сотрудник с 01.01.2022 по 01.01.2025
Вятский государственный университет (кафедра фундаментальной химии и методики обучения химии, доцент)
сотрудник с 01.01.2017 по 01.01.2025
сотрудник с 01.01.1988 по 01.01.2025
ВАК 4.1.1 Общее земледелие и растениеводство
ВАК 4.1.2 Селекция, семеноводство и биотехнология растений
ВАК 4.1.3 Агрохимия, агропочвоведение
ВАК 4.1.4 Садоводство, овощеводство, виноградарство и лекарственные культуры
ВАК 4.1.5 Мелиорация, водное хозяйство и агрофизика
ВАК 4.2.1 Патология животных, морфология, физиология, фармакология и токсикология
ВАК 4.2.2 Санитария, гигиена, экология, ветеринарно-санитарная экспертиза и биобезопасность
ВАК 4.2.3 Инфекционные болезни и иммунология животных
ВАК 4.2.4 Частная зоотехния, кормление, технологии приготовления кормов и производства продукции животноводства
ВАК 4.2.5 Разведение, селекция, генетика и биотехнология животных
ВАК 4.3.3 Пищевые системы
ВАК 4.3.5 Биотехнология продуктов питания и биологически активных веществ
УДК 57.04 Факторы. Воздействия
УДК 633.162 Двурядный ячмень. Пивоваренный ячмень. H. sativum ssp. distichum (Lam.) Grillot
УДК 57.084.1 в искусственно контролируемых условиях, например, в лаборатории
ГРНТИ 34.00 БИОЛОГИЯ
ГРНТИ 62.00 БИОТЕХНОЛОГИЯ
Цель исследований – сравнительная оценка реакции на почвенные стрессоры регенерантных и исходного генотипов ячменя по изменению морфометрических и биохимических параметров листьев. Работу проводили в 2024 г. на базе ФАНЦ Северо-Востока (г. Киров, Кировская область, Россия). Объект исследования – яровой ячмень (Hordeum vulgare L.) сорта ‘Боярин’ и его регенерантные линии во втором поколении. Для опыта использовали дерново-подзолистую суглинистую почву. Моделировали четыре почвенных фона: контрольный, с избыточным кадмием, кислый, засуха. Растения выращивали в естественных условиях. Отбор листьев для исследования проводили на стадии колошения. Длина листа положительно коррелировала с продуктивностью (r = 0,49) на кислом фоне; отрицательно – на почвенном фоне с кадмием и при засухе (r = –0,48 и r = –0,75). Изменение длины и площади листьев было тесно связано с продуктивностью у исходного сорта (r = 0,77…0,75) и регенеранта RA-ПЭГ (r = 0,99…0,82). Независимо от почвенных условий, исходный сорт характеризовался на 45…73 % более низким, чем регенеранты, содержанием хлорофилла a; на 67–110 % – хлорофилла b; на 40–80 % – каротиноидов; на 12–15 % – общим содержанием фенольных соединений (ФС). По сравнению с исходной формой регенеранты обладали более высоким антиоксидантным потенциалом, диагностируемым по содержанию фотосинтетических пигментов и ФС в листьях. Наибольшую неоднородность генотипов по общему содержанию ФС в листьях (СV = 10,7 %) отмечали при засухе. Содержание хлорофилла а и каротиноидов в листьях на различных почвенных фонах статистически не различалось; хлорофилла b увеличилось на 50 % по сравнению с контролем при загрязнении почвы кадмием. Сделано заключение об эффективности применяемых методов отбора in vitro в получении регенерантных генотипов, способных поддерживать продуктивность при действии почвенных стрессоров.
ячмень, длина, площадь, хлорофилл, фенольные соединения, подфлаговый лист, кислотность, засуха, кадмий
1. Akar T., Avci M., Dusunceli F. Barley: Post Harvest Operations. Turkey: The Central Research Institute for Field Crops. 64 р.
2. Галицкая Ю.Н., Ткач Д.Г. Современное состояние и перспективы зерновой отрасли России // Экономика и бизнес: теория и практика. 2025. № 3. С. 61–65. DOI:https://doi.org/10.24412/2411-0450-2025-3-61-65. EDN: https://elibrary.ru/RMUUFU.
3. Yadav S., Sharma K.D. Molecular and morphophysiological analysis of drought stress in plants. In: Plant Growth. London: Intech Open, 2016. Vol. 10. DOI:https://doi.org/10.5772/65246.
4. Круглова Н.Н., Сельдимирова О.А., Зинатуллина А.Е. Каллус как модельная система для исследования стресс-устойчивости растений к абиотическим факторам (на примере злаков) // Успехи современной биологии. 2018. Т. 138, № 3. С. 283–293. DOI:https://doi.org/10.7868/S0042132418030067. EDN: https://elibrary.ru/XUKMZF.
5. Луговцова С.Ю., Ступко В.Ю. Оценка стабильности линий регенерантов ячменя в рамках текущего селекционного процесса // Зерновое хозяйство России. 2022. Т. 5. С. 26–32. DOI:https://doi.org/10.31367/2079-8725-2022-82-5-26-32. EDN: https://elibrary.ru/FPQVDN.
6. Товстик Е.В., Шуплецова О.Н., Щенникова И.Н. Генотипическая реакция ячменя на повышенное содержание кадмия в почве // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2023. Т. 53, № 7. С. 13–21. DOI:https://doi.org/10.26898/0370-8799-2023-7-2. EDN: https://elibrary.ru/NHUPCP.
7. Щенникова И.Н., Шуплецова О.Н., Кокина Л.П. Биотехнология в создании сортов ярового ячменя // Российская сельскохозяйственная наука. 2022. № 3. С. 28–32. DOI:https://doi.org/10.31857/S2500 262722030061. EDN: https://elibrary.ru/GCEZKP.
8. Batalova G.A., Lisitsyn E.M. Correlation analysis of the parameters of oats assimilation apparatus and productivity elements // Nexo Scientific Journal. 2021. Vol. 34 (01). P. 379–389. DOI:https://doi.org/10.5377/nexo.v34i01.11315.
9. Nowak R., Szczepanek M., Błaszczyk K., et al. Response of photosynthetic efficiency parameters and leaf area index of alternative barley genotypes to increasing sowing density // Scientific Reports. 2024. Vol. 14. Art. 29779. DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-024-81783-3. EDN: https://elibrary.ru/DYPJBM.
10. Rucińska-Sobkowiak R. Water relations in plants subjected to heavy metal stresses // Acta Physiologiae Plantarum. 2016. Vol. 38. P. 1–13. DOI:https://doi.org/10.1007/s11738-016-2277-5. EDN: https://elibrary.ru/XTULBZ.
11. Jia Q., Wang Y.P. Relationships between Leaf Area Index and Evapotranspiration and Crop Coefficient of Hilly Apple Orchard in the Loess Plateau // Water. 2021. Vol. 13 (14). Art. 1957. DOI:https://doi.org/10.3390/w13141957. EDN: https://elibrary.ru/MEVVBB.
12. Lichtenthaler H.K., Bushmann C. Chlorophylls and carotenoids: measurement and characterization by UV-VIS spec-troscopy // Current Protocols in Food Analytical Chemistry. 2001. P. F4.3.1–F4.3.8. DOI:https://doi.org/10.1002/0471142913.faf0403s01.
13. Шеромов А.М., Товстик Е.В., Шуплецова О.Н. Валидация методики определения свободных и связанных полифенолов в растениях ячменя методом спектрофотометрии // Экобиотех. 2024. Т. 7, № 2. С. 80–85. DOI:https://doi.org/10.31163/2618-964X-2024-7-2-80-85. EDN: https://elibrary.ru/ABQUAL.
14. Vassilev A., Tsonev T., Yordanov I. Physiological response of barley plants (Hordeum vulgare) to cadmium contamination in soil during ontogenesis // Environmental Pollution. 1998. Vol. 103, is. 2-3. P. 287–293. DOI:https://doi.org/10.1016/S0269-7491(98)00110-9. EDN: https://elibrary.ru/ABYFAJ.
15. Elakhdar A., Solanki S., Kubo T., et al. Barley with improved drought tolerance: Challenges and perspectives // Environmental and Experimental Botany. 2022. Vol. 201. Art. 104965. DOI:https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2022.104965. EDN: https://elibrary.ru/JMJWGM.
16. Ahmad M.S.A., Javed F., Ashraf M. Iso-osmotic effect of NaCl and PEG on growth, cations and free proline accumulation in callus tissue of two indica rice (Oryza sativa L.) genotypes // Plant Growth Regul. 2007. Vol. 53. Р. 53–63. DOI:https://doi.org/10.1007/s10725-007-9204-0. EDN: https://elibrary.ru/AXHODI.
17. Shellakkutti N., Thangamani P.D., Suresh K., et al. Cuticular transpiration is not affected by enhanced wax and cutin amounts in response to osmotic stress in barley // Physiologia Plantarum. 2022. Vol. 174, is. 4. Art. e13735. DOI:https://doi.org/10.1111/ppl.13735. EDN: https://elibrary.ru/KGVGXB.
18. Toulotte J.M., Pantazopoulou C.K., Sanclemente M.A., et al. Water stress resilient cereal crops: Lessons from wild relatives // Journal of Integrative Plant Biology. 2022. Vol. 64, is. 2. P. 412–430. DOI:https://doi.org/10.1111/jipb.13222. EDN: https://elibrary.ru/FWXLFL.
19. Федорова Д.Г., Галактионова Л.В. Анализ изменчивости морфометрических и физиологических показателей зерновых культур при использовании биоудобрения // Зерновое хозяйство России. 2024. Т. 16, № 1. С. 89–96. DOI:https://doi.org/10.31367/2079-8725-2024-90-1-89-96. EDN: https://elibrary.ru/CIZPPF.
20. Федорова Д.Г., Назарова Н.М., Укенов Б.С. Активность фотосинтетических пигментов и антиоксидантной системы у подсолнечника в условиях стресса от засухи // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2024. Т. 185, № 3. С. 71–77. DOI:https://doi.org/10.30901/2227-8834-2024-3-71-77. EDN: https://elibrary.ru/SUBRYZ.
21. Szczepanek M., Nowak R., Błaszczyk K. Physiological and Agronomic Characteristics of Alternative Black Barley Genotypes (Hordeum vulgare var. nigricans and H. v. var. rimpaui) under Different Hydrothermal Conditions of the Growing Seasons // Agriculture. 2023. Vol. 13. Art. 2033. DOI:https://doi.org/10.3390/agriculture13102033. EDN: https://elibrary.ru/HJLKIK.
22. Özyiğit İ.İ., Abakirova A., Hocaoğlu-özyiğit A., et al. Cadmium stress in barley seedlings: Accumulation, growth, anatomy and physiology // International Journal of Life Sciences and Biotechnology. 2021. Vol. 4 (2). P. 204–223. DOI:https://doi.org/10.38001/ijlsb.833611. EDN: https://elibrary.ru/LCUNOF.
23. Burton K.W., King J.B., Morgan E. Chlorophyll as an indicator of the upper critical tissue concentration of cadmium in plants // Water, Air, and Soil Pollution. 1986. Vol. 27, is. 1-2. P. 147–154. DOI:https://doi.org/10.1007/bf00464777. EDN: https://elibrary.ru/KEMYYJ.
24. Hongyi Z., Juelan G., Qing L., et al. Effects of cadmium stress on growth and physiological characteristics of sassafras seedlings // Scientific reports. 2021. Vol. 11, N 1. Art. 9913. DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-021-89322-0. EDN: https://elibrary.ru/NWCWFC.
25. Muhammad L., Salahuddin K.A., Zhou Y., et al. Physiological and Ultrastructural Changes in Dendranthema morifolium Cultivars Exposed to Different Cadmium Stress Conditions // Agriculture. 2023. Vol. 13. Art. 317. DOI:https://doi.org/10.3390/agriculture13020317. EDN: https://elibrary.ru/SIEWYK.
26. Tuladhar P., Sasidharan S., Saudagar P. Role of phenols and polyphenols in plant defense response to biotic and abiotic stresses // Biocontrol Agents and Secondary Metabolites. Applications and Immunization for Plant Growth and Protection. 2021. Р. 419–441. DOI:https://doi.org/10.1016/B978-0-12-822919-4.00017-X.
27. Elguera J.C.T., Barrientos E.Y., Wrobel K., et al. Effect of cadmium (Cd(II)), selenium (Se(IV)) and their mixtures on phenolic compounds and antioxidant capacity in Lepidium sativum // Acta Physiologiae Plantarum. 2013. Vol. 35. P. 431–441. DOI:https://doi.org/10.1007/s11738-012-1086-8. EDN: https://elibrary.ru/HQFHXC.
28. Hura T., Hura K., Ostrowska A., et al. Non-rolling flag leaves use an effective mechanism to reduce water loss and light-induced damage under drought stress // Annals of Botany. 2022. Vol. 130, is. 3. P. 393–408. DOI:https://doi.org/10.1093/aob/mcac035. EDN: https://elibrary.ru/ATMVPF.
29. Janczak-Pieniazek M., Cichonski J., Michalik P., et al. Effect of heavy metal stress on phenolic compounds accumulation in winter wheat plants // Molecules. 2023. Vol. 28 (1). Art. 241. DOI:https://doi.org/10.3390/molecules28010241. EDN: https://elibrary.ru/IUDTMX.
30. Šamec D., Karalija E., Šola I., et al. The Role of Polyphenols in Abiotic Stress Response: The Influence of Molecular Structure // Plants. 2021. Vol. 10. Art. 118. DOI:https://doi.org/10.3390/plants10010118. EDN: https://elibrary.ru/UYGTDI.
