Посуточный мониторинг биопотенциала проростков пшеницы как средство повышения качества оценки стрессоустойчивости растений

Представлены результаты изучения процесса изменения биопотенциала проростков пшеницы сорта Новосибирская 41 при воздействии на них повышенной (43 °С) и пониженной (8 °С) температуры. Эксперименты проходили в 2020 и 2022 гг. При проведении исследований использована автоматизированная система «АвтоЭкспИ». Получены данные о динамике биопотенциала растений, возникающего в результате идентичных температурных изменений окружающей среды при изменении возраста проростков. Полученные в 2020 и 2022 гг. среднестатистические абсолютные максимальные центрированные значения (U _{max ц}) биопотенциала проростков в возрасте от 10 до 19 сут при действии на них повышенной и пониженной температуры были подвергнуты статистическому анализу с использованием ПО «Статистика 6» (Statistica 6). Регрессионные зависимости, определенные в ходе регрессионного анализа показателей биопотенциала при действии повышенной температуры, описываются относительно возраста проростков полиномами второго порядка с коэффициентом корреляции R = 0,997 при р = 0,072 для результатов экспериментальных исследований 2020 г. и R = 0,986 при р = 0,028 для данных за 2022 г. При действии пониженной температуры также получены квадратичные регрессионные зависимости с коэффициентом корреляции R = 0,995 при р = 0,1023 для результатов экспериментальных исследований 2020 г. и R = 0,9998 при р = 0,00023 для данных за 2022 г. Отмечена близость графического отображения аналогичных регрессионных зависимостей, на основании чего определен алгоритм и получены выражения для коррекции экспериментальных данных, полученных в процессе продолжительных экспериментальных исследований.

1. Sukhov V., Sukhova E., Vodeneev V. Long-distance electrical signals as a link between the local action of stressors and the systemic physiological responses in higher plants // Progress in Biophysics and Molecular Biology. 2019. N 146. P. 63–84.

2. Zhang H., Sonnewald U. Differences and commonalities of plant responses to single and combined stresses // Plant Journal. 2017. N 90. P. 839–855. DOI: 10.1111/tpj.13557.

3. Boulc’h P.N., Caullireau E., Faucher E. Abiotic stress signaling in extremophile plants // Journal of Experimental Botany. 2020. N 71. P. 5771–5785.

4. Zhang H., Zhu J., Gong Z., Zhu J.K. Abiotic stress responses in plants // Nature Reviews Genetics. 2022. N 23. P. 104–119. DOI: 10.1038/s41576-021-00413-0.

5. Ndung’u Ruth Wairimu, Kamweru Paul Kuria, Kirwa Abraham Tuwei. Action and variation potential electrical signals in higher plants // African Journal of Biological Sciences. 2021. Vol. 3 (1). P. 1–18. DOI: 10.33472/afjbs.3.1.2021.1-18.

6. Farmer E.E., Gao Y.Q., Lanzoni G., Wolfender J.L., Wu Q. Wound- and mechano stimulated electrical signals control hormone responses // New Phytologist. 2020. Vol. 227. P. 1037–1050.

7. Fromm J., Lautner S. Electrical Signaling and Its Functions Under Conditions of Abiotic Stress: AReview of Methodological Approaches and Physiological Implications // Methods in Molecular Biology. 2023. N 2642. P. 179–193. DOI: 10.1007/978-1-0716-3044-0_10. PMID:36944879Review.

8. Гурова Т.А., Чесноченко Н.Е. Флуоресценция хлорофилла листьев пшеницы при инфицировании Bipolaris sorokiniana, хлоридном засолении и гипертермии семян // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2022. Т. 52. № 6. С. 12–28. DOI: 10.26898/0370-8799-2022-6-2.

9. Szechyńska-Hebda M., Lewandowska M., Karpiński S. Electrical Signaling, Photosynthesis and Systemic Acquired Acclimation // Frontiers in Physiology. 2017. N 8. P. 684. DOI: 10.3389/fphys.2017.00684.

10. Sukhova E., Akinchits E., Gudkov S.V., Pishchalnikov R.Y., Vodeneev V., Sukhov V. A theoretical analysis of relations between pressure changes along xylem vessels and propagation of variation potential in higher plants // Plants. 2021. Vol. 10. N 2. P. 1–16. DOI: 10.3390/plants10020372.

11. Vuralhan-Eckert J., Lautner S., Fromm J. Effect of simultaneously induced environmental stimuli on electrical signalling and gas exchange in maize plants // Journal of Plant Physiology. 2018. Vol. 223. P. 32–36.

12. Seroklinov G.V., Gunko A.V. Assessment of Stress Resistance of Wheat Varieties Based on the Cluster Analysis of Biopotential Parameters // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. Vol. 848 (1). P. 12183.