Advances in Chemical PhysicsAdvances in Chemical PhysicsФизиология растений0015-33033034-624XThe Russian Academy of Sciences13021510.31857/S001533032260070XIBLFFLЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИResearch ArticleImproving Salt Stress Tolerance of Triticum aestivum L. with Endophytic Strains of Bacillus subtilisПовышение толерантности Triticum aestivum L. к солевому стрессу с помощью эндофитных штаммов Bacillus subtilisKuramshinaZ. M.КурамшинаЗ. М.
Russian Federation
kuramshina_zilya@mail.ruKhairullinR. M.ХайруллинР. М.
Russian Federation
kuramshina_zilya@mail.ruSterlitamak Branch of Ufa University of Science and TechnologyСтерлитамакский филиал Уфимского университета науки и технологийInstitute of Biochemistry and Genetics, Ufa Federal Research Center, Russian Academy of SciencesИнститут биохимии и генетики Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук0105202370329330021082023Copyright ©; 2023, З.М. Курамшина, Р.М. ХайруллинCopyright ©; 2023, З.М. Курамшина, Р.М. Хайруллин2023З.М. Курамшина, Р.М. ХайруллинЗ.М. Курамшина, Р.М. Хайруллинhttps://journals.rcsi.science/0015-3303/article/view/130215

The effect of salt stress on Triticum aestivum L. plants inoculated with endophytic strains of B. subtilis was studied. The treatment of Triticum aestivum L. with endophytic bacterial strains of B. subtilis was shown to increase plant resistance to the stress factor. The inoculation reduced the development of oxidative stress and the entry of sodium ions into aboveground plant organs. The antistress effect of endophytic strains of B. subtilis and their ability to reduce the absorption of sodium ions by Triticum aestivum L. plants can be employed to promote plant growth during cultivation of crops on saline lands.

Изучено влияние солевого стресса на растения Triticum aestivum L., инокулированные эндофитными штаммами B. subtilis. Показано, что обработка Triticum aestivum L. эндофитными штаммами бактерий B. subtilis повышает устойчивость растений к стресс-фактору, снижает развитие окислительного стресса, проникновение ионов натрия в надземную часть растений. Антистрессовый эффект и способность эндофитных штаммов B. subtilis снижать поглощение ионов натрия растениями Triticum aestivum L. может быть использовано для стимуляции роста растений при выращивании их на засоленных территориях.

Triticum aestivumBacillus subtilissalt stressgrowthantioxidant enzymesphenolic compoundsmalondialdehydeprolinesodium and potassium contentantistress effectTriticum aestivumBacillus subtilisсолевой стрессростантиоксидантные ферментыфенольные соединениямалоновый диальдегидпролинсодержание натрия и калияантистрессовый эффектJi C., Tian H., Wang X., Song X., Ju R., Li H., Gao Q., Li C., Zhang P., Li J., Hao L., Wang C., Zhou Y., Xu R., Liu Y. et al. Bacillus subtilis HG-15, a halotolerant rhizoplane bacterium, promotes growth and salinity tolerance in wheat (Triticum aestivum) // BioMed Research International. 2022. V. 2022. https://doi.org/10.1155/2022/9506227Gamalero E., Bona E., Todeschini V., Lingua G. Saline and arid soils: impact on bacteria, plants, and their interaction // Biology. 2020. V. 9: 116. https://doi.org/10.3390/biology9060116Polash M.A., Sakil M.A., Hossain M.A. Plants responses and their physiological and biochemical defense mechanisms against salinity: A review // Trop. Plant Res. 2019. V. 6. P. 250.Fortt J., González M., Morales P., Araya N., Remonsellez F., Coba de la Peña T., Ostria-Gallardo E., Stoll A. Bacterial modulation of the plant ethylene signaling pathway improves tolerance to salt stress in lettuce (Lactuca sativa L.) // Front. Sustain. Food Syst. 2022. V. 6: 768250. https://doi.org/10.3389/fsufs.2022.768250Ren C.-G., Kong C.-C., Liu Z.-Y., Zhong Z.-H., Yang J.-C., Wang X.-L., Qin S. A perspective on developing a plant ‘holobiont’ for future saline agriculture // Front. Microbiol. 2022. V. 13: 763014. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.763014Gao Y., Zou H., Wang B., Yuan F. Progress and applications of plant growth-promoting bacteria in salt tolerance of crops // Int. J. Mol. Sci. 2022. V. 23: 7036. https://doi.org/10.3390/ijms23137036Krishnamoorthy R., Roy Choudhury A., Walitang D.I., Anandham R., Senthilkumar M., Sa T. Salt stress tolerance-promoting proteins and metabolites under plant-bacteria-salt stress tripartite interactions // Appl. Sci. 2022. V. 12: 3126. https://doi.org/10.3390/ app12063126Gupta A., Mishra R., Rai S., Bano A., Pathak N., Fujita M., Kumar M., Hasanuzzaman M. Mechanistic insights of plant growth promoting bacteria mediated drought and salt stress tolerance in plants for sustainable agriculture // Int. J. Mol. Sci. 2022. V. 23: 3741. https://doi.org/10.3390/ijms2307374Kumar A., Singh S., Gaurav A.K., Srivastava S., Verma J.P. Plant growth-promoting bacteria: biological tools for the mitigation of salinity stress in plants // Front. Microbiol. 2020. V. 11: 1216. https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.01216Hameed A., Ahmed M.Z., Hussain T., Aziz I., Ahmad N., Gul B., Nielsen B.L. Effects of salinity stress on chloroplast structure and function // Cells. 2021. V. 10: 2023. https:// doi.org/https://doi.org/10.3390/cells10082023Ahmad R., Anjum M.A., Khalid M.F., Saqib M., Hassan A. Oxidative stress and antioxidant defense mechanisms in plants under salt stress // Plant Abiotic Stress Tolerance / Eds. Hasanuzzaman M. et al. Springer, Cham. 2019. P. 475. https://doi.org/10.1007/978-3-030-06118-0_8Pal K.K., Dey R., Sherathia D.N., Devidayal Mangalassery S., Kumar A., Rupapara R.B., Mandaliya M., Rawal P., Bhadania R.A., Thomas M., Patel M.B., Maida P., Nawade B.D., Ahmad S., Dash P., Radhakrishnan T. Alleviation of salinity stress in peanut by application of endophytic bacteria // Front. Microbiol. 2021. V. 12: 650771. https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.650771Bezrukova M.V., Lubyanova A.R., Fatkhutdinova R.A. The involvement of wheat and common bean lectins in the control of cell division in the root apical meristems of various plant species // Russian Journal of Plant Physiology. 2011. V. 58. P. 174.Khairullin R.M., Yarullina L.G., Troshina N.B., Akhmetova I.E. Chitooligosaccharide-induced activation of o-phenylenediamine oxidation by wheat seedlings in the presence of oxalic acid // Biochemistry (Moscow). 2001. V. 66. P. 286.Королюк М.А., Иванова Л.И., Майорова И.Г., Токарев В.Е. Метод определения активности каталазы // Лабораторное дело. 1988. № 1. С. 16.Costa H., Gallego S.M., Tomaro M.L. Effect of UV-B radiation on antioxidant defense system in sunflower cotyledons // Plant Sci. 2002. V. 162. P. 939.Folin O., Ciocalteu O. On tyrosine and tryptophane determinations in proteins // J. Biol. Chem. 1927. V. 73. P. 627.Singleton V.L., Rossi J.A. Colorimetry of total phenolics with phosphomolyb-dicphoungstic acid reagent // Am. J. Enol. Vitic. 1965. V. 16. P. 144.Шихалеева Г.Н., Будняк А.К., Шихалеев И.И., Иващенко О.Л. Модифицированная методика определения пролина в растительных объектах // Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна. Серія: біологія. 2014. Вип. 21. С. 168.ГОСТ 57059-2016. Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. экспресс метод определения влаги. Москва: Стандартинформ, 2020. 6 с. https://internet-law.ru/gosts/gost/62895/ГОСТ 32250-2013 (ISO 7485:2000). Корма, комбикорма. Метод определения содержания калия и натрия с применением пламенно-эмиссионной спектрометрии. Москва: Стандартинформ, 2020. 13 с.Мелентьев А.И. Аэробные спорообразующие бактерии Bacillus Cohc в агроэкосистемах. Москва: Наука, 2007. 147 с.Egorshina A.A., Luk’yantsev M.A., Khairullin R.M., Sakhabutdinova A.R. Involvement of phytohormones in the development of interaction between wheat seedlings and endophytic Bacillus subtilis strain 11BM // Russian Journal of Plant Physiology. 2012. V. 59. P. 134.Fatima A., Hussain S., Hussain S., Ali B., Ashraf U., Zulfiqar U., Aslam Z., Al-Robai S.A., Alzahrani F.O., Hano C., El-Esawi M.A. Differential morphophysiological, biochemical, and molecular responses of maize hybrids to salinity and alkalinity stresses // Agron. 2021. V. 11: 1150. https://doi.org/10.3390/agronomy11061150Khan I., Muhammad A., Chattha M.U., Skalicky M., Bilal Chattha M., Ahsin Ayub M., Rizwan Anwar M., Soufan W., Hassan M.U., Rahman M.A., Brestic M., Zivcak M., El Sabagh A. Mitigation of salinity-induced oxidative damage, growth, and yield reduction in fine rice by sugarcane press mud application // Front. Plant Sci. 2022. V. 13: 840900. https://doi.org/10.3389/fpls.2022.84090Santander C., Vidal G., Ruiz A., Vidal C., Cornejo P. Salinity eustress increases the biosynthesis and accumulation of phenolic compounds that improve the functional and antioxidant quality of red lettuce // Agronomy. 2022. V. 12: 598. https://doi.org/10.3390/ agronomy12030598