Анализ воздействия брассиностероидов на рост корней пшеницы с использованием феномных подходов

Abstract

Изучено воздействие значимых с точки зрения фундаментальной и прикладной биологии растений брассиностероидов (эпибрассинолид, гомобрассинолид и эпикастастерон) на ростовые процессы и архитектуру корней злаковых культур. В качестве объекта были использованы корни яровой пшеницы сорта Василиса белорусской селекции. Эксперименты проводились в оригинальной феномной установке, разработанной авторами и состоящей из прямоугольных стеклянных сосудов, в которые помещались пластиковые пластины с каналами 4 × 4 мм. Все испытанные брассиностероиды оказывали ингибирующее влияние на удлинение корней проростков пшеницы. Выявлено значительное различие дозовых зависимостей эффектов гомобрассинолида и эпикастастерона и внешнее сходство эффектов гомобрассинолида и эпикастастерона. Установлено, что отрицательный эффект ингибирования длины корней сопровождался увеличением их толщины, а также возрастанием длины корневых волосков вплоть до концентрации 10–10 –10–9 моль/л для всех испытанных брассиностероидов. Таким образом, развит и апробирован новый подход к анализу фенотипа корня, позволяющий быстро и точно измерять интегральные ростовые реакции и изменения корневой архитектуры. С использованием данного подхода выявлены закономерности изменения фенотипических показателей корней пшеницы при воздействии брассиностероидов. = Growth reactions of wheat root on 10–12 –10–7 mol/l 24-epibrassinolide (EB), 28-homobrassinolide (HB) and 24-epi- castasteron (EC) were examined. Wheat cultivar Vasilisa was used. All tested BRs demonstrated inhibitory action on wheat root length. Dose-dependence of the effect showed complex bell-like shape. Low BR levels induced reactions similar to highest BR levels. Concentrations of 10–10 –10–9 mol/l caused maximal inhibition of root growth rate. At the same time, root diameter significantly increased after BR treatment, as did mean roots hair length. So the volume of the root did not change significantly while their architecture was dramatically modified by BRs. Ma- nually performed root growth measurements were compared with tests by phenotyping and demonstrated that the designed phenotyping techniques provided very accurate data. The root architecture phenotyping also yielded accurate results. Overall, phenotyping method showed that BRs inhibited wheat root growth and induced increase of root diameter and length of root hairs.