Застосування Тn-5 мутанту Bradyrhyzobium japonicum для регуляції прооксидантно-антиоксидантних процесів у рослинах сої за умов посухи
Анотація
Мета. Дослідити застосування інокуляції насіння сої бульбочковими бактерями, отриманими шляхом транспозонового мутагенезу, для забезпечення ефективного формування і функціонування симбіотичних систем за рахунок регуляції прооксидантно - антиоксидантних процесів та зменшення негативної дії посухи на зернову продуктивність рослин. Методи. Мікробіологічні, фізіологічні, біохімічні методи, газова хроматографія та спектрофотометрія. Результати. Досліджено, що за рахунок активації захисних антиоксидантних ферментів каталази, аскорбат- і гваяколпероксидази у коренях та кореневих бульбочках сої відбуваються адаптаційні перебудови метаболізму рослин спрямовані на стабілізацію вмісту прооксиданту, пероксиду водню, за умов посухи. При цьому питома азотфіксувальна активність кореневих бульбочок сої зазнає незначних змін та свідчить про збереження ефективного функціонування симбіотичного апарату, що є результатом активації захисних антиоксидантних процесів та адаптації симбіотичної системи сої за участю Тn-5 мутанту Bradyrhizobium japonicum В1-20 до умов зневоднення. Висновки. Застосування інокуляції насіння сої Тn-5 мутантом Bradyrhizobium japonicum В1-20 призводить до регуляції прооксидантно-антиоксидантних захисних процесів у рослинах, що сприяє підвищенню реалізації їх азотфіксувального потенціалу та збереженню продуктивності за тривалої дії посухи.
Ключові слова: соя (Glycine max (L.) Merr.), пероксид водню, каталаза, аскорбатпероксидаза, гваяколпероксидаза, посуха.
Посилання
Fathi A., Tari D. B. Effect of drought stress and its mechanism. Plants Inter. J. of Life Sci. 2016. Vol. 10, No. 1. Р. 1−6. doi: 10.3126/ijls.v10i1.14509.
Damiani I., Pauly N., Puppo A., Brouquisse R, Boscari A. Reactive oxygen species and nitric oxide control early steps of the legume – rhizobium symbiotic. Front. in Plant Sci. 2016. 7. P. 1−8. doi: 10.3389/fpls.2016.00454.
Kots S.Ia., Melnyk V.M., Datsenko V.K. Transpozonovyi mutahenez yak efektyvnyi metod otrymannia novykh shtamiv bilbochkovykh bakterii. Visnyk Khark. Nats. ahrar. un-tu. 2009. Vol. 1, No. 16. Р. 6−18. [in Ukrainian]
Mittler R., Vanderauwera S., Suzuki N. et al. ROS signaling: the new wave? Trends in Plant Sci. 2011. Vol. 16, No. 6. Р. 300−309. doi: 10.1016/j.tplants.2011.03.007.
Laxa M., Liebthal M., Telman W., Chibani K., Dietz K.-J. The role of the plant antioxidant system in drought tolerance. Antioxidants (Basel). 2019. Vol. 8, No. 4. P. 1–31. doi: 10.3390/antiox8040094.
Becana M., Dalton D.A., Moran J.F., Ormaetxea I.I., Matamorosa M.A., Rubio M.C. Reactive oxygen species and antioxidants in legume nodules. Physiol. Plant. 2000. Vol. 109, No. 4. P. 372–381. doi: 10.1034/j.1399-3054.2000.100402.x.
Kots C.Ia., Rybachenko L.I., Mykhalkiv L.M. Aktyvnist okysno-vidnovnykh fermentiv u symbiotychnykh systemakh soia – Bradyrhizobium japonicum za dii ekzohennoho lektynu ta riznoho vodozabezpechennia. S/h mikrobiolohiia. 2016. Vol. 23. Р. 17−23. [in Ukrainian]
Hardy R.W.F., Holsten R.D., Jackson E.K., Burns R.C. The acetylene-ethylene assay for nitrogen fixation: laboratory and field evalution. 1968. Plant Physiol. Vol. 43, No. 8. Р. 1185–1207. doi: 10.1104/pp.43.8.1185.
Doliba I.M., Volkov R.A., Panchuk I.I. Metod vyznachennia katalaznoi aktyvnosti u roslynnomu materiali. Fyzyolohy y byokhymyia kult. rast. 2010. Vol. 42, No. 6. Р. 497−503. [in Ukrainian]
Nakano Y, Asada K. Hydrogen peroxidase is scavenged by ascorbate-specific peroxidase in spinach chloroplasts. Plant Cell Physiol. 1981. Vol. 22, No. 5. Р. 867−880. doi: 10.1093/oxfordjournals.pcp.a076232.
Egley G.H., Paul R.N., Vaughn, K.C., Duke S.O. Role of peroxidase in the development of water impermeable seed coats in Sida sprinosa L. Planta. 1983. Vol. 157, No. 1. Р. 224−232. doi: 10.1007/BF00405186.
Sagisaka S. The occurrence of peroxide in a perennial plant, Populus gelrica. Plant Physiol. 1976. Vol. 57, No. 2. Р. 308−309. doi: 10.1104/pp.57.2.308.
