Stress temperature and soil drought effects on amino acid composition in winter wheat

Abstract

The effect of shortterm high (40 °C, 2 h) and positive low (4 °C, 2 h) temperatures, as well as simulated moderate soil drought, on the total free amino acid and proline contents is studied under controlled conditions on organs of 14dayold Triticum aestivum L. plants, the cultivar Podolyanka. The contents of free amino acids and proline are found to be higher in shoots of control plants and are, respectively, 18.29 mg/g and 0.85 mg/g of dry weight. Under simulated moderate soil drought conditions, the free amino acids and proline contents increase in shoots by 17 % and 71 %, respectively, while in the roots by 50 % and 61 %. During a shortterm hyperthermia, the increases in free amino acid and proline content in shoots by 12 and 47 %, respectively, and in roots by 30 % and 23 %, respectively, are also observed. The response to a shortterm hyperthermia was less pronounced. The involvement of free amino acids and proline in developing the resistance to abiotic stressors in winter wheat is discussed.

У контрольованих умовах досліджено вплив короткотривалої високої (40 °C, 2 год) і позитивної низької (4 °C, 2 год) температур та помірної ґрунтової посухи на загальний вміст вільних амінокислот і проліну в органах 14-добових рослин Triticum aestivum L. сорту Подолянка. Встановлено, що вміст вільних амінокислот і проліну був вище у пагонах контрольних рослин і становив відповідно 18,29 та 0,85 мг/г маси сухої речовини. За умов модельованої помірної грунтової посухи вміст вільних амінокислот і проліну підвищився у пагонах відповідно на 17 та 71 %, тоді як у коренях — на 50 та 61 %. У разі короткотривалої гіпотермії також зафіксовано зростання вмісту вільних амінокислот і проліну у пагонах відповідно на 12 та 47 %, а в коренях — на 30 та 23 %. Реакція на короткотривалу гіпертермію була менш виразною. Обговорюється участь вільних амінокислот і проліну у набутті стійкості озимої пшениці до абіотичних стресорів.

В контролируемых условиях исследовано влияние кратковременной высокой (40 °C, 2 ч) и положительной низкой (4 °C, 2 ч) температур и умеренной почвенной засухи на общее содержание свободных аминокислот и пролина в органах 14-суточных растений Triticum aesti vum L. сорта Подолянка. Установлено, что содержание свободных аминокислот и пролина было выше в побегах контрольных растений и составляло соответственно 18,29 и 0,85 мг/г массы сухого вещества. В условиях умеренной почвенной засухи содержание свободных аминокислот и пролина повысилось в побегах соответственно на 17 и 71 %, тогда как в корнях — на 50 и 61 %. При кратковременной гипотермии также зафиксирован рост содержания свободных аминокислот и пролина в побегах соответственно на 12 и 47 %, а в корнях — на 30 и 23 %. Реакция на кратковременную гипертермию была менее выраженной. Обсуждается участие свободных аминокислот и пролина в приобретении устойчивости озимой пшеницы к абиотическим стрессорам.