ВПЛИВ СОЛЬОВОГО СТРЕСУ НА РОСЛИНИ ТОПОЛІ КЛОНУ 'INRA 353-38' ТА ВЕРБИ КЛОНУ 'ЖИТОМИРСЬКА-1' В УМОВАХ КУЛЬТУРИ IN VITRO
DOI 10.17721/1728_2748.2020.83.43-49
Ключові слова:
тополя (Populus), верба (Salix), сольовий стрес, культура in vitroАнотація
Засолення ґрунтів є важливим абіотичним фактором, що негативно впливає на ріст, розвиток і продуктивність рослин. Швидкорослі дерева тополі та верби є важливими біоенергетичними рослинами, що виявляють різний ступінь адаптації до різноманітних середовищ існування. Дослідження солестійкості у різних клонів тополь і верб дозволяє виявити генотипи, які можна вирощувати на засолених ґрунтах із використанням біомаси в біоенергетичній галузі. Тому метою роботи було вивчення впливу сольового стресу на рослини тополі клону 'INRA 353-38' (Populus tremula × P. tremuloides) та верби клону 'Житомирська-1' (Salix sp.) в умовах культури in vitro. Для проведення дослідження рослини культивували на поживному середовищі на основі солей МС із додаванням хлориду натрію у концентраціях 25, 50 та 100 мМ. Контрольні рослини вирощували на вільному від хлориду натрію середовищі. Стан рослин (за 4-бальною шкалою), інтенсивність їх росту (за довжиною пагона) і коренеутворення (за кількістю коренів) оцінювали на 10-й та 30-й дні культивування. Отримані результати свідчать про високий рівень чутливості до хлориду натрію обох досліджених клонів за умов культури in vitro. Проте верба 'Житомирська-1' характеризувалася вищою чутливістю до сольового стресу порівняно з гібридною тополею клону 'ІNRA 353-38', оскільки ростові реакції у верби значно знижувалися вже за вмісту хлориду натрію в поживному середовищі 50 мМ, а за короткотривалої дії (10 днів) високої концентрації хлориду натрію (100 мМ) усі рослини верби припиняли ріст і швидко гинули. У гібридної тополі ростові реакції знижувалися впродовж місяця, переважно за найвищої концентрації хлориду натрію, проте навіть за таких умов частина пагонів залишалась життєздатною.
Посилання
1. Blumwald E. Sodium transport and salt tolerance in plants. Curr. Opin. Cell Biol. 2000;12:431-434.
2. Barcala M., Mattera M., Soliani C., et al. Molecular bases of responses to abiotic stress in trees. Journal of Experimental Botany. 2019; 1-15.
3. Chen S., Polle A. Salinity tolerance of Populus . Plant Biol. 2010;12: 317 – 33.
4. FAO & IFAD. Status of the World's Soil Resources (SWSR) // Food and Agriculture Organization of the United Nations and Intergovernmental Technical Panel on Soils .Rome, Italy. 2015:648.
5. Fischer U., Polle A. Populus responses to abiotic stress. Genetics and genomics of Populus. Springer. 2010; 3:225 – 246.
6. Flowers T.J., Yeo A.R. Breeding for salinity resistance in crop plants: where next? Aust. J. Plant Physiol.1995;22:875-884
7. Gu R., Fonseca S., Puskás L., et al. Transcript identification and profiling during salt stress and recovery of Populus euphratica. Tree Physiol. 2004;24:265–276.
8. Hangs, R. D., Schoenau, J. J., Rees V., et al. Examining the salt tolerance of willow (Salix spp.) bioenergy species for use on salt-affected agricultural lands. Can. J. Plant Sci. 2011; 91: 509–517.
9. Hasegawa P.M., Bressan R.A., Zhu J.K., et al. Plant cellular and molecular responses to high salinity. Ann. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 2000; 51:463–499.
10. Jansson S., Douglas C. Populus: a model system for plant biology. Annu Rev Plant Biol. 2007;58:435 – 58.
11. Li Y., Su X., Zhang B., Huang Q., et al. Expression of jasmonic ethylene responsive factor gene in transgenic poplar tree leads to increased salt tolerance. Tree Physiol. 2009; 29 (2): 273–279.
12. Munns R., Tester M. Mechanisms of salinity tolerance. Annu. Rev. Plant Biol. 2008; 59:651-681.
13. Rees V. Developing a national agroforestry and afforestation network for Canada. Policy Options. 2008; 29:54-57.
14. Zhang J., Yuan H., Yang Q., et al. The genetic architecture of growth traits in Salix matsudana under salt stress. Hortic Res. 2017; 4:17024.
15. Sahi C., Singh A., Blumwald E., et al. Beyond osmolytes and transporters: novel plant salt-stress tolerance-related genes from transcriptional profiling data. Physiol. Plant. 2006; 127:1-9
16. Šerá, B. Salt-tolerant trees usable for Central European cities–Review. Horticultural Science. 2017; 44(1): 43-48.
17. Teakle N.L., Tyerman S.D. Mechanisms of Cl(-) transport contributing to salt tolerance. Plant Cell Environ. 2010; 33:566-589.
18. Tester M., Davenport R. Na + tolerance and Na + transport in higher plants. Ann. Bot. 2003; 91:503-527.
19. Urbańska S., Obrzut P., Ogiela E. Impact of salts from winter road maintenance on selected properties of roadside soils. Infrastructure and ecology of rural areas. 2016; 1521 – 1534.
20. Balyuk S., Medvedev V., Miroshnichenko V., at al. Ecological condition of soils of Ukraine. Ukrainian Geographical Journal. 2012; 38-42.
21. Kosakivska I., Golovyanko I. Adaptation of plants: biosynthesis and functions of stress proteins. Ukrainian phytocenological collection. 2006; 3-17.
22. Kutsokon N. The main directions of genetic transformation of the genus Populus. Cytology and Genetics. 2011; 6:67-78.
23. Kutsokon N., Rakhmetov D., Khudolieieva L. et al. Growth characteristics and energy productivity of poplars and willows under short rotation planting for the first vegetation year. Biological systems. 2017; 9 (2):238-246.
24. Khudoleeva L., Kutsokon N. Comparison of salt resistance of representatives of the genera Populus and Salix in vitro. Science Rise: Biological Science. 2018; 2 (11):35-38.
