07. Вплив ліпополісахаридів Pseudomonas syringae pv.[аtro­faciens на фотосинтетичний апарат пшениці

https://doi.org/10.31073/agrovisnyk201911-07
Буценко Л. М., Пасічник Л. А., Гуляєва Г. Б., Патика В. П.
Сторінки: 48-54.

Короткий огляд
Мета. Вивчення впливу ліпополісахаридів фітопатогенних бактерій Pseudomonas syringae pv. atrofaciens (McCulloch 1920) Young, Dye & Wilkie 1978 на фізіологобіохімічні процеси та функціонування фотосинтетичного апарату в рослинах пшениці. Методи. Класичні мікробіологічні, біохімічні, статистичні. Екстрагування ЛПС здійснено 0,85% розчином хлориду натрію. Вимірювання індукції флуоресценції проведено приладом «Floratest». Результати. Виявлено стимулювальний вплив ЛПС різних штамів P. syringae pv. atrofaciens на пігментний склад листків рослин пшениці ярої сорту Печерянка. Установлено істотне зниження фонової флуоресценції у листках пшениці ярої сорту Печерянка. За дії ЛПС P. syringae pv. atrofaciens 9417 і P. syringae pv. atrofaciens 9780 — на 38,7 і 37,4% відповідно, за дії ЛПС P. syringae pv. atrofaciens УКМ В1011 — на 16,6%, тоді як у варіанті з ЛПС P. syringae pv. atrofaciens 9400 фонова флуоресценція достовірно не відрізнялася від контролю. Ліпополісахариди P. syringae pv. atrofaciens 9417 і ЛПС P. syringae pv. atrofaciens 9780 пригнічували перебіг темнової фази фотосинтезу. Висновки. Ліпополісахариди P. syringae pv. atrofaciens спричиняють зростання вмісту фотосинтетичних пігментів — хлорофілів a і b при зменшенні вмісту каротиноїдів (для ЛПС P. syringae pv. atrofaciens 9417 і ЛПС P. syringae pv. atrofaciens 9780), яке супроводжується зниженням функціональної активності фотосинтетичного апарату, що поширюється не лише на «світлову» ланку фотосинтезу, а й на ефективність «темнових» реакцій циклу Кальвіна, знижуючи їх ефективність.


Ключові слова: фітопатогенні бактерії, екзометаболіти, індукція, фотосинтетичні пігменти, флуоресценція, пероксидаза, каталаза, фотосистема.



Бібліографія
  1. Dow M., Newman M.A., von Roepenack E. The induction and modulation of plant defense responses by bacterial lipopolysaccharides. Annual Review of Phytopathol. 2000. V. 38. P. 241–261. https://doi.org/10.1146/annurev.phyto.38.241
  2. Delledonne M. NO news is good news for plants. Current Opinion in Plant Biology. 2005. V. 8. P. 390–396. https://doi.org/10.1016/j.pbi.2005. 05.002
  3. Zeidler D., Zähringer U., Gerber I. et al. Innate immunity in Arabidopsis thaliana: lipopolysaccharides activate nitric oxide synthase (NOS) and induce defense genes. Proc Nat Acad Sci USA. 2004. V. 101. № 44. P. 15811–15816. https://doi.org/10.1073/pnas.0404536101
  4. Newman M.A., Dow J.M., Molinaro A., Parrilli M. Priming, induction and modulation of plant defense responses by bacterial lipopolysaccharides. J. Endotoxin Res. 2007. V. 13. P. 68–79. https://doi.org/10.1177/0968051907079399
  5. Буценко Л.М. Вплив ліпополісахаридів Pseudomonas syringae pv. atrofaciens на фізіолого-біохімічні процеси у клітинах Allium cepa. Мікробіол. журн. 2016. Т. 78, № 5. С. 65–74. https://doi.org/10.15407/microbiolj78.05.065
  6. Колупаев Ю.Е. Активные формы кислорода в растениях при действии стрессоров: образование и возможные функции. Вісник Харківського НАУ. Серія Біологія. 2007. Т. 3. № 12. С. 6–26.
  7. Kovalchuk O., Walz P., Kovalchuk I. Does bacterial infection cause genome instability and cancer in the host cell? Mutation Research/Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis. 2014. V. 761. С. 1–14. https://doi.org/10.1016/j.mrfmmm. 2014.01.004
  8. Патика В.П., Пасічник Л.А., Гвоздяк Р.І. та ін. Фітопатогенні бактерії. Методи досліджень: монографія. Т. 2; за ред. В.П. Патики. Вінниця: Віндрук, 2017. 432 с.
  9. Воскресенская О.Л., Алябышева Е.А., Половникова М.Г. Большой практикум по биоэкологии: учеб. пособие. Йошкар-Ола: Мар. гос. ун-т. Ч. 1. 2006. 107 с.
  10. Гуляєва Г.Б., Пасічник Л.А., Патика В.П. Функціональна активність фотосинтетичного апарату пшениці ярої за штучного зараження штамами Pseudomonas syringae pv. atrofaciens різного походження. Вісник Харківського НАУ. Серія: Біологія. 2016. Т. 2. № 24. С. 84–93.
  11. Брайон О.В. Корнєєв Д.Ю., Снєгур О.О., Китаєв О.І. Інструментальне вивчення фотосинтетичного апарату за допомогою індукції флуоресценції хлорофілу: методичні вказівки. Київ: Київський університет, 2000. 15 с.
  12. Корнеев Д.Ю. Информационные возможности метода индукции флуоресценции хлорофилла. Киев: Альтерпрес, 2002. 191 с.
  13. Грицай Р.В., Яковлева Л.М., Варбанець Л.Д. Фітотоксичні властивості ліпополісахаридів Ralstonia soalanacearum. Мікробіол. журн. 2014. Т. 76. № 2. С. 29–34.
  14. Пастощук А.Ю., Сківка Л.М., Буценко Л.М., Патика В.П. Вплив збудника базального бактеріозу на пшеницю різних сортів. Мікробіологія і біотехнологія. 2018. № 2(42). С. 39–48.
  15. Fromme P., Kern J., Loll B. et al. Functional implications on the mechanism of the function of photosystem II including water oxidation based on the structure of photosystem II. Philos Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 2002. V.357(1426). Р. 1337–1344. https://doi.org/10.1098/rstb.2002.1143
  16. Henriques F.S. Leaf Chlorophyll Fluorescence: Background and Fundamentals for Plant Biologists. Bot. Rev. 2009. V. 75. № 3. P. 249–270. https://doi.org/10.1007/s12229-009-9035-y
  17. Stirbet A., Govindjee. Chlorophyll a fluorescence induction: a personal perspective of the thermal phase, the J–I–P rise. Photosynth Res. 2012. V. 113. P. 15–61. https://doi.org/10.1007/s11120-012-9754-5
  18. Гольцев В.Н., Каладжи Х.М., Паунов М. и др. Использование переменной флуоресценции хлорофилла для оценки физиологического состояния фотосинтетического аппарата растений. Физиология растений. 2016. Т. 63. № 6. С. 881–907. https://doi.org/10.7868/s0015330316050055
  19. Патика В.П., Гуляєва Г.Б., Буценко Л.М. та ін. Антиоксидантна і фотохімічна активність фотосинтетичного апарату пшениці ярої за дії Pseudomonas syringae pv. atrofaciens. Вісник аграрної науки. 2016. № 1. С. 27–31. https://doi.org/10.31073/agrovisnyk201601-05