Ученые ТГУ узнали, как повысить холодостойкость картофеля
Обработка корней картофеля салициловой кислотой повышает его устойчивость к холоду, установили исследователи Томского государственного университета (ТГУ), 30 октября об этом сообщила пресс-служба вуза со ссылкой на сайт Indicator.Ru.
Салициловая кислота, являясь фитогормоном, способствует снижению у растений стресса, активируя в растении различные антиоксиданты. Результаты исследования ее действия на картофель ученые ТГУ представили в статье «Салициловая кислота повышает холодостойкость регенерантов Solanum tuberosum за счет регуляции антиоксидантной системы», опубликованной в Russian Journal of Plant Physiology (Q3).
Автор статьи, доктор биологических наук, профессор кафедры физиологии растений, биотехнологии и биоинформатики Биологического института ТГУ Ирина Головацкая рассказала, что в исследовании была «изучена роль предстрессовой обработки корней салициловой кислотой (SA) в регуляции морфофизиологических параметров, характеризующих холодоустойчивость растений-регенерантов картофеля».
Она отметила, что такая обработка особенно важна при чередующихся понижениях температуры.
«Полученные данные показывают роль салициловой кислоты в формировании защитных механизмов растений картофеля к действию низких положительных температур, расширяя ее функции в стресс-устойчивости как к биотическим, так и абиотическим стресс-факторам. Результаты могут быть использованы в агропрактике. Например, полив растений под корень может защитить важную продовольственную культуру от резкого снижения температур и обеспечить успешную реабилитацию впоследствии», — рассказала Ирина Головацкая.
Фитогормоны играют важную роль в регулировании многих функций растений, в том числе рост, цветение, созревание плодов и др. При этом одним из важнейших фитогормонов является салициловая кислота, которая играет роль сигнальной молекулы, активирующей гены, необходимые для реакции растения на стресс.
Такой процесс представляет собой часть иммунитета растений, но на этом роль салициловой кислоты в физиологии растений не заканчивается. Она регулирует фотосинтез, созревание зерен, цветение и устойчивость растений к засухе и колебанию температуры.
Для исследования влияния салициловой кислоты на холодостойкость картофеля биологи ТГУ вырастили две линии микроклонов из верхней и средней частей побегов картофеля. Такая технология, называемая клональным микроразмножением, позволяет получать генетические копии растения.
У части этих клонов корни заранее обработали салициловой кислотой, другая часть, контрольная, такой обработке не подвергалась. После этого ученые подвергли микроклоны стрессу, поместив их на трое суток в условия пониженной до +4 °С температуры. Далее, вернув оптимальную температуру выращивания картофеля +22 °С, они наблюдали за их восстановлением.
В процессе эксперимента биологи определяли проявлявшиеся изменения в показателях роста и в биохимической активности клеток растений в обеих группах. В результате было установлено, что кратковременная предварительная обработка корней картофеля снизила для растений негативное влияние холода.
Низкие положительные температуры привели к замедлению роста и обезвоживанию растений. При этом возврат микроклонам, не обработанных фитогормоном, оптимальных условий не привел к быстрому восстановлению параметров роста, в отличие от растений, которые обрабатывались салициловой кислотой.
Обработанные этой кислотой растения быстро восстановили рост, у них активизировались антиоксиданты — и ферменты, и небелковые вещества, такие как аскорбиновая кислота, антоцианины, флавоноиды и др.
Эти результаты показали важную роль салициловой кислоты в защите растений от стресса, что можно использовать в сельском хозяйстве для повышения урожайности картофеля в регионах, где возможно резкое понижение температуры в период его вегетации.
Авторы отметили, что у линий микроклонов, полученных из разных частей побега картофеля, оказались разные реакции и на холод, и на обработку салициловой кислотой. В микроклонах из средней части побега картофеля фитогормон эффективнее подавлял окислительный стресс, но в растениях, полученных из верхней части побега, он лучше активировал их рост и развитие.
Ученые предполагают, что эти различия связаны с разным гормональным статусом и различиями процесса роста у верхней и средней части побега растения.
