysis of variance of Na+ and proline content in garden cress plants depending on 1 – NaCl salinity (NaCl), 2 – alkalinity (pH) and 3 – mutual action of these factors (NaCl + pH) under conditions of salt-alkaline stress; the influence of factors is significant: * – at the level of P ≤ 0.015; *** – P ≤ 0.0001.

下载 (164KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Results of two-factor analysis of variance of the content of flavonoids and the sum of organic acids (citric, malic and succinic) in garden cress plants depending on 1 – NaCl salinity (NaCl), 2 – alkalinity (pH) and 3 – the mutual action of these factors (NaCl + pH) under conditions of salt-alkaline stress; the influence of factors is significant: ** – P ≤ 0.001; *** – P ≤ 0.0001.

下载 (170KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

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».