Preview

Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции

Расширенный поиск

Генотипическая вариабельность функционирования фотосистемы II листьев пленчатого и голозерного овса

https://doi.org/10.30901/2227-8834-2022-3-17-26

Полный текст:

Аннотация

Актуальность. Оценка первичных фотосинтетических процессов в фотосистеме II (PSII) листьев двух подвидов посевного овса подтверждает имеющиеся доказательства их генетической дифференциации. Сравнения голозерного и пленчатого овсов по эффективности передачи и сохранения энергии внутри PSII ранее практически не проводилось, но может оказать влияние на технологию выращивания этих подвидов.

Материалы и методы. На двухнедельных растениях 16 генотипов пленчатого и 17 генотипов голозерного овса оценивали параметры быстрой флуоресценции хлорофилла α с помощью флуориметра Fluor Pen FP 110/S. Данные о развитии элементов структуры продуктивности получены в ходе полевых исследований 2021 г. Данные обработаны статистически методами описательной статистики, корреляционного (MO Excel 2013) и кластерного (StatSoft Statistica 10, метод Ward'a) анализов; значимость различий между генотипами оценивали по критерию Дункана при p ≤ 0,05.

Результаты. Абсолютные величины потоков адсорбированной (ABS/RC) и захваченной (TRo/RC) световой энергии были статистически значимо выше у голозерных форм (на 7,8 и 7,4% соответственно). У голозерных форм эффективность передачи электронов от пластохинона QB к PSI превышала таковую у пленчатых форм на 8,2%. Во всем наборе образцов выявлена статистически значимая взаимосвязь урожайности зерна с перфоманс-индексом PIABS (r = 0,403) и показателями захвата световой энергии (r = -0,477) и ее утилизации в реакционных центрах (r = -0,452). Перфоманс-индексы (PIABS и PIABS_total) коррелировали с коэффициентом хозяйственной эффективности урожая (соответственно 0,571 и 0,418) и были значимо выше в группе пленчатых овсов (на 28,2 и 21,9% соответственно).

Заключение. Показаны значимые различия пленчатых и голозерных форм овса посевного по структурно-функциональным параметрам работы PSII листьев. Результаты кластерного анализа параметров работы фотосистемы II листьев выявили тенденцию группирования исследованных генотипов в соответствии с типом пленчатости зерна.

Об авторах

Е. М. Лисицын
Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н.В. Рудницкого
Россия

Лисицын Евгений Михайлович - доктор биологических наук, заведующий отделом.

610007, Киров, ул. Ленина, 166а.



С. А. Чуракова
Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н.В. Рудницкого
Россия

Чуракова Светлана Алексеевна - младший научный сотрудник.

610007, Киров, ул. Ленина, 166а.



Г. А. Баталова
Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н.В. Рудницкого
Россия

Баталова Галина Аркадьевна - доктор сельскохозяйственных наук, академик РАН, заведующая отделом.

610007, Киров, ул. Ленина, 166а.



Список литературы

1. Абугалиева А.И., Лоскутов И.Г., Савин Т.В., Чудинов В.А. Изучение голозерного овса из коллекции ВИР на качественные показатели в условиях Казахстана. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2021;182(1):9-21. DOI: 10.30901/2227-8834-2021-1-9-21

2. Czyczyto-Mysza I., Tyrka M., Marcinska I., Skrzypek E., Karbarz M., Dziurka M. et al. Quantitative trait loci for leaf chlorophyll fluorescence parameters, chlorophyll and carotenoid contents in relation to biomass and yield in bread wheat and their chromosome deletion bin assignments. Molecular Breeding. 2013;32(1):189-210. DOI: 10.1007/s11032-013-9862-8

3. Герасимов С.А., Полонскии В.И., Сумина А.В., Сурин Н.А., Липшин А.Г., Зюте С.А. Влияние генотипа и условии выращивания овса на содержание биологически активных компонентов в зерне. Химия растительного сырья. 2020;(2):65-71. DOI: 10.14258/jcprm.2020025515

4. Hackett R. A comparison of husked and naked oats under Irish conditions. Irish Journal of Agricultural and Food Research. 2018;57(1):1-8. DOI: 10.1515/ijafr-2018-0001

5. Kalaji H.M., Jajoo A., Oukarroum A. Brestic M., Zivcak M., Samborska I.A. et al. Chlorophyll a fluorescence as a tool to monitor physiological status of plants under abiotic stress conditions. Acta Physiologiae Plantarum. 2016;38:102. DOI: 10.1007/s11738-016-2113-y

6. Kirkkari A.-M., Peltonen-Sainio P., Lehtinen P. Dehulling capacity and storability of naked oat. Agricultural and Food Science. 2004;13(1-2):198-211. DOI: 10.2137/1239099041837969

7. Loskutov I.G., Shelenga T.V., Konarev A.V., Shavarda A.L., Blinova E.V., Dzubenko N.I. The metabolomic approach to the comparative analysis of wild and cultivated species of oats (Avena L.). Russian Journal of Genetics: Applied Research. 2017;7(5):501-508. DOI: 10.1134/s2079059717050136

8. Лоскутов И.Г., Шеленга Т.В., Конарев А.В., Варгач Ю.И., Пороховинова Е.А., Блинова Е.В. и др. Новый подход к структурированию сортового разнообразия голозерных и пленчатых форм культурного овса (Avena sativa L.). Экологическая генетика. 2020;18(1):27-41). DOI: 10.17816/ecogen12977

9. Marcinska I., Czyczylo-Mysza I., Skrzypek E., Grzesiak M.T., Popielarska-Konieczna M., Warchol M. et al. Application of photochemical parameters and several indices based on phenotypical traits to assess intraspecific variation of oat (Avena sativa L.) tolerance to drought. Acta Physiologiae Plantarum. 2017;39(7):153. DOI: 10.1007/s11738-017-2453-2

10. Noga A., Warchol M., Czyczylo-Mysza I., Marcinska I., Dziurka K., Warzecha T. et al. Chlorophyll a fluorescence parameters in the evaluation of oat DH lines yield components. Cereal Research Communications. 2017;45(4):665-674. DOI: 10.1556/0806.45.2017.032

11. Родионова Н.А., Солдатов В.Н., Мережко В.Е., Ярош Н.П., Кобылянский В.Д. Культурная флора. Т. 2, ч. 3. Овес. Москва: Колос; 1994.

12. Sofronova V.E., Chepalov V.A., Dymova O.V., Golovko T.K. Functional condition of photosystem II in leaves of spring oats during autumnal decrease in temperature. Russian Journal of Plant Physiology. 2020;67(4):661-670. DOI: 10.1134/S1021443720030206

13. Song X., Zhou G., Ma B.L., Wu W., Ahmad I., Zhu G. et al. Nitrogen application improved photosynthetic productivity, chlorophyll fluorescence, yield and yield components of two oat genotypes under saline conditions. Agronomy. 2019;9(3):115. DOI: 10.3390/agronomy9030115

14. Strasser R.J., Tsimilli-Michael M., Srivastava A. Analysis of the chlorophyll a fluorescence transient. In: G.C. Papageorgiou, Govindjee (eds). Chlorophyll a Fluorescence. Advances in Photosynthesis and Respiration. Vol. 19. Dordrecht: Springer; 2004. p.321-362. DOI: 10.1007/978-1-4020-3218-9_12

15. Tobiasz-Salach R., Kalaji H.M., Mastalerczuk G., Bąba W., Bobrecka-Jamro D., Noras K. Can photosynthetic performance of oat (Avena sativa L.) plants be used as bioindicator for their proper growth conditions? Chiang Mai Journal of Science. 2019;46(5):880-895. Available from: http://www.thaiscience.info/Journals/Article/CMJS/10990682.pdf [accessed Feb. 06, 2022].


Рецензия

Для цитирования:


Лисицын Е.М., Чуракова С.А., Баталова Г.А. Генотипическая вариабельность функционирования фотосистемы II листьев пленчатого и голозерного овса. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2022;183(3):17-26. https://doi.org/10.30901/2227-8834-2022-3-17-26

For citation:


Lisitsyn E.M., Churakova S.A., Batalova G.A. Genotypic variability in the functioning of photosystem II in leaves of covered and naked oats. Proceedings on applied botany, genetics and breeding. 2022;183(3):17-26. (In Russ.) https://doi.org/10.30901/2227-8834-2022-3-17-26

Просмотров: 74


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2227-8834 (Print)
ISSN 2619-0982 (Online)