ВЛИЯНИЕ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ЯЧМЕНЯ ШТАММАМИ БАКТЕРИЙ РОДА BACILLUS НА АКТИВНОСТЬ КОМПОНЕНТОВ АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ В КОРНЯХ ПРОРОСТКОВ ПРИ СОЛЕВОМ СТРЕССЕ


https://doi.org/10.29235/1029-8940-2018-63-2-135-145

Полный текст:


Аннотация

Изучена активность компонентов антиоксидантной системы в корнях проростков ячменя в условиях солевого стресса при обработке семян пятью штаммами спорообразующих бактерий рода Bacillus. Полученные данные позволяют сделать вывод о повышении устойчивости к засолению (4 %-ный раствор хлорида натрия, 24 ч) корневой системы проростков ячменя, проявляющейся в поддержании скорости роста и развития корней при действии штаммов Bacillus amyloliquefaciens (B. am.) 78 ТМ, Bacillus subtilis (B. s.) 7 MP и B. s. М 9/6 в концентрации 105 клеток/мл. Защитное действие штамма B. am. 78 ТМ сопровождается значительной аккумуляцией пролина, а в восстановительный период – накоплением пероксида водорода и активизацией супероксиддисмутазы и пероксидазы. Протекторное действие штаммов B. s. M 9/6 и B. s. 7 MP обусловлено, на наш взгляд, значительным накоплением пероксида водорода и активацией антиоксидантных ферментов в условиях стресса, а в период адаптации – сохранением повышенного содержания перекиси в сравнении с таковым в стрессовом контроле.

 


Об авторах

О. В. Дорощук
Институт экспериментальной ботаники имени В. Ф. Купревича НАН Беларуси, Минск
Беларусь
канд. биол. наук, ст. науч. сотрудник


Ж. Н. Калацкая
Институт экспериментальной ботаники имени В. Ф. Купревича НАН Беларуси, Минск
Беларусь
канд. биол. наук, вед. науч. сотрудник


Н. А. Ламан
Институт экспериментальной ботаники имени В. Ф. Купревича НАН Беларуси, Минск
Беларусь
академик, д-р биол. наук, заведующий отделом


Т. В. Фролова
Институт экспериментальной ботаники имени В. Ф. Купревича НАН Беларуси, Минск
Беларусь
науч. сотрудник


Н. А. Шевцов
Институт экспериментальной ботаники имени В. Ф. Купревича НАН Беларуси, Минск
Беларусь
мл. науч. сотрудник


И. А. Овчинников
Институт экспериментальной ботаники имени В. Ф. Купревича НАН Беларуси, Минск
Беларусь
лаборант


Список литературы

1. Rengasamy, P. World salinization with emphasis on Australia / P. Rengasamy // J. of Experimental Botany. – 2006. – Vol. 57, N 5. – P. 1017–1023.

2. Flowers, T. J. Salinity tolerance in halophytes / T. J. Flowers, T. D. Colmer // New Phytologist. – 2008. – Vol. 179, N 4. – P. 945–963.

3. Munns, R. Mechanisms of salinity tolerance / R. Munns, M. Tester // Annu. Rev. of Plant Biology. – 2008. – Vol. 59. – P. 651–681.

4. Geissler, N. Interactive effects of NaCl salinity and elevated atmospheric CO2 concentration on growth, photosynthesis, water relations and chemical composition of the potential cash crop halophyte Aster tripolium L. / N. Geissler, S. Hussin, H.-W. Koyro // Environmental and Experimental Botany. – 2009. – Vol. 65, N 2–3. – P. 220–231.

5. Munns, R. Comparative physiology of salt and water stress / R. Munns // Plant Cell and Environment. – 2002. – Vol. 25, N 2. – P. 239–250.

6. Salinity Stress and Salt Tolerance [Electronic resource] / P. Carillo [et al.] // Abiotic stress in plants – Mechanisms and adaptations / ed. : A. Shanker, B. Venkateswarlu. – 2011. – Mode of access : https://www.intechopen.com/books/abiotic-stress-in-plants-mechanisms-and-adaptations/salinity-stress-and-salt-tolerance. – Date of access : 26.08.2017.

7. Mittler, R. Oxidative stress, antioxidants and stress tolerance / R. Mittler // Trends in Plant Science. – 2002. – Vol. 7, N 9. – P. 406–410.

8. Koyro, H.-W. Survival at extreme locations: Life strategies of halophytes / H.-W. Koyro, N. Geissler, S. Hussin // Salinity and water stress / ed. : M. Ashraf, M. Ozturk, H. R. Athar. – Dordrecht, 2009. – P. 167–177.

9. Parida, A. K. Salt tolerance and salinity effects on plants: a review / A. K. Parida, A. B. Das // Ecotoxicology and Environmental Safety. – 2005. – Vol. 60, N 3. – P. 324–349.

10. Колупаев, Ю. Е. Антиоксиданты растительной клетки, их роль в АФК-сигналинге и устойчивости растений / Ю. Е. Колупаев // Успехи соврем. биологии. – 2016. – Т. 136, № 2. – С. 181–198.

11. Ху, Ю. Ф. Ферменты антиоксидантной защиты и физиологические характеристики двух сортов топинамбура при солевом стрессе / Ю. Ф. Ху, Ж. П. Лиу // Физиология растений. – 2008. – Т. 55, № 6. – С. 863–868.

12. Взаимодействие ризосферных бактерий с растениями: механизмы образования и факторы эффективности ассоциативных симбиозов (обзор) / А. И. Шапошников [и др.] // Сельскохоз. биология. – 2011. – № 3. – С. 16–22.

13. Повышение устойчивости пшеницы к абиотическим стрессам эндофитным штаммом Bacillus subtilis / Р. М. Хайруллин [и др.] // Вестн. Оренбург. гос. ун-та. – 2007. – № 2. – С. 129–134.

14. Стимулирующие рост растений бактерии в регуляции устойчивости растений к стрессовым факторам / И. В. Максимов [и др.] // Физиология растений. – 2015. – Т. 62, № 6. – С. 763–775.

15. Kasim, W. A. Effect of biofilm forming plant growth promoting rhizobacteria on salinity tolerance in barley / W. A. Kasim [et al.] // Annals of Agr. Science. – 2016. – Vol. 61, N 2. – P. 217–227.

16. Impact of PGPR inoculation on growth and antioxidant status of wheat under saline conditions / S. K. Upadhyay [et al.] // Plant Biology. – 2011. – Vol. 14, N 4. – P. 605–611.

17. Dodd, I. C. Microbial amelioration of crop salinity stress / I. C. Dodd, F. Pérez-Alfocea // J. of Experimental Botany. – 2012. – Vol. 63, N 9. – P. 3415–3428.

18. A different role for hydrogen peroxide and antioxidative system under short and long salt stress in Brassica oleracea roots / M. Hernandes [et al.] // J. of Experimental Botany. – 2010. – Vol. 61, N 2. – P. 521–535.

19. Влияние композиций на основе бактерий-антагонистов рода Bacillus и фитогормонов на устойчивость проростков ячменя при солевом стрессе / Ж. Н. Калацкая [и др.] // Микробные биотехнологии: фундаментальные и прикладные аспекты : сб. науч. тр. / редкол. : Э. И. Коломиец (гл. ред.) [и др.]. – Минск, 2017. – Т. 9. – С. 183–190.

20. Bates, L. S. Rapid determination of free proline for water-stress studies / L. S. Bates, R. P. Waldren, J. D. Teare // Plant and Soil. – 1973. – Vol. 39, N 1. – P. 205–207.

21. Ермаков, А. И. Методы биохимического исследования растений / А. И. Ермаков [и др.] ; под ред. А. И. Ермакова. – 3-е изд., перераб. и доп. – Л. : Агропромиздат. Ленингр. отд-ние, 1987. – 429 с.

22. Giannopolitis, C. N. Superoxide dismutase: I. Occurrence in higher plants / C. N. Giannopolitis, S. K. Ries // Plant Physiology. – 1977. – Vol. 73, N 2. – Р. 627–650.

23. Bradford, M. M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding / M. M. Bradford // Analytical Biochemistry. – 1976. – Vol. 2, N 1–2. – P. 248–254.

24. Extracellular H2O2 induced by oligogalacturonides is not involved in the inhibition of the auxin-regulated rolb gene expression in tobacco leaf explants / D. Bellincampi [et al.] // Plant Physiology. – 2000. – Vol. 122, N 4. – P. 1379–1386.

25. Kumar, G. N. M. Changes in lipid peroxidation and lipolitic and freeradical scavenging enzyme activities during aging and sprouting of potato (Solanum tuberosum) seed-tubers / G. N. M. Kumar, N. R. Knowles // Plant Physiology. – 1993. – Vol. 102, N 1. – P. 115–124.

26. Рокицкий, П. Ф. Биологическая статистика : учеб. пособие / П. Ф. Рокицкий. – 3-е изд., испр. – Минск : Вышэйш. шк., 1973. – 318 с.

27. Collins, N. C. Quantitative trait loci and crop performance under abiotic stress: Where do we stand / N. C. Collins, F. Tardieu, R. Tuberosa // Plant Physiology. – 2008. – Vol. 147, N 2. – P. 469–486.

28. Кудоярова, Г. Р. Образование фитогормонов почвенными и ризосферными бактериями как фактор стимуляции роста растений / Г. Р. Кудоярова, И. К. Курдиш, А. И. Мелентьев // Изв. Уфим. науч. центра Рос. акад. наук. – 2011. – № 3–4. – С. 5–15.

29. Кузнецов, В. В. Пролин при стрессе: биологическая роль, метаболизм, регуляция / В. В. Кузнецов, Н. И. Шевякова // Физиология растений. – 1999. – Т. 46, N 2. – С. 321–336.

30. Expression of Bacillus subtilis proBA genes and reduction of feedback inhibition of proline synthesis increases pro-line production and confers osmotolerance in transgenic Arabidopsis / M. Chen [et al.] // J. of Biochemistry and Molecular Biology. – 2007. – Vol. 40, N 3. – P. 396–403.

31. Bano, А. Salt tolerance in Zea mays (L). following inoculation with Rhizobium and Pseudomonas / A. Bano, M. Fatima // Biology and Fertility of Soils. – 2009. – Vol. 45, N 4. – P. 405–413.

32. Role of proline in cell wall synthesis and plant development and its implications in plant ontogeny / P. B. Kavi Kishor [et al.] // Frontiers in Plant Science. – 2015. – Vol. 6, Art. 544. – P. 108–122.

33. Leshem, Y. Induction of phosphatidyl-inositol 3-kinase-mediated endocytosis by salt stress leads to intracellular production of reactive oxygen species and salt tolerance / Y. Leshem, L. Seri, A. Levine // Plant J. – 2007. – Vol. 51, N 2. – P. 185–197.

34. NADPH oxidase AtrbohD and AtrbohF function in ROS-dependent regulation of Na+/K+ homeostasis in Arabidopsis under salt stress / L. Ma [et al.] // J. of Experimental Botany. – 2012 – Vol. 63, N 1. – P. 305–317.

35. Enhanced antioxidant enzymes are associated with reduced hydrogen peroxidase in barley roots under saline stress / S. Y. Kim [et al.] // J. of Biochemistry and Molecular Biology. – 2005. – Vol. 38, N 2. – P. 218–224.

36. Вайнер, А. А. Участие пероксида водорода в индуцировании накопления пролина в растениях проса при действии NaCl / А. А. Вайнер, Ю. Е. Колупаев, Т. О. Ястреб // Вісн. Харк. нац. аграр. ун-ту. Сер. Біологія. – 2013. – Вип. 2. – С. 32–38.

37. Участие пролина в системе антиоксидантной защиты у шалфея при действии NaCl и параквата / Н. Л. Радюкина [и др.] // Физиология растений. – 2008. – Т. 55, № 5. – С. 721–730.

38. Экзогенный пролин модифицирует дифференциальную экспрессию генов супероксидисмутазы в растения шалфея при UV-B облучении / Н. Л. Радюкина [и др.] // Физиология растений. – 2011. – Т. 58, № 1. – С. 49–57.

39. The accumulation of endogenous proline induced changes in gene expression of several antioxidante enzimes in leaves of transgenetic Swingle citrumelo / K. de Carvahlo [et al.] // Molecular Biology Rep. – 2013. – Vol. 40, N 4. – P. 3269–3279.


Дополнительные файлы

Просмотров: 162

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1029-8940 (Print)
ISSN 2524-230X (Online)