Ocena mrozoodporności hartowanych siewek wybranych gatunków traw pastewnych kompleksu Lolium-Festuca

• Autorzy: Pociecha E. , Plazek A.

Warianty tytułu

EN

Physiological parameters of cold-induced frost tolerance of several grass species

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zimotrwałość wielu gatunków traw pastewnych warunkowana jest ich odpornością na mróz oraz na patogeny śniegowe. Podczas hartowania w roślinach gromadzą się węglowodany rozpuszczalne oraz inne substancje osmotycznie czynne, następuje przebudowa błon cytoplazmatycznych, co ma swoje odzwierciedlenie w nabywanej w chłodzie tolerancji na mróz. Fizjologicznymi wskaźnikami zachodzących zmian są zmiany przepuszczalności błon komórkowych oraz spadek potencjału osmotycznego. Ponadto, podczas działania niskich temperatur mogą powstawać reaktywne formy tlenu, co może pociągać za sobą wzrost aktywności enzymów antyoksydacyjnych.W pracy badano zmiany stopnia mrozoodporności wybranych gatunków traw pastewnych: kostrzewy łąkowej, kostrzewy trzcinowej, życicy wielokwiatowej i Festulolium zachodzących podczas hartowania. Podjęto próbę powiązania tych zmian z wartościami takich fizjologicznych parametrów, jak: przepuszczalność membran cytoplazmatycznych, potencjał osmotyczny komórek liści i aktywność katalazy. Siewki kostrzewy łąkowej odmiany Skra, kostrzewy trzcinowej odmiany Kord, życicy wielokwiatowej odmiany Tur oraz Festulolium odmiany Felopa i Sulino prehartowano przez 2 tygodnie w temperaturze 14/12°C (dzień/noc) przy 10- godzinnym fotoperiodzie, a następnie hartowane przez 3 tygodnie w stałej temperaturze 2°C przy 8-godzinnym fotoperiodzie. Po hartowaniu stwierdzono różnice w nabywanej w chłodzie mrozoodporności poszczególnych odmian i gatunków. Tolerancja na mróz wzrosła istotnie w przypadku kostrzewy łąkowej i trzcinowej oraz Festulolium odmiany Felopa, natomiast u odmiany Sulino tolerancja na mróz nie zmieniła się, podczas gdy u życicy wielokwiatowej odmiany Tur wyraźnie zmniejszyła się. We wszystkich badanych przypadkach odnotowano spadek potencjału osmotycznego oraz zmniejszenie przepuszczalności membran komórkowych. Zmiany aktywności katalazy były inne dla każdej badanej odmiany. Wykazano istotną zależność nabywanej w chłodzie tolerancji na mróz kostrzewy łąkowej odmiany Skra ze zmniejszeniem się przepuszczalności membran cytoplazmatycznych oraz spadkiem wartości potencjału osmotycznego komórek liści.

EN

Winter hardiness of grasses and winter cereals is dependent on their frost tolerance and resistance to snow mould pathogens. Frost tolerance has a wide physiological background including for example osmotic potential of cells, soluble carbohydrate content, cell membrane permeability and activity of antioxidant enzyme scavenging active oxygen species, generated at cold stress. The aim of the work was the investigation of changes in frost tolerance of meadow fescue, tall fescue, Italian ryegrass, and Festulolium during hardening. An effort was made to find the connection between induced frost tolerance and changes in cell membrane permeability, osmotic potential and catalase activity. The study was performed on the seedlings of Festuca pratensis (Huds.) cv. Skra, Festuca ariindinacea (SCHREB.) cv. Kord, Lolium multiflorum (Lam.) cv. Tur and Festulolium braunii (K. RICHTER) A. CAMUS cv. Felopa and Sulino. Seven-week-old seedlings were prehardened for 2 weeks at 14/12°C (day/night) and 10 h - photoperiod and next hardened for 3 weeks at constant temperature of 2°C at 8 h – photoperiod.Significant differences in frost tolerance of several grass species after hardening were noted. The values of LTS0 coefficient decreased in the case of 'Skra', 'Felopa' and 'Kord', while in seedlings 'Sulino' this parameter was not changed. Frost tolerance of 'Tur' plants significantly decreased during cold treatment, which shows that photosynthetic apparatus of this species hardly adapts to cold and probably greater amount of soluble sugars is used than it is produced. The decrease in osmotic potential and cell membrane permeability was observed in all studied species. In the case of 'Tur' osmotic potential is possibly influenced in cold by osmolites different from sugars. Catalase activity was characteristic for each grass species. In the case of meadow fescue cv. Skra frost tolerance depended on the decrease of cell membrane permeability and the decrease of osmotic potential of leaf cells. The obtained results indicate that each grass species is characterised by specific susceptibility to hardening process.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 2004
• Tom: 496
• Numer: 1
• Opis fizyczny: s.175-183,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Pociecha E.

• Katedra Fizjologii Roślin, Akademia Rolnicza im.H.Kołłątaja w Krakowie, ul.Podłużna 3, 30-239 Kraków

autor

Plazek A.

• Katedra Fizjologii Roślin, Akademia Rolnicza im.H.Kołłątaja w Krakowie, ul.Podłużna 3, 30-239 Kraków

Bibliografia

• Aebi Н. 1984. Catalase in vitro. Meth. Enzymol. 105: 121-126.
• Bradford M. 1976. A rapid, and sensitive method for the quantitation of microgram quantitaties of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal. Biochem. 72: 248- 254.
• Flint H.J., Boyce B.R., Brattie D.J. 1967. Index of injury, a useful expression of freezing injuries to plant tissues as determined by the electric method. Can. J. Plant Sci. 47: 229-239.
• Gaudet D.A., Laroche A., Yoshida M. 1999. Low temperature-wheat-fungal ineractions: A carbohydrte connection.. Physiol. Plant. 106: 437-444.
• Kuźniak E., Urbanek H. 1999. Rola nadtlenku wodoru w odpowiedzi roślin na czynniki stresowe. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 469: 43-48.
• Pietras Т., Małolepsza U., Witusik A. 1997. Udział nadtlenku wodoru i reaktywnych form tlenu wytwarzanych przez oksydazę NADPH w odporności roślin przeciwko patogenom. Wiadomości Botaniczne 41(374): 43-50.
• Pollock C.J., Cairns A.J., Collins B.e., Walker R.P. 1989. Direct effects of low temperature upon components of fructan metabolism in leaves of Lolium temulentum L. J. Plant Physiol. 134: 203-208.
• Rapacz M., Janowiak F. 1998. Physiological effects of winter rape (Brassica napus var. oleifera) prehardening to frost. I. Frost resistance and photosynthesis during cold acclimation. J. Agron. Crop Sci. 181: 13-20.
• Yoshida S., Uemura M. 1990. Responses of the plasma membrane to cold acclimation and freezing stress, w: The plasma membrane. Structure, function and molecular biology. Red. C. Larsson, I.M. Moller. Springer Verlag, Berlin: 293-319.