СТІЙКІСТЬ NERIUM OLEANDER L. ДО РІЗКОЇ ГІПО- ТА ГІПЕРТЕРМІЇ
DOI: 10.17721/1728.2748.2024.97.28-33
Ключові слова:
олеандр, антиоксидантна система, жаростійкість, холодостійкістьАнотація
Вступ. Глобальні зміни клімату негативно впливають на життєдіяльність аборигенних рослин, зменшуючи видове біорізноманіття. Але з іншого боку, підвищення середньорічної температури спричиняє природну міграцію видів і може дати змогу вирощувати рослини із тепліших кліматичних зон, які ще не широко культивуються в Україні. Однією з таких рослин є цінна лікарська та високодекоративна рослина Nerium oleander L. Метою даної роботи було дослідити стійкість рослин виду N. оleander до різкої гіпертермії та гіпотермії. Отримані дані можуть бути використані для потенційної можливості розширення ареалу вирощування олеандрів або пролонгування термінів використання цих рослин як вуличних.
Методи. Рослини контрольної групи вирощували за температури +26˚С вдень та 20˚С вночі. Для жаростійкості першу дослідну групу прогрівали протягом 3 год. за температури +40˚С у термостаті, а групу рослин, що досліджували на холодостійкість, тримали 3 години в холодильній камері за температури +4˚С. За допомогою спектрофотометра вимірювали вміст малонового діальдегіда, як показника стресу, активність супероксид дисмутази та пероксидази, як ефективність антиоксидантної системи, та дивились вплив температурного чинника на пігментну систему олеандрів.
Результати. Дослідження різкого впливу гіпотермії (+4 °С) та гіпертермії (+40 °С) показало, що рослини N. оleander дуже добре витримують незначний холодовий стрес і погано витримують різке прогрівання. Кількість МДА зросла вдвічі після різкого прогрівання рослин. Після обох стресових впливів у олеандрів більше ніж вдвічі збільшилась активність СОД. Загальна кількість флавоноїдів зменшується як при гіпо-, так і при гіпертермії. Дослідження фотосинтезуючої системи також показали відсутність негативного впливу різкого похолодання до +4°С. Однак, спостерігалось руйнування хлорофілів та каротиноїдів після короткочасного прогрівання до +40°С
Висновки. Дослідження олеандрів показали відсутність негативного впливу різкого похолодання до +4 °С та виражену стресову реакцію у рослин на короткочасне прогрівання до +40°С. Можливо різке прогрівання саме у супроводі низької вологості повітря є негативним для даних рослин.
Посилання
Bradford, M.M. (1976). A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry, 72, 248–254. https://doi.org/ 10.1016/0003-2697(76)90527-3
Easterling, D.R., Meehl, G.A., Parmesan, C., Changnon, S.A., Karl, T.R., & Mearns, L.O. (2000). Climate extremes: Observations, modeling, and impacts. Science, 289, 2068–2074. https://doi.org/10.1126/science.289.5487.2068
Farooqui, S., & Tyag, T. (2018). Nerium oleander: Its application in basic and applied science: A review. International Journal of Pharmaceutics and Pharmacological Sciences, 10(3), 1–4.
Giannopolitis, C.N., & Ries, S.K. (1977). Superoxide dismutase I. Occurrence in higher plants. Plant Physiology, 2, 309–314.
Hasanuzzaman, M., Fujita, M., Nahar, K., & Biswas, J.K. (2019). Advances in rice research for abiotic stress tolerance. Woodhead publishing, 988. https://doi.org/10.1016/C2017-0-01486-6
Hussain, H.A., Men, S., Hussain, S., Chen, Y., Ali, S.H., Zhang, S., Zhang, K., Li, Y., Xu, Q., Liao, C., & Wang, L. (2019). Interactive effects of drought and heat stresses on morphophysiological attributes, yield, nutrient uptake, and oxidative status in maize hybrids. Scientific Reports, 9, 3890. https://doi.org/10.1038/s41598-019-40362-7
Jamshidi Goharrizi, K., Meru, G., Kermani, S.G., Heidarinezhad, A., & Salehi, F. (2021). Short-term cold stress affects physiological and biochemical traits of pistachio rootstocks. South African Journal of Botany, 141, 90–98. https://doi.org/10.1016/j.sajb.2021.04.029
Jamshidi Goharrizi, K., Moosavi, S.S., Amirmahani, F., Salehi, F., & Nazari, M. (2020). Assessment of changes in growth traits, oxidative stress parameters, and enzymatic and non-enzymatic antioxidant defense mechanisms in Lepidium draba plant under osmotic stress induced by polyethylene glycol. Protoplasma, 257, 459–473. https://doi.org/10.1007/ s00709-019-01457-0
Kannenberg, S.A., Maxwell, J.T., Pederson, N., D'Orangeville, L., Ficklin, D.L., & Phillips, R.P. (2019). Drought legacies are dependent on water table depth, wood anatomy, and drought timing across the eastern US. Ecology Letters, 22(1), 119–127. https://doi.org/10.1111/ele.13173
Kumar, D., Hassan, M. A., Naranjo, M. A., Agrawal, V., Boscaiu, M., & Vicente, O. (2017). Effects of salinity and drought on growth, ionic relations, compatible solutes, and activation of antioxidant systems in oleander (Nerium oleander L.). PLoS One, 12(9), e0185017. https://doi.org/10.1371/ journal.pone.0185017
Kumar, G.N.M., & Knowles, N.R. (1993). Changes in lipid peroxidation and lipolytic and free radical scavenging enzyme activities during aging and sprouting of potato (Solanum tuberosum) seed-tubers. Plant Physiology, 102, 115–124.
Lampe, K., & McCann, M. A. (1985). Ama Handbook of Poisonous and Injurious Plants. American Medical Association.
Lanza, K., & Stone, B. (2016). Climate adaptation in cities: What trees are suitable for urban heat management? Landscape and Urban Planning, 153, 74–82. https://doi.org/10.1016/j.landurbplan.2015.12.002
Lichtenthaler, N., & Buschmann, C. (2001). Chlorophylls and carotenoids: Measurement and characterization by UV-VIS spectroscopy. Current Protocols in Food Analytical Chemistry, 1, F4.3.1–F4.3.8. https://doi.org/10.1002/0471142913.faf0403s01
Mohadjerani, M. (2012). Antioxidant activity and total phenolic content of Nerium oleander L. grown in the north of Iran. Iranian Journal of Pharmaceutical Research, 11(4), 1121–1126.
Nuzhyna, N., Baglay, K., Golubenko, A., & Lushchak, O. (2018). Anatomically distinct representatives of the Cactaceae family have different responses to acute heat shock stress. Flora, 242, 137–145. https://doi.org/ 10.1016/j.flora.2018.03.014
Nuzhyna, N.V., Gaidarzhy, M.M., & Holubenko, A.V. (2020). Anatomical structure and antioxidant response to temperature stress in plants of the Crassula genus. Ukrainian Biochemical Journal, 92(4), 111–123. https://doi.org/ 10.15407/ubj92.04.111
Plante, K.S., Dwivedi, V., Plante, J.A., Fernandez, D., Mirchandani, D., Bopp, N., Aguilar, P.V., Park, J.-G., Tamayo, P.P., Delgado, J., Shivanna, V., Torrelles, J.B., Martinez-Sobrido, L., Matos, R., Weaver, S.C., Sastry, K.J., & Newman, R.A. (2021). Antiviral activity of oleandrin and a defined extract of Nerium oleander against SARS-CoV-2. Biomedicine & Pharmacotherapy, 138, 111457. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2021.111457
Rummukainen, M. (2012). Changes in climate and weather extremes in the 21st century. Wiley Interdisciplinary Reviews: Climate Change, 3, 115–129. https://doi.org/10.1002/wcc.160
Sajadian, H., Mansoore, S., Hossein, H., Ali, T., & Hojjat, H. (2019). Physiological responses of some rootstocks and interspecific hybrids of pistachio to cold stress under greenhouse conditions. Journal of Nuts, 10, 139–151. https://doi.org/10.22034/jon.2019.1868495.1055
Sharifi, G., & Ebrahimzadeh, H. (2010). Changes of antioxidant enzyme activities and isoenzyme profiles during in vitro shoot formation in saffron (Crocus sativus L.). Acta Biologica Hungarica, 61, 73–89. https://doi.org/ 10.1556/ABiol.61.2010.1.8
Shraim, A.M., Ahmed, T.A., Rahman, M.M., & Hijji, Y.M. (2021). Determination of total flavonoid content by aluminum chloride assay: A critical evaluation. LWT, 150, 111932. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2021.111932
Valizadeh-Kamran, R., Toorchi, M., Mogadam, M., Mohammadi, H., & Pessarakli, M. (2018). Effects of freeze and cold stress on certain physiological and biochemical traits in sensitive and tolerant barley (Hordeum vulgare) genotypes. Journal of Plant Nutrition, 41(1), 102–111. https://doi.org/10.1080/01904167.2017.1381730
Vasseur, D.A., DeLong, J.P., Gilbert, B., Greig, H.S., Harley, C.D. G., McCann, K.S., Savage, V., Tunney, T.D., & O'Connor, M.I. (2014). Increased temperature variation poses a greater risk to species than climate warming. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 281, 20132612. https://doi.org/10.1098/rspb.2013.2612
Wright, C.J., Hall, R.J., Banyard, T.P., Hindley, N.P., Krisch, I., Mitchell, D.M., & Seviour, W.J.M. (2021). Dynamical and surface impacts of the January 2021 sudden stratospheric warming in novel Aeolus wind observations, MLS and ERA5. Weather and Climate Dynamics, 2, 1283– 1301. https://doi.org/10.5194/wcd-2-1283-2021
Zandalinas, S.I., Rivero, R.M., Martínez, V., Gómez-Cadenas, A., & Arbona, V. (2016). Tolerance of citrus plants to the combination of high temperatures and drought is associated with the increase in transpiration modulated by a reduction in abscisic acid levels. BMC Plant Biology, 16, 105. https://doi.org/10.1186/s12870-016-0791-7