Высокотемпературный стресс при наливе зерна существенно снижает продуктивность пшеницы, таким образом, для обеспечения продовольственной безопасности необходимо развивать теплоустойчивость культуры. Китайские ученые выяснили, может ли недорогая экзогенная салициловая кислота вызывать толерантность к высоким температурам у пшеницы на стадии налива зерна
Результаты исследования, проведенного учеными из Ключевой лаборатория биологии пшеницы и генетического улучшения в Южной долине реки Хуанхэ и реки Хуай, Министерства сельского хозяйства КНР, и Колледжа агрономии Аньхойского сельскохозяйственного университета опубликованы в журнале Agronomy 2022 на портале MDPI.
«Из-за длительных и значительных выбросов парниковых газов температура земной атмосферы увеличилась на 0,6 °С в 20 веке и продолжит повышаться на 1,4–5,8 °С в 21 веке.
Пшеница адаптирована к прохладной среде роста, и 18–22 °C является подходящей температурой для наполнения зерна.
Например, в пшеничном районе Хуанхуай, который является одним из основных районов выращивания пшеницы в Китае, на поздней стадии роста культуры часто возникают погодные условия с высокой температурой и высокой влажностью. Дни со среднесуточной температурой выше оптимальной температуры налива зерна пшеницы составляют 1/3 периода от колошения до созревания. Особенно в средней и поздней стадиях налива зерна температура резко повышается. При постоянном воздействии высокой температуры в этот период происходит форсированная высокой температурой спелость, что вызывает преждевременное старение листьев, укорочение периода налива зерна и снижение массы зерна.
До сих пор исследования, направленные на устранение высокотемпературного стресса при выращивании пшеницы, в основном были сосредоточены на применении регуляторов роста растений, таких как полиамины, трегалоза и абсцизовая кислота.
В этом исследовании двухлетний эксперимент по выращиванию в горшках с использованием местного сорта пшеницы «Янгмай 18» проводился с 2018 по 2020 год и был сосредоточен на проверке эффекта салициловой кислоты. Это экономичное по стоимости экзогенное вещество продается по цене около 4 долларов США за 500 грамм.
Салициловая кислота может повышать устойчивость к стрессу, снижать синтез этилена и ингибировать активность родственных ферментов, чтобы избежать запрограммированной гибели клеток, которая инициируется эндогенным этиленом в условиях стресса.
Растения предварительно опрыскивали салициловой кислотой на стадии колошения, цветения, 5 и 10 дней после цветения. Концентрация составляла 0,1 ммоль на литр, контроль опрыскивали дистиллированной водой.
После этого растения подвергали высокотемпературному стрессу, смоделированному методом пассивного прогревания, в период между 15 и 19 днями после цветения.
Результаты показали, что по сравнению с группой с нормальным температурным контролем высокотемпературный стресс на стадии налива зерна значительно снижал урожайность и фотосинтетическую способность пшеницы.
Внесение салициловой кислоты на разных стадиях снижало потери урожая и повреждение фотосинтетической способности от температурного стресса.
Обработка увеличивала количество и долю сухого вещества, распределяемого в стеблевых влагалищах, листьях и зернах, и уменьшала количество и долю сухого вещества, распределяемого в стержнях и колосковых чешуях на стадии зрелости, тем самым снижая потери урожая при высоких температурах.
Применение салициловой кислоты значительно увеличило площадь листа, плотность устьиц, содержание хлорофилла, содержание растворимого белка, максимальную фотохимическую эффективность, фактическую фотохимическую эффективность и активность сахарозофосфатсинтазы флаговых листьев на стадии наполнения зерна, тем восстановив их фотосинтетическую способность.
Эта научная работа обеспечивает теоретическую основу для дальнейшего выяснения механизма устойчивости пшеницы к высоким температурам и полезна для разработки подходящей технологии возделывания культуры при высоких температурах».
По статье группы авторов (Юнхуэй Фан, Чжаоян Лв, Юсин Ли, Бойя Цинь, Циньюй Сонг, Лянлян Ма, Цяньцянь Ву, Вэньцзин Чжан, Шаньюй Ма, Чуанси Ма, Чжэнлай Хуан), опубликованной на портале www.mdpi.com.
Фото из открытых источников. 

---