Bacillus subtilis 26d increases resistance to oil pollution of Bromopsis inermis plants

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The effect of treating Bromopsis inermis (Leyss) seeds with bacteria of the Bacillus subtilis 26D strain and the oil-tolerant B. subtilis 26D+n line on the physiological and biochemical characteristics of plants under conditions of oil pollution of the soil was studied. It was shown that the B. subtilis 26D+n line, under conditions of cultivation of awnless brome plants on oil-contaminated soils, effectively stimulated growth, reducing the development of oxidative stress in tissues, in comparison with the control and plants inoculated with the original strain of B. subtilis 26D. Inducing tolerance to oil pollution of soil in plants using endophytic strains B. subtilis 26D+n may be due to their complex biological activity and adaptation to oil components.

About the authors

Z. M. Kuramshina

Ufa University of Science and Technology

Email: kuramshina_zilya@mail.ru
Zaki Validi St. 32, Ufa, 450076 Russia

L. R. Sattarova

Ufa University of Science and Technology

Zaki Validi St. 32, Ufa, 450076 Russia

A. A. Yamaleeva

Ufa University of Science and Technology

Zaki Validi St. 32, Ufa, 450076 Russia

I. V. Maksimov

Institute of Biochemistry and Genetics – a separate structural subdivision of the Federal State Budgetary Scientific Institution Ufa Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences

Oktyabrya Ave. 71, Ufa, 450054 Russia

References

  1. Захарченко М. В., Люшин М. М., Мустафина Э. А. Соединения металлов в нефтях месторождений Оренбуржья // Нефтегазохимия. 2016. Т. 1. С. 61–63.
  2. Нафикова А. Р., Сурина О. Б., Хайруллин, Р.М., Максимов И. В. Влияние метаболитов штаммов 26Д и 11ВМ бактерии Bacillus subtilis на рост проростков и каллусов пшеницы // Агрохимия. 2018. № 5. С. 39–44. https://doi.org/10.7868/s000218811805006x.
  3. Шихалеева Г. Н., Будняк А. К., Шихалеев И. И., Иващенко О. Л. Модифицированная методика определения пролина в растительных объектах // Вісник Харківського національного університету ім. В. Н. Каразіна. Серія: біологія. 2014. Т. 21. С. 168–172.
  4. Arellano P., Tansey K., Balzter H., Tellkamp M. Plant family-specific impacts of petroleum pollution on biodiversity and leaf chlorophyll content in the amazon rainforest of Ecuador. // PLoS ONE. 2017. V. 12. № 1. Р. e0169867. https://doi.org/ 10.1371/journal.pone.0169867.
  5. Bradford M. M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. // Analytical biochemistry. 1976. V.72. P. 248 –254. https://doi.org//10.1016/0003-2697(76)90527-3
  6. Cherepanova E. A., Galyautdinov I. V., Burkhanova G. F., Maksimov I. V. Isolation and identification of lipopeptides of Bacillus subtilis 26D // Applied biochemistry and microbiology. 2021. V. 57. № 5. P. 636–642. https://doi.org/10.1134/S0003683821050033
  7. Costa H., Gallego S. M., Tomaro M. L. Effect of UV-B radiation on antioxidant defense system in sunflower cotyledons // Plant Science. 2002. V. 162. P. 939–945. https://doi.org/10.1016/S0168-9452(02)00051-1
  8. da Silva Correa H., Blum C. T., Galvão F., Maranho L. T. Effects of oil contamination on plant growth and development: A review // Environmental Science and Pollution Research. 2022. V. 29. P. 43501–43515. https://doi.org/10.1007/s11356-022-19939-9.
  9. Devatha C. P., Vishnu V. A., Purna Chandra, Rao J. Investigation of physical and chemical characteristics on soil due to crude oil contamination and its remediation // Applied Water Science. 2019. V. 9. P.89. https://doi.org/10.1007/s13201-019-0970-4.
  10. Fadiji A. E., Babalola O. O. Elucidating mechanisms of endophytes used in plant protection and other bioactivities with multifunctional prospects // Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2020. V. 8. P.467. https://doi.org/10.3389/fbioe.2020.00467.
  11. Gkorezis P., Daghio M., Franzetti A., Van Hamme J. D., Sillen W., Vangronsveld J. The interaction between plants and bacteria in the remediation of petroleum hydrocarbons: An environmental perspective // Frontiers in Microbiology. 2016. V. 7. Art. 1836. https://doi.org/10.3389/fmicb.2016.01836
  12. Grifoni M., Rosellini I., Angelini P., Petruzzelli G., Pezzarossa B. The effect of residual hydrocarbons in soil following oil spillages on the growth of Zea mays plants // Environmental Pollution. 2020. V. 265. P.114950. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.114950
  13. Ha-Tran D.M., Nguyen T. T.M., Hung S. H., Huang E., Huang C. C. Roles of plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) in stimulating salinity stress defense in plants: A review. // International Journal of Molecular Sciencesi. 2021. V. 2. P. 3154. https://doi.org/10.3390/ijms22063154
  14. Hunt L. J., Duca D., Dan T., Knopper L. D. Petroleum hydrocarbon (PHC) uptake in plants: a literature review // Environmental Pollution. 2019. V. 245. P.472–484. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2018.11.012
  15. Karamchandani B. M., Pawar A. A., Pawar S. S., Syed S., Mone N. S., Dalvi S. G., Rahman P. K.S.M., Banat I. M., Satpute S. K. Biosurfactants’ multifarious functional potential for sustainable agricultural practices // Frontiers i in Bioengineering and Biotechnology. 2022. V. 10. P.1047279. https://doi.org/10.3389/fbioe.2022.1047279
  16. Kuramshina Z. M., Khairullin R. M. Endophytic strains of Bacillus subtilis promote drought resistance of plants // Rus. J. of Plant Physiology. 2023a. V.70. № 3. P. 259–268. https://doi.org/10.31857/s0015330322600760.
  17. Kuramshina Z. M., Khairullin R. M. Increasing the tolerance of Triticum aestivum L. to salt stress using endophytic strains of Bacillus subtilis // Russian Journal of Plant Physiology. 2023b. V.70. №3. P.293–300. https://doi.org/10.31857/s001533032260076X.
  18. Kuramshina Z. M., Khairullin R. M., Maksimov I. V. Endophytic bacteria Bacillus spp. in the formation of adaptive potential of plants // Russian Journal of Plant Physiology. 2023c. V. 70 P. 186. https://doi.org/10.1134/S1021443723602021.
  19. Kuramshina Z. M., Khairullin R. M., Smirnova Yu. V. The responsiveness of Triticum aestivum L. variety for inoculation by cells of endophytic strains Bacillus subtilis // Russian Agricultural Sciences. 2019. № 6. P. 3–6. https://doi.org/10.31857/S2500-2627201963-6
  20. Kuramshinaa Z. M., L. R. Sattarova, I. V. Maksimov. Increasing the resistance of wheat to oil pollution using endophytic bacteria Bacillus subtilis // Russian Journal of Plant Physiology. 2023d. V. 70. P. 124. https://doi.org/10.1134/S1021443723700188
  21. Kuramshina Z. M., Smirnova Y. V., Khairullin R. M. Increasing Triticum aestivum tolerance to cadmium stress through endophytic strains of Bacillus subtilis // Russian Journal of Plant Physiology. 2016. V.63.P. 636–644. https://doi.org/10.1134/S1021443716050083
  22. Le Mire G, Siah A., Brisset M.-N., Gaucher M., Deleu M., Jijakli M. H. Surfactin protects wheat against zymoseptoriatritici and activates both salicylic acid- and jasmonic acid-dependent defense responses // Agriculture. 2018. 8 (1). Р. 11. https://doi.org/10.3390/agriculture8010011
  23. Liu Y., Morelli M., Koskimäki J. J., Qin S., Zhu Y.-H., Zhang X. X. Editorial: Role of endophytic bacteria in improving plant stress resistance // Frontiers in Plant Science. 2022. V. 13. P 1106701. https://doi.org/10.3389/fpls.2022.1106701.
  24. Lumactud R., Shen S. Y., Lau M., Fulthorpe R. Bacterial endophytes isolated from plants in natural oil seep soils with chronic hydrocarbon contamination // Frontiers in Microbiology. 2016. V. 7. P755. https://doi.org/10.3389/fmicb.2016.00755
  25. Maksimov I. V., Singh B. P., Cherepanova E. A. Burkhanova G. F., Khairullin R. M. Prospects and applications of lipopeptide-producing bacteria for plant protection (Review) //Applied biochemistry and microbiology. 2020. V. 56. P. 15 https://doi.org/10.1134/S0003683820010135
  26. Marchut-Mikolajczyk O., Drożdżyński P., Pietrzyk1 D., Antczak T. Biosurfactant production and hydrocarbon degradation activity of endophytic bacteria isolated from Chelidonium majus L. // Microbial Cell Factories. 2018. V. 17. Art. 171. https://doi.org/10.1186/s12934-018-1017-5.
  27. Odukoya J., Lambert R., Sakrabani R. Understanding the impacts of crude oil and its induced abiotic stresses on agrifood production: A Review // Horticulturae. 2019. V. 5. №2. P. 47. https://doi.org/10.3390/horticulturae5020047
  28. Pawlik M., Płociniczak T., Thijs S., Pintelon I., Vangronsveld J., Piotrowska-Seget Z. Comparison of two inoculation methods of endophytic bacteria to enhance phytodegradation efficacy of an aged petroleum hydrocarbons polluted soil // Agronomy. 2020. V. 10. № 8. P. 1196. https://doi.org/10.3390/agronomy10081196
  29. Peele A.,Vekateswarulu T.C., Tammineedi J., Kanumuri L., Ravuru B. K., Dirisala V. R., Kodali V. P. Role of biosurfactants in bioremediation of oil pollution-A review // Petroleum. 2018. V. 4. № 3. P. 241–249. https://www.researchgate.net/publication/323754483.
  30. Pršic J., Ongena M.´ Elicitors of plant immunity triggered by beneficial bacteria // Frontiers in Plant Science. 2022. V. 11. Art. 594530. https://doi.org/10.3389/fpls.2020.594530
  31. Sorokan A., Veselova S., Benkovskaya G., Maksimov I. Endophytic strain Bacillus subtilis 26D increases levels of phytohormones and repairs growth of potato plants after colorado potato beetle damage // Plants. 2021.10 (5). Р. 923. https://doi.org/10.3390/plants10050923
  32. Veselova S. V., Burkhanova G. F., Nuzhnaya T. V. Maksimov I. V. Roles of ethylene and cytokinins in development of defense responses in Triticum aestivum plants infected with Septoria nodorum // Russian Journal of Plant Physiology. 2016. V.63. P. 609–619. https://doi.org/10.1134/S1021443716050150.
  33. Ziółkowska A., Wyszkowski M. Toxicity of petroleum substances to microorganisms and plants //Ecological Chemistry and Engineering. 2010. V.17. №1. P. 73 –82. https://www.researchgate.net/publication/258368640
  34. Zuzolo D., Guarino C., Tartaglia M., Sciarrillo R. Plant-soil-microbiota combination for the removal of total petroleum hydrocarbons (TPH): Аn in-field experiment // Frontiers in Microbiology. 2021. V. 11. P. 621581. https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.621581

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

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».