Активность липополисахарида типового штамма Azospirillum palustre B2 в отношении проростков пшеницы (Triticum aestivum L.)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Липополисахарид – основной структурный компонент внешней мембраны грамотрицательных бактерий, который может также входить в состав экстраклеточных полимерных субстанций. Липополисахариды бактерий, стимулирующих рост и развитие растений, относятся к группе молекул, формирующих микроб-ассоциированный молекулярный паттерн (microbe-associated molecular pattern, MAMP). Эти гликоконъюгаты симбиотических, равно как и фитопатогенных бактерий, индуцируют активацию иммунных реакций у растений. Однако уровень ответного отклика растений при воздействии липополисахаридов симбионтов существенно отличается, в том числе благодаря их структурным особенностям, позволяющим обходить или ослаблять реакции врожденного фитоиммунитета. Мы приводим результаты анализа ответных реакций проростков пшеницы Triticum aestivum L. после воздействия липополисахарида ассоциативных бактерий Azospirillum palustre B2(Т). Инкубация проростков пшеницы в присутствии липополисахарида A. palustre B2 приводила к активации ростовых процессов растений, выражающейся в увеличении длины побегов, корней, площади первого листа, а также изменению содержания пигментов в листьях

Об авторах

Наталья Кирилловна Кондюрина

Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского; Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов – обособленное структурное подразделение ФГБУН Федерального исследовательского центра “Саратовский научный центр Российской академии наук” (ИБФРМ РАН)

ORCID iD: 0000-0003-2975-6066
г.Саратов, ул. Астраханская, 83

Юлия Петровна Федоненко

Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов – обособленное структурное подразделение ФГБУН Федерального исследовательского центра “Саратовский научный центр Российской академии наук” (ИБФРМ РАН)

410049, Россия, Саратов, просп. Энтузиастов, 13

Елена Николаевна Сигида

Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов – обособленное структурное подразделение ФГБУН Федерального исследовательского центра “Саратовский научный центр Российской академии наук” (ИБФРМ РАН)

410049, Россия, Саратов, просп. Энтузиастов, 13

Светлана Анатольевна Коннова

Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского

г.Саратов, ул. Астраханская, 83

Список литературы

  1. Cunha E. T. da, Pedrolo A. M., Arisi A. C. M. Effects of sublethal stress application on the survival of bacterial inoculants: A systematic review // Arch. Microbiol. 2023. Vol. 205, iss. 5. Article number 190. https://doi. org/10.1007/s00203-023-03542-8
  2. Bhadrecha P., Singh S., Dwibedi V. ‘A plant’s major strength in rhizosphere’: The plant growth promoting rhizobacteria // Arch. Microbiol. 2023. Vol. 205. Article number 165. https://doi.org/10.1007/s00203-023-03502-2
  3. Rodríguez-Navarro D. N., Dardanelli M. S., Ruíz-Saínz J. E. Attachment of bacteria to the roots of higher plants // FEMS Microbiol. Lett. 2007. Vol. 272, iss. 2. P. 127–136. https://doi.org/10.1111/j.1574-6968.2007.00761.x
  4. Федоненко Ю. П., Коннова С. А., Сигида Е. Н. Гликополимеры ассоциативных микроорганизмов: фундаментальные и прикладные аспекты / под ред. В. В. Игнатова. Саратов : Изд-во Сарат. ун-та, 2018. 128 с.
  5. Raaijmakers J. M., Vlami M., De Souza J. T. Antibiotic production by bacterial biocontrol agents // Antonie van Leeuwenhoek. 2002. Vol. 81. P. 537–547. https://doi.org/10.1023/A:1020501420831
  6. Gureeva M. V., Gureev A. P. Molecular Mechanisms determining the role of bacteria from the genus Azospirillum in plant adaptation to damaging environmental factors // Int. J. Mol. Sci. 2023. Vol. 24, iss. 11. Article number 9122. https://doi.org/10.3390/ijms24119122
  7. Федоненко Ю. П., Егоренкова И. В., Коннова С. А., Игнатов В. В. Участие липополисахаридов азоспирилл во взаимодействии с поверхностью корней пшеницы // Микробиология. 2001. Т. 70, № 3. С. 384–390.
  8. Boyko A. S., Konnova S. A., Fedonenko Yu. P., Zdorovenko E. L., Smol’kina O. N., Kachala V. V., Ignatov V. V. Structural and functional peculiarities of the lipopolysaccharide of Azospirillum brasilense SR55 isolated from the roots of Triticum durum // Microbial. Res. 2011. Vol. 166. P. 585–593. https://doi.org/10.1016/j.micres.2011.01.002
  9. Sigida E., Shashkov A., Shelud’ko A., Zdorovenko E., Toukach P. V., Konnova S., Fedonenko Yu., Knirel Yu. Structural studies of O-specifi c polysaccharide(s) and biological activity toward plants of the lipopolysaccharide from Azospirillum brasilense SR8 // Int. J. Biol. Macromol. 2019. Vol. 126. P. 246–253. https://doi. org/10.1016/j.ijbiomac.2018.12.229
  10. Evseeva N. V., Matora L. Y., Burygin G. L., Dmitrienko V. V., Shchyogolev S. Y. Effect of Azospirillum brasilense Sp245 lipopolysaccharide on the functional activity of wheat root meristematic cells // Plant Soil. 2011. Vol. 346. P. 181–188. https://doi.org/10.1007/s11104- 011-0808-9
  11. Evseeva N. V., Tkachenko O. V., Burygin G. L., Matora L. Y., Lobachev Y. V., Shchyogolev S. Y. Effect of bacterial lipopolysaccharides on morphogenetic activity in wheat somatic calluses // World J. Microbiol. Biotechnol. 2018. Vol. 34, iss. 3. https://doi.org/10.1007/ s11274-017-2386-3
  12. Fedonenko Y. P., Sigida E. N., Konnova S. A., Ignatov V. V. Structure and serology of O-antigens of nitrogenfi xing rhizobacteria of the genus Azospirillum // Russ. Chem. Bull. 2015. Vol. 64, iss. 5. P. 1024–1031. https:// doi.org/10.1007/s11172-015-0971-x
  13. Tkachenko O. V., Burygin G. L., Evseeva N. V., Fedonenko Y. P., Matora L. Y., Lobachev Y. V., Shchyogolev S. Y. Morphogenesis of wheat calluses treated with Azospirillum lipopolysaccharides // Plant Cell Tiss. Organ. Cult. 2021. Vol. 147. P. 147–155. https://doi.org/10.1007/s11240-021-02114-2
  14. Méndez-Gómez M., Castro-Mercado E., Alexandre G., García-Pineda E. Oxidative and antioxidative responses in the wheat-Azospirillum brasilense interaction // Protoplasma. 2016. Vol. 253. P. 477–486. https://doi.org/10.1007/s00709-015-0826-1
  15. Vallejo-Ochoa J., López-Marmolejo M., HernándezEsquivel A. A., Méndez-Gómez M., Suárez-Soria L. N., Castro-Mercado E., García-Pineda E. Early plant growth and biochemical responses induced by Azospirillum brasilense Sp245 lipopolysaccharides in wheat (Triticum aestivum L.) seedlings are attenuated by procyanidin B2 // Protoplasma. 2018. Vol. 255. P. 685–694. https://doi.org/10.1007/s00709-017-1180-2
  16. Hernaández-Esquivel A. A., Castro-Mercado E., Valencia-Cantero E., Alexandre G., García-Pineda E. Application of Azospirillum brasilense lipopolysaccharides to promote early wheat plant growth and analysis of related biochemical responses // Front. Sustain. Food Syst. 2020. Vol. 4. Article number 579976. https://doi.org/10.3389/fsufs.2020.579976
  17. Tikhonova E. N., Grouzdev D. S., Kravchenko I. K. Azospirillum palustre sp. nov., a methylotrophic nitrogenfi xing species isolated from raised bog // Int. J. Syst. Evolut. Microbiol. 2019. Vol. 69, iss. 9. P. 2787–2793. https://doi.org/10.1099/ijsem.0.003560
  18. Сигида Е. Н., Гринёв В. С., Здоровенко Э. Л., Дмитренок А. С., Бурыгин Г. Л., Кондюрина Н. К., Коннова С. А., Федоненко Ю. П. Характеристика структуры и генов биосинтеза О-антигенов Azospirillum zeae N7(T), Azospirillum melinis TMCY 0552(T) и Azospirillum palustre B2(T) // Биоорг. химия. 2022. Т. 48, № 3. С. 302–312. https://doi.org/10.31857/ S0132342322030174
  19. Konnova S. A., Makarov O. E., Skvortsov I. M., Ignatov V. V. Isolation, fractionation and some properties of polysaccharides produced in a bound form by Azospirillum brasilense and their possible involvement in Azospirillum-wheat root interactions // FEMS Microbiol. Lett. 1994. Vol. 118. P. 93–99. https://doi. org/10.1111/j.1574-6968.1994.tb06809.x
  20. Кульшин В. А., Яковлев А. П., Аваева С. Н., Дмитриев Б. А. Улучшенный метод выделения липополисахаридов из грамотрицательных бактерий // Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 1987. № 5. C. 44–46
  21. Hitchcock P. J., Brown T. M. Morphological heterogeneity among Salmonella lipopolysaccharide chemotypes in silver-stain polyacrylamide gels // J. Bacteriol. 1983. Vol. 154. P. 269–277. https://doi.org/10.1128/ jb.154.1.269-277.1983
  22. Tsai C. M., Frasch C. E. A sensitive silver stain for detecting lipopolysaccharides in polyacrylamide gels // Anal. Biochem. 1982. Vol. 119. P. 115–119. https://doi.org/10.1016/0165-022X(93)90024-I
  23. Коннова С. А., Скворцов И. М., Макаров О. Е., Прохорова Р. Н., Рогова Т. А., Игнатов В. В. Полисахаридные комплексы выделяемые Azospirillum brasilense и их возможная роль во взаимодействии бактерий с корнями пшеницы // Микробиология. 1995. Т. 64, № 6. С. 762–768.
  24. Wellburn A. R. The spectral determination of chlorophylls a and b, as well as total carotenoids, using various solvents with spectrophotometers of different resolution // J. Plant Physiol. 1994. Vol. 144. P. 307–313. https://doi.org/10.1016/S0176-1617(11)81192-2
  25. Дорофееева М. М., Бонецкая С. А. Сравнительный анализ некоторых классических и современных методик определения площади листовой поверхности // Растительные ресурсы. 2020. Т. 56, № 2. С. 182–192. https://doi.org/10.31857/S0033994620020041
  26. Luo X., Wu W., Liang Y., Xu N., Wang Z., Zou H., Liu J. Tyrosine phosphorylation of the lectin receptor-like kinase LORE regulates plant immunity // EMBO J. 2020. Vol. 39, iss. 4. Article number e102856. https:// doi.org/10.15252/embj.2019102856
  27. Bashan Y., Singh M., Levanony H. Contribution of Azospirillum brasilense Сd to growth of tomato seedlings is not through nitrogen fi xation // Can. J. Bot. 1989. Vol. 67, iss. 8. P. 2429–2434. https://doi.org/10.1139/b89-312
  28. Волкогон В. В., Димова С. Б., Мамчур А. Е. Особенности взаимоотношений бактерий рода Azospirillum с растениями картофеля, культивируемыми in vitro // Сільськогосподарська мікробіологія. 2005. № 3.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

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».