vestibИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Biological Series1029-89402524-230XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1029-8940-2021-66-2-159-168vestib-741Research ArticleСтатьиДействие комплексного препарата с индукторами устойчивости к патогенам на инфицирование Х-вирусом растений картофеля (Solanum tuberosum L.)Effect of a complex preparation with inducers of resistance to pathogens on the infection of the potato (Solanum tuberosum L.)ГрицА. Н.GritsA. N.

Гриц Александр Николаевич, науч. сотрудник

ул. Академическая, 27, 220072, г. Минск

Aleksandr N. Grits, Researcher

27, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

alexander196431@yahoo.comКарасеваЕ. Н.KarasiovaE. N.

Карасева Елена Николаевна, науч. сотрудник

ул. Академическая, 27, 220072, г. Минск

Elena N. Karasiova, Researcher

27, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

ledymc_net@mai.ruМакароваТ. Б.MakarovaT. D.

Макарова Татьяна Борисовна, науч. сотрудник

ул. Академическая, 27, 220072, г. Минск

Tatsiana B. Makarova, Researcher

27, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

t62makarova@mail.ruРыбинскаяЕ. И.RybinskayaK. I.

Рыбинская Екатерина Игоревна, мл. науч. сотрудник

ул. Академическая, 27, 220072, г. Минск

Katsiarina I. Rybinskaya, Junior Researcher

27, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

kate.rybinskaya@gmail.comОльшаниковаА. Л.OlshanikovaA. L.

Ольшаникова Анна Леонидовна, науч. сотрудник

ул. Академическая, 27, 220072, г. Минск

Anna L. Olshanikova, Researcher

27, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

annaolshanikova@mail.ruЯнчевскаяТ. Г.YanchevskayaT. G.

Янчевская Тамара Георгиевна, канд. биол. наук

ул. Академическая, 27, 220072, г. Минск

Tamara G. Yanchevskaya, Ph. D. (Biol.)

27, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

t_yanch@mail.ruВязовЕ. В.ViazauY. V.

Вязов Евгений Викторович, канд. биол. наук, ст. науч.  сотрудник

ул. Академическая, 27, 220072, г. Минск

Yauhen V. Viazau, Ph. D. (Biol.), Senior Researcher

27, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

yauhen.viazau@gmail.comКурьянчикТ. Г.KuryanchykT. G.

Курьянчик Татьяна Геннадьевна, мл. науч. сотрудник

ул. Академическая, 27, 220072, г. Минск

Tatsiana G. Kuryanchyk, Junior Researcher

27, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

t_kalyaga@mail.ruСавинаС. М.SavinaS. M.

Савина Светлана Михайловна, канд. биол. наук, ст. науч. сотрудник

ул. Академическая, 27, 220072, г. Минск

Svetlana M. Savina, Ph. D. (Biol.), Senior Researcher

27, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

svetlanapavluchkova@yandex.ruШалыгоН. В.ShalygoN. V.

Шалыго Николай Владимирович, член-корреспондент, д-р биол. наук

ул. Академическая, 27, 220072, г. Минск

Nikolai V. Shalygo, Corresponding Member, D. Sc. (Biol.)

27, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

nikolai_shalygo@yahoo.comИнститут экспериментальной ботаники им. В. Ф. Купревича НАН БеларусиV. F. Kuprevich Institute of Experimental Botany of the National Academy of Sciences of BelarusИнститут биофизики и клеточной инженерии НАН БеларусиInstitute of Biophysics and Cell Engineering of the National Academy of Sciences of Belarus202111052021662159168Copyright © Гриц А.Н., Карасева Е.Н., Макарова Т.Б., Рыбинская Е.И., Ольшаникова А.Л., Янчевская Т.Г., Вязов Е.В., Курьянчик Т.Г., Савина С.М., Шалыго Н.В., 20212021Гриц А.Н., Карасева Е.Н., Макарова Т.Б., Рыбинская Е.И., Ольшаникова А.Л., Янчевская Т.Г., Вязов Е.В., Курьянчик Т.Г., Савина С.М., Шалыго Н.В.Grits A.N., Karasiova E.N., Makarova T.D., Rybinskaya K.I., Olshanikova A.L., Yanchevskaya T.G., Viazau Y.V., Kuryanchyk T.G., Savina S.M., Shalygo N.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestibio.belnauka.by/jour/article/view/741

Изучены содержание активных форм кислорода, активность ключевых ферментов антиоксидантной защиты – аскорбатпероксидазы и глутатионредуктазы, уровень экспрессии гена маркера гиперчувствительного ответа (HSR), содержание частиц Х-вируса в рассаде картофеля сорта Уладар, выращенной на ионообменном субстрате в присутствии комплексного препарата, содержащего хитозан, препарат на основе бактерии Bacillus subtilis и салициловую кислоту, при заражении Х-вирусом. Показано накопление активных форм кислорода, возрастание активности аскорбатпероксидазы, понижение уровня экспрессии гена HSR и более низкое содержание частиц Х-вируса в растениях картофеля в таких условиях. Зарегистрировано также увеличение количества мини-клубней и сухого вещества в них при выращивании зараженных Х-вирусом растений картофеля на ионообменном субстрате в присутствии комплексного препарата.

The content of reactive oxygen species, the activity of key antioxidant enzymes ‒ ascorbate peroxidase and glutathione reductase, the level of expression of the hypersensitive response marker gene (HSR) as well as potato virus X particles content in cv. Uladar seedlings grown on an ion-exchange substrate in the presence of a complex preparation containing chitosan, Bacillus subtilis bacteria-based preparation and salicylic acid, when infected potato virus X. Accumulation of the reactive oxygen species, increase in ascorbate peroxidase activity, a lower level of HSR gene expression and a lower content of virus X particles in potato plants under such conditions are shown. An increase in both the number of potato minitubers and dry matter content in them was also registered when plants were grown on an ion-exchange substrate in the presence of a complex preparation.

Solanum tuberosum L.картофельгиперчувствительный ответХ-вирус картофелязащитная системааскорбатпероксидазаглутатионредуктазаактивные формы кислородахитозанBacillus subtilisSolanum tuberosum L.potatohypersensitive responsepotato virus Xdefense systemascorbate peroxidaseglutathione reductasereactive oxygen specieschitosanBacillus subtilisReferencesStimulation of cellular mechanisms of potato antivirus resistance by the action of a preparation based on Bacillus subtilis bacteria / T. G. Yanchevskaya [et al.] // Appl. Biochem. Microbiol. – 2018. ‒ Vol. 54, N 3. ‒ P. 324‒330. https://doi.org/10.1134/s0003683818030158Yanchevskaya T. G., Grits A. N., Kolomiets E. I., Romanovskaya T. V., Yarullina L. G., Ibragimov R. I., Tsvetkov V. O. Stimulation of cellular mechanisms of potato antivirus resistance by the action of a preparation based on Bacillus subtilis bacteria. Applied Biochemistry and Microbiology, 2018, vol. 54, no. 3, pp. 324‒330. https://doi.org/10.1134/s0003683818030158Поликсенова, В. Индуцированная устойчивость растений к патогенам и абиотическим стрессовым факторам (на примере томата) / В. Д. Поликсенова // Вестн. БГУ. Сер. 2, Химия. Биология. География. ‒ 2009. ‒ № 1. ‒ С. 48‒60.Poliksenova V. D. Induced plant resistance to pathogens and abiotic stress factors (for example, tomato). Vestnik Belorusskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya 2, Khimiya. Biologiya. Geografiya [Bulletin of the Belarusian State University. Series 2, Chemistry. Biology. Geography], 2009, no. 1, pp. 48‒60 (in Russian).Choudhary, D. K. Induced systemic resistance (ISR) in plants: mechanism of action / D. K. Choudhary, A. Prakash, B. N. Johri // Indian J. Microbiol. ‒ 2007. ‒ Vol. 47, N 4. ‒ P. 289–297. https://doi.org/10.1007/s12088-007-0054-2Choudhary D. K., Prakash A., Johri B. N. Induced systemic resistance (ISR) in plants: mechanism of action. Indian Journal of Microbiology, 2007, vol. 47, no. 4, pp. 289‒297. https://doi.org/10.1007/s12088-007-0054-2Induced Systemic Resistance (ISR) and Fe deficiency responses in dicot plants / F. J. Romera [et al.] // Front. Plant Sci. ‒ 2019. ‒ Vol. 10. ‒ Art. 287. https://doi.org/10.3389/fpls.2019.00287Romera F. J., García M. J., Lucena C., Martínez-Medina A., Aparicio M. A., Ramos J., Alcántara E., Angulo M., PérezVicente R. Induced Systemic Resistance (ISR) and Fe deficiency responses in dicot plants. Frontiers in Plant Science, 2019, vol. 10, art. 287. https://doi.org/10.3389/fpls.2019.00287Горбатов, В. С. Экологическая оценка пестицидов / В. С. Горбатов, Ю. М. Матвеев, Т. В. Кононова // Агро XXI. – 2008. – № 1–3. – С. 7–9.Gorbatov V. S., Matveev Yu. M., Kononova T. V. Environmental assessment of pesticides. Agro XXI [Agro XXI], 2008, no. 1–3, pp. 7‒9 (in Russian).Yanchevskaya, Т. G. Physiological and biochemical optimization of mineral nutrition of plants / T. G. Yanchevskaya. ‒ Saarbrucken : Lambert [in Russian], 2018.Yanchevskaya T. G. Physiological and biochemical optimization of mineral nutrition of plants. Saarbrucken, Lambert [in Russian], 2018.Влияние фракций препарата Антивайрус на изменение содержания Х-, Y-вирусов в растениях картофеля белорусской селекции in vitro / Т. Г. Янчевская [и др.] // Ботаника (исследования) : сб. науч. тр. – Минск, 2016. ‒ № 45. – С. 376–385.Yanchevskaya T. G. , Grits A. N., Makarova T. B. , Oleshuk E. N. , Romanovskaya T. V. Influence of fractions of the Antivyrus preparation on the change in the content of X-, Y-viruses in potato plants of Belarusian breeding in vitro. Botanika (issledovaniya): sbornik nauchnykh trudov [Botany (research): collection of scientific papers]. Minsk, 2016, no. 45, pp. 376– 385 (in Russian).Влияние экзогенной жасмоновой кислоты на функционирование защитной системы рассады картофеля (Solanum tuberosum L.) при выращивании на искусственном ионообменном субстрате и заражении Х-вирусом картофеля / Е. В. Вязов [и др.] // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. біял. навук. ‒ 2020. ‒ Т. 65, № 4. ‒ C. 391–401.Vyazov E. V., Kalyaga T. G., Filipchik E. A., Safonova O. Yu., Shalygo N. V., Grits A. N. [et al.] Influence of exogenous jasmonic acid on the functioning of a defense system of potato seedlings (Solanum tuberosum L.) grown on artificial ion exchange substrate and infected with X-virus of potato. Vestsі Natsyyanal’nai akademiі navuk Belarusi. Seryya biyalagichnykh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Biological series, 2020, vol. 65, no. 4, pp. 391–401 (in Russian).Влияние элиситоров бактериального происхождения на функционирование защитной системы рассады картофеля (Solanum tuberosum L.), зараженной Х-вирусом / Е. В. Вязов [и др.] // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. біял. навук. ‒ 2020. ‒ Т. 65, № 2. ‒ C. 135–143.Vyazov E. V., Kalyaga T. G., Filipchik E. A., Safonova O. Yu., Grits A. N., Karaseva E. N., Makarova T. B., Ol’shanikova A. L. The effect of elicitors of bacterial origin on the functioning of the protective system of potato (Solanum tuberosum L.) seedlings infected with X-virus. Vestsі Natsyyanal’nai akademiі navuk Belarusi. Seryya biyalagichnykh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Biological series, 2020, vol. 65, no. 2, pp. 135–143 (in Russian).Влияние хитозана на окислительный статус, ферменты окислительного метаболизма и инфицирование Х-вирусом растений картофеля (Solanum tuberosum L.) на искусственных ионообменных субстратах in vivo / Т. Г. Янчевская [и др.] // Физиология растений и генетика. ‒ 2019. ‒ Т. 51, № 2. ‒ С. 147‒160.Yanchevskaya T. G., Shalygo N. V., Ol’shanikova A. L., Grits A. N., Makarova T. B., Oleshuk E. N., Karaseva E. N., Rybinskaya E. I., Filipchik E. A., Kalyaga T. G. Influence of chitosan on oxidative status, enzymes of oxidative metabolism and X-viral infection of potato plants (Solanaum tuberosum L.) on artificial ion exchange substrates in vivo. Fiziologiya rastenii i genetika [Plant physiology and genetics], 2019, vol. 51, no. 2, pp. 147‒160 (in Russian).Kozel, N. V. Barley leaf antioxidant system under photooxidative stress induced by Rose Bengal / N. V. Kozel, N. V. Shalygo // Rus. J. Plant Physiol. – 2009. – Vol. 56. – P. 316‒332. https://doi.org/10.1134/S1021443709030030Kozel N. V., Shalygo N. V. Barley leaf antioxidant system under photooxidative stress induced by Rose Bengal. Russian Journal of Plant Physiology, 2009, vol. 56, pp. 316‒322. https://doi.org/10.1134/S1021443709030030Over-expression of ascorbate oxidase in the apoplast of transgenic tobacco results in altered ascorbate and glutathione redox states and increased sensitivity to ozone / M. Sanmartin [et al.] // Planta. – 2003. – Vol. 216. – P. 918–928. https://doi.org/10.1007/s00425-002-0944-9Sanmartin M., Drogoudi P. D., Lyons T., Pateraki I., Barnes J., Kanellis A. K. Over-expression of ascorbate oxidase in the apoplast of transgenic tobacco results in altered ascorbate and glutathione redox states and increased sensitivity to ozone. Planta, 2003, vol. 216, pp. 918‒928. https://doi.org/10.1007/s00425-002-0944-9Mittler, R. Detection of ascorbate peroxidase activity in native gels by inhibition of the ascorbate dependent reduction of nitroblue tetrazolium / R. Mittler, B. A. Zilinskas // Anal. Biochem. – 1993. – Vol. 212, N 2. – P. 540–546. https://doi.org/10.1006/abio.1993.1366Mittler R., Zilinskas B. A. Detection of ascorbate peroxidase activity in native gels by inhibition of the ascorbate dependent reduction of nitroblue tetrazolium. Analytical Biochemistry, 1993, vol. 212, no. 2, pp. 540‒546. https://doi.org/10.1006/abio.1993.1366Bradford, M. A rapid and sensitive method for the quatitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding / M. Bradford // Anal. Biochem. – 1976. – Vol. 72, N 1‒2. – P. 248–254. https://doi.org/10.1016/0003-2697(76)90527-3Bradford M. A rapid and sensitive method for the quatitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry, 1976, vol. 72, no. 1‒2, pp. 248–254. https://doi.org/10.1016/0003-2697(76)90527-3Технология ДНК-типирования генов устойчивости ячменя к засухе : метод. указания / И. Н. Доманская [и др.]. – Минск : Право и экономика, 2011. – 31 с.Domanskaya I. N., Radyuk M. S., Budakova E. A., Samovich T. V., Spivak E. A., Shalygo N. V. Technology of DNA typing of genes of barley resistance to drought. Minsk, Pravo i ekonomika Publ., 2011. 31 p. (in Russian).Пасалари, Х. Экспрессия генов защитного ответа в листьях трансгенного картофеля после обработки глифосатом / Х. Пасалари, А. Н. Евтушенков // Вестн. БГУ. Сер. 2, Химия. Биология. География. ‒ 2016. ‒ № 1. ‒ С. 31–35.Pasalari Kh., Evtushenkov A. N. Pr-genes expression in the lives of transgenic potato plants after glyphosate treatment. Vestnik Belorusskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya 2, Khimiya. Biologiya. Geografiya [Bulletin of the Belarusian State University. Series 2, Chemistry. Biology. Geography], 2016, no. 1, pp. 31–35 (in Russian).Инструкция по использованию иммуноферментного диагностического набора для определения вирусов картофеля / Рос. с.-х. акад. НПО по картофелеводству. – М. : Коренево, 2011. – 8 с.Instructions for using the enzyme immunoassay diagnostic kit for the determination of potato viruses. Moscow, Korenevo, 2011. 8 p. (in Russian).Тютерев, С. Л. Экологически безопасные индукторы устойчивости растений к болезням и физиологическим стрессам / С. Л. Тютерев // Вестн. защиты растений. – 2015. ‒ Т. 1, № 83. ‒ С. 3‒13.Tyuterev S. L. Environmentally friendly inducers of plant resistance to diseases and physiological stress. Vestnik zashchity rastenii [Plant protection bulletin], 2015, vol. 1 (83), pp. 3‒13 (in Russian).Евстигнеева, Т. А. Действие фитоактивного хитозана и салициловой кислоты на устойчивость растений картофеля к вирусу / Т. А. Евстигнеева, Н. А. Павлова, С. Л. Тютерев // Вестн. защиты растений. ‒ 2012. ‒ № 2. ‒ С. 27‒33.Evstigneeva T. A., Pavlova N. A., Tyuterev S. L. The effect of phytoactive chitosan and salicylic acid on the resistance of potato plants to the virus U. Vestnik zashchity rastenii [Plant protection bulletin], 2012, no. 2, pp. 27‒33 (in Russian).Тютерев, С. Л. Природные и синтетические индукторы устойчивости растений к болезням / С. Л. Тютерев. ‒ СПб. : Всерос. НИИ защиты растений, 2014. ‒ 212 с.Tyuterev S. L. Natural and synthetic inducers of plant resistance to diseases. St. Petersburg, All-Russian Research Institute of Plant Protection, 2014. 212 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.