Оценка эффективности использования салициловой кислоты для повышения устойчивости яровых злаков к недостатку микроэлементов и увеличения их семенной продуктивности

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 22-26-00168

НазваниеОценка эффективности использования салициловой кислоты для повышения устойчивости яровых злаков к недостатку микроэлементов и увеличения их семенной продуктивности

Руководитель Казнина Наталья Мстиславовна, Доктор биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Карельский научный центр Российской академии наук" , Республика Карелия

Конкурс №64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 06 - Сельскохозяйственные науки; 06-106 - Растениеводство

Ключевые слова Triticum aestivum L., Hordeum vulgare L., недостаток цинка, недостаток меди, салициловая кислота, физиологические процессы, клеточные мембраны, экспрессия генов, устойчивость, семенная продуктивность, урожай зерна

Код ГРНТИ68.03.03

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Режим минерального питания чрезвычайно важен для получения высоких урожаев зерновых злаков. Однако довольно большие земельные площади, занятые под зерновые культуры, характеризуются низким уровнем элементов минерального питания, в том числе микроэлементов. Поскольку микроэлементы необходимы для функционирования всех физиологических процессов у растений, их дефицит негативно отражается на жизнедеятельности злаков и приводит к большим потерям урожая. Кроме того, современные сорта зерновых, создание которых было направлено на повышение урожайности, как правило, обладают пониженной устойчивостью к разного рода стресс-факторам, в том числе к недостатку микроэлементов. В большинстве случаев проблема недостатка микроэлементов в почве и растениях решается внесением большого количества минеральных удобрений, что может привести к повышению их содержания до уровня, токсичного как для самого растения, так и для животных и человека. Вследствие этого важной и актуальной проблемой современности является поиск других путей повышения урожайности злаков в условиях недостатка микроэлементов в почве, а также увеличения их устойчивости к этому стресс-фактору. Одним из возможных способов улучшения жизнедеятельности растений и повышения их семенной продуктивности в неблагоприятных условиях внешней среды является обработка семян или проростков регуляторами роста. При этом, как полагают, положительное воздействие регуляторов роста во многом связано именно с повышением устойчивости растений к отклонению факторов окружающей среды от оптимальных значений. Вследствие этого можно предположить, что обработка растений регуляторами роста приведет и к увеличению устойчивости злаков к дефициту микроэлементов, а также будет способствовать сохранению высокого урожая семян в условиях недостатка микроэлементов в почве. К соединениям, выступающим в роли индукторов неспецифической устойчивости к неблагоприятным факторам внешней среды, и вместе с тем оказывающим стимулирующее действие на процессы роста и развития растений, относят салициловую кислоту (СК). СК - природный экологически безопасный регулятор роста, при этом является дешевым коммерческим реагентом, что предполагает возможность ее широкого использования в растениеводстве. Проведение исследований по заявленной теме позволит оценить эффективность обработки СК культурных злаков для повышения устойчивости растений к недостатку наиболее важных микроэлементов - цинка и меди, и повышению их семенной продуктивности в этих условиях. Полученные в ходе исследований результаты будут способствовать расширению знаний о воздействии регуляторов роста на устойчивость растений к неблагоприятным факторам внешней среды. На примере двух видов яровых злаков – пшеницы и ячменя, как наиболее важных сельскохозяйственных культур – впервые будет проведено изучение влияния разных видов обработки СК на физиологические процессы и продуктивность растений, произрастающих при в оптимальных условиях минерального питания и при недостатке цинка и меди в субстрате. В ходе выполнения проекта будут получены новые сведения об участии СК в механизмах устойчивости и адаптации яровых злаков к недостатку микроэлементов в корнеобитаемой среде. Впервые будут получены данные о влиянии экзогенной СК на интенсивность окислительных процессов и активность антиоксидантной системы у злаков, произрастающих в условиях дефицита микроэлементов. Помимо этого, будет определена экспрессия генов, участвующих в синтезе антиоксидантных ферментов. Важным результатом исследований будет выявление возможности и эффективности использования СК для повышения семенной продуктивности яровых злаков, испытывающих дефицит микроэлементов. Полученные сведения позволят впервые оценить возможность использования разных видов обработок СК для увеличения урожая семян важнейших злаковых культур при их выращивании на почвах с недостатком микроэлементов.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Казнина Н.М., Игнатенко А.А., Батова Ю.В. Содержание меди в корнях и побегах культурных злаков при разных способах обработки салициловой кислотой Tруды Карельского научного центра РАН. Серия Экспериментальная биология., № 7. С. 92–99. (год публикации - 2022)
10.17076/eb1701

2. Игнатенко А.А., Батова Ю.В., Холопцева Е.С., Казнина Н.М. Влияние предпосевной обработки семян салициловой кислотой на рост и фотосинтетический аппарат ячменя при разном содержании цинка в субстрате Russian Journal of Plant Physiology, Vol. 70:35 (год публикации - 2023)
10.1134/S1021443723700115

3. Казнина Н.М., Репкина Н.С., Игнатенко А.А., Батова Ю.В., Холопцева Е.С. Effect of salicylic acid on physiological parameters of wheat under zinc or copper deficiency Vegetos, Vegetos (2023). Published online 28 July 2023 (год публикации - 2023)
10.1007/s42535-023-00687-1

4. Казнина Н.М., Репкина Н.С., Батова Ю.В. Игнатенко А.А. Влияние предпосевной обработки семян ячменя салициловой кислотой на активность антиоксидантных ферментов и экспрессию кодирующих их генов при недостатке меди VII Международная научная конференция «Генетика, геномика, биоинформатика и биотехнология растений» (PLANTGEN 2023): тезисы докладов, VII Международная научная конференция «Генетика, геномика, биоинформатика и биотехнология растений» (PLANTGEN 2023): тезисы докладов / Под ред. A.A. Калачева, Т.А. Горшковой, М.Л. Пономаревой; ФИЦ «КазНЦ РАН». Казань: ФЭН, 2023. С. 180. (год публикации - 2023)

5. Игнатенко А.А. , Батова Ю.В., Холопцева Е.С., Таскина К.Б., Казнина Н.М. Влияние обработки салициловой кислотой на устойчивость злаков к дефициту цинка X Съезд общества физиологов растений России «Биология растений в эпоху глобальных изменений климата» (Уфа, 18-23 сентября 2023 г.): тезисы докладов., X Съезд общества физиологов растений России «Биология растений в эпоху глобальных изменений климата» (Уфа, 18-23 сентября 2023 г.): тезисы докладов. Уфа: УИБ УФИЦ РАН, 2023. 160 с. (год публикации - 2023)

6. Казнина Н.М., Репкина Н.С., Батова Ю.В., Игнатенко А.А., Титов А.Ф. Seed Treatment with Salicylic Acid Increases Gene Expression and Activity of Antioxidant Enzymes in Wheat Plants in Zinc or Copper Deficiency Doklady Biological Sciences, Doklady Biological Sciences, 2023, Vol. 513, Suppl. 1, pp. S55–S60. (год публикации - 2023)
10.1134/S001249662470090X

Публикации