The role of gibberellins in improving the resistance of tebuconazole-coated maize seeds to chilling stress by microencapsulation

Abstract

Chilling stress during germination often causes severe injury. In the present study, maize seed germination and shoot growth under chilling stress were negatively correlated with the dose of tebuconazole in an exponential manner as predicted by the model Y = A + B × e(−x/k). Microencapsulation was an effective means of eliminating potential phytotoxic risk. The gibberellins (GAs) contents were higher after microencapsulation treatment than after conventional treatment when the dose of tebuconazole was higher than 0.12 g AI (active ingredient) kg−1 seed. Further analysis indicated that microencapsulation can stimulate ent-kaurene oxidase (KO) activity to some extent, whereas GA 3-oxidase (GA3ox) and GA 2-oxidase (GA2ox) activities remained similar to those in the control. Genes encoding GA metabolic enzymes exhibited different expression patterns. Transcript levels of ZmKO1 increased in the microcapsule treatments compared to the control. Even when incorporated into microcapsules, tebuconazole led to the upregulation of ZmGA3ox1 at doses of less than 0.12 g AI kg−1 seed and to the upregulation of ZmGA3ox2 when the dose was higher than 0.12 g AI kg−1 seed. With increasing doses of microencapsulated tebuconazole, the transcript levels of ZmGA2ox4, ZmGA2ox5 and ZmGA2ox6 exhibited upward trends, whereas the transcript levels of ZmGA2ox7 exhibited a downward trend.

Seed Priming with Melatonin Improves the Seed Germination of Waxy Maize under Chilling Stress via Promoting the Antioxidant System and Starch Metabolism

“…Seed germination is a complicated physiological and biochemical process modulated by plant growth regulators and phytohormones such as polyamines 20 , gibberellins 4 , abscisic acid and salicylic acid 21,22 . Seed priming with or exogenous applications of these agents have been proven to alleviate the adverse effects of drought and chilling stress.…”

“…However, it is a thermophilic crop species and, as such, is highly sensitive to low temperature during germination and early seedling establishment 2,3 . CS during seed germination causes severe problems around the world including in China 4 , the United States, South Korea, Poland 5 and Switzerland 6 . Moreover, due to global climate change, increased frequencies of extreme weather events, such as unexpected and sudden chilling events occurring after seed sowing often have negative effects on maize seed germination and shoot growth in northeastern China.…”

Impact of gibberelic acid and tebuconazole on formation of the leaf system and functioning of donor – acceptor plant system of solanaceae vegetable crops

“…Основні закономірності функціонування донорно-акцепторних відносин (концепції "sourcesink") вивчаються під час аналізу співвідношення інтенсивності росту та фотосинтезу, де процеси росту виступають як основний акцептор, а фотосинтез -як донор асимілятів (Rogach and Rogach, 2015;Yu et al, 2015;Kuryata et al, 2016;Rogach et al, 2016). Регуляція ростових процесів -один із дієвих засобів підвищення урожайності сільськогосподарських культур шляхом змін донорно-акцепторних відносин у рослині (Poprotska and Kuryata, 2017), поліпшення якості аграрної продукції (Kuryata and Hodanic'ka, 2012) та підвищення стійкості культурних рослин до несприятливих абіотичних та біотичних чинників середовища завдяки мобілізації потенційних можливостей рослинного організму (Khan et al, 2012; Tae-Yun and Jung-Hee, 2012; Matysiak and Kaczmarek, 2013;Muhammad and Muhammad, 2013;Saeidi-Sar et al, 2013;Yang et al, 2016).…”

“…Із практичною метою широко застосовують рістстимулювальні гіберелінові препарати (Ribeiro et al, 2012;Poprotska and Kuryata, 2017), а також їх антагоністи -ретарданти, які блокують синтез або утворення гормон-рецепторного комплексу, внаслідок чого зменшується інтенсивність лінійного росту рослин (Ribeiro et al, 2012;Rogach et al, 2016). У літературі міститься інформація про застосування гібереліну та антигіберелінових препаратів із метою оптимізації продукційного процесу шляхом анатомо-морфологічних та фізіологобіохічіних змін у зерново-круп᾽яних (Muhammad and Muhammad, 2013;Wang et al, 2016;Yang et al, 2016), зернобобових (Saeidi-Sar et al, 2013;Yan et al, 2013;Golunova, 2015;Yan et al, 2015), олійних (Kuryata and Hodanic'ka, 2012;Kumar et al, 2013;Matysiak and Kaczmarek, 2013;Kuryata and Polyvanyj, 2015), овочевих (Khan et al, 2012;Tae-Yun and Jung-Hee, 2012;Pavlista, 2013;Tkachuk, 2015), технічних (Mohammad and Mohammad, 2013), лікарських і декоративних (Zhang et al, 2013;Sardoei et al, 2014;Sugiura et al, 2015) культур.…”

“…Тебуконазол гальмує ріст рослин кукурудзи, але підвищує схожість та стійкість рослин до холодового стресу. За дії препарату зростає вміст фотосинтетичних пігментів у листках культури (Yang et al, 2016). Суміш етиленпродуценту DCPTA та четвертинної амонієвої солі ССС зменшує висоту рослин за рахунок зменшення довжини міжвузлів.…”