BioScience Blog – Научный Биологический блог

Использование бактерий, стимулирующих рост растений и повышающих их устойчивость, открывает большие перспективы при возделывании важных сельскохозяйственных культур. Показано, что NO-синтезирующие бактерии способны индуцировать корнеобразование у растений [1]. Однако сведения о значении NO при ассоциации микроорганизмов с растениями в условиях стресса практически отсутствуют. Лактобациллы являются важным симбионтом высших растений и, как стало известно, обладают NO-синтазной активностью, то есть, способны образовывать NO в ходе ферментативного окисления L-

аргинина [2]. Цель настоящей работы состояла в выяснении влияния Lactobacillus plantarum 8P-A3 как источника NO на развитие окислительного стресса в растениях пшеницы при обезвоживании.

Объектами исследования служили листья 7-дневных проростков яровой пшеницы сорта Дебют. Корни интактных проростков помещали на 2 ч в суспензию лактобацилл (109 клеток/мл), выращенных c добавлением 100 мкМ L-аргинина (образование NO возрастало в 2 раза) и без него. Контролем служила H2OДИСТ.

Показано снижение содержания NO, определяемого спектрофотометрически (λ=540 нм) с помощью реактива Грисса [3], в листьях проростков, выдержанных в суспензии лактобацилл (L. plantarum+аргинин), по сравнению с контролем и сохранение уровня NO в них после обезвоживания (рис. 1А). Полученные результаты указывают, что кратковременное повышение NO в листьях контрольного варианта при обезвоживании происходит на ранних этапах стрессовой реакции (1-2 ч) (данные не представлены на рис. 1).

Рис. 1. Влияние лактобацилл на изменение уровня NO (А), содержания Н2О2 (Б), малонового диальдегида (В), каталазы (Г) в листьях пшеницы при обезвоживании. Варианты опыта: К — контроль (Н2О), 1 — L. plantarum 8Р-А3, 2 — L.
plantarum. + аргинин. Темные столбцы — стресс обезвоживания (3 ч, 26-28° С).

В условиях стресса обезвоживания в листьях этого варианта отмечено накопление Н2О2 (в 1,5 раза) и сохранение уровня пероксида в листьях растений (варианты: L. plantarum, L. plantarum+аргинин) (рис. 1Б). В этих вариантах не обнаружено изменение количества малонового диальдегида в листьях в отличие от контроля, где выявлено увеличение продуктов

перекисного окисления липидов при стрессе на 40% (рис. 1В). Следовательно, лактобациллы снижаюи окислительный стресс в листьях пшеницы при воживанииобез. Установлено повышение удельной активности каталазы в листьях контрольного и опытных вариантов в условиях стресса (рис. 1Г), что свидетельствует об активации антиоксидантных ферментных систем пшеницы. Возможно, что меньшее накопление продуктов окисления в инокулированных лактобациллами растениях объясняется сигнальной ролью биологически активной молекулы NO, участвующей в разнообразных сигнальных путях в клетках. На основании полученных результатов обсуждается защитная роль биогенного NO L. plantarum при развитии окислительного стресса, а также возможное участие этой сигнальной молекулы в ответных реакциях растений на стресс.

Литература

1.              Creus C.M.
et al.
Nitric oxide is involved in the Azospirillum brasilense-induced lateral root formation in tomato // Planta. – 2005. – V. 221. – 297-303.

2.            Яруллина Д.Р., Ильинская О.Н. Детекция NO-синтазной активности лактобацилл методом флюоресцентного окрашивания // Микробиология. — 2007. – Т. 76, №4. – С. 570-572.

3.                         Zhou B. et al. Nitric Oxide Is Involved in Abscisic Acid-indused Antioxidant Activities In Stylosanthes guianensis //J. Exp.Bot. – 2005. – V. 56. – P. 3223-3228.