Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Ảnh hưởng của hạn hán trên đất đến sản xuất sinh khối, các thuộc tính sinh lý và hoạt động của enzyme chống ôxy hóa ở các giống khoai tây
Tóm tắt
Các tác động của thiếu nước đến hoạt động của các enzyme chống ôxy hóa bao gồm superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX) và peroxidase (POX), cũng như tổng năng lực chống ôxy hóa, rò rỉ ion, hàm lượng proline, phát quang diệp lục, trao đổi khí, hàm lượng diệp lục và carotenoid, cùng với khối lượng khô của cây khoai tây (Solanum tuberosum L.) đã được nghiên cứu. Để thực hiện điều này, phản ứng của mười giống khoai tây (Agria, Arinda, Marfona, Banba, Born, Santé, Milva, Satina, Jelly và Spirit) được khảo sát dưới hai chế độ tưới (70% và 20% nước có sẵn trong đất). Thiếu nước đã làm tăng hoạt động của các enzyme chống ôxy hóa, rò rỉ ion và hàm lượng proline nhưng làm giảm tổng năng lực chống ôxy hóa, Fv/Fm, trao đổi khí, diệp lục, carotenoid và khối lượng khô của cây ở tất cả các giống khoai tây. Dựa trên chỉ số chịu đựng stress (STI), Agria và Born là những giống khoai tây chịu đựng tốt nhất và nhạy cảm nhất với stress nước, tương ứng. Có mối tương quan tích cực giữa tổng năng lực chống ôxy hóa và hoạt động của CAT, APX và POX dưới điều kiện tưới kiểm soát. Hàm lượng proline có mối tương quan tích cực với khối lượng khô của cây và tiêu cực với quang hợp, thoát hơi nước và nồng độ carbon dioxide trong khoang dưới khí khổng dưới tác động của việc thiếu nước. Sự gia tăng rò rỉ ion cao nhất dưới điều kiện thiếu nước được quan sát thấy ở những giống nhạy cảm nhất. Vì vậy, kết quả của thí nghiệm này cho thấy sự tích lũy proline và rò rỉ ion có thể liên quan đến khả năng chịu đựng stress nước của các giống khoai tây. Ngoài ra, hàm lượng diệp lục và carotenoid tăng lên ở các giống kháng cự đã hỗ trợ cho cây khoai tây chịu đựng tình trạng thiếu nước.
Từ khóa
#hạn hán #enzyme chống ôxy hóa #khoai tây #sản xuất sinh khối #khả năng chịu đựng nướcTài liệu tham khảo
Flexas, J., Bota, J., Galmes, J., Medrano, H., and Ribas-Carbo, M., Keeping a positive carbon balance under adverse conditions: responses of photosynthesis and respiration to water stress, Physiol. Plant., 2006, vol. 127, pp. 343–352.
Greenway, H., Plant response to saline substrates. I: Growth and ion uptake of several varieties of Hordeum during and after NaCl treatment, Aust. J. Biol. Sci., 1962, vol. 5, pp. 16–36.
Placide, R., Shimelis, H., Laing, M., and Gahakwa, D., Physiological mechanisms and conventional breeding of sweet potato (Ipomoea batatas (L.) Lam.) to drought-tolerance, Afr. J. Agr. Res., 2013, vol. 8, pp. 1837–1846.
Rapacz, M., Kosćielniak, J., Jurczyk, B., Adamska, A., and Wojćik, M., Different patterns of physiological and molecular response to drought in seedlings of malt- and feed-type barleys (Hordeum vulgare), J. Agron. Crop Sci., 2010, vol. 196, pp. 9–19.
Afshari, M., Shekari, F., Azemkhani, R., Habibi, H., and Fotokian, M.H., Effects of foliar application of salicylic acid on growth and physiological attributes of cowpea under water stress conditions, Iran Agric. Res., 2013, vol. 32, pp. 56–70.
Lu, Y.Y., Deng, X.P., and Kwak, S.S., Overexpression of CuZn superoxide dismutase (CuZnSOD) and ascorbate peroxidase (APX) in transgenic sweet potato enhances tolerance and recovery from drought stress, Afr. J. Biotech., 2010, vol. 9, pp. 8378–8391.
Mittler, R., Oxidative stress, antioxidants and stress tolerance, Trends Plant Sci., 2002, vol. 7, pp. 405–410.
Lin, K.H., Chao, P.Y., Yang, C.M., Cheng, W.C., Lo, H.F., and Chang, T.R., The effects of flooding and drought stresses on the antioxidant constituents in sweet potato leaves, Bot. Stud., 2006, vol. 47, pp. 417–426.
Spitters, C.J.T. and Schapendonk, A.H.C.M., Evaluation of breeding strategies for drought tolerance in potato by means of crop growth simulation, Plant Soil, 1990, vol. 123, pp. 193–203.
Pokorny, J., Yanishlieva, N., and Gordan, M., Antioxidants in Food Practical Application, Cambridge: Woodhead, 2001.
Bansal, K.C. and Nagarajan, S., Leaf water content, stomatal conductance and proline accumulation in leaves of potato (Solanum tuberosum L.) in response to water stress, Ind. J. Plant Physiol., 1986, vol. 29, pp. 397–404.
Aebi, H., Catalase in vitro, Methods Enzymol., 1984, vol. 105, pp.121–126.
Nakano, Y. and Asada, K., Hydrogen peroxide is scavenged by ascorbate-specific peroxidase in spinach chloroplasts, Plant Cell Physiol., 1981, vol. 22, pp. 867–880.
Zaharieva, T., Yamashita, K., and Matsumoto, H., Iron deficiency induced changes in ascorbate content and enzyme activities related to ascorbate metabolism in cucumber root, Plant Cell Physiol., 1999, vol. 40, pp. 273–280.
Giannopolitis, C.N. and Ries, S.K., Superoxide dismutase: occurrence in higher plants, Plant Physiol., 1977, vol. 59, pp. 309–314.
Bradford, M.M., A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein–dye binding, Anal. Bi-ochem., 1976, vol. 72, pp. 248–254.
Bettaieb, I., Knioua, S., Hamrouni, I., Limam, F., and Marzouk, B., Water deficit impact on fatty acid and essential oil composition and antioxidant activities of cumin (Cuminum cyminum L.) aerial parts, J. Agric. Food Chem., 2011, vol. 59, pp. 328–334.
Lutts, S., Kinet, J.M., and Bouharmon, J., NaCl induced senescence in leave of rice (Oryza sativa L.) cultivars differing in salinity resistance, Ann. Bot., 1996, vol. 78, pp. 389–398.
Bates, L.S., Waldren, P.R., and Teare, D.I., Rapid determination of free proline for water stress studies, Plant Soil, 1973, vol. 39, pp. 205–208.
Lichtenthaler, H.K., Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes, Methods Enzymol., 1987, vol. 148, pp. 350–382.
Fernandez, G.C.J., Effective selection criteria for assessing stress tolerance, Proc. Int. Symp. on Adaptation of Vegetables and Other Food Crops in Temperature and Water Stress, Cuo, C.G., Ed., Taiwan, 1992, pp. 257–270.
Shock, C.C., Feibert, E.B.G., and Saunders, L.D., Potato yield and quality response to deficit irrigation, Hort. Sci., 1998, vol. 33, pp. 655–659.
Rudoplh, A.S., Crowe, J.H., and Crowe, L.M., Effects of three stabilizing agents—proline, betaine, and trehalose on membrane phospholipids, Arch. Biochem. B-iophys., 1986, vol. 245, pp. 134–143.
Fleisher, D.H., Timlin, D.J., and Reddy, V.R., Interactive effects of carbon dioxide and water stress on potato canopy growth and development, Agron. J., 2008, vol. 100, pp. 711–719.
Hassanpanah, D., Evaluation of potato cultivars for resistance against water deficit stress under in vivo conditions, Potato Res., 2010, vol. 53, pp. 383–392.
Cheng, Y.J., Deng, X.P., Kwak, S.S., Chen, W., and Eneji, A.E., Enhanced tolerance of transgenic potato plants expressing choline oxidase in chloroplasts against water stress, Bot. Stud., 2013, vol. 54, pp. 1–9.
Collins, A., Carotenoids and genomic stability, Mutat. Res., 2001, vol. 475, pp. 1–28.
Sofo, A., Tuzio, A.C., Dichio, B., and Xiloyannis, C., Influence of water deficit and re-watering on the components of the ascorbate, glutathione cycle in four interspecific Prunus hybrids, Plant Sci., 2005, vol. 169, pp. 403–412.
Fazeli, F., Ghobanli, M., and Nikman, V., Effect of drought on biomass, protein content, lipid peroxidation and antioxidant enzymes in two sesame cultivars, Biol. Plant., 2007, vol. 51, pp. 98–103.
Schafleitner, R., Gutierrez, R., Espino, R., Gaudin, A., Pérez, J., Martinez, M., Dominguez, A., Tincopa, L., Alvarado, C., Numberto, G., and Bonierbale, M., Field screening for variation of drought tolerance in (Solanum tuberosum L.) by agronomical, physiological and genetic analysis, Potato Res., 2007, vol. 50, pp. 71–85.