Адаптация сортов пшеницы при гипертермии, хлоридном засолении и инфицировании Bipolaris sorokiniana Shoem.

В модельных лабораторных вегетационных опытах исследованы адаптивные реакции 10-суточных проростков сортов пшеницы Новосибирская 44, Новосибирская 18, Сибирская 21 и Омская 18 одновременно к нескольким стрессовым факторам среды. Исследованы изменение показателей роста, накопление сырой и сухой биомассы, проницаемости клеточных мембран по удельной электропроводности листьев и индексу развития болезни при раздельном и совместном действии возбудителя обыкновенной корневой гнили Bipolaris sorokiniana Shoem. (5000 конидий на одно зерно), хлоридного засоления (1,3%) и гипертермии семян (43 ºС). Раздельное действие B. sorokiniana и хлоридного засоления на проростки пшеницы вызывало в основном снижение адаптационной способности и потерю устойчивости сортов: снижение роста до 57,2%, уменьшение биомассы до 37,2%, увеличение удельной электропроводности до 5,7 раза и индекса развития болезни до 180,7%. Наиболее устойчив к патогену сорт Сибирская 21, к хлоридному засолению – Омская 18. При одновременном действии стрессоров формировались два типа адаптивных реакций. Усиление негативного действия стрессоров (потеря устойчивости, восприимчивость) выявлено у сорта Новосибирская 18, компенсация негативного действия стрессоров (приобретение устойчивости, толерантность) – у сорта Сибирская 21. Предварительная гипертермия семян повышала устойчивость проростков (по типу кросс-адаптации) к последующему раздельному и совместному действию хлоридного засоления и B. sorokiniana: снижение удельной электропроводности до 56,2%, индекса развития болезни до 1,6 раза, ингибирования накопления биомассы и роста до 5,2 раза. Выявлена сортовая специфика формирования адаптивных реакций при совместном действии стрессоров. Протекторный эффект гипертермии при последующем действии засоления и патогена наиболее выражен у сортов Новосибирская 44 и Сибирская 21.

мягкая яровая пшеница, адаптация, кросс-адаптация, обыкновенная корневая гниль злаков, хлоридное засоление, гипертермия

1. Парамонов В.В., Земцев В.А., Копысов С.Г. Климат Западной Сибири в фазу замедления потепления (1986–2015 гг.) и прогнозирование гидроклиматических ресурсов на 20212030 гг. // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг ресурсов. 2017. Т. 328. № 1. С. 62–74. URI: http://earchive.tpu.ru/handle/11683/36657.

2. Чулкина В.А., Торопова Е.Ю., Стецов Г.Я. Эпифитотиологические основы систем защиты растений: монография. Новосибирск, 2002. 566 с.

3. Васильева Н.В., Синещеков В.Е. Причины усиления распространения корневых гнилей всходов яровой пшеницы в лесостепи Приобья // Вестник НГАУ. 2016. № 4 (41). С. 13–18.

4. Марченкова Л.А., Давыдова Н.В., Чайдарь Р.Ф., Орлова Т.Г., Казаченко А.О., Грачева А.В., Широколава А.В. Оценка адаптивности сортов и линий яровой пшеницы на фоне искусственно моделируемых стрессов // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2017. № 5 (151). С. 9–15.

5. Houshmand S., Arzani A., MirmohammadiMaibody S.A.M. Effects of salinity and drought stress on grain quality of durum wheat // Communications in soil science and plant analysis. 2014. Vol. 45 (3). P. 297–308. DOI: 10.1080/00103624.2013.861911.

6. Власенко Н.Г. Основные методологические принципы формирования современных систем защиты растений // Достижения науки и техники АПК. 2016. Т. 30. № 4. С. 25–29.

7. Кононенко Н.В., Диловарова Т.А., Канавский Р.В., Лебедев С.В., Баранова Е.Н., Федореева Л.И. Оценка морфологических и биохимических параметров устойчивости различных генотипов пшеницы к хлоридному засолению // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Агрономия и животноводство. 2019. Т. 14. № 1. С. 18–39. DOI: 10.22363/2312-797Х-2019-14-1-18-39.

8. Suzuki N., Rivero R.M., Shulaev V., Blumwald E., Mittler R. Abiotic and biotic stress combinations // New Phytologist. 2014. Vol. 203 (1). P. 32–43. DOI: 10.1111/nph.12797

9. Zandalinasa S.I., Mittlerb R., Balfagóna D., Arbonaa V., Gómez-Cadenasa A. Plant adaptations to the combination of drought and high temperatures // Physiologia Plantarum. 2018. Vol. 162. P. 2–12. DOI: 10.1111/ppl.12540.

10. Kissoudis C., Chowdhury R., Van Heusden S., Van de Wiel C., Finkers R., Visser R. G., Bai Y., Van der Linden G. Combined biotic and abiotic stress resistance in tomato // Euphytica. 2015. Vol. 202. N. 2. P. 317–332. DOI: 10.1007/s10681–0151363–x.

11. Atkinson N.J., Lilley C.J., Urwin P.E. Identification of genes involved in the response of Arabidopsis to simultaneous biotic and abiotic stresses // Plant Physiology. 2013. Vol. 162. P. 2028–2041. DOI: 10.1104/pp.113.222372.

12. Кузнецов В.В. Общие системы устойчивости и трансдукция стрессорного сигнала при адаптации растений к абиотическим факторам // Вестник Нижегородского университета. 2001. Т. 48. № 5. С. 65–69.

13. Колупаев Ю.Е., Горелова Е.И., Ястреб Т.О. Механизмы адаптации растений к гипотермии: роль антиоксидантной системы // Вісник Харківського національного аграрного університету. Серія: Біологія. 2018. Вип. 1. С. 6–33.

14. Zhong-Guang L., Ming G. Mechanical stimulation-induced cross-adaptation in plants: An overview // Journal Plant Biology. 2011. Vol. 54. P. 358–364. DOI: 10.1007/s12374011-9178-3.

15. Гурова Т.А., Луговская О.С., Свежинцева Е.А. Адаптивные реакции проростков пшеницы, дифференцирующие сорта при гипертермии // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2019. Т. 49. № 3. С. 31–40. DOI: 10.26898/0370-87992019-3-4.

16. Гурова Т.А., Осипова Г.М. Инструментальные методы и программно-аппаратные средства при решении проблемы стрессоустойчивости в растениеводстве // Вычислительные технологии. 2016. Т. 21. Спец. выпуск 1. С. 65–74.

17. Ramegowda V., Senthil-Kumar M. The interactive effects of simultaneous biotic and abiotic stresses on plants: Mechanistic understanding from drought and pathogen combination // Journal of Plant Physiology. 2015. Vol. 176. P. 47–54. DOI: 10.1016/j.jplph.2014.11.008.

18. Абрамчик Л.М., Сердюченко Е.В., Пашкевич Л.В., Макаров В.Н., Зеневич Л.А., Кабашникова Л.Ф. Стрессовые реакции зеленых проростков ячменя в условиях инфицирования патогенным грибом Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoem. и повышенной температуры // Весці нацыянальнай акадэміі навук Беларусі. 2015. № 2. С. 38–43.

19. Wenji Liang, Xiaoli Ma, Peng Wan, Lianyin Liu. Plant salt-tolerance mechanism: A review // Biochemical and Biophysical Research Communications. 2018. Vol. 495 (1). P. 286–291. DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.11.043.

20. Guo R., Yang Z., Li F., Yan C., Zhong X., Liu Qi., Xia X., Li H. & Zhao L. Comparative metabolic responses and adaptive strategies of wheat (Triticum aestivum) to salt and alkali stress. // BMC Plant Biology. 2015. Vol. 15 (170). DOI: 10.1186/s12870-015-0546-x.

21. Jian-Kang Zhu. Abiotic Stress Signaling and Responses in Plants // Cell. 2016. Vol. 167 (2). P. 313–324. DOI: 10.1016/j.cell.2016.08.029.

22. Munns R., Tester M. Mechanisms of Salinity Tolerance // Annual Review of Plant Biology. 2008. Vol. 59. P. 651–681. DOI: 10.1146/annurev.arplant.59.032607.092911.

23. Naghmeh Nejat, Nitin Mantri. Plant Immune System: Crosstalk Between Responses to Biotic and Abiotic Stresses the Missing Link in Understanding Plant Defence // Current Issues in Molecular Biology. 2017. Vol. 23. P. 1–16. DOI: 10.21775/cimb.023.001.

24. Гурова Т.А., Осипова Г.М. Проблема сопряженной стрессоустойчивости растений при изменении климата в Сибири // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2018. Т. 48. № 2. С. 81–92.