П-аминобензойная кислота стимулирует всхожесть семян, рост растений, фотосинтез и ассимиляцию азота у амаранта (Amaranthus L.)

Автор: Кириллова Л.Л., Назарова Г.Н., Иванова Е.П.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Фотосинтез и продуктивность

Статья в выпуске: 5 т.51, 2016 года.

Бесплатный доступ

В настоящее время накоплен огромный фактический материал относительно полезного действия п-аминобензойной кислоты (пАБК) на все элементы структуры урожая растений разных видов и хозяйственного назначения, описаны ее протекторные, репарационные, антимутагенные, антиоксидантные свойства. Однако в мировой литературе практически отсутствует информация о влиянии пАБК на растения амаранта. Овощной амарант - важная пищевая культура, перспективная для средней полосы России, в связи с чем вызывают интерес способы облегчения его интродукции, повышения продуктивности и пищевой ценности. С этой целью представляется возможным использовать пАБК - биологически активное экологически чистое природное соединение с широким спектром действия. В представленной работе впервые исследовано влияние пАБК на всхожесть семян, рост, развитие и продуктивность растений у овощной формы амаранта Amaranthus caudatus L. (сортообразец К173) и A. cruentus L. (сортообразец К185), а также на некоторые показатели фотосинтеза и ассимиляции азота у растений К173. Для оценки активности пАБК сравнивали действие этого соединения и синтетического цитокинина 6-бензиламино-пурина (6-БАП). Установлена зависимость всхожести семян амаранта от концентрации используемых для обработки растворов пАБК (от 10-9 М до 10-4 М). У К173 в варианте с 10-6 М пАБК всхожесть повышалась на 23±5 %, с 10-4 М пАБК - снижалась на 22±4 %. При прочих концентрациях достоверный эффект отсутствовал. У К185 эффекты оказались аналогичными. По характеру действия 6-БАП и пАБК были сходны. На стадии скрытого роста у К173 высота 15-суточных проростков превышала контроль на 10±5 %, масса - на 76±6 %, длина корня - на 133±17 %, у К185 эти показатели были выше, но незначительно. 6-БАП по эффекту оказался практически вдвое сильнее пАБК. В результате развитие растений ускорялось, что способствует большей выживаемости и адаптации. Стимулирующее действие пАБК на рост растений в высоту сохранялось в течение жизни, за исключением периода закладки генеративных органов (60-80-е сут) у обоих сортообразцов. На всех этапах онтогенеза обнаружили значительное (от +30±11 % до +85±10 %) увеличение массы растений в сравнении с контролем. Продуктивность биомассы листьев с растения под действием пАБК и 6-БАП у обоих сортообразцов на 115-е сут в опыте была в среднем на 50±11 % больше контрольной. Чистая продуктивность фотосинтеза листьев у обоих сортообразцов за 45-55 сут под действием пАБК и 6-БАП повышалась одинаково (в среднем на 30 %). В листьях 45-суточных растений К173 в результате предпосевной обработки семян пАБК отмечали увеличение активности нитратредуктазы на 37±4 % (в варианте с 6-БАП - на 85±1 %) и содержания суммарного белка на 10±3 % (для 6-БАП - на 38±14 %), за счет которого повышается пищевая ценность культуры. В результате воздействия пАБК скорость фотофосфорилирования в хлоропластах возрастала на 27±6 % (для 6-БАП - на 86±13 %), скорость транспорта электронов - на 32±6 % (для 6-БАП - на 35±14 %) в сравнении с контролем. Обсуждаются фитогормональные свойства пАБК. Ее применение может быть рекомендовано при возделывании овощного амаранта.

Еще

Амарант, п-аминобензойная кислота, фитогормоны, всхожесть семян, рост и развитие растений, скрытый рост, адаптация, продуктивность, хлоропласты, фотофосфорилирование, скорость транспорта электронов, содержание белка, усвоение азота, нитратредуктаза

Еще

Короткий адрес: https://sciup.org/142213972

IDR: 142213972   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2016.5.688rus

Список литературы П-аминобензойная кислота стимулирует всхожесть семян, рост растений, фотосинтез и ассимиляцию азота у амаранта (Amaranthus L.)

  • Macht D.I. Influence of sulfonamides and para-aminobenzoic acid on the growth of Lupinus albus. Exp. Biol. Med., 1945, 60: 217-220 ( ) DOI: 10.3181/00379727-60-15140
  • Рапопорт И.А., Васильева С.В., Давниченко Л.С. Роль пара-аминобензойной кислоты в репарации повреждений, индуцированных УФ-и γ-излучениями. ДАН, 1979, 247(1): 231-234.
  • Tashenova A.A., Kulumbetova S.K., Sinel'shchikova T.A., Akhmatullina N.B., Zasukhina G.D., Rapoport I.A. Treatment of cells with para-aminobenzoic acid reduces the number of DNA breaks induced by chemical mutagens. Dokl. Akad. Nauk SSSR, 1990, 311(4): 977-979.
  • Gichner T., Badaev S.A., Pospísil F., Velemínský J. Effects of humic acids, para-aminobenzoic acid and ascorbic acid on the N-nitrosation of the carbamate insecticide propoxur and on the mutagenicity of nitrosopropoxur. Mutat. Res., 1990, 229(1): 37-41 ( ) DOI: 10.1016/0027-5107(90)90006-P
  • Эйгес Н.С., Волченко Г.А., Волченко С.Г., Вайсфельд Л.И., Козлов В.С., Донец Н.В. Некоторые аспекты ненаследственной изменчивости, индуцированной на сельскохозяйственных культурах с помощью антиоксиданта пара-аминобензойной кислоты. Автохтоннi та iнтродукованi рослини, 2012, 8: 71-78.
  • Cronenberg L., Abelle T., Pacheco H. New synthetic substances with phytohormonal properties. Bull. Soc. Chim. Biol., 1964, 46: 703-715.
  • Basset G.J., Quinlivan E.P., Ravanel S., Rebeille F., Nichols B.P., Shinozaki K., Seki M., Adams-Phillips L.C., Giovannoni J.J., Gregory J.F. III, Hanson A.D. Folate synthesis in plants: the p-aminobenzoate branch is initiated by a bifunctional PabA-PabB protein that is targeted to plastids. PNAS USA, 2004, 101: 1496-1501 ( ) DOI: 10.1073/pnas.0308331100
  • Rebeille F., Ravanel S., Jabrin S., Douce R., Storozhenko S., van der Straeten D. Folates in plants: biosynthesis, distribution, and enhancement. Physiologia Рlаntarum, 2006, 126: 330-342 ( ) DOI: 10.1111/j.1399-3054.2006.00587.x
  • Hanson A.D., Roje S. One-carbon metabolism in higher plants. Annu. Rev. Plant Biol., 2001, 52: 119-137 ( ) DOI: 10.1146/annurev.arplant.52.1.119
  • Kozhevnikova N.A., Rapoport I.A. Ability of para-aminobenzoic acid to restore the activity of alkaline ribonuclease. Izv. Akad. Nauk SSSR Biol., 1987, 5: 787-791.
  • Кожевникова Н.А., Рапопорт И.А., Иваницкая Е.А., Пудрина И.Д. Влияние пара-аминобензойной кислоты на активность дезоксирибонуклеазы интактного и облученного препарата. ДАН, 1983, 273(2): 476-479.
  • Trausch J.J., Batey R.T. A disconnect between high-affinity binding and efficient regulation by antifolates and purines in the tetrahydrofolate riboswitch. Chem. Biol., 2014, 21(2): 205-216 ( ) DOI: 10.1016/j.chembiol.2013.11.012
  • Sochor J., Zitka O., Skutkova H., Pavlik D., Babula P., Krska B., Horna A., Adam V., Provaznik I., Kizek R. Content of phenolic compounds and antioxidant capacity in fruits of apricot genotypes. Molecules, 2010, 15(9): 6285-6305 ( ) DOI: 10.3390/molecules15096285
  • Мостовщикова С.М., Белозерова А.А. Оценка влияния пара-аминобензойной кислоты на морфометрические параметры растений пшеницы (Titicum aestivum L.) в условиях хлоридного засоления. Успехи современного естествознания, 2013, 8: 20-21.
  • Pozdnyakova N., Makarov O., Chernyshova M., Turkovskaya O., Jarosz-Wilkolazka A. Versatile peroxidase of Bjerkandera fumosa: substrate and inhibitor specificity. Enzyme Microb. Technol., 2013, 52(1): 44-53 ( ) DOI: 10.1016/j.enzmictec.2012.10.005
  • Song G.C., Choi H.K., Ryu C.M. The folate precursor para-aminobenzoic acid elicits induced resistance against Cucumber mosaic virus and Xanthomonas axonopodis. Ann. Bot., 2013, 111(5): 925-934 ( ) DOI: 10.1093/aob/mct049
  • Crisan M.E., Bourosh P., Maffei M.E., Forni A., Pieraccini S., Sironi M. Chumakov Y.M. Synthesis, crystal structure and biological activity of 2-hydroxyethylammonium salt of p-aminobenzoic acid. PLoS One, 2014, 9(7) ( ) DOI: 10.1371/journal.pone.0101892
  • Солоненко Ю.А., Алексейчук Г.Н. Влияние пара-аминобензойной кислоты на прорастание семян и развитие проростков Glycine max L. и Lupinus angustifolius L. Весцi Нацыянальнай акадэмii навук Беларусi, 2005, 5(2): 63-66.
  • Эйгес Н.С. Активация фенотипа с помощью пАБК. В сб.: Химические мутагены и пара-аминобензойная кислота в повышении урожайности сельскохозяйственных растений. М., 1989.
  • Шерер В.А., Гадиев Р.Ш. Применение регуляторов роста в виноградарстве и питомниководстве. Киев, 1991.
  • Боме Н.А., Говорухина А.А. Эффективность влияния пара-аминобензойной кислоты на онтогенез растений в условиях стресса. Вестник Тюменского государственного университета, 1998, 2: 176-182.
  • Кононков П.Ф., Пивоваров В.Ф., Гинс В.К., Гинс М.С. Интродукция и селекция овощных культур для создания нового поколения продуктов функционального действия. М., 2008.
  • Wintermans J.F.G.M., De Mots A. Spectrophotometric characteristics of chlorophyll a and b and their pheophytins in ethanol. Biochеm. Biophys. Acta, 1965, 109(2): 448-453.
  • West K.R., Wiskich J.T. Photosynthetic control by isolated pea chloroplasts. Biochem. J., 1968, 109(4): 527-532 ( ) DOI: 10.1042/bj1090527
  • Izava S., Good N.E. Hill reaction rates and chloroplasts fragment size. Biochem. Biophys. Acta, 1965, 109: 373-381.
  • Bjorkmann O.М., Boardman N.K., Anderson J.M. Chloroplast components and Structure. Carnegie Inst. Year Book, 1972, 71: 115-135.
  • Hageman R.H., Reed A.J. Nitrate reductase from higher plants. Methods in Enzymology, 1980, 69: 270-280 ( ) DOI: 10.1016/S0076-6879(80)69026-0
  • Smart M.M., Rada R.G., Donnermeyer G.N. Determination of total nitrogen in sediments using persulfate digestion an evaluation and comparison with Kjeldahl procedure. Water Res., 1983, 17(9): 1207-1211 ( ) DOI: 10.1016/0043-1354(83)90063-5
  • Bredford A. Rapid and sensitive gram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry, 1976, 72: 248-254.
  • Ничипорович А.А. Фотосинтетическая деятельность растений как основа их продуктивности в биосфере и земледелии. М., 1988.
  • Cheeseman J.M., Tankou S.K. Nitrate reductase and growth of Arabidopsis thaliana in solution culture. Plant and Soil, 2005, 266: 143-154 ( ) DOI: 10.1007/s11104-005-0947-1
  • Crisan S.F., Garay A.S. Influence of p-aminobenzoic acid on the activity of indoleacetic acid oxidase. Experientia, 1968, 15(24-10): 1009-1010.
  • Hutchison C.E., Kieber J.J. Signaling via histidine-containing phosphotransfer proteins in Arabidopsis. Plant Signal Behav., 2007, 2(4): 287-289.
  • Plant hormones: biosynthesis, signal transduction, action!/P.J. Davies (ed.). London, 2010.
  • Bektas Y., Eulgem T. Synthetic plant defense elicitors. Front. Plant Sci., 2015, 5: 1-17 ( ) DOI: 10.3389/fpls.2014.00804
  • Иванова Е.П., Кириллова Л.Л., Смолыгина Л.Д., Сердюк О.П. Применение перспективного природного стимулятора роста 4-гидроксифенэтилового спирта для улучшения качества посевного материала и продуктивности амаранта. Сельскохозяйственная биология, 2011, 5: 118-122.
Еще
Статья научная