Вплив метаболічно-активних речовин на окремі фізіолого-біохімічні показники росту і розвитку огірків сорту Ніжинський

Автор(и)

  • Vitalii Lisovytskyi аспірант Ніжинського державного університету імені Миколи Гоголя, Ukraine
  • Olena Kuchmenko доктор біологічних наук, завідувач кафедри біології Ніжинського державного університету імені Миколи Гоголя, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-3021-8583

DOI:

https://doi.org/10.18523/2617-4529.2020.3.35-42

Ключові слова:

огірки, проростання, довжина стебла, площа листкової поверхні, хлорофіл, параоксибензойна кислота, метіонін, сульфат магнію, вітамін Е, убіхінон-10

Анотація

Проведено дослідження з метою вивчення впливу метаболічно-активних речовин (MgSO4, параоксибензойної кислоти (ПОБК), вітаміну Е, убіхінону-10 та метіоніну) в різних концентраціях на показники проростання насіння огірків сорту Ніжинський та окремі фізіологічні та біохімічні показники росту і розвитку рослин. Під час проведення дослідів розчини речовин брали в таких концентраціях: параоксибензойна кислота (0,1 %, 0,01 %, 0,001 %, 0,0001 %, 0,00001 %), метіонін (0,1 %, 0,01 %, 0,001 %, 0,0001 %, 0,00001 %), MgSO4 (0,1 %, 0,01 %, 0,001 %, 0,0001 %, 0,00001 %), вітамін Е (α-токоферилацетат) (10-3М, 10-6М, 10-8М), убіхінон-10 (препарат «Кудесан») (10-3М, 10-6М, 10-8М). У результаті проведених досліджень було продемонстровано дозозалежний ефект досліджуваних метаболічно-активних речовин на енергію проростання насіння огірків (Cucumis sativus) сорту Ніжинський. Показано, що найефективнішими концентраціями досліджуваних сполук для стимуляції проростання насіння були 0,001 % розчини ПОБК, метіоніну і MgSO4 та 10-8М розчини убіхінону-10 і вітаміну Е (α-токоферилацетату). Показано ефективність передпосівної обробки насіння огірків 0,001 % розчином MgSO4 щодо стимуляції ростових процесів рослин огірків сорту Ніжинський, що виражалось у стимуляції росту стебла і зростанні площі листової пластинки. Найбільша ефективність щодо збільшення вмісту загальних хлорофілів, хлорофілу a і b в листі огірків спостерігалась у рослин, насіння яких перед посівом обробляли 0,001 % розчинами ПОБК і метіоніну та 10-8М розчином вітаміну Е, що може свідчити про зміни в процесах біосинтезу або деградації цих фотосинтезуючих пігментів. Результати цього дослідження можуть мати практичне значення для подальшого вивчення впливу цих метаболічно-активних речовин на рослинні організми з метою подальшого застосування в рослинництві. Речовини, які показали свою ефективність, можуть бути використані як складові компоненти стимулюючих препаратів.

Матеріал надійшов 28.04.2020

Біографія автора

Olena Kuchmenko, доктор біологічних наук, завідувач кафедри біології Ніжинського державного університету імені Миколи Гоголя

PhD in Biology, Head of the Department of Biology of Nizhyn Mykola Gogol State University

Посилання

Biostimulants of plants of natural origin. Presentation. Website MNTTS Agrobiotech [Internet]. [cited 2020 April 19]. Available from: http://www.agrobiotech.com.ua.

Nardi S, Pizzeghello D, Schiavon M, Ertani A. Plant biostimulants: physiological responses induced by protein hydrolyzed-based products and humic substances in plant metabolism. Sci. agric. (Piracicaba, Braz.). 2016;73(1):18–23. DOI: 10.1590/0103-9016-2015-0006

Cho JY, Moon JH, Seong KY, Park KH. Antimicrobial Activity of 4-Hydroxybenzoic Acid and trans 4-Hydroxycinnamic Acid Isolated and Identified from Rice Hull. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. 1998;62(11):2273–6. DOI: 10.1271/bbb.62.2273

Barkosky RR, Einhellig FA. Allelopathic interference of plant-water relationships by para-hydroxybenzoic acid. Bot. Bull. Acad. Sin. 2003;44:53–8. Available from: http://ejournal.sinica.edu.tw/bbas/content/2003/1/bot441-08.html.

Guo W, Chen S, Hussain N, Cong Y, Liang Z, Chen K. Magnesium stress signaling in plant: just a beginning. Plant Signal Behav. 2015;10(3):e992287. DOI: 10.4161/15592324.2014.992287

Abid M, Haddad M, Ferchichi A. Effect of magnesium sulphate on the first stage of development of Lucerne [Internet]. In: Porqueddu C, Tavares de Sousa MM, editors. Sustainable Mediterranean grasslands and their multi-functions. Zaragoza: CIHEAM / FAO / ENMP / SPPF; 2008, р. 405–8. Available from: http://om.ciheam.org/om/pdf/a79/00800685.pdf.

Maathuis FJM. Physiological functions of mineral macronutrients. Curr. Opin. Plant Biol. 2009;12:250–8. DOI: 10.1016/j.pbi.2009.04.003

Hildebrandt TM, Nunes Nesi A, Araújo WL, Braun HP. Amino Acid Catabolism in Plants. Mol Plant. 2015;8(11):1563–79. DOI: 10.1016/j.molp.2015.09.005.

Miret JA, Munné-Bosch S. Redox signaling and stress tolerance in plants: a focus on vitamin E. Ann N Y Acad Sci. 2015;1340:29–38. DOI: 10.1111/nyas.12639

Sattler SE, Gilliland LU, Magallanes-Lundback M, Pollard M, Della Penna D. Vitamin E Is Essential for Seed Longevity and for Preventing Lipid Peroxidation during Germination. The Plant Cell. 2004;16:1419–32. DOI: 10.1105/tpc.021360

Liu M, Lu S. Plastoquinone and Ubiquinone in Plants: Biosynthesis, Physiological Function and Metabolic Engineering. Front Plant Sci. 2016;7:1898. DOI: 10.3389/fpls.2016.01898

Stahl E, Hartmann M, Scholten N, Zeier J. A Role for Tocopherol Biosynthesis in Arabidopsis Basal Immunity to Bacterial Infection. Plant Physiol. 2019;181(3):1008–28. DOI: 10.1104/pp.19.00618

Rozhnova NA, Gerashchenkov GA. Protein and biochemical markers in systemic induced resistance to phytoviruses in tobacco and potato plants. Trudy po prikladnoj botanike, genetike i selekcii. 2014;175(4):99–108.

Yeshchenko VO, Kopytko PG, Kostohryz PV, Opryshko VP. Osnovy naukovykh doslidzhen v ahronomii. Vinnytsia: Edelveis і К; 2014. 332 р.

Grytsaenko ZM, Grytsaenko AO, Karpenko VP. Metody biolohichnykh ta ahrokhimichnykh doslidzhen roslyn і gruntіv. Kyiv: NІCHLAVA; 2003. 320 р.

Mène-Saffrané L. Vitamin E biosynthesis and its regulation in plants. Antioxidants. 2018;7(1):2. DOI: 10.3390/antiox7010002

Mokrosnop VM. Functions of tocopherols in the cells of plants and other photosynthetic organisms. Ukr. Biochem. J. 2014;86(5):26–36. DOI: 10.15407/ubj86.05.026

Feussner I, Wasternack C, Kindlt H, Kuhnt H. Lipoxygenase-catalyzed oxygenation of storage lipids is implicated in lipid mobilization during germination. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1995;92:11849–53. DOI: 10.1073/pnas.92.25.11849

Feussner I, Balkenhohl TJ, Porzel A, Kühn H, Wasternack C. Structural elucidation of oxygenated storage lipids in cucumber cotyledons. Implication of lipid body lipoxygenase in lipid mobilization during germination. J Biol Chem. 1997;272(34):21635–41. DOI: 10.1074/jbc.272.34.21635

Shadchyna TM, Gulyaev BI, Kiriziy DA. Regulation of photosynthesis and plant productivity: physiological and environmental aspects. Kyiv: Ukr. Fіtosocіocentr; 2006. 384 р.

Tyutereva EV, Dmitrieva VA, Voitsekhovskaja OV. Chlorophyll b as a source of signals steering plant development. Sel'skokhozyaistvennaya biologiya [Agricultural Biology]. 2017;52(5):843–55. DOI: 10.15389/agrobiology.2017.5.843rus.

##submission.downloads##