The problem of drought impact on crop productivity is especially relevant for the leading cereal – wheat, since significant cultivation areas of this crop are located in risky farming zones. The aim of our studies was to compare the peculiarities of drought impact during the period of vegetative growth and reproductive development on the chlorophyll content, activity of chloroplast antioxidant enzymes, the rate of carbon dioxide gas exchange and transpiration as well as productivity of the wheat plants. The studies were carried out on bread winter wheat plants (Triticum aestivum L.) of the Astarta and Natalka varieties grown in a pot experiment. The plants were watered daily to maintain the soil moisture level in the pots in the range 70–60% of field capacity. Drought treatment involving decrease in soil moisture to 30% of the field capacity was applied to some of the plants at late stem elongation stage (BBCH 37-45) and to other plants at heading-anthesis (BBCH 59-65) while control plants were watered as usual. After 7 days of drought, the watering of treated plants was resumed to maintain the soil moisture at the level of control plants until the harvest. The penultimate leaf at the late stem elongation stage and flag leaf at the heading–anthesis period were used for measurements of photosynthetic apparatus response to drought. Plants of both varieties treated at stem elongation stage showed lower decline in the photosynthetic activity, chlorophyll content and grain productivity than those treated at heading-anthesis. The results obtained indicated that photosynthetic apparatus of wheat has a higher drought tolerance at the stem elongation stage than during the heading-anthesis stage. Furthermore, plants stressed at the stem elongation stage revealed better compensatory growth of lateral productive shoots due to superior supply of plants with assimilates after drought termination. Astarta variety had a more drought-tolerant photosynthetic apparatus and higher grain productivity in both well-watered and drought conditions as compared to Natalka variety. The differences between varieties were more contrasting when drought was applied at heading-anthesis.

No abstract

Пшениця -важлива продовольча культура світу, на яку припадає п'ята частина загальної кількості калорій і білків, є культурою, чутливою до нестачі вологи у ґрунті. Посуха погіршує ріст і розвиток рослин, впливає на фізіолого-біохімічні процеси, знижує продуктивність рослин. Одним із найчутливіших до дії посухи фізіологічним процесом вважають фотосинтетичну асиміляцію CO 2 . Цей огляд присвячено аналізу літературних даних і результатів власних досліджень щодо дії посухи на показники фотосинтетичного апарату пшениці на різних рівнях його організації -від морфологічного до молекулярного. Актуальність досліджень ознак, асоційованих із посухостійкістю, зумовлена значним, порівняно з іншими абіотичними чинниками, зниженням урожайності за дії посухи, почастішанням посушливих умов у період вегетації пшениці, складним характером реакції цієї культури на посуху та необхідністю пришвидшення селекційного процесу. Аналіз морфологічних показників фотосинтетичного апарату засвідчує, що крім безпосереднього впливу цього стресового чинника на площу асиміляційної поверхні рослини він іще позначається на поглинанні та ефективності перетворення світлової енергії на біомасу, а також залежить від ремобілізації фотосинтетично асимільованого вуглецю з нелисткових органів пшениці. Тоді як інтегральний показник -інтенсивність фотосинтезу -під впливом посухи знижується (величина цього зниження залежить від генотипу, фази розвитку рослин та жорсткості стресу), окремі складові фотосинтетичної активності можуть по-різному реагувати на дію цього стресу. Зокрема, нефотохімічне гасіння флуоресценції хлорофілу а різних ліній пшениці за умов посухи носить різноспрямований характер. Розглянуто виявлені останніми роками перспективні ознаки посухотолерантності пшениці, зокрема довготривалі перебудови фотосинтетичного апарату, що включають зміни структури внаслідок фосфорилювання комплексу ФС II-СЗК II разом зі стехіометрією білка. В огляді також висвітлено роль антиоксидантних ферментів хлоропластів, які запобігають спричиненому дією посухи накопиченню активних форм кисню і тим самим попереджують функціональні та структурні зміни хлоропластів, деградацію хлорофілу, порушення цілісності мембран тилакоїдів. За літературними даними вивчено роль органічних та неорганічних речовин у підтриманні осморегуляції рослин за нестачі води, проаналізовано ймовірні механізми їх дії. Описано локуси кількісних ознак, пов'язаних із ДНК-маркерами посухостійкості пшениці як механізми посухостійкості. Отже, аналіз літературних даних і власних результатів показав, що толе-

Aim. Search for physiological characteristics of high-yielding varieties of winter wheat based on a comparative analysis of efficiency of solar energy conversion into biomass under natural drought during the grain filling period. Methods. Morphometric, actinometric, statistical. Results. It was found that high-yielding varieties of winter wheat had higher, than less productive ones, increment of aboveground dry matter and the radiation use efficiency in the reproductive period of development. A positive correlation was established between the radiation use efficiency of winter wheat varieties at that period and grain yield, and weight of 1000 grains. It has been suggested that the higher efficiency of light energy conversion to biomass at drought conditions in high-yielding varieties may be related to the higher demand for assimilate due to grain filling and high drought-tolerance of photosynthetic apparatus. Conclusions. A significant genotypic difference in the radiation use efficiency between winter wheat varieties of one maturity group at the reproductive period was established. Higher radiation use efficiency in the reproductive period contributed to the increase of grain productivity due to better grain filling, as evidenced by the positive correlation with the mass of 1000 grains. The presence of significant genotypic variability in this trait indicates that it can be used for genetic improvement of wheat productivity. It was found that the varieties of winter wheat Kyivska 17 and Horodnytsia can be used as donors of valuable breeding traits.