Вплив штучної інокуляції штамами фітопатогенних мікроорганізмів, виділених з різних джерел на фізіолого-біохімічні параметри рослин Galega orientalis
DOI:
https://doi.org/10.15587/2519-8025.2019.187221Ключові слова:
Triticum aestivum, пшениця яра, каталаза, пероксидаза, хлорофіл, каротиноїди, A. laidlawii, P. syringae pv. atrofaciens, бульбочки, індукція флюоресценції хлорофілуАнотація
Мета дослідження. Оцінити зміни фізіолого-біохімічних параметрів рослин Galega orientalis за впливу штучної інокуляції фітопатогенними мікроорганізмами, виділеними з різних джерел: штамів фітоплазм –Acholeplasma laidlawii var. granulum 118, виділених з пшениці та Acholeplasma laidlawii 101 і 178, виділених з томатів, а також збудника базального бактеріозу – Pseudomonas syringae pv. atrofaciens Д13, ізольованого з пшениці.
Методи. Мікробіологічні методи – культивування в рідкому поживному середовищі, виділення фітопатогенних мікроорганізмів з рослинного матеріалу і штучного зараження дослідних рослин (субепідермальна ін’єкція); біохімічні – з метою визначення фотосинтетичних пігментів – хлорофілів а і b й каротиноїдів та активності антиоксидантних ферментів – каталази і пероксидази; фотохімічні – метод індукції флюоресценції хлорофілу для визначення фотохімічної активності листків; біометричні – для визначення площі кореневої системи і кількості бульбочок на коренях; статистичні.
Результати досліджень. У польових дослідах за штучного зараження козлятника східного штамами фітопатогенних мікроорганізмів різних таксономічних груп, виділених з різних джерел: A. laidlawii var. granulum 118 (з пшениці) і Acholeplasma laidlawii 101 і 178 (з томатів) та P. syringae pv. atrofaciens Д13 (з пшениці), відмічали наступні зміни фізіолого-біохімічних параметрів рослин Galega orientalis: зменшення вмісту хлорофілу а і b за зростання вмісту каротиноїдів та пригнічення квантової ефективності фотосистеми ІІ (ФСІІ), особливо – за змішаного інфікування A. laidlawii var. granulum 118 і P. syringae pv. atrofaciens Д13, що супроводжувалося зниженням площі кореневої системи і кількості бульбочок на коренях рослин. Виявлено, що найбільшу сумарну активність оксидоредуктаз тканин листків Galega orientalis – каталази і пероксидази спостерігали за інокуляції штамами, виділеними з пшениці. Встановлено, що вміст сирого протеїну в листках козлятника східного за інокуляції штамами, виділеними з пшениці, був меншим, ніж за інокуляції штамами, виділеними з томатів.
Висновки. 1. За штучної інокуляції всіма досліджуваними фітопатогенними штамами виявлено зменшення вмісту хлорофілу а і b, але найбільш значно – за впливу фітоплазми знижувався вміст хл.а. Вміст каротиноїдів зростав по відношенню до неушкоджених рослин за інокуляції рослин фітопатогенними штамами у наступній послідовності:101+118>118>118+Д13>178.
2. Виявлено, що за інокуляції Galega orientalis штамами фітопатогенів, виділеними з пшениці – фітоплазмової і бактеріальної природи одночасно зі зниженням квантової ефективності ФСІІ, спостерігали підвищувавсяення індукційного коефіцієнту, що, ймовірно, може бути викликане зростанням фотодихання або акцепторною дією фітопатогенів.
3. З’ясовано, що найбільшу сумарну активність– каталази і пероксидази тканин листків спостерігали за інокуляції штамами, виділеними з пшениці – фітоплазмою (моноінфікування) та за змішаного фітоплазмово-бактеріального інфікування
4. Пригнічення функціональної активності листків за руйнування пігмент-білкових комплексів ФС ІІ при інокуляції фітопатогенними штамами призводило до морфологічних змін: суттєвого зменшення площі кореневої системи і кількості бульбочок на коренях, найбільше – за інокуляції штамами, виділеними з пшениці: моноінфікування фітоплазмою і змішаного фітоплазмово-бактеріального інфікування.
5. Показано, що за інокуляції штамами фітопатогенів, виділеними з пшениці: змішаної фітоплазмово-бактеріальної інокуляції і особливо – моноінокуляції фітоплазмою вміст сирого протеїну у листках був менший, ніж за інокуляції штамом фітоплазми, виділеним із томатів (178) та змішаної інокуляції штамами фітоплазми з томатів і пшениці (101+118)
Посилання
- Antonets, S. S., Antonets, A. S., Pysarenko, V. M.; Pysarenko, V. M. (Ed.) (2011). Syderalni kultury. Poltava: Simon, 52.
- Patyka, V. P., Pasichnyk, L. A., Zhytkevych, N. V., Huliaieva, H. B., Tokovenko, I. P., Hnatiuk, T. T.; Patyka, V. P. (Ed.) (2016). Khvoroby kozliatnyka skhidnoho: monitorynh, diahnostyka, profilaktyka. Vinnytsia: Vindruk, 48.
- Cwalina-Ambroziak, B., Koc, J. (2012). Fungi colonising the above-ground parts of fodder galega (Galega orientalis Lam.) cultivated in pure sowing and mixed with smooth brome-grass (Bromus inermis Leyss.). Acta Agrobotanica, 58 (1), 125–133. doi: http://doi.org/10.5586/aa.2005.018
- Bertaccini, A., Duduk, B., Paltrinieri, S., Contaldo, N. (2014). Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases: A Severe Threat to Agriculture. American Journal of Plant Sciences, 5 (12), 1763–1788. doi: http://doi.org/10.4236/ajps.2014.512191
- Hvozdiak, R. I., Pasichnyk, L. A., Yakovleva, L. M., Moroz, S. M. et. al.; Patyka, V. P. (Ed.) (2011). Fitopatohenni bakterii, bakterialni khvoroby roslyn. Kyiv: TOV. «Interservis», 44.
- Kumari, S., Nagendran, K., Rai, A. B., Singh, B., Rao, G. P., Bertaccini, A. (2019). Global Status of Phytoplasma Diseases in Vegetable Crops. Frontiers in Microbiology, 10. doi: http://doi.org/10.3389/fmicb.2019.01349
- Pierro, R., Semeraro, T., Luvisi, A., Garg, H., Vergine, M., De Bellis, L., Gill, H. K. (2019). The Distribution of Phytoplasmas in South and East Asia: An Emerging Threat to Grapevine Cultivation. Frontiers in Plant Science, 10. doi: http://doi.org/10.3389/fpls.2019.01108
- Tokovenko, I. P., Patyka, V. P. (2015). Mikoplazmozy roslyn ta yikh serolohichna diahnostyka. Visnyk ahrarnoi nauky, 4, 28–30.
- Patyka, V. P., Pasichnyk, L. A. (2014). Fitopatohenni bakterii: fundamentalni i prykladni aspekty. Visnyk Umanskoho Natsionalnoho Universytetu sadivnytstva, 2, 7–11.
- Bultreys, A., Gheysen, I. I. (1999). Biological and molecular detection of toxic lipodepsipeptide-producing pseudomonas syringae strains and PCR identification in plants. Applied and Environmental Microbiology, 65 (5), 1904–1909.
- Hiscox, J. D., Israelstam, G. F. (1979). A method for the extraction of chlorophyll from leaf tissue without maceration. Canadian Journal of Botany, 57 (12), 1332–1334. doi: http://doi.org/10.1139/b79-163
- Portatyvnyi fluorometr «Florotest»: nastanova z ekspluatatsii (2013). Instytut kibernetyky im. V. M. Hlushkova NAN Ukrainy, 24.
- Stirbet, A., Govindjee. (2011). On the relation between the Kautsky effect (chlorophyll a fluorescence induction) and Photosystem II: Basics and applications of the OJIP fluorescence transient. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, 104 (1-2), 236–257. doi: http://doi.org/10.1016/j.jphotobiol.2010.12.010
- Misra, A. N., Misra, M., Singh, R.; Misra, A. N. (Ed.) (2012). Chlorophyll Fluorescence in Plant Biology. Biophysics, 7, 171–192. doi: http://doi.org/10.5772/35111
- Korneev, D. Iu. (2002). Informacionnye vozmozhnosti metoda indukcii fluorescencii khlorofilla. Kyiv: Alterpres, 191.
- Braion, O. V., Kornieiev, D. Yu., Sniehur, O. O., Kytaiev, O. I. (2000). Instrumentalne vyvchennia fotosyntetychnoho aparatu za dopomohoiu induktsii fluorestsentsii khlorofilu. Kyiv: Vydavnycho-polihrafichnyi tsentr «Kyivskyi universytet», 15.
- Viktorov, D. P. (1991). Praktikum po fiziologii rastenii. Biologiia. Voronezh: Izd-vo Voronezhskogo unta, 158.
- Semak, I. V., Zіriaeva, T. N., Gubich, O. I. (2007). Biokhimiia belkov. Minsk: BGU, 49.
- Voskresenskaia, O. L., Aliabysheva, E. A., Polovnikova, M. G. (2006). Bolshoi praktikum po bioekologii. P. 1. Ioshkar-Ola: Mar. gos. un-t, 107.
- Dospekhov, B. A. (1985). Metodika polevogo opyta. Moscow: Agropromizdat, 351.
- Shadchyna, T. M., Huliaiev, B. I., Kirizii, D. A., Stasik, O. O., Priadkina, H. O., Storozhenko, V. O. (2006). Rehuliatsiia fotosyntezu i produktyvnosti roslyn: fiziolohichni ta ekolohichni aspekty. Kyiv: Fitosotsiotsentr, 384.
- Green, B. R., Parson, W. W. (Eds.) (2003). Light-Harvesting Antennas in Photosynthesis. Springer Science & Business Media, 516. doi: http://doi.org/10.1007/978-94-017-2087-8
- Sharma, D. K., Andersen, S. B., Ottosen, C.-O., Rosenqvist, E. (2014). Wheat cultivars selected for high Fv/Fmunder heat stress maintain high photosynthesis, total chlorophyll, stomatal conductance, transpiration and dry matter. Physiologia Plantarum, 153 (2), 284–298. doi: http://doi.org/10.1111/ppl.12245
- Stasyk, O. O. (2009). Fotodykhannia i yoho fiziolohichne znachennia. Fiziolohiia roslyn: Problemy ta perspektyvy rozvytku. Vol. 1. Kyiv: Lohos, 170–199.
- Stasyk, O. O., Dzhons, Kh. H. (2011). Uchast fotodykhannia v reaktsii fotosyntetychnoho aparatu lystkiv pshenytsi na pidvyshchennia temperatury. Fyzyolohyia y byokhymyia kulturnikh rastenyi, 43 (1), 38–46.
- Kolupaev, Yu. E., Karpets, Yu. V., Oboznii, A. Y. (2011). Antyoksydantnaia systema rastenyi: uchastye v kletochnoi syhnalyzatsyy y adaptatsyy k deistvyiu stressorov. Visnyk Kharkivskoho natsionalnoho ahrarnoho universytetu. Seriia: Biolohiia, 1 (22), 6–34.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Hanna Huliaieva, Iryna Tokovenko, Lidiia Pasichnyk, Volodymyr Patyka
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons CC BY для журналів відкритого доступу.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. 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.
