Регенерационная и фотосинтетическая активность сортов винограда при засолении среды

Цель: изучение стрессоустойчивости сортов винограда путем оценки их ростовых параметров, пигментного состава и фотосинтетической активности в условиях NaCl засоления.
Проведено измерение ростовых и регенерационных показателей у черенков сортов винограда в условиях солевого стресса, определение содержания фотосинтетических пигментов методом спектрофометрии, измерение флуоресценции РАМ‐флуорометрией. Наиболее высокими ростовыми и регенерационными показателями черенков в условиях солевого стресса (100 мМ NaCl) характеризовался сорт Августин. Максимальное содержание суммы хлорофиллов а и b отмечено у сортов Агадаи и Молдова. Исследования флуоресцентных параметров позволили оценить чувствительность фотосинтетического аппарата (ФСА) к действию стрессовых факторов. Наблюдаемая интенсификация фотохимического выхода фотосистемы 2 (ФС2) указывает на эффективную работу защитных механизмов, реализация которых приводит к устойчивости при засолении. Высокие показатели интенсивности фотосинтеза (Y (II)) коррелировали со скоростью переноса электронов по электронно‐транспортной цепи. У сорта Августин относительная скорость электронного транспорта опытных и контрольных образцов совпадали, у сорта Ркацители опытные превышали контрольные значения на 30 %, у сортов Агадаи и Молдова уступали им.
В целом изменения в содержании фотосинтетических пигментов, эффективности работы фотосинтетического аппарата и продуктивности свидетельствуют об устойчивости изучаемых сортов к условиям засоления.

1. Zhang Zh., Fan Ya., Zhang A., Jiao Zh. Baseline‐based soil salinity index (bssi): a novel remote sensing monitoring method of soil salinization // Ieee journal of selected topics in applied earth observations and remote sensing. 2023. N 16. Р. 202–214.

2. Ковда В.А. Проблемы опустынивания и засоления почв аридных регионов мира // Москва: Наука, 2008. 415 с.

3. Баламирзоев М.А., Мирзоев Э.М‐Р. Почвы Дагестана, геоэкологические проблемы их охраны и рационального использования // Юг России: экология, развитие. 2008. N 2. С. 78–84.

4. Залибеков З.Г. Почвы Дагестана // Махачкала: Наука, ДНЦ РАН, 2010. 243 с.

5. Удовенко Г.В. Солеустойчивость культурных растений. Ленинград: Колос, 1977. 215 с.

6. Загиров Н.Г., Аличаев М.М. Ампелоэкологическая оценка территории Терско‐Сулакской низменности для расширения площадей под культуру винограда // Плодоводство и ягодоводство России. 2014. Т. 40. N 1. С. 134–137.

7. Егоров Е.А., Воробьева Т.Н., Ветер Ю.А. Продуктивный потенциал промышленных виноградников // Аграрная наука. 2007. N 1. С. 18–21.

8. Захарин А.А., Паничкин Л.А. Феномен солерезистентности гликофитов // Физиология растений. 2009. Т. 56. N 1. С. 107– 116.

9. Рыфф И.И., Борисенко М.Н. Солеустойчивость подвойных сортов винограда в условиях in vitro // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2016. N 4 (60). С. 198–201.

10. Юсуфов А.Г., Алиева З.М. Пороговая чувствительность к стрессам индивидуума и органов растений // Проблемы развития АПК региона. 2013. Т. 14. N 2 (14). С. 43–47.

11. Юсуфов А.Г., Алиева З.М. Засоление среды и диагностика солеустойчивости растений// Труды Института геологии Дагестанского научного центра РАН. 2012. N 61. С. 216–222.

12. Мамедова К.К. Влияние специфики засоления среды на изолированные структуры винограда // В сб.: Ботаника в современном мире. Труды XIV Съезда Русского ботанического общества и конференции. 2018. С. 293–294.

13. Ру К.М., Сяо К., Лин П., Пей З.М., Чженг Х.Л. Краткосрочное и долговременное воздействие NаCl на физиологические и биохимические характеристики листьев настоящего мангрового растения (Kandelia Candel) // Физиология растений. 2009. Т. 56. N 3. С. 403–409.

14. Королева О.Я., Кольчевский К.Г. Влияние засоления почвы на пигментную систему и фотосинтез растений различных экологических групп // Тез. докл. II съезда Всероссийского общества физиологов растений. 1990. С. 46.

15. Kreslavski V.D., Zorina A.A., Los D.A., et al. Molecular mechanisms of stress resistance of photosynthetic machinery // Molecular stress physiology of plants. India: Springer India. 2013. Р. 21–51.

16. Lichtenthaler H.K., Colowick S.P., Kaplan N.O. Chlorophylls and carotenoids: Pigments of photosynthetic biomembranes // Methods in Enzymology. San Diego: Academic Press, 1987. P. 350– 382.

17. Bilger W., Björkman O. Role of the xanthophyll cycle in photoprotection elucidated by measurements of light‐induced absorbance changes, fluorescence and photosynthesis in leaves of Hedera canariensis // Photosynthesis Research. 1990. V. 25. P. 173–185.

18. Demmig‐Adams B., Adams W.W., Baker D.H., Logan B.A., Bowling D.R., Verhoeven A.S. Using chlorophyll fluorescence to assess the fraction of absorbed light allocated to thermal dissipation of excess excitation // Physiol. Plant. 1996. V. 98. N 2. P. 253–264.

19. Genty B., Harbinson J., Cailly A., Rizza F. Fate of excitation at PS II in leaves: the non‐photochemical side // Third BBSRC Robert Hill Symposium on Photosynthesis. 1996. V. 31. 28 p.

20. Kramer D.M., et al. New fluorescence parameters for the determination of QA redox state and excitation energy fluxes // Photosynthesis Research. 2004. V. 79. P. 209–218.

21. Kalaji H.M., Schansker G., Ladle R.J., Goltsev V., Bosa K., Allakhverdiev S., Zivcak M. Frequently asked questions about in vivo chlorophyll fluorescence: practical issues // Photosynthesis Research. 2014. V. 122. P. 121–158.

22. Körner C. Alpine plant life: functional plant ecology of high mountain ecosystems. Berlin, Heidelberg, Germany. Springer Verlag, 1999. 343 р.

23. Kalaji H.M., Rutkovskaya A. Reactions of the photosynthetic apparatus of corn seedlings to salt stress // Problem Notebooks of Achievements in Agricultural Sciences. 2004. V. 496. N. 2. P. 161– 167.

24. Lichtenthaler H.K., Kuhn G., Prenzel U. et al. Adaptation of chloroplast‐ultrastructure and of chlorophyll‐protein levels to high‐ light and low‐light growth conditions // Zeitschrift für Naturforschung. 1982. V. 37 (5‐6). P. 464–475.

25. Kalaji M., Rutkowska A. Reakcje aparatu fotosyntety cznego siewek kukurydzy na stres solny // Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 2004. V. 496. P. 545–558.

26. Yamane K., Kawasaki M., Taniguchi M., Miyake H. Correlation between chloroplast ultrastructure and chlorophyll fluorescence characteristics in the leaves of rice (Oryza sativa L.) grown under salinity // Plant Production Science. 2008. V. 11. P. 139–145.

27. Yamane K., Rahman S., Kawasaki M., Taniguchi M., Miyake H. Pretreatment with antioxidants decreases the effects of salt stress on chloroplast ultrastructure in rice leaf segments (Oryza sativa L.) // Plant Production Science. 2004. V. 7. P. 292–300.

28. Корнеев Д.Ю. Информационные возможности метода индукции флуоресценции хлорофилла. Киев: Альтпресс, 2002. 184 c.

29. Sharma P., Jha A.B., Dubey R.S., Pessarakli M. Reactive oxygen

30. species, oxidative damage, and antioxidative defense mechanism in plants under stressful conditions // Journal of Botany. 2012. Article ID: 217037. https://doi.org/10.1155/2012/217037

31. Tsai Y.C., Chen K.C., Cheng T.S., et al. Chlorophyll fluorescence analysis in diverse rice varieties reveals the positive correlation between the seedlings salt tolerance and photosynthetic efficiency // BMC Plant Biology. 2019. V. 19. P. 403. https://doi.org/10.1186/s12870‐019‐1983‐8

32. Demmig‐Adams B., Adams W.W. Photoprotection in an ecological context: the remarkable complexity of thermal energy dissipation // New phytologist. 2006. V. 172. N. 1. P. 11–21.

33. Kalaji,H. M., Rapacz M., Brestic M., Goltsev V. (Eds.). Chlorophyll fluorescence measurements and plant stress responses. Frontiers Media SA. 2023. V. 2. 194 p.

34. Гольцев В.Н., Каладжи М.Х., Кузманова М.А., Аллахвердиев С.И. Переменная и замедленная флуоресценция хлорофилла a ‐ теоретические основы и практическое приложение в исследовании растений. Москва: Ижевск, 2014. 220 с.

35. Bashir N., Athar H., Kalaji H., Wróbel J., Mahmood S., Zafar Z., Ashraf M. Is Photoprotection of PSII One of the Key Mechanisms for Drought Tolerance in Maize // International Journal of Molecular Sciences. 2021. V. 22. P. 1–21. https://doi.org/10.3390/ijms222413490