Search academic texts

Registration Number

0823U101979, PhD dissertation

Title

Peculiarities of carbohydrate deposition in stems and its role in the production process of modern winter wheat varieties under well-watered and drought conditions

Author

Maksym V. Tarasyuk,

popup.head Oleh O. Stasyk
popup.opponent Iryna V. Kosakivska
popup.opponent Yuriy Y. Kolupaev
popup.review Viktor V. Shevchenko
popup.review Nadiya V. Sandetska

Status

Доктор філософії, 091, Біологія та біохімія

Date

25-01-2024

Description

Дисертаційна робота присвячена з'ясуванню особливостей накопичення і ремобілізації водорозчинних вуглеводів (ВРВ) у стеблах та їх ролі в продукційному процесі сучасних сортів озимої пшениці за оптимального і недостатнього зволоження. Використання депонованих в стеблі ВРВ відіграє важливу роль у забезпеченні наливу зростаючих зернівок, істотно доповнюючи головне джерело асимілятів – поточний фотосинтез. Збільшення депонувальної здатності стебла вважається перспективним напрямом селекційного поліпшення продуктивності пшениці, особливо для умов недостатнього зволоження в репродуктивний період, коли фотосинтетична асиміляція пригнічується. Водночас, наразі залишається актуальною розробка ефективного способу оцінки депонувальної ємкості стебла і визначення параметру, який би стабільно корелював з продуктивністю за змінних умов довкілля та дозволяв тестувати велику кількість селекційних зразків. Наявні в літературі відомості щодо розподілу депонованих ВРВ в різних частинах стебла, а також періоду (фази розвитку) максимального накопичення ВРВ у стеблі за різних умов вирощування є недостатніми і суперечливими. Тому метою даної роботи було з’ясування онтогенетичної динаміки накопичення і ремобілізації резервних розчинних вуглеводів у окремих сегментах стебла сучасних сортів озимої пшениці, та їх значимості для формування врожайності за оптимального та недостатнього зволоження. Матеріалом для досліджень слугували рослини сучасних сортів озимої м’якої пшениці (Triticum aestivum L.) селекції Інституту фізіології рослин та генетики НАН України. Дослідження динаміки накопичення й ремобілізації водорозчинних вуглеводів в окремих сегментах стебла в різних за продуктивністю та посухостійкістю сучасних сортів озимої пшениці у зв’язку з активністю фотосинтетичного апарату за оптимальних умов зволоження та впливу короткочасної посухи проводили в умовах вегетаційного досліду. У досліді 2019 р. посуху тривалістю 7 діб створювали обмеженням поливу в фазу цвітіння (BBCH61—69), а в досліді 2021 р. – на початку наливу зерна в фазу формування зернівки – молочної стиглості (BBCH71—75). Встановлено, що новіші сорти Подільська нива і Єдність характеризуються вищими максимальними рівнями питомого вмісту ВРВ у окремих частинах стебла порівняно з ранішим сортом Збруч, депонувальна здатність стебла якого значною мірою визначалася більшими висотою і масою сухої речовини. З’ясовано, що за оптимальних умов значна частина резервних ВРВ накопичується в стеблі після початку фази цвітіння колоса. Накопичення ВРВ в стеблі досягало максимуму на 14-17 добу від початку цвітіння перед періодом інтенсивного наливання зернівок. У кінці вегетації в фазу повної стиглості в контрольних і дослідних рослин усіх сортів питомий вміст ВРВ знижувався. Виявлено, що найбільша кількість резервних ВРВ у всіх досліджених генотипів депонується в другому міжвузлі, частка якого в загальній кількості ремобілізованих ВРВ становила в середньому близько 28 % від загальної в контрольних рослин і 30 % у дослідних. Частка третього міжвузля становила в середньому 24 % за обох режимів поливу. Кількість депонованих і ремобілізованих ВРВ сумарно з четвертого і п’ятого міжвузлів була меншою порівняно з окремо взятими другим чи третім та істотно зменшувалася за дії посухи. Встановлено, що показники депонувальної ємності стебла позитивно корелюють з зерновою продуктивністю генотипів озимої пшениці. При цьому, максимальна кількість накопичених і кількість ремобілізованих ВРВ тісніше і стабільніше корелювала з продуктивністю, ніж питомий вміст вуглеводів. Кореляція з величиною врожаю на одиницю площі посіву також була стабільнішою, ніж з масою зерна колоса. Найтісніше показники депонувальної ємності стебла корелювали з масою 1000 зерен, що підкреслює важливість використання депонованих ВРВ для наливання зернівок. Отримані дані свідчать, що здатність депонувати водорозчинні вуглеводи у стеблі до початку наливу зернівок є важливим фактором, що забезпечує формування врожаю, і може слугувати фізіологічним маркером високої продуктивності. Найбільшу депонувальну ємність мають міжвузля середньої частини стебла – друге і третє зверху, тому з метою спрощення і полегшення методичних процедур для оцінки великої кількості зразків, наприклад в селекційній практиці, можна рекомендувати показник кількості ВРВ в цих міжвузлях як характеристику депонувальної здатності стебла в цілому.