Identification of Triticum durum genotypes showing increased tolerance to oxidative stress

JUSTYNA LEŚNIOWSKA-NOWAK; MAGDALENA SOZONIUK; MAGDALENA KAWĘCKA; KORNELIA MAGA; MAŁGORZATA MROZEK

doi:10.24326/as.2020.1.4

Tom 75 Nr 1 (2020)

Artykuły

Identyfikacja genotypów Triticum durum o zwiększonej tolerancyjności na stres oksydacyjny

JUSTYNA LEŚNIOWSKA-NOWAK⁺⁻
MAGDALENA SOZONIUK⁺⁻
MAGDALENA KAWĘCKA⁺⁻
KORNELIA MAGA⁺⁻
MAŁGORZATA MROZEK⁺⁻

PDF (English)

DOI: https://doi.org/10.24326/as.2020.1.4
Przesłane: 11 października 2019
Opublikowane: 01-04-2020

Abstrakt

Stres oksydacyjny może powodować osłabienie lub obumarcie roślin. Mogą go wywoływać różne czynniki biotyczne i abiotyczne. W pracy analizowano genotypy pszenicy twardej w celu identyfikacji form charakteryzujących się podwyższoną tolerancyjnością na stres indukowany wiologenem metylu (parakwat). Obecność parakwatu w pożywce powodowała u większości analizowanych form zmniejszenie masy oraz długości części pędowej siewki, a także zahamowanie rozwoju systemu korzeniowego w porównaniu z formami kontrolnymi. Ponadto u niektórych z badanych form stres oksydacyjny powodował wystąpienie chloroz. Stwierdzono 6 różnych typów reakcji. Większość genotypów (58,8%) wykazywało obniżenie masy oraz długości siewek niezależnie od zastosowanego stężenia parakwatu. Zidentyfikowano 9 genotypów odpornych na działanie stresora (CYP, MEX × 2, ETH, FRA, ITA, POL, SUN, TUN), co stanowiło 6,1% badanych form.

Bibliografia

Ahmad P., Sarwat M., Sharma S., 2008. Reactive oxygen species, antioxidants and signaling in plants. J. Plant Biol. 51, 167–173. https://doi.org/10.1007/BF03030694
Bento M., Pereira S.G., Viegas W., Silva M., 2017. Durum wheat diversity for heat stress tolerance during inflorescence emergence is correlated to TdHSP101C expression in early developmental stages. PloS one 12(12). https://doi: 10.1371/journal.pone.0190085
Brankovic G.R, Dodig G., Zoric M.Z., Surlan-Momirovic G.G., 2014. Effects of climatic factors on grain vitreousness stability and heritability in durum wheat. Turk. J. Agric. For. 38, 429–440. https://doi.org/10.3906/tar-1308-51
Cui F., Brosché M., Shapiguzov A., He X.-Q., Vainonen J.P., Leppälä J., Trotta A., Kangasjär-vi S., Salojärvi J., Kangasjärvi J., Overmyer K. 2019. Interaction of methyl viologen-induced chloroplast and mitochondrial signalling in Arabidopsis. Free Radic. Biol. Med. 134, 555–566. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2019.02.006
Díaz M.L., Soresi D.S., Basualdo J., Cuppari S.J., Carrera A. 2019. Transcriptomic response of durum wheat to cold stress at reproductive stage. Mol. Biol. Rep. 46(2), 2427–2445. https://doi.org/10.1007/s11033-019-04704-y
Docherty K.M., Kulpa C.F., 2005. Toxicity and antimicrobial activity of imidazolium and pyridinium ionic liquids. Green Chem. 7, 185–189. https://doi.org/10.1039/B419172B
Feki K., Kamoun Y., Mahmoud R.B., Farhat-Khemakhem A., Gargouri A., Brini F., 2015. Multiple abiotic stress tolerance of the transformants yeast cells and the transgenic Arabidopsis plants expressing a novel durum wheat catalase. Plant Physiol. Biochem. 97, 420–431. http://dx.doi.org/10.1016/j.plaphy.2015.10.034
Feki K., Farhat-Khemakhem A., Kamoun Y., Saibi W., Gargouri A., Brini F., 2016. Responses of transgenic Arabidopsis plants and recombinant yeast cells expressing a novel durum wheat manganese superoxide dismutase TdMnSOD to various abiotic stresses. J. Plant Physiol. 198, 56–68. http://dx.doi.org/10.1016/j.jplph.2016.03.019
Jia L., Xu W., Li W., Ye N., Liu R., Shi L., Bin Rahman A.N., Fan M., Zhang J., 2013. Class III peroxidases are activated in proanthocyanidin-deficient Arabidopsis thaliana seeds. Ann. Bot. London 111, 839–847. https://doi.org/10.1093/aob/mct045
Kubaláková M., Kovářová P., Suchánková P., Číhalíková J., Bartoš J., Lucretti S., Doležel J., 2005. Chromosome sorting in tetraploid wheat and its potential for genome analysis. Genetics 170, 823–829. https://doi.org/10.1534/genetics.104.039180
Małecka A., Tomaszewska B., 2005. Reaktywne formy tlenu w komórkach roślinnych i enzymatyczne systemy obronne. Post. Biol. Kom. 32(2), 311–325.
Mantri N., Patade V., Penna S., Ford R., Pang E., 2012. Abiotic stress responses in plants: present and future. In: P. Ahmad, M. Prasad (eds.), Abiotic stress responses in plants. Springer, New York, 1–19.
Mittler R., 2002. Oxidative stress, antioxidants and stress tolerance. Trends Plant Sci. 7, 405–410. https://doi.org/10.1016/S1360-1385(02)02312-9
Nowicka B., Kruk J., 2013. Reaktywne formy tlenu w roślinach – więcej niż trucizna. Kosmos 4, 583–596.
Puzanowska-Tarasiewicz H., Starczewska B., Kuźmicka L., 2008. Reaktywne formy tlenu. Bromat. Chem. Toksykol. 41, 1007–1015.
Rachoń L., Szumiło G., Stankowski S., 2011. Porównanie wybranych wskaźników wartości technologicznej pszenicy zwyczajnej (Triticum aestivum ssp. vulgare), twardej (Triticum durum) i orkiszowej (Triticum aestivum ssp. spelta). Fragm. Agron. 28, 52–59.
Ross J.H., Lim L.O., Krieger R.I., 1979. Herbicidal potency of 1,1'alkyl-4,4'bipyridylium salts as a function of their physicochemical constants in duckweed. Drug Chem. Toxicol. 2(3), 193–205.
Segit Z., Kociuba W., 2014. Polowa ocena odporności na choroby grzybowe jarej pszenicy twardej Triticum durum Desf. Pol. J. Agron. 16, 64–68.
Semenov M.A., Shewry P.R., 2011. Modelling predicts that heat stress, not drought, will increase vulnerability of wheat in Europe. Sci. Rep. 1(66), 1–5. https://doi.org/10.1038/srep00066
Sheu S.S., Nauduri D., Anders M.W., 2006. Targeting antioxidants to mitochondria: a new therapeutic direction. Biochim. Biophys. Acta 1762(2), 256–265. https://doi.org/10.1016/j.bbadis.2005.10.007
Westernack C., Hause B., 2013. Jasmonates: biosynthesis, perception, signal transduction and action in plant stress response, growth and development. Ann. Bot. London, 111, 1021–1058. https://doi.org/10.1093/aob/mct067
Youssefian, S., Nakamura, M., Orudgev, E., Kondo, N., 2001. Increased cysteine biosynthesis capacity of transgenic tobacco overexpressing an O-acetylserine(thiol) lyase modifies plant responses to oxidative stress. Plant Physiol. 126(3), 1001–1011. https://doi.org/10.1104/pp.126.3.1001

Downloads

Download data is not yet available.

Słowa kluczowe

pszenica twarda
stres oksydacyjny
wiologen metylu
parakwat

Prawa autorskie

Inne teksty tego samego autora

KAROLINA DUDZIAK, MAGDALENA SOZONIUK, KRZYSZTOF KOWALCZYK, MICHAŁ NOWAK, Cisgeneza jako perspektywa dla hodowli roślin. Praca przeglądowa , Agronomy Science: Tom 74 Nr 2 (2019)
MARTA WESOŁOWSKA-TROJANOWSKA, MARTA TOMCZYŃSKA-MLEKO, JAROSŁAW MAZURKIEWICZ, KRZYSZTOF KOWALCZYK, JUSTYNA LEŚNIOWSKA-NOWAK, MAŁGORZATA SZAFRANEK, SYLWIA RÓG, STANISŁAW MLEKO, Wybrane właściwości fizykochemiczne glutenu otrzymanego z nowych rodów pszenicy , Agronomy Science: Tom 69 Nr 4 (2014)
ALEKSANDRA GOGÓŁ, JUSTYNA LEŚNIOWSKA-NOWAK, MICHAŁ NOWAK, SYLWIA OKOŃ, KRZYSZTOF KOWALCZYK, Opracowanie multiplex PCR do detekcji genów odporności Lr21 i Pm4b w pszenicy zwyczajnej (Triticum aestivum L.) , Agronomy Science: Tom 70 Nr 3 (2015)
MICHAŁ NOWAK, JUSTYNA LEŚNIOWSKA-NOWAK, MAGDALENA SOZONIUK, Zmiana ekspresji genu mitochondrialnej manganowej dysmutazy ponadtlenkowej (MnSOD) w zbożach pod wpływem miedzi i manganu , Agronomy Science: Tom 75 Nr 2 (2020)
Magdalena Sozoniuk, Podłoże genetyczne biosyntezy laktonów seskwiterpenowych u Asteraceae. Praca przeglądowa , Agronomy Science: Tom 76 Nr 3 (2021)
JUSTYNA LEŚNIOWSKA-NOWAK, AGNIESZKA GRĄDZIELEWSKA, MARZENA MAJEK, Identyfikacja genów odporności na rdzę brunatną w wybranych europejskich odmianach pszenicy zwyczajnej oraz opracowanie warunków Multiplex PCR , Agronomy Science: Tom 68 Nr 3 (2013)
JUSTYNA LEŚNIOWSKA-NOWAK, Wpływ nowego genu karłowatości (Tdw) na komponenty plonu roślin krótkosłomych odmian pszenżyta ozimego , Agronomy Science: Tom 67 Nr 3 (2012)
Magdalena Sozoniuk, Krzysztof Kowalczyk, Genetycznie modyfikowane topole o zwiększonej odporności na stresy abiotyczne - najnowsze osiągnięcia. Praca przeglądowa. , Agronomy Science: Tom 77 Nr 3 (2022)
Justyna Leśniowska-Nowak, Michał Nowak, Sylwia Okoń, Diploid Triticum species as a potential source of resistance to powdery mildew , Agronomy Science: Tom 78 Nr 4 (2023)

Podobne artykuły

LESZEK RACHOŃ, GRZEGORZ SZUMIŁO, ZYGMUNT NITA, Plonowanie ozimych rodów Triticum durum i Triticum aestivum ssp. spelta w warunkach okolic Lublina , Agronomy Science: Tom 64 Nr 3 (2009)
Mariola Wróbel, Anna Jaroszewska, Cezary Podsiadło, Magdalena Sobolewska, The selected agrotechnical factors affecting the occurrence of black grass Alopecurus myosuroides in winter wheat crops in north-western Poland , Agronomy Science: Tom 78 Nr 3 (2023)
Grzegorz Szumiło, Leszek Rachoń, Reakcja wybranych gatunków pszenicy ozimej na termin siewu , Agronomy Science: Tom 63 Nr 4 (2008)
MONIKA DYŃSKA, MAŁGORZATA HALINIARZ, JAN KAPELUSZNY, Wpływ sposobów regulacji zachwaszczenia na plon i wybrane parametry jakościowe ziarna pszenicy twardej (Triticum durum Desf.) i zwyczajnej (Triticum aestivum L.) , Agronomy Science: Tom 66 Nr 4 (2011)
LESZEK RACHOŃ, GRZEGORZ SZUMIŁO, MAŁGORZATA CZUBACKA, Occurrence of arbuscular mycorrhizal fungi and nodules in the roots of twelve legume species in South-Western Saudi Arabia , Agronomy Science: Tom 67 Nr 1 (2012)
Anna Ciołek, Ewa Makarska, Wpływ zróżnicowanego nawożenia azotem i ochrony chemicznej na wybrane parametry jakościowe ziarna pszenicy twardej (Triticum durum Desf.) , Agronomy Science: Tom 59 Nr 2 (2004)
Andrzej Woźniak, Wpływ przedplonów na plon i jakość technologiczną ziarna pszenicy twardej (Triticum durum Desf.)* , Agronomy Science: Tom 60 (2005)
LESZEK RACHOŃ, GRZEGORZ SZUMIŁO, Zmienność wskaźnika powierzchni liści (LAI) w zależności od genotypu pszenicy i intensyfikacji technologii uprawy , Agronomy Science: Tom 70 Nr 1 (2015)
ROMAN PRAŻAK, WANDA KOCIUBA, ZBIGNIEW SEGIT, ANETA KRAMEK, Ocena tolerancji wybranych genotypów jarej pszenicy twardej (Triticum durum Desf.) na stres solny , Agronomy Science: Tom 73 Nr 4 (2018)
LESZEK RACHOŃ, GRZEGORZ SZUMIŁO, INGA KURZYDŁOWSKA, Wpływ intensywności technologii produkcji na jakość ziarna pszenicy zwyczajnej, twardej, orkiszu i jednoziarnistej , Agronomy Science: Tom 68 Nr 2 (2013)

<< < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >>

Możesz również Rozpocznij zaawansowane wyszukiwanie podobieństw dla tego artykułu.

[1] Ahmad P., Sarwat M., Sharma S., 2008. Reactive oxygen species, antioxidants and signaling in plants. J. Plant Biol. 51, 167–173. https://doi.org/10.1007/BF03030694

[2] Bento M., Pereira S.G., Viegas W., Silva M., 2017. Durum wheat diversity for heat stress tolerance during inflorescence emergence is correlated to TdHSP101C expression in early developmental stages. PloS one 12(12). https://doi: 10.1371/journal.pone.0190085

[3] Brankovic G.R, Dodig G., Zoric M.Z., Surlan-Momirovic G.G., 2014. Effects of climatic factors on grain vitreousness stability and heritability in durum wheat. Turk. J. Agric. For. 38, 429–440. https://doi.org/10.3906/tar-1308-51

[4] Cui F., Brosché M., Shapiguzov A., He X.-Q., Vainonen J.P., Leppälä J., Trotta A., Kangasjär-vi S., Salojärvi J., Kangasjärvi J., Overmyer K. 2019. Interaction of methyl viologen-induced chloroplast and mitochondrial signalling in Arabidopsis. Free Radic. Biol. Med. 134, 555–566. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2019.02.006

[5] Díaz M.L., Soresi D.S., Basualdo J., Cuppari S.J., Carrera A. 2019. Transcriptomic response of durum wheat to cold stress at reproductive stage. Mol. Biol. Rep. 46(2), 2427–2445. https://doi.org/10.1007/s11033-019-04704-y

[6] Docherty K.M., Kulpa C.F., 2005. Toxicity and antimicrobial activity of imidazolium and pyridinium ionic liquids. Green Chem. 7, 185–189. https://doi.org/10.1039/B419172B

[7] Feki K., Kamoun Y., Mahmoud R.B., Farhat-Khemakhem A., Gargouri A., Brini F., 2015. Multiple abiotic stress tolerance of the transformants yeast cells and the transgenic Arabidopsis plants expressing a novel durum wheat catalase. Plant Physiol. Biochem. 97, 420–431. http://dx.doi.org/10.1016/j.plaphy.2015.10.034

[8] Feki K., Farhat-Khemakhem A., Kamoun Y., Saibi W., Gargouri A., Brini F., 2016. Responses of transgenic Arabidopsis plants and recombinant yeast cells expressing a novel durum wheat manganese superoxide dismutase TdMnSOD to various abiotic stresses. J. Plant Physiol. 198, 56–68. http://dx.doi.org/10.1016/j.jplph.2016.03.019

[9] Jia L., Xu W., Li W., Ye N., Liu R., Shi L., Bin Rahman A.N., Fan M., Zhang J., 2013. Class III peroxidases are activated in proanthocyanidin-deficient Arabidopsis thaliana seeds. Ann. Bot. London 111, 839–847. https://doi.org/10.1093/aob/mct045

[10] Kubaláková M., Kovářová P., Suchánková P., Číhalíková J., Bartoš J., Lucretti S., Doležel J., 2005. Chromosome sorting in tetraploid wheat and its potential for genome analysis. Genetics 170, 823–829. https://doi.org/10.1534/genetics.104.039180

[11] Małecka A., Tomaszewska B., 2005. Reaktywne formy tlenu w komórkach roślinnych i enzymatyczne systemy obronne. Post. Biol. Kom. 32(2), 311–325.

[12] Mantri N., Patade V., Penna S., Ford R., Pang E., 2012. Abiotic stress responses in plants: present and future. In: P. Ahmad, M. Prasad (eds.), Abiotic stress responses in plants. Springer, New York, 1–19.

[13] Mittler R., 2002. Oxidative stress, antioxidants and stress tolerance. Trends Plant Sci. 7, 405–410. https://doi.org/10.1016/S1360-1385(02)02312-9

[14] Nowicka B., Kruk J., 2013. Reaktywne formy tlenu w roślinach – więcej niż trucizna. Kosmos 4, 583–596.

[15] Puzanowska-Tarasiewicz H., Starczewska B., Kuźmicka L., 2008. Reaktywne formy tlenu. Bromat. Chem. Toksykol. 41, 1007–1015.

[16] Rachoń L., Szumiło G., Stankowski S., 2011. Porównanie wybranych wskaźników wartości technologicznej pszenicy zwyczajnej (Triticum aestivum ssp. vulgare), twardej (Triticum durum) i orkiszowej (Triticum aestivum ssp. spelta). Fragm. Agron. 28, 52–59.

[17] Ross J.H., Lim L.O., Krieger R.I., 1979. Herbicidal potency of 1,1'alkyl-4,4'bipyridylium salts as a function of their physicochemical constants in duckweed. Drug Chem. Toxicol. 2(3), 193–205.

[18] Segit Z., Kociuba W., 2014. Polowa ocena odporności na choroby grzybowe jarej pszenicy twardej Triticum durum Desf. Pol. J. Agron. 16, 64–68.

[19] Semenov M.A., Shewry P.R., 2011. Modelling predicts that heat stress, not drought, will increase vulnerability of wheat in Europe. Sci. Rep. 1(66), 1–5. https://doi.org/10.1038/srep00066

[20] Sheu S.S., Nauduri D., Anders M.W., 2006. Targeting antioxidants to mitochondria: a new therapeutic direction. Biochim. Biophys. Acta 1762(2), 256–265. https://doi.org/10.1016/j.bbadis.2005.10.007

[21] Westernack C., Hause B., 2013. Jasmonates: biosynthesis, perception, signal transduction and action in plant stress response, growth and development. Ann. Bot. London, 111, 1021–1058. https://doi.org/10.1093/aob/mct067

[22] Youssefian, S., Nakamura, M., Orudgev, E., Kondo, N., 2001. Increased cysteine biosynthesis capacity of transgenic tobacco overexpressing an O-acetylserine(thiol) lyase modifies plant responses to oxidative stress. Plant Physiol. 126(3), 1001–1011. https://doi.org/10.1104/pp.126.3.1001