Влияние УФ-А на некоторые морфометрические и биохимические показатели растений-регенерантов картофеля

Ультрафиолетовое облучение (УФО) является составной частью солнечного излучения и играет важную роль в различных биологических процессах растений. Применение УФО может быть мощным инструментом для борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур, а также для стимулирования синтеза защитных соединений, повышения питательных качеств и органолептических свойств растений. Оздоровленные меристемные растения картофеля после пересадки в грунт из условий in vitro нуждаются в создании оптимального освещения. В условиях защищенного грунта применение дополнительного ультрафиолетового облучения растений картофеля может существенно увеличить урожайность культуры. Для выявления оптимальных условий применения этого приема необходимо изучить реакцию различных сортов картофеля на УФО. В данной работе проведено исследование действия УФ-А (длина волны 360 нм, плотность мощности 2,2 Вт/м, временной интервал между облучением 24 часа) на растения-регенеранты пяти сортов картофеля в течение 10 суток после их пересадки в грунт. Изучено влияние на площадь листьев, массу надземной и корневой частей растений, содержание хлорофиллов, каротиноидов и пролина. Выявлено достоверное увеличение под действием УФ-А надземной массы растений-регенерантов картофеля сортов Люкс и Легенда, массы корневой системы у растений сортов Люкс и Аляска, площади листьев у растений сорта Люкс, содержания пролина в растениях сортов Аляска, Ирбитский, Терра, а также достоверное снижение концентраций фотосинтетических пигментов в листьях растениях картофеля сорта Легенда. Полученные результаты расширяют знания о влиянии УФ-А на рост и развитие растений картофеля.

1. Саяпова М. Г., Карпухин М. Ю., Кейта Ф. Семеноводство картофеля. Молодежь и наука. 2018;(7):54. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=36489025 EDN: MHKHKD

2. Лисина Т. Н., Дубасова Ю. А., Протасова Е. М., Елисеева А. Д., Щербёнок С. В. Опыт выращивания мини-клубней трёх сортов картофеля в условиях защищённого грунта. Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2024;(1(105)):44–49. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=60786122 EDN: LRBMCQ

3. Belguendouz A., Kaide Harche M., Benmahioul B. Evaluation of different culture media and activated charcoal supply on yield and quality of potato microtubers grown in vitro. Journal of Plant Nutrition. 2021;44(14):2123–2137. DOI: https://doi.org/10.1080/01904167.2021.1881545

4. Mariz-Ponte N., Mendes R. J., Sario S., Melo P., Santos C. Moderate UV-A supplementation benefits tomato seed and seedling invigoration: A contribution to the use of UV in seed technology. Scientia Horticulturae. 2018;235:357–366. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scienta.2018.03.025

5. Mariz-Ponte N., Martins S., Gonçalves A., Correia C. M., Ribeiro C., Dias M. C., Santos C. The potential use of the UV-A and UV-B to improve tomato quality and preference for consumers. Scientia Horticulturae. 2019;246:777–784. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scienta.2018.11.058

6. González-García Y., Escobar-Hernández D. I., Benavides-Mendoza A., Morales-Díaz A. B., Olivares-Sáenz E., Juárez-Maldonado A. UV-A Radiation Stimulates Tolerance against Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici in Tomato Plants. Horticulturae. 2023;9(4):499. DOI: https://doi.org/10.3390/horticulturae9040499

7. Escobar-Bravo R., Chen G., Kim H. K., Grosser K., van Dam N. M., Leiss K. A., Klinkhamer P. G. Ultraviolet radiation exposure time and intensity modulate tomato resistance to herbivory through activation of jasmonic acid signaling. Journal of Experimental Botany. 2019;70(1):315–327. DOI: https://doi.org/10.1093/jxb/ery347

8. Santos I., Fidalgo F., Almeida J. M., Salema R. Biochemical and ultrastructural changes in leaves of potato plants grown under supplementary UV-B radiation. Plant Science. 2004;167(4):925–935. DOI: https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2004.05.035

9. Vyšniauskienė R., Rančelienė V. Effect of UV-B radiation on growth and antioxidative enzymes activity in Lithuanian potato (Solanum tuberosum L.) cultivars. Zemdirbyste-agriculture. 2014;101(1):51–56. DOI: https://doi.org/10.13080/z-a.2014.101.007

10. Гинс М. С., Гамбарова Н. Г. Активность антиоксидантной системы красноокрашенного амаранта при кратковременном действии УФ-А радиации. Овощи России. 2009;(1):33–35. DOI: https://doi.org/10.18619/2072-9146-2009-1-33-35 EDN: OYCLGH

11. Лисина Т. Н., Бурдышева О. В., Шолгин Е. С. Влияние светодиодного освещения различного спектра на растения картофеля (Solanum tuberosum L.) при выращивании in vitro (обзор). Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2023;24(6):913–923. DOI: https://doi.org/10.30766/2072-9081.2023.24.6.913-92 EDN: XSVSWJ

12. Qi W., Ma J., Zhang J., Gui M., Li J., Zhang L. Effects of low doses of UV-B radiation supplementation on tuber quality in purple potato (Solanum tuberosum L.). Plant Signaling & Behavior. 2020;15(9). DOI: https://doi.org/10.1080/15592324.2020.1783490

13. Янчевская Т. Г., Ковалёва О. А. Стимулирование морфообразовательных процессов в меристемных растениях картофеля (Solanum tuberosum L.) под действием ультрафиолетового облучения В-диапазона. Физиология растений и генетика. 2015;47(4):287–295.

14. Lee J., Oh M., Son K. Short-Term Ultraviolet (UV)-A Light-Emitting Diode (LED) Radiation Improves Biomass and Bioactive Compounds of Kale. Frontiers in Plant Science. 2019;10:1042. DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2019.01042

15. Casal J. J. Photoreceptor signaling networks in plant responses to shade. Annual Reviews of Plant Biology. 2013;64:403–427. DOI: https://doi.org/10.1146/annurev-arplant-050312-120221

16. Verdaguer D., Jansen M. A., Llorens L., Morales L. O., Neugart S. UV-A radiation effects on higher plants: Exploring the known unknown. Plant Science. 2017;255:72–81. DOI: https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2016.11.014

17. Бурдышева О. В., Шолгин Е. С., Илюшин С. А., Ременникова М. В., Щербинина К. Э., Лисина Т. Н. Разработка макета оптической установки комплексного действия обработки семян сельскохозяйственных культур. Фотон-экспресс. 2023;(6(190)):31–32. DOI: https://doi.org/10.24412/2308-6920-2023-6-31-32 EDN: QEVMQV

18. Лобков В. Т., Наполова Г. В. Способ определения хлорофилла в растениях гречихи: пат. № 2244916 Российская Федерация. №2003120313/04: заяв. 02.07.2003; опубл. 20.01.2005. Бюл. №2. 4 с. Режим доступа: https://www1.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet

19. Kang S., Zhang Y. T., Zhang Y. Q., Zou J., Yang Q. C., Li T. Ultraviolet-A radiation stimulates growth of indoor cultivated tomato (Solanum lycopersicum) Seedlings. HortScience. 2018;53(10):1429–1433. DOI: https://doi.org/10.21273/HORTSCI13347-18

20. Polívka T., Frank H. A. Molecular factors controlling photosynthetic light harvesting by carotenoids. Accounts of Chemical Research. 2010;43(8):1125–1134. DOI: https://doi.org/10.1021/ar100030m

21. Мякишева Е. П., Соколова Г. Г. Влияние качества света на содержание фотосинтетических пигментов картофеля (Solanum tuberosum L.) в культуре in vitro. Известия Алтайского государственного университета. 2014;(3-2):46–49. DOI: https://doi.org/10.14258/izvasu(2014)3.2-08 EDN: TACEYF

22. Hossain M. A., Hoque M. A., Burritt D. J., Fujita M. Chapter 16 – Proline protects plants against abiotic oxidative stress: biochemical and molecular mechanisms. Oxidative Damage to Plants. Antioxidant Networks and Signaling. Academic Press is an imprint of Elsevier, 2014. pp. 477–522. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-799963-0.00016-2

23. Bhuyan M. H. M. B., Hasanuzzaman M., Al Mahmud J., Hossain Md. Sh., Bhuiyan T. F., Fujita M. Unraveling Morphophysiological and Biochemical Responses of Triticum aestivum L. to Extreme pH: Coordinated Actions of Antioxidant Defense and Glyoxalase Systems. Plants. 2019;8(1):24. DOI: https://doi.org/10.3390/plants8010024

24. Ковалёва О. А. Влияние УФ-облучения на биосинтез пигментов и фотодинамические характеристики переменной флуоресценции листьев меристемных регенерантов картофеля (Sоlanum tuberosum). Вестник Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наук. 2006;(5):85–88. Режим доступа: http://elib.bspu.by/handle/doc/1801