Том 12, № 3

Содержание

Исследовали влияние донора оксида азота – нитропруссида натрия (sodium nitroprusside, SNP) – на рост и состояние компонентов антиоксидантной системы проростков пшеницы в условиях обезвоживания, моделируемого 12% ПЭГ. Выявлен защитный эффект предобработки 200 мкМ SNP на растения пшеницы, о чем свидетельствуют повышенное содержание глутатиона восстановленного (GSH), снижение стресс-индуцированного накопления МДА, и активности глутатион-S-трансферазы (GST), что отражается в поддержании высокого уровня ростовых процессов. Впервые показана роль белка агглютинина зародыша пшеницы (АЗП) в проявлении протекторного действия оксида азота на растения пшеницы в стрессовых условиях.
Исследование адаптационных механизмов растений в ответ на действие нефти делает возможным выявление признаков, обеспечивающих устойчивость растений в условиях нефтяного загрязнения, с целью их использования в процессе разработки методов рекультивации и подборки для неё устойчивых к нефтяному загрязнению растений. Имеющиеся данные в отношении действия углеводородов нефти на растения весьма противоречивы. Недостаточно изучено видовое разнообразие растений, способных произрастать на нефтезагрязненных почвах. Фиторемедиация является наиболее подходящим для сельскохозяйственных территорий средством очистки почвы из-за большой протяженности угодий и относительной дешевизны метода. Важными показателями устойчивости растений к углеводородным загрязнителям являются физиолого-биохимические и морфометрические параметры. Большой научный и практический интерес представляет выявление устойчивости высших растений к экзогенным нефтяным углеводородам и выявление эффекта фиторемедиации и эффекта внесения биопрепаратов при углеводородном загрязнении почвы. Синтез белка зависит от условий внешней среды и является определенным маркером адаптивного потенциала растения к неблагоприятным факторам. Целью работы являлась оценка изменения содержания белка у растений Medicago sativa L. в условиях загрязнения почвы нефтью и рекультивации с помощью биопрепарата «Елена». Определение содержания белка в листьях позволяет судить о статусе азотного обмена у растений. Установлено, что нефтяное загрязнение почвы привело к снижению содержания белка растения Мedicago sativa L. Внесение биопрепарата «Елена» в загрязненную почву привело к восстановлению уровня содержания белка.
Изучали иммуногистохимическую локализацию абсцизовой кислоты (АБК), агглютинина зародыша пшеницы (АЗП) и дегидринов в корнях проростков пшеницы (Triticum aestivum L.) при предобработке 24-эпибрассинолидом (ЭБ) и обезвоживании, создаваемом 12% ПЭГ. Выявлена коиммунолокализация АБК, АЗП и дегидринов в клетках центрального цилиндра базальной части корней необработанных и предобработанных ЭБ проростков пшеницы в нормальных условиях и при недостатке воды. Такой характер совместной локализации свидетельствуют о возможном влиянии на функционирование апопластного барьера распределения АБК и защитных белков, АЗП и дегидринов, в тканях корней предобработанных ЭБ растений пшеницы при обезвоживании, что по-видимому, способствует уменьшению потери воды в условиях действия осмотика. Значительная локализации АБК и лектина пшеницы в области метаксилемы, возможно, усиливает ЭБ- индуцированный транспорт АБК и АЗП от корней к побегам при стрессе. Можно предположить, что брассиностероиды могут служить интермедиатами в реализации защитного действия лектина АЗП и дегидринов пшеницы при обезвоживании.
Выделены и идентифицированы как псевдомонады - бактерии устойчивые в растворах гербицидов. Штаммы способны к синтезу ауксинов, фиксации атмосферного азота и солюбилизации фосфатов, могут быть рекомендованы для создания биопрепаратов со свойствами биофунгицида и биоудобрения, и использования в качестве бактериальных антистрессантов по нивелированию гербицидного стресса.
Возбудитель септориоза пшеницы Stagonospora nodorum Berk. синтезирует специфические для хозяина некротрофные эффекторы (НЭ), которые облегчают процесс заражения и обеспечивают вирулентность изолята патогена к растению-хозяину, имеющего доминирующий ген восприимчивости. Взаимоотношения в патосистеме пшеница – S. nodorum осуществляются по типу «ген-на-ген» в зеркальном отражении, и выражаются в том, что продукты генов вирулентности патогена (=некротрофные эффекторы (НЭ) белковой природы) при взаимодействии с продуктами генов восприимчивости растения-хозяина (Snn) вызывают совместимость, т.е. развитие болезни. В данной работе были изучены три основных НЭ SnToxА, SnTox1, SnTox3, идентифицированные у S. nodorum на генном уровне. Роль НЭ в развитии септориоза доказана, однако общий ответ хозяина при поражении S. nodorum не всегда строго подчиняется обратной модели ген-на-ген, так как множественные взаимодействия SnTox-Snn могут проявлять аддитивность или эпистаз. В связи с этим цель работы заключалась в идентификации генов НЭ у трех изолятов S. nodorum и изучении влияния транскрипционной активности генов этих НЭ на степень вирулентности изолята. Нами показано, что все три НЭ SnToxА, SnTox3 и SnTox1 играли важную роль в развитии болезни в совместимых взаимодействиях. Эффекторы SnTox3 и SnTox1 проявляли эпистатическое взаимодействие, которое снималось при тройном совместимом взаимодействии (SnTox3-Snn3, SnToxА-Тsn1 и SnTox1-Snn1), что показано нами впервые. Механизм эпистаза и аддитивного взаимодействия был связан с регуляцией транскрипционной активности генов НЭ, также как и вирулентность изолята. У авирулентного изолята Sn4ВД отсутствовала транскрипция всех трех генов НЭ, а вирулентный изолят Sn9МН отличался высоким уровнем накопления мРНК всех трех генов НЭ при инокуляции восприимчивого сорта. Мы также показали, что экспрессия SnTox зависела как от генотипа хозяина у SnToxА и SnTox3, так и от числа совместимых взаимодействий, проявляющих аддитивность или эпистаз у SnTox1 и SnTox3. В конечном итоге вирулентность изолята S. nodorum зависела от качественного и количественного состава НЭ.
Вирулентность возбудителя септориоза пшеницы патогенного гриба Stagonospora nodorum Berk. обусловлена наличием у изолятов некротрофных эффекторов (SnTox), которые взаимодействуют с белками растения-хозяина, кодируемыми доминантными генами восприимчивости (Snn). Такие взаимодействия SnTox-Snn осуществляются по типу ген-на-ген в зеркальном отражении, и приводят к развитию инфекции. В данной работе изучены взаимодействия SnToxА-Tsn1 и SnTox1-Snn1 вызывающие некрозы и хлорозы в тканях растений пшеницы. Предполагают, что множественность реакций SnTox-Snn может осуществляться через регуляцию транскрипции генов восприимчивости растений. Цель работы заключалась в изучении транскрипционной активности генов восприимчивости Tsn1 и Snn1 у сортов пшеницы с различной степенью устойчивости к S. nodorum. У 12 сортов мягкой пшеницы озимого и ярового типа развития методом ПЦР были идентифицированы аллели генов восприимчивости Tsn1и Snn1 и методом газончиков определена проростковая устойчивость всех образцов. Затем было отобрано пять сортов для дальнейшего изучения. Устойчивость сорта Омская 35, несущего одну доминантную аллель Snn1, определялась подавлением транскрипции гена Snn1 почти в 2 раза. Устойчивость сорта Юбилейная 100, несущего две доминантных аллели Tsn1/Snn1, определялась подавлением транскрипции гена Tsn1 в 8 раз. Устойчивость сортов Есаул и Ермак, так же как и восприимчивость сорта Жница определялись не только транскрипционной активностью гена Tsn1, но, возможно, и другими факторами. Между уровнем транскрипции гена Tsn1 и устойчивостью сорта была обнаружена статистически значимая положительная корреляция 0,97.
Изучено влияние света и температуры на синтез каротиноидов в клетках зеленой криофильной водоросли Chloromonas reticulata при культивировании в лабораторных условиях. Получены первые сведения о составе и количестве каротиноидов на примере штамма SYKOA Ch-054-11 (Коллекция живых культур водорослей Института биологии Коми НЦ УрО РАН). В клетках водоросли синтезируются β-каротин (предшественник астаксантина), ксантофиллы – неоксантин и лютеин, и пигменты виолаксантинового цикла (виолаксантин, антераксантин, зеаксантин). При освещении 500 мкМоль/(м2с) ФАР концентрация каротиноидов в клетках водоросли составила 63.5±6.5 мкг/мл, что в 8 раз выше по сравнению с показателями, полученными в эксперименте с освещенностью 35 мкмоль/(м2с) ФАР. Отмечено незначительное увеличение содержания каротиноидов (до 26 мкг/мл) при понижении температуры культивирования от 20 до 10°С. Наблюдали тенденцию к индукции синтеза астаксантина при высокой освещенности.
Одной из ведущих проблем картофелеводства является несоответствие фитосанитарных показателей семенного картофеля требованиям национальных стандартов. Этому способствует традиционно применяемая химическая защита растений, приводящая к селекции резистентных штаммов возбудителей болезней и, как следствие, высокому уровню пораженности посадочного материала. Экологически ориентированным подходом в технологии выращивания картофеля является адаптивно-интегрированная защита, предполагающая создание систем комплексной защиты растений от болезней. Цель – оценка эффективности адаптивно-интегрированной защиты картофеля от болезней различной этиологии на высоком инфекционном фоне. Исследования проведены в Лаишевском районе Республики Татарстан на сорте Родрига. По результатам клубневого анализа установлено превышение требований ГОСТ 33996-2016 по показателям распространенности болезней. Семенные клубни протравливали фунгицидом Ревус®; по вегетации проводили двукратную обработку препаратами Фамокс® и Гимнаст®. В варианте интегрированной защиты обработки проводили половинными нормами фунгицидов с биопрепаратом Фитоспорин®-АС. Показано, что применение интегрированной схемы выращивания картофеля сорта Родрига в течение первого вегетационного периода привело к активации процессов деструкции растительных остатков и повышению численности азотфиксирующих микроорганизмов, снижению содержания фитопатогенной и повышению доли антагонистической микрофлоры. Биологическая эффективность интегрированной защиты картофеля сорта Родрига на высоком инфекционном фоне против болезней в первый год вегетации (фитофтороза, вертициллезного увядания, фузариоза, ризоктониоза, бактериальной гнили) составила 61,5-100%, что обусловило повышение урожайности культуры.
Анализ фертильности пыльцы у межвидовых анеуплоидных гибридов F1 с замещениями специфических хромосом (2, 4, 6, 7, 18) и плеч хромосом (Тело 6, Тело 11) генома хлопчатника G. hirsutum L. выявил снижение фертильности у всех гибридных растений. Показано, что гибридные моносомики по хромосоме 2 характеризовались небольшим снижением фертильности пыльцы; гибридные моносомики разных семей с замещением по хромосоме 4 и по хромосоме 6 - существенным снижением; гибридные моносомики с замещением по хромосоме 7 и 18, также как и монотелодисомные гибридные растения с замещением отдельного плеча хромосомы 6 или 11 - сильным снижением, что указало на существование специфических различий в фертильности пыльцы у гибридных моносомных растений с замещением специфических хромосом генома хлопчатника вследствие формирования частично несбалансированных гапло-дефицитных гамет.
Выявлена зависимость уровня экспрессии гена ингибитора протеиназы EU 293132.1 пшеницы от степени ацетилирования хитоолигосахаридов и трофности патогена. При инфицировании растений пшеницы гемибиотрофом Septoria nodorum высокий  стимулирующий эффект на активность ингибитора протеиназы оказывали хитоолигосахариды со степенью ацетилирования 30%, а при заражении некротрофом Bipolaris sorokiniana – хитоолигосахариды со степенью ацетилирования 65%.
При внесении углеводородокисляющих бактерий в нефтезагрязненную почву наряду с ускоренной деструкцией нефти отмечено увеличение видового разнообразия комплексов микромицетов. При обработке нефтезагрязнной засоленной почвы микробными композициями формировался более специфичный комплекс микромицетов, основу которого составляли галотолерантные виды, устойчивые одновременно и к умеренным концентрациям нефти в среде.
Трутневый расплод содержит в своём составе большое количество веществ, обладающих антиокислительной активностью. Эти вещества требуют стабилизации и строгого соблюдения условий хранения. В числе этих веществ – уникальные деценовые кислоты, содержание которых является показателем качества трутневого расплода и продуктов на его основе. Показана способность трутневого расплода уменьшать проявления оксидативного стресса. Существуют БАД к пище и лекарственные препараты на основе трутневого расплода, которые применяются при широком спектре болезней. Вместе с трутневым расплодом могут быть использованы хитозансодержащие продукты, прополис, маточное молочко. Они обогащают композицию собственными биологически активными веществами и влияют на сохранность биологически активных веществ трутневого расплода. Перспективны продукты, содержащие, помимо трутневого расплода, хитин-хитозан-меланиновый комплекс из пчёл, прополис, маточное молочко. Хитин-хитозан-меланиновый комплекс в количестве 5% в составе адсорбента практически не влияет на сохранность деценовых кислот, тогда как в количестве 2% и 10% - несколько ухудшает. Кислоторастворимый и водорастворимый хитозан морских ракообразных значительно ухудшает сохранность деценовых кислот в продукте. Трутневый расплод с маточным молочком демонстрирует довольно высокое содержание деценовых кислот. При введении в состав продукта прополиса, содержание деценовых кислот возрастает соответственно содержанию прополиса.
Изучено влияние 24-эпибрассинолида на эффективность формирования регенерантов, полученных из зародышевых каллусов пшеницы контрастных по засухоустойчивости сортов. Показана возможность использования экспериментальной модельной системы «незрелый зародыш – зародышевый каллус – регенерант» в экспресс-оценке действия антистрессовых регуляторов роста растений.
Bacillus subtilis 26Д увеличивает транскрипционную активность генов биосинтеза жасмоновой кислоты и жасмонат-зависимых защитных генов, в том числе анионной пероксидазы, участвующей в лигнификации, что приводит к увеличению устойчивости растений картофеля к фитофторозу.
Для создания эффективных биологических препаратов комплексного действия необходимым условием является наличие штаммов бактерий, обладающих несколькими механизмами положительного влияния на растение. Предпочтение отдается таким микроорганизмам, которые способны выживать в неблагоприятных условиях окружающей среды. Цель исследования – поиск новых штаммов бактерий, характеризующихся антагонизмом по отношению к фитопатогенной микрофлоре и проявляющих толерантность к загрязнению почвы ионами свинца и хлорид-ионами. В результате проведенного скрининга с поверхности семян нута были выделены штаммы бактерий, которые на основании культурально-морфологических и физиолого-биохимических свойств, а также сравнительного анализа нуклеотидных последовательностей гена 16S рРНК идентифицированы как Paenibacillus peoriae АНТ 13 и Paenibacillus jamilae АНТ 14. Штаммы P.peoriae АНТ 13 и P.jamilae АНТ 14 проявляют антагонистическую активность в отношении фитопатогенных микромицетов. Штамм P.jamilae АНТ 14 обладает устойчивостью к NaCl (содержание в среде до 7%), штамм P.peoriae АНТ 13 способен расти в присутствии ионов Pb2+ в количестве до 3150 мг/л. Использование выделенных изолятов для предпосевной обработки семян пшеницы (Triticum aestivum L.) способствовало снижению распространения корневых гнилей проростков и увеличению длины побегов. Инокуляция семян люцерны изменчивой (Medicago varia Mart.) штаммами P.peoriae АНТ 13 и P.jamilae АНТ 14 повысила активность нодуляции и способствовала росту корневой системы растения; бактеризация семян нута (Cicer arietinum L.) повлияла на увеличение массы побегов и корней данной культуры. Результаты исследований позволяют рассматривать штаммы P.peoriae АНТ 13 и P.jamilae АНТ 14 как перспективные объекты сельскохозяйственной биотехнологии.

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