Особенности ростингибирующего эффекта фунгицида азоксистробина и его способность тормозить расход сахаров в проростках озимой пшеницы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Цель работы - оценить перспективы использования фунгицида азоксистробина, являющегося одним из представителей класса стробилуринов, для повышения устойчивости озимой пшеницы к низким температурам. Было изучено влияние азоксистробина на ростовые процессы, жизнеспособность клеток и содержание водорастворимых углеводов у озимой пшеницы (Triticum aestivum L.) сорта Иркутская. Азоксистробин чаще, чем другие синтетические стробилурины, используется в составе многокомпонентных фунгицидных препаратов. Это фунгицид широкого спектра действия, вызывающий ингибирование комплекса III электрон-транспортной цепи митохондрий. Исследования проводились в лабораторных условиях на 3-суточных этиолированных проростках озимой пшеницы. Проростки выращивали в темноте при температуре + 24 °С на растворах азоксистробина, растворенного в 0,36%-м водном растворе диметилсульфоксида; дистиллированной воде и 0,36%-м растворе диметилсульфоксида. Было оценено влияние ряда концентраций азоксистробина (2,5, 5, 10, 20 μM) на рост побегов и корней и жизнеспособность клеток побегов и корней проростков пшеницы. Азоксистробин оказывал концентрационно зависимое ростин-гибирующее действие на побеги и корни. Степень ингибирования варьировалась: для побегов - от 2,8% при концентрации 2,5 μM до 41,7% при концентрации 20 μM, для корней - от 34,6 до 63,1% при этих же концентрациях соответственно. Рост-ингибирующее действие не сопровождалось снижением жизнеспособности клеток побегов и корней, оценка которой проводилась с помощью прижизненного окрашивания флуоресцеин диацетатом. Также оценивали влияние азоксистробина в концентрации 10 μM на содержание сахаров в побегах проростков. При изученной концентрации азоксистробина содержание сахаров было выше на 3,6% по сравнению с проростками, выращенными на растворе диметилсульфоксида. Поскольку ингибирование роста и накопление сахаров являются важными факторами адаптации растений к низким температурам, представляются необходимыми дальнейшие исследования азоксистробина на физиолого-биохимические параметры растений, связанные с развитием низкотемпературной устойчивости.

Об авторах

Е. В. Бережная

Сибирский институт физиологии и биохимии растений, СО РАН

Email: ekaterina809@mail.ru

А. В. Корсукова

Сибирский институт физиологии и биохимии растений, СО РАН

Email: avkorsukova@gmail.com

О. А. Федотова

Сибирский институт физиологии и биохимии растений, СО РАН

Email: ol.borovik@mail.ru

Н. В. Дорофеев

Сибирский институт физиологии и биохимии растений, СО РАН

Email: nikolay.v.dorofeev@gmail.com

О. И. Грабельных

Сибирский институт физиологии и биохимии растений, СО РАН; Иркутский государственный университет

Email: grolga@sifibr.irk.ru

Список литературы

  1. Shahid M., Ahmed B., Zaidi A., Khan M.S. Toxicity of fungicides to Pisum sativum: a study of oxidative damage, growth suppression, cellular death and morpho-anatomical changes // RSC Advances. 2018. Vol. 8. P. 38483-38498. https://doi.org/10.1039/c8ra03923b
  2. Ahmed A.M., Heikal M.D., Hindawy O.S. Side effects of benomyl (fungicide) treatments on sunflower, cotton and cowpea plants // Phyton. 1983. Vol. 23. Issue 2. P. 185-195.
  3. Корсукова А.В., Боровик О.А., Грабельных О.И., Дорофеев Н.В., Побежимова Т.П., Войни-ков В.К. Повышение холодостойкости проростков яровой пшеницы при обработке семян тебукона-золом // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2015. N 4. С. 30-36.
  4. Korsukova A.V., Borovik O.A., Grabelnych O.I., Voinikov V.K. The tebuconazole-based protectant of seeds “Bunker” induces the synthesis of dehydrins during cold hardening and increases the frost resistance of wheat seedlings // Journal Stress Physiology & Biochemistry. 2015. Vol. 11. Issue 4. P. 118-127.
  5. Korsukova A.V., Gornostai T.G., Grabelnych O.I., Dorofeev N.V., Pobezhimova T.P., Sokolova N.A., et al. Tebuconazole regulates fatty acid composition of etiolated winter wheat seedlings // Journal Stress Physiology & Biochemistry. 2016. Vol. 12. Issue 2. P. 72-79.
  6. Побежимова Т.П., Корсукова А.В., Дорофеев Н.В., Грабельных О.И. Физиологические эффекты действия на растения фунгицидов три-азольной природы // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2019. Т. 9. N 3. С. 461476. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2019-9-3-461-476
  7. Bartlett D.W., Clough J.M., Godwin J.R., Hall A.A., Hamer M., Parr-Dobrzanski B. The strobilurin fungicides // Pest Management Science. 2002. Vol. 58. Issue 7. P. 649-662. https://doi.org/10.1002/ps.520
  8. Grossmann K., Retzlaff G. Bioregulatory effects of the fungicidal strobilurin kresoxim-methyl in wheat (Triticum aestivum) // Pest Management Science. 1997. Vol. 50. Issue 1. P. 11-20. https://doi.org/10.1002/(SICI)1096-9063(199705)50:1%3C11::AID-PS556%3E3.0.CO;2-8
  9. Glaab J., Kaiser W.M. Increased nitrate reductase activity in leaf tissue after application of the fungicide kresoxim-methyl // Planta. 1999. Vol. 207. Issue 3. P. 442-448. https://doi.org/10.1007/s004250050503
  10. Kohle H., Grossmann K., Jabs T., Gerhard M., Kaiser W., Glaab J., et al. Physiological effects of the strobilurin fungicide F 500 on plants // Modern fungicides and antifungal compounds III: 13th International Reinhardsbrunn Symposium (Friedrichroda, May 14th-18th 2001). Bonn: Agroconcept, 2002. P. 61-74.
  11. Znang Y.-J., Zhang X., Chen C.-J., Zhou M.-G., Wang H.-C. Effects of fungicides JS399-19, azoxystrobin, tebuconazole and carbendazim on the physiological and biochemical indices and grain yield of winter wheat // Pesticide Biochemistry and Physiology. 2010. Vol. 98. Issue 2. P. 151-157. https://doi.org/10.1016/j.pestbp.2010.04.007
  12. Liang S., Xu X., Lu Z. Effect of azoxystrobin fungicide on the physiological and biochemical indices and ginsenoside contents of ginseng leaves // Journal of Ginseng Research. 2018. Vol. 42. Issue 2. P. 175182. https://doi.org/10.1016/j.jgr.2017.02.004
  13. Filippou P., Antoniou C., Obata T., Van Der Kelen K., Harokopos V., Kanetis L., et al. Kresoxim-methyl primes Medicago trucatula plants against abiotic stress factors via altered reactive oxygen and nitrogen species signalling leading to downstream transcriptional and metabolic readjustment // Journal of Experimental Botany. 2016. Vol. 67. Issue 5. P. 1259-1274. https://doi.org/10.1093/jxb/erv516
  14. Nason M.A., Farrar J., Bartlett D. Strobilurin fungicides induce changes in photosynthetic gas exchange that do not improve water use efficiency of plants grown under conditions of water stress // Pest Management Science. 2007. Vol. 63. Issue 12. P. 1191-1200. https://doi.org/10.1002/ps.1443
  15. Pohanish R.P. Sittig's handbook of pesticides and agricultural chemicals. 2 ed. Norwich: William Andrew Publishing, Elsevier, 2015. 1006 p.
  16. Куперман Ф.М., Моисейчик В.А. Выпрева-ние озимых культур. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. 168 с.
  17. Туманов И.И. Физиология закаливания и морозостойкости растений. М.: Наука, 1979. 352 с.
  18. Трунова Т.И. Растение и низкотемпературный стресс. Тимирязевские чтения. Сер. 64. М.: Наука, 2003. 54 с.
  19. Yamori W., Kogami H., Masuzawa T. Freezing tolerance in alpine plants as assessed by the FDA-staining method // Polar Bioscience. 2005. Vol. 18. P. 73-81.
  20. Lu T., Zhu Y., Xu J., Ke M., Zhang M., Tan C., et al. Evaluation of the toxic response induced by azoxystrobin in the non-target green alga Chlo-rella pyrenoidosa // Environmental Pollution. 2018. Vol. 234. P. 379-388. https://doi.org/10.1016/j.en-vpol.2017.11.081
  21. Shen Y.-F., Liu L., Gong Y.-X., Zhu B., Liu G.-L., Wang G.-X. Potential toxic effect of tri-floxystrobin on cellular microstructure, mRNA expression and antioxidant enzymes in Chlorella vulgaris // Environmental Toxicology and Pharmacology. 2014. Vol. 37. Issue 3. P. 1040-1047. https://doi.org/10.1016/j.etap.2014.04.006
  22. Liu X., Wang Y., Chen H., Zhang J., Wang C., Li X., et al. Acute toxicity and associated mechanisms of four strobilurins in algae // Environmental Toxicology and Pharmacology. 2018. Vol. 60. P. 12-16. https://doi.org/10.1016/j.etap.2018.03.021
  23. Du B., Zhang Z., Liu W., Ye Y., Lu T., Zhou Z., et al. Acute toxicity of the fungicide azoxystrobin on the diatom Phaeodactylum tricornutum // Ecotoxicology and Environmental Safety. 2019. Vol. 168. P. 72-79. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2018.10.074
  24. Dias M.C. Phytotoxicity: an overview of the physiological responses of plants exposed to fungicides // Journal of Botany. 2012. Vol. 2012. Article ID 135479, 4 p. https://doi.org/10.1155/2012/135479
  25. Ma Q.-J., Sun M.-H., Lu J., Liu Y.-J., Hu D.-G., Hao Y.-J. Transcription factor AREB2 is involved in soluble sugar accumulation by activating sugar transporter and amylase genes // Plant Physiology. 2017. Vol. 174. Issue 4. P. 2348-2362. https://doi.org/10.1104/pp.17.00502
  26. Marek J., de Azevedo D., Ono E.O., Rodrigues J.D., Faria C.M.D.R. Photosynthetic and productive increase in tomato plants treated with strobilurins and carboxamides for the control of Al-ternaria solani // Scientia Horticulturae. 2018. Vol. 242. Issue 12. P. 76-89. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2018.07.028

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».