Influence of potassium deficiency in a medium on the physiological reaction of seedlings of new rye lines

• Autorzy: Stolarska A , Wrobel J. , Przybulewska K. , Blaszczyk J. , Okurowska M.

Warianty tytułu

PL

Wplyw niedoboru potasu na reakcje fizjologiczna siewek nowych linii zyta

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A hydroponic experiment has been conducted to determine the physiological and biochemical response of four new rye lines – S120, S76, OT1-3 and 541 – bred at the Department of Plant Genetics and Breeding, Agricultural University in Szczecin. Seeds were sown into soil and placed into a phytotrone chamber with controlled atmosphere and photoperiod. The relative humidity was 80%, the temperature maintained at 20oC and the intensity of photosynthetically active radiation (Phar) was 700 μmol⋅m-2⋅s-1. Seed germination occurred after about 5 days. The seeds were characterised by different germination ability: 80% for S120, 100% for S76, 82% in OT1, and just 50% for 541 line. Rye seedlings, at the 2-3 leaf stage, were placed in hydroponic units and a two-factor experiment was set up, with potassium deficiency being the first factor and rye lines the second one. The control variant consisted of seedlings placed on complete Hoagland’s medium, while potassium starvation was performed on a medium with 50% deficiency of this element. After seven days, fresh matter was weighed, proline content was measured according to the BATES method (1973) and amounts assimilation pigments were measured according to the method of ARNON et al. (1956). The results were processed statistically, performing a two-factor analysis of variance, while the significance of factors was tested using Tukey’s test at α = 0.05. The study aimed at examining selected physiological and biochemical indicators of the resistance response of four rye lines to stress induced by potassium deficiency. Application of 50% potassium deficiency in a medium induced an increase in the content of assimilation pigments in leaf fresh matter of S120 rye line. A correlation was found between proline content and that of assimilation pigments. The largest proline quantity, 27.2 μg⋅g-1 f.m., was found in 541 rye line seedlings, but its content decreased together with fresh matter yield. It was also found that the total chlorophyll content was directly proportional to the content of proline in S120, S76 and OT1-3 rye lines, whereas in the case of other pigments such a relationship existed only for S 120 and S76 rye lines.

PL

Celem doświadczenia było zbadanie reakcji fizjologicznej i biochemicznej 4 nowych linii żyta: S120, S76, OT1-3, 541, wyhodowanych w Katedrze Genetyki i Hodowli Roślin Akademii Rolniczej w Szczecinie. Nasiona wysiano do gleby i umieszczono w fitotronie z kontrolowaną atmosferą i fotoperiodem. Wilgotność względna wynosiła 80%, temperatura 20°C, a natężenie promieniowania fotosyntetycznie czynnego Phar – 700 μmol⋅m- 2⋅s-1. Kiełkowanie nasion nastąpiło po ok. 5 dniach. Nasiona charakteryzowały się różną zdolnością kiełkowania: S120 – 80%, S76 – 100% OT1 – 82%, 541 – 50%. W hydroponikach umieszczono siewki żyta w fazie 2-3 liści i założono doświadczenie dwuczynnikowe. Pierwszym czynnikiem był niedobór potasu, drugim – linie żyta. Obiektami kontrolnymi były siewki umieszczone w pożywce pełnej Hoaglanda oraz głodzone potasem (pożywka z 50% niedoborem tego pierwiastka). Po 7 dniach oznaczono świeżą masę (wagowo), zawartość proliny metodą BATESA (1973), zawartość barwników asymilacyjnych metodą ARNONA i in. (1956). Wyniki opracowano statystycznie wykonując dwuczynnikową analizę wariancji, a istotność czynników testowano testem Tukeya na poziomie α = 0,05. Wykazano, że niedobór potasu w pożywce spowodował wzrost zawartości barwników asymilacyjnych w świeżej masie liści żyta linii S120. Stwierdzono zależność między zawartością proliny a zawartością barwników asymilacyjnych. Największą ilość proliny (27,2 μg⋅g-1 oe.m.) stwierdzono w siewkach linii 541, jednak jej zawartość malała wraz z plonem świeżej masy. Zawartość chlorofilu całkowitego była wprost proporcjonalna do zawartości proliny (S120, S76, OT1-3), natomiast pozostałych barwników tylko w przypadku linii S 120 i S76.

Słowa kluczowe

PL

plant cultivation; rye; new rye line; seedling; physiological reaction; medium; potassium deficiency; rye line; assimilation pigment; proline; fresh matter

• Wydawca: -
• Czasopismo: Journal of Elementology
• Rocznik: 2009
• Tom: 14
• Numer: 1
• Opis fizyczny: p.173-179,fig.,ref.

Twórcy

autor

Stolarska A

• Agricultural University in Szczecin, Slowackiego 17, 71-434 Szczecin, Poland

autor

Wrobel J.

autor

Przybulewska K.

autor

Blaszczyk J.

autor

Okurowska M.

Bibliografia

• Bandurska H. 1991. Akumulacja wolnej proliny jako przejaw metabolicznej reakcji roślin na działanie stresu wodnego. Wiad. Bot., 35: 35-46 .
• Bandurska H., 2001: Proline accumulation during hardening and its involvement in reducing membrane injuries in leaves subjected to severe osmotic stress. Acta Physiol. Plant. 23: 483-490.
• Bandurska H., Górny A.G., Zielezińska M. 2008. Effects of water deficit on the relative water content, proline accumulation and injury of cell membranes in leaves of old and modern cultivars of winter wheat. ZPPNR, 524: 115-126.
• Bandurska H., Stroiński A. 2005. The effect of salicylic acid on barley response to water deficit. Act. Physiol. Plant., 27: 379-386.
• Bray L., Chriqui D., Gloux K., Le Rudulier D., Meyer M., Pedizzi J.1991. Betaines and free amino acids in salt stressed vitro plants and winter resting budsof Populus trichocarpa x deltoids. Physiol. Plant., 83: 136.
• Chen W .P., Li I P.H. 2002. Membrane stabilization by abscisic acid under cold aids proline In alleviating chilling injury In maize (Zea Mays L.) cultured cells. Plant Cell. Environ., 25: 955.
• Claussen W. 2002. Growth water use of efficiency and proline control of hydroponically grain tomato plants as affected by nitrogen source and nutrient concentration. Plant Soil, 247: 199-209.
• Czuba R.1998. Potas — niezbędny składnik pokarmowy zbóż kształtujący wielkość i jakość plonu ziarna. IUNG.
• Gadallah M.A. 1999. Effects of proline and glicynebetaine on Vicia faba responses to salt stress. Biol. Plant., 42 (2): 249-257.
• Grzebisz W. 2004a. Potas — system nawożenia. AR Poznań, s. 30.
• Grzebisz W. 2004b. Potas a stresy. Potas w produkcji roślinnej. Międz. Inst. Potasowy, Bazylea, 52-61.
• Hawrylak B. 2007. Fizjologiczna reakcja ogórka na stres zasolenia w obecności selenu. Rocz. AR Poznań, 383: 483-486.
• Hernandez S., Deleu C., Larher F. 2000. Accumulation de praline danes les tissues foliaires de tomate en response a la salinite life. Sci. Plant Biol. Pathol., 23: 551-557.
• Jarociński B.Z. 2005. Rola i funkcje potasu w roślinie. MODR, Warszawa, s. 3.
• Lei Y., Yin C., Li C. 2006. Differences in some morphological physiological and biochemical response to drought stress in two contrasting populations of Populus Przewalski. Physiol. Plant., 127: 182-191.
• Nayyar H., Walia D.P. 2003. Water stress induced proline accumulation in contrasting wheat genotype as affected by calcium and abscisic acid. Biol. Plant., 46: 275-279.
• Song S.Q., Lei Y.B., Tian X.R. 2005. Proline metabolism and cross tolerance to salinity and heat stress in germinating wheat seeds. Rus. J Plant. Physiol., 52 (6): 793-800.