Влияние ростстимулирующих ризобактерий на микроклоны картофеля при осмотическом стрессе в условиях in vitro

Авторы:
Евсеева Н.В. , Ткаченко О.В. , Денисова А.Ю. , Бурыгин Г.Л. , Матора Л.Ю. , Щеголев С.Ю.
Название:
Влияние ростстимулирующих ризобактерий на микроклоны картофеля при осмотическом стрессе в условиях in vitro
Страницы:
206-209
скачано
17 раз(а)


Исследовано влияние ростстимулирующих ассоциативных ризобактерий Azospirillum brasilense Sp245 и Ochrobactrum cytisi IPA7.2 на физиолого-морфологические параметры микроклонов картофеля сорта Невский при осмотическом стрессе в культуре in vitro, создаваемом путем добавления к питательной среде для культивирования растений полиэтиленгликоля. Установлено, что инокуляция растений бактериями стимулировала рост растений в условиях in vitro и репарационные процессы в модельных условиях осмотического стресса, а также способствовала более быстрому снижению содержания пролина в листьях при постстрессовой репарации. Повышение адаптационного потенциала растений в целенаправленно создаваемых растительно-микробных ассоциациях представляется перспективным с точки зрения общих подходов к экологически чистому земледелию.
Введение
Стимулирующие рост растений ризобактерии (plant growth promoting rhizobacteria – PGPR) играют важную роль в жизнедеятельности растения-хозяина. Известно, что PGPR снабжают растения дополнительно минеральными и органическими питательными веществами, фитогормонами, доступным азотом, участвуют в конкурентном биорегулировании микробных ассоциаций в почве, а также индуцируют системную устойчивость растения к абиотическим и биотическим факторам внешней среды [Bashan et al, 2014; Maksimov et al, 2011; Tkachenko et al, 2015]. Предполагаемые механизмы, используемые PGPR для защиты растения от стрессоров, включают продукцию различных фитогормонов, АЦК-дезаминазу, экзополисахариды. Бактерии также влияют на содержание пролина в растениях, как одного из компонентов клеточных защитных систем [Кузнецов, Шевякова 1999; Aghaee et al., 2011].
Цель нашей работы заключалась в оценке влияния бактеризации в культуре in vitro на физиолого-морфологические параметры и содержание пролина в микроклонах картофеля сорта Невский при осмотическом стрессе.
Материалы и методы
Исследования проводили на сорте картофеля Невский из пересадочной коллекции кафедры Растениеводство, селекция и генетика агрономического факультета ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ». В качестве инокулянтов использовали модельный штамм Azospirillum brasilense Sp245 и природный изолят из ризосферы картофеля Ochrobactrum cytisi IPA7.2 из коллекции ризосферных микроорганизмов ИБФРМ РАН.
Осмотический стресс создавали путем добавления к питательной среде полиэтиленгликоля (ПЭГ, М.м. 6000) в концентрации 25 г/л. Для изучения влияния на растения бактерий и водного дефицита закладывалось 4 варианта опыта: контроль без добавления бактерий и ПЭГ (К1); вариант с бактериями без ПЭГ (К2); вариант без бактерий с ПЭГ (К3). Опытный вариант содержал бактерии и ПЭГ (О).
На 10-е сутки культивирования растений в стандартной среде Мурасиге и Скуга [Murashige, Skoog, 1962] в пробирки добавляли суспензии бактерий выращенных до конца экспоненциальной фазы на малатно-солевой среде (Döbereiner J., Day J.M., 1976), в концентрации 106 кл/мл. Через 3 суток проводили замену питательной среды на среду аналогичного состава, но с содержанием ПЭГ. Действие стресса продолжалось 7 суток, после чего питательную среду с ПЭГ вновь заменяли на стандартную. Через 7 суток после снятия стрессора оценивали эффективность репарации. Состояние растений характеризовали морфо-физиологические параметры: длина побега, количество узлов на побеге, количество корней, средняя длина корня, сырая масса листьев, корней и побегов. Пролин определяли колориметрическим методом по стандартной методике [Bates et al., 1973]. Статистическую обработку результатов проводили методом дисперсионного анализа (ANOVA) с вычислением наименьшей существенной разницы (НСР) и проведением множественных сравнений по тесту Дункана при уровне значимости 95% (P ≤ 0,05). Значения критерия Фишера, отвечающие данному условию достоверности, отмечены в итоговых таблицах звездочками. Различия приведенных в них значений считаются существенными, если в сопутствующих им буквенных обозначениях присутствуют только разные символы английского алфавита.
Результаты и обсуждение
Установлено, что азоспириллы в отсутствие ПЭГ положительно влияли на количество корней и сырую массу стебля по сравнению с неинокулированными растениями. В отличие от этого штамм O. cytisi IPA7.2 в данных условиях не проявлял заметного ростстимулирующего действия (табл. 1).
Table 1.
Influence of bacterization on potato microclones under osmotic stress (2.5% PEG, duration 7 days) in culture in vitro
Treatment Shoot lenght,
mm Stem weight,
mg Leaf weight,
mg Root weight,
mg Proline content, µmol/g
wet weight
Designation Presence
(+/–)
of bacteria or PEG    
К 1 – bact.
– PEG 59,7bс 119bc 115bc 97cd 1,35a
К 2 + bact. Sp245
– PEG 65,4c 153d 129c 112d 1,24a
+ bact. IPA7.2
– PEG 57,9b 121bc 99bc 77,3bc 1,44a
К 3 – bact.
+ PEG 46,1a 85a 43,7a 37,7a 27,6d
О  + bact. Sp245
+ PEG 59,6bc 102ab 85,3b 33a 14,2bc
+ PEG 64bc 136cd 119c 87cd 17,6cd
Ffact. 11,6* 8,44* 10,7* 10,6* 10,4*
LSD0,05 6,33 26,2 30,1 31 10,3
Table 2.
Influence of bacterization on potato microclones on the 7th day of repair after osmotic stress in culture in vitro
К 1 – bact.
– PEG 68,7b 133b 117bc 165d 3,79a
– PEG 89,2de 206d 163d 221e 3,27a
– ПЭГ 90,8e 200d 145cd 160cd 3,41a
К 3 – bact. + PEG 48,5a 113ab 78a 29,3a 30,4cd
+ PEG 56,1a 106a 68a 73,7b 31,4d
+ PEG 80cd 184cd 168d 97b 18,5b
Ffact. 30,1* 40,8* 23,4* 36,9* 41,6*
LSD0,05 10,0 22,1 27,8 36,3 6,32
ПЭГ оказывал ингибирующее влияние на рост растений, особенно корневой системы. В условиях осмотического стресса наблюдалось резкое увеличение содержания пролина только в листьях. Инокуляция микрорастений бактериями частично способствовала ослаблению действия ПЭГ, что проявлялось в увеличении массы листьев, стеблей и корней при инокуляции штаммом O. cytisi IPA7.2 и в увеличении только массы листьев при инокуляции растений азоспирилами по сравнению с контрольными вариантами при стрессе. Уровень пролина оставался высоким в течение 7 суток после снятия действия стрессового фактора. Однако бактеризация способствовала более быстрому снижению уровня пролина при репарации, что коррелировало с ростом побегов и, соответственно, увеличением массы листьев, стеблей и корней по сравнению с контрольными вариантами (табл. 2).
Следует заметить, что бактерии O. cytisi IPA7.2 сильнее проявляли ростстимулирующее действие на растения при репарации по сравнению с азоспириллами. Вероятно, штамм A. brasilense Sp245 не выдерживал длительного стресса, что приводило к частичной потере его функций. Таким образом, инокуляция растений бактериями стимулировала рост растений в условиях in vitro и репарационные процессы в модельных условиях осмотического стресса. Повышение адаптационного потенциала растений в целенаправленно создаваемых растительно-микробных ассоциациях представляется перспективным с точки зрения общих подходов к экологически чистому земледелию с уменьшением количества используемых пестицидов и удобрений.
Заказ
Оформите заказ, наш сотрудник свяжется с вами для уточнения деталей.
Ваша заявка успешно отправлена!
Необходимо принять условия соглашения
Вы заполнили не все обязательные поля
Произошла ошибка, попробуйте ещё раз

Обратный звонок
Представьтесь, мы вам перезвоним.
Ваша заявка успешно отправлена!
Необходимо принять условия соглашения
Вы заполнили не все обязательные поля
Произошла ошибка, попробуйте ещё раз