Влияние штаммов Bacillus subtilis в сочетании с салицилатом хитозана на активность пероксидазы и каталазы в листьях пшеницы при инфицировании возбудителем темно-бурой пятнистости B. sorokiniana

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Изучено влияние штаммов Bacillus subtilis ВКМ В‑2604D и ВКМ В‑2605D, составляющих основу биопрепарата Витаплан, и их сочетаний с салицилатом хитозана на ферменты антиоксидантной защиты в процессе формирования устойчивости растений пшеницы, инфицированной возбудителем темно­бурой пятнистости Bipolaris sorokiniana. В растениях пшеницы, обработанных штаммами B. subtilis и их сочетаниями с салицилатом хитозана, при последующем заражении происходила активация каталазы и пероксидазы, регулирующих интенсивность окислительного стресса, индуцированного внедрением патогена. При этом также происходило включение защитных реакций, ведущих к развитию индуцированной устойчивости в растениях пшеницы к темно­бурой пятнистости, что проявлялось в снижении развития болезни на 25–45% по отношению к зараженному контролю в обработанных растениях. Полученные результаты свидетельствовали о перспективности сочетания активных штаммов микроорганизмов­антагонистов возбудителей болезней растений и салицилата хитозана для повышения биологической эффективности и расширения спектра действия разрабатываемых рецептурных форм биопрепаратов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

И. И. Новикова

Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений

Email: krasnobaeva08@mail.ru
Россия, 196608, Санкт-Петербург, Пушкин

Э. В. Попова

Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений

Email: krasnobaeva08@mail.ru
Россия, 196608, Санкт-Петербург, Пушкин

Н. М. Коваленко

Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений

Email: krasnobaeva08@mail.ru
Россия, 196608, Санкт-Петербург, Пушкин

И. Л. Краснобаева

Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений

Автор, ответственный за переписку.
Email: krasnobaeva08@mail.ru
Россия, 196608, Санкт-Петербург, Пушкин

Список литературы

  1. Павлюшин В. А., Лысов А. К. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 3. С. 69–78. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2019-16-3-69-78
  2. Павлюшин В. А., Новикова И. И., Бойкова И. В. // Сельскохозяйственная биология. 2020. Т. 55. № 3. С. 421–438. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2020.3.421rus
  3. Штерншис М. В., Беляев А. А., Цветкова В. П., Шпатова Т. В., Леляк А. А., Бахвалов С. А. Биопрепараты на ос-нове бактерий рода Bacillus для управления здоровьем растений. Новосибирск: Изд-во Сибирского отделения Российской академии наук, 2016. 284 с.
  4. Новикова И. И., Бойкова И. В., Павлюшин В. А., Зейрук В. Н., Васильева С. В., Азизбекян Р. Р., Кузнецова Н. И. // Вестник защиты растений. 2013. № 4. С. 12–21.
  5. Сидорова Т. М., Асатурова А. М., Хомяк А. И. // Сельскохозяйственная биология. 2018. Т. 53. № 1. С. 29–37. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2018.1.29rus
  6. Максимов И. В., Сингх Б. П., Черепанова Е. А., Бурханова Г. Ф. // Прикл. биохимия и микробиология. 2020. Т. 56. № 1. С. 19–34. https://doi.org/10.31857/S055510 9920010134
  7. Черепанова Е. А., Благова Д. К., Бурханова Г. Ф., Сарварова Е. С. // Экобиотех. 2019. Т. 2. № 3. С. 339–346. https://doi.org/10.31163/2618-964X 2019-2-3-339-346
  8. Vlot A. C., Sales J. H., Lenk M., Bauer K., Brambilla A. et al. // New Phytol. 2020. V. 229. № 3. P. 1234–1250. https://doi.org/10.1111/nph.1695.3
  9. Jiao X., Takishita Y., Zhou G., Smith D. L. // Front. Plant. Sci. 2021. № 12. P. 1–8. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.634796
  10. Zehra A., Raytekar N. A., Meena M., Swapnil P. // Cur. Res. Microb. Sci. 2021. № 2. P. 1–14. https://doi.org/10.1016/j.crmicr.2021.100054
  11. Wang X. Q., Zhao D. L., Shen L. L., Jing C. L. Application and Mechanisms of Bacillus subtilis in Biological Control of Plant Disease / Ed. V. S. Meena. Springer Singapore, 2018. P. 225–250. https://doi.org/10.1007/978–981–10–8402–7–9
  12. Максимов И. В., Веселова С. В., Нужная Т. В., Сарварова Е. Р., Хайрулин Р. М. // Физиология растений. 2015. Т. 62. № 6. С. 763–775. https://doi.org/10.7868/s0015330315060111
  13. Новикова И. И. // Вестник защиты растений. 2016. Т. 83. № 3. С. 120–122.
  14. Chowdhury S. P., Hartmann A., Gao X. W., Borriss R. // Front Microbiol. 2015. № 6. P. 780. https://doi.org/10.3389/fmicb.2015.00780
  15. Павлюшин В. А., Тютерев С. Л., Новикова И. И., Попова Э. В. и др. // Доклады РАСХН. 2004. № 6. С. 17–21.
  16. Павлюшин В. А., Тютерев С. Л., Попова Э. В., Новикова И. И., Быкова Г. А., Домнина Н. С. // Биотехнология. 2010. № 4. С. 69–80.
  17. Колесников Л.Е., Новикова И. И., Сурин В. Г., Попова Э. В., Прияткин Н. С., Колесникова Ю. Р. // Прикл. биохимия и микробиология 2018. Т. 54. № 5. С. 546–552. https://doi.org/10.1134/S0555109918050082
  18. Yin H., Li Y., Zhang H. Y., Wang W. X., Lu H., Grevsen K. et al. // Int. J. Plant Sci. 2013. V. 174. № 4. P. 722–732. https://doi.org/org/10.1086/669721
  19. Deepmala K., Hemantaranjan A., Bharti S., Nishant Bhanu A. //Advances in Plants & Agriculture Research. 2014. V. 1. № 1. P. 23–30 https://doi.org/10.15406/apar.2014.01.00006
  20. Колесников Л. Е., Попова Э. В., Новикова И. И., Прияткин Н. С., Архипов М. В., Колесникова Ю. Р. и др. // Сельско-хозяйственная биология. 2019. Т. 54. № 5. С. 1024–1040. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2019.5.1024rus
  21. Van Loon L. C. // Eur. J. Plant Pathol. 2007. V. 119. № 3. P. 243–254. https://doi.org/10.1007/s10658-007-9165-1
  22. De Vleesschauwer D., Höfte M. // Advances in Botanical Research. 2009. № 51. P. 223–281. https://doi.org/10.1016/S0065-2296(09)51006-3
  23. Veselova S. V., Nuzhnaya T. V., Maksimov I. V. In: Jasmonic Acid: Biosynthesis, Functions and Role in Plant Development / Еd. L. Morrison, N.Y.: Nova Sciense, 2015. P. 33–66.
  24. Ryu C. M., Farag M. A., Hu C. H., Reddé M. S., Kloepper J. W., Paré P. W. // Plant Physiology. 2004. V. 134. № 3. P. 1017–1026. https://doi.org/10.1104/pp.103.026583
  25. Farag M. A., Zhang H., Ryu C. M. // J. Chem. Ecol. 2013. V. 39. P. 1007‒1018. https://doi.org/10.1007/s10886-013-0317-9.
  26. Kavitha K., Nakkeeran S., Chandrasekar G. // Arch. Phytopathol. Plant Protect. 2012. V. 45. P. 199–219.
  27. Torres M. A. // Physiologia Plantarum. 2010. V. 138. № 4. P. 414–429. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.2009.01326.x
  28. Yarullina L. G., Kasimova R. I., Ibragimov R. I., Akhatova A. R., Umarov I. A., Maksimov I. V. // Appl. Biochem. Microbiol. 2016. V. 52. № 1. P. 71–78. https://doi.org/10.1134/S0003683816010154
  29. Choi H. W., Klessig D. F. // BMC Plant Biol. 2016. V. 16. № 1. P. 232.https://doi.org/10.1186/s12870–016–0921–2
  30. Максимов И. В., Абизгильдина Р. Р., Сорокань А. В., Бурханова Г. Ф. // Прикл. биохимия и микробиология. 2014. Т. 50. № 2. С. 197–202.
  31. Радюкина Н. Л., Михеева Л. Е., Карбышева Е. А. // Успехи современной биологии. 2019. Т. 139. № 3. С. 254–266. https://doi.org/10.1134/S0042132419030062
  32. Тютерев С. Л. Научные основы индуцированной устойчивости растений. СПб: Наука, 2002. 328 с.
  33. Radhakrishnan R., Shim K. B., Lee B. W., Hwang C. D., Pae S. B., Park C. H. et al. // J. Microbiol. Biotechnol. 2013. V. 23. № 6. P. 856–863. https://doi.org/10.4014/jmb.1209.09045
  34. Kang S. M, Radhakrishnan R., Lee I. J. // World J. Microbiol. Biotechnol. 2015. V. 31. № 10. P. 1517–1527. https://doi.org/10.1007/s11274-015-1896-0
  35. Chowdappa P., Kumar S. M., Lakshmi M. J., Mohan S. P., Upreti K. K. // Biol. Control. 2013. № 65. P. 109–117.
  36. Rais A., Jabeen Z., Shair F., Hafeez F. Y., Hassan M. N. // PLoS One. 2017. V. 12. № 11. P. e0187412. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0187412
  37. Jayapala N., Mallikarjunaiah N., Puttaswamy H., Gavirangappa H., Ramachandrappa N. S. // J. Biol. Pest Control. 2019. № 29. P. 45.
  38. Jain S., Vaishnav A., Kumari S., Varma T., Tuteja N., Kumar Choudhary D. // J. Plant Growth Regul. 2017. № 36. P. 200–214.
  39. Fang Chen, Min Wang, Yu Zheng, Jianmei Luo, Xiurong Yang, Xuelian Wang. // World J. Microbiol. Biotechnol. 2010. V. 26. № 4. P. 675–684. https://doi.org/10.1007/s11274-009-0222-0222-0
  40. Nandeeshkumar P., Ramachandrakini K., Prakash H. S., Niranjana S. R., Shekar Shetty H. // J. Plant Interact. 2008. № 3. P. 255–262.
  41. Duveiller E., Chand R., Singh H. V., Joshi A. K. // Plant Pathology Journal. 2002. V. 18. № 6. P. 328–332. https://doi.org/10.5423/PPJ.2002.18.6.328
  42. Попова Э. В., Домнина Н. С., Сокорнова C. В., Коваленко Н. М., Тютерев С. Л. // Сельскохозяйственная биология. 2021. Т. 56. № 1. С. 158–170. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2021.1.158rus
  43. Новиков Н. Н., Таразанова Т. В. Лабораторный практикум по биохимии растений: Учебное пособие. М.: Издатель-ство РГАУ-МСХА им. К. А. Тимирязева, 2012. 97 с.
  44. Ермаков А. И., Арасимович В. В., Ярош Н. П., Перуанский Ю. В., Луковникова Г. А., Иконникова М. И. Методы биохимического исследования растений. Л.: Агропромиздат, 1987. 429 с.
  45. Yin H., Li Y., Zhang H. Y., Wang W. X., Lu H., Grevsen K., Zhao X., Du Y. // Int. J. Plant Sci. 2013. V. 174. № 4. P. 722–732. https://doi.org/10.1086/669721
  46. Yafei C., Yong Z., Xiaoming Z., Peng G., Hailong A., Yuguang D., Yingrong H., Hui L., Yuhong Z. // Plant Physiol. Biochem. 2010. V. 47. P. 724–731.
  47. Zurbriggen M.D., Carrillo N., Hajirezael M. R. // Plant Signaling and Behavior. 2010. № 5. P. 393–396. https://doi.org/10.4161/psb.5.4.10793
  48. Ahanger R. A., Bhat H. A., Ganie S. A., Lone A. A., Bhat T. A., Wani I. A. et al. // Inter. J. Pharmacy Review & Research. 2014. V. 4. № 1. P. 68–74.
  49. Ali M., Cheng Z., Ahmad H., Hayat S. // J. Plant Interactions. 2018 V. 13. № 1. P. 353–363. https://doi.org/10.1080/17429145.2018.1484188
  50. Quan L-J., Zhang B., Shi W.-W., Li H.-Y. // J. Integr. Plant Biol. 2008. V. 50. № 1. P. 2–18. https://doi.org/10.1111/j.1744–7909.2007.00599.x
  51. Gupta D., Pena L., Romero-Puertas M., Hernandez A., Inouhe M, Sandalio L. // Plant Cell Environ. 2017. V. 40. № 4. P. 509–526. https://doi.org/10.1111/pce.12711
  52. Schmitt F.-J., Renger G., Friedrich T., Kreslavski V. D., Zharmukhamedov S. K., Los D. A. et al. // Biochim. Biophysю Acta. 2014. V. 1837. № 6. P. 835–848. https://doi.org/10.1016/j.bbabio.2014.02.005
  53. Vellosillo T., Vicente J., Kulasekaran S., Hamberg M., Castresana C. // Plant Physiology. 2010. V.154. № 2. P. 444–448. https://doi.org/10.1104/pp.110.161273
  54. Jindrichova B., Fodor J., Šindelářová M., Burketova L., Valentova O. // Environ. Exper. Bot. 2011. V. 72. № 2. P. 149–156. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2011.02.018
  55. Gill S. S., Tuteja N. // Plant Physiol. Biochem. 2010. V. 48. № 12. P 909–930. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2010.08.016
  56. Максимов И. В., Черепанова Е. А. // Успехи современной биологии. 2006. № 126. С. 250–261.
  57. Rashad Y. M., Abdalla S. A., Sleem M. M. // Plants. 2022. V.11. № 15. P. 2051. https://doi.org/10.3390/plants11152051
  58. Roohallah S.-R., Fariba F., Mojtaba M.-E. // J. Crop. Prot. 2020. V. 9. № 1. P. 1–16.
  59. Озерецковская О. Л., Васюкова Н. И. // Физиология растений. 2006. Т. 53. № 4. С. 546–553.
  60. Omara R., Essa T., Khalil A., Elsharkawy M. // Egyptian Journal of Biological Pest Control. 2020. V. 30. P. 83. https://doi.org/10.1186/s41938-020-00284-3
  61. Hung K. T., Hsu Y. T., Kao C. H. // Physiol. Plant. 2006. V. 127. № 2. P. 293–303. https://doi.org/1399-3054.2006.00662.xhttps://doi.org/10.1111/j
  62. Dieryckx C., Gaudin V., Dupuy J.-W., Bonneu M., Girard V., Job D. // Frontier in Plant Science. 2015. № 6. P. 859–867. https://doi.org/10.3389/fpls.2015.00859
  63. Zakariyya F., Wahyu Susilo A., Iman Santoso T., Susilo Addy H., Pancaningtyas S. // Pelita Perkebunan (a Coffee and Cocoa Research Journal). 2018. V. 34. № 1. P. 33–39. https://doi.org/10.22302/iccri.jur.pelitaperkebunan.v34i1.305
  64. Васюкова Н. И., Озерецковская О. Л., Чаленко Г. И., Герасимова Н. Г., Львова A. А., Ильина А. В. и др. // Прикл. биохимия и микробиология. 2010. Т. 46. № 3. С. 379–384.
  65. Яруллина Л. Г., Бурханова Г. Ф., Цветков В. О., Черепанова Е. А., Заикина Е. А., Сорокань А. В. и др. // Прикл. био-химия и микробиология. 2022. Т. 58. № 2. С. 185–194. https://doi.org/10.31857/S0555109922020179

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Интенсивность развития (%) желтой ржавчины по сравнению с контролем (1) при применении КЖ штаммов B. subtilis ВКМ В 2604D и ВКМ В 2605D (2), Витаплана СП (3), 0.1 СХ (4), КЖ штаммов B. subtilis ВКМ В 2604D и ВКМ В 2605D + 0.1 СХ (5) и композиции КЖ штаммов B. subtilis ВКМ В 2604D и ВКМ В 2605D + 0.1 СХ (6) (2020 г.).

Скачать (621KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Влияние заражения B. sorokiniana листьев пшеницы, обработанных штаммами B. subtilis и их сочетаниями с СХ, на активность КАТ (мкмоль Н2О2/мин/г сырой массы листьев) (а) и ПО (усл. ед./г сырой массы листьев) (б): I — контроль за-раженный; II — КЖ штаммов B. subtilis ВКМ В 2604D + ВКМ В 2605D; III — КЖ штаммов B. subtilis ВКМ В 2604D + ВКМ В 2605D + 0.1% СХ; IV — композиция: КЖ штаммов B. subtilis ВКМ В 2604D + ВКМ В 2605D + 0.1% СХ; V — 0.1% СХ; VI — незараженный контроль.

Скачать (465KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024