Анотація до роботи:

Починок В.М. Фізіолого-біохімічні особливості накопичення азоту та формування якості зерна у різних генотипів озимої м’якої пшениці. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.12 – фізіологія рослин. Інститут фізіології рослин і генетики НАН України, Київ, 2009.

Дисертація присвячена вивченню фізіолого-біохімічних особливостей асиміляції вуглецю і розподілу азоту в процесі формування продуктивності та якості зерна рослин озимої пшениці різних генотипів для виявлення шляхів їх оптимізації.

Показано, що високий вміст азоту, а отже і білка, в зерні озимої м’якої пшениці може формуватися кількома шляхами, в основі яких лежать співвідношення між процесами фотосинтезу, депонування азотовмісних сполук у стеблі та їх ремобілізації при наливанні зерна, а також додаткове поглинання азоту рослиною в період після цвітіння.

Виявлено тісні позитивні зв’язки між інтенсивністю фотосинтезу, накопиченням азоту у листках та стеблах рослин пшениці різних генотипів у фазу цвітіння та кількістю цього елемента в зерні з усього колоса за повної стиглості.

Зернівки високобілкового сорту характеризувалися більшим загальним числом електрофоретичних компонентів у спектрі високомолекулярних глютенінів та більшим числом субодиниць з високим показником якості за Пейном, що свідчить про підвищену активність процесів запасання азотовмісних сполук протягом формування зернівки порівняно із низькобілковим сортом.

1. Накопичення азотовмісних сполук у зерні пшениці визначається взаємодією фотосинтетичного апарату рослини та процесів накопичення азоту у вегетативних органах до фази цвітіння, ремобілізації цього елемента з вегетативних частин протягом наливання зерна та додатковим поглинанням із ґрунту в період після цвітіння.

2. Високий вміст білка в зерні у рослин озимої пшениці різних генотипів може забезпечуватись кількома шляхами, що характеризуються неоднаковим співвідношенням ремобілізації та додаткового поглинання азоту в період наливання зерна. Рослини сорту MVM 52-91 мали невисокий коефіцієнт ремобілізації, проте підвищену активність фотосинтетичного апарату і додаткове надходження азоту в зерно після цвітіння, тоді як рослини Київської остистої високобілкової накопичували багато азоту у стеблі до фази цвітіння і ефективно ремобілізовували його у зерно.

3. Низькобілковий, але врожайний сорт Пивна характеризувався нижчим вмістом азоту у вегетативних органах у фазу цвітіння, ніж високобілкові генотипи, та меншою ефективністю його ремобілізації. Однак асиміляція СО₂ була досить активною, що зумовило розбавляння азотовмісних сполук у зерні вуглеводами та високу зернову продуктивність.

4. Кількість азоту, що накопичується в зерні з усього колоса, обумовлена збалансованістю процесів фотосинтезу та поглинання і перерозподілу азоту в рослині, яка була найкращою у середньорослого високопродуктивного сорту Панна. Невисока інтенсивність фотосинтезу у високорослого сорту Українка 0246 чи слабке поглинання азоту в період наливання зерна у короткостеблового сорту Шарада призводили до зменшення їхньої зернової продуктивності та накопичення азоту в зерні з цілого колоса порівняно із сортом Панна.

5. Для дев’яти генотипів озимої м’якої пшениці, що різнилися за якістю зерна, висотою та продуктивністю, у фазу цвітіння виявлено тісні кореляційні зв’язки між вмістом азоту в листках і вмістом хлорофілу, інтенсивністю фотосинтезу, а також вмістом азоту в колосі.

6. Депонувальна здатність стебла пшениці має важливе значення для формування азотного індексу врожаю, про що свідчить суттєва кореляція між кількістю цього елемента у стеблі в період цвітіння та кількістю азоту в зерні з усього колоса за повної стиглості.

7. Високобілковий сорт MVM 52-91 характеризувався більшим загальним числом електрофоретичних компонентів у спектрі ВМ глютенінів та більшим числом субодиниць з високим показником якості за Пейном порівняно із низькобілковим сортом Пивна, що свідчить про високу активність процесів запасання азотовмісних сполук у сорту з високим вмістом білка на всіх етапах формування зернівки.

8. Фізіолого-генетична оптимізація у рослин пшениці таких процесів як підвищення депонувальної здатності стебла та інтенсивності фотосинтезу у фази колосіння – цвітіння, подовження активного функціонування фотосинтетичного апарату та підтримання здатності до поглинання азоту в період наливання зерна, підвищення ефективності ремобілізації азотовмісних сполук із вегетативних органів наприкінці вегетації, розширення спектра високомолекулярних глютенінів у зерні та збільшення субодиниць, що відповідають високим показникам якості, будуть сприяти подальшому поліпшенню якості зерна та підвищенню врожайності цієї найважливішої продовольчої культури.

Публікації автора:

1. Кірізій Д.А. Продуктивність та особливості реутилізації азоту в контрастних за якістю зерна рослин озимої пшениці різних генотипів / Д.А. Кірізій, Л.О. Лісневич, В.М. Починок // Физиология и биохимия культурных растений. – 2008. – Т. 40, № 1. – С. 23-32. (Особистий внесок здобувача 60 %, проводив вегетаційний дослід, визначав фізіологічні та біохімічні показники, брав участь у обговоренні результатів, оформив рукопис статті).

2. Кірізій Д.А. Фотосинтез і накопичення азоту у рослин озимої пшениці різних генотипів / Д.А. Кірізій, В.М. Починок // Физиология и биохимия культурных растений. – 2008. – Т. 40, № 4. – С. 338-345. (Особистий внесок здобувача 70 %, проводив вегетаційний дослід, визначав фізіологічні та біохімічні показники, брав участь у обговоренні результатів, оформив рукопис статті).

3. Кірізій Д.А. Вміст азоту та функціональна активність листків і стебел озимої пшениці різних генотипів / Д.А. Кірізій, В.М. Починок // Физиология и биохимия культурных растений. – 2008. – Т. 40, № 5. – С. 403-410. (Особистий внесок здобувача 70 %, проводив вегетаційний дослід, визначав фізіологічні та біохімічні показники, брав участь у обговоренні результатів, оформив рукопис статті ).

4. Кірізій Д.А. Роль фотосинтетичного апарату та характеру перерозподілу азоту у формуванні якості зерна пшениці / Д.А. Кірізій, В.М. Починок, П.Л. Рижикова // Тези міжнародної науково-практичної конференції «Екологія: наука, освіта, природоохоронна діяльність». – Умань. – 2007. – С. 29. (Особистий внесок здобувача 70 %, проводив вегетаційний дослід, визначав фізіологічні та біохімічні показники, брав участь у обговоренні результатів, оформив рукопис тез).

5. Починок В.М. Фотосинтез та реутилізація азоту у різних за якістю зерна генотипів озимої пшениці / В.М. Починок // Тези III міжнародної наукової конференції студентів і аспірантів «Молодь та поступ біології» (23-27 квітня 2007 р.). – Львів. – 2007. – С. 167-168. (Особистий внесок здобувача 100 %, проводив вегетаційний дослід, визначав фізіологічні та біохімічні показники, брав участь у обговоренні результатів, оформив рукопис тез).

6. Починок В.М., Лісневич Л.О., Кірізій Д.А. Фізіолого-біохімічні особливості різних за якістю зерна генотипів озимої м’якої пшениці / В.М. Починок, Л.О. Лісневич, Д.А. Кірізій // Тези доп. X конференції молодих вчених «Сучасний стан і пріоритети розвитку фізіології рослин, генетики та біотехнології» (25-26 жовтня 2007 р.). – Київ. – 2007. – С. 56-57. (Особистий внесок здобувача 60 %, проводив вегетаційний дослід, визначав фізіологічні та біохімічні показники, брав участь у обговоренні результатів, оформив рукопис тез).

7. Починок В.М. Особливості вуглекислотного газообміну та формування зернової продуктивності сортів озимої пшениці / В.М. Починок, Д.А. Кірізій // Тези доп. VI Міжнародної науково-практичної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених «Шевченківська весна». – (Київ, 20-23 березня 2008 р.). – Київ. – 2008. – С. 88-90. (Особистий внесок здобувача 70 %, проводив вегетаційний дослід, визначав фізіологічні та біохімічні показники, брав участь у обговоренні результатів, оформив рукопис тез).

8. Починок В.М. Фізіологічні особливості формування продуктивності та якості зерна озимої пшениці / В.М. Починок, Д.А. Кірізій // Тези доп. II Всеукраїнської науково-практичної конференції «Географія та екологія: наука і освіта». – (Умань 17-18 квітня 2008 р.). – Умань. – 2008. – С. 175-176. (Особистий внесок здобувача 70 %, проводив вегетаційний дослід, визначав фізіологічні та біохімічні показники, брав участь у обговоренні результатів, оформив рукопис тез).