Post-harvest physiology and aging of cut flowers

The review paper discusses the problems ofpostharvest physiology associated with maintaining the quality of floriculture products. Petals are an excellent model system for studying the aging process and programmed death of plant cells. The authors outline achievements of molecular biology and epigenetics in studying the regulation mechanisms of aging and cell death, and state their role in the loss of the decorative qualities of flowers. The study of water metabolism, the activity of antioxidant systems, and the stability of cell membranes has shown that their changes begin in the early stages of flower development and precede visible signs of the loss of decorative qualities. Common features and differences in the aging dynamics of leaves and petals are noted. Maintaining the water status of leafy shoots is an important factor in maintaining the quality of flower products. Using the inhibitory method (STS, 1-MCP) the authors have shown that ethylene is a trigger of the aging process only in a limited range of plants. Many modern hybrids of garden cloves that are typically considered ethylene sensitive are not sensitive to ethylene. In alstroemeria, lilies, and freesia, ethylene is involved only in the final stage offlower aging and petal fall. The threshold value of the activity of hydrolytic enzymes that ensure the mobilization of proteins and lipids can be a leading factor in starting the aging mechanisms. Ethylene only increases the efficiency of using nutrients to form seeds and fruits. Research based on physiological, biochemical, and genetic approaches should provide a clearer picture of aging and its regulation. Studyig the role of ROS and antioxidant systems can be quite promising for assessing the common and different signaling pathways in different parts of a plant. 5-sulfosalicylic acid, which increases the activity of antioxidant systems, can gain its rightful place in a series ofproducts to slow down the aging of cut flowers, especially in ethylene-insensitive species.

antioxidant systems, vase life, membrane stability index, 1-methylcyclopropene (1-MCP), petal aging, 5-sulfosalicylic acid (5-SSA), silver thiosulfate (STS), flower cut, ethylene

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.