Влияние стимулирующей рост бактерии Pseudomonas protegens DA1.2 и ее метаболитов на повреждение рапса почвенными остатками метсульфурон-метила

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Исследовали биохимические процессы, опосредующие положительное влияние бактерий на растения, испытывающие гербицидный стресс. Для этого оценили действие штамма бактерий Pseudomonas protegens DA1.2, низкомолекулярной (<5 кДа) и высокомолекулярной (>5 кДа) фракций его культуральной жидкости (КЖ) на активность ацетолактатсинтазы (АЛС) и антиоксидантный статус рапса (Brassica napus L.) сорта Купол, выращенного при искусственном освещении в загрязненной метсульфурон-метилом почве. Штамм P. protegens DA1.2 и его метаболиты способствовали увеличению массы побегов рапса на 21–68%, уменьшали ингибирование фермента АЛС на 11–24% и смягчали проявления окислительного стресса. Защитный эффект обработок убывал в ряду: КЖ с живыми клетками бактерий–низкомолекулярная фракция КЖ–высокомолекулярная фракция КЖ. Рост активности супероксиддисмутазы на 51–94% и глутатионредуктазы на 17–20% в обработанных бактериями или их метаболитами растениях указывал на возможное участие этих антиоксидантных ферментов в уменьшении фитотоксичности почвенных остатков метсульфурон-метила для растений рапса.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

М. Д. Бакаева

Уфимский Институт биологии – обособленное структурное подразделение Уфимского федерального исследовательского центра РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: chelab007@yandex.ru
Россия, 450054 Уфа, просп. Октября, 69

А. А. Кенджиева

Уфимский Институт биологии – обособленное структурное подразделение Уфимского федерального исследовательского центра РАН

Email: chelab007@yandex.ru
Россия, 450054 Уфа, просп. Октября, 69

С. Н. Стариков

Уфимский Институт биологии – обособленное структурное подразделение Уфимского федерального исследовательского центра РАН

Email: chelab007@yandex.ru
Россия, 450054 Уфа, просп. Октября, 69

С. П. Четвериков

Уфимский Институт биологии – обособленное структурное подразделение Уфимского федерального исследовательского центра РАН

Email: chelab007@yandex.ru
Россия, 450054 Уфа, просп. Октября, 69

Д. В. Четверикова

Уфимский Институт биологии – обособленное структурное подразделение Уфимского федерального исследовательского центра РАН

Email: chelab007@yandex.ru
Россия, 450054 Уфа, просп. Октября, 69

Список литературы

  1. Li Z.-J., Xu J.-X., Muhammad A., Ma G.-R. Effect of bound residues of metsulfuron-methyl in soil on rice growth // Chemosphere. 2005. V. 58. № 9. P. 1177–1183.
  2. Kaur T., Brar L.S. Residual effect of wheat applied sulfonylurea herbicides on succeeding crops as affected by soil pH // Indian J. Weed Sci. 2014. V. 46. № 3. P. 241–243.
  3. Mehdizadeh M., Alebrahim M.T., Roushani M., Streibig J.G. Evaluation of four different crops’ sensitivity to sulfosulfuron and tribenuron methyl soil residues // Acta Agric. Scandinavica. Sect. B Soil Plant Sci. 2016. V. 66. № 8. P. 706–713.
  4. Sarmah A.K., Sabadie J. Hydrolysis of sulfonylurea herbicides in soils and aqueous solutions: A review // J. Agric. Food Chem. 2002. V. 50. № 22. P. 6253–6265.
  5. Wang H., Xu J., Yates S.Y., Zhang J., Gan J., Ma J., Wu J., Xuan R. Mineralization of metsulfuron–methyl in Chinese paddy soils // Chemosphere. 2010. V. 78. № 3. P. 335–341.
  6. Ajijah N., Fiodor A., Pandey A.K., Rana A., Pranaw K. Plant growth-promoting bacteria (pgpb) with biofilm-forming ability: A Multifaceted agent for sustainable agriculture // Diversity. 2023. V. 15. № 1. art. 112.
  7. Jiang Z., Jiang D., Zhou Q., Zheng Z., Cao B., Meng Q., Qu J., Wang Y., Zhang Y. Enhancing the atrazine tolerance of Pennisetum americanum (L.) K. Schum by inoculating with indole-3-acetic acid producing strain Pseudomonas chlororaphis PAS18 // Ecotoxicol. Environ. Saf. 2020. V. 202. Art. 110854.
  8. Bakaeva M., Chetverikov S., Timergalin M., Feoktistova A., Rameev T., Chetverikova D., Kenjieva A., Starikov S., Sharipov D., Hkudaygulov G. PGP-Bacterium Pseudomonas protegens improves bread wheat growth and mitigates herbicide and drought stress // Plants. 2022. V. 11. Art. 3289.
  9. Motamedi M., Zahedi M., Karimmojeni H., Baldwin T.C., Motamedi H. Rhizosphere-associated bacteria as biofertilizers in herbicide-treated alfalfa (Medicago sativa) // J. Soil Sci. Plant Nutr. 2023. V. 23. P. 2585–2598.
  10. Traxler C., Gaines T.A., Küpper A., Luemmen P., Dayan F.E. The nexus between reactive oxygen species and the mechanism of action of herbicides // J. Biol. Chem. 2023. V. 299. № 11. Art. 105267.
  11. Феоктистова А.В., Тимергалин М.Д., Рамеев Т.В., Четвериков С.П. Обработка растений пшеницы бактериями Pseudomonas protegens ДА1.2 нивелировала негативное действие гербицида Чисталан в условиях дефицита воды // Агрохимия. 2021. № 10. С. 89–96.
  12. Четверикова Д.В., Бакаева М.Д., Кенджиева А.А., Худайгулов Г.Г., Четвериков С.П. Применение бактерий для повышения устойчивости рапса к остаткам в почве гербицида Наномет // Достиж. науки и техн. АПК. 2023. Т. 37. № 3. С. 22–27.
  13. Simpson D., Stoller E., Wax L. An in vivo acetolactate synthase assay // Weed Technol. 1995. V. 9. № 1. P. 17–22.
  14. Hodges D.M., Delong J.M., Forney C.F., Prange R.K. Improving the thiobarbituric acid–reactive–substances assay for estimating lipid peroxidation in plant tissues containing anthocyanin and other interfering compounds // Planta. 1999. V. 207. P. 604–611.
  15. Elavarthi S., Martin B. Spectrophotometric assays for antioxidant enzymes in plants // Plant Stress Tolerance. Methods in Molecular Biology / Ed. Sunkar, R. N.Y., U.S.: Humana Press, 2010. V. 639, Р. 273–280.
  16. Lei Q., Zhong J., Chen S.F., Wu S., Huang Y., Guo P., Mishra S., Bhatt K., Chen S. Microbial degradation as a powerful weapon in the removal of sulfonylurea herbicides // Environ. Res. 2023. V. 235. Art. 116570.
  17. Palma-Bautista C., Vázquez-García J.G., de Portugal J., Bastida F., Alcántara-de la Cruz R., Osuna-Ruiz M.D., Torra J., De Prado R. Enhanced detoxification via Cyt-P450 governs cross-tolerance to ALS-inhibiting herbicides in weed species of Centaurea // Environ. Pollut. 2023. V. 322. Art. 121140.
  18. Четвериков С. П., Четверикова Д.В., Кенджиева А.А., Бакаева М.Д. Использование гербицидов в качестве питательного субстрата бактериями-стимуляторами роста сельскохозяйственных культур // Естеств. и техн. науки. 2019. № 11. С. 108–111.
  19. Mittler R., Zandalinas S. I., Fichman Y., Van Breusegem F. Reactive oxygen species signalling in plant stress responses // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2022. V. 23. № 10. P. 663–679.
  20. Neshat M., Abbasi A., Hosseinzadeh A., Sarikhani M.R., Dadashi Chavan D., Rasoulnia A. Plant growth promoting bacteria (PGPR) induce antioxidant tolerance against salinity stress through biochemical and physiological mechanisms // Physiol. Mol. Biol. Plants. 2022. V. 28. P. 347–361.
  21. Rossi M., Borromeo I., Capo C., Glick B.R., Del Gallo M., Pietrini F., Forni C. PGPB Improve photosynthetic activity and tolerance to oxidative stress in Brassica napus grown on salinized soils // Appl. Sci. 2021. V. 11. № 23. Art. 11442.
  22. Raihan M.R.H., Rahman M., Mahmud N.U., Adak M.K., Islam T., Fujita M., Hasanuzzaman M. Application of rhizobacteria, Paraburkholderia fungorum and Delftia sp. confer cadmium tolerance in rapeseed (Brassica campestris) through modulating antioxidant defense and glyoxalase systems // Plants. 2022. V. 11. № 20. Art. 2738.
  23. Iwaniuk P., Łuniewski S., Kaczyński P., Łozowicka B. The Influence of humic acids and nitrophenols on metabolic compounds and pesticide behavior in wheat under biotic stress // Agronomy. 2023. V. 13. № 5. Art. 1378.
  24. Gowtham H. G., Singh S. B., Shilpa N., Aiyaz M., Nataraj K., Udayashankar A. C., Amruthesh K.N., Murali M., Poczai P., Gafur A., Almalki W.H., Sayyed R. Z. Insight into recent progress and perspectives in improvement of antioxidant machinery upon PGPR augmentation in plants under drought stress: a review // Antioxidants. 2022. V. 11. № 9. Art. 1763.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Влияние метсульфурон-метила, штамма P. protegens DA1.2 и фракций его культуральной жидкости на активность фермента ацетолактатсинтазы (а) и содержание малонового диальдегида (б) в листьях рапса.

Скачать (376KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Влияние метсульфурон-метила, штамма P. protegens DA1.2 и фракций его культуральной жидкости на активность антиоксидантных ферментов, выделенных из листьев рапса: (а) – каталазы, (б) – аскорбатпероксидазы, (в) – супероксиддисмутазы, (г) – глутатионредуктазы.

Скачать (554KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».