ВЛИЯНИЕ ИНОКУЛЯЦИИ RHIZOBIUM LEGUMINOSARUM И AZOTOBACTER CHROOCOCCUM НА СОДЕРЖАНИЕ НЕГАТИВНЫХ АЛЛЕЛОПАТИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ В КОРНЕВЫХ ЭКССУДАТАХ ПРОРОСТКОВ ГОРОХА (PISUM SATIVUM L.)
Аннотация
Механизмы взаимодействия бобовых культур с азотфиксирующими бактериями разных типов взаимоотношения с ними (эндо- и эктосимбионты) не изучены, однако исследования их актуальны Данные литературы удостоверяют о проявлениях защитных реакций на начальных этапах взаимодействия бобового растения с бактериями в клетках самого растении и в его ризосфере. На уровне ризосферы показателями этих реакций могут быть изменения содержания в корневых экссудатах компонентов антимикробного действия.
Цель работы – изучение защитной (антимикробной) реакции проростков гороха (Pisum sativum L.) сорта Торсдаг на инокуляцию бактериями Rhizobium leguminosarum bv. viceae (эндосимбионт) и Azotobacter chroococcum (эктосимбионт), вносимых в водную среду роста корней. О реакции судили по изменения содержания в корневых экссудатах негативных аллелопатических соединений: пизатина, N-фенил-2-нафтиламина (N-ФНА), фталатов. После инокуляции проростки росли в условиях гидрокультуры 1 сут в камере “BINDER KBW-240” при 21°С, освещении 81 μМ.м-2сек-1 и фотопериоде 16/8 ч (день/ночь). В этилацетатных экстрактах из среды роста корней методом ВЭЖХ определяли содержание перечисленных соединений, а методом ГХ-МС - состав и соотношение фталатов. Обнаружены различия по влиянию ризобий и азотобактера на содержание этих соединений и на соотношения видов фталатов, неодинаковая активность штаммов бактерий в деградировании N-ФНА до фталатов от его концентрации в среде, разное влияние N-ФНА на жизнеспособность использованных в экспериментах бактерий.
Заключение. Изменения в составе исследуемых соединений в среде роста корней у проростков гороха указывают на снижение защитной (антимикробной) реакции в их ризосфере при инокуляции бактериями A. chroococcum, а при инокуляции бактериями R. leguminosarum – на ее усиление.
Скачивания
Литература
Akimova G.P., Verkhoturov V.V., Sokolova M.G. Izvestiya vuzov. Prikladnaya khimiya i biotekhnologiya, 2017, vol. 7, no. 4, pp. 126-131. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2017-7-4-126-131
Akimova G.P., Verkhoturov V.V., Sokolova M.G., Belopukhov S.L. Izvestiya TSKhA, 2019, no. 1, pp. 138-145. https://doi.org/10.34677/0021-342X-2019-1-138-145
Berestetskiy V.A. Metodicheskie rekomendatsii po polucheniyu novykh shtammov Rhizobium leguminosarum i otsenki ikh effektivnosti [Methodical recommendations for obtaining new strains of Rhizobium leguminosarum and assessing their effectiveness]. L.: VNIISKhM, 1976, 31 p.
Vaishlya O.B., Bondarenko A.A. Patent No. 2231546, Russian Federation. Bacterial strain AZ D10 VKM B-2272, which has growth-stimulating properties and is resistant to deltamethrin / Patented Tomsk State University; app. 28.08.2002; publ. June 27, 2004.
Makarova L. E., Petrova I. G., Sokolova N. A., Morits A. S. Agrokhimiya, 2020, no. 3, pp. 62–69. https://doi.org/10.31857/S0002188120030096
Makarova L.E., Nurminskiy V.N. Tsitologiya, 2005, vol. 47, no. 6, pp. 519-525.
Mel’nikova N.N., Mikhalkiv L.M., Omel’chuk S.V., Beregovenko S.K. Fiziologiya rasteniy i genetika, 2018, vol. 50, no. 4, pp. 299-321. https://doi.org/10.15407/frg2018.04.299
Pastukhova E.S., Egorova V.O., Sokolova N.A., Plotnikova E.G. Vestnik Permskogo universiteta. Biologiya, 2010. no. 3, pp. 227-232. https://rus.neicon.ru/xmlui/handle/123456789/5594
Provorov N.A., Vorob’ev N.I. Geneticheskie osnovy evolyutsii rastitel’no-mikrobnogo simbioza [Genetic foundations of the evolution of plant-microbial symbiosis]. Spb: Inform-Navigator, 2012, 400 p.
Alim Al-Bari M.A., Sayeed M.A., Rahman M.S., Mossadik M.A. Characterization and antimicrobial activities of a phthalic acid derivative producted by Streptomyces bangladeshiensis a novel species collected in Bangladesh. Research Journal of Medicine and Medical Sciences, 2006, vol. 1, no. 2, pp. 77-81.
Altenburger R., Brack W., Greco W.R., Groot M., Jung K., Ovari A., Riedl J., Schwab K., Küster E. On the mode of action of N-phenyl-2-naphthylamine in plants. Environ. Sci. Technol., 2006, vol. 40, no. 19, pp. 6163-6169. https://doi.org/10.1021/es060338e
Carlson R.E., Dolphin D.H. Pisum sativum stress metabolites: two cin-namylphenols and 2’-methoxychalcone. Phytochemistry, 1982, vol. 21, no. 7, pp. 1733-1736. https://doi.org/10.1016/S0031-9422(82)85049-8
Cruickshank I.A.M. Studies of phytoalexins. IY. The antimicrobial spec-trum of pisatin. Australian Journal of Biological Sciences, 1962, vol. 15, no. 1, pp. 141-159. https://doi.org/10.1071/BI9620147
Durham D.R., Stirling L.A., Ornston L.N., Perry J.J. Intergeneric evolu-tionary homology revealed by the study of protocatechuate 3,4-dioxygensnase from Azotobacter vinelandii. Biochemistry, 1980, vol. 19, issue 1, pp. 149–155. https://doi.org/10.1021/bi00542a023
Hartwig U.A., Josef C.M., Phillips D.A. Flavonoid released naturally from alfalfa seeds enhance growth rate of Rhizobium meliloti. Plant Physiol., 1991, vol. 95, no. 3, pp. 797-803. https://doi.org/10.1104/pp.95.3.797
Hauser R., Calafat A.M. Phthalates and human health. Occup Environ Med., 2005, vol. 62, no. 11, pp. 806-818. https://doi.org/10.1104/pp.95.3.797
Kato-Noguchi H. Isolation and identification of an allelopathic substance in Pisum sativum. Phytochemistry, 2003, vol. 62, no. 7, pp. 1141-1144. https://doi.org/10.1016/S0031-9422(02)00673-8
Liang D.-W., Zhang T., Fang H.H.P., He J. Phthalates biodegradation in the environment. Applied Microbiology and Biotechnology, 2008, vol. 80, issue 2, pp. 183–198. https://doi.org/10.1007/s00253-008-1548-5
Makarova L.E., Dudareva L.V., Petrova I.G. The content of phenolic compounds in the pea seedling root exudates depends on size of their roots and in-oculation of bacteria mutualistic and antagonistic type of interactions. J. Stress Physiology & Biochemistry, 2015, vol. 11, issue 3, pp. 94-103. http://www.jspb.ru/issues/2015/N3/JSPB_2015_3_94-103.pdf
Makarova L.E., Dudareva L.V., Petrova I.G., Vasil’eva G.G. Secretion of phenolic compounds into root exudates of pea seedlings upon inoculation with Rhi-zobium leguminosarum bv. vicea or Pseudomonas siringae pv. pisi. Appl. Biochem. Microbiol., 2016, vol. 52, pp. 205-209. https://doi.org//10.1134/S0003683816020095
Makarova L.E., Morits A.S., Sokolova N.A., Petrova I.G., Semenov A.A., Dudareva L.V., Tretyakova M.S., Sidorov A.V. Degradation of N-phenyl-2-naphtylamine by Rhizobium leguminosarum bv. viciae, Pseudomonas syringae pv. pisi, Clavibacter michiganensis sps. sepedonicus bacteria. Appl. Biochem. Microbiol., 2020, vol. 56, pp. 165-173. https://doi.org//10.1134/S0003683820010123
Makarova, L.E., Smirnov, V.I., Klyba, L.V., Petrova, I.G., Dudareva, L.V. Role of allelopathic sompounds in the regulation and development of legume-rhizobial symbiosis. Appl. Biohem. Microbiol., 2012, vol. 48, pp. 355–362. https://doi.org/10.1134/S0003683812030064
Makoi J.H.R., Ndakidemi P.A. Biological, ecological and agronomic sig-nificance of plant phenolic compounds in rhizosphere of the symbiotic legumes (re-view). African J. Biotechnology, 2007, vol. 6, no. 12, pp. 1358-1368. https://www.ajol.info/index.php/ajb/article/view/57520
Mankidy R., Wiseman S., Ma H., Giesy J.P. Biological impact of phthalates. Toxicology Letters, 2013, vol. 217, no. 1, pp. 50-58. https://doi.org/10.1016/j.toxlet.2012.11.025
Marek, E.V., Koslitz, S., Weiss, T., Fartasch, M., Schlüter, G., Käfferlein, H.U. Brüning, T. Quantification of N-phenyl-2-naphthylamine by gas chromatog-raphy and isotope-dilution mass spectrometry and its percutaneous absorption ex vivo under workplace conditions. Arch Toxicol., 2017, vol. 91, pp. 3587-3596. https://doi.org/10.1007/s00204-017-2046-2
Novak K. Production of phytoalexin in pea roots by rhizobia. Interrelationships between Microorganisms and Plants in Soil. Czechslovakia, 1987 / Eds. V. Vančura, F. Kunc. Prague: Academia. 1989, pp. 63-66. https://doi.org/10.1016/S0166-2481(08)70197-1
Parke D., Ornston L.N. Enzymes of the β- Ketoadipate Pathway Are Inducible in Rhizobium and Agrobacterium spp. And Constitutive in Bradyrhizobium spp. J. Bacteriol., 1986, vol. 165, no. 1, pp. 288-292. https://doi.org/10.1128/jb.165.1.288-292.1986
Shaficova T.N., Omelichkina Y.V., Enikeev A.G., Boyarkina S.V., Gvildis D.E., Semenov A.A. Ortho-phthalic acid esters suppress the phytopathogen capability for biofilm formation. Doklady Biological Sciences, 2018, vol. 480, pp. 107-109. https://doi.org/10.1134/S0012496618030092
Sweigard J.A., Matthews D.E., VanEtten H.D. Synthesis of the phytoalexin pisatin by a methyltransferase from pea. Plant Physiol., 1986, vol. 80, no. 1, pp. 277-279. https://doi.org/10.1104/pp.80.1.277
VanEtten, H.D, Temporini, E., Wassman, C. Phytoalexin (and phytoanti-cipin) tolerance as a virulence trait: why is it not required by all pathogens? Physiol. Molec. Plant Pathol., 2001, vol. 59, no 2, pp. 83-93. https://doi.org/10.1006/pmpp.2001.0350
Просмотров аннотации: 283 Загрузок PDF: 321
Copyright (c) 2021 Lyudmila E. Makarova, Irina S. Kapustina, Anna S. Morits, Sviatoslav S. Makarov
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
