Дослідження адаптивного потенціалу до посухи в нащадків генетично змінених рослин пшениці (Triticum aestivum L.)
Анотація
Мета. Дослідити толерантність насіннєвого покоління (Т4) генетично модифікованих рослин м’якої пшениці (Triticum aestivum L.), що містять супресор гена катаболізму проліну (pdh), до осмотичного стресу, на основі аналізу фізіолого-біохімічних показників та структури врожаю. Методи. Визначення вмісту вільного L-проліну (Pro), фізіологічних і ростових параметрів та зернової продуктивності. Результати. Досліджено рівень Pro та проаналізовані ростові параметри, фізіологічний стан і основні елементи продуктивності в трансгенних та вихідних форм за умов норми/стресу/відновлення. Висновки. Т4 рослини пшениці за водного дефіциту характеризувались вищим відсотком і більшою швидкістю проростання насіння ніж вихідні генотипи. Показник виживання генетично змінених форм складав 76,8 %, а вихідних лише 14 %. Трансгенні проростки мали більший вміст L-проліну, порівняно з контрольними, за оптимального поливу у середньому у 1,7 раза, за водного дефіциту на 30 %. У період відновлення його рівень знижувався у вихідних форм у середньому на 49 %, а в Т4 на 28 %. В умовах оптимального зрошення досліджувані варіанти рослин не істотно відрізнялися за елементами продуктивності. Посуха призводила до їх зниження, проте у нащадків Т4 вони були менш виражені та достовірно вищі.
Посилання
Nowsherwan I., Shabbir G., Malik S. I., Ilyas M. Effect of drought stress on different physiological traits in bread wheat. Journal of Agriculture. 2018. Vol. 16 (1). Р. 1–6. https://doi.org/10.3329/sja.v16i1.37418.
Ulich L. Winter wheat yield in drought conditions. Proposal - Main Journal of Agribusiness. Kyiv, 2008. Retrieved from: https://propozitsiya.com/ua/urozhaynist-ozimoyi-pshenici-v-umovah-posuhi. [in Ukrainian]
Esmaeili N., Shen G., Zhang H. Genetic manipulation for abiotic stress resistance traits in crops. Frontiers Plant Science. 2022. Vol. 13. Р. 1011985. https://doi.org/10.3389/fpls.2022.1011985.
Budak H., Hussain B., Khan Z., Ozturk N. Z., Ullah N. From Genetics to Functional Genomics: Improvement in Drought Signaling and Tolerance in Wheat. Frontiers in Plant Science. 2015. Vol. 6. P. 1012. https://doi.org/10.3389/fpls.2015.01012.
Kapoor D., Bhardwaj S., Landi M., Sharma A., Ramakrishnan M., Sharma A. The impact of drought in plant metabolism: how to exploit tolerance mechanisms to increase crop production. Applied Sciences. 2020. Vol. 10 (16). Р. 5692. https://doi.org/10.3390/app10165692.
Kumar K., Gambhir G., Dass A. et al. Genetically modified crops: current status and future prospects. Planta. 2020. Vol. 251 (4). Р. 91. https://doi.org/10.1007/s00425-020-03372-8.
Rivero R. M., Mittler R., Blumwald E., Zandalinas S. I. Developing climate resilient crops: improving plant tolerance to stress combination. Plant J. 2022. Vol. 109 (2). Р. 373–389. https://doi.org/10.1007/s00425-020-03372-8.
Dubrovna O. V., Mykhalska S. I., Komisarenko A. G. Using proline metabolism genes in plant genetic engineering. Cytology and Genetics. 2022. Vol. 56 (4). Р. 361–378. https://doi.org/10.3103/S009545272204003X.
Meena М., Divyanshu K., Kumar S. et al. Regulation of L-proline bio-synthesis, signal transduction, transport, accumulation and its vital role in plants during variable environmental conditions. Heliyon. 2019. Vol. 5. (12). Р. 02952. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2019.e02952.
Wang K., Riaz B., Ye X. Wheat genome editing expedited by efficient transformation techniques: progress and perspectives. The Crop Journal. 2018. Vol. 6 (1). Р. 22–31. https://doi.org/10.1016/j.cj.2017.09.009 12.
Komisarenko A. G., Mikhalska S. I., Kurchii V. M. Agrobacterium-mediated transformation is a method of genetic modification of Triticum aestivum L. plants. Factors of experimentation evolution of organism. 2022. Vol. 30. Р. 85–90. https://doi.org/10.7124/FEEO.v30.1466. [in Ukrainian]
Dubrovna O. V., Priadkina G. O., Mykhalska S. I., Komisarenko A. G. Drought-tolerance of transgenic winter wheat with partial suppression of the proline dehydrogenase gene. Regulatory Mechanisms in Biosystems. 2022. Vol. 13 (4). Р. 385–392. https://doi.org/10.15421/022251.
Mikhalska S. I., Komisarenko A. G. Inheritance of signs of resistance to osmotic stresses in genetically modified wheat. Factors of experimentation evolution of organism. 2024. Vol. 35. Р. 187–192. https://doi.org/10.7124/FEEO.v34.1636. [in Ukrainian]
