REACTIONS OF WINTER WHEAT SEEDLINGS TO PHYSIOLOGICAL DROUGHT: THE POSSIBILITY OF EARLY SCREENING OF SENSITIVE AND TOLERANT GENOTYPES

Osjetljivost biljaka na sušu genetski je predodređena u fenološkim, fiziološkim, biokemijskim i molekularnim svojstvima, a genetsko poboljšanje otpornosti zahtijeva identificiranje odgovarajućih mehanizama koji sudjeluju u inhibiranju ili ublažavanju štetnih učinaka stresa izazvanog nedostatkom vode. Tri dana stari klijanci 18 različitih sorti ozime pšenice izloženi su uvjetima vodnog deficita tijekom sedam dana (ψ = -0,3 MPa) uz pomoć polietilenglikola (PEG-6000). Istraživanje je obuhvatilo morfološke (visina izdanka i duljina korijena), fiziološke i biokemijske (relativni sadržaj vode, oštećenost biomembrana, razina lipidne peroksidacije, sadržaj slobodnog prolina, koncentracija fotosintetskih pigmenata) te fluorometrijske parametre (fluorescencija klorofila a). Multivarijantna analiza otkrila je da je potrebna potpuna interakcija složene kolekcije svojstava koje omogućuju prilagodbu na sušu kako bi se identificirali mehanizmi koji najbolje objašnjavaju varijabilnost među ispitivanim sortama. Fluorescencija klorofila a pokazala se kao najefikasnija metoda za rani probir osjetljivih i tolerantnih genotipova, ali ipak kombinacija parametara fluorescencije i određenih biokemijskih parametra ključna je za uspješnost oplemenjivačkog programa. Istraživanja utjecaja okolišnih stresora (poput suše) na rani rast klijanaca mogu upotpuniti znanja potrebna za rješavanje nekih temeljnih pitanja, kao što je stupanj plastičnosti, kako kod mladih nerazvijenih, tako i potpuno razvijenih biljaka.Plant susceptibility to drought is genetically predetermined in phenological, physiological, biochemical, and molecular properties, and genetic improvement of drought resistance requires identification of appropriate mechanisms involved in inhibiting or mitigating the adverse effects of drought stress. Three-day-old seedlings of 18 different winter wheat cultivars were exposed to water deficit conditions for seven days (ψ = −0.3 MPa) using polyethylene glycol (PEG-6000). The study included measurements of morphological (shoot and root length), physiological and biochemical (relative water content, membrane leakage, lipid peroxidation level, free proline content, photosynthetic pigment concentration, and chlorophyll a fluorescence. Multivariate analysis revealed that the complete interaction of a complex collection of drought-adapting traits is needed to identify the parameters that best explain the variability among the studied cultivars. Chlorophyll a fluorescence appeared to be the most effective method for early screening of sensitive and tolerant genotypes. However, a combination of particular chlorophyll a fluorescence test parameters and specific biochemical parameters is vital for a successful breeding program. Research on the impact of environmental stressors (such as drought) on early seedling growth can complement the knowledge needed to address some fundamental issues, such as the degree of plasticity, in both young as well as fully developed plants