Сравнение влияния ауксинпродуцирующих и цитокининпродуцирующих бактерий на рост, водный обмен и степень повреждения растений пшеницы от оксидативного стресса при засолении
15.01.2020
Авторы:
Название:
Сравнение влияния ауксинпродуцирующих и цитокининпродуцирующих бактерий на рост, водный обмен и степень повреждения растений пшеницы от оксидативного стресса при засолении
Страницы:
409 - 417
Развитие растений пшеницы (Triticum durum Desf., сорт Башкирская 27) на фоне 100 мМ NaCl сопровождалось ингибированием их роста, снижением устьичной проводимости, транспирации и возрастанием уровня малонового диальдегида (МДА), что свидетельствует об оксидативном стрессе. Эти отрицательные последствия удалось уменьшить за счет интродукции в их ризосферу ауксинпродуцирующей бактерии Pseudomonas mandelii IB-Ki14 или цитокининпродуцирующей бактерии Bacillus subtilis IB‑22. Вместе с тем, повышение уровня транспирации под влиянием инокуляции требовало увеличения притока воды из корней. В случае ауксин продуцирующих бактерий решением проблемы поддержания притока воды из корней оказалось снижение водного потенциала листьев, обеспечивающего увеличение движущей силы для подъема воды из корней, а также наращивание массы корней под влиянием инокуляции. У растений, обработанных цитокинин продуцирующими бактериями, оптимизации водного баланса наряду с увеличением массы корней могло способствовать повышение гидравлической проводимости, что определило большую эффективность рост стимулирующего действия этих бактерий на растения. Также присутствие цитокининпродуцирующих бактерий защищало растения от оксидативного стресса, вызванного засолением, о чем свидетельствуют более низкие значения МДА.
- Архипова Т.Н., Веселов С.Ю., Мелентьев А.И., Мартыненко Е.В., Кудоярова Г.Р. Сравнение действия штаммов бактерий, различающихся по способности синтезировать цитокинины, на рост и содержание цитокининов в растениях пшеницы // Физиология растений. 2006. Т. 53. №4. С. 567-573. 2. Веселов Д.С., Маркова И.В., Кудоярова Г.Р. Реакция растений на засоление и формирование солеустойчивости // Успехи современной биологии. 2007. № 5. С. 482-493. 3. Кузьмина Л.Ю., Высоцкая Л.Б., Галимзянова Н.Ф., Гильванова Е.В., Рябова А.С., Мелентьев А.И. Новые штаммы фосфатмобилизующих бактерий, продуцирующих ауксин, перспективные для сельскохозяйственной биотехнологии // Известия УНЦ РАН. 2015. №1. С. 40-46. 4. Кузьмина Л.Ю., Архипова Т.Н., Актуганов Г.Э., Галимзянова Н.Ф., Четвериков С.П., Мелентьев А.И. Бактерии родов Advenella, Bacillus и Pseudomonas – перспективная основа биопрепаратов для растениеводства // Биомика. 2018. Т. 10. № 1. C. 16-19. doi:10.31301/2221-6197.bmcs.2018-47 5. Малый практикум по физиологии растений / А.Т. Мокроносов (ред.). М.: МГУ. 1994, 184 с. 6. 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. 7. Arkhipova T.N., Prinsen E., Veselov S.U., Martinenko E.V., Melentiev A.I., Kudoyarova G.R. Cytokinin producing bacteria enhance plant growth in drying soil // Plant Soil. 2007. V. 292. P. 305–315. doi:10.1007/s11104-007-9233-5. 8. Bunce J.A., Ziska L.H. Decreased hydraulic conductance in plants at elevated carbon dioxide // Plant Cell Environ. 1998. V. 21. P. 121–126. 9. Davenport R., James R.A., Zakrisson-Plogander A., Tester M., Munns R. Control of sodium transport in durum wheat // Plant Physiol. 2005. V. 137(3). P. 807-818. doi:10.1104/pp.104.057307 10. Flowers T.J., Munns R., Colmer T.D. Sodium chloride toxicity and the cellular basis of salt tolerance in halophytes // Annals of Botany. 2015. V. 115. P. 419–431. doi:10.1093/aob/mcu217 11. 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. 12. Kudoyarova G.R., Alexander I. Melentiev A.I., Martynenko E.V., Arkhipova T.N., Galina V. Shendel G.V., Kuz'mina L.Yu., Dodd I.C., Veselov S.Yu. Cytokinin producing bacteria stimulate amino acid deposition by wheat roots // Plant Physiology and Biochemistry. 2014. V. 83. P. 285–291. doi:10.1016/j.plaphy.2014.08.015 13. Kudoyarova G.R., Vysotskaya L.B., Arkhipova T.N., Kuzmina L.Yu, Galimsyanova N.F., Sidorova L.V., Gabbasova I.M., Melentiev A.I., Veselov S.Yu. Effect of auxin producing and phosphate solubilizing bacteria on mobility of soil phosphorus, growth rate, and P acquisition by wheat plants // Acta Physiol Plant. 2017. V. 39. P. 253. doi10.17221/617/2017-PSE 14. Marulanda A., Azcón R., Chaumont F., Ruiz-Lozano J. M., Aroca R. Regulation of plasma membrane aquaporins by inoculation with a Bacillus megaterium strain in maize (Zea mays L.) plants under unstressed and salt-stressed conditions // Planta. 2010. V. 232. P. 533–543. doi:10.1007/s00425-010- 1196-8 15. Paul D., Lade H. Plant-growth-promoting rhizobacteria to improve crop growth in saline soils: a review. Agron. Sustain. Dev. 2014. V. 34. P. 737–752. https://doi.org/10.1007/s13593-014-0233-6 16. Salomon M.V., Bottini R., de Souza Filho G.A., Cohen A.C., Moreno D., Gil M. Bacteria isolated from roots and rhizosphere of Vitis vinifera retard water losses, induce abscisic acid accumulation and synthesis of defense-related terpenes in in vitro cultured grapevine // Physiol. Plant. 2014. V. 151. P. 359–374. doi:10.1111/ppl.12117 17. Sharma P., Jha A.B., Dubey R.S., Pessarakli M. Reactive oxygen species, oxidative damage, and antioxidative defense mechanism in plants under stressful conditions // Journal of Botany. 2012. Article ID 217037, 26 pages. http://dx.doi.org/10.1155/2012/217037 18. Shulaev V., Oliver D.J. Metabolic and proteomic markers for oxidative stress. New tools for reactive oxygen species research. Plant Physiol. 2006. V. 141. P. 367-72. doi: 10.1104/pp.106.077925 19. Volkov V., Wang B., Dominy P.J., Fricke W., Amtmann A. Thellungiella halophila, a salt-tolerant relative of Arabidopsis thaliana, possesses effective mechanisms to discriminate between potassium and sodium // Plant, Cell and Environment. 2003. V. 27. P. 1–14. https://doi.org/10.1046/j.0016-8025.2003.01116.x 20. Zhang H., Xie X., Kim M. S., Kornyeyev D. A., Holaday S., Paré P.W. Soil bacteria augment Arabidopsis photosynthesis by decreasing glucose sensing and abscisic acid levels in planta // Plant J. 2008. V. 56. P. 264–273. doi:10.1111/j.1365-313X.2008.03593.x 21. Zhang H., Irving L.J., McGill C., Matthew C., Zhou D., Kemp P. The effects of salinity and osmotic stress on barley germination rate: sodium as an osmotic regulator // Ann Bot. 2010. Dec; 106(6). P. 1027–1035. doi:10.1093/aob/mcq204.