Влияние обработки салициловой кислотой семян на активность карбоангидразы, скорость фотосинтеза, устьичную проводимость и содержание пигментов в листьях пшеницы при избытке цинка
- Авторы: Игнатенко А.А.1, Нилова И.А.1, Холопцева Е.С.1, Титов А.Ф.1, Казнина Н.М.1
-
Учреждения:
- Институт биологии – обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра “Карельский научный центр Российской академии наук”
- Выпуск: Том 513, № 1 (2023)
- Страницы: 570-574
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/2686-7389/article/view/244383
- DOI: https://doi.org/10.31857/S2686738923700415
- EDN: https://elibrary.ru/GQMEUD
- ID: 244383
Цитировать
Аннотация
Изучали влияние обработки салициловой кислотой (СК) семян на активность карбоангидразы (КА), скорость фотосинтеза, устьичную проводимость и содержание пигментов в листьях пшеницы при оптимальном (2 мкМ) содержании цинка в корнеобитаемой среде или его избытке (1500 мкМ). Впервые показано, что при оптимальном содержании цинка обработка СК семян приводит к повышению по сравнению с необработанными растениями активности КА и увеличению устьичной проводимости, не сказываясь при этом на скорости фотосинтеза. При избытке цинка в корнеобитаемой среде обработка СК семян усиливала снижение активности КА, однако скорость фотосинтеза при этом была выше, чем у необработанных растений, очевидно, за счет повышения содержания хлорофиллов и каротиноидов, и увеличения устьичной проводимости. Сделан вывод, что СК, наряду с другими факторами негормональной природы и гормонами, принимает участие в защитно-приспособительных реакциях растений пшеницы на повышенное содержание цинка в окружающей среде.
Об авторах
А. А. Игнатенко
Институт биологии – обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра “Карельский научный центр Российской академии наук”
Автор, ответственный за переписку.
Email: angelina911@ya.ru
Россия, Петрозаводск
И. А. Нилова
Институт биологии – обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра “Карельский научный центр Российской академии наук”
Email: angelina911@ya.ru
Россия, Петрозаводск
Е. С. Холопцева
Институт биологии – обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра “Карельский научный центр Российской академии наук”
Email: angelina911@ya.ru
Россия, Петрозаводск
А. Ф. Титов
Институт биологии – обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра “Карельский научный центр Российской академии наук”
Email: angelina911@ya.ru
Россия, Петрозаводск
Н. М. Казнина
Институт биологии – обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра “Карельский научный центр Российской академии наук”
Email: angelina911@ya.ru
Россия, Петрозаводск
Список литературы
- Колупаев Ю.Е., Карпец Ю.В. Салициловая кислота и устойчивость растений к абиотическим стрессорам // Вісник Харківського національного аграрного університету ім. В.В. Докучаєв. Серия Биология. 2009. № 2. С. 19–39.
- Kaur G., Tak Y., Asthir B. Salicylic acid: a key signal molecule ameliorating plant stresses // Cereal Res. Commun. 2022. V. 50. P. 617–626.
- Sharma A., Singh G.P.S., Araniti F., et al. The role of salicylic acid in plants exposed to heavy metals // Molecules. 2020. V. 25. P. 540.
- Singh S., Parihar P., Singh R., et al. Heavy metal tolerance in plants: role of transcriptomics, proteomics, metabolomics, and ionomics // Front. Plant Sci. 2016. V. 6. P. 1143.
- Moussa H., El-Gamal S.M. Effect of salicylic acid pretreatment on cadmium toxicity in wheat // Biol. Plant. 2010. V. 54. P. 315–320.
- Yotsova E.K., Dobrikova A.G., Stefanov M.A., et al. Improvement of the rice photosynthetic apparatus defence under cadmium stress modulated by salicylic acid supply to roots // Theor. Exp. Plant Physiol. 2018. V. 30. P. 57–70.
- Safari F., Akramian M., Salehi-Arjmand H., et al. Physiological and molecular mechanisms underlying salicylic acid-mitigated mercury toxicity in lemon balm (Melissa officinalis L.) // Ecotoxicol. Environ. Saf. 2019. V. 183. P. 109542.
- Quaglia M., Troni E., D’Amato R., et al. Effect of zinc imbalance and salicylic acid co-supply on Arabidopsis response to fungal pathogens with different lifestyles // Plant Biology. 2021. V. 4. P. 30–40.
- Руденко Н.Н., Игнатова Л.К., Федорчук Т.П., и др. Карбоангидразы фотосинтезирующих клеток высших растений. Обзор // Биохимия. 2015. Т. 80. С. 798–813.
- Medina-Puche L., Castelló M.J., Canet J.V., et al. β-carbonic anhydrases play a role in salicylic acid perception in Arabidopsis // PLoS ONE. 2017. V. 12. P. e0181820.
- Polishchuk O.V. Stress-related changes in the expression and activity of plant carbonic anhydrases // Planta. 2021. V. 253. P. 58.
- Slaymaker D.H., Navarre D.A., Clark D., et al. The tobacco salicylic acid-binding protein 3 (SABP3) is the chloroplast carbonic anhydrase, which exhibits antioxidant activity and plays a role in the hypersensitive defense response // PNAS. 2002. V. 99. P. 11640–11645.
- Hayat Q., Hayat S., Alyemeni M.N., et al. Plant physiology salicylic acid mediated changes in growth, photosynthesis, nitrogen metabolism and antioxidant defense systemin Cicer arietinum L. // Plant Soil Environ. 2012. V. 58. P. 417–423.
- Ahmad B., Jaleel H., Sadiq Y., et al. Response of exogenous salicylic acid on cadmium induced photosynthetic damage, antioxidant metabolism and essential oil production in peppermint // Plant Growth Regul. 2018. V. 86. P. 273–286.
- Bingöl N.A., Akin B., Kocaçalişkan İ., et al. Effect of zinc on phytoremediation potential and carbonic anhydrase and polyphenoloxidase activities of Lythrum salicaria L. // Turk. J. Bot. 2021. V. 45. P. 553–562.
- Bandyopadhyay T., Mehr P., Hairat S., et al. Morpho-physiological and transcriptome profiling reveal novel zinc deficiency-responsive genes in rice // Funct. Integr. Genomics. 2017. V. 17. P. 565–581.
- Fariduddin Q., Hayat S., Ahmad A. Salicylic acid influences net photosynthetic rate, carboxylation efficiency, nitrate reductase activity, and seed yield in Brassica juncea // Photosynthetica. 2003. V. 41. P. 281–284.
- Hayat S., Hasan S.A., Fariduddin Q., et al. Growth of tomato (Lycopersicon esculentum) in response to salicylic acid under water stress // J. Plant Interact. 2008. V. 3. P. 297–304.
- Zlobin I.E., Kartashov A.V., Kuznetsov Vl.V. Some plant enzymes are highly sensitive to inhibition by zinc ions // Russ. J. Plant Physiol. 2019. V. 66. P. 591–596.
- Kolbe A.R., Brutnell T.P., Cousins A.B., et al. Carbonic anhydrase mutants in Zea mays have altered stomatal responses to environmental signals // Plant Physiol. 2018. V. 177. P. 980–989.