Variety-strain interaction specificity of Bacillus subtilis with salt-stressed Phaseolus vulgaris L. plants

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

The effectiveness of crop inoculation using growth-stimulating bacteria can depend on the plant variety and environmental conditions. The reactions of three-week-old plants of the Ufimskaya and Zolotistaya green bean varieties to inoculation with strains 26D and 10-4 in normal conditions and under stress (1% NaCl 48 h) were analysed. Although the Zolotistaya variety formed less biomass and leaf area, it surpassed the Ufimskaya variety in terms of chlorophyll and root water content, as well as reacting to stress by reducing the content of photosynthetic pigments and root water content. Inoculation contributed to the preservation of these indicators at the level of non–stressed plants: the positive effect of strain 26D was expressed in the effect on the composition of pigments, while that of strain 10-4 was expressed in the hydration of roots. Under stress, the Ufinskaya variety improved the water status of the roots, on which inoculation had a weak or negative effect; however, the decrease in the level of synthetic pigments under stress was compensated by inoculation with both strains. According to the biomass of three-week-old plants, the Zolotistaya variety was shown to respond positively to inoculation with both strains both normally and under stress, while the Ufimskaya variety tended to react negatively to inoculation with strain 26D; under stress, the effect of inoculation with both strains was positive. Compared with the stress-induced control, the malondialdehyde content in the roots of inoculated plants of both varieties decreased in comparison with that of the uninoculated control both in normal conditions and under stress. The revealed differences in plant reactions to inoculation serve as a basis for further analysis of the effectiveness of variety-strain combinations of symbiotic partners.

Sobre autores

O. Markova

Ufa University of Science and Technology

Email: o-ksana@list.ru

S. Garipova

Ufa University of Science and Technology

Email: garipovasvetlana@gmail.com

L. Pusenkova

Bashkiria Research Agricultural Institute, Ufa Federal Research Center RAS

Email: l.pusenkova@mail.ru

Bibliografia

  1. Munns R., Millar A.H. Seven plant capacities to adapt to abiotic stress / Journal of Experimental Botany. 2023. Vol. 74, no. 15. P. 4308–4323. https://doi.org/10.1093/jxb/erad179.
  2. Васильева Е.Н., Ахтемова Г.А., Жуков В.А., Тихонович И.А. Эндофитные микроорганизмы в фундаментальных исследованиях и сельском хозяйстве / Экологическая генетика. 2019. Т. 17. N 1. С. 19–32. https://doi.org/10.17816/ecogen17119-32. EDN: KUMEWN.
  3. Salvi P., Mahawar H., Agarrwal R., Kajal, Gautam V., Deshmukh R. Advancement in the molecular perspective of plant-endophytic interaction to mitigate drought stress in plants / Frontiers in Microbiology. 2022. Vol. 13. P. 981355. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.981355.
  4. Zhang Y., Yu X., Zhang W., Lang D., Zhang X., Cui G., et al. Interactions between endophytes and plants: beneficial effect of endophytes to ameliorate biotic and abiotic stresses in plants / Journal of Plant Biology. 2019. Vol. 62. P. 1–13. https://doi.org/10.1007/s12374-018-0274-5.
  5. Bhat M.A., Mishra A.K., Jan S., Bhat M.A., Kamal M.A., Rahman S., et al. Plant growth promoting rhizobacteria in plant health: a perspective study of the underground interaction / Plants. 2023. Vol. 12, no. 3. P. 629. https://doi.org/10.3390/plants12030629.
  6. Zhang Y., Cui G., Zhang W., Lang D., Li Z., Zhang X. Bacillus sp. G2 improved the growth of Glycyrrhiza uralensis Fisch. related to antioxidant metabolism and osmotic adjustment / Acta Physiologiae Plantarum. 2021. Vol. 43. P. 152. https://doi.org/10.1007/s11738-021-03318-x.
  7. Zhou Y., Sang T., Tian M., Jahan M.S., Wang J., Li X., et al. Effects of Bacillus cereus on photosynthesis and antioxidant metabolism of cucumber seedlings under salt stress / Horticulturae. 2022. Vol. 8, no. 5. P. 463. https://doi.org/10.3390/horticulturae8050463.
  8. Курамшина З.М., Хайруллин Р.М., Смирнова Ю.В. Сортовая отзывчивость Тriticum aestivum L. на инокуляцию клетками эндофитных штаммов Вacillus subtilis // Российская сельскохозяйственная наука. 2019. N 6. C. 3–6. https://doi.org/10.31857/S2500-2627201963-6.
  9. Гарипова С.Р., Гарифуллина Д.В., Маркова О.В., Уразбахтина Н.А., Хайруллин Р.М. Комплексная биологическая активность in vitro эндофитных бактерий, выделенных из клубеньков гороха и фасоли / Известия Уфимского научного центра РАН. 2015. N 4-1. С. 25–28. EDN: UXPIFX.
  10. Fan D., Subramanian S., Smith D.L. Plant endophytes promote growth and alleviate salt stress in Arabidopsis thaliana / Scientific Reports. 2020. Vol. 10, no. 1. P. 12740. https://doi.org/10.1038/s41598-020-69713-5.
  11. Song P., Zhao B., Sun X., Li L., Wang Z., Ma C., et al. Effects of Bacillus subtilis HS5B5 on maize seed germination and seedling growth under NaCl stress conditions / Agronomy. 2023. Vol. 13. P. 1874. https://doi.org/10.3390/agronomy13071874.
  12. Маркова О.В., Гарипова С.Р. Адаптивный потенциал сортов фасоли Phaseolus vulgaris L., возделываемых в условиях Южного Предуралья / Проблемы агрохимии и экологии. 2020. N 4. С. 40–43. https://doi.org/10.26178/AE.2020.78.87.007. EDN: ZADIIV.
  13. Гарипова С.Р., Шаяхметова А.С., Ласточкина О.В., Федорова К.А., Пусенкова Л.И. Влияние инокуляции растений фасоли эндофитными бактериями Bacillus subtilis на рост проростков в модельных опытах и продуктивность в условиях Южного Предуралья / Агрохимический вестник. 2020. N 6. С. 48–53. https://doi.org/10.33184/dokbsu-2021.3.2 EDN: YUTLRK.
  14. Иксанова М.А., Гарипова С.Р. Анализ фенологии, роста и продуктивности фасоли сортов Уфимская и Золотистая при инокуляции эндофитными бактериями Bacillus subtilis в условиях Предуралья / Доклады Башкирского университета. 2021. Т. 6. N 3. С. 152–157. https://doi.org/10.33184/dokbsu-2021.3.2 EDN: LPSSBT.
  15. Garipova S.R., Markova O.V., Fedorova K.A., Dedova M.A., Iksanova M.A., Kamaletdinova A.A., et al. Malondialdehyde and proline content in bean cultivars following the inoculation with endophytic bacteria / Acta Physiologiae Plantarum. 2022. Vol. 44, no. 7. P. 89. https://doi.org/10.1007/s11738-022-03427-1.
  16. Lastochkina O., Allagulova C., Fedorova K., Baymiev A., Koryakov I., Aliniaeifard S., et al. Seed priming with endophytic Bacillus subtilis strainspecifically improves growth of Phaseolus vulgaris plants under normal and salinity conditions and exerts anti-stress effect through induced lignin deposition in roots and decreased oxidative and osmotic damages / Journal of Plant Physiology. 2021. Vol. 263. P. 153462. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2021.153462.
  17. Heath R.L., Packer L. Photoperoxidation in isolated chloroplasts. Kinetics and stoichiometry of fatty acid peroxidation / Archives of Biochemistry and Biophysics. 1968. Vol. 125, no. 1. P. 189–198. https://doi.org/10.1016/0003-9861(68)90654-1
  18. Реут А.А., Денисова С.Г. Устойчивость декоративных травянистых растений к изменяющимся условиям окружающей среды / Экобиотех. 2019. Т. 2. N 4. С. 456–461. https://doi.org/10.31163/2618-964X-2019-2-4-456-461. EDN: KDNNGA.
  19. De Lima B.C., Moro A.L., Santos A.C.P., Bonifacio A., Araujo A.S.F., de Araujo F.F. Bacillus subtilis ameliorates water stress tolerance in maize and common bean / Journal of Plant Interactions. 2019. Vol. 14, no. 1. P. 432–439. https://doi.org/10.1080/17429145.2019.1645896.
  20. Lubyanova A.R., Allagulova C.R., Lastochkina O.V. The effects of seed pretreatment with endophytic bacteria Bacillus subtilis on the water balance of spring and winter wheat seedlings under short-time water deficit / Plants. 2023. Vol. 12, no. 14. P. 2684. https://doi.org/10.3390/plants12142684.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar


Creative Commons License
Este artigo é disponível sob a Licença Creative Commons Atribuição 4.0 Internacional.

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».