Влияние салициловой кислоты на продуктивные признаки регенерантных линий ячменя в условиях почвенных стрессов

Для создания генотипов зерновых культур, устойчивых к эдафическим стрессорам, активно применяется клеточная селекция. Необходима оценка отобранных in vitro генотипов в условиях in vivo для подтверждения генетической стабильности целевого признака. Для повышения урожайности регенерантных генотипов возможно использование регуляторов роста с адаптогенным и протекторным действием. В условиях вегетационного опыта проводили сравнительный анализ продуктивных признаков ячменя (Hordeum vulgare L.) сорта Боярин и его регенерантных линий R1-поколения на почвенных фонах с засухой (рНКCl – 6,5; искусственно созданный водный дефицит), токсичностью алюминия (рНКCl – 4,8; Al – 13 мг/кг) и кадмия (рНКCl – 4,7; Cd – 6,4 мг/кг), а также без стрессора (контроль). Оценивали эффективность обработки ячменя салициловой кислотой (СК) (2 мМ/дм³) в качестве стресспротектора в неблагоприятных почвенных условиях. Определен вклад факторов в формировании урожайности ячменя: почвенный фон – 30,4 %; генотипические особенности – 8,1 %; обработка салициловой кислотой – 0,7 %. Без обработки СК наибольшую урожайность (130 г/м²) в стрессовых (засушливых) условиях имели регенеранты, полученные на селективых средах in vitro с водным дефицитом – RA-ПЭГ. Стресспротекторное действие СК выявлено у регенерантов RA-Cd и RA-ПЭГ на фоне с кадмием – превышение по урожайности над исходным сортом составило 59 и 47 г/м2 (более чем в два раза) и у регенерантов RA-Al и RA-ПЭГ при отсутствии стрессовых факторов – 29 и 24 г/м² соответственно. Регенерантная линия RA-ПЭГ рекомендована для использования в селекционных программах по созданию засухоустойчивых генотипов.

1. Ступин А. С., Левин В. И. Комплексная антистрессовая защита зерновых культур при контрастных погодных условиях. Вестник Российской сельскохозяйственной науки. 2024;(6):55–60. DOI: https://doi.org/10.31857/S2500208224060135 EDN: WTLIPE

2. Грабовец А. И., Фоменко М. А. Изменение климата и особенности селекции озимой мягкой пшеницы на продуктивность и адаптивность к нему. Вестник Российской сельскохозяйственной науки. 2023;(1):20–25. DOI: https://doi.org/10.31857/2500-2082/2023/1/20-25 EDN: OIFLKO

3. Левин В. И., Дудин Н. Н., Антипкина Л. А., Ушаков Р. Н. Состояние стресса у семян хлебных злаков и методика его диагностики. Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2020;(5(187)):28–38. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=42880940 EDN: XVAKQB

4. Ma Y., Li. C., Ryan P. R., Shabala S., You J., Liu J. et al. A new allele for aluminium tolerance gene in barley (Hordeum vulgare L.). BMC Genomics. 2016;17:186. URL: https://bmcgenomics.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12864-016-2551-3

5. Ofoe R., Thomas R. H., Asiedu S. K., Wang-Pruski G., Fofana B., Abbey L. Aluminum in plant: Benefits, toxicity and tolerance mechanisms. Frontiers in Plant Science. 2022;(13);1085998. DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2022.1085998

6. Batalova G. A., Lisitsyn E. M. Correlation analysis of the parameters of oats assimilation apparatus and productivity elements. Nexo Revista Cientifica. 2021;34(01):379–389. DOI: https://doi.org/10.5377/nexo.v34i01.11315

7. Амунова О. А., Лисицын Е. М. Пигментный комплекс листьев сортов мягкой яровой пшеницы разных групп спелости в различных условиях увлажнения. Самарский научный вестник. 2019;8(3(28)):19–25. DOI: https://doi.org/10.24411/2309-4370-2019-13102 EDN: FXEVTP

8. Каляга Т. Г., Козел Н. В. Влияние почвенной засухи на содержание фотосинтетических пигментов в растениях ячменя сорта Бровар. Экспериментальная биология и биотехнология. 2020;(3):46–53. DOI: https://doi.org/10.33581/2521-1722-2020-3-46-53 EDN: EQOSTS

9. Гречишкина О. С., Хутамбирдина Р. Д., Мордвинцев М. П. Величина и структура урожая зерна сортов яровой мягкой пшеницы в условиях засухи разного типа. Животноводство и кормопроизводство. 2021;104(4):217–232. DOI: https://doi.org/10.33284/2658-3135-104-4-217 EDN: HICWSI

10. Бессараб Н. С. Селекционные достижения как объекты интеллектуальной собственности: история и современность. Образование и право. 2024;(1):213–221. DOI: https://doi.org/10.24412/2076-1503-2024-1-213-221 EDN: QGHWMM

11. Shchennikova I. N., Shupletsova O. N., Kokina L. P. Biotechnology in the Creation of Spring Barley Varieties. Russian Agricultural Sciences. 2022;48(4):264–269. DOI: https://doi.org/10.3103/S1068367422040139

12. Шуплецова О. Н., Щенникова И. Н. Результаты использования клеточных технологий в создании новых сортов ячменя, устойчивых к токсичности алюминия и засухе. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2016;20(5):623–628. DOI: https://doi.org/10.18699/VJ16.183 EDN: WYCWFJ

13. Рожанская О. А. О сомаклональной изменчивости растений как источнике биоразнообразия для селекции. Селекция растений: прошлое, настоящее и будущее: сб. мат-лов I Всеросс. научно-практ. конф. с междунар. участием. Белгород: Издательский дом «Белгород», 2016. С. 152–156. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=30559170 EDN: ZSSWSX

14. Kapazoglou A., Tsaftaris A. Epigenetic chromatin regulators as mediators of abiotic stress responses in cereals. Abiotic stress in plants – mechanisms and adaptations. InTech, 2011. pp. 395–414. DOI: https://doi.org/10.5772/36025

15. Pérez-Clemente R., Gómez-Cadenas A. In vitro tissue culture, a tool for the study and breeding of plants subjected to abiotic stress conditions. Recent advances in plant in vitro culture. InTech, 2012. pp. 91–108. DOI: https://doi.org/10.5772/50671

16. Hediji H., Kharbech O., Massoud M. B., Boukari N., Debez A., Chaibi W. et al. Salicylic acid mitigates cadmium toxicity in bean (Phaseolus vulgaris L.) seedlings by modulating cellular redox status. Environmental and Experimental Botany. 2021;186:104432. DOI: https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2021.104432

17. Metwally A., Finkemeier I., Georgi M., Dietz K. J. Salicylic acid alleviates the cadmium toxicity in barley seedlings. Plant physiology. 2003;132(1):272–281. DOI: https://doi.org/10.1104/pp.102.018457