Zmiany potencjału osmotycznego oraz zawartości proliny i emisji ciepła podczas hartowania androgenicznych form Festulolium różniących się odpornością na mróz i pleśń śniegową

• Autorzy: Pociecha E. , Plazek A. , Zwierzykowski Z.

Warianty tytułu

EN

Changes in osmotic potential, proline content and heat emission during hardening of androgenic forms of Festulolium differing in resistance to frost and snow mould

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy było porównanie zmian potencjału osmotycznego, zawartości proliny i emisji ciepła podczas pre-hartowania i hartowania czterech androgenicznych genotypów Festulolium różniących się mrozoodpornością i podatnością na M. nivale. Podjęto również próbę powiązania powyższych parametrów z odpornością na patogena. Badania przeprowadzono na genotypach Festulolium oznaczonych numerami roboczymi 715, 716 (odporne) oraz 729 i 768 (wrażliwe) uzyskanych z tetraploidalnego mieszańca F1 Festuca pratensis (2n = 4x = 28) × Lolium multiflorum (2n = 4x = 28). Pomiar potencjału osmotycznego soku komórkowego, wypływu ciepła oraz analizę zawartości proliny wykonywano dla roślin kontrolnych (przed pre-hartowaniem), po 2 tygodniach pre-hartowania i po 3 tygodniach hartowania. Obniżenie temperatury podczas pre-hartowania, a następnie podczas hartowania powodowało stopniowy spadek potencjału osmotycznego u wszystkich badanych genotypów Festulolium, niezależnie od ich stopnia odporności na mróz i M. nivale. Po pre-hartowaniu i hartowaniu odnotowano istotny wzrost zawartości proliny, przy czym genotyp 716 odporny na mróz i M. nivale charakteryzował się najwyższą zawartością tego aminokwasu po hartowaniu, co może wskazywać na jego rolę w nabywaniu odporności na M. nivale. Genotypy odporne charakteryzuje niższa emisja ciepła (aktywność metaboliczna) zarówno przed rozpoczęciem pre-hartowania jaki po hartowaniu. Większe wypływy ciepła u genotypów wrażliwych mogą świadczyć o zwiększonym poziomie produkcji energii pod wpływem chłodu, czego konsekwencją może być wyczerpywanie się rezerw potrzebnych do walki z patogenem. Pomiary emisji ciepła mogą być użytecznym wskaźnikiem pomocnym we wstępnej selekcji genotypów Festulolium odpornych na mróz i M. nivale.

EN

The work aimed at comparing changes in osmotic potential, praline content and heat emission during pre-hardening and hardening of four androgenic genotypes of Festulolium differing in frost resistance and susceptibility to M. nivale. An attempt was undertaken at connecting the above mentioned parameters with the resistance to pathogen. The investigations were carried out on the genotypes of Festulolium marked with numbers 715 and 716 (resistant) and 729 and 768 (susceptible) obtained from the tetraploid hybrid F1 of Festuca pratensis (2n = 4x = 28) × Lolium multiflorum (2n = 4x = 28). The measurement of osmotic potential of cell sap, the effect of heat and praline content analysis were performed for the control plants (prior to pre-hardening), after 2 weeks of pre-hardening and after 3 weeks of hardening. The lowering of temperature during pre-hardening and then during hardening caused a gradual decrease of osmotic potential in all the investigated Festulolium genotypes, independently from their degree of the resistance to frost and M. nivale. After pre-hardening and hardening a significant increase of praline content was noted and at the same time the genotype 716 resistant to frost and M. nivale was characterized by the highest content of that amino acid after hardening, which may point to its role in obtaining resistance to M. nivale. Resistant genotypes are characterized by a lower heat emission (metabolic activity) both before the beginning of pre-hardening and after hardening. Greater effects of heat in susceptible genotypes may testify to a cold induced higher level of energy production which in consequence may lead to the exhaustion of reserves needed for the pathogen control. The measurements of heat emission may be a useful indicator in the introductory selection of the Festulolium genotypes resistant to frost and M. nivale.

Słowa kluczowe

PL

potencjal osmotyczny; zawartosc proliny; cieplo; emisja; hartowanie roslin; prehartowanie; genotyp; mrozoodpornosc; Festulolium; podatnosc na choroby; plesn sniegowa; Microdochium nivale

EN

osmotic potential; proline content; heat emission; plant hardening; genotype; frost resistance; Festulolium; snow mould; Microdochium nivale

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 2010
• Tom: 545
• Opis fizyczny: s.55-62,wykr.,bibliogr.

Twórcy

autor

Pociecha E.

• Katedra Fizjologii Roślin, Wydział Rolniczo-Ekonomiczny, Uniwersytet Rolniczy im.H.Kołłątaja w Krakowie, ul.Podłużna 3, 30-239 Kraków

autor

Plazek A.

autor

Zwierzykowski Z.

Bibliografia

• Bandurska H. 1999. Rola proliny w reagowaniu roślin na stres deficytu wody w świetle dotychczasowych wyników badań. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 469: 31-42.
• Bates L.S., Waldren R.P., Teare ID. 1973. Rapid determination of free proline for water stress studies. Plant and Soil 39: 205-207.
• Bravo L.A., Zuniga G.E., Alberdi M., Corcuera LJ. 1998. The role of ABA in freezing tolerance and cold acclimation in barley. Physiol. Plant 103: 17-23.
• Criddle R.S., Breidenbach R.W., Rank D.R., Hopkin M.S., Hansen L.D. 1990. Simultaneous calorometric and respirometric measurements on plant tissues. Thermochimica Acta 172: 213-221.
• Crowe J.H., Crowe L.M., Carpenter J.F., Rudolf A.S., Wiotrom C.A., Spargo B.J., Anchordoguy T.J. 1984. Interaction of sugars with membranes. Biochim. Biophys. Acta 947: 367-384.
• Duncan D.R., Widholm J.M. 1987. Proline accumulation and its implication in cold tolerance of regenerable maize callus. Plant Physiol. 83: 703-708.
• Gaudet D.A., Laroche A., Yoshida M. 1999. Low temperature-wheat-fungal interactions: A carbohydrate connection. Physiol. Plant. 106: 437-444.
• Gaudet D.A., Laroche A., Frick M., Huel R., Puchalski B. 2003. Cold induced expression of plant defensive and lipid transfer protein transcripts in winter wheat. Physiol. Plant. 117: 195-205.
• Hare P.D., Cress W.A. 1997. Metabolic implications of stress-induced proline accumulation in plants. Plant Growth Regul. 21: 79-102.
• Itai C., Richmond A., Vaadia Y. 1968. The role of root cytokinine during water and salinity stress. Israel J. Bot. 17: 187-195.
• Jouve L., Franck T., Gaspar T., Cattivelli L., Hausman J-F. 2000. Poplar acclimation to cold during in vitro conservation at low non-freezing temperature: metabolic and protein changes. J. Plant Physiol. 157: 117-123.
• Karolewski P. 1996. Rola proliny u roślin wyższych w warunkach stresu abiotycznego. Wiad. Bot. 40: 67-81.
• Kefu Z., Munns R., King R.W. 1991. Abscisic acid levels in NaCl-treated barley, cotton and salt-bush. Austr. J. Plant Physiol. 18: 17-24.
• Martinez C.A., Maestri M., Lani E.G. 1996. In vitro salt tolerance and proline accumulation in Andean potato (Solanum spp.) differing in frost resistance. Plant Sci. 116: 177-184.
• Naidu B.P., Paleg L.G., Aspinall D., Jennings G.S., Jones G.P. 1991. Amino acid and glycine betaine accumulation in cold-stressed wheat seedlings. Phytochemica 30: 407-409.
• Nakijama T., Abe J. 1996. Environmental factors affecting the expression of resistance in winter wheat to pink snow mould caused by Microdochium nivale. Can. J. Bot. 73: 1783-1788.
• Pociecha E., Płażek A., Janowiak F., Waligórski P., Zwierzykowski Z. 2009. Changes in abscisic acid, salicylic acid and phenylpropanoid concentrations during cold acclimation of androgenic forms of Festulolium (Festuca pratensis x Lolium multiflorum) in relation to resistance to pink snow mould (Microdochium nivale). Plant Breeding 128: 397-403.
• Zwierzykowski Z., Ponitka A., Ślusarkiewicz-Jarzina A., Zwierzykowska E., Leśniewska-Bocianowska A. 2001. Androgenesis in amphidiploid F1 hybrids and cultivars of Festulolium. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 474: 47-54.