Влияние скорости роста ячменя, выращиваемого при разных температуре и обеспеченности минеральным питанием, на активность альтернативного пути дыхания растений

Abstract

Вивчали активність дихання і залучення альтернативного шляху (АШ) у швидко- й повільнорослих рослин Hordeum distichum L. (сорт Андрей). Ячмінь вирощували за температури 13/8 °С і 21/17 °С (день/ніч) методом водяної культури зі щоденним добавлянням мінеральних елементів у експоненційно зростаючих кількостях, щоб забезпечити задану сталу швидкість росту (0,22 і 0,05 г/(г сухої речовини · доба)). Найчутливішими до інгібітора АШ — саліцилгідроксамової кислоти (SHAM) — були рослини, вирощувані за 21/17 °С і доброго постачання мінеральними елементами. Частка АШ у диханні коренів цих рослин була в 3 рази вищою порівняно з листками. За обмеження росту нестачею тепла й (або) мінеральних елементів дихання ячменю не пригнічувалось SHAM, отже, здійснювалось без помітної участі АШ. Не виявлено залежності АШ від вмісту цукрів у біомасі рослин. Показано, що швидкість росту ячменю контролює залучення енергетично малоефективного АШ.

Изучали интенсивность дыхания и вовлечение альтернативного пути (АП) у быстро- и медленнорастущих растений Hordeum distichum L. (сорт Андрей). Ячмень выращивали при температуре 13/8 °С и 21/17 °С (день/ночь) методом водной культуры, ежедневно добавляя минеральные элементы в экспоненциально возрастающих количествах, чтобы обеспечить заданную постоянную скорость роста (0,22 и 0,05 г/(г сухого вещества · сут). Наибольшую чувствительность к ингибитору АП — салицилгидроксамовой кислоте (SHAM) — проявляли растения, выращиваемые при 21/17 °С и хорошем снабжении минеральными элементами. Доля АП в дыхании корней этих растений была в 3 раза выше по сравнению с листьями. При ограничении роста недостатком тепла и (или) минеральных элементов дыхание ячменя не подавлялось SHAM, следовательно, осуществлялось без заметного участия АП. Не выявлена зависимость АП от содержания сахаров в биомассе растений. Показано, что скорость роста ячменя контролирует вовлечение энергетически малоэффективного АП.

Respiration and engagement of alternative respiratory pathway (AP) in fast (FG) and slow growing (SG) barley (Hordeum distichum L., cv. Andrey) plants was studied. Plants were grown hydroponically in a controlled environment growth chamber at 13/8 °C and 21/17 °C day/night temperatures. Two relative addition rates of nutrients were used — 0.20 and 0.05 g/(g · day). Respiration of FG plants grown at 21/17 C was highly sensitive to AP inhibitor — salicylhydroxamic acid (SHAM). The relative proportion of respiration passing through AP in the plant roots was three times higher than in leaves. Under the growth limited conditions — at 13/8 °C temperature and/or at low mineral nutrition level, the plant respiration was not inhibited in the presence of SHAM and, therefore the respiration is thought to functioning without pronounced participation of AP. There was no dependence of AP on sugar content in plants. Our results suggest that growth rate of plants controls the energetically wasteful AP engagement.