Вісн. Харків. нац. аграрн. ун-ту. Сер. Біологія, 2017, вип. 2 (41), с. 32-40


https://doi.org/10.35550/vbio2017.02.032




ВПЛИВ ГІПЕРТЕРМІЇ НА ХАРАКТЕР АКУМУЛЯЦІЇ ТА ЛОКАЛІЗАЦІЇ ІНДОЛІЛ-3-ОЦТОВОЇ КИСЛОТИ У СОРТІВ GLYCINE MAX (L.) MERR. З РІЗНОЮ СТІЙКІСТЮ ДО АБІОТИЧНИХ СТРЕСОРІВ


І. В. Косаківська, Л. В. Войтенко, К. М. Яроцька, Р. В. Ліхньовський

Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного
Національної академії наук України
(Київ, Україна)


Методом високоефективної рідинної хроматографії–мас-спектрометрії досліджено вплив короткотривалого теплового стресу (40°С, 2 год) на вміст вільної та кон’югованої форм індоліл-3-оцтової (ІОК) кислоти у надземній частині та коренях двох сортів Glycine max (L.) Merr – Подільська 416 та КиВін. Показано, що у 35-денних рослин сої, вирощених з інокульованого активним штамом азотфіксуючих бактерій Bradyrhizobium japonicum 634б і неінокульованого насіння, у контрольних умовах переважала вільна форма ІОК, найбільший вміст якої було знайдено у коренях з азотфіксуючими бульбочками у холодостійкого сорту Подільська 416. Неспецифічною реакцією-відповіддю на гіпертермію виявилось зменшення вмісту ендогенної ІОК в коренях та надземній частині обох досліджуваних сортів. Специфічною реакцією на тепловий стрес стало домінування вільної форми ІОК у коренях без азотфіксуючих бульбочок у холодостійкого сорту Подільська 416, та кон’югованої – у посухостійкого сорту КиВін. Показано, що у підтриманні ауксинового гомеостазу в коренях з азотфіксуючими бульбочками у холодостійкого сорту Подільська 416 при гіпертермії задіяні реакції кон’югації. Найбільш виражені зміни у вмісті ІОК в умовах гіпертермії спостерігалися у рослин посухостійкого сорту КиВін.


Ключові слова: Glycine max, Bradyrhizobium japonicum, індоліл-3-оцтова кислота, гіпертермія

 


ЛІТЕРАТУРА


1. Andreyuk K.I., Iutyns'ka G.O., Antypchuk A.F., Valagurova O.V., Kozyrycz'ka V.Ye., Ponomarenko S.P. 2001. Functioning of Soil Microbial Coenoses under Anthropogenic Loading. Kyiv : 240 c.
 
2. Babych A.O., Babych-Poberezhna A.A. 2011. Soybean Breeding, Production, Trade and use in the World. Kyiv : 30-31.
 
3. Volkogon M.V., Mamenko P.M., Kots S.Ya. Volkogon M.V., Mamenko P.M., Kots S.Ya. 2009. IAA and zeatin balance in soybean plants under seeds inoculation with various strains and mutants of Bradyrhizobium japonicum. Fizilogiya i Biokhimiya Kul't. Rastenii. 41 (5) : 409-418.
 
4. Glyan'ko A.K. 2015. Phytohormones and nodulation at leguminous plants. Visn. Hark. nac. agrar. univ., Ser. Biol. 3 (36) : 6-19.
 
5. Dimova S.B. 2013. Phytohormones are products of vital activity of microorganisms. Methods of determination. S.-g. mikrobiologiya. 18 : 159-185.
 
6. Drok E.N., Mamenko P.N., Omelchuk S.V., Kosakivska I.V. 2014. Features of symbiotic system and production of ethylene in varieties of Glycine max (L.) Merr., differing on resistance to abiotic stressors. Visn. Hark. nac. agrar. univ., Ser. Biol. 3 (33) : 21-28.
 
7. Kulaeva O.N., Kuznecov V.V. 2004. Recent advances and prospects for studying the mechanism of action of phytohormones and their participation in the signal systems of a whole plant. Vestnik RFFI. 2 : 12-26.
 
8. Kosakivska I.B., Yarotska K.M., Voytenko L.V., Babenko L.M. 2016.Effect of hyperthermia on cytokinin and pigments content of Glycine max (L.) Merr. varieties differed in thermotolerance. Fiziol. rast. genet. 48 (1) : 56-64.
https://doi.org/10.15407/frg2016.01.056
 
9. Kots S.Ya. 2011. Current state of biological nitrogen fixation studies. Fizilogiya i Biokhimiya Kul't. Rastenii. 43 (3) : 212-225.
 
10. Kots S.Ya., Gryshchuk O.O. 2015. Phytohormones in the formation and functioning of symbiotic relationships of leguminous plants and nodule bacteria. Fiziol. rast. genet. 47 (3) : 187-206.
 
11. Kots S.Ja., Morgun V.V., Patyka V.F., Dacenko V.K., Krugova E.D. 2010. Biological Nitrogen Fixation. Vol. 1. Bean-Rhizobial Symbiosis. Kiev : 508 p.
 
12. Kots S.Ja., Morgun V.V., Patyka V.F., Petrichenko V.F., Nadkrinichnaja E.V., Kirichenko E.V. 2014. Biological Nitrogen Fixation. Vol. 4. Associative nitrogen fixation. Kiev : 410 c.
 
13. Leonova N.O., Dankevich L.A., Padalko S.Ph., Bobyk L.V., Dragovoz I.V. 2014. Auxins and cytokinins synthesis by various physiological groups of microorganisms in rhizosphere and philosfery of soybean. Scientific Issue Ternopil Volodymyr Hnatiuk National Pedagogical University. Series: Biology. 3 (60) : 23-34.
 
14. Moshynets O.V., Kosakivska I.V. 2010a. Phytosphere ecology: plant-microbial interactions. 1. Structure functional characteristic of rhizo-, endo- and phyllosphere. Visn. Hark. nac. agrar. univ., Ser. Biol. 2 (20) : 19-35.
 
15. Moshynets O.V., Kosakivska I.V. 2010b. Phytosphere ecology: plant-microbial interactions. 2. Phytosphere as a niche for plant-microbial interactions. functional microbial activity and its influence on plants Visn. Hark. nac. agrar. univ., Ser. Biol. 3 (21) : 6-22.
 
16. Moshynets O.V., Shpylova S.P., Spiers A.J., Kosakivska I.V. 2010. The phytosphere of Brassica napus L. as a niche for Pseudomonas fluorescens SBW25. Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine. 12 : 150-153.
 
17. Holmeckaja M.O., Lobanok E.V. 2001. Indolyl-3-acetic acid (IAA) production by bacteria interacting with plants. In: Tezisy Vserossiiskoi Kjnferetsii Sel'skohozjajstvennaja mikrobiologija v 19-21 vekah (St. Petersburg, June 2001). St. Petersburg : 78-79.
 
18. Tsavkelova E.A., Klimova S.Yu., Cherdyntseva T.A., Netrusov A.I. 2006. Microbial producers of plant growth stimulators and their practical use: A review. Applied Biochem. Microbiol. 42 (2) : 117-126.
https://doi.org/10.1134/S0003683806020013
 
19. Compant S., Clement C., Sessitsch A. 2009. Plant growth-promoting bacteria in the rhizo- and endosphere of plants: their role in colonization, mechanisms in-volved and prospects for utilization. Soil Biol. Biochem. doi:10.1016/j.soilbio.2009.11.024.
https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2009.11.024
 
20. Davies P.J. 2010. Plant Hormones: Biosynthesis, Signal Transduction, Action. Revised 3rd edn. Dordrecht : 816 p.
 
21. Enders T.A., Strader L.C. 2015. Auxin activity: past, present, and future. Amer. J. Bot. 102 (2) : 180-196.
https://doi.org/10.3732/ajb.1400285
 
22. Gage D.J. 2004. Infection and invasion of roots by symbiotic, nitrogen-fixing rhizobia during nodulation of tem-perature legumes. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 68 : 280-300.
https://doi.org/10.1128/MMBR.68.2.280-300.2004
 
23. Gusta L.V., Trischuk R., Weiser C.J. 2005. Plant cold acclimation: The role of abscisic acid. J. Plant Growth Regul. 24 : 308-318.
https://doi.org/10.1007/s00344-005-0079-x
 
24. Kosakivska I.V., Voytenko L.V., Likhnyovskiy R.V., Ustinova A.Y. 2014. Effect of temperature on accumulation of abscisic acid and indole-3-acetic acid in Triticum aesticum L. seedling. Genet. Plant Physiol. 4 (3-4) : 201-208.
 
25. Kosakivska I.V., Voytenko L.V., Likhnyovskiy R.V. 2015. Effect of temperature on Triticum aestivum L. seed-lings growth and phytohormone balance. J. Stress Physiol. Biochem. 11 (4) : 91-99.
https://doi.org/10.15740/HAS/IJAS/11.1/99-103
 
26. Leveau J.H.J., Lindow S.E. 2005. Utilization of the plant hor-mone indole-3-acetic acid for growth by Pseudomo-nas putida strain 1290. Appl. Environ. Microbiol. 71 (5) : 2365-2371.
https://doi.org/10.1128/AEM.71.5.2365-2371.2005
 
27. Lugtenberg B., Kamilova F. 2009.Plant-growth-promoting rhizobacteria. Annu. Rev. Microbiol. 63 : 541-556.
https://doi.org/10.1146/annurev.micro.62.081307.162918
 
28. Muday G.K., DeLong A. 2001.Polar auxin transport: control-ling where and how much. Trends Plant Sci. 6 : 535-542.
https://doi.org/10.1016/S1360-1385(01)02101-X
 
29. Ross J.J., Reid J.B. 2013. Evolution of growth-promoting plant hormones. Funct. Plant Biol. 7 : 795-805.
 
30. Simm S., Scharf K.-D., Jegadeesan S., Chiusano Maria Luisa, Firon N., Schleiff E. 2016. Survey of genes involved in biosynthesis, transport, and signaling of phyto-hormones with focus on Solanum lycopersicum. Bioinformatics and Biology Insights. 10 : 185-207.
https://doi.org/10.4137/BBI.S38425
 
31. Spaepen S., Vanderleyden J., Remans R. 2007.Indole-3-acetic acid in microbial and microorganism-plant signaling. FEMS Microbiol. Rev. 31 (4) : 425-448.
https://doi.org/10.1111/j.1574-6976.2007.00072.x
 
32. Sturz A.V., Christie B.R., Nowak J. 2000.Bacterial endophytes: potential role in developing sustainable sys-tems of crop production. Crit. Rev. Plant Sci. 19 : 1-30.
https://doi.org/10.1080/07352680091139169