Пролин, неэссенциальная аминокислота, играет ключевую роль в адаптации растений к абиотическим стрессам.
В овощных культурах, таких как томат (Solanum lycopersicum), морковь (Daucus carota), перец (Capsicum annuum), лук (Allium cepa) и картофель (Solanum tuberosum), пролин функционирует как осмопротектор, антиоксидант и стабилизатор мембран.
Здесь мы проанализируем механизмы действия пролина, его накопление под влиянием стрессоров и перспективы экзогенного применения в агрономии.
Результаты исследований показывают, что внесение пролина повышает урожайность на 10-25% в условиях засухи и засоления, с особым эффектом на луке и картофеле.
Абиотические стрессы, включая засуху, засоление почвы, экстремальные температуры и окислительный стресс, являются основными факторами, ограничивающими продуктивность овощных культур во всем мире. В ответ на эти вызовы растения активируют различные механизмы адаптации, среди которых накопление совместимых осмолитов играет центральную роль.
Пролин (C5H9NO2), циклическая аминокислота, синтезируется из глутаминовой кислоты через путь Δ1-пирролин-5-карбоксилат-синтазы (P5CS) и является одним из наиболее изученных осмопротекторов.
В овощных культурах пролин не только поддерживает клеточный тургор, но и защищает макромолекулы от денатурации, способствуя повышению урожайности и качества продукции.
Механизмы действия пролина в овощных культурах
🔹 Осморегуляция и гидратация
Пролин накапливается в цитоплазме и вакуолях клеток, снижая осматический потенциал и способствуя удержанию воды.
🍅 В томатах под засухой концентрация пролина может увеличиваться в 10-100 раз, что предотвращает обезвоживание и поддерживает фотосинтез.
🥕 Аналогично, в моркови пролин стабилизирует корневую систему, улучшая поглощение воды и питательных веществ в фазе утолщения корнеплода.
🧅 В луке (Allium cepa) пролин усиливает осморегуляцию в луковицах, способствуя их формированию и хранению, особенно в засолённых почвах.
🔹 Антиоксидантная защита
Пролин нейтрализует реактивные формы кислорода (ROS), предотвращая окислительное повреждение ДНК, белков и липидов.
🫑 В перце (Capsicum annuum) внекорневое внесение пролина (10-20 мМ) снижает уровень малондиальдегида (MDA) — маркера липидной пероксидации — на 30-50% под солевым стрессом.
🥔 В картофеле (Solanum tuberosum) пролин защищает клубни от окислительного стресса, вызванного холодом, сохраняя целостность мембран и снижая повреждения от заморозков.
🔹 Стабилизация мембран и белков
Благодаря своей гидрофобной структуре пролин взаимодействует с фосфолипидами мембран, повышая их устойчивость к деформации.
🥒 В огурцах (Cucumis sativus) это приводит к сохранению целостности хлоропластов и митохондрий, обеспечивая непрерывный метаболизм.
Аналогичный эффект наблюдается в луке, где пролин стабилизирует белки в условиях теплового стресса.
Метаболическая роль
Пролин участвует в цикле Кребса как источник энергии, особенно в условиях гипоксии или голодания.
В овощных культурах он способствует транспорту азота и синтезу других аминокислот, таких как аргинин и орнитин.
В картофеле пролин способствует накоплению крахмала в клубнях, улучшая их качество и устойчивость к абиотическим стрессам.
Результаты
В томатах внесение пролина повысило урожайность на 15-25% в засушливых условиях, с увеличением содержания сахаров в плодах на 10%.
В моркови наблюдалось снижение симптомов "сердцевидной гнили" (борный дефицит) на 40%, благодаря синергии пролина с микроэлементами.
Для перца и огурцов пролин усилил толерантность к соли (NaCl 100 мМ), повысив активность антиоксидантных ферментов (SOD, CAT) на 20-30%.
В луке внекорневое применение пролина (20 мМ) увеличило размер луковиц на 10-15% под засолением, снизив уровень ROS и улучшив хранение.
В картофеле пролин повысил устойчивость клубней к холодовому стрессу (4-8°C), увеличив содержание крахмала на 10-15% и урожайность на 12% в полевых условиях.
В среднем, листовые подкормки пролин-содержащими препаратами увеличили вегетативную массу на 12-18% без негативных эффектов.
В корнеплодах его роль особенно заметна в хранении и формировании корнеплодов, где пролин синергирует с другими осмолитами, такими как глицинбетаин. Оптимальные дозы зависят от культуры.
Заключение
Пролин — ключевой компонент адаптации овощных культур к стрессам, обеспечивающий осморегуляцию, антиоксидантную защиту и метаболическую стабильность.
Внекорневые подкормки биостимуляторами с пролином открывают перспективы для устойчивого земледелия, особенно в изменяющемся климате, с заметными преимуществами для лука и картофеля.
Забирайте самые эффектные ПРОГРАММЫ ПОДКОРМОК для дачи на все культуры
https://t.me/superagro_com/852
Обязательно подпишись! Там вы всегда сможете задать свои вопросы!