Гормонпродуцирующие и рост-стимулирующие микроорганизмы снижают уровень оксидативного стресса у растений пшеницы на фоне засоления
Год: 2018
Страницы: 365-371
Тип: научная статья
Аннотация:
Применение рост-стимулирующих бактерий можно рассматривать как способ повышения устойчивости растений к засолению и изучению механизмов их действия уделяется много внимания. Проводили бактеризацию семян пшеницы Triticum aestivum L. Омская 35 суспензией клеток фосфатмобилизующей бактерии Advenella kashmirensis IB-K1, цитокининпродуцирующей Bacillus subtilis IB-22 и Pseudomonas extremaustralis IB-K13-1A, характеризующейся высоким уровнем фосфатмобилизации и продукции ауксинов. На фоне 100 мМ NaCl обработка семян фосфатмобилизующими бактериями не оказывала влияния на рост проростков пшеницы, в то время как обработка гормонпродуцирующими бактериями давала положительный эффект. Присутствие гормонпродуцирующих бактерий защищало растения от оксидативного стресса, о чем свидетельствуют более низкие значения малонового диальдегида, но наилучшее действие оказывали цитокининпродуцирующие бактерии. Максимальное содержание пролина наблюдалось у растений при обработке A. kashmirensis IB-K1. Оно в 2.5 раза превышало уровень пролина при обработке семян B. subtilis IB-22 и в 1.5 в случае обработки P. extremaustralis IB-K13-1A. Делается вывод о влиянии микробных гормонов на снижение уровня активных форм кислорода и о том, что повышение скорости роста при бактеризации семян пшеницы гормонпродуцирующими микроорганизмами не коррелирует с накоплением пролина.
Ключевые слова:
засоление, PGPR, фитогормоны, оксидативный стресс, пшеница
Библиографический список:
- Воеводина Л.А., Балакай Г.Т. Обзор новых направлений исследований по использованию микроорганизмов для повышения биопродуктивности засоленных земель. Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. 2017. №4(28). С. 154–169. @@ Voevodina L.A., Balakay G.T. Obzor novykh napravleniy issledovaniy po ispolzovaniyu mikroorganizmov dlya povysheniya bioproduktivnosti zasolennykh zemel. Nauchnyy zhurnal Rossiyskogo NII problem melioratsii. 2017. №4(28). S. 154–169. [Review of new research directions on the use of microorganisms to improve the bioproductivity of saline lands] (In Russian).
- Калинкина Л.Г., Назаренко Л.В., Гордеева Е.Е. Модифицированный метод выделения свободных аминокислот для определения на аминокислотном анализаторе. Физиология растений. 1990. Т. 37. С. 617-621. @@ Kalinkina L.G.. Nazarenko L.V.. Gordeyeva E.E. Modifitsirovannyy metod vydeleniya svobodnykh aminokislot dlya opredeleniya na aminokislotnom analizatore. Fiziologiya rasteniy. 1990. T. 37. S. 617-621. [Modified free amino acid isolation method for determination on an amino acid analyzer] (In Russian).
- Кузьмина Л.Ю., Высоцкая Л.Б., Галимзянова Н.Ф., Гильванова Е.А., Рябова А.С., Мелентьев А. Новые штаммы фосфатмобилизующих бактерий, продуцирующих ауксин, перспективные для сельскохозяйственной биотехнологии Известия Уфимского научного центра Российской академии наук. 2015. № 1. С. 40-46. @@ Kuzmina L.Yu.. Vysotskaya L.B.. Galimzyanova N.F.. Gilvanova E.A.. Ryabova A.S.. Melentyev A. Novyye shtammy fosfatmobilizuyushchikh bakteriy. produtsiruyushchikh auksin. perspektivnyye dlya selskokhozyaystvennoy biotekhnologii Izvestiya Ufimskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk. 2015. № 1. S. 40-46. [New strains of phosphate-mobilizing bacteria producing auxin, promising for agricultural biotechnology] (In Russian).
- Малый практикум по физиологии растений / А.Т. Мокроносов (ред.). М.: МГУ, 1994, 184 с. @@ Malyy praktikum po fiziologii rasteniy / A.T. Mokronosov (red.). M.: MGU. 1994. 184 s. [Plant physiology practicum]. (In Russian)
- Abd-Elgawad H., Zinta G., Hega M.M., Pandey R., Asard H., Abuelsoud W. High salinity induces different oxidative stress and antioxidant responses in maize seedlings organs. Front Plant Sci. 2016. V. 7. P. 276. DOI:10.3389/fpls.2016.00276
- Apel K., Hert H. Reactive oxygen species metabolism, oxidative stress, and signal transduction. Annu. Rev. Plant Biol. 2004. 55. P. 373-399. DOI: 10.4161/psb.23681
- Arkhipova T.N., Melentiev A.I., Martynenko E.V., Kudoyarova G.R., Veselov S.U. Ability of bacterium Bacillus subtilis to produce cytokinins and to influence the growth and endogenous hormone content of lettuce plants. Plant and Soil. 2005. V. 272. № 1–2. P. 201–209. DOI:10.1007/s11104-004-5047-x
- Bates L.S., Waldren R.P., Teare I.D. Rapid determination of proline for water stress studies. Plant Soil. 1973. V. 39, P. 205–207. DOI:10.1007/BF00018060
- Szabados L., Savoure A. Proline: a multifunctional amino acid. Trends Plant Sci. 2009. V. 15, № 2. PP. 89–97. DOI:10.1016/j.tplants.2009.11.009
- Carvalho K., Campos M.K., Domingues D.S., Pereira L.F., Vieira L.G. The accumulation of endogenous proline induces changes in gene expression of several antioxidant enzymes in leaves of transgenic Swingle citrumelo. Mol. Biol. Rep. 2013. V. 40. P. 3269–3279. DOI:10.1007/s11033-012-2402-5
- Fabro G., Kovacs I., Pavet V., Szabados L., Alvarez M.E. Proline accumulation and AtP5CS2 gene activation are induced by plant-pathogen incompatible interactions in Arabidopsis. Mol. Plant Microbe Interact. 2004. V. 17. P. 343–350. DOI.org/10.1094/MPMI.2004.17.4.343
- Kim J. I., Baek D., Park H. C., Chun H. J., Oh D.-H., Lee M. K., Cha J.-Y., Kim W.-Y., Kim M. C., Chung W. S., Bohnert H. J., Lee S. Y., Bressan R. A., Lee S.-W., Yun D.-J. Overexpression of Arabidopsis YUCCA6 in potato results in high-auxin developmental phenotypes and enhanced resistance to water deficit. Molecular Plant. 2013. V. 6. №. 2. P. 337–349. DOI.org/10.1093/mp/sss100.
- King E.O., Ward M.K., Raney D.E. Two simple media for the demonstration of pyocyanin and fluorescein. J. Lab. Clin. Med. 1954. V. 44. P. 301–307.
- Merewitz E. B., Gianfagna T., Huang B. Protein accumulation in leaves and roots associated with improved drought tolerance in creeping bentgrass expressing an ipt gene for cytokinin synthesis. J. Exp Botany. 2011. V. 62. PP. 5311–5333. DOI:10.1093/jxb/err166
- Numan M., Bashir S., Khan Y., Mumtaza R., Shinwar Z. K., Khan A. L., Khan A., AL-Harrasi A. Plant growth promoting bacteria as an alternative strategy for salt tolerance in plants: A review. Microbiological Research. 2018. V. 209. P. 21–32. DOI.org/10.1016/j.micres.2018.02.003
- Widodo J.H.P., Newbigin E., Tester M., Bacic A., Roessner U. Metabolic responses to salt stress of barley (Hordeum vulgare L.) cultivars. J. Exp. Bot. 2009. V. 60. P. 4089–4103. DOI:10.1093/jxb/erp243