Light stress is a major abiotic stress which adversely affects productivity of the plants. Tolerance to abiotic stresses is very complex, due to the intricate of interactions between stress factors and various molecular, biochemical and physiological phenomena affecting plant growth and development. In many cases, high yield potential can contribute to yield in moderate stress environment. We studied chlorophyll (Chl) a fluorescence parameters and analyzed D1 core protein in one year old plants of Jatropha curcus under different light regimes (10-1200 μmol m-2 s-1) in sun and shade plants. Chl a fluorescence provides insights into the responses of the photosynthetic system to increasing irradiance. Total Chl content was 1.43 and 0.61 mg/g-1 FM for shade and sun exposed plants respectively. The effective quantum yield (ΔF/Fm') of the sun plants was lower as compared to shade plants but the amount of the D1 core protein was higher in plants grown under high light intensity. A decrease in ΔF/Fm' indicates down regulation of photosynthesis or photoinhibition. D1 protein is the membrane protein complex of the PSII reaction centre. The degradation of D1 protein may regulate the functioning of the PSII repair cycle under photoinhibitory conditions. It has been shown that low-light grown or shade plants are more susceptible to photoinhibition than high light or sun plants. This higher susceptibility is accompanied by slow degradation of damaged D1 protein. High light intensity or exposure to photooxidation leads to the irreversible damage in photosynthetic performance and consequently has an overall inhibitory effect on crop productivity.

Бесплатно

Water status and protein pattern changes towards salt stress in cotton

Saleh Basel

Статья научная

A pot experiment was conducted to evaluate performance of four upland cotton ( Gossypium hirsutum L.) varieties, Deir-Ezzor22 (DE22), Niab78 (N78), Aleppo118 (A118) and Deltapine50 (DP50) grown under non-saline conditions (control) and salt stress (200 mM NaCl) for 7 weeks. During the course of the experiment, potential osmotic (ψ), leaf relative water content (RWC), water saturation deficit (WSD), membrane stability index (MSI), and salt tolerance index (STI) were measured. Moreover, protein pattern changes were detected under salt application. Data indicated that potential osmotic (ψ) considerably decreased under saline condition. Where, the lowest value was recorded for DP50 and A118, while the highest one was recorded for N78 and DE22. Whereas, RWC was strongly reduced for DP50 and A118, while, it was slightly increased for N78 and DE22 varieties. However, it was noticed that WSD showed an inverse trend of RWC. In contrast to DP50 and A118 varieties, both the estimated membrane stability index (MSI) and salt tolerance index (STI) were higher in N78 and DE22. In addition, salt application induced changes in protein pattern including decrease, increase or induction of some polypeptides bands. According to our results, N78 and DE22 varieties showed a better protection mechanism against salinity damage than the other two tested varieties.

Бесплатно

Water stress at anthesis and storage temperature affected growth and germinability of rice (Oryza spp.)

Dada Oyeyemi A., Okpe Jude A., Togun Adeniyi O.

Статья научная

A study conducted in 2017 and 2018 investigated components of yield (CY) from upland rice plants predisposed to water stress at anthesis and germinability indices (GI) of harvested seeds stored at different storage temperatures. Sixteen treatments comprising four rice cultivars: CG-14, NERICA2, NERICA4 and FARO-66 predisposed to four periods of water stress [5, 10, 15 days interval and 100% Field capacity (control)] at grain filling were laid out in a completely randomized design (CRD) with six replicates. Morphological and yield parameters and GI were evaluated following standard procedures. Data were analyzed using linear regression and ANOVA with means separated using Duncan’s multiple range test (p≤0.05). Occurrence of water stress at grain filling had deleterious effects on CY and GI of seeds of FARO-66 cultivar. NERICA4 and CG14 tolerated moisture stress better than NERICA2 and FARO-66. Sterility, unfilled grain and GI are strongly (R2=0.87) related to prolonged drought incidence. Occurrence of drought at generative growth stage in rice could cause total crop failure and poor seed germinability. Considering the unpredictability of rainfall season in rainfed farming system, irrigation plan should be essential cultural practice that must be factored into upland rice production to avoid crop failure.

Бесплатно

Wheat can acclimate to seawater by pretreatment with kinetin and spermine through osmotic adjustment and solutes allocation

Aldesuquy Heshmat S., Baka Zakaria A., Mickky Berdees M.

Статья научная

A key issue in salt adaptation is the osmotic adjustment, therefore, during ear emergence the effect of exogenous application of kinetin and spermine on osmotic pressure (OP) and solutes allocation (total soluble sugars, total soluble nitrogen, proline, organic acids and inorganic ions (Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+ and Cl -) were quantified in flag leaf of wheat plants irrigated by seawater at 25%. Seawater salinity induced significant increase in osmotic pressure. Furthermore, seawater stress induced marked increase in total soluble sugars, total soluble nitrogen, proline, organic acids, as well as Na +, K +, Ca ++, Mg ++, Cl - and P +++ in wheat flag leaf. On the other hand, seawater decreased SPR, SAR and PAR in flag leaves of wheat plants. Grain priming with kinetin, spermine or their interaction appeared to mitigate the ill effect of seawater on wheat plants by increasing its own capability to be more tolerant against seawater salinity by inducing additional increase in osmotic pressure and the osmolytes concentrations in flag leaf during ear emergence. Moreover, the effect was more pronounced with the interaction of kinetin and spermine treatment.

Бесплатно

Wheat genome sequence opens new opportunities to understand the genetic basis of frost tolerance (FT) and marker-assisted breeding in wheat (Triticum aestivum L.)

Kumar Pardeep, Patni Babita, Singh Machiavelli

Статья научная

The population is increasing day by day and agricultural land is occupied by urban cities because of the shortage of residential areas and by increasing the industries the pollution is at peak level that causes climate change and uses of chemical fertilizers the soil fertility is decreased. Due to these environmental conditions the overall yield of cereals crops is reduced. The wheat is a major food source for all over the world. But the production of wheat nowadays is more far from the requirement. After the availability of whole genome sequence of bread wheat opens many new opportunities for scientists. This whole genome helps in deep analysis and to formulate new breeding technology and to develop an advanced variety of bread wheat that fulfills the need of requirement. The environment conditions (abiotic and biotic stresses) have a severe impact on wheat growth and development that reduces the overall yield. In winter wheat the cold stress causes delay in the fruiting process and break in growth. After the availability of the whole genome of wheat the deep analysis showed the presence of some frost tolerance genes. The over expression of these genes in Arabidopsis showed the increase in frost tolerance. This deep analysis helps breeders to come up with more stress tolerance variety. It also helps in finding new molecular markers that help in marker assisted breeding and in speed breeding. The advancement of Genomic and Proteomic drive the crop biotechnology to resolve the shortage of food for a large population.

Бесплатно

Wheat production under drought stress conditions: physiological and biochemical responses and mitigation options

Noori Mohammad Safar

Статья обзорная

Drought is a global problem, limiting crop production and quality, and it is more detrimental under climate change conditions. It decreases crop yield by affecting the key plant metabolic pathways. Drought triggers a wide variety of plant responses, ranging from cellular metabolism to changes in growth rates and crop yields. Wheat is one of the most important cereal crops and extensively cultivated in wide ranges of altitudes in Afghanistan. With an alarming population growth in the era of climatic change, there is a need for further crop improvement for sustainable production. Understanding the physiological and biochemical responses wheat to drought is essential for a holistic perception of resistance mechanisms to drought conditions. This review article has been divided into two parts, i.e., Physiological and biochemical responses of wheat to drought stress, and drought stress mitigation approaches. I+n the first part, physiological and biochemical responses of wheat to stress were discussed. Drought stress reduces relative water content of leaves, chlorophyll content, and membrane stability. It adversely affects photosynthesis by changing the inner structure of chloroplasts, mitochondria, and chlorophyll content and minerals. Drought stress induces generation of active oxygen species, and the production of antioxidant enzymes in response to water stress as an adaptive mechanism against oxidative damage. This review article elucidates the physiological and biochemical responses of wheat to drought stress conditions and provides drought mitigation options that could contribute in food security under changing climate.

Бесплатно

Winter damage of frost semi-resistant half-cultured apple-trees varieties in Sounthern Predbaikal’ye

Rachenko M.A., Rachenko E.I.

Статья научная

The study was focused on the varieties of macrocarpous semi-culture apple-trees, which are promising for growing in Southern Predbaikal’ye. Most of varieties studied were shown to be characterized by low winter-resistance in the case of low trunk grafting. Tree skeleton grafting demonstrated an increase of winter-resistance of macrocarpous semi-culture apple-trees.

Бесплатно

Yellow Vein Mosaic Virus Resistant Okra Varieties Found Exceptionally Sensitive to Salinity Stress

S. P. Meera, Anu Augustine

Статья научная

Background: Okra is a nutritious vegetable crop which is highly susceptible to yellow vein mosaic virus (YVMV), a biotic stress factor. Chemical control of YVMV is very difficult; hence a number of tolerant varieties are developed for cultivation. The abiotic stress factors like salinity, which may reduce the yield of YVMV resistant okra, are not yet assessed. Results: Six okra genotypes (Arka Anamika, Anjitha, Manjima, Aruna, Kiran and Susthira) exhibiting resistance to Yellow YVMV were screened for their tolerance to an abiotic stress, salinity. Individual healthy seeds were monitored from 7 to 50 days under saline conditions for seed germination and emergence assays respectively. Parameters like number of geminated seeds and the radicle length were measured and documented at 3rd, 5th and 7th day for the germination assay. Number of seeds emerged from soil by the first 5, 10 and 15 days, the length of the emerged plantlet on the 15th and 30th day and morphological changes of emerged plantlets thereafter, up to 50 days were observed for the emergence assay. The rate of germination, radicle length, percentage of emergence and plantlet length were found to decrease with increasing salinity. Conclusions: All the six YVMV resistant varieties were found to be sensitive to salinity stress irrespective of whether it is germination, emergence or vegetative phase. The resistance to YVMV thus couldn’t contribute any preformed intracellular osmoticum to overcome salt induced cell damage in okra.

Бесплатно

Zinc toxicity on antioxidative response in (Zea mays L.) at two different pH

Hosseini Zahra, Poorakbar Latifeh

Статья научная

Zn is the second most abundant transition metal after iron (Fe). Excess Zn can have negative effects on plants. The effect of Zn at two different pH on lipid peroxidation (MDA), membrane permeability (EC), hydrogen peroxide (H 2O 2), non-protein thiols (NPT) and the activities of major antioxidant enzymes Zea mays were investigated under controlled growth conditions. Zn-excess conditions increased the EC, MDA, H 2O 2 content and non-protein thiols and also activities of antioxidant enzymes were increased. Also zinc toxicity was higher in 4.5 pH than 7.5 pH.

Бесплатно

Агг-Х-протео-обработка как модельная система для организации кариогеномического межфазного хроматина зрелых зародышей пшеницы, образовавшихся в условиях холодного стресса

Ivanova E.A.

Статья научная

Первые экспериментальные данные о механизмах эпигенетики межфазного хроматина кариогеномики гексаплоидной пшеницы приводятся в терминологию кариогеномики и эпибиохимии. Зоны локализации Arg-X протеопроцессов развиваются в негистонах и основных гистонах, топологически связанных доминантах, в клеточном ядре мезокотиля вегетативного периода роста морфогенеза зрелых ростков пшеницы, адаптированных к холодному стрессу. Эти данные будут полезны тем, кто участвует в разработке математических логических схем теории и практики биологической специфики, и могут быть включены в онтологию развития и развития растений кариогеномики.

Бесплатно

Агробактериальная трансформация как комплексный биотический стрессирующий фактор

Еникеев А.Г., Копытина Т.В., Семенова Л.А., Натяганова А.В., Гаманец Л.В., Волкова О.Д.

Статья научная

Обсуждаются концептуальные особенности исследования последствий агробактериальной трансформации, которые имеют большое сходство с известными в физиологии стрессовыми ответами. Это позволяет рассматривать агробактериальную трансформацию как сложный, многоуровневый биотический стресс, который требует разработки особых методологических подходов, необходимых для более определенной интерпретации полученных результатов.

Бесплатно

Активность гваякол-зависимой пероксидазы в листьях Plantago major L

Живетьев М.А., Граскова И.А., Войников В.К.

Статья научная

Впервые была изучена активность гваякол-зависимых пероксидаз при разных значениях рН в листовых пластинках Plantago major L.

Бесплатно

Активность нитратредуктазы у озимой пшеницы при тепловом шоке

Клименко С.Б., Пешкова А.А., Дорофеев Н.в

Статья обзорная

Нитраты является основным источником азота для большинства растений. Поглощение и превращение нитратов в растениях во многом определяются внешними условиями и в, первую очередь, температурой и освещённостью. Изучали влияние повышенной температуры (+40°С) на активность нитратредуктазы ключевого фермента метаболизма нитратов в клетке. Показано, что повышение температуры сопровождалось резким снижением активности нитратредуктазы в листьях озимой пшеницы, это происходило как за счёт фосфорилирования и дезактивации фермента, так и за счёт его распада.

Бесплатно

Активность протолитических ферментов растений под воздействием лектинов эндофитных и эпифитных штаммов Azospirillum

Аленкина С.А., Никитина В.Е.

Статья научная

Мы изучили способность лектинов, изолированных от поверхности двух штаммов азотфиксирующих почвенных бактерий рода Azospirillum, A. brasilense Sp7 (эпифит) и A. brasilense Sp245 (эндофит), чтобы показать, оказывают регулирующее действие на активность пектинолитических ферментов в корнях саженцев пшеницы. Результаты исследований показали, что изучаемые лектины могут вызывать индукцию активности полигалактуроназы, пектинэстеразы, пектатлязы из клеточной стенки растения, тем самым обеспечивая проникновение бактерий в растительные ткани, а также индукцию ответов растений, которые в сочетании с стимулирующий рост бактерий, способствует формированию стабильности и продуктивности растений.

Бесплатно

Активность ферментов антиоксидантной защиты и анаэробного гликолиза в условиях температурного градиента у палеарктического Lymnaea stagnalis

Верещагина К.П., Лубяга Ю.А., Гурков А.Н., Щапова Е.П., Мадьярова Е.В., Кондратьева Е.М., Голубев А.П., Тимофеев М.А., Аксенов - Грибанов Д.В.

Статья научная

Целью настоящего исследования являлось проведение оценки активности ферментов антиоксидантной системы (пероксидазы, каталазы, глутатион S-трансферазы) и анаэробного гликолиза (лактатдегидрогеназы) в условиях температурного градиента у палеарктического вида гастропод Lymnaea stagnalis (Linnaeus,1758). В работе показано, что в условиях гипертермии у L. stagnalis происходит повышение активности пероксидазы, лактатдегидрогеназы и глутатион S-трансферазы, а также снижение активности каталазы. Таким образом, показано, что ферменты антиоксидантной системы (пероксидаза, каталаза, глутатион S-трансфераза) и анаэробного гликолиза (лактатдегидрогеназа) участвуют в механизмах адаптации у гастропод к меняющимся температурам среды.

Бесплатно

Активность ферментов дыхательной цепи митохондрий лейкоцитов крови в условиях токсического гепатита, индуцированного на фоне пищевого лишения белка

Волощук О.Н., Копыльчук Г.П.

Статья научная

Полное функционирование системы энергоснабжения лейкоцитов является одним из важнейших факторов эффективной работы системы иммунного контроля. Основными ферментами системы биотрансформации лейкоцитов являются NADH-убиквитинредуктаза, маркер комплекса I активности дыхательной цепи и сукцинатдегидрогеназа, ключевой фермент комплекса II дыхательной цепи. Цель исследования - изучить активность NADH-убиквитин-редуктазы и сукцинатдегидрогеназы митохондрий лейкоцитов крови в условиях токсического гепатита, индуцированного на фоне пищевого лишения белка. Показано, что в условиях ацетаминофен-индуцированного гепатита наблюдается восстановление ферментативной активности NADH-ubiquitin-редуктазы при фоновой активации сукцинат-зависимого пути митохондриального окисления. Сделан вывод, что пищевое лишение или белок является фактором, усугубляющим дисбаланс системы биотрансформации энергии в лейкоцитах крыс с токсическим гепатитом. Установленные изменения активности лейкоцитов в митохондриях с ключевыми энзимами дыхательной цепи можно рассматривать как один из механизмов, направленных на поддержание энергоснабжения лейкоцитов на уровне, достаточном для их функционирования. Результаты исследований могут быть использованы для биохимического обоснования терапевтических подходов к устранению и коррекции последствий нарушений энергетического метаболизма лейкоцитов в условиях гепатита, вызванного ацетаминофеном, усугубляемого лихорадкой пищевого белка.

Бесплатно

Активность, изоферментный спектр пероксидаз и дегидрины некоторых видов растений, произрастающих на берегах озера Байкал, при абиотическом стрессе

Живетьев М.А., Раченко Е.И., Путилина Т.Е., Краснобаев В.А., Граскова И.А., Войников В.К.

Статья научная

Термостабильность и оптимум рН слабосвязанной с клеточной стенкой и растворимой пероксидазы изменяется в зависимости от природных условий и сезонов вегетации. Активность пероксидазы тоже варьирует во времени. После пика пероксидазной активности (и, априори, возрастания концентрации пероксида водорода) следует увеличение экспрессии дегидринов.

Бесплатно

Аминокислотная композиция пшеничного глютена пшеницы под воздействием микробов

Соколова М.Г., Акимова Г.П., Верхотуров В.В., Вайшля О.Б.

Статья научная

Исследование было сфокусировано на характеристиках содержания клейковины, белка и аминокислот в зерне пшеницы под воздействием микробных препаратов, включая бактерии Azotobacter и Bacillus geni, которые обитают в растительной ризосфере. Было продемонстрировано увеличение уровня аминокислот и особенно уровень незаменимых аминокислот в зерне пшеницы при бактериализации, что объясняет качество зерна как важного источника белка. Увеличение содержания аминокислот с использованием биопрепаратов на малоплодородной почве обеспечивает получение биологически ценных зерновых культур с уменьшением дозировки минеральных удобрений и подчеркивает роль биопрепаратов в производстве экологически чистой высококачественной продукции. Последнее связано с внедрением экологически безопасных методов ведения сельского хозяйства.

Бесплатно

Анализ протеомики супраструктур хроматина как областей репликации (происхождения) и восприятия сигнальных и стрессовых систем в развитии яровой пшеницы

Иванова Е.А.

Статья научная

На основе полученных экспериментальных данных рассмотрены вопросы протеомной динамики локализации барьерных элементов непосредственно между транскрипционно активной и неактивной зонами общего интерфазного хроматина, а также инициации репликации (ориджина) на уровне отдельных участков сигнала и Обсуждается восприятие стресс-систем с точки зрения эпигенетики. Эти данные будут полезны тем, кто занимается разработкой логико-математических схем теории и практики биологической специфичности и может войти в базу данных онтологии стадий роста и развития кариогенных растений.

Бесплатно

Антиоксидантная и цитотоксическая активность экстрактов водного этанола из мицелия Inonotus rheades (Pers.) Bondartsev & Singer

Боровская М.К., Горностай Т.Г., Боровский Г.Б.

Статья научная

Важной проблемой текущих исследований является поиск биологически активных природных соединений. Ранее мы продемонстрировали высокую антирадикальную активность in vitro экстрактов водного этанола (WEE) из мицелиевых видов рода Inonotus rheades. В настоящем исследовании мы оценили влияние 30% и 70% WEE из мицелия I. rheades на клеточную культуру опухолевых клеток человека HEp-2. 50% -ная гибель клеток достигается после инкубации в 53 мкг / мл 70% WEE (сухой вес), тогда как 30% WEE при 550 мкг / мл, т. Е. Разность по порядку величины между концентрациями, что указывает на высокую цитотоксическую активность WEE радикальное изменение качественного состава экстрактов с увеличением концентрации этанола. Инкубация клеток с 250 мМ H2O2 приводила к гибели клеток примерно на 40%, тогда как предварительная инкубация с 30% и 70% WEE приводила к 100% выживанию клеток в большом диапазоне концентраций. Это указывает на защитный эффект WEE при окислительном стрессе. В случае одновременной инкубации клеток с 30% и 70% WEE и H2O2 эффект был другим, описанным ранее. Полная выживаемость клеток не достигалась при всех концентрациях экстракта гриба. Однако значительное разведение WEE приводит к значительному защитному антиоксидантному эффекту на HEp-2. Таким образом, экстракты водного этанола мицелия I. rheades в высоких концентрациях проявляют цитотоксическую активность. В то же время широкий спектр концентраций экстрактов может нейтрализовать окислительный стресс и гибель клеток, вызванные добавлением перекиси водорода при экстракции экстрактов окислительными воздействиями.

Бесплатно

1
...
32
33
34
35
36
37
38
...
В конец

Журнал