1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Доклады Российской академии наук. Науки о жизни
  4. T. 513, № 1, 2023

Доклады Российской академии наук. Науки о жизни, 2023, T. 513, № 1, стр. 570-574

Влияние обработки салициловой кислотой семян на активность карбоангидразы, скорость фотосинтеза, устьичную проводимость и содержание пигментов в листьях пшеницы при избытке цинка

А. А. Игнатенко 1, *, И. А. Нилова 1, Е. С. Холопцева 1, член-корреспондент РАН А. Ф. Титов 1, Н. М. Казнина 1

1 Институт биологии – обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра “Карельский научный центр Российской академии наук”
Петрозаводск, Россия

* E-mail: angelina911@ya.ru

Поступила в редакцию 08.08.2023
После доработки 30.08.2023
Принята к публикации 02.09.2023

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.

Ключевые слова: Triticum aestivum L., салициловая кислота, избыток цинка, карбоангидраза, фотосинтетические пигменты, устьичная проводимость

Список литературы

  1. 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.

  2. Kaur G., Tak Y., Asthir B. Salicylic acid: a key signal molecule ameliorating plant stresses // Cereal Res. Commun. 2022. V. 50. P. 617–626.

  3. 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.

  4. 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.

  5. Moussa H., El-Gamal S.M. Effect of salicylic acid pretreatment on cadmium toxicity in wheat // Biol. Plant. 2010. V. 54. P. 315–320.

  6. 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.

  7. 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.

  8. 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.

  9. Руденко Н.Н., Игнатова Л.К., Федорчук Т.П., и др. Карбоангидразы фотосинтезирующих клеток высших растений. Обзор // Биохимия. 2015. Т. 80. С. 798–813.

  10. 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.

  11. Polishchuk O.V. Stress-related changes in the expression and activity of plant carbonic anhydrases // Planta. 2021. V. 253. P. 58.

  12. 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.

  13. 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.

  14. 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.

  15. 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.

  16. 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.

  17. 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.

  18. 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.

  19. 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.

  20. 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.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Доклады Российской академии наук. Науки о жизни

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал