Послеуборочная физиология и старение срезанных цветов

В статье обсуждаются проблемы послеуборочной физиологии в связи с сохранением качества продукции цветоводства. Лепестки являются перспективной модельной системой для изучения процессов старения и запрограммированной гибели растительных клеток. Представлены достижения молекулярной биологии и эпигенетики в изучении механизмов регуляции старения и клеточной гибели, их роль в утрате декоративных качеств цветков. Изучение водного обмена, активности антиоксидантных систем, стабильности клеточных мембран показало, что их изменения начинаются на ранних стадиях развития цветка и предшествуют видимым признакам утраты декоративных качеств. Отмечены общие черты и различия в динамике процессов старения листьев и лепестков. Поддержание водного статуса облиственных побегов является важным фактором сохранения качества цветочной продукции. С использованием ингибиторного метода (STS, 1-MCP) показано, что только у ограниченного круга растений этилен является триггером процесса старения. Многие современные гибриды гвоздики садовой, считающейся этилен чувствительной, нечувствительны к этилену. У альстромерии, лилии и фрезии этилен участвует только на финальной стадии старения цветка и опадения лепестков. Ведущим в запуске механизмов старения может выступать пороговое значение активности гидролитических ферментов, обеспечивающих мобилизацию белков и липидов. Этилен лишь повышает эффективность использования питательных веществ для формирования семян и плодов. Исследования с использованием физиологических, биохимических и генетических подходов должны дать более четкую картину старения и его регуляции. Для оценки общих и различающихся сигнальных путей в разных органах растения перспективным является изучение роли АФК и антиоксидантных систем. 5-сульфосалициловая кислота, повышающая активность антиоксидантных систем, может занять достойное место в ряду препаратов для замедления старения срезки цветов, особенно у нечувствительных к этилену видов.

антиоксидантные системы, жизнь в вазе, индекс стабильности мембран, 1-метилциклопропен (1-MCP), старение лепестков, 5-сульфосалициловая кислота (5-SSA), тиосульфат серебра (STS), цветочная срезка, этилен

1. Александрушкина Н.И. Эндонуклеазы и их участие в апоптозе растений / Н.И. Александрушкина, Б.В. Ванюшин // Физиология растений. - 2009. -Т. 56. - № 3. - С. 323-339.

2. Ванюшин Б.В. Эпигенетика сегодня и завтра / Б.В. Ванюшин // Вавиловский журнал генетики и селекции. - 2013. - Т. 17. - № 4/2. - С. 805-832.

3. Ванюшин Б.Ф. Регуляторные пептиды у растений / Б.Ф. Ванюшин, В.В. Ашапкин, Н.И. Александрушкина // Биохимия. - 2017. - Т. 82. - Вып. 2. - С. 189-195.

4. Кошкин Е.И. Физиологические основы качества продукции цветоводства: Учебное пособие / Е.И. Кошкин, В.Н. Адрианов, О.Ф. Панфилова, Н.В. Пильщикова. - М.: Изд-во РГАУ-МСХА, 2012. - 295 с.

5. Панфилова О. Ф. Жизнь в вазе срезанных цветов гвоздики садовой и альстромерии / О.Ф. Панфилова, Н.В. Пильщикова // Субтропическое и декоративное садоводство: Научные труды. - Сочи: ВНИИЦиСК, 2014. - Вып. 51. - C. 248-255.

6. Панфилова О.Ф. Особенности старения и отмирания лепестков и листьев срезанных цветов альстромерии (AlstroemeriaL.) / О.Ф. Панфилова, Н.В. Пильщикова // Фундаментальные и прикладные проблемы современной экспериментальной биологии растений: Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием. - М.: ИФР РАН, 2015. - С. 796-800.

7. Панфилова О. Ф. Апоптоз и жизнь в вазе срезанных цветов / О.Ф. Панфилова, Н.В. Пильщикова // IX Международная научно-практическая конференция: Сборник статей. - Пенза: ПДЗ, 2016. - С. 82-85.

8. Панфилова О.Ф. Возможное участие этилена в старении цветков Фрезии гибридной (Freesia х hybrida) / О.Ф. Панфилова, Н.В. Пильщикова // Сигнальные системы растений: от рецептора до ответной реакции организма: Сборник материалов Годичного собрания Общества физиологов растений России, 2016 г. - СПб.: Санкт-Петербургский государственный университет, 2016. - С. 71-73.

9. Панфилова О.Ф. Старение органов растения как реализация генетической программы развития / О.Ф. Панфилова, Н.В. Пильщикова // Субтропическое и декоративное садоводство. - Сочи: ВНИИЦиСК, 2017. - Вып. 61. - C. 174-180.

10. Панфилова О.Ф. Участие редокс-процессов в старении лепестков и время жизни цветов в вазе / О.Ф. Панфилова, Н.В. Пильщикова // Молекулярные аспекты редокс-метаболизма растений. Роль активных форм кислорода в жизни растений: Сборник материалов II Международного симпозиума и международной научной школы, 2017 г. - Уфа, 2017. - С. 196-199.

11. Панфилова О. Ф. Развитие цветка и сохранение декоративных качеств цветов лилии (Lilium L.) азиатских гибридов / О.Ф. Панфилова, Н.В. Пильщикова // Субтропическое и декоративное садоводство. - Сочи: ВНИИЦиСК, 2018. - Вып. 65. - C. 74-80.

12. Панфилова О. Ф. Сохранение декоративных качеств срезки розы (Rosa Hybrida) / О.Ф. Панфилова, Н.В. Пильщикова // Плодоводство и ягодоводство России. -2019. - Т 57. - С. 102-109.

13. Панфилова О. Ф. Физиологические подходы задержки старения лепестков в связи с жизнью в вазе срезанных цветов / О.Ф. Панфилова, Н.В. Пильщикова // Субтропическое и декоративное садоводство. - 2019. - № 68. - С. 190-196.

14. Пильщикова Н.В. Чувствительность к этилену и регуляция старения лепестков гвоздики и альстромерии / О.Ф. Панфилова, Н.В. Пильщикова // Доклады ТСХА. - 2016. - № 288-1. - С. 68-72.

15. Смирнова О.Г. Регуляторные последовательности для конститутивной, тканеспецифичной и индуцированной экспрессии генов у декоративных растений / О.Г. Смирнова, В.К. Шумный, А.В. Кочетов // Физиология растений. - 2019. - Т 66. -№ 5.- С. 323-338.

16. Фомичева А. С. Программированная клеточная смерть у растений / А.С. Фомичева, А.И. Тужиков, Р.Е. Белошистов, С.В. Трусова, Р.А. Галиуллина, Л.В. Мочалова, Н.В. Чичкова, А.Б. Вартапетян // Успехи биологической химии. - 2012. - Т 52. - С. 97-126.

17. Alaey М. Effect of preand postharvest salicylic acid treatment on physio-chemical attributes in relation to vase-life of rose cut flowers / M. Alaey, М. Babalar, М. Kafi // Postharvest Biology and Technology. - 2011. - № 1. - P. 91-94.

18. Bayanati M. Isolation and expression patterns of two novel senescence-associated genes RhAA and RhCGin rose (Rosa hybrida) / М. Bayanati, К. Razavi, А. Tehranifar, Т. Lohrasebi, S.H. Neamati, N. Ahmadi // Postharvest Biology and Technology. - 2019. -V. 152. - P. 60-64.

19. Byung-Chun In, Jin Hee Lim. Potential vase life of cut roses: Seasonal variation and relationships with growth conditions, phenotypes, and gene expressions // Postharvest Biology and Technology. - 2018. - Vol. 135. - P. 93-103.

20. Cavaiuola M. The Antioxidants Changes in Ornamental Flowers during Development and Senescence / М. Cavaiuola, G. Cocetta, А. Ftrrante // Antioxidants (Basel). - 2013. - Vol. 2(3). - P. 132-155.

21. Doorn W.G. Physiology and molecular biology of petal senescence / W.G. Doom, E. J. Woltering // Journal of Experimental Botany. - 2008. - V. 59. - № 3. - P. 435-480.

22. Ebrahimzadeh A.S. Evaluation of ethylene production by ten Mediterranean carnation cultivars and their response to ethylene exposure / A.S. Ebrahimzadeh, А. Jimenez-Becker S. Manzano-Medina Jamilena М. Quesada М.Т. Lao-Arenas // Spanish Journal of Agricultural Research. - 2011. - Vol. 9. - № 2. - P. 524-530.

23. Endo S. A novel pollen pistil interaction conferring high temperature tolerance during reproduction via CLE45 signaling / S. Endo, Н. Shinohara, Y. Matsubayashi, Н. Fukuda // Curr. Biol. - 2013. - V. 23. - P. 1670-1676.

24. Estornell L.H. The IDA peptide controls abscission in Arabidopsis and Citrus / L.H. Estornell, М. Wildhagen, M.A. Perez Amador М. Talyn F. Tadeo, M.A. Butenko // Front. Plant Sci. - 2015. - V. 6. - P. 1003.

25. Ezhilmathi K. Effect of 5-sulfosalicylic acid on antioxidant activity in relation to vase life ofGladiolus cut flowers / К. Ezhilmathi, V.P. Singh, А. Arora, R.K. Sairam // Plant Growth Regul. - 2007. - Vol. 51. - P. 99-108.

26. Kanaoka M. Peptide signaling in pollen tube guidance / М. Kanaoka, Т. Hi-gashiyama // Curr. Opin. Plant Biol. - 2015. - V. 28. - P. 127-136.

27. Prise A.M. Comparison of leaf and petal senescence in Wallflower reveals common and distinct patterns of gene expression and physiology / A.M. Prise, D. Orellana, F. Salleh, R. Stevens, R. Acock, V. Buchanan-Wollaston D. Stead H. Rogers // Plant Physiology. - 2008. - Vol. 147. - P. 1898-1912.

28. Rogers H. Programmed cell death in floral organs: how and why do flowers die? / H. Rogers // Annals of Botany. - 2006. - Vol. 97. - P. 309-315.

29. Rogers H. Production and Scavenging of Reactive Oxygen Species and Redox Signaling during Leaf and Flower Senescence: Similar but Different / Н. Rogers, S. Munne-Bosch // Plant Physiol. - 2016. - Vol. 171(3). - P. 1560-1568.

30. Scariot V. Ethylene control in cut flowers: Classical and innovative approaches / V. Scariot, Р. Paradiso, Н. Rogers, S. Pascale // Postharvest Biology and Technology. - 2014. - Vol. 97. - P. 83-92.

31. Takanori H. Effects of auxin and methil jasmonate on cut rose petal growth through activation of acid invertase / Н. Takanori, Y Shohei Y. Kunio // Postharvest Biology and Technology. - 2013. - V. 86. - P. 195-200.

32. Wagstaff C. Ethylene and flower longevity in Alstroemeria: relationship between tepal senescence, abscission and ethylene biosynthesis / С. Wagstaff, U. Chanasut, FJ. Harren, L-J. Laarhoven B. Tomas H.J. Rogers, A.D. Stead // J. Exp. Bot. - 2005. -Vol. 56. - № 413. - P. 1007-1016.