Search academic texts

Registration Number

0823U100834, PhD dissertation

Title

Biological mechanisms of optimization of the genus Chaenomeles Lindl plants growth and development in the steppe Dnieper conditions

Author

Vadym R. Davydov,

popup.head Yuriy V. Lykholat
popup.opponent Yuriy I. Gritsan
popup.opponent Yaroslav V. Pirko
popup.review Viktor V. Brygadyrenko
popup.review Irina A. Ivanko

Status

Доктор філософії, 091, Біологія та біохімія

Date

22-11-2023

Description

Дисертаційна робота присвячена встановленню закономірностей успішної інтродукції рослин роду Chaenomeles Lindl та динаміки накопичення біологічно активних вторинних метаболітів за вегетації в умовах степового Придніпров’я. Природне різноманіття цінних плодових видів у регіоні є недостатнім і потребує збагачення, у тому числі за рахунок інтродукції. Процеси біосинтезу вторинних метаболітів в інтродукованих рослинах характеризуються значною варіабельністю залежно від умов середовища, що обумовлює актуальність системних досліджень упродовж періоду вегетації. Біологічно активні речовини рослин роду Chaenomeles відомі своїми оздоровчими властивостями, які підтверджені науковими дослідженнями і сприяють профілактиці або полегшенню перебігу багатьох захворювань, включаючи хронічні запалення, діабет, імунні патології, рак та нейродегенеративні хвороби. Широке впровадження рослин хеномелесу у культуру в степовому регіоні здатне забезпечити надійне джерело біологічно активних фітокомпонентів, що потребує виявлення перспективних вихідних форм рослин для створення посухостійких урожайних сортів. Дослідження проведені на території ботанічного саду Дніпровського національного університету імені Олеся Гончара (м. Дніпро, 48°26'14,09'' N, 35°02'3511''E). Ботанічний сад площею 33,0 га локалізований у правобережній частині міста, що знаходиться на відрогах Придніпровської височини, у степовій зоні України. Ґрунти дослідних ділянок, на яких розташована колекція інтродукованих рослин роду Chaenomeles Lindl., класифіковані як урбочорноземи звичайні слабко порушені з глибоким розміщенням ґрунтових вод. Аналіз погодно-кліматичних умов у регіоні під час проведення досліджень показав наявність принаймні одного посушливого періоду у другій половині вегетації рослин: липень – середина серпня (2017 і 2020 роки) або кінець серпня – вересень (2019 рік). Об’єктами досліджень слугували три види природного походження та дві гібридні форми роду Chaenomeles Lindley (родина Rosaceae), інтродуковані у ботанічному саду ДНУ понад 20 років тому: Ch. japonica, Ch. cathaeynsis, Ch. speciosa, Ch. ×superba та Ch. ×californica. Таксономічні визначення досліджуваних рослин наведені відповідно до сучасної ботанічної номенклатури. Матеріалом для проведення фізіолого-біохімічних досліджень слугували листки і плоди, зібрані у відповідні періоди вегетації. Під час виконання роботи були застосовані загальноприйняті та спеціальні методи наукових досліджень (польові, лабораторні, математичної статистики), включаючи спектрофотометрію, селективну екстракцію сполук, газову хроматографію – мас-спектрометрію (GC-MS), мікробіологічні. Встановлено, що фенологічні ритми інтродукованих рослин роду Chaenomeles за тривалістю періоду вегетації не співпадали із сезонністю степового регіону. Однак, усі види і гібриди у кліматичних умовах степової зони проходили та завершували фенологічні фази і плодоносили, що вказує на перспективність їх культивування у регіоні та використання у селекційному процесі як вихідних форм для створення посухостійких сортів. Рівень водного дефіциту у листі всіх інтродукованих рослин Chaenomeles знаходився у припустимих межах як у вологий період вегетації, так і посушливий завдяки ефективній регуляції водного режиму. У рослин Ch. japonica, Ch. spesiosa і Ch. × superba спостерігалось швидке відновлення водного балансу після посухи та гнучка регуляція інтенсивності транспірації у період посухи і після неї. У Ch. cathayensis і Ch. × californica більш значний4 водний дефіцит у період відновлення вологозабезпечення узгоджується з низькими балами цих видів за шкалою посухостійкості. Координоване функціонування антиоксидантних ферментів у листі Ch. japonica, Ch.× superba і Ch. speciosa впродовж вегетації підвищувало толерантність рослин до комбінованого впливу посухи, високої температури та інтенсивного освітлення. Низький рівень кореляції між антиоксидантними ферментами у листі Ch. cathayensis і Ch. × californica вказував на більшу чутливість рослин до стресових умов степового клімату. Сезонні зміни метаболізму фенольних сполук у листі інтродукованих рослин Chaenomeles упродовж вегетації в умовах степового клімату полягали у зростанні частки флавоноїдів на фоні зниження загального вмісту поліфенолів у міру зрілості листя. Високий відсоток флавоноїдів у зрілому листі Ch. japonica, Ch. speciosa і Ch. × superba у період посухи сприяв підтримці адаптивної здатності рослин.