Влияние протатранов на всхожесть семян пшеницы и тритикале после их длительного хранения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Цель работы - исследование химических соединений ряда протатранов в качестве биостимуляторов всхожести пшеницы и тритикале после длительного хранения их семян, что обусловлено необходимостью восстановления всхожести уникальных образцов зерновых культур из коллекции Всероссийского института генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова (Санкт-Петербург). В качестве объекта исследований использовали семена разных лет репродукции, имеющие разную исходную всхожесть, а также семена с исходно высокой всхожестью и подвергнутые ускоренному старению. Опыты велись в присутствии физиологически активных нетоксичных соединений - протатранов 2-Me-C6H4OCH2COO-• HN+(СН2СН2ОН)3 (1) и 4-Cl-C6H4SCH2COO-•. HN+(СН2СН2ОН)3 (2), в широком диапазоне концентраций (1•10-2-1•10-9 М). На первом этапе исследовано действие протатрана 1 на всхожесть мягкой яровой пшеницы. Наблюдали, что под влиянием соединения 1 в концентрациях от 10-4 до 10-9 М всхожесть семян повышалась на 8,7-20,0%, а энергии прорастания - на 4,7-8,0%. Использование протатрана 1 в более высокой концентрации (10-2 М) приводило к снижению всхожести. Далее были проведены опыты на трех образцах семян мягкой озимой пшеницы, хранившихся в течение 52 лет и имевших всхожесть 19-26%. Экспозиция семян в течение 20 ч в водных растворах соединения 1 концентрации 5 • 10-7-10-9 М приводила к повышению всхожести на 3,7-10,0%. Наилучший стимулирующий эффект давала концентрация 5 • 10-7 М. На следующем этапе работы использовали семена, имеющие высокую исходную всхожесть (86-96%), но подвергнутые процедуре ускоренного старения. Обработка таких образцов протатраном 1 в концентрации 10-6 и 10-4 М менее эффективна: энергия прорастания и всхожесть не изменялись или увеличивались незначительно (на 3,5 и 7,5% соответственно). Аналогично осуществляли обработку семян тритикале протатранами 1 и 2 в концентрации 5 • 10-7 М. Показано, что действие соединений 1 и 2 приводит к увеличению всхожести на 3-7% и выраженному повышению энергии прорастания на 7-45%. При дальнейшей оптимизации процесса и выборе наиболее активных протатранов описанный здесь подход может обеспечить значимое восстановление всхожести семян.

Об авторах

Г. И. Филипенко

Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова (ВИР)

Email: g.filipenko@vir.nw.ru

С. Н. Адамович

Иркутский институт химии им. А.Е. Фаворского СО РАН

Email: mir@irioch.irk.ru

Е. Н. Оборина

Иркутский институт химии им. А.Е. Фаворского СО РАН

Email: oborina@irioch.irk.ru

И. Б. Розенцвейг

Иркутский институт химии им. А.Е. Фаворского СО РАН; Иркутский государственный университет

Email: i_roz@irioch.irk.ru

Г. Ф. Сафина

Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова (ВИР)

Email: g.safina@mail.ru

Список литературы

  1. Сафина Г.Ф., Филипенко Г.И. Влияние гетероауксина и янтарной кислоты на всхожесть семян пшеницы после их длительного хранения // Международный научно-исследовательский журнал. 2018. N 11-1 (77). С. 143-147. https://doi.org/10.23670/IRJ.2018.77.11.027
  2. Mirskova A.N., Adamovich S.N., Mirskov R.G., Voronkov M.G. Pharmacologically active salts and ionic liquids based on 2-hydroxyethylamines, arylchalcogenylacetic acids, and essential metals // Russian Chemical Bulletin. 2014. Vol. 63. Issue 9. P. 1869-1883. https://doi.org/10.1007/s11172-014-0679-3
  3. Mirskova A.N., Adamovich S.N., Mirskov R.G., Kolesnikova O.P., Schilde U. Immunoactive ionic liquids based on 2-hydroxyethylamines and 1 -R-indol-3-ylsulfanylacetic acids. Crystal and molecular structure of immunodepressant tris-(2-hydroxyethyl)ammonium indol-3-ylsulfanylacetate // Open Chemistry. 2015. Vol. 13. Issue 1. P. 149155. https://doi.org/10.1515/chem-2015-0018
  4. Ushakov I.A., Voronov V.K., Adamovich S.N., Mirskov R.G., Mirskova A.N. The NMR study of biologically active metallated alkanol ammoinium ionic liquids // Journal of Molecular Structure 2016. Vol. 1103. P. 125-131. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2015.08.074
  5. Мирскова А.Н., Адамович С.Н., Мирсков Р.Г. Протатраны - эффективные биостимуляторы для сельского хозяйства, биотехнолоногии и микробиологии // Химия в интересах устойчивого развития. 2016. T. 24. N 6. C. 713-729. https://doi.org/10.15372/KhUR20160601
  6. Privalova E.A., Tiguntseva N.P., Adamovich S.N., Mirskov R.G., Mirskova A.N. Tris(2-hydroxyethyl)ammonium arylchalcogenylacetates, growth stimulants of alcohol yeast Saccharomyces cerevisiae // Russian Chemical Bulletin. 2017. Vol. 6. Issue 7. P. 1320-1324. https://doi.org/10.1007/s11172-017-1893-6
  7. Adamovich S.N. New atranes and similar ionic complexes. Synthesis, structure, properties // Applied Organometallic Chemistry. 2019. Vol. 33. Issue 7. P. e4940. https://doi.org/10.1002/aoc.4940
  8. Pavlova O.N., Adamovich S.N., Novikova A.S., Gorshkov A.G., Izosimovaa O.N., Ushakov I.A., et al. Protatranes, effective growth biostimulants of hydro-carbon-oxidizing bacteria from lake Baikal, Russia // Biotechnology Reports. 2019. Vol. 24. P. e00371. https://doi.org/10.1016/j.btre.2019.e00371
  9. Adamovich S.N., Oborina E.N. Protatranes as synthetic malting biostimulants // Russian Chemical Bulletin. 2020. Vol. 69. Issue 1. P. 179-181. https://doi.org/10.1007/s11172-020-2742-6
  10. Лукьянова С.В., Гефан Н.Г., Адамович С.Н., Оборина Е.Н., Хаптанова Н.М., Кузнецов В.И.. Изучение действия биологически активного соединения трис(2-гидроксиэтил)аммоний 4-хлор-фенил-сульфанилацетата на рост бактерий Listeria monocytogenes и Staphylococcus aureus // Acta Biomedica Scientifica. 2020. Т. 5. N 1. C. 47-53. https://doi.org/10.29413/ABS.2020-5.1.6
  11. Глызина О.Ю., Адамович С.Н., Белых О.А., Суханова Л.В., Оборина Е.Н., Глызин Л.А.. Перспективы использования синтетических биостимуляторов при развитии аквакультуры сиговых рыб озера Байкал // Известия Байкальского государственного университета. 2020. Т. 30. N 3. С. 463-471. https://doi.org/10.17150/2500-2759.2020.30(3).463-471
  12. Voronkov M.G., Dolmaa G., Tserenpil Sh., Ugtakhbayar O., Chimidtsogzol A. Stimulation of barley seed germination by micromolar aqueous solutions of silatrane and cresacin // Doklady Biological Sciences. 2005. Vol. 404. Issue 1-6. P. 367369. https://doi.org/10.1007/s10630-005-0138-2
  13. Воронков М.Г., Барышок В.П. Силатраны в медицине и сельском хозяйстве. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2005. 258 с.
  14. Voronkov M.G., Belousova L.I., Grigor'eva O.Yu. Vlasova N.N. Tris(2-hydroxyethyl)ammonium 4-halo-2-methylphenoxyacetates (halocresacins) // Russian Journal of Organic Chemistry. 2014. Vol. 50. Issue 12. P. 1763-1766. https://doi.org/10.1134/S1070428014120082
  15. Mirskova A.N., Levkovskaya G.G., Mirskov R.G., Voronkov M.G. Hydroxyalkylammonium salts of organylsulfanyl(sulfonyl)acetic. Acids - new stimulators of biological processes // Russian Journal of Organic Chemistry. 2008. Vol. 44. Issue 10. P. 14781485. https://doi.org/10.1134/S1070428008100126
  16. Kondratenko Yu.A., Kochina T.A., Fundamenskii V.S. Protic alkanolammonium ionic liquids based on triethanolammonium salts of carboxylic acids // Glass Physics and Chemistry. 2016. Vol. 42. Issue 6. P. 621-626. https://doi.org/10.1134/S1087659616060092
  17. Даин И.А., Логинов С.В., Лебедев А.В., Стороженко П.А. Синтез борсодержащих производных трис (2-гидроксиэтил)аммония и их влияние на рост и развитие растений // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2017. Т. 79. N 4. С. 165-174. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2017-4-165-174
  18. Kondratenko Yu.A., Kochina Т.А., Fundamensky V.S., Vlasov Yu.G. Triethanolammonium salts of biologically active carboxylic acids // Russian Journal of General Chemistry. 2015. Vol. 85. Issue 12. P. 2710-2714. https://doi.org/10.1134/S1070363215120075
  19. Adamovich S.N., Oborina E.N., Ushakov I. А., Mirskova A.N. New method of synthesis of biologically active get(aryl)chalcogenylacetates of tris(2-hy-droxyethyl)ammonium // Russian Journal of General Chemistry. 2018. Vol. 88. Issue 10. P. 2227-2229. https://doi.org/10.1134/S1070363218100353
  20. Сафина Г.Ф., Филипенко Г.И. Долговечность семян при хранении и ее прогнозирование методом ускоренного старения // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2013. T. 174. C. 123-130.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».