Оценка засухоустойчивости садовых роз на основе содержания пролина, влагоудерживающей способности и состояния клеточных мембран под влиянием гидротермального стресса

Для выявления засухоустойчивости семи генотипов садовых роз в период максимальной вероятности засухи на Южном берегу Крыма были изучены параметры водного режима, содержание пролина и проницаемость клеточных мембран в условиях контролируемого обезвоживания. Было выявлено, что различные условия гидротермального стресса по-разному влияют на изучаемые генотипы садовых роз. В условиях относительно мягкого увядания, после снятия стресса, концентрация пролина снижалась, достигая почти контрольных значений, а проницаемость клеточных мембран листьев большинства изучаемых объектов, за исключением Rosa gallica и Rosa chinensis var. minima, не нарушалась. В условиях имитируемой сухой погоды, после восстановления полива, концентрация пролина и проницаемость клеточных мембран листьев большинства генотипов увеличились, что указывает на повреждение или частичную гибель тканей листьев. В листьях вида Rosa gallica произошло разрушение клеточных мембран, что привело к полному отмиранию тканей. Основываясь на устойчивости клеточных мембран к разрушению и клеточной протоплазмы к обезвоживанию, было установлено, что ‘Borisfen’ cv. и Rosa hugonis отличаются максимальной засухоустойчивостью. 

1. Adejumo S.A., Oniosun B., Akpoilih O.A., Adeseko A., Arowo D.O. Anatomical changes, osmolytes accumulation and distribution in the native plants growing on Pb-contaminated sites // Environ. Geochem. Health – 2021. – Vol. 43. – P. 1537-1549.

2. Andryuschenko V.K., Sayanova V.V., Zhuchenko A.A. Modification of proline determination method for detection of drought-resistant forms of Lycopersicon tourn // Izv. – 1981. AS MSSR. – № 4. – P. 55-60.

3. Bajji M., Kinet J., Lutts S. The use of the electrolyte leakage method for assessing cell membrane stability as a water stress tolerance test in durum wheat // Plant Growth Regul. – 2002. – Vol. 36. – Р. 61-70.

4. Burritt D.J. Proline and the cryopreservation of plant tissues: Functions and practical applications // Curr. Front. Cryopreserv. – 2012. – Vol.20. – P. 415-426.

5. Elewa T.A., Sadak M.S., Saad A.M. Proline treatment improves physiological responses in quinoa plants under drought stress // Biosci. Res. – 2017. – Vol. 14. – P. 21-33.

6. Füzy A., Kovács R., Cseresnyés I., Parádi I., Szili-Kovács T., Kelemen B., Rajkai K., Takács T. Selection of plant physiological parameters to detect stress effects in pot experiments using principal component analysis // Acta Physiol. Plant. – 2019. – Vol. 41 (5). – Р. 56-66.

7. Grishenkova N.N., Lukatkin A.S. Determination of plant tissue resistance to abiotic stresses using the conductometric method // Volga Reg. Ecolog. – 2005. – Vol. 1. – P. 3-11.

8. Hardin R.B, Eakes D.J, Sibley J.L, Gilliam C.H, Keever G.J Root membrane thermostability of Cornus florida L. provenances // J. Ther. Biol. – 1999. – Vol. 24. P. 237-240.

9. Hayat S., Hayat Q., Alyemeni M.N., Wani A.S., Pichtel J., Ahmad A. Role of proline under changing environments: A review // Plant Signal. Behav. – 2012. – Vol. 7. – P. 1456-1466.

10. Hossain M.A., Kumar V., Burritt D.J., Fujita M., Mäkelä P. Osmoprotectant-mediated abiotic stress tolerance in plants. In Proline Metabolism and Its Functions in Development and Stress Tolerance. – Cham: Springer Nature, 2019. – Р. 41-72.

11. Ilík Р., Špundová М., Šicner M., Melkovičová Н., Kučerová Z., Krchňák Р., Fürst Т., Večeřová К., Panzarová К., Benediktyová Z., Trtílek М. Estimating heat tolerance of plants by ion leakage: a new method based on gradual heating // New Phytol. – 2018. – Vol. 218 (3). – P. 12781287.

12. Lischuk A.I. Physiological and biophysical methods in fruit crop breeding. Guidelines. – M: A-UAASNL, 1991. – 67 p.

13. Qirat M., Shahbaz M., Perveen S. Beneficial role of foliar-applied proline on carrot (Daucus carota L.) under saline conditions // Pak. J. Bot. – 2018. – Vol. 50. – P. 1735-1744.

14. Omprakash, Gobu R., Bisen P., Baghel M., Chourasia K.N. Resistance/tolerance mechanism under water deficit (drought) condition in plants // Int.J.Curr.Microbiol.App.Sci – 2017. – Vol. 6 (4). – Р. 66-78.

15. Plugatar S.A. On the issue of cultivation and use in landscaping of roses from different garden groups on the southern coast of Crimea // Collection of scientific papers of the SNBG. – 2017. – Vol. 145. – P. 205-213.

16. Plugatar Yu.V., Korsakova S.P., Ilnitsky O.A. Ecological monitoring of the Southern Coast of the Crimea. – Simferopol: PH Arial, 2015. – 161 p.

17. Premachandra G.S., Saneoka H., Kanaya M., Ogata S. Cell membrane stability and leaf surface wax content as affected by increasing water deficits in maize // J. Exp. Bot. – 1993. – Vol. 142. – P. 167-171.

18. Ruter J.M. Foliar heat tolerance of two hybrid hollies // Hort Sci. – 1993. – Vol. 28. – Р. 650-652.

19. Sibley J.L., Ruter J.M, Eakes D.J Root membrane thermostability of red maple cultivars // J. Therm. Biol – 1999. – Vol. 24 (2). – Р. 1-11.

20. Singh M., Kumar J., Singh S., Singh V.P., Prasad S.M. Roles of osmoprotectants in improving salinity and drought tolerance in plants: A review // Rev. Environ. Sci. Bio Technol. – 2015. – Vol. 14. – P. 407-426.