Фізіологія рослин і генетика 2020, том 52, № 2, 152-168, doi: https://doi.org/10.15407/frg2020.02.152

Морфогенез, фотосинтез і продуктивність баклажанів за впливу регуляторів росту з різними механізмами дії

Рогач В.В.1, Кірізій Д.А.2, Стасик О.О.2, Рогач Т.І.1

  1. Вінницький державний педагогічний університет імені Михайла Коцюбинського 21100 Вінниця, вул. Острозького, 32
  2. Інститут фізіології рослин і генетики Національної академії наук України  03022 Київ, вул. Васильківська, 31/17

Досліджено особливості ростових процесів, формування листкового апарату, його мезоструктури та фотосинтетичної активності, а також біологічної продуктивності рослин баклажанів під впливом синтетичних аналогів основних гормонів-стимуляторів росту та ретардантів, із різними механізмами дії. Встановлено, що за дії тебуконазолу (EW-250) і 6-бензиламінопурину (6-БАП) кількість листків на рослині зростала, а під впливом хлормекватхлориду (ССС-750) та есфону (2-хлороетилфосфонієвої кислоти, (2-ХЕФК) зменшувалася. Усі сполуки, окрім 2-ХЕФК, збільшували масу сирої речовини листків і спричинювали потовщення листкової пластинки внаслідок розростання клітин хлоренхіми. За дії ретардантів EW-250, ССС-750 і стимуляторів 6-БАП, гіберелової кислоти (ГК3) об’єм клітин стовпчастої паренхіми збільшувався, а розміри клітин губчастої паренхіми практично не змінювалися. Під впливом регуляторів росту зазнавав змін продиховий апарат рослин. 1-Нафтилоцтова кислота (1-НОК) та ГК3 практично не змінювали кількість клітин нижнього епідермісу на одиницю абаксіальної поверхні листка, але зменшували кількість продихів, а 6-БАП і ретарданти достовірно збільшували як кількість клітин епідермісу, так і кількість продихів. Усі регулятори росту, окрім 1-НОК, достовірно збільшували площу продихів. Усі сполуки, окрім 2-ХЕФК, збільшували масу сирої речовини стебел і коренів та масу сухої речовини цілої рослини. Всі сполуки, окрім ГК3, збільшували вміст суми хлорофілів у листках та одночасно підвищували інтенсивність ви­димого фотосинтезу. Найвищий вміст хлорофілу зафіксовано після обробки EW-250, найвищу фотосинтетичну активність — за дії 6-БАП. Усі регулятори росту посилювали фотодихання й темнове дихання. Інтенсивність транспірації найбільшою мірою зростала після обробки EW-250 і 6-БАП та найсильніше зменшувалася після застосування ГК3. Показано, що усі стимулятори росту і ретарданти (крім етиленпродуценту 2-ХЕФК) підвищували продуктивність культури. Найефективнішим виявилося застосування триазолпохідного ретарданту тебуконазолу й цитокінінового стимулятора росту 6-БАП.

Ключові слова: Solanum melongena L., стимулятори росту, ретарданти, морфогенез, листковий апарат, мезоструктура, хлорофіл, фотосинтез, дихання, продуктивність

Фізіологія рослин і генетика
2020, том 52, № 2, 152-168

Повний текст та додаткові матеріали

У вільному доступі: PDF  

Цитована література

1. Morgun, V.V., Yavorska, V.K. & Dragovoz, I.V. (2002). The problem of growth regulators in the world and its solution in Ukraine. Fiziologia i biokhimiya kult. rastenij, 34, No. 5, pp. 371-375 [in Ukrainian].

2. Gritsaenko, Z.M., Ponomarenko, S.P., Karpenko, V.P. & Leontyuk, I.B. (2008). Biologically active substances in crop production. Kyiv: Nichlava [in Ukrainian].

3. Kuryata, V.G. (2009). Retardants are modifiers of the hormonal status of plants. In Fiziolohiya roslyn: problemy ta perspektyvy rozvytku, 1, pp. 565-589. Kyiv: Logos [in Ukrainian].

4. Kiriziy, D.A. (2004). Photosynthesis and plant growth in the aspect of source-sink relationships. Kyiv: Logos [in Russian].

5. Kuryata, V.G., Shevchuk, O.A., Kiriziy, D.A. & Gulyaev, B.I. (2002). Structural and functional organization of sugar beet leaf under the action of retardants, 34, No. 1, pp. 11-16 [in Ukrainian].

6. Kuryata, I.V. & Kiriziy, D.A. (2008). Regulation of source-sink relations in the system assimilate depot-growth in pumpkin seedlings by the influence of gibberellin and chlormequat chloride under conditions of skoto- and photomorphogenesis. Fiziologia i biokhimiya kult. rastenij, 40, No. 5, pp. 448-456 [in Ukrainian].

7. Poprotska, I.V., Kuryata, V.G., Polyvanyi, S.V., Golunova, L.A. & Prysedsky, Y.G. (2019). Effect of gibberellin and retardants on the germination of seeds with different types of reserve substances under the conditions of skoto- and photomorphogenesis. Biologija, 65, No. 4, pp. 296-307. https://doi.org/10.6001/biologija.v65i4.4123

8. Tkachuk, O.O. (2015). Effect of paclobutrazole on anatomical and morphological parameters of potato plants. Naukovyy visnyk Skhidnoyevropeyskoho natsionalnoho universytetu imeni Lesi Ukrayinky, No. 2, pp. 47-50 [in Ukrainian].

9. Rogach, V.V., Kravets, O.V., Buinaya, O.I. & Kuryata, V.G. (2018). Dynamics of accumulation and redistribution of different forms of carbohydrates and nitrogen in organs of tomato plants under the action of retardants. Regulatory Mechanisms in Biosystems, 9, No. 2, pp. 293-299 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15421/021843

10. Dospekhov, B.A. Methods of field experiment (1985). Moscow: Agropromizdat [in Russian].

11. Kazakov, E.A. (2000). Methodological bases of the experiment on plant physiology. Kyiv: Phytosociocenter [in Ukrainian].

12. Mokronosov, A.T. & Borzenkova, R.A. (1978). Methods for quantitative assessment of the structure and functional activity of photosynthetic tissues and organs. Trudy po prikladnoy botanike, genetike i selektsii, 61, No. 3, pp. 119-131 [in Russian].

13. Kuryata, V.G. (1998). The effect of retardants on the mesostructure of raspberry leaves. Fiziologia i biokhimiya kult. rastenij, 30, No. 2, pp. 144-149 [in Russian].

14. Gavrilenko, V.F., Ladygina, M.E. & Handobina, M.N. (1975). Great workshop on plant physiology. Moscow: Vysshaya shkola [in Russian].

15. Mokronosov, A.T. & Kovalev, A.G. (Eds.). (1989). Photosynthesis and Bioproductivity: Methods of Determination. Moskow: Agropromizdat [in Russian].

16. Rogach, T.I. (2012). Influence of a mixture of chloromethochloride and treptolem on the morphogenesis and productivity of sunflower. Zbirnyk naukovykh prats VNAU, Ser. Silskohospodarski nauky, Iss. 1 (57), pp. 121-127 [in Ukrainian].

17. Kasem, M.M. & Abd El-Baset, M.M. (2015). Studing the influence of some growth retardants as a chemical mower on ryegrass (Lolium perenne L.). J. of Plant Sci., 3, No. 5, pp. 255-258. https://doi.org/10.11648/j.jps.20150305.12

18. Sugiura, D., Sawakami, K., Kojim, M., Sakakibara, H., Terashima, I. & Tateno, M. (2015). Roles of gibberellins and cytokinins in regulation of morphological and physiological traits in Polygonum cuspidatum responding to light and nitrogen availabilities. Functional Plant Biol., 42, No. 4, pp. 397-409. https://doi.org/10.1071/FP14212

19. Polyvanyi, S.V. (2018). Anatomical and morphological features of the poppy plants leaf apparatus structure under the action of growth promoters. Naukovi zapysky Ternopilskoho natsionalnoho pedahohichnoho universytetu imeni V. Hnatyuka. Ser. Biolohiya, No. 3-4, pp. 21-27 [in Ukrainian].

20. Khodanitska, O. O. & Kuryata,V. G. (2011). The effect of treptolem on seed yield and quality characteristics of flax seed oil. Kormy i kormovyrobnyctvo, No. 70, pp. 54-59 [in Ukrainian].

21. Yan, Y., Wan, Y., Liu, W., Wang, X., Yong, T. & Yang, W. (2015). Influence of seed treatment with uniconazole powder on soybean growth, photosynthesis, dry matter accumulation after flowering and yield in relay strip intercropping system. Plant Production Science, 18, No. 3, pp. 295-301. https://doi.org/10.1626/pps.18.295

22. Rogach, T.I. (2011). Physiological bases of regulation of morphogenesis and productivity of sunflower by means of chlormequat chloride and treptolem (Unpublished candidate thesis). Uman Pedagogical University, Uman, Ukraine [in Ukrainian].

23. Rogach, V.V. (2009). Influence of retardants on morphogenesis, productivity and composition of higher fatty acids of winter rapeseed oil (Unpublished candidate thesis). Institute of Plant Physiology and Genetics, Kyiv, Ukraine [in Ukrainian].

24. Ren, B., Zhang, J., Dong, S., Liu, P. & Zhao, B. (2017). Regulations of 6-benzyladenine (6-BA) on leaf ultrastructure and photosynthetic characteristics of waterlogged summer maize. J. of Plant Growth Regul., 36, No. 3, pp. 743-754. https://doi.org/10.1007/s00344-017-9677-7

25. Rai, R.K., Tripathi, N., Gautam, D. & Singh, P. (2017). Exogenous application of ethrel and gibberellic acid stimulates physiological growth of late planted sugarcane with short growth period in sub-tropical India. J. of Plant Growth Regul., 36, No. 2, pp. 472-486. https://doi.org/10.1007/s00344-016-9655-5

26. Zhao, H., Cao, H., Ming-Zhen, P., Sun, Y. & Liu, T. (2017). The role of plant growth regulators in a plant aphid parasitoid tritrophic system. J. of Plant Growth Regul., 36, No. 4, pp. 868-876. https://doi.org/10.1007/s00344-017-9689-3

27. Yooyongwech, S., Samphumphuang, T., Tisarum, R., Theerawitaya, C. & Chaum, S. (2017). Water-deficit tolerance in sweet potato (Ipomoea batatas (L.) Lam.) by foliar application of paclobutrazol: roleof soluble sugar and free proline. Frontiers in Plant Sci., 8, 1400 p. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.01400

28. Mohammad, N.K. & Mohammad, F. (2013). Effect of GA3, N and P ameliorate growth, seed and fibre yield by enhancing photosynthetic capacity and carbonic anhydrase activity of linseed. Integrative Agriculture, 12, No. 7, pp. 1183-1194. https://doi.org/10.1016/S2095-3119(13)60443-8

29. Luo, Y., Yang, D., Yin, Y., Cui, Z, Li, Y., Chen, J., Zheng, M., Wang, Y., Pang, D., Li, Y. & Wang, Z. (2016). Effects of exogenous 6-BA and nitrogen fertilizers with varied rates on function and fluorescence characteristics of wheat leaves post anthesis. Scientia Agriculturalura Sinica, 49, No. 6, pp. 1060-1083. https://doi.org/ 10.3864/j.issn.0578-1752.2016.06.004

30. Xiaotao, D., Yuping, J., Hong, W., Haijun, J., Hongmei, Z., Chunhong, C. & Jizhu, Y. (2013). Effects ofcytokinin on photosynthetic gas exchange, chlorophyll fluorescence parameters, antioxidative system and carbohydrate accumulation in cucumber (Cucumis sativus L.) under low light. Acta Physiologiae Plantarum, 35, No. 5, pp. 1427-1438. https://doi.org/10.1007/s11738-012-1182-9

31. Kiriziy, D.A., Stasik, O.O., Pryadkina, G.A. & Shadchina, T.M. (2014). Photosynthesis (Vol. 2) Assimilation of CO2 and the mechanisms of its regulation. Kyiv: Logos [in Russian].

32. Stasik, O.O., Kiriziy, D.A. & Priadkina, G.O. (2016). Photosynthesis and crop productivity. Fiziol. rast. genet., 48, No. 3, pp. 232-251 [in Russian]. https://doi.org/10.15407/frg2016.03.232

33. Stasik, O.O. (2014). Photorespiration: metabolism and physiological role. In Modern problems of photosynthesis (Vol. 2, pp. 505-535), Moskow-Izhevsk: Institute of Computer Research [in Russian].

34. Vedenichova, N.P. & Kosakivska, I.V. (2020). Cytokinins in ontogeny and adaptation of cereals. Fiziol. rast. genet., 52, No. 1, pp. 3-30 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/frg2020.01.003