Защитные реакции инфицированных вирусом Y растений картофеля при обработке 24-эпибрассинолидом с салициловой кислотой и метилжасмонатом

Исследовано влияние 24-эпибрассинолида в сочетании с салициловой кислотой и метилжасмонатом на развитие устойчивости оздоровленных микроклонально размноженных растений картофеля к вирусу Y, их физиологическое состояние, функционирование про-/антиоксидантной системы. Установлено, что в результате синергетического взаимодействия иммуностимуляторов эпибрассинолида с метилжасмонатом или эпибрассинолида с метилжасмонатом и салициловой кислотой в смесях против вирусной инфекции отмечаются снижение степени заражения листьев Y-вирусом картофеля, активация роста растений и низкий уровень индукции про- и антиоксидантных соединений, определяющих развитие оксидативного стресса. Выявленные положительные взаимодействия между брассиностероидами и метилжасмонатом при подавлении вирусного заражения и активизации ростовых процессов подтверждают их взаимный вклад в поддержание баланса между ростом растений и иммунитетом.

1. Изучение распространенности и структуры популяций возбудителей вирусных болезней картофеля в Республике Беларусь / В. А. Козлов [и др.] // Земледелие и растениеводство. – 2022. – № 1. – C. 32–36.

2. Climate change and consequences for potato production: a review of tolerance to emerging abiotic stress / T. S. George [et al.] // Potato Res. – 2017. – Vol. 60, N 3–4. – P. 239–268. https://doi.org/10.1007/s11540-018-9366-3

3. Jones, R. A. C. Global plant virus disease pandemics and epidemics / R. A. C. Jones // Plants. – 2021. – Vol. 10, N 2. – P. 233. https://doi.org/10.3390/plants10020233

4. Биологические методы защиты растений от вирусов: проблемы и перспективы (обзор) / И. В. Максимов [и др.] // Прикл. биохимия и микробиология. – 2020. – Т. 56. – № 6. – С. 536–550.

5. Grabovskaya, N. I. Protective effect of preparations containing brassinosteroids on plants exposed to environmental lead contamination: a review / N. I. Grabovskaya, O. N. Babenko // J. Sib. Fed. Univ. Biol. – 2020. – Vol. 13, N 2. – P. 129–163. https://doi.org/10.17516/1997-1389-0322

6. Brassinosteroids in Plant Developmental Biology and Stress Tolerance / eds. : G. J. Ahammed, A. Sharma, J. Yu. – [S. n.] : Academic Press, 2019. – 326 p.

7. Wasternack, C. Jasmonates: news on occurrence, biosynthesis, metabolism and action of an ancient group of signaling compounds / C. Wasternack, M. Strnad // Int. J. Mol. Sci. – 2018. – Vol. 19, N 9. – Art. 2539. https://doi.org/10.3390/ ijms19092539

8. Zhao, S. Current understanding of the interplays between host hormones and plant viral infections / S. Zhao, Y. Li // PLoS Pathogens. – 2021. – Vol. 17, N 2. – P. e1009242. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1009242

9. Benefits of brassinosteroid crosstalk / S. P. Choudhary [et al.] // Trends Plant Sci. – 2012. – Vol. 17, N 10. – P. 594–605. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2012.05.012

10. Инструкция по использованию иммуноферментного диагностического набора для определения вирусов картофеля / Рос. с.-х. акад. НПО по картофелеводству. – М. : Коренево, 2016. – 8 с.

11. Extracellular H2O2 induced by Oligagalacturonides is not involved in the inhibition of the auxin-regulated roIB gene expression in tobacco leaf explants / D. Bellincampi [et al.] // Plant Physiol. – 2000. – Vol. 122, N 4. – P. 1379–1385. https://doi. org/10.1104/pp.122.4.1379

12. Singleton, V. L. Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdic-phosphotungstic acid reagent / V. L. Singleton, J. A. Rossi // Am. J. Enol. Viticult. – 1965. – Vol. 16, N 3. – P. 144–158.

13. Copper-induced damage to the permeability barrier in roots of Silene cucubalus / C. H. R. De Vos [et al.] // J. Plant Physiol. – 1989. – Vol. 135, N 2. – P. 164–169. https://doi.org/10.1016/S0176-1617(89)80171-3

14. Bates, L. S. Rapid determination of free proline for water-stress studies / L. S. Bates, R. P. Waldren, J. D. Teare // Plant Soil. – 1973 – Vol. 39, N 1. – P. 205–207. https://doi.org/10.1007/BF00018060

15. Lichtenthaler, K. Determination of total carotenoids and chlorophylls a and b of leaf extracts in different solvents / K. Lichtenthaler, A. R. Welburn // Biochem. Soc. Transact. – 1983. – Vol. 11, N 5. – P. 591–592. http://doi.org/10.1042/bst0110591

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

17. Smith, I. Assays of glutathione reductase in crude tissue homogenates using 5,5′dithio-bis(2-nitrobenzoic) acid / I. Smith, T. Vilrbeller, C. Thornl // Anal. Biochem. – 1988. – Vol. 175, N 2. – P. 408–413. https://doi.org/10.1016/0003- 2697(88)90564-7

18. Nakano, Y. Hydrogen peroxide is scavenged by ascorbate-specific peroxidase in spinach chloroplasts / Y. Nakano, K. Asada // Plant Cell Physiol. – 1981. – Vol. 22, N 5. – P. 867–880. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.pcp.a076232

19. Бояркин, А. Н. Быстрый метод определения активности полифенолоксидазы (модифицированный) / A. Н. Бояркин // Тр. Ин-та физиологии растений АН СССР. – 1954. – T. 8, № 2. – С. 398–403.

20. Rice stripe virus suppresses jasmonic acid-mediated resistance by hijacking brassinosteroid signaling pathway in rice / J. Hu [et al.] // PLoS Pathogens. – 2020. – Vol. 16, N 8. – P. e1008801. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1008801

21. Divi, U. K. Brassinosteroid mediated stress tolerance in Arabidopsis shows interactions with abscisic acid, ethylene and salicylic acid pathways / U. K. Divi, T. Rahman, P. Krishna // BMC Plant Biol. – 2010. – Vol. 10. – Art. 151. https://doi. org/10.1186/1471-2229-10-151

22. Влияние 24-эпибрассинолида на рост проростков капусты при холодовом стрессе / Р. Ф. Гималов [и др.] // Агрохимия. – 2006. – Т. 8. – С. 34–37.

23. Salicylic acid-induced differential resistance to the Tomato yellow leaf curl virus among resistant and susceptible tomato cultivars / T. Li [et al.] // BMC Plant Biol. – 2019. – Vol. 19, N 1. – Art. 173. https://doi.org/10.1186/s12870-019-1784-0

24. Chakraborty, N. Exogenous application of methyl jasmonate induces defense response and develops tolerance against mungbean yellow mosaic India virus in Vigna mungo / N. Chakraborty, J. Basak // Function. Plant Biol. – 2018. – Vol. 46, N 1. – P. 69–81. https://doi.org/10.1071/FP18168

25. Exogenous brassinosteroid and jasmonic acid improve drought tolerance in Brassica rapa L. genotypes by modulating osmolytes, antioxidants and photosynthetic system / W. Ahmad Lone [et al.] // Plant Cell Reports. – 2022. – Vol. 41, N 3. – P. 603–617. https://doi.org/10.1007/s00299-021-02763-9

26. The activity of peroxidase in various cell fractions of wheat plants infected with Septoria nodorum berk / Z. R. Yusupova [et al.] // Rus. J. Plant Physiol. – 2006. – Vol. 53, N 6. – P. 807–813. https://doi.org/10.1134/S1021443706060124

27. Structural-functional features of plant isoperoxidases / I. V. Maksimov [et al.] // Biochemistry (Moscow). – 2011. – Vol. 76, N 6. – P. 609–621. https://doi.org/10.1134/S0006297911060010 102

28. Влияние салициловой и жасмоновой кислот на активность и спектр защитных белков пшеницы при заражении возбудителем септориоза / Л. Г. Яруллина [и др.] // Изв. Рос. aкад. наук. Сер. биол. – 2015. – № 1. – С. 34–41.

29. Polyphenol oxidase as a biochemical seed defense mechanism / E. P. Fuerst [et al.] // Frontiers Plant Sci. – 2014. – Vol. 5. – Art. 689. https://doi.org/10.3389/fpls.2014.00689

30. Колупаев, Ю. Е. Пролин: физиологические функции и регуляция содержания в растениях в стрессовых условиях / Ю. Е. Колупаев, А. А. Вайнер, Т. О. Ястреб // Вісн. Харківськ. нац. аграр. ун-ту. Сер. Біологія. – 2014. – № 2. – С. 6–22.

31. Physiological and biochemical responses in Cucurbita pepo leaves associated with some elicitors-induced systemic resistance against Zucchhini yellow mosaic virus / M. R. Sofy [etal.] // Int. J. Modern Botany. – 2014. – Vol. 4, N 2. – Р. 61–74. https://doi.org/10.5923/j.ijmb.20140402.04

32. TuMV triggers stomatal closure but reduces drought tolerance in Arabidopsis / C. A. Manacorda [et al.] // Plant, Cell Environment. – 2021. – Vol. 44, N 5. – P. 1399–1416. https://doi.org/10.1111/pce.14024

33. Overexpression of the vascular brassinosteroid receptor BRL3 confers drought resistance without penalizing plant growth / N. Fabregas [et al.] // Nat. Commun. – 2018. – Vol. 9. – Art. 4680. https://doi.org/10.1038/s41467-018-06861-3