В умовах ґрунтово-піщаної культури досліджено ефекти фоліарної обробки 0,005%-ми водними розчинами 1-нафтилоцтової кислоти (1-НОК), гіберелової кислоти (ГК3) і 6-бензиламінопурину (6-БАП) на морфогенез, фізіолого-біохімічні характеристики і продуктивність рослин перцю солодкого сорту Антей. Встановлено, що обробка екзогенними регуляторами росту у фазу бутонізації індукувала збільшення лінійних розмірів рослин, кількості листків, біомаси сирих листків, стебел і коренів та біомаси сухої речовини усієї рослини. Після обробки впродовж вегетаційного періоду збільшувались площа листкових пластинок, у фазу утворення плодів — загальна площа листкової поверхні всієї рослини. Виявлено потовщення листкової пластинки внаслідок збільшення об’єму клітин стовпчастої паренхіми. Екзогенні 1-НОК і 6-БАП індукували збільшення розмірів клітин губчастої паренхіми листків. За обробки екзогенним 6-БАП достовірно зростав вміст хлорофілів у листках, тоді як за дії ГК3 цей показник зменшувався. Після фоліарної обробки усіма досліджуваними регуляторами росту в стеблах перцю солодкого зменшився вміст індоліл-3-оцтової (ІОК) та абсцизової (АБК) кислот. Натомість рівень ендогенної ГК3 після обприскування розчинами 1-НОК і ГК3 підвищився, тоді як після обприскування 6-БАП, навпаки, знизився. В листках зафіксовано зростання вмісту ІОК, максимальний ефект спостерігався після обробки синтетичним ауксином. Екзогенні 1-НОК і 6-БАП гальмували накопичення ГК3, тоді як екзогенна ГК3 посилювала акумуляцію фітогормону. Всі регулятори росту спричинювали зменшення вмісту АБК у листках перцю солодкого. Найвиразнішим був ефект екзогенної ГК3. За дії 1-НОК зменшувався пул ендогенних цитокінінів у стеблах і збільшувався у листках, тоді як обробка розчином ГК3 практично не впливала на накопичення цитокінінів. Усі регулятори росту позитивно впливали на врожайність перцю солодкого: збільшувалась кількість плодів і зростала середня маса одного плоду. Найефективнішою виявилась фоліарна обробка рослин синтетичним аналогом цитокінінів — 6-БАП.
Ключові слова: перець солодкий (Capsicum annuum L.), синтетичні регулятори росту, морфогенез, мезоструктура, хлорофіл, фітогормони, продуктивність
Повний текст та додаткові матеріали
У вільному доступі: PDFЦитована література
1. Davies, P.J. (2010). The plant hormones: their nature, occurrence, and function. Plant Hormones: Biosynthesis, Signal Transduction, Action. Davies P.J. (Ed.). Dordrecht: Springer, pp. 1-15. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-2686-7_1
2. Rogach, V.V., Voytenko, L.V., Shcherbatiuk, M.M., Rogach, T.I. & Kosakivska, I.V. (2020). Effect of foliar treatment with synthetic growth regulators on morphogenesis, content of pigments and phytohormones, and productivity of Solanum melongena L. Visn. Hark. nac. agrar. univ., Ser. Biol., 2, No. 50, pp. 105-118. [in Ukrainian]. https://doi.org/10.35550/vbio2020.02.105
3. Sponsel, V. & Hedden, P. (2010). Gibberellin Biosynthesis and Inactivation. Plant Hormones. Davies P.J. (Ed.). Springer, Dordrecht, pp. 63-94. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-2686-7_4
4. Qiu, L.H., Chen, R.F., Luo, H.M., Fan, Y.G., Huang, X., Liu, J. X., Xiong, F. Q., Zhou, H.W., Gan, C.K., Wu, J.M. & Li, Y.R. (2019). Effects of Exogenous GA3 and DPC Treatments on Levels of Endogenous Hormone and Expression of Key Gibberellin Biosynthesis Pathway Genes During Stem Elongation in Sugarcane. Sugar Tech., 21, pp. 936-948. https://doi.org/10.1007/s12355-019-00728-7
5. Muhammad, I. & Muhammad, A. (2013). Gibberellic acid mediated induction of salt tolerance in wheat plants: Growth, ionic partitioning, photosynthesis, yield and hormonal homeostasis. Environ. Exper. Bot., 86, pp. 76-85. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2010.06.002
6. 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. Func. Plant Biol., 42, No. 4, pp. 397-409. https://doi.org/10.1071/FP14212
7. Ullah, H., Bano, A., Khokhar, K.M. & Mahmood, T. (2011). Effect of seed soaking treatment with growth regulators on phytohormone level and sex modification in cucumber (Cucumis sativus L.). Afr. J. Plant Sci., 5, No. 10, pp. 599-608.
8. Wen, Y., Su, S.C., Ma, L.Y. & Wang, X.N. (2018). Effects of gibberellic acid on photosynthesis and endogenous hormones of Camellia oleifera Abel. in 1st and 6th leaves. J. Forest Res., 23, No. 5, pp. 309-317. https://doi.org/10.1080/13416979.2018.1512394
9. Kang, S.-M., Radhakrishnan, R., Khan, A.L., Kim, M.-J., Park, J.-M., Kim, B.-R., Shin, D.-H. & Lee, I.-J. (2014). Gibberellin secreting rhizobacterium, Pseudomonas putida H-2-3 modulates the hormonal and stress physiology of soybean to improve the plant growth under saline and drought conditions. Plant Physiol. Biochem., 84, pp. 115-124. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2014.09.001
10. Vedenicheva, N.P. & Kosakivska, I.V. (2017). Cytokinins as regulators of plant ontogenesis under different growth conditions. Kyiv: Nash Format [in Ukrainian].
11. 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 Agricultura Sinica, 49, No. 6, pp. 1060-1083. https://doi.org/10.3864/ j.issn.0578-1752.2016.06.004
12. Li, Y., Zhang, D., Xing, L., Zhang, S., Zhao, C. & Han, M. (2016). Effect of exogenous 6-benzylaminopurine (6-BA) on branch type, floral induction and initiation, and related gene expression in Fuji apple (Malus domestica). Plant Growth Regul., 79, No. 1, pp. 65-70. https://doi.org/10.1007/s10725-015-0111-5
13. Schroder, M., Link, H. & Bangerth, K.F. (2013). Correlative polar auxin transport to explain the thinning mode of action of benzyladenine on apple. Scientia Horticulturae, 153, No. 4, pp. 84-92. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2013.02.001
14. Brumos, J., Robles, L.M., Yun, J., Vu, T.C., Jackson, S., Alonso, J.M. & Stepanova, A.N. (2018). Local Auxin Biosynthesis Is a Key Regulator of Plant Development. Dev. Cell., 47, No. 3, pp. 306-318. https://doi.org/10.1016/j.devcel.2018.09.022
15. Hanaa, H. & Safaa, A. (2019). Foliar application of IAA at different growth stages and their influenced on growth and productivity of bread wheat (Triticum aestivum L.). J. Phys. Conf. Ser., 1294, pp. 1-8. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1294/9/092029
16. Xing, X., Jiang, H., Zhou, Q., Xing, H., Jiang, H. & Wang, S. (2016). Improved drought tolerance by early IAA- and ABA-dependent H2O2 accumulation induced by a-naphthaleneacetic acid in soybean plants. Plant Growth Regul., 80, No. 3, pp. 303-314. https://doi.org/10.1007/s10725-016-0167-x
17. Hikosaka, S. & Sugiyama, N. (2015). Effects of Exogenous Plant Growth Regulators on Yield, Fruit Growth, and Concentration of Endogenous Hormones in Gynoecious Parthenocarpic Cucumber (Cucumis sativus L.). The Horticulture Journal, 84, No. 4, pp. 342-349. https://doi.org/10.2503/hortj.MI-051
18. Li, J., Guan, Y., Yuan, L., Hou, J., Wang, C., Liu, F., Yanga, Y., Lu, Z., Chen, G. & Zhu, S. (2019). Effects of exogenous IAA in regulating photosynthetic capacity, carbohydrate metabolism and yield of Zizania latifolia. Scientia Horticulturae, 253, No. 27, pp. 276-285. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2019.04.058
19. Aremu, A.O., Plackova, L., Masondo, N.A., Amoo, S.O., Moyo, M., Novak, O., Dolezal, K. & Staden, J.V. (2017). Regulating the regulators: responses of four plant growth regulators during clonal propagation of Lachenalia montana. Plant Growth Regul., 82, No. 2, pp. 305-315. https://doi.org/10.1007/s10725-017-0260-9
20. Khalloufi, M., Martinez-Andujar, C., Lachaal, M., Karray-Bouraoui, N., Perez-Alfocea, F. & Albacete, A. (2017). The interaction between foliar GA3 application and arbuscular mycorrhizal fungi inoculation improves growth in salinized tomato (Solanum lycopersicum L.) plants by modifying the hormonal balance. J. Plant. Physiol., 214, pp. 134-144. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2017.04.012
21. Honda, I., Matsunaga, H., Kikuchi, K., Matuo, S., Fukuda, M. & Imanishi, S. (2017). Involvement of Cytokinins, 3-Indoleacetic Acid, and Gibberellins in Early Fruit Growth in Pepper (Capsicum annuum L.). The Horticulture Journal, 86, No. 1, pp. 52-60. https://doi.org/10.2503/hortj.MI-120
22. Rogach, V.V., Voytenko, L.V., Shcherbatiuk, M.M., Kosakivska, I.V. & Rogach, T.I. (2020). Morphogenesis, pigment content, phytohormones and productivity of eggplants under the action of gibberellin and tebuconazole. Regul. Mech. Biosyst., 11, No. 1, pp. 129-135. https://doi.org/10.15421/022017
23. Latimer, G.W. (Ed.). (2012). Official Methods of Analysis of AOAC International. 19th edition. Gaithersburg: AOAC International.
24. Kosakivska, I.V., Vasyuk, V.A., Voytenko, L.V., Shcherbatiuk, M.M., Romanenko, K.O. & Babenko, L.M. (2020). Endogenous phytohormones of fern Polystichum aculeatum (L.) Roth gametophytes at different stages of morphogenesis in vitro culture. Cytol. & Genet., 54, No. 1, pp. 23-30. https://doi.org/10.3103/S0095452720010089
25. Van Emden, H.F. (2008). Statistics for terrified biologists. Blackwell, Oxford. https://doi.org/10.1007/s11099-011-0058-3
26. Poprotska, I., Kuryata, V., Khodanitska, O., Polyvanyi, S. & Golunova, L. (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
27. Rogach, T.I. (2009). Particularity of morphogenesis and productivity of sunflower plants under the influence of treptolem. In: Plant physiology: problems and prospects of development: in 2 Vols; V.V. Morgun (Ed.). Vol. 1. Kyiv: Logos, pp. 680-686 [in Ukrainian].
28. Kuryata, V.G. & Polyvanyi, S.V. (2018). Formation and functioning of source-sink relation system of oil poppy plants under treptolem treatment towards crop productivity. Ukrainian Journal of Ecology, 8, No. 1, pp. 11-20. [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15421/2018_182
29. Khodanitska, O.O., Kuryata, V.G., Shevchuk, O.A., Tkachuk, O.O. & Poprotska, I.V. (2019). Effect of treptolem on morphogenesis and productivity of linseed plants. Ukrainian Journal of Ecology, 9, No. 2, pp. 119-126.