- Код статьи
- 10.31857/S0002188124100083-1
- DOI
- 10.31857/S0002188124100083
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том / Номер выпуска 10
- Страницы
- 68-82
- Аннотация
- В вегетационном опыте с внесением в дерново-подзолистую почву Cd2+ в концентрации 25 и 50 мг/кг выращивали ячмень 4-х сортов, которые по результатам лабораторного эксперимента с проростками оказались контрастными по устойчивости к действию Cd2+. Цель работы – выяснение, сохраняют ли указанные сорта свои свойства как устойчивых или чувствительных к кадмию не только в качестве модели-проростков, но и в процессе всего онтогенеза растений. Оценивали внешний вид растений, высоту растений, биомассу, площадь листьев, активность ферментов, связанных с защитой растения от стрессовых факторов среды, содержание фитогормонов в надземной биомассе, массу зерна, соломы и 1000 зерен, накопление кадмия в надземной биомассе растений (соломе и зерне). В условиях эксперимента выявлены значимые различия между группами устойчивых и чувствительных к действию кадмия сортов. По морфометрическим параметрам и продуктивности при выращивании на загрязненной кадмием почве устойчивые сорта значимо превосходили чувствительные. Эти эффекты наиболее были заметны при дозе кадмия 50 мг/кг, а доза 25 мг/кг недостаточна для уверенной дифференциации сортов на чувствительные и устойчивые. Отмечено, что на 50-е сут эксперимента концентрация стрессовых гормонов возрастала, а ростовых – снижалась при внесении в почву кадмия 50 мг/кг. При этом концентрация стрессовых гормонов у устойчивых сортов возрастала уже на 30-е сут, а ростовых – и на 30-е, и на 50-е сут уменьшалась не настолько сильно, как у чувствительных. Отмечена бóльшая активность антиоксидантных ферментов у устойчивых сортов по сравнению с чувствительными. Устойчивые сорта демонстрировали в целом бóльшую продуктивность при внесении в почву дозы кадмия 50 мг/кг. Чувствительные сорта накапливали кадмий в надземной биомассе в большем количестве, чем устойчивые, при этом различия становились отчетливыми при внесении дозы кадмия 50 мг/кг. Результаты исследования подтвердили, что обнаруженная при оценке воздействия кадмия на проростки дифференциация сортов ячменя по устойчивости сохраняется на протяжении всего жизненного цикла растений и сказывается на урожайности и других хозяйственно-ценных признаках. Полученные данные полезны для оценки последствий техногенного загрязнения агроценозов, задач селекции сортов основных культур, обладающих высокой устойчивостью к кадмию. Кроме того, материалы исследования можно применить при разработке методологии оценки состояния почв, загрязненных тяжелыми металлами, и для задач экологического нормирования.
- Ключевые слова
- ячмень кадмий внутривидовой полиморфизм контрастные по устойчивости сорта вегетационный опыт
- Дата публикации
- 17.09.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 11
Библиография
- 1. Алексахин Р.М., Фесенко С.В., Гераськин С.А. Методика оценки экологических последствий техногенного загрязнения агроэкосистем. М.: Изд-во МГУ, 2004. 206 с.
- 2. Clemens S. Molecular mechanisms of plants metal tolerance and homeostasis // Planta. 2001. V. 212. P. 475–486.
- 3. Dandan L., Dongmei Z., Peng W., Nanyan W., Xiangdong Z. Subcellular Cd distribution and its correlation with antioxidant enzymatic activities in wheat (Triticum aestivum) roots // Ecotoxicol. Environ. Saf. 2011. V. 74. P. 874–881.
- 4. Sgherri C., Quartacci M.F., Izzo R., Navari-Izzo F. Relation between lipoic acid cell redox status I wheat grown in excess copper // Plant Рhysiol. Biochem. 2002. V. 40. P. 591–597.
- 5. Полесская О.Г. Растительная клетка и активные формы кислорода. М.: Университет, 2007. 139 с.
- 6. Correa A.X. da R., Rorig L.R., Verdinelli M.A., Cotelle S., Ferrad J.F., Radecki C.M. Cadmium phytotoxicity: quantities sensitivity relationships between classical endpoints and antioxidative enzyme biomarkers // Sci. Total Environ. 2006. V. 357. P. 120–127.
- 7. Leon A.M., Palma J.M., Corpas F.J., Gomez M., Romero-Puertas M.C., Chaterjee D., Mateos R.M., del Rio L.A., Sandalio L.M. Antioxidative enzymes in cultivars of pepper plants with different sensitivity to cadmium // Plant Physiol. Biochem. 2002. V. 40. P. 813–820.
- 8. Liu X., Zhang S., Shan X.Q., Christie P. Combined toxicity of cadmium and arsenate to wheat seedlings and plant uptake and antoxidative enzymes response to cadmium and arsenate co-contamination // Ecotoxicol. Environ. Saf. 2007. V. 68. P. 305–313.
- 9. Drazkiewicz M., Skorzynska-Polit E., Krupa Z. The redox state and activity of superoxide dismutase classes in Arabidopsis thaliana under cadmium and copper stress // Chemosphere. 2007. V. 67. P. 188–193.
- 10. Baker A.J.M. Metal tolerance // New Phytol. 1987. V. 106. P. 93–111.
- 11. Гераськин С.А., Дикарев А.В., Дикарев В.Г., Дикарева Н.С. Анализ внутривидового полиморфизма ячменя по устойчивости к действию кадмия // Агрохимия. 2021. № 8. С. 49–56.
- 12. Дикарев А.В., Дикарев В.Г., Дикарева Н.С. Влияние нитрата свинца на морфологические и цитогенетические показатели растений ярового двурядного ячменя (Hordeum vulgare L.) // Агрохимия. 2014. № 7. C. 45–52.
- 13. Дикарев А.В., Дикарев В.Г., Дикарева Н.С., Гераськин С.А. Внутривидовой полиморфизм ярового ячменя (Hordeum vulgare L.) по устойчивости к действию свинца // Сел.-хоз. биол. 2014. № 5. С. 78–87.
- 14. Журбицкий З.И. Теория и практика вегетационного метода. М.: Наука, 1968. 260 с.
- 15. Агрохимические методы исследования почв. М.: Наука, 1975. 656 с.
- 16. Дикарев В.Г., Гераськин С.А., Дикарев А.В., Дикарева Н.С. Сравнительный анализ эффективности использования интеркалярных и апикальных меристем ячменя для биоиндикации генотоксического действия свинца // Экол. генетика. 2018. Т. 16. № 3. С. 37–46.
- 17. Bates L.S., Waldern R.P., Teare I.D. Rapid determination of free proline for water-stress studies // Plant and Soil. 1973. V. 39. № 1. P. 205–207.
- 18. Heath R.L., Packer L. Photoperoxidation in isolated chloroplasts. I. Kinetics and stoichiometry of fatty acid peroxidation // Arch. Biochem. Biophys. 1968. V. 125. № 1. P. 189–198.
- 19. Биссвангер Х. Практическая энзимология. М.: БИНОМ, Лаборатория знаний, 2013. 328 с.
- 20. Разыграев А.В., Петросян М.А., Базиян Е.В., Полянских Л.С. Исследование активности каталазы в гетеротопиях в экспериментальной модели эндометриоза // Журн. акушер. и женск. болезней. 2019. Т. 68. № 6. С. 57–63.
- 21. Paglia D.E., Valentine W.N. Studies on the quantitative and qualitative characterization of erythrocyte glutathione perox-idase // J. Lab. Clin. Med. 1967. V. 70. № 1. P. 158–169.
- 22. Шевякова Н.И. Роль γ-аминомасляной кислоты, пролина, цистеина в нейтрализации вредных воздействий на растительный организм // Физиология растений. 1983. Т. 30. № 4. С. 768–783.
- 23. Бритиков Е.А. Биологическая роль пролина. М.: Колос, 1975. 124 с.
- 24. Кузнецов В.В., Шевякова Н.И. Пролин при стрессе: Биологическая роль, метаболизм, регуляция // Физиология растений. 1999. Т. 46. № 2. С. 321–336.
- 25. Дикарев А.В., Дикарев В.Г., Дикарева Н.С. Исследование фитотоксичности свинца для растений редиса и салата при выращивании на разных типах почв // Агрохимия. 2019. № 6. С. 72–80.
- 26. Bücker-Neto L., Paiva A.L.S., Machado R.D., Arenhart R.A. Interactions between plant hormones and heavy metals responses // Genet. Mol. Biol. 2017. V. 40. P. 373–386.
- 27. Sauer M., Robert S., Kleine-Vehn J. Auxin: simply complicated // J. Exp. Bot. 2013. V. 64. P. 2565–2577.
- 28. Sakakibara H. Cytokinins: activity, biosynthesis, and translocation // Annu. Rev. Plant Biol. 2006. V. 57. P. 431–449.
- 29. Лутова Л.А., Ежова Т.А., Додуева И.Е., Осипова М.А. Генетика развития растений. СПб.: Наука, 2010. 539 с.
- 30. Wani S.H., Kumar V., Shriram V., Sah S.K. Phytohormones and their metabolic engineering for abiotic stress tolerance in crop plants // Crop. J. 2016. V. 4. P. 162–176.
- 31. Vishwakarma K., Upadhyay N., Kumar N., Yadav G. Abscisic acid signaling and abiotic stress tolerance in plants: A Review on current knowledge and future prospects // Front. Plant Sci. 2007. V. 8. P. 161.
- 32. Ding P., Ding Y. Stories of salicylic acid: a plant defense hormone // Trend. Plant Sci. 2020. V. 25. № 6. P. 549–565.
- 33. Khan M.I.R., Fatma M., Per T.S., Anjum N.A. Salicylic acid-induced abiotic stress tolerance and underlying mechanisms in plants // Front. Plan. Sci. 2015. V. 6. P. 462.
- 34. La V.H., Lee B.-R., Zhang Q., Park S.-H. Salicylic acid improves drought-stress tolerance by regulating the redox status and proline metabolism in Brassica rapa L. // Hortic. Environ. Biotechnol. 2019. V. 60. P. 31–40.
