Влияние осмотического стресса на прорастание семян Helianthus annuus L.: сахароза как осмотический регулятор

Оренбургская область относится к зоне рискованного земледелия, для которого типичны засухи, чередующиеся с суховеями. Helianthus annuus L., сорт ‘Посейдон 625’, – важная продовольственная культура, возделываемая в регионе, поэтому важно выявить влияние аридизации климата на самых ранних этапах ее онтогенеза. Целью исследований являлось изучение влияния различных концентраций осмотического вещества (сахарозы) на прорастание и дальнейший рост проростков семян «Helianthus annuus L., сорт ‘Посейдон 625’». Лабораторное проращивание проводили в условиях вегетативной камеры по ГОСТ 12038–84. Для оценки прорастания семян в условиях физиологической засухи использовали методику Н.Н. Кожушко, рекомендованную ФИЦ ВИР. Заложено 6 вариантов опытов по проращиванию семян в растворах сахарозы с концентрацией 1,4% (Р = 1 атм); 4,4% (Р = 3 атм); 7,4% (Р = 5 атм); 10,5% (Р = 8 атм); 16,6% (Р = 12 атм) и дистиллированной водой в качестве контрольного. В результате исследований выявлено, что действие осмотического давления, равного 1 атм, не оказывает значимого влияния на всхожесть, однако оказывает раннее стрессирующее воздействие на семена, снижая их энергию прорастания даже в условиях минимального дефицита почвенной влаги. Посредством дисперсионного анализа установлено достоверное снижение (р <<0,05) как всхожести, так и ростовых процессов у проростков «Helianthus annuus L., сорт ‘Посейдон 625’», при увеличении концентрации раствора-осмотика по вариантам опыта. Таким образом, по реакции на дефицит увлажнения на ранних этапах онтогенеза исследуемый сорт можно отнести к группе среднезасухоустойчивых.

1. Wu Y., Wang Y., Shi H., Hu H., Yi L., Hou J. Time-course transcriptome and WGCNA analysis revealed the drought response mechanism of two sunflower inbred lines // PLoS One. – 2022. – № 17 (4). DOI: 10.1371/journal.pone.0265447.

2. Ghaffari M., Gholizadeh A., Rauf S., Shariati F. Drought-stress induced changes of fatty acid composition affecting sunflower grain yield and oil quality // Food Sci Nutr. – 2023. – № 11 (12). – Рр. 7718–7731. DOI: 10.1002/fsn3.3690.

3. Gao H., Cui J., Liu S., Wang S., Lian Y., Bai Y., Zhu T., Wu H., Wang Y., Yang S., Li X., Zhuang J., Chen L., Gong Z., Qin F. Natural variations of ZmSRO1d modulate the trade-off between drought resistance and yield by affecting ZmRBOHC-mediated stomatal ROS production in maize // Mol Plant. – 2022. – № 15 (10). – Рр. 1558–1574. DOI: 10.1016/j.molp.2022.08.009.

4. Парфенова Е.С., Шамова М.Г., Набатова Н.А., Псарева Е.А. Оценка относительной засухоустойчивости сортов озимой ржи способом проращивания на растворе сахарозы // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2018. – № 11 (2). – С. 347–351. DOI: 10.17513/mjpfi.12503.

5. Nakashima K., Yamaguchi-Shinozaki K. ABA signaling in stress-response and seed development // Plant Cell Rep. – 2013. – № 32 (7). – Рр. 959–70. DOI: 10.1007/s00299-013-1418-1.

6. Baudouin E., Puyaubert J., Bailly C. Physiological and Environmental Regulation of Seed Germination: From Signaling Events to Molecular Responses // Int J Mol Sci. – 2022. – № 23 (9). – Р. 4839. DOI: 10.3390/ijms23094839.

7. Zhang Y., Su J., Cheng D., Wang R., Mei Y., Hu H., Shen W., Zhang Y. Nitric oxide contributes to methane-induced osmotic stress tolerance in mung bean // BMC Plant Biol. – 2018. – № 18 (1). – Р. 207. DOI: 10.1186/s12870-018-1426-y.

8. Лисицын Е.М. Эдафическая устойчивость растений и методы ее оценки // Методы и технологии в селекции растений: Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. – 2014. – С. 52–59.

9. Любимова А.В., Мамаева В.С., Менщикова А.А. Генетическая засухоустойчивость современных сортов овса посевного как ответ глобальному изменению климата // Аграрный вестник Урала. – 2022. – № 6 (221). – С. 49–59. DOI: 10.32417/1997-4868-2022-221-06-49-59.

10. Газе В.Л., Лобунская И.А., Костылев П.И., Филиппов Е.Г. Оценка засухоустойчивости образцов ярового ячменя в начальный период развития на растворе осмотиков // зерновое хозяйство России. – 2022. – № (4). – С. 34–38. DOI: 10.31367/2079-8725-2022-82-4-34-38.

11. ГОСТ 12038–84. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести: дата введения 1986–07–01. – М.: Стандартинформ, 2011. – 11 с.

12. Дроздов С.Н., Удовенко Г.В. Диагностика устойчивости растений к стрессовым воздействиям: Методическое руководство. – Л.: ВИР, 1988. – 228 с.

13. Кожушко Н.Н. Оценка засухоустойчивости полевых культур // Диагностика устойчивости растений к стрессовым воздействиям: метод. руководство / Под ред. Г.В. Удовенко. – Л.: ВИР, 1988. – С. 10–24.