Влияние цианобактерии Nostoc paludosum и ее экзометаболитов на рост ячменя

Влияние цианобактерии Nostoc paludosum и ее экзометаболитов на рост ячменя

Автор: Фокина Анна Ивановна, Домрачева Людмила Ивановна, Огородникова Светлана Юрьевна

Журнал: Принципы экологии @ecopri

Рубрика: Оригинальные исследования

Статья в выпуске: 3 (33) т.8, 2019 года.

Бесплатный доступ

Изучен химический состав и влияние экзометаболитов почвенной цианобактерии Nostoc paludosum 18 на растения ячменя сорта Изумруд. Экзометаболиты из культуральной жидкости экстрагировали гексаном и четыреххлористым углеродом. Определение состава органических веществ в изучаемых субстратах проводили методом высокоэффективной жидкостной хроматографии на хроматографе Shimadzu LC-20, серия Prominence с диодноматричным детектором и газовой хроматографии на хроматографе GC-2014 Shimadzu с детектором TCD-2014 (Япония). Интенсивность перекисного окисления липидов в клетках ячменя оценивали по накоплению малонового диальдегида с использованием спектрофотометра SPEKOL 1300 (Analytik Jena, Германия). Цианобактериальная суспензия, культуральная жидкость и вытяжки из нее были близки по составу и количеству органических веществ и содержали такие соединения, как фитоин, фитофлуин, N-ацетилглюкозамин, пептидогликан муреин, ликопин, лютеин, каурен (предшественник гиббереллина), витамин А, провитамины, цианопептид борофицин. Стимулирующее действие экзометаболитов N. paludosum на линейный рост надземных органов и корней ячменя в основном проявляется в первые трое суток его роста. Цианобактериальные экзометаболиты снижают интенсивность перекисного окисления липидов в клетках растения, что свидетельствует об их антиоксидантной активности. Экзометаболиты цианобактериальной суспензии и гексановой вытяжки оказывают протекторное действие на растения, нивелируя ростингибирующий эффект ионов меди(II) на высоту проростков. Концентрация ионов меди(II) составляла 3 мг/кг субстрата для выращивания пшеницы. Выращивание ячменя на цианобактериальной суспензии и вытяжке экзометаболитов четыреххлористным углеродом приводит к накоплению цианопептида борофицина в тканях ячменя в количестве 0.0008-0.001 мкг/г сухой массы.

Еще

Цианобактерии, экзометаболиты, борофицин, ячмень

Короткий адрес: https://sciup.org/147231257

IDR: 147231257

Список литературы Влияние цианобактерии Nostoc paludosum и ее экзометаболитов на рост ячменя

  • Андреева О. А., Кожевин П. А. Оптимизация естественного сообщества микроорганизмов почвы как способ создания микробных удобрений [Optimization of the natural community of soil microorganisms as a way to create microbial fertilizers] // Вестник Московского университета. Сер. 17: Почвоведение. 2014. № 4. С. 42-45.
  • Андреюк Е. И., Коптева Ж. П., Занина В. А. Цианобактерии [Cyanobacteria]. Киев: Наукова думка, 1990. 200 с.
  • Белых О. И., Гладких А. С., Сороковикова Е. Г., Тихонова И. В., Потапов С. А., Бутина Т. В. Сакситоксин-продуцирующие цианобактерии в озере Байкал [Saxitoxin-producing cyanobacteria in Lake Baikal] // Сибирский экологический журнал. 2015. № 2. С. 229-237.
  • Домрачева Л. И. "Цветение" почвы и закономерности его развития ["Flowering" of the soil and the patterns of its development]. Сыктывкар, 2005. 336 с.
  • Домрачева Л. И., Кондакова Л. В., Попов Л. Б., Зыкова Ю. Н. Биоремедиационные возможности почвенных цианобактерий (обзор) [Bioremediation capabilities of soil cyanobacteria (review)] // Теоретическая и прикладная экология. 2009. № 1. С. 8-17.
  • Ивкова А. В., Петрова С. Н. Качественный анализ гексановых экстрактов листьев шиповника [Qualitative analysis of hexane extracts of wild rose leaves] // Известия вузов. Прикладная биохимия и биотехнология. 2012. № 2 (3). С. 158-159.
  • Коваль Е. В., Огородникова С. Ю. Влияние цианобактерии Nostoc muscorum на устойчивость растений ячменя к действию метилфосфоновой кислоты [The effect of cyanobacterium Nostoc muscorum on the resistance of barley plants to the action of methylphosphonic acid] // Теоретическая и прикладная экология. 2014. № 2. С. 61-66.
  • Кокшарова О. А. Применение методов молекулярной генетики и микробиологии в экологии и биотехнологии цианобактерий [Application of molecular genetics and microbiology in ecology and biotechnology of cyanobacteria] // Микробиология. 2010. Т. 79. № 6. С. 734-747.
  • Лелевич В. В. Биологическая химия [Biological Chemistry]. Гродно: ГрГМУ, 2009. 275 с.
  • Лукаткин А. С. Холодовое повреждение теплолюбивых растений и окислительный стресс [Cold damage to heat-loving plants and oxidative stress]. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2002. 208 с.
  • Найштейн С. Я., Меренюк Г. В., Чегринец Г. Я. Гигиена окружающей среды и применение удобрений [Environmental health and fertilizer use]. Кишинев: Штиинца, 1987. 143 с.
  • Огородникова С. Ю., Зыкова Ю. Н., Березин Г. И., Домрачева Л. И., Калинин А. А. Комплексная оценка состояния цианобактерии при воздействии различных поллютантов [Comprehensive assessment of cyanobacteria under the influence of various pollutants] // Теоретическая и прикладная экология. 2010. № 3. С. 47-51.
  • Одинцова Т. И., Коростылева Т. В., Уткина Л. Л., Андреев Я. А., Славохотова А. А., Истомина Е. А., Пухальский В. А., Егоров Ц. А. Антимикробные пептиды пшеницы [Wheat antimicrobial peptides] // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2012. Т. 16. № 1. С. 107-115.
  • Попов В. Н., Антипина О. В., Трунова Т. И. Перекисное окисление липидов при низкотемпературной адаптации листьев и корней теплолюбивых растений табака [Lipid peroxidation during low-temperature adaptation of the leaves and roots of thermophilic tobacco plants] // Физиология растений. 2010. Т. 57. № 1. С. 153-156.
  • Румянцев В. А., Крюков Л. Н. Особенности природы цианобактерий [Features of the nature of cyanobacteria] // Здоровье населения и среда обитания. 2012. № 2. С. 221-227.
  • Сакевич А. И. Экзометаболиты пресноводных водорослей [Freshwater Algae Exometabolites]. Киев: Наукова думка, 1985. 199 с.
  • Сборник методик измерений концентрации ионов меди, кадмия, цинка, висмута, марганца и никеля методом вольтамперометрии на вольтамперометрическом анализаторе "Экотест-ВА" [Collection of methods for measuring the concentration of copper, cadmium, zinc, bismuth, manganese and nickel ions using voltammetry using the Ecotest-VA volt-ampere analyzer]. М.: ООО "Эконикс-Эксперт", 2004. 61 с.
  • Сиренко Л. А., Козицкая В. Н. Биологически активные вещества водорослей и качество воды [Biologically active substances algae and water quality]. Киев: Наукова думка, 1988. 256 с.
  • Фокина А. И., Горностаева Е. А., Огородникова С. Ю., Зыкова Ю. Н., Домрачева Л. И., Кондакова Л. В. Адаптационные резервы почвенных природных биопленок с доминированием цианобактерий рода Phormidium [Adaptation potential of naturally occurring cynaobacterial biofilms dominated by phormidium ] // Сибирский экологический журнал. 2015. № 2. С. 842-851.
  • DOI: 10.15372/SEJ20150604
  • Химическая энциклопедия [Chemical encyclopedia] / Под ред. Н. С. Зефирова М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. Т. 5. 783 с.
  • Ягодин Б. А., Жуков Ю. П., Кобзаренко В. И. Агрохимия [Agrochemistry] / Под ред. Б. А. Ягодина. М.: Колос, 2002. 584 с.
  • Apel K., Hirt H. Reactive Oxygen Species: Metabolism, Oxidative Stress, and Signal Transduction // Annu. Rev. Plant Biol. 2004. Vol. 55. P. 373-399.
  • DOI: 10.1146/annurev.arplant.55.031903.141701
  • Banker R., Carmeli S. Tenuecyclamides A-D, cyclic hexapeptides from the cyanobacterium Nostoc spongiaeforme var. tenue // Journal of Natural Products. 1998. Vol. 61. Issue 10. P. 1248-1251.
  • DOI: 10.1021/np980138j
  • Blokhina O., Virolainen E., Fagerstedt K. V. Antioxidants, Oxidative Damage and Oxygen Deprivation Stress: a Review // Annals of Botany. 2003. Vol. 91. Р. 179-194.
  • DOI: 10.1093/aob/mcf118
  • Hemscheidt T., Puglisi M. P., Larsen L. K., Patterson G. M. L., Moore R. E., Rios J. L., Clardy J. Structure and biosynthesis of borophycin, a new boeseken complex of boric acid from a marine strain of the blue-green alga Nostoc linckia // J. Org. Chem. 1994. Vol. 59. P. 3467-3471.
  • Merken H. M., Beecher G. R. Liquid chromatographic method for the separation and quantification of prominent flavonoid aglycones // Journal of Chromatography A. 2000. Vol. 897. Issues 1-2. Р. 177-184.
  • DOI: 10.1016/s0021-9673(00)00826-8
  • Řezanka T., Dembitsky V. M. Metabolites produced by cyanobacteria belonging to several species of the family Nostocaceae // Folia Microbiologica. 2006. Vol. 51. Issue 3. P. 159-182.
  • DOI: 10.1007/BF02932119
  • Rott E., Pentecost A., Mareš J. Introduction: Recent developments in cyanobacterial research with special reference to aquatic habitats, molecular ecology and phylogenetic taxonomy // Hydrobiologia. 2018. Vol. 811. Issue 1. P. 1-6.
  • DOI: 10.1007/s10750-017-3468-9
  • Swain S. S., Paidesetty S. K., Padhy N. R. Antibacterial, antifungal and antimycobacterial compounds from cyanobacteria // Biomedicine & Pharmacotherapy. 2017. June. Vol. 90. P. 760-776. 10.1016 / j. biopha.2017.04.030
  • DOI: 10.1016/j.biopha.2017.04.030
  • Voloshko L., Safronova T., Pljusch A., Titova N., Kopecky J., Hrouzek P., Drabkova V. Toxins and other bioactive compounds produced by cyanobacteria in Lake Ladoga // Estonian Journal of Ecology. 2008. No 2. P. 100-110.
  • DOI: 10.3176/eco.2008.2.02
  • Wejnerowski Ł., Rzymski P., Kokociński M., Meriluoto J. The structure and toxicity of winter cyanobacterial bloom in a eutrophic lake of the temperate zone // Ecotoxicology. 2018. Vol. 27. Issue 6. P. 752-760. 10.1007 / s10646-018-1957-X.
  • DOI: 10.1007/s10646-018-1957-X
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp