Вплив бактеризації Anabaena flos-aquae і Pseudomonas putida та обробки саліциловою кислотою на холодостійкість бобових рослин
Ключові слова:
бактеризація, саліцилова кислота, холодовий стрес, холодостійкість рослин, Pisum sativum, Phaseolus vulgarisАнотація
У роботі представлено результати дослідження впливу холодової експозиції (4°С) на морфометричні показники рослин, проникність клітинних мембран листків, активність поліфенолоксидази і стан актинових фібрил у клітинах коренів гороху (Pisum sativum) та квасолі (Phaseolus vulgaris) за умов попередньої обробки насіння саліциловою кислотою (СК) чи його бактеризації чистими культурами Anabaena flos-aquae і Pseudomonas putida або їх сумішшю. Ростові реакції різних за холодостійкістю рослин гороху і квасолі на дію холоду в цілому мали різноспрямований характер. За негайної дії холодом одразу після бактеризації визначався позитивний вплив обробки СК на холодостійкість рослин гороху. За відтермінованого холодового стресу (через 7 діб після бактеризації) попередня обробка насіння суспензіями мікроорганізмів чи їх сумішшю сприяла розвиненню холодостійкості квасолі. Бактеризація насіння переважно знижувала проникність клітинних мембран у листках гороху та квасолі, а також позитивно впливала на стан актинових фібрил в клітинах коренів. У цілому деякий протекторний ефект для рослин гороху був встановлений як за умов бактеризації насіння, так і його обробки СК. Для рослин квасолі відчутний протекторний ефект давала бактеризація насіння.
Probl Cryobiol Cryomed 2024; 34(2):125–142
Посилання
Abo-Shady AM, Osman MEH, Gaafar RM, et al. Cyanobacteria as a valuable natural resource for improved agriculture, environment, and plant protection. Water Air Soil Pollut. 2023 May 4 [cited 2024 Jul 24]; 234(5): 313. Available from: https://link.springer.com/article/10.1007/s11270-023-06331-7 CrossRef
Acuña-Rodríguez IS, Newsham KK, Gundel PE, et al. Functional roles of microbial symbionts in plant cold tolerance. Ecol Lett. 2020; 23(6): 1034-48. CrossRef
Alvarez AL, Weyers SL, Goemann HM, Peyton BM, Gardner RD. Microalgae, soil and plants: A critical review of microalgae as renewable resources for agriculture. Algal Research. 2021 Feb 9 [cited 2024 Jul 24]; 54: 102200. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2211926421000199 CrossRef
Atramentova LO, Utevska OM. [Statistical methods in biology]. Kharkiv: V.N. Karazin Kharkiv National University; 2007. 288 p. Ukrainian.
Bhat KA, Mahajan R, Pakhtoon MM, et al. Low temperature stress tolerance: An insight into the omics approaches for legume crops. Front Plant Sci. 2022 Jun 3 [cited 2024 Jul 24]; 13: 888710. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9204169/ CrossRef
Chauhan M, Kimothi A, Sharma A, et al. Cold adapted Pseudomonas: ecology to biotechnology. Front Microbiol. 2023 Jul 17 [cited 2024 Jul 24]; 14: 1218708. Available from: https://www.frontiersin.org/journals/microbiology/articles/10.3389/fmicb.2023.1218708/full CrossRef
Deshmukh AJ, Jaiman RS, Bambharolia RP, et al. Seed biopriming-a review. Int J Econ Plants. 2020; 7(1): 38-43. CrossRef
Hasanuzzaman M, Fujita M, Oku H, Islam MT, editors. Plant tolerance to environmental stress: Role of phytoprotectants. Boca Raton: CRC Press; 2019. 468 p. CrossRef
Jankovska-Bortkevič E, Katerova Z, Todorova D, et al. Effects of auxin-type plant growth regulators and cold stress on the endogenous polyamines in pea plants. Horticulturae. 2023 Feb 10 [cited 2024 Jul 24]; 9(2): 244. Available from: https://www.mdpi.com/2311-7524/9/2/244 CrossRef
Kazemi-Shahandashti SS, Maali-Amiri R. Global insights of protein responses to cold stress in plants: Signaling, defence, and degradation. J Plant Physiol. 2018; 226: 123-35. CrossRef
Keskin SO, Ali TM, Ahmed J, et al. Physico‐chemical and functional properties of legume protein, starch, and dietary fiber-A review. Legume Science. 2022 Mar 16 [cited 2024 Jul 24]; 4(1): e117. Available from: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/leg3.117 CrossRef
Kollmen J, Strieth D. The beneficial effects of cyanobacterial co-culture on plant growth. Life (Basel). 2022 Jan 31 [cited 2024 Jul 24]; 12(2): 223. Available from: https://www.mdpi.com/2075-1729/12/2/223 CrossRef
Kolupaev YuE, Yastreb TO, Shkliarevskyi MA, et al. [Salicylic acid: synthesis and stress-protective effects in plants]. The bulletin of Kharkiv national agrarian university. Series biology. 2021; (2): 6-22. Ukrainian. CrossRef
Koo YM, Heo AY, Choi HW. Salicylic acid as a safe plant protector and growth regulator. Plant Pathol J. 2020; 36(1): 1-10. CrossRef
Kumar M, Poonam Ahmad S, Singh RP. Plant growth promoting microbes: Diverse roles for sustainable and ecofriendly agriculture. Energy Nexus. 2022 Sep 1 [cited 2024 Jul 24]; 7: 100133. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772427122000882 CrossRef
Kumar S, Jeevaraj T, Yunus MH, et al. The plant cytoskeleton takes center stage in abiotic stress responses and resilience. Plant Cell Environ. 2023; 46(1): 5-22. CrossRef
Kushwaha P, Kashyap PL, Kuppusamy P. Microbes for cold stress resistance in plants: mechanism, opportunities, and challenges. In: Goel R, Soni R, Suyal D, editors. Microbiological Advancements for Higher Altitude Agro-Ecosystems and Sustainability. (Rhizosphere Biology). Singapore: Springer; 2020. p. 269-92. CrossRef
Lone AA, Khan MN, Gul A, et al. Common beans and abiotic stress challenges. Curr J Appl Sci Technol. 2021; 40(14): 41-53. CrossRef
Ma H, Liu M. The microtubule cytoskeleton acts as a sensor for stress response signaling in plants. Mol Biol Rep. 2019; 46(5): 5603-8. CrossRef
Mishra PK, Bisht SC, Ruwari P, et al. Alleviation of cold stress in inoculated wheat (Triticum aestivum L.) seedlings with psychrotolerant Pseudomonas from NW Himalayas. Arch Microbiol. 2011; 193(7): 497-513. CrossRef
Morcillo RJL, Manzanera M. The effects of plant-associated bacterial exopolysaccharides on plant abiotic stress tolerance. Metabolites. 2021 May 24 [cited 2024 Jul 24]; 11(6): 337. Available from: https://www.mdpi.com/2218-1989/11/6/337 CrossRef
Qian D, Xiang Y. Actin cytoskeleton as actor in upstream and downstream of calcium signaling in plant cells. Int J Mol Sci. 2019 Mar 20 [cited 2024 Jul 24]; 20(6): 1403. Available from: https://www.mdpi.com/1422-0067/20/6/1403 CrossRef
Rais A, Jabeen Z, Shair F, et al. Bacillus spp., a bio-control agent enhances the activity of antioxidant defense enzymes in rice against Pyricularia oryzae. PLoS One. 2017 Nov 21 [cited 2024 Jul 24]; 12(11): e0187412. Available from: https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0187412 CrossRef
Rawat N, Singla-Pareek SL, Pareek A. Membrane dynamics during individual and combined abiotic stresses in plants and tools to study the same. Physiol Plant. 2021; 171(4): 653-76. CrossRef
Saijo Y, Loo EP. Plant immunity in signal integration between biotic and abiotic stress responses. New Phytol. 2020; 225(1): 87-104. CrossRef
Shevchuk OA, Kravchuk GI, Vergelis VI, et al. [The effect of stimulant drugs on the morphometric indicators of seedlings and sowing qualities of bean seeds]. Agriculture and forestry. 2019; (12): 225-32. Ukrainian.
Solomon W, Mutum L, Janda T, et al. Potential benefit of microalgae and their interaction with bacteria to sustainable crop production. Plant Growth Regul. 2023; 101: 53-65. CrossRef
Soualiou S, Duan F, Li X, et al. Crop production under cold stress: An understanding of plant responses, acclimation processes, and management strategies. Plant Physiol Biochem. 2022; 190: 47-61. CrossRef
Sun D, Zhuo T, Hu X, et al. Identification of a Pseudomonas putida as biocontrol agent for tomato bacterial wilt disease. Biological Control. 2017; 114: 45-50. CrossRef
Takács G, Stirk WA, Gergely I, et al. Biostimulating effects of the cyanobacterium Nostoc piscinale on winter wheat in field experiments. S Afr J Bot. 2019; 126: 99-106. CrossRef
Zboralski A, Filion M. Pseudomonas spp. can help plants face climate change. Front Microbiol. 2023 Jun 23 [cited 2024 Jul 24]; 14: 1198131. Available from: https://www.frontiersin.org/journals/microbiology/articles/10.3389/fmicb.2023.1198131/full CrossRef
Zhang S. Recent advances of polyphenol oxidases in plants. Molecules. 2023 Feb 25 [cited 2024 Jul 24]; 28(5): 2158. Available from: https://www.mdpi.com/1420-3049/28/5/2158 CrossRef
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
