Фізіологія рослин і генетика 2016, том 48, № 5, 382-392, doi: https://doi.org/10.15407/frg2016.05.382

Характернi риси якостi iнбредних лiнiй кукурудзи та їх гiбридiв з ефективними фотосинтетичними функцiями

Раденович Ч.Н.1,2, Гродзинський Д.М.3, Філіпович М.Р.1, Делич Н.С.1, Срдич I.З.1, Павлов I.М.1

  1. Науково-дослідний інститут кукурудзи «Земун поле», Белград, Сербія
  2. Белградський університет, Сербія
  3. Iнститут клітинної біології та генетичної інженерії Національної академії наук України, Київ, Україна

Наведено результати досліджень, які підтверджують наявність ефективної фотосинтетичної системи у нових перспективних інбредних ліній кукурудзи та їх гібридів. Ознаки високої ефективності успішно використовують у програмах селекції та сучасних технологіях промислового виробництва кукурудзи. З вертикальним положенням верхніх листків у інбредних ліній кукурудзи корелюють значення параметрів, що характеризують активність фотосинтетичного апарату та флуоресценції хлорофілу, а саме: інтенсивність уповільненої флуоресценції хлорофілу та її динаміка, критерій Арреніуса щодо критичних температур (температура фазового переходу) та енергія активації як міра конформаційних змін у хлоропластах та їх тилакоїдних мембранах. Наведені дані вказують на те, що господарсько- цінні ознаки досліджених інбредних ліній і гібридів насамперед визначаються особливостями конформаційних і функціональних змін, які відбуваються у хлоропластах, зокрема в тилакоїдних мембранах, а також прогресом у селекції та насінництві кукурудзи.

Ключові слова: Zea mays L., delayed chlorophyll fluorescence, efficient photosynthetic-fluorescence model, thylakoid membrane

Фізіологія рослин і генетика
2016, том 48, № 5, 382-392

Повний текст та додаткові матеріали

У вільному доступі: PDF  

Цитована література

1. Buhov, N.G., Rahimberdieva, M.G. & Karapetyan, N.V. (1989). On the nature of slow transitional phenomena of variable and delayed leaf fluorescence. Fiziologiia roslyn, 36, pp. 1045-1054 [in Russian].

2. Veselovskiy, V.A. & Veselova, T.V. (1990). Luminescent characteristic of the photosynthetic apparatus of plants. Lyuminestsentsiya rasteniy: teoreticheskie i prakticheskie aspekty. Moscow: Nauka [in Russian].

3. Barber, J. & Neumann, J. (1974). An energy conservation site between H2O and DBMIB: evidence from msec delayed light and chlorophyll fluorescence studies in chloroplasts. FEBS Letters, 40, pp. 186-189. https://doi.org/10.1016/0014-5793(74)80926-9

4. Ciocazanu, I., Terbea, M., Micut, G. & Lazar, C. (1996). Inheritance of physiological parameters implied in maize drought resistance. Rom. Agr. Res., No. 5-6, pp. 57-66.

5. Duvick, D.N. (2005). The contribution of breeding to yield advances in maize (Zea mays L.). Advances in Agronomy, 86, pp. 83-145. https://doi.org/10.1016/S0065-2113(05)86002-X

6. Felner, M., Ford, E.D. & van Volkenburgh, E. (2006). Development of erect leaves in a modern maize hybrid is associated with reduced responsiveness to auxin and light of young seedlings in vitro. Plant Signaling & Behavior, 1 (4), pp. 201-211. https://doi.org/10.4161/psb.1.4.3106

7. Govindjee Van Der Ven, M., Preston, C., Seibert, M.& Gratton, E. (1990). Chlorophyll a fluorescence lifetime distribution in open and closed photosystem II reaction centre preparation: Analysis by multifrequency phase fluorometry. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics,1015, pp. 173-179. https://doi.org/10.1016/0005-2728(90)90017-X

8. Hallauer, A.R. (1988, October). Modern Methods in Maize Breeding. Proceedings of the Workshop on Maize Breeding and Maize Production EUROMAIZE '88. Belgrade, Yugoslavia, pp. 1-20.

9. Jurisnic, P. (Eds) (1986). Delayed fluorescence: Current concepts and status. Light Emission by Plants and Bacteria Orlando, Fl. (USA): Acad. Press., pp. 291-328. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-294310-2.50017-2

10. Ku, L.X., Zhang, J., Guo, S.L., Liu, H.Y., Zhao, R.F. & Chen, Y.H. (2012). Integrated multiple population analysis of leaf architecture traits in maize. Journal of Experimental Botany, 63, pp. 261-274. https://doi.org/10.1093/jxb/err277

11. Ku, L.X., Zhao, W.M., Zhang, J., Wu, L.C., Wang, C.L., Wang, P.A., Zhang, W.Q. & Chen, Y.H. (2010). Quantitative trait loci mapping of LA and leaf orientation value in maize. Theoretical and Applied Genetics, 121, pp. 951-959. https://doi.org/10.1007/s00122-010-1364-z

12. Lichtenthaler, H.K. & Rinderle, U. (1988). The role of chlorophyll fluorescence in the detection of stress conditions in plants. Critical Reviews in Analytical Chemistry, 19 (I), pp. 29-85. https://doi.org/10.1080/15476510.1988.10401466

13. Lu, M., Zhou, F., Xie, C.X., Li, M.S., Xu, Y.B., Marilyn, W. & Zhang, S.H. (2007). Construction of a SSR linkage map and mapping of quantitative trait loci (QTL) for LA and leaf orientation with an elite maize hybrid. Hereditas, 29, pp. 1131-1138. https://doi.org/10.1360/yc-007-1131

14. Markovic, D., Jeremic, M., Radenovic, C. & Schara, M. (1993). Irreversible structural changes in thylakoid membranes at high temperatures detection by luminescence and EPR. General Physiology and Biophysics, 12, pp. 37-47.

15. Mickelson, S.M., Stuber, C.S., Senior, L. & Kaeppler, S.M. (2002). Quantitative trait loci controlling leaf and tassel traits in a B73x Mo17 population of maize. Crop Science, 42, pp. 1902-1909. https://doi.org/10.2135/cropsci2002.1902

16. Patrick, J. & Colyvas, K. (2014). Crop yield components - photoassimilate supply- or utilisation limited-organ development? Functional Plant Biology, 41(9), 893-913.

17. Radenović, C. (1994). A study of delayed fluorescence in plant models: Photosynthetic transportation and membrane processes. Journal of the Serbian Chemical Society, 59, pp. 595-617.

18. Radenović, C., Babic, M., Delic, N., Hojka, Z., Stankovic, G., Trifunovic, V., Ristanovic, D. & Selakovic, D. (2003). Photosynthetic properties of erect leaf maize inbred lines as the efficient photo-model in breeding and seed production. Genetika, 35, No. 2, pp. 85-97. https://doi.org/10.2298/GENSR0302085R

19. Radenovic, C., Grodzinskij, D., Filipovic, M., Radosavljevic, M., Videnovic, Z., Denic, M. & Camdzija, Z. (2010). The prestigious maize inbred lines and hybrids with erect top leaves are characterised by a property of an efficient photosynthetic model and a satisfactory base for the further progress in breeding and selection . Fiziologiya i biokhimia kult. rastenii, 42, No. 3, pp.187-201.

20. Radenovic, C., Ristanovic, D. & Trifunovic, V. (1978). The theoretical and the development programme on the increase of the plant number per area unit for the development of erect leaf maize lines and for their more effective application in breeding. The internal note, Maize Research Institute, Zemun Polje, Belgrade, pp. 1-3.

21. Radenovic, C., Sataric, I., Husic, I., Misovic, M.M., Filipovic, M. & Kojic, L. (2000). A study of functioning of thylakoid membranes in inbred lines of maize (Zea mays L.). Genetika, 32, No. 3, pp. 377-386.

22. Russell, W.A. (1986). Contributions of breeding to maize improvement in United States, 1920s-1980s. Iowa State J. Res., 61, pp. 5-34.

23. Song, Q., Zhang, G. & Zhu, X.G. (2012). Optimal crop canopy architecture to maximise canopy photosynthetic CO2 uptake under elevate CO2 - a theoretical study using a mechanistic model of canopy photosynthesis. Functional Plant Biology, 40, No. 2, pp. 108-124.

24. Sprague, G.F. (1984). Organization of breeding programs. 20th Ann. Illinois Corn Breeding School (USA), 20, p. 20.

25. Tian, F., Bradbury, P.J., Brown, P.J., Hung, H., Sun, Q., Sherry, F.G., Rocheford, T.R., McMullen, M.D., Holland, J.B. & Buckler, E.S. (2011). Genome-wide association study of leaf architecture in the maize nested association mapping population. Nature Genetics, 43, pp. 159-162. https://doi.org/10.1038/ng.746

26. Yu, Y.T., Zhang, J.M., Shi, Y.S., Song, Y.C., Wang, T.Y. & Li, Y. QTL analysis for plant height and LA by using different populations of maize. Journal of Maize Sciences, 14, pp. 88-92.

27. Zhang, J., Ku, L.X., Han, Z.P., Guo, S.L., Liu, H.J., Zhang, Z.Z., Cao, L.R., Cui, X.J. & Chen, Y.H. 2014. The ZmCLA4 gene in the qLA4-1 QTL controls leaf angle in maize (Zea mays L.). Journal of Experimental Botany, 65, No. 17, pp. 5063-5076.