Ефекти Е-генів і тривалості фотоперіоду на асиміляційні процеси у ізогенних ліній сої

Автор(и)

  • Юлія Юріївна Юхно Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна, Україна https://orcid.org/0000-0002-4462-3184
  • Василь Васильович Жмурко Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна, Україна https://orcid.org/0000-0002-3898-3087

DOI:

https://doi.org/10.15587/2519-8025.2021.229512

Ключові слова:

соя (Glycine max (L.) Merr.), ізогенні лінії, гени Е, фотоперіод, асиміляційні індекси, ріст, розвиток

Анотація

Мета досліджень. Виявити закономірності генетичного контролю асиміляційних процесів у ізогенних за генами Е ліній сої в умовах різної тривалості фотоперіоду.

Матеріали та методи. Використовували 5 ізолінії сої (Glycine max (L.) Merr.) сорту Clark: короткоденні (КД) лінії (генотипи Е1Е2Е3, Е1е2е3) та фотоперіодично нейтральні (ФПН) лінії (генотипи е1Е2е3, е1е2Е3, е1е2е3). Зі стадії третього справжнього листка одну частину рослин вирощували на природному дні (16 годин), а другу – піддавали впливу короткого дня (9 годин) протягом 14 діб. У день початку досліду, через 7 і 14 днів вимірювали суху масу листків та стебел, число і площу листків, на основі яких розраховували асиміляційні індекси - RGR, NAR, LAR, SLA, LWR.

Результати. Протягом досліджуваного онтогенетичного періоду (два тижні) у ліній, незалежно від генотипу за станом генів Е і тривалості фотоперіоду, асиміляційні процеси посилювалися.. Індекси RGR та NAR на короткому дню у перший тиждень досліду у ліній знижувались, а за другий - зростали. Ступінь змін індексів відрізнялась залежно від генотипу ліній за генам Е. Індекси LAR та LWR на короткому дні у КД ліній були нижче, а у ФПН ліній - такими же, як і за довгого. Індекс SLA за короткого дня у КД ліній знижувався а у ФПН ліній, навпаки, зростав, в порівнянні з показниками на довгому дні.

Висновки. Асиміляційні процеси у досліджених ізоліній сої протягом досліду підвищувались, але за умов короткого дня менш інтенсивно. Досліджені лінії в залежності від генотипу за Е-генами розрізнялися за характером і інтенсивністю асиміляційних процесів. Асиміляційні процеси у досліджених ліній сої, ймовірно, визначаються взаємодією генотипу за Е-генами і тривалістю фотоперіоду, що є однією з важливих умов адаптації сої до факторів середовища

Біографії авторів

Юлія Юріївна Юхно, Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна

Старший викладач

Кафедра фізіології і біохімії рослин та мікроорганізмів

Василь Васильович Жмурко, Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна

Доктор біологічних наук, професор

Кафедра фізіології і біохімії рослин та мікроорганізмів

Посилання

  1. Vishnyakova, M. A., Seferova, I. V., Samsonova, M. G. (2017). Genetic sources required for soybean breeding in the context of new biotechnologies (review). Sel’skokhozyaistvennaya Biologiya, 52 (5), 905–916. doi: http://doi.org/10.15389/agrobiology.2017.5.905eng
  2. World Agricultural Production (2020). United States Department of Agriculture. Circular Series. USDA, Foraing Agr. Servise. Available at: https://apps.fas.usda.gov/psdonline/circulars/production.pdf
  3. Zhmurko, V. V., Avksentieva, O. O., Yukhno, Yu. Yu., Popova, Yu. V., Samoilov, A. M. Tymoshenko, V. F. et. al. (2017). Efekty heniv fotoperiodychnoi chutlyvosti i potreby v yarovyzatsii u roslyn pshenytsi miakoi ta soi kulturnoi. Fiziolohiia roslyn: dosiahnennia ta novi napriamy rozvytku. Kyiv: Lohos, 187–197.
  4. Kyryzyi, D. A. (2004). Fotosyntez y rost rastenyi v aspekte donorno-aktseptornikh otnoshenyi. Kyiv: Lohos, 192.
  5. Zhmurko, V. V. (2009). Fizioloho-biokhimichni aspekty fotoperiodychnoho i yarovyzatsiinoho kontroliu rozvytku roslyn. Kyiv, 43.
  6. Andrés, F., Coupland, G. (2012). The genetic basis of flowering responses to seasonal cues. Nature Reviews Genetics, 13, 627–639. doi: http://doi.org/10.1038/nrg3291
  7. Davydenko, O. H., Zhmurko V. V., Holoienko, D. V., Rozentsveih, V. E, Shablinska, O. V. (2004). Proiav fotoperiodychnoi reaktsii u rannostyhlykh sortiv soi. Selektsiia i nasinnytstvo, 88, 151–162.
  8. Jiang, B., Nan, H., Gao, Y., Tang, L., Yue, Y., Lu, S. et. al. (2014). Allelic Combinations of Soybean Maturity Loci E1, E2, E3 and E4 Result in Diversity of Maturity and Adaptation to Different Latitudes. PLoS ONE, 9 (8), e106042. doi: http://doi.org/10.1371/journal.pone.0106042
  9. Jung, C. H., Wong, C. E., Singh, M. B., Bhalla, P. L. (2012). Comparative genomic analysis of soybean flowering genes. PLoS One, 7 (6), e38250. Available at: doi: http://doi.org/10.1371/journal.pone.0038250
  10. Meekins, J. F., McCarthy, B. C. (2000). Responses of the biennial forest herb Alliaria petiolata to variation in population density, nutrient addition and light availability. Journal of Ecology, 88, 447–463. doi: http://doi.org/10.1046/j.1365-2745.2000.00461.x
  11. Dasti, A. A., Fatima, K., Malik, S. A. (2002). How photoperiod affects growth rate and biomass allocation pattern: a comparative study on three genotypes of Arabidopsis thaliana. Asian Journal of Plant Sciences, 1 (2), 176–179. doi: http://doi.org/10.3923/ajps.2002.176.179
  12. Wang, Y., Wu, C-X., Zhang, X-M., Wang, Y-P., Han, T-F. (2008). Effects of Soybean Major Maturity Genes Under Different Photoperiods. Acta agronomica sinica, 34 (7), 1160−1168. doi: http://doi.org/10.3724/sp.j.1006.2008.01160
  13. Han, T. F., Wang, J. L. (1995). Studies on the post-flowering photoperiodic responses in soybean. Acta Botanica Sinica, 37, 863–869.
  14. Zhang, G., Du, W. (1999). The effects of daylength on the growth of soybean and the creation of wide-adaptation germplasm. Soybean Genetics Newsletter, 26. Available at: https://www.soybase.org/sgn/article.php?issue_id=2&autoID=15
  15. El-Darier, S., Hemada, M., Sadek, L. (2002). Dry Matter Distribution and Growth Analysis in Soybeans under Natural Agricultural Conditions. Pakistan Journal of Biological Sciences, 5 (5), 545–549. doi: http://doi.org/10.3923/pjbs.2002.545.549
  16. Zhang, G. R. (1997). Photoperiod effects on growth and development periods and agronomic characteristics in soybean. Chinese Journal of Oil Crop Sciences, 19, 37–41.
  17. Price, W. B. (2012). Understanding the Mechanisms of the Photoperiod Flowering Pathway in Soybean. University of Illinois at Urbana-Champaign, 94.
  18. Yuhno, Yu. Yu., Zhmurko, V. V. (2010). The rates of development and the growth processes of soybean isogenic EElines under different day-length conditions. The Journal of V.N.Karazin Kharkiv National University. Series: biology, 905 (11), 217–223.
  19. Poorter, H. (2002). Plant growth and carbon economy. Encyclopedia of Life Sciences. doi: http://doi.org/10.1038/npg.els.0003200
  20. Sirtautas, R., Samuolienė, G., Brazaitytė, A., Duchovskis, P. (2011). Temperature and photoperiod effects on photosynthetic indices of radish (Raphanus sativus L.). Zemdirbyste-Agric., 98, 57–62.
  21. Hunt, R., Causton, D. R., Shipley, B. Askew, A. P. (2002). A modern tool for classical plant growth analysis. Annals of Botany, 90, 485–488. doi: http://doi.org/10.1093/aob/mcf214
  22. Poorter, H., Anten, N. P. R., Marcelis, L. F. M. (2013). Physiological mechanisms in plant growth models: do we need a supra-cellular systems biology approach? Plant, Cell & Environment, 36 (9), 1673–1690. doi: http://doi.org/10.1111/pce.12123
  23. Koning, H., Lambers, H., Cambridge, M. L., Pons, T. L. (1989). Physiological and Morphological Differences Between Plants With High NAR or a High LAR as Related to Environmental Conditions. Causes and Consequences of Variation in Growth Rate and Productivity of Higher Plants. Academic Publishing, The Hague, 101–123.
  24. Poorter, H., van Rijn, C. P. E., Vanhala, T. K., Verhoeven, K. J. F., de Jong, Y. E. M., Stam, P., Lambers, H. (2004). A genetic analysis of relative growth rate and underlying components in Hordeum spontaneum. Oecologia, 142 (3), 360–377. doi: http://doi.org/10.1007/s00442-004-1705-1
  25. Anten, N. P. R., Hirose, T. (1999). Inter-specific differences in above ground growth patterns results in spatial and temporal partitioning of light among species in tall-grass meadow. Journal of Ecology, 87 (4), 583–597. doi: http://doi.org/10.1046/j.1365-2745.1999.00365.x
  26. Caliskan, O., Odabas, M. S., Cİrak, C., Radušienė, J., Odabas, F. (2010). The quantitative effect of temperature and light intensity at growth in Origanum onites L. Journal of Medicinal Plants Research, 4 (7), 551–558.
  27. Bunce, J. A., Heichel, G. H. (1986). Measurements and modeling of photosynthesis in field crops. Critical Reviews in Plant Sciences, 4 (1), 47–77. doi: http://doi.org/10.1080/07352688609382218

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-03-31

Як цитувати

Юхно, Ю. Ю., & Жмурко, В. В. (2021). Ефекти Е-генів і тривалості фотоперіоду на асиміляційні процеси у ізогенних ліній сої. ScienceRise: Biological Science, (1(26), 32–39. https://doi.org/10.15587/2519-8025.2021.229512

Номер

№ 1(26) (2021)

Розділ

Біологічні науки

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Юлия Юрьевна Юхно, Василий Васильевич Жмурко

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons CC BY для журналів відкритого доступу. 

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.