Досліджено особливості росту, розвитку, формування листкового апарату, газообміну листків, фотохімічної активності фотосистеми II (ФС II) за параметрами флуоресценції хлорофілу, а також показниками продуктивності рослин перцю солодкого сорту Антей під впливом ауксинового (1-НОК), гіберелінового (ГК3) і цитокінінового (6-БАП) стимуляторів росту та антигіберелінових препаратів (2-ХЕФК, EW-250, ССС-750), які відрізняються за механізмом дії. Показано, що обробка стимуляторами росту збільшувала, а інгібіторами гібереліну зменшувала лінійні розміри рослин. Встановлено, що усі регулятори росту, крім 2-ХЕФК, збільшували кількість листків на рослині та масу їх сирої речовини. За дії усіх препаратів, крім 2-ХЕФК, зростала площа листків. Iнгібітори гібереліну та 6-БАП достовірно збільшували вміст суми хлорофілів у листках перцю. За дії ГК3 показник знижувався, обробка 1-НОК практично його не змінювала. Усі препарати, крім ГК3, підвищували валовий вміст хлорофілу в рослині. Вплив регуляторів росту на активність фотосинтетичних процесів чіткіше був виражений у фазу формування плодів, ніж у фазу цвітіння. Iнтенсивність асиміляції СО2 у фазу цвітіння за обробки 1-НОК, 6-БАП, 2-ХЕФК і EW-250 посилювалася, ГК3 і ССС-750 — ослаблювалася. Водночас усі досліджені регулятори росту підвищували інтенсивність фотосинтезу в фазу формування плодів. Зміна інтенсивності фотосинтезу досить тісно корелювала зі змінами продихової провідності (r = 0,79—0,85). За дії регуляторів росту в період карпогенезу зростала інтенсивність транспірації на світлі. Разом з тим обробка усіма досліджуваними препаратами знижувала інтенсивність транспірації у темряві в фазу цвітіння. Регулятори росту в фазу формування плодів підвищували діючу квантову ефективність ФС II на світлі, фотохімічне гасіння флуоресценції хлорофілу та інтенсивність лінійного транспорту електронів у хлоропластах і зменшували нефотохімічне гасіння флуоресценції (NPQ). Загалом наведені морфологічні й фізіолого-біохімічні зміни у рослинах перцю солодкого сорту Антей поліпшили показники продуктивності культури. Найефективнішим виявилося застосування стимуляторів росту 6-БАП і ГК3 та ретардантів EW-250 і ССС-750.
Ключові слова: Capsicum annuum L., регулятори росту, морфогенез, листковий апарат, хлорофіл, фотосинтез, дихання, флуоресценція хлорофілу, продуктивність
Повний текст та додаткові матеріали
У вільному доступі: PDFЦитована література
1. Yang, D., Dong, W., Luo, Y., Song, W., Cai, T., Li, Y., Yin, Y. & Wang, Z. (2017). Effects of exogenous 6-BA on photosynthetic characteristics and endogenous hormone content in wheat leaves under two nitrogen application levels at seedling stage. Scientia Agricultura Sinica, 50, No. 20, pp. 3871-3884. https://doi.org/10.3864/j.issn.0578-1752.2017.20.004
2. Xiao-Тao, D., Yu-Рing, J., Hong, W., Hai-Jun, J., Hong-Мei, Z., Chun-Hong, C. & Ji-Zhu, Y. (2013). Effects of cytokinin 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, рр. 1427-1438. https://doi.org/10.1007/s11738-012-1182-9
3. Ahanger, M.A., Alyemeni, M.N., Wijaya, L., Alamri, S.A., Alam, P., Ashraf, M. & Ahmad, P. (2018). Potential of exogenously sourced kinetin in protecting Solanum lycopersicum from NaCl-induced oxidative stress through up-regulation of the antioxidant system, ascorbate-glutathione cycle and glyoxalase system. PLoS One, 13, No. 9. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0202175
4. Singh, S. & Prasad, S.M. (2014). Growth, photosynthesis and oxidative responses of Solanum melongena L. seedlings to cadmium stress: Mechanism of toxicity amelioration by kinetin. Scientia Horticulturae, 176, рр. 1-10. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2014.06.022
5. Mesejo, C., Rosito, S., Reig, C., Martinez-Fuentes, A. & Agusti, M. (2012). Synthetic auxin 3,5,6-TPA provokes Citrus clementina (Hort. ex Tan) fruitlet abscission by reducing photosynthate availability. Journal of Plant Growth Regulation, 31, No. 2, рр. 186-194. https://doi.org/10.1007/s00344-011-9230-z
6. 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. Journal of Forest Research, 23, No. 5, рр. 309-317. https://doi.org/10.1080/13416979.2018.1512394
7. Fang, S., Gao, K., Hu, W., Wang, S., Chen, B. & Zhou, Z. (2018). Foliar and seed application of plant growth regulators affects cotton yield by altering leaf physiology and floral bud carbohydrate accumulation. Field Crops Research, 231, рр. 105-114. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2018.11.012
8. Di Benedetto, A., Galmarini, C. & Tognetti, J. (2015). Effects of combined or single exogenous auxin and/or cytokinin applications on growth and leaf area development in Epipremnum aureum. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology, 90, No. 6, рр. 643-654. https://doi.org/10.1080/14620316.2015.11668727
9. Starck, Z., Stahl, E. & Witek-Czupryniska, B. (1987). Responsiveness of tomato plants to growth regulators depends on light and temperature conditions. Journal of Plant Physiology, 128, No. 1-2, рр. 121-131. https://doi.org/10.1016/S0176-1617(87)80186-4
10. Li, J., Guan, Y., Yuan, L., Hou, J., Wang, C., Liu, F., Yang, 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, рр. 276-285. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2019.04.058
11. Wang, Y., Gu, W., Xie, T., Li, L., Sun, Y., Zhang, H., Li, J. & Wei, S. (2016). Mixed compound of DCPTA and CCC increases maize yield by improving plant morphology and up-regulating photosynthetic capacity and antioxidants. PLoS One, 11, No. 2. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0149404
12. Yooyongwech, S., Samphumphuang, T., Tisarum, R., Theerawitaya, C. & Cha-Um, S. (2017). Water-deficit tolerance in sweet potato (Ipomoea batatas (L.) Lam.) by foliar application of paclobutrazol: role of soluble sugar and free proline. Frontiers in Plant Science, 8, р. 1400. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.01400
13. Gomathinayagam, M., Jaleel, C.A., Lakshmanan, G.A. & Panneerselvam, R. (2007). Changes in carbohydrate metabolism by triazole growth regulators in cassava (Manihot esculenta Crantz); effects on tuber production and quality. Comptes Rendus Biologies, 330, No. 9, рр. 644-655. https://doi.org/10.1016/j.crvi.2007.06.002
14. Kaneko, T. & Suzuki, S. (2006). Effects of high temperature and growth retardant on dry matter accumulation, hypocotyl thickening, photosynthesis, and sugar content in radish (Raphanus sativus L.) plants. Journal of the Japanese Society for Horticultural Science, 75, No. 3, рр. 231-235. https://doi.org/10.2503/jjshs.75.231
15. Tavares, S. & Lucchesi, A.A. (1999). Plant regulators in potato cv. Monalisa, after tuberization. Scientia Agricola, 56, рр. 975-980. https://doi.org/10.1590/S0103-90161999000400027
16. Li, L.L., Gu, W.R., Li, C.F., Li, W.H., Chen, X.C., Zhang, L.G. & Wei, S. (2019). Dual application of ethephon and DCPTA increases maize yield and stalk strength. Agronomy Journal, 111, No. 2, рр. 612-627. https://doi.org/10.2134/agronj2018.06.0363
17. Dospekhov, B.A. (1985). Methods of field experiment. Moscow: Agropromizdat [in Russian].
18. Kazakov, E.A. (2000). Methodological bases of the experiment on plant physiology. Kyiv: Phytosociocenter [in Ukrainian].
19. Gavrilenko, V.F., Ladygina, M.E. & Handobina, M.N. (1975). Big practicum on plant physiology. Moscow: Vysshaya shkola [in Russian].
20. Mokronosov, A.T. & Kovalev, A.G. (Eds.). (1989). Photosynthesis and bioproductivity: methods of determination. Moskow: Agropromizdat [in Russian].
21. Murchie, E.H. & Lawson, T. (2013). Chlorophyll fluorescence analysis: a guide to good practice and understanding some new applications. Journal of Experimental Botany, 64, No. 13, pp. 3983-3998. https://doi.org/10.1093/jxb/ert208
22. Jabir, B., Karanja, B., Faroug, M., Awad, F., Everlyne, M., Ahmadzai, Z. & Liu, LW. (2017). Effects of gibberellin and gibberellin biosynthesis inhibitor (paclobutrazol) applications on radish (Raphanus sativus L.) taproot expansion and the presence of authentic hormones. International Journal of Agriculture and Biology, 19, No. 4, рр. 779-786. https://doi.org/10.17957/IJAB/15.0359
23. Maboko, M.M. & Du Plooy, C.P. (2015). Effect of plant growth regulators on growth, yield, and quality of sweet pepper plants grown hydroponically. HortScience, 50, No. 3, рр. 383-386. https://doi.org/10.21273/HORTSCI.50.3.383
24. Phawa, T., Prasad, V.M. & Rajwade, V.B. (2017). Effect of plant growth regulators on growth and flowering of pomegranate (Punica granatum L.) cv. Kandhari in Allahabad agro-climatic conditions. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 6, No. 8, рр. 116-121. https://doi.org/10.20546/ijcmas.2017.608.015
25. Ewais, E.E.D. (2013). Effect of ascorbic acid, benzyl adenine and paclobutrazol on growth, yield and some metabolic constituents of sunflower plants. Journal of Pharmaceutical Sciences, 47, No. 1, рр. 12-21. https://doi.org/10.21608/ajps.2013.7105
26. Sood, M.K., Kachawaya, D.S. & Singh, M.C. (2018). Effect of Bio-Fertilizers and plant growth regulators on growth, flowering, fruit ion content, yield and fruit quality of strawberry. International Journal of Agriculture, Environment and Biotechnology, 11, No. 3, рр. 439-449. https://doi.org/10.30954/0974-1712.06.2018.4
27. Deepak, J., Thaneshwari, T., Sushil, N. & Neeru, J. (2018). Effect of plant growth regulator on growth, yield & quality of tomato (Solanum lycopersicum) cultivar 'Shivaji' under punjab condition. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 7, No. 6, рр. 2630-2636. https://doi.org/10.20546/ijcmas.2018.706.311
28. Ulvskov, P., Nielsen, T.H., Seiden, P. & Marcussen, J. (1992). Cytokinins and leaf development in sweet pepper (Capsicum annuum L.). Planta, 188, No. 1, рр. 78-84. https://doi.org/10.1007/BF01160714
29. Kashid, D.A., Doddamani, M., Chetti, M., Hiremath, S. & Baburai, N.A.K. (2010). Effect of growth retardants on morpho-physiological traits and yield in sunflower. Karnataka Journal of Agricultural Sciences, 23, No. 2, рр. 347-349.
30. Kuryata, V.G., Polyvanyi, S.V., Rogach, T.I., Khodanytska, O.O. & Rogach V.V. (2019). Influence of chlormequat chloride on morphogenesis, formation of donor-acceptor system and production process of oil crops. In Babych M.M. (Ed.) The Potential of Modern Science. Vol. 1. (рр. 130-156). London: Sciemcee Publishing. http://repository.vsau.org/getfile.php/23281.pdf
31. Aldesuquy, H. (2015). Synergistic effect of phytohormones on pigment and fine structure of chloroplasts in flag leaf of wheat plants irrigated by seawater. Egyptian Journal of Basic and Applied Sciences, 2, No. 4, рр. 310-317. https://doi.org/10.1016/j.ejbas.2015.07.002
32. Chaudhary, B.R., Sharma, M.D., Shakya, S.M. & Gautam, D.M. (2006). Effect of plant growth regulators on growth, yield and quality of chilli (Capsicum annuum L.) at Rampur, Chitwan. Journal of the Institute of Agriculture and Animal Science, No. 27, рр. 65-68. https://doi.org/10.3126/jiaas.v27i0.697
33. Ren B., Zhang J., Dong S., Liu P., Zhao B. Regulations of 6-benzyladenine (6-BA) on leaf ultrastructure and photosynthetic characteristics of waterlogged summer maize. Journal of Plant Growth Regulation. 2017. 36. P. 743-754. https://doi.org/10.1007/s00344-017-9677-7
34. Ferrari, J.V., Furlani Junior, E., Ferrari, S. & Luques, A.P.P.G. (2015). Vegetative growth response of cotton plants due to growth regulator supply via seeds. Acta Scientiarum. Agronomy, No. 37, рр. 361-366. https://doi.org/10.4025/actasciagron.v37i3.19664
35. Hussein, M.M., Bakheta, M.A. & Zaki, S.N.S. (2014). Influence of uniconazole on growth characters, photosynthetic pigments, total carbohydrates and total soluble sugars of Hordium vulgare L. plants grown under salinity stress. International Journal of Science and Research, 3. No. 12, рр. 2208-2213.
36. Rohach, V.V., Kiriziy, D.A., Stasik, O.O. & Rohach, T.I. (2020). Morphogenesis, photosynthesis and productivity of eggplants under the influence of growth regulators with various action mechanisms. Fiziologhija roslyn i genetyka, 52, No. 2, рр. 152-168 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/frg2020.02.152
37. Feng, Z., Zhao, J., Nie, M., Qu, F., Li, X. & Wang, J. (2023). Effects of exogenous auxin on yield in foxtail millet (Setaria italica L.) when applied at the grain filling stage. Frontiers in Plant Science, 13, p. 1019152. https://doi.org/10.3389/fpls.2022.1019152
38. Wu, H., Xiang, J., Chen, H.Z., Zhang, Y.P., Zhang, Y.K. & Zhu, F. (2018). Effects of exogenous growth regulators on plant elongation and carbohydrate consumption of rice seedlings under submergence. The Journal of Applied Ecology, 29, No. 1, рр. 149-157. https://doi.org/10.13287/j.1001-9332.201801.021
39. Carvalho, M.E.A., Castro, P.R.D. C. & Dias, C.T.D.S. (2013). Plant growth reducers: an alternative to increase the juice production potential and decrease the lodging of sweet sorghum. American-Eurasian Journal of Agricultural and Environmental Science, 13, рр. 774-777. https://doi.org/10.5281/zenodo.51611
40. Faralli, M. & Lawson, T. (2020). Natural genetic variation in photosynthesis: an untapped resource to increase crop yield potential? The Plant Journal, 101, No. 3, pp. 518-528. https://doi.org/10.1111/tpj.14568
41. Nadal, M. & Flexas, J. (2019). Variation in photosynthetic characteristics with growth form in a water-limited scenario: Implications for assimilation rates and water use efficiency in crops. Agricultural Water Management, 216, pp. 457-472. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2018.09.024
42. Feng, X., Lu, Y., Jiang, M., Katul, G., Manzoni, S., Mrad, A. & Vico G. (2022). Instantaneous stomatal optimization results in suboptimal carbon gain due to legacy effects. Plant, Cell and Environment, 45, pp. 3189-3204. https://doi.org/10.1111/pce.14427
43. Rohach, V.V., Kiriziy, D.A., Kuryata, V.G. & Rohach, T.I. (2022). Morphogenesis, photosynthesis and productivity of pepper (Capsicum annuum L.) under the impact of growth substances with different directions and mechanisms of action. Fiziol. rast. genet., 54, No. 3, рр. 214-232 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/frg2022.03.214
44. 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].
45. Kiriziy, D.A., Stasik, O.O., Pryadkina, G.A. & Shadchina, T.M. (2014). Photosynthesis: Assimilation of CO2 and the mechanisms of its regulation. Vol. 2. Kyiv: Logos [in Russian].