<<<  Назад

2023 год, № 106

УДК: 633.11:632.938.1+575.117
ГРНТИ: 68.37.13

СУРФАКТИН БАКТЕРИАЛЬНОГО ШТАММА 26D ИНДУЦИРУЕТ СИСТЕМНУЮ УСТОЙЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ ПШЕНИЦЫ К ОБЫКНОВЕННОЙ ЗЛАКОВОЙ ТЛЕ (ROND.)

Обыкновенная злаковая тля Schizaphis graminum (Rond.) наносит серьезные повреждения посевам озимой и яровой пшеницы, озимому и яровому ячменю, ржи, овсу и рису. Использование эндофитных бактерий и их метаболитов может улучшить защиту посевов от вредителя. Липопептиды - одни из метаболитов бактерий рода Bacillus, представляющие особый научный интерес. В нашей лаборатории была получена «дефицитная» по синтезу сурфактина бактериальная линия B. subtilis 26Дsfp с неактивным геном 4-фосфопантенил-трансферазы (sfp), что позволило изучить влияние сурфактина на индукцию защитных реакций растений пшеницы против злаковой тли. Рекомбинантная линия B. subtilis 26Дsfp в некоторой мере теряла способность индуцировать процессы роста и подавлять размножение злаковой тли, что показывает эффект сурфактина на инсектицидную и стимулирующую рост активность штамма B. subtilis 26Д. Полусухая обработка семян растений пшеницы клетками B. subtilis 26Д вела к корректировкам в редокс-статусе растений колонизированных тлей. Мы наблюдали понижение активности каталазы и возрастание активности пероксидаз при быстром накоплении перекиси водорода, что, возможно, говорит о повышении устойчивости данных растений к вредителю. Такой эффект отсутствовал при обработке растений рекомбинантной линией бактерий B. subtilis 26Дsfp. Эти результаты доказывают, что именно сурфактин вносит существенные изменения в редокс-статус растений, воздействуя на активность ферментов и содержание перекиси водорода, а также играет определенную роль в индукции системной устойчивости опосредованной штаммом B. subtilis 26Д у пшеницы заселенной вредителем.
Ключевые слова: Bacillus subtilis, сурфактин, пшеница, злаковая тля, системная устойчивость.
DOI: 10.21515/1999-1703-106-323-328

Литература:

1. Веселова, С. В. Бактерии рода Bacillus в регуляции устойчивости пшеницы к обыкновенной злаковой тле Schizaphis graminum Rond. / С. В. Веселова, Г. Ф. Бурханова, С. Д. Румянцев, Д. К. Благова, И. В. Максимов // Прикладная биохимия и микробиология. - 2019. - № 1. -- С. 56-63. - DOI: 10.1134/S0555109919010185.
2. Rashid, M. H. Induction of systemic resistance against insect herbivores in plants by beneficial soil microbes / M. H. Rashid, Y. R Chung // Front. Plant Sci. - 2017. - Vol. 8. - DOI: 10.3389/fpls.2017.01816.
3. Andric, S. Bacillus responses to plant-associated fungal and bacterial communities / S. Andric, T. Meyer, M. Ongena // Front. Microbiol. - 2020. -Vol. 11. - DOI: 10.3389/fmicb.2020.01350.
4. Maksimov, I. V. Recombinant Bacillus subtilis 26DCryChS line with gene Btcry1Ia encoding Cry1Ia toxin from Bacillus thuringiensis promotes integrated wheat defense against pathogen Stagonospora nodorum Berk. and greenbug Schizaphis graminum Rond. / I. V. Maksimov, D. K. Blagova, S. V. Veselova, A. V. Sorokan, G. F. Burkhanova, E. A. Cherepanova, E. R. Sarvarova, S. D.Rumyantsev, V. Yu. Alekseev, R. M. Khayrullin // Biological Control. - 2020. - Vol. 144. - DOI: 10.1016/j.biocontrol.2020.104242.
5. Koch, K. G. Plant tolerance: a unique approach to control hemipteran pests / K. G. Koch, K. Chapman, J. Louis, T. Heng-Moss, G. Sarath // Front. Plant Sci. - 2016. - Vo. 7. - DOI: 10.3389/fpls.2016.01363.
6. Chandler, S. Role of cyclic lipopeptides produced by Bacillus subtilis in mounting induced immunity in rice (Oryza sativa L.) / S. Chandler, N. Van Hese, F. Coutte, P. Jacques, M. Höfte, D. De Vleesschauwer // Physiol. Mol. Plant Pathol. - 2015. - P. 20-30. - DOI: 10.1016/j.pmpp.2015.05.010.
7. Rashid, M. H. Bacillus velezensis YC7010 enhances plant defenses against brown planthopper through transcriptomic and metabolic changes in rice / M. H. Rashid, H.-J. S.-I. Kim, H.-A; Yeom, M. M. Manir, S.-S. Moon, Y. J. Kang, Y. R. Chung // Front. Plant Sci. - 2018. Vol. 9. - P. 1904. - DOI: 10.3389/fpls.2018.01904.
8. Cawoy, H. Plant defense stimulation by natural isolates of Bacillus depends on efficient surfactin production / H. Cawoy, M. Mariutto, G. Henry, C. Fisher, N. Vasilyeva, P. Thonart, J. Dommes, M. Ongena // Mol. Plant-Microbe Interact. - 2014. - Vol. 27. - P. 87-100. - DOI: 10.1094/MPMI-09-13-0262-R.

Авторы:

1. Румянцев Сергей Дмитриевич, канд. биол. наук, науч. сотрудник, ФГБНУ «Институт биохимии и генетики Уфимского федерального исследовательского центра РАН».
2. Благова Дарья Константиновна, канд. биол. наук, науч. сотрудник, ФГБНУ «Институт биохимии и генетики Уфимского федерального исследовательского центра РАН».
3. Алексеев Валентин Юрьевич, аспирант, ФГБНУ «Институт биохимии и генетики Уфимского федерального исследовательского центра РАН».
4. Веселова Светлана Викторовна, канд. биол. наук, ст. науч. сотрудник, ФГБНУ «Институт биохимии и генетики Уфимского федерального исследовательского центра РАН».
5. Максимов Игорь Владимирович, д-р биол. наук, профессор, зав. лабораторией, гл. науч. сотрудник, ФГБНУ «Институт биохимии и генетики Уфимского федерального исследовательского центра РАН».