Влияние эндофитных бактерий Bacillus subtilis 26Д и Bacillus velezensis M66 на устойчивость растений картофеля к возбудителю альтернариоза Alternaria solani

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Изучено влияние бактерий Bacillus velezensis М66 и Bacillus subtilis 26Д на устойчивость растений картофеля к некротрофному грибу Alternaria solani – возбудителю альтернариоза. Впервые показано накопление жизнеспособных клеток бактерий этих штаммов во внутренних тканях стебля, корней и клубней картофеля на протяжении длительного времени. Выявлено значительное сокращение площади поражения альтернариозом на листьях, инокулированных эндофитами растений, а также ингибирование роста патогена под действием бактериальных штаммов, что может объясняться синтезом липопептидных антибиотиков, гены, отвечающие за синтез которых, были обнаружены методом ПЦР, и протеолитических ферментов, активность которых была показана in vitro. Формирование устойчивости растений под влиянием инокуляции B. subtilis 26Д и B. velezensis М66 сопровождалось накоплением пероксида водорода в первые часы после инфицирования растений спорами A. solani и снижением этого показателя на поздних этапах патогенеза за счет увеличения активности каталазы и пероксидаз. Ограничение распространения гриба сопровождалось увеличением активности ингибиторов протеиназ в растениях, что, вероятно, снижало негативное воздействие протеолитических ферментов некротрофного патогена A. solani. Можно полагать, что инокуляция растений клетками бактерий штамма B. velezensis M66 способствовала формированию устойчивости растений картофеля к альтернариозу посредством эффективного праймирования фитоиммунного потенциала, сравнимого с успешно применяемым в полевых условиях штаммом B. subtilis 26Д, активного компонента биопрепарата Фитоспорин-М.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Сорокань

Институт биохимии и генетики – обособленное структурное подразделение Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: fourtyanns@googlemail.com
Россия, Уфа, 450054

В. Ф. Габдрахманова

Институт биохимии и генетики – обособленное структурное подразделение Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук

Email: fourtyanns@googlemail.com
Россия, Уфа, 450054

И. С. Марданшин

Башкирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства – обособленное структурное подразделение Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук

Email: fourtyanns@googlemail.com
Россия, Уфа, 450059

И. В. Максимов

Институт биохимии и генетики – обособленное структурное подразделение Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук

Email: fourtyanns@googlemail.com
Россия, Уфа, 450054

Список литературы

  1. Fagodiya R.K., Trivedi A., Fagodia B.L.// Sci. Rep. 2022. V. 12. P. 6131–6147. https://doi.org/10.1038/s41598-022-10108-z
  2. Fernandes C., Casadevall A., Gonçalves T. // FEMS Microbiol. Rev. 2023. V. 47. № 6. A. fuad061. https://doi.org/10.1093/femsre/fuad061
  3. Miranda-Apodaca J., Artetxe U., Aguado I., Martin-Souto L., Ramirez-Garcia A., Lacuesta M., et al. // Plants. 2023. V. 12. № 6. P. 1304–1321. https://doi.org/10.3390/plants12061304
  4. Brouwer S.M., Odilbekov F., Burra D.D., Lenman M., Hedley P.E., Grenville-Briggs L., et al. // Plant Mol. Biol. 2020. V. 104. № 1–2. P. 1–19. https://doi.org/10.1007/s11103-020-01019-6
  5. Wu X., Wang Z., Zhang R., Xu T., Zhao J., Liu Y. // Archives of Microbiology. 2022. V. 204. № 4. P. 213. https://doi.org/10.1007/s00203-022-02824-x
  6. Kim J.A., Song J.S., Kim P.I., Kim D.H., Kim Y. // J. of Fungi. 2022. V. 8. № 10. P. 1053. https://doi.org/10.3390/jof81010532
  7. Liu H., Jiang J., An M., Li B., Xie Y., Xu C., Jiang L., Yan F., Wang Z., Wu Y. // Front Microbiol. 2022. V. 13. A. 840318. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.840318
  8. Chen L., Wu Y.D., Chong X.Y., Xin Q.H., Wang D.X., Bian K.// J. Appl. Microbiol. 2022. V. 128. P. 803–813. https://doi.org/10.1111/jam.14508
  9. Maksimov I.V., Singh B.P., Cherepanova E.A., Burkhanova G.F., Khairullin R.M.// Appl. Biochem. Microbiol. 2020. V. 14. P. 15–28. https://doi.org/10.1134/S0003683820010135
  10. Liu D., Li K., Hu J., Wang W., Liu X., Gao Z. // Int. J. Mol. Sci. 2019. V. 20(12). P. 2908. https://doi.org/10.3390/ijms20122908
  11. Andri S., Meyer T., Rigolet A, Prigent-Combaret C., Höfte M., Balleux G. et al. // Microbiol. Spectr. 2021. V. 9. A. e0203821. https://doi.org/10.1128/spectrum.02038-21
  12. Cawoy H., Debois D., Franzil L., De Pauw E., Thonart P., Ongena M.// Microb. Biotechnol. 2015. V. 2. P. 281–295. https://doi.org/10.1111/1751-7915.12238
  13. Fazle Rabbee M., Baek K.H. // Molecules. 2020. V. 25. № 21. P. 4973–4985. https://doi.org/10.3390/molecules25214973
  14. Sui X., Han X., Cao J., Li Y., Yuan Y., Gou J. et al. // Front. Microbiol. 2022. V. 13. A. 940156. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.940156
  15. Черепанова Е.А., Галяутдинов И.В., Бурханова Г.Ф., Максимов И.В. // Прикл. биохимия микробиология. 2021. Т. 57. №?? С. 496–503. https://doi.org/10.31857/S0555109921050032
  16. Cheffi M., Bouket A.C., Alenezi F.N., Luptakova L., Belka M., Vallat A., et al. // Microorganisms. 2019. V. 7. № 9. P. 314. https://doi.org/10.3390/microorganisms7090314
  17. Liu S., Zha Z., Chen S., Tang R., Zhao Y., Lin Q., Duan Y., Wang K. // J. Sci. Food. Agric. 2023. V.103. № 5. P. 2675–2680. https://doi.org/10.1002/jsfa.12272
  18. Kudriavtseva N.N., Sofin A.V., Revina T.A., Gvozdeva E.L., Ievleva E.V., Valueva T.A.// App. Biochem. Microbiol. 2013. V. 49. № 5. P. 513–521. https://doi.org/10.7868/S0555109913050073
  19. Cho Y./ Eukary Cell. 2015. V. 14. P. 335–344. https://doi.org/10.1128/EC.00226-14
  20. Dey P., Ramanujam R., Venkatesan G., Nagarathnam R. // PLoS One. 2019 V. 14(9). A. e0223216. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0223216 http://ibg.anrb.ru/wp-content/uploads/2019/04/Katalog-endofit.doc (available on 25.05.2024)
  21. Sorokan A., Veselova S., Benkovskaya G., Maksimov I. // Plants. 2021. V. 10. P. 923–938. https://doi.org/10.3390/plants10050923
  22. Ганнибал Ф.Б. /Ред. М.М. Левитина. СПб.: ГНУ ВИЗР Россельхозакадемии., 2011. 70 с.
  23. Ганнибал Ф.Б., Орина А.С. // Микология и фитопатология. 2022. T. 56. № 6. с. 431–440
  24. Nowicki M., Foolad M.R., Nowakowska M., Kozik E.U. // Plant Dis. 2012. V. 96. № 1. P. 4–17. https://doi.org/10.1094/PDIS-05-11-0458
  25. Сорокань А.В., Бурханова Г.Ф., Алексеев В.Ю., Максимов И.В. // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2021. T. 53. С. 109–130. https://doi.org/10.17223/19988591/53/6
  26. Sorokan A., Benkovskaya G., Burkhanova G., Blagova. D., Maksimov. I. // Plants. 2020. V. 9. A. 1115. https://doi.org/10.3390/plants9091115
  27. Максимов И.В., Пусенкова Л.И., Абизгильдина Р.Р. // Агрохимия. 2011. № 6. С. 43–48.
  28. Lastochkina O., Baymiev A., Shayahmetova A., Garshina D., Koryakov I., Shpirnaya I. et al. // Plants. 2020. V. 9. P 76–81. https://doi.org/10.3390/plants9010076
  29. Rumyantsev S.D., Alekseev V.Y., Sorokan A.V., Burkhanova G.F., Cherepanova E.A., Garafutdinov R.R. et al. // Life. 2023. V. 13. P. 214–226. https://doi.org/10.3390/life13010214
  30. Attia M.S., Hashem A.H., Badawy A.A. // Bot. Stud. 2022. V. 63. P. 26–38. https://doi.org/10.1186/s40529-022-00357-6
  31. Yánez-Mendizábal V., Falconí C.E. // Biotechnol. Lett. 2021. V. 43. № 3. P. 719–728. https://doi.org/10.1007/s10529-020-03066-x

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Площадь проявления симптомов альтернариоза (а) на листьях картофеля в контроле и под влиянием B. subtilis 26Д и B. velezensis M66 (цифрами показан % пораженной площади листовой пластинки), и подавление роста культуры гриба A. solani (б) исследуемыми штаммами (цифрами показано расстояние между колониями бактерии и гриба). Разными буквами обозначены статистически значимые отличия показателей (при p ≤ 0.05).

Скачать (309KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Антагонистические свойства B. subtilis 26Д и B. velezensis M66 против патогенов. (а) – фотография полиакриламидного геля после разделения продуктов ПЦР последовательностей ДНК бактерий с праймерами к генам, кодирующими ферменты биосинтеза липопептидов: 1 – фосфопантетеинил трансфераза; 2 – сурфактин синтаза; 3 – итуринсинтаза А; 4 – итуринсинтаза В; 5 – фенгицинсинтаза; 6 – ген домашнего хозяйства 16S рРНК; (б) – рост колоний B. subtilis 26Д и B. velezensis M66 на 3%-ном обезжиренном молочном агаре.

Скачать (116KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Влияние бактерий B. subtilis 26Д и B. velezensis M66 на содержание пероксида водорода (а), активность каталазы (б), пероксидаз (в) и ингибиторов трипсина (г) в здоровых и инфицированных возбудителем альтернариоза растениях картофеля: 1 – 1 ч, 2– 24 ч, 3 – 6 сут после нанесения спор патогена. Разными буквами обозначены статистически значимые отличия показателей, наблюдаемых в соответствующей временной точке (при p ≤ 0.05).

Скачать (506KB)
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».