Photosynthesis activity of buckwheat leaves in connection with selection for high seed productivity | Активность фотосинтеза листьев гречихи в связи с селекцией на высокую семенную продуктивность

Photosynthesis activity of buckwheat leaves in connection with selection for high seed productivity | Активность фотосинтеза листьев гречихи в связи с селекцией на высокую семенную продуктивность

2023

Fesenko, A.N. | Amelin, A.V. | Zaikin, V.V. | Chekalin, E.I. | Ikusov, R.A. | Biryukova, O.V.

English. In plant breeding, the use of physiological signs as selection criteria is relevant. As known, photosynthesis provides the formation of more than 95% of the plant organic matter. Laboratory, vegetative and field experiments were conducted to study the genotypic features of the manifestation of adaptivity and photosynthetic activity in buckwheat leaves. It has been established that the buckwheat gene pool is characterized by a wide polymorphism in terms of activity and efficiency of photosynthesis. The interval of genotypic variation in the fruit formation phase was as follow: as to the quantum yield (QY) - 0.232-0.328 c. u.; photochemical quenching (PQ) - 0.521- 0.922 c.u., the activity of the electron transport chain (ETC) ‒ 97.1-137.6 c.u.; photosynthesis rate (PR) is 7.72-15.67 mcmol CO2/m2s. A significant relationship of less than 0.05 was established between PR, QY and ETC: the correlation coefficient between the indicators was 0.66. A significant association of PR with stomatal conductivity (r=0.47) and water use efficiency (r=0.56) was also observed. The correlation coefficient between PR and total plant productivity averaged +0.57, and with seed weight it was +0.47. The transpiration rate of leaf varied from 2.23 to 4.08 mmol H2O/m2s. Cultivars having high photosynthesis rate combined with moderate transpiration activity are of great importance for breeding. Among the studied cultivars, such properties are characteristic for 'Kara-Dag', 'Kalininskaya', and 'P 122/21'. These cultivars had the highest efficiency of transpired water using for leaf photosynthesis. There were distinguished according to the magnitude of the quantum yield and the electron transport chain, 'Diana', 'Scorospelaya 86', 'Agidel' and 'Ballada', according to the photochemical quenching of chlorophyll fluorescence, 'Diana', 'Ballada' and 'P107/21', and according to the photosynthesis rate, 'Diana' and 'P 109/21'. The listed varieties can serve as valuable sources in crop breeding for high photosynthesis activity and efficiency.

Show more [+]

Less [-]

Russian. В селекции растений актуально использование физиологических признаков как критериев отбора. Как известно, фотосинтез обеспечивает формирование более 95% органического вещества урожаев с.-х. культур. Проведены лабораторные, вегетационные и полевые опыты, в которых изучали генотипические особенности проявления фотосинтетической активности листьев гречихи. Установлено, что генофонд гречихи характеризуется широким полиморфизмом по показателям активности и эффективности фотосинтеза. Интервал их генотипического варьирования в фазу образования плодов составлял по квантовому выходу (КВ) 0,232-0,328 у.е.; фотохимическому тушению (ФХТ) 0,521-0,922 у.е., активности электронно-транспортной цепи (ЭТЦ) 97,1-137,6 у.е.; интенсивности фотосинтеза (ИФ) 7,72-15,67 mсmol CO2/m2s. Между ИФ, КВ и ЭТЦ установлена значимая (P меньше 0,05) связь: коэффициент корреляции между показателями был равен 0,66. Также наблюдали достоверную связь ИФ с устьичной проводимостью (r=0,47) и эффективностью использования воды (r=0,56). Между ИФ и общей продуктивностью растений коэффициент корреляции составлял в среднем +0,57, а с массой семян +0,47. Интенсивность транспирации листьев изменялась от 2,23 до 4,08 mmol H2O/m2s. Для селекции большую ценность представляют сортообразцы, у которых высокая интенсивность фотосинтеза сочетается с умеренной активностью транспирации. Среди изученных сортообразцов такими свойствами характеризуются Кара-Даг, Калининская и Р 122/21. У этих сортообразцов была самой высокой и эффективность использования транспирируемой воды на фотосинтез листьев. По величине КВ и активности ЭТЦ выделились сорта Диана, Скороспелая 86, Агидель и Баллада, по ФХТ флуоресценции хлорофилла Диана, Баллада и Р107/21, а по интенсивности фотосинтеза Диана и образец Р 109/21. Перечисленные сорта могут служить ценными источниками в селекции культуры на высокую активность и эффективность фотосинтеза.

Show more [+]

Less [-]

Bibliographic information

Вестник аграрной науки | Bulletin of Agrarian Science

Issue

3

ISSN

2587-666X

Other Subjects

Amelioration des plantes; Federacion de rusia; Polymorphisme genetique; Federation de russie; Fotosintesis; Epurage des varietes