Известия Саратовского университета. Новая серия.

Серия Химия. Биология. Экология

ISSN 1816-9775 (Print)
ISSN 2541-8971 (Online)

Для цитирования:

Кондюрина Н. К., Федоненко Ю. П., Сигида Е. Н., Коннова С. А. Активность липополисахарида типового штамма Azospirillum palustre B2 в отношении проростков пшеницы (Triticum aestivum L.) // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024. Т. 24, вып. 1. С. 67-75. DOI: 10.18500/1816-9775-2024-24-1-67-75, EDN: DILUUQ

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
скачать
(загрузок: 16)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Биология
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
577.114.083
DOI: 
10.18500/1816-9775-2024-24-1-67-75
EDN: 
DILUUQ

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

Авторы: 
Кондюрина Наталья Кирилловна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Федоненко Юлия Петровна, Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАН
Сигида Елена Николаевна, Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАН
Коннова Светлана Анатольевна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
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

Ключевые слова: 
растительно-бактериальная ассоциация
Azospirillum palustre
липополисахарид
стимуляция роста
Список источников: 
  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.
Поступила в редакцию: 
08.09.2023
Принята к публикации: 
17.11.2023
Опубликована: 
29.04.2024
Краткое содержание:
скачать
(загрузок: 16)