Изучение активности антиоксидантных ферментов у различных генотипов кукурузы
DOI:
https://doi.org/10.31279/ABNC-2026-16-3-138Ключевые слова:
кукуруза Zea mays L., антиоксидантные ферменты, сроки посева, генотип, ферментативная активность, высокая температураАннотация
Введение. Ирак испытывает серьёзный дефицит влаги, усугубляемый изменением климата. Генетические особенности и сроки посева имеют решающее значение для повышения эффективности использования воды и устойчивости сельскохозяйственного производства.
Материалы и методы. Полевой опыт был проведён на опытном поле Аль-Джадрия при Багдадском университете, Колледж инженерных наук в сельском хозяйстве. Шесть генотипов кукурузы (G1-Agr183, G2-PAN466, G3-Ly55, G4-OH40, G5-Xq880 и G6-IK58) высевали в три срока (1 августа, 7 августа и 15 августа) в осенний сезон 2023–2024 гг. Опыт закладывали по схеме рандомизированных полных блоков в трёхкратной повторности. Образцы листьев анализировали в лабораториях кафедры полевых культур Колледжа инженерных наук в сельском хозяйстве. Для сравнения средних значений использовали тест наименьшей существенной разности при уровне вероятности 0,05%, статистическую обработку данных выполняли с помощью программы GenStat.
Результаты. Результаты показали, что генотип G6 характеризовался более высокой активностью каталазы во все три срока посева, тогда как генотип G2 проявлял повышенную активность пероксидазы в те же периоды, что свидетельствует о высокой адаптивной эффективности этих двух генотипов. Активность супероксиддисмутазы (СОД) также различалась между генотипами: наибольшие значения отмечены у генотипа G6 в третий (D3) и первый (D1) сроки посева, а у генотипа G5 — во второй срок (D2), что указывает на зависимость ферментативного ответа от взаимодействия «генотип × срок посева». Что касается сроков посева, активность каталазы была максимальной в D3, тогда как активности пероксидазы и СОД достигали пика в D1, что отражает влияние срока посева на регуляцию эффективности антиоксидантной системы защиты.
Заключение. Полученные результаты демонстрируют, что активность ферментов и реакция кукурузы на сроки посева существенно варьируют в зависимости от генотипа. Таким образом, выбор оптимального срока посева имеет важное значение для оптимизации роста культуры в конкретных условиях освещённости, влажности и температуры.
Библиографические ссылки
Fortunato S., Lasorella C., Dipierro N., et al. Redox signaling in plant heat stress response. Antioxidants. 2023;12:605. https://doi.org/10.3390/antiox12030605
Al-Azawi N.M., Plyushchikov V.G, Gadzhikurbanov A., et al. Analysis of genetic parameters and estimation of oil and protein percentage by using full diallel cross in maize, Plant Archives. 2020;20(S1):3421-3425.
Kikakedimau N.R., Kongo Z.H., Mikodi M.A., et al. Gamma radiation effects (Cs¹³⁷) on the local variety culture of corn (Zea mays L.) under ecological conditions of Kenge. European Journal of Agriculture and Food Sciences. 2022;4(1):33-38. https://doi.org/10.24018/ejfood.2022.4.1.434 DOI: https://doi.org/10.24018/ejfood.2022.4.1.434
Alvi A.K., Aqeel S., Rafique T., et al. Screening of maize (Zea mays L.) genotypes for drought tolerance using photosynthetic pigments and anti-oxidative enzymes as selection criteria. Pakistan Journal of Botany. 2022;54(1). http://dx.doi.org/10.30848/PJB2022-1(1) DOI: https://doi.org/10.30848/PJB2022-1(1)
Mousavi A.K., Dadashi M.R., Kalat S.M.N., et al. The effect of planting date and irrigation regimes on yield and chlorophyll content, osmolytes and antioxidant enzymes in sweet corn (Zea Mays L. var saccarata). Romanian Agricultural Research. 2023;40:95-104. https://doi.org/10.59665/rar4009 DOI: https://doi.org/10.59665/rar4009
Wahed S. A and Al-Azawi N.M.2023.Study of oxidative enzymes in many genotypes of (Zea mays L.). Iraqi Journal of Market Research and Consumer Protection. 2023;15(1),54-65. https://doi.org/10.28936/jmracpc15.1.2023.(5) DOI: https://doi.org/10.28936/jmracpc15.1.2023.(5)
Hayyan M., Hashim M.A., Alnashef I.M. Superoxide Ion: Generation and Chemical Implications. Chemical Reviews. 2016;116:3029–3085. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.5b00407 DOI: https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.5b00407
Scandalios J.G., Acevedo A., Ruzsa S. Catalase gene expression in response to chronic high temperature stress in maize. Plant Science. 2000;156(1):103–110. https://doi.org/10.1016/s0168-9452(00)00235-1 DOI: https://doi.org/10.1016/S0168-9452(00)00235-1
Singh I., Debnath S., Gautam A., et al. Characterization of contrasting genotypes reveals general physiological and molecular mechanisms of heat-stress adaptation in maize (Zea mays L.). Physiology and Molecular Biology of Plants. 2020;26(5):921–929. https://doi.org/10.1007/s12298-020-00801-6 DOI: https://doi.org/10.1007/s12298-020-00801-6
Yuan H.M., Liu W.C., Lu Y.T. Catalase2 coordinates SA-mediated repression of both auxin accumulation and JA biosynthesis in plant defenses. Cell Host & Microbe. 2017;21(2):143–155. https://doi.org/10.1016/j.chom.2017.01.007 DOI: https://doi.org/10.1016/j.chom.2017.01.007
Zhu X., Song F., Xu H. Influence of arbuscular mycorrhiza on lipid peroxidation and antioxidant enzyme activity of maize plants under temperature stress. Mycorrhiza. 2010;20(5):325–332. https://doi.org/10.1007/s00572-009-0285-7 DOI: https://doi.org/10.1007/s00572-009-0285-7
Yang H., Huang T., Ding M., et al. High temperature during grain filling impacts on leaf senescence in waxy maize. Agronomy Journal. 2017;109(3):906–916. https://doi.org/10.2134/agronj2016.08.0452 DOI: https://doi.org/10.2134/agronj2016.08.0452
Keyster M., Klein A., Ludidi N. Caspase-like enzymatic activity and the ascorbate-glutathione cycle participate in salt stress tolerance of maize conferred by exogenously applied nitric oxide. Plant Signaling & Behavior. 2012;7(3):349–360. https://doi.org/10.4161/psb.18967 DOI: https://doi.org/10.4161/psb.18967
Klein A., Keyster M., Ludidi N. Caffeic acid decreases salinity-induced root nodule superoxide radical accumulation and limits salinity-induced biomass reduction in soybean. Acta Physiologiae Plantarum. 2013;35(10):3059–3066. https://doi.org/10.1007/s11738-013-1339-1 DOI: https://doi.org/10.1007/s11738-013-1339-1
Samat A.T., Soltabayeva A., Bekturova A., Zhanassova K., Auganova D., Masalimov Z., Srivastava S., Satkanov M., Kurmanbayeva A. Plant responses to heat stress and advances in mitigation strategies. Frontiers in Plant Science. 2025;6:1638213. https://doi.org/10.3389/fpls.2025.1638213 DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2025.1638213
Fortunato S., Lasorella C., Dipierro N., et al. Redox signaling in plant heat stress response. Antioxidants. 2023;12(3):605. https://doi.org/10.3390/antiox12030605 DOI: https://doi.org/10.3390/antiox12030605
Kumašin A., Mahmutovic L., Hromic-Jahjefendic A. Testing temperature and pH stability of the catalase enzyme in the presence of inhibitors. Periodicals of engineering and natural sciences (PEN). 2022;10(2):18–29. https://doi.org/10.21533/pen.v10.i2.571 DOI: https://doi.org/10.21533/pen.v10.i2.571
Guan L., Chen Y., Dong X. Impacts of high temperature and vapor pressure deficit on the maize opened spikelet ratio and pollen viability. Agronomy. 2024;14(11):2510. https://doi.org/10.3390/agronomy14112510 DOI: https://doi.org/10.3390/agronomy14112510
Jiang J., Zhang N., Srivastava A.K., et al. Superoxide dismutase positively regulates Cu/Zn toxicity tolerance in sorghum bicolor by interacting with Cu chaperone for superoxide dismutase. Journal of Hazardous Materials. 2024;480:135828. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.135828 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.135828
Rabbani B., Safdary A. Effect of Sowing date and plant density on yield and yield components of three maize (Zea mays L.) genotypes in Takhar climatic conditions of Afghanistan. Central Asian Journal of Plant Science and Innovation. 2021;(2):109–120. https://doi.org/10.22034/CAJPSI.2021.02.06
Aebi H. Catalase in Vitro. Methods in Enzymology. 1984;105:121–126. https://doi.org/10.1016/S0076-6879(84)05016-3 DOI: https://doi.org/10.1016/S0076-6879(84)05016-3
Nezih M. The peroxidase enzyme activity of some vegetables and its resistance to heat. Journal of the Science of Food and Agriculture. 1985;36(9):877–880. https://doi.org/10.1002/jsfa.2740360918 DOI: https://doi.org/10.1002/jsfa.2740360918
Beyer W.F., Fridovich I. Assaying for superoxide dismutase activity: Some large consequence of minor change in conditions. Analytical Biochemistry. 1987;161:559–566. https://doi.org/10.1016/0003-2697(87)90489-1 DOI: https://doi.org/10.1016/0003-2697(87)90489-1
Hussain H.A., Men S., Hussain S., et al. Interactive effects of drought and heat stresses on morpho-physiological attributes, yield, nutrient uptake and oxidative status in maize hybrids. Scientific Reports. 2019;9(1):1–12. https://doi.org/10.1038/s41598-019-40362-7 DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-019-40362-7
Yin H., Chen Q., Yi M. Effects of short-term heat stress on oxidative damage and responses of antioxidant system in Lilium longiflorum. Plant Growth Regulation. 2008;54(1):45–54. https://doi.org/10.1007/s10725-007-9227-6 DOI: https://doi.org/10.1007/s10725-007-9227-6
Kumar S., Gupta D., Nayyar H. Comparative response of maize and rice genotypes to heat stress: status of oxidative stress and antioxidants. Acta Physiologiae Plantarum. 2012;34(1):75–86. https://doi.org/10.1007/s11738-011-0806-9 DOI: https://doi.org/10.1007/s11738-011-0806-9
Chakraborty U., Pradhan D. High temperature-induced oxidative stress in Lens culinaris, role of antioxidants and amelioration of stress by chemical pre-treatments. Journal of Plant Interactions. 2011;6(1):43–52. https://doi.org/10.1080/17429145.2010.513484 DOI: https://doi.org/10.1080/17429145.2010.513484
Doğru A. Effects of heat stress on photosystem II activity and antioxidant enzymes in two maize cultivars. Planta. 2021;253(4):85. https://doi.org/10.1007/s00425-021-03611-6 DOI: https://doi.org/10.1007/s00425-021-03611-6
Hussain I., Ashraf M.A., Rasheed R., Iqbal M., Ibrahim M., Ashraf S. Heat shock increases oxidative stress to modulate growth and physico-chemical attributes in diverse maize cultivars. International Agrophysics. 2016;30(4):519–531. https://doi.org/10.1515/intag-2016-0023 DOI: https://doi.org/10.1515/intag-2016-0023
Ranjeet R.K., Sharma S.K., Rai G.K., et al. Exogenous application of Putrescine at pre-anthesis enhances the thermotolerance of wheat (Triticum aestivum L.). Indian Journal of Biochemistry and Biophysics. 2014;51(5):396–406.
Yadav S.K., Vanaja M., Maheswari M. Exogenous Application of Bio-Regulators for Alleviation of Heat Stress in Seedlings of Maize. Journal of Agricultural Research. 2017;2(3). https://doi.org/10.23880/OAJAR-16000137 DOI: https://doi.org/10.23880/OAJAR-16000137
Загрузки
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2026 Нагам Маджид Хамид Аль-азауи
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
