Содержание аминокислот в растениях томата при применении препаратов «Глутамат натрия» и «Аминозол» в условиях солевого стресса

Актуальность. Изучение влияния препаратов, содержащих аминокислоты, на накопление свободных аминокислот в растениях актуально в оценке их регуляторного и антистрессового действия.
Методы. Лабораторный опыт проводили в 2020 г. на растениях томата сорта Бетта. В качестве субстрата использовали серую лесную среднесуглинистую почву. Опыт выполняли на почве с разным засолением — а) контроль (почва не засолена), б) засоленная почва (50 ммоль/кг NaCl), в) засоленная почва (100 ммоль/кг NaCl), используя три варианта подкормки: без подкормки, подкормка «Глутаматом натрия», подкормка препаратом «Аминозол». Аминокислоты экстрагировали из корней и надземных частей растений в фазе вегетативного роста смесью «этанол + хлороформ + + вода» (12:5:2) и применяли метод высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с предколоночной дериватизацией аминокислот фенилизотиоцианатом.
Результаты. Засоление почвы хлоридом натрия вызвало увеличение количества свободных аминокислот в проростках томата. Суммарное содержание аминокислот возрастало до 849,8 мкг/кг (50 ммоль/кг NaCl) и 606,9 мкг/кг (100 ммоль/кг NaCl) по сравнению с контрольной почвой (385,3 мкг/кг). Засоление способствовало накоплению серина (от 50,4 до 414,4 мкг/кг) в проростках. Обработка препаратами («Глутамат натрия» и «Аминозол») повлияла на накопление ряда аминокислот, отвечающих за стрессоустойчивость растений. Подкормка «Глутаматом натрия» повысила общую концентрацию аминокислот до 1146,6 мкг/кг (50 ммоль/кг NaCl) и 1017,7 мкг/кг (100 ммоль/кг NaCl) по сравнению с соответствующими вариантами без подкормки. При этом увеличилось содержание глутаминовой (до 188,3 и 425,1 мкг/кг) и аспаргиновой (до 50,8 и 198,7 мкг/кг) кислот. «Аминозол» способствовал увеличению суммы аминокислот до 1834,2 мкг/кг (50 ммоль/кг NaCl) и 934,4 мкг/кг (100 ммоль/кг NaCl) соответственно. 

1. Яхин О.И., Лубянов А.А., Калимуллина З.Ф., Батраев Р.А. Влияние регуляторов роста на стресс-индуцируемое накопление свободных аминокислот в растениях пшеницы. Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2012; (1): 38–40. https://elibrary.ru/oyeesf

2. Стаценко А.П., Перуанская О.Н. Накопление сводных аминокислот и морозостойкость озимой пшеницы. Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана. 1983; (3): 35–37.

3. Pan Y-Q. et al. The Photosynthesis, Na+/K+ Homeostasis and Osmotic Adjustment of Atriplex canescens in Response to Salinity. Frontiers in Plant Science. 2016; 7: 848. https://doi.org/10.3389/fpls.2016.00848

4. Pavlíková D., Zemanová V., Procházková D., Pavlík M., Száková J., Wilhelmová N. The long-term effect of zinc soil contamination on selected free amino acids playing an important role in plant adaptation to stress and senescence. Ecotoxicology and Environmental Safety. 2014; 100: 166–170. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2013.10.028

5. Ибрагимова З.Ш. Параметры водного режима и активность антиоксидантной системы у образцов сои в условиях засухи и засоления. Зернобобовые и крупяные культуры. 2022; (2): 16–23. https://doi.org/10.24412/2309-348X-2022-2-16-23

6. Alfosea-Simón M. et al. Effect of foliar application of amino acids on the salinity tolerance of tomato plants cultivated under hydroponic system. Scientia Horticulturae. 2020; 272: 109509. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2020.109509

7. Остроженкова Е.Г. Влияние хлорида натрия на прорастание семян пшеницы. Изучение метаболических профилей методом 1HЯМР. Современные подходы к развитию агропромышленного, химического и лесного комплексов. Проблемы, тенденции, перспективы. Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции. Великий Новгород: Новгородский государственный университет им. Ярослава Мудрого. 2021; 255–259. https://doi.org/10.34680/978-5-89896-744-4/2021.AIC.43

8. Иванкин А.Н. и др. О механизме биостимулирования и активации развития растительных культур. Лесной вестник. 2018; 22(5): 5–13. https://doi.org/10.18698/2542-1468-2018-5-5-13

9. Deivanai S., Xavier R., Vinod V., Timalata K., Lim O.F. Role of Exogenous Proline in Ameliorating Salt Stress at Early Stage in Two Rice Cultivars. Journal of Stress Physiology & Biochemistry. 2011; 7(4): 157–174. https://elibrary.ru/onzgpv

10. Рябчинская Т.А., Зимина Т.В. Средства, регулирующие рост и развитие растений, в агротехнологиях современного растениеводства. Агрохимия. 2017; (12): 62–92. https://doi.org/10.7868/S0002188117120092

11. Гончарова Ю.К., Харитонов Е.М., Якунина А.А., Брагина О.А. Кластеризация российских сортов риса по аминокислотному составу в связи с устойчивостью к засухе. Рисоводство. 2021; (3): 27–31. https://elibrary.ru/hgecia

12. Fierabracci V., Masiello P., Novelli M., Bergamini E. Application of amino acid analysis by high-performance liquid chromatography with phenyl isothiocyanate derivatization to the rapid determination of free amino acids in biological samples. Journal of Chromatography B: Biomedical Sciences and Applications. 1991; 570(2): 285–291. https://doi.org/10.1016/0378-4347(91)80531-G

13. Кривобочек В.Г., Стаценко А.П., Гураль Д.М., Курышев И.А. Изменчивость обменных процессов в растениях пшеницы при стрессовых воздействиях. Аграрный научный журнал. 2016; (6): 20–23. https://elibrary.ru/wiqjft

14. Федорова Л.Н., Федорова Ю.Н., Макеенко К.Н. Изучение влияния L-глутаминовой кислоты и L-аспарагиновой кислоты на адаптацию пробирочного материала картофеля. Современные тенденции в развитии АПК: технологии, качество, безопасность. Сборник материалов и докладов Международной научно-практической конференции. Великие Луки: Великолукская государственная сельскохозяйственная академия. 2021; 81–83. https://elibrary.ru/hbdurq

15. Wu X. et al. Gamma-aminobutyric acid (GABA) alleviates salt damage in tomato by modulating Na+ uptake, the GAD gene, amino acid synthesis and reactive oxygen species metabolism. BMC Plant Biology. 2020: 20; 465. https://doi.org/10.1186/s12870-020-02669-w