Využití kyseliny salicylové pro adaptaci rostlin in vivo je tématem vědeckého článku o zemědělství, lesnictví a rybářství. Přečtěte si text výzkumné práce zdarma v elektronické knihovně CyberLeninka.
Zvýšené tolerance vůči některým abiotickým stresům lze dosáhnout vystavením semen kyselině salicylové (SA), hormonu syntetizovanému mnoha druhy rostlin. Kyselina salicylová se podílí na růstu rostlin, regulaci vývoje, signalizaci, termogenezi a reakci rostlin na stres, a to buď zajištěním tolerance, nebo spuštěním apoptózy.
Exogenní aplikace kyseliny salicylové prostřednictvím zavlažování, postřiku na listy nebo zálivky semen zvýšila přežití rostlin a toleranci vůči široké škále abiotických a biotických stresů. Účinnost kyseliny salicylové při zajišťování tolerance vůči stresu je závislá na koncentraci, přičemž nízké dávky nezpůsobují žádnou toleranci a vyšší koncentrace toleranci snižují aktivací drah buněčné smrti.
Vliv kyseliny kyselé na klíčení semen zůstává nejasný; studie s použitím semen plodin uvádějí zlepšené klíčení Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) za podmínek solného stresu a pšenice (Triticum aestivum) za podmínek sucha, zatímco u kukuřice nebo ječmene nebyl zaznamenán žádný vliv. Když byla semena původních australských pastvinných druhů testována za podmínek sucha a vysoké slanosti, klíčivost některých druhů se použitím kyselinové kyseliny zlepšila.
Cílem této studie bylo vyhodnotit vliv kyseliny kyselé (SA) na klíčení, vzcházení, přežití a růst semen tří druhů trav rostoucích v mírném jižním pásmu Austrálie. Dále porovnáním metod namáčení a ošetření semen SA vědci testovali účinnost a životaschopnost technologie obalování semen. Konkrétně byly testovány následující hypotézy:
1) proces ošetření semen bez přidání SC nebude mít negativní vliv na úspěšnost klíčení semen v laboratorních testech ani na klíčení sazenic v terénu;
2) SC zlepšuje klíčivost za podmínek vodního stresu a zvyšuje klíčivost semen na poli;
3) přežití a růst rostlin na poli bude vyšší u rostlin vypěstovaných ze semen ošetřených SC.
Materiály a metody
K ověření hypotéz vědci použili tři druhy obilovin z čeledi Poaceae: Austrostipa scabra, Mikroléna stipoides и Rytidosperma geniculatum.
Semena rostlin byla loupána a ošetřena, nebo neošetřena kyselinou salicylovou. Pro dodání kyseliny salicylové k semenům byly použity dvě metody: namáčení semen v roztoku kyseliny salicylové a postřik semen roztokem kyseliny salicylové s následným sušením, dokud se na semenech nevytvořila tvrdá krusta.
výsledky
Způsob ošetření semen ovlivňuje výsledky v laboratorních podmínkách. Semena ošetřená postřikem před tvorbou krusty vykazovala lepší výsledky než kontrola bez jakéhokoli ošetření a impregnace semen SC měla negativní vliv na klíčení a zrání semen.
Použití kyseliny salicylové v polních podmínkách již neposkytuje tak jednoznačný výsledek. Ošetření semen mírně zvyšuje klíčivost, přičemž si zachovává tendenci, že impregnovaná semena vykazovala horší výsledky ve srovnání s neošetřenou kontrolou a postřikem SC.
Hypotéza o zvýšeném přežití semen ošetřených SC byla potvrzena. Ošetření semen SC jasně korelovalo se zvýšením výšky rostlin a biomasy v laboratorních i polních experimentech.
Toto zlepšení přežití může být způsobeno několika faktory, jako je vliv SA na zprostředkování reaktivních forem kyslíku a spouštění obranných procesů, jakož i její vliv na produktivitu a růst.
Dříve publikované studie uváděly, že lokálně aplikovaná SA zvyšuje vývoj kořenů, ale růst kořenů nebyl v této studii hodnocen. Jak však tato studie ukazuje, účinky exogenního podávání SA přetrvávají i měsíce po aplikaci. Kyselina salicylová absorbovaná semeny (imbibice) nebo vznikajícími kořínky a kořeny (tvorba kůry) může být přeměněna na glukosid SA a transportována do vakuoly pro skladování a následné použití. Glukosid SA může být mobilizován a transportován v celé rostlině po přeměně na methylsalicylát a nakonec se v případě potřeby přemění zpět na SA.
Tato studie ukázala, že potahování semen kyselinou salicylovou by mohlo zlepšit přežití tří australských druhů trav používaných v programech obnovy. Je však zapotřebí dalšího výzkumu, který by vyhodnotil schopnost potahování kyselinou salicylovou zvýšit toleranci rostlin vůči různým biotickým a abiotickým stresorům, jako jsou extrémní teploty, slanost, patogeny a herbicidy. Dále by měl být potah kyselinou salicylovou v kombinaci s dalšími prospěšnými látkami testován na prioritních druzích pro obnovu, protože jejich kombinované účinky na klíčení semen, vzcházení, růst a uchycení rostlin by mohly zlepšit úspěšné uchycení původních semen v degradované krajině, což by v konečném důsledku umožnilo účinnou obnovu stanovišť.
Zdroj:PLOS JEDNA
Abstrakt vědeckého článku o zemědělství, lesnictví a rybářství, autor vědecké práce – Fedorova Julia Nikolajevna, Kovalev Andrej Ivanovič
Článek uvádí data o využití kyseliny salicylové pro adaptaci rostlin v přírodních podmínkách, což umožňuje stimulovat jejich přirozenou odolnost vůči patogenům. Jsou prezentovány údaje o fytosanitárním stavu v Pskovské a Tverské oblasti.
Podobná témata vědeckých prací z oblasti zemědělství, lesnictví, rybářství, autor vědecké práce – Fedorova Julia Nikolajevna, Kovalev Andrej Ivanovič
Účinnost ochrany sadbových brambor před chorobami
Biologické charakteristiky patogenů chorob brambor a opatření k boji proti nim v podmínkách regionu Kurgan
Imunizace v integrované ochraně lnu proti chorobám, škůdcům a plevelům
Vlastnosti boje proti škůdcům na bramborách ve střední černobylské oblasti
Vliv společnosti Mivala-Agro na fytosanitární stav a produktivitu brambor
i Nemůžete najít, co potřebujete? Vyzkoušejte službu výběru literatury.
Text vědeckého článku na téma „Využití kyseliny salicylové pro adaptaci rostlin in vivo“
POUŽITÍ KYSELINY SALICYLOVÉ
PRO ADAPTACE ROSTLIN IN VIVO
Julija Nikolajevna Fedorovová, doktorka zemědělských věd, docentka Andrej Ivanovič Kovalev, uchazeč
Federální státní rozpočtová vzdělávací instituce vyššího odborného vzdělávání „Velikiye Luki State Agricultural Academy“, Rusko, Velikiye Luki
Článek uvádí data o využití kyseliny salicylové pro adaptaci rostlin v přírodních podmínkách, což umožňuje stimulovat jejich přirozenou odolnost vůči patogenům. Jsou prezentovány údaje o fytosanitárním stavu v Pskovské a Tverské oblasti.
Klíčová slova: produkce bramborových semen; růstové procesy; zdravé rostliny; kyselina salicylová.
V moderní praxi produkce bramborových osiv se jako nejdůležitější faktory určující přítomnost příznivých fytosanitárních podmínek obvykle berou v úvahu následující hlavní kritéria:
• zaručená absence fytopatogenů karanténního významu: rakovina bramboru (Synchitrium endobioticum), háďátko bramborové (Glodobera rostochiensis), hnědá bakteriální hniloba bramborová (Ralstonia solanacearum);
• absence půdních virů (TRV a RMTU) a jejich přenašečů;
• minimální riziko šíření fytopatogenů v polních podmínkách (absence ložisek virů X, S, M, Y, jejich přenašečů v okruhu alespoň 2 km);
• minimální pravděpodobnost šíření bakteriálních onemocnění – excitace
patogeny černé nohy (Ervinia spp.) a kroužkovitosti rostlin (Clavibacter michiganesis).
V letech 2011–2013 byly v Tverské a Pskovské oblasti nejrozšířenějšími odrůdami Skarb, Rjabinuška, Karatop, Red Scarlett, Udača, Aurora a některé další. Naše analýza s využitím vizuální kontroly rostlin a interakce s atmosférou ukázala výsledky podobné průměrným údajům pro Pskovskou a Tverskou oblast, pokud jde o druhové složení virů, ale nižší úroveň kontaminace semen. Analyzovali jsme 625 vzorků v různých oblastech Tverské a Pskovské oblasti. Nejrozšířenější byly v průměru za tři roky viry Y (12,9 %) a M (6,2 %). Dále, v sestupném pořadí prevalence, následovaly viry L (3,1 %), X (1,3 %) a S (0,7 %). Důvody šíření
Přítomnost virů v bramborových výsadbách lze určit nedostatečně přesnou diagnostikou virů v meristematických rostlinách a klonálních školkách v primárních článkech produkce semen, předčasným zavedením opatření proti hmyzu přenášejícímu viry, absencí specializovaných střídání plodin a dalším porušením zemědělské technologie.
Analýza výsledků podzimní posklizňové kontroly kvality sadbových brambor v Pskovské a Tverské oblasti ukázala trvale vysokou infekci hlíz houbovými a bakteriálními chorobami, mezi nimiž lídry z hlediska objemu napadeného materiálu od testovaného průměru za období 2011-2013 byly strupovitost obecná – 60,2 %, plíseň bramborová – 53,0 %, rhizoctonia – 42,5 %, bakteriální hniloba – až 7,5 %. Největší výskyt plísně bramborové na hlízách (80,695,1-2011 %) byl pozorován v letech 2013 a 0,9 při teplotě vzduchu blízké průměrné trvalkové teplotě, ale s nadměrnými srážkami v určitých obdobích vegetace rostlin. Přítomnost bakteriálních chorob naznačuje nekvalitní sadem – poškození černou nohou (0,8 %) a kruhovitostí (1 %). Prezentované údaje naznačují potřebu zlepšit kulturu zemědělství v semenářských institucích a přijmout opatření ke zlepšení zdravotního stavu a kvality původních brambor [XNUMX].
Hostitelská rostlina ošetřená induktorem zůstává ve stavu zvýšené rezistence.
po určitou dobu. Pod vlivem inokulace patogenem se jeho ochranné reakce zrychlují a posilují. Indukovaná systémová rezistence je účinná v polních podmínkách, protože zahrnuje přirozený mechanismus biologické kontroly rostlinných chorob. Induktory nezavádějí do genotypu rostliny nové faktory rezistence, ale aktivací komplexního integrovaného systému ochranných mechanismů přispívají k maximální realizaci přirozeného imunitního potenciálu rostlin.
Studie provedená americkým ministerstvem zemědělství ukázala nová využití kyseliny salicylové. Předběžné ošetření plodin aspirinem zabraňuje nebo snižuje infekci chorobou purpurového vršku. Tuto chorobu způsobují fytoplazmy, bakterie, které nemají buněčnou stěnu. Purpurový vršek lilků je velmi nebezpečná choroba, která může způsobit vážné ztráty na úrodě brambor. Je známo, že tuto chorobu přenášejí cikádky řepné. Pečlivé používání insekticidu může snížit počet infekcí. Jakmile je však rostlina napadena, nelze ji vyléčit [2].
Tým vědců vedený Yan Zhao prokázal, že předběžné ošetření rostlin rajčat kyselinou salicylovou může.
zabránit infekci fytoplazmou nebo snížit její závažnost.
Bylo zjištěno, že předseťová úprava semen pšenice pomocí SC přispěla ke snížení ztráty vody a snížení propustnosti buněčných membrán za podmínek nedostatku vody. Exogenní SC také snížil dopady vodního stresu u rostlin slunečnice. Když byly sazenice pšenice vystaveny solím, SC snížil potenciální nebezpečí solného stresu.
Výběr optimální koncentrace kyseliny salicylové a jasmonové pro indukci rezistence vůči P. infestans při ošetření rostlin brambor. Je známo, že vliv hormonů na různé procesy v rostlinách závisí na jejich poměru s jinými hormony [Oepans, 2013]. Hledání kombinace SA a JA, která má imunostimulační účinek na rostliny brambor, odhalilo vznik relativní rezistence zkumavkových rostlin brambor působením kombinace signálních molekul – 1 cM SA s 0,01 cM JA, stejně jako 0,1 cM SA s 0,01 cM JA. Je důležité poznamenat, že největší rezistence vůči plísni bramborové se vyznačovala zkumavkovými rostlinami brambor vystavenými směsi 1 cM SA s 0,1 cM JA. U této varianty byl poměrně brzy (první nebo druhý den po infekci) pozorován výskyt mnoha malých tmavých teček z odumřelých rostlin na listech brambor v místech kontaktu se sporami P. infestans.
buňky obklopené světelným kruhem. Uvedené koncentrace signálních molekul samostatně a ve složení byly použity pro další studie.
V současné době je obzvláště důležitá environmentální bezpečnost opatření doporučených pro boj proti škůdcům a chorobám, čehož lze dosáhnout použitím moderních prostředků pro potlačování škodlivých organismů, jako jsou biologicky aktivní látky (BAL), které zvyšují odolnost rostlin vůči chorobám a stresovým faktorům, a chemické přípravky s účinnými látkami nových tříd, méně toxické a s nízkou spotřebou přípravku [3].
Tyto přípravky vykazují cytokininům podobný účinek, mají antimykotickou, antibakteriální a antivirovou aktivitu a zvyšují odolnost rostlin vůči chorobám. Mohou být použity v biologických ochranných systémech v kombinaci s fungicidy a slouží jako alternativa k biocidním přípravkům k prevenci vzniku rezistence vůči fungicidům u původců plísně bramborové, alternariózy a dalších chorob. O jejich účinnosti u brambor je však velmi málo údajů. Možnost jejich zařazení do ochranného systému původních sadbových brambor a reakce různých odrůd na ně nebyly dosud studovány.
Cílem práce bylo vyvinout nové prvky ekologicky bezpečného systému ochrany původních sadbových brambor před virovými a houbovými infekcemi na základě použití kyseliny salicylové, jakož i jejích kombinací s moderními fungicidy.
Ve všech našich experimentech byly hlízy a rostliny v kontrolních variantách ošetřeny vodou, schéma výsadby hlíz bylo 70×35 cm, plocha parcely 12,5 m2, tři opakování a umístění parcely bylo náhodné. V experimentech byly dle obecně uznávaných metod stanoveny následující parametry: uniformita výsadby brambor ve fázi plných výhonků (% normálně vyvinutých rostlin ze všech rostlin na parcele); odrůdová typicita během vegetačního období; přítomnost rostlin napadených viry (%); počet stonků na rostlině a jejich výška ve fázi květu; výnos a jeho struktura během období sklizně; přítomnost chorob v hlíznatém potomstvu rostlin dva měsíce po sklizni. Diagnostika virů byla provedena vizuálně a imunochromatograficky. Matematické zpracování experimentálních dat bylo provedeno pomocí disperzní analýzy [Dospekhov, 1979].
Řada studií a publikací se zabývá otázkou biologické „ceny“ zvýšené rezistence, která se projevuje ve formě fytotoxicity řady elicitorů (například ve formě inhibice růstu) a snížení produktivity rostlin. Jelikož indukované
Rezistence je biologická reakce a musí být podrobena selekční strategii, aby se minimalizovaly její negativní dopady na agronomicky důležité znaky.
Slibným přístupem k tlumení chorob rostlin je imunizace v raných fázích ontogeneze, která umožňuje vyvolat dostatečně vysokou úroveň nespecifické rezistence u rostlin od samého začátku vývoje. Jedním z nejdůležitějších období v životě jakékoli rostliny je prvních 15–20 dní po setí, kdy genová exprese vytváří rostlinný fenotyp, jehož nedílnou součástí je adaptace na podmínky prostředí. Ovlivněním rostlin v této fázi ontogeneze nebo před setím ošetřením semen určitými biologicky aktivními látkami je možné vyvolat změnu jejich metabolismu směrem nepříznivým pro patogeny. Výzkumníci poukazují na poměrně širokou antistresovou vlastnost vznikající rezistence. V důsledku toho se rostliny nejen stávají imunnějšími vůči patogenům, ale také odolnějšími vůči suchu, chladu, teplotním změnám a urychluje se hojení ran.
Přesazování mini rostlin brambor z in vitro kultury do in vivo kultury je pro rostliny stresující, což vede ke snížení odolnosti vůči patogenům a výnosu, protože rostliny jsou vystaveny jiným, náročnějším podmínkám a aktivita rostliny je dočasně narušena.
jejich kořenový systém. Proto je pro dosažení stabilního výsledku v měnících se podmínkách prostředí důležité nejen vybrat správnou odrůdu, ale také aplikovat pěstitelské techniky, které dokáží maximalizovat potenciál
ochranné síly rostlinného organismu. V našich experimentech jsme při výsadbě minirostlin do půdy použili postřik kyselinou salicylovou v různých koncentracích – 25-100 mg/ml (tabulka 1).
Tabulka 1 – Produktivita rostlin a struktura výnosu brambor po ošetření minirostlin vysazených do země kyselinou salicylovou SC, 2011
Koncentrace přípravku Produktivita, g/keř Nárůst, % Počet hlíz, ks Následný účinek 2012, g/keř
celkem méně než 30 mm 30–60 mm více než 60 mm
Kontrola 174 100 6,9 2,6 4,2 0,1 212
25 mg/ml 186 107 7,1 2,7 4,4 — 257
50 mg/ml 224 129 7,4 3,2 4,1 0,1 306
75 mg/ml 268 154 8,0 3,3 4,6 0,1 375
100 mg/ml 334 192 8,9 3,1 5,6 0,2 403
odrůda Spring White
Kontrola 146 100 6,5 2,1 4,3 0,1 183
25 mg/ml 157 108 6,9 2,4 4,5 — 248
50 mg/ml 181 124 7,2 2,0 5,1 0,1 269
75 mg/ml 215 147 7,6 2,9 4,5 0,2 316
100 mg/ml 238 163 8,2 4,1 3,9 0,2 378
Kontrola 213 100 7,2 2,3 4,8 0,1 245
25 mg/ml 223 105 7,6 2,7 4,9 — 261
50 mg/ml 267 125 8,4 3,1 5,1 0,2 312
75 mg/ml 291 137 9,2 3,9 5,0 0,3 355
100 mg/ml 348 163 10,5 4,9 5,4 0,2 418
Kontrola 258 100 8,1 3,9 4,1 0,1 271
25 mg/ml 277 107 9,8 4,9 4,6 0,3 307
50 mg/ml 310 120 10,8 4,9 5,7 0,2 348
75 mg/ml 348 135 11,3 5,4 5,6 0,3 385
100 mg/ml 393 152 11,6 5,2 6,1 0,3 438
Z tabulky vyplývá, že při postřiku mini rostlin brambor kyselinou salicylovou byla produktivita ve srovnání s kontrolou ve všech variantách vyšší.
Největší nárůst výnosu u studovaných odrůd Bala byl zaznamenán při postřiku kyselinou salicylovou v koncentraci 25-50 mg/ml, u odrůdy Čarodej to bylo 54-92 %, u ostatních odrůd byl nejlepší výsledek rovněž při stejné koncentraci a činil: odrůda Vesna Belaja – 47-63 %, odrůda Lomonosovskij – 37-63 % a odrůda Sudaryňa – 35-52 %.
Největší počet hlíz se vytvořil u odrůdy Sudaryňa (11,6 ks) a u odrůdy Lomonosovskij (10,5 ks) ve variantě s postřikem kyselinou salicylovou v koncentraci 50 mg/ml.
V roce 2012 byly výsledné minihlízy vysazeny do stejné
1. Fedorova Yu.N. Šíření virových chorob brambor v Pskovské oblasti / Yu.N. Fedorova // Ochrana rostlin a karanténa. – 2011. – č. 5. – s. 53-54.
2. Fedorova Yu.N. Zdůvodnění optimálních ukazatelů pro získávání bramborových mikrohlíz v in vitro kulturách / Yu.N. Fedorova // Izvestija Sankt-
pěstebních podmínek, stejně jako mini-bramboráky. Vyšší výnos brambor ve srovnání s kontrolou během ošetření se projevil i v následující sezóně v dosledku, což naznačuje zachování vysoké růstové energie a produktivity rostlin bez ohledu na vnější stresové vlivy.
Lze tedy konstatovat, že použití kyseliny salicylové při polním množení vylepšeného výchozího materiálu v různých půdních a klimatických podmínkách mělo stabilizační účinek na proces akumulace úrody. Největší nárůst výnosu byl zaznamenán u všech námi studovaných raných a středně raných odrůd brambor při postřiku kyselinou salicylovou v koncentraci 25-50 mg/ml.
Petrohradská státní agrární univerzita. – 2011. – č. 23. – s. 47-50.
3. Anisimov B.V. Inovace v systému klonálního mikropropagace brambor / B.V. Anisimov, D.V. Smolegovets // Brambory a zelenina. – 2008. – č. 4. – s. 26-27.
182112 Pskov region, Velikiye Luki, Lenin Ave., 2, Velikiye Luki State Agricultural Academy. Tel.: (81153)7-54-23
