РЕГУЛЯТОРЫ РОСТА РАСТЕНИЙ КАК ИНГИБИРУЮЩИЙ ФАКТОР ФУЗАРИОЗА НА КУЛЬТУРЕ ОВСА IN VITRO И IN VIVO

Сулухан Кудайбердиевна Темирбекова; Оксана Борисовна Поливанова; Шолпан Оразовна Бастаубаева; Елена Анатольевна Калашникова; Марат Шагабанович Бегеулов; Николай Владимирович Меркурьев; Роман Витальевич Сычев; Юлия Владимировна Афанасьева; Наталья Эрнестовна Ионова; Ирина Игоревна Сардарова; Дмитрий Алексеевич Захаров

doi:10.31857/2500-2082/2023/6/9-17

Сулухан Кудайбердиевна Темирбекова, доктор биологических наук, профессор ФГБНУ Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии
Оксана Борисовна Поливанова, кандидат биологических наук ФГБНУ Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии
Шолпан Оразовна Бастаубаева, кандидат сельскохозяйственных наук Казахский научно-исследовательский институт сельского хозяйства и растениеводства
Елена Анатольевна Калашникова, доктор биологических наук Российский государственный аграрный университет — Московская сельскохозяйственная академия имени Тимирязева
Марат Шагабанович Бегеулов, кандидат сельскохозяйственных наук Российский государственный аграрный университет — Московская сельскохозяйственная академия имени Тимирязева
Николай Владимирович Меркурьев Российский государственный аграрный университет — Московская сельскохозяйственная академия имени Тимирязева
Роман Витальевич Сычев, кандидат сельскохозяйственных наук Российский государственный аграрный университет — Московская сельскохозяйственная академия имени Тимирязева
Юлия Владимировна Афанасьева, кандидат сельскохозяйственных наук Федеральный научный селекционно-технологический центр садоводства и питомниководства
Наталья Эрнестовна Ионова, кандидат биологических наук Институт фундаментальной медицины и биологии Казанского федерального университета
Ирина Игоревна Сардарова ФГБНУ Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии
Дмитрий Алексеевич Захаров ФГБНУ Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии

DOI: https://doi.org/10.31857/2500-2082/2023/6/9-17

Аннотация

Систему антиоксидантной защиты растений, находящихся в состоянии стресса от воздействия патогенных микроорганизмов, могут стимулировать регуляторы роста. На рынке они представлены в большом количестве, но пока не было исследований по определению их эффективности. Изучили влияние российских регуляторов роста (Крезацин, Циркон) на антиоксидантную систему голозерного овса, искусственно зараженного Fusarium culmorum. Выявлено, что, по сравнению с контролем, растения, обработанные Крезацином, имели более высокое содержание низкомолекулярной фруктозы и неферментативных антиоксидантов (пролин, фенольные соединения, флавоноиды). При действии Циркона у растений содержание пролина, углеводов и общая антиоксидантная активность были меньше, чем в контроле. Комплексная обработка регуляторами роста и грибковой суспензией, проведенная в фазе цветения, оказала наилучшее влияние на биохимические показатели и продуктивность голозерного овса. Обработка растений патогеном привела к повышению продуктивности, а регуляторы роста увеличивали резистентность к инфекционному стрессу.

Литература

1. Боронков М.Г., Горбалински В.А., Дьяков В.М. Крезацин – новый биостимулятор микробиологического синтеза. Докл. Акад. Наук. 1999. № 369. С. 831-832.
2. ГОСТ 29033-91. Зерно и продукты его переработки. Метод определения содержания жира. Издательство стандартов IPC: Москва, Россия, 1992.
3. Кононенко Г.П., Малиновская Л.С., Пирязева Е.А. и др. Рекомендации по микотоксикологической борьбе с фузариозом фуражного зерна // Ветеринарный консультант. 2005. № 23. С. 3–10.
4. Осокина Н.В., Калашникова Е.А., Князев А.Н., Корсунская Н.П. Влияние условий культивирования на особенности развития грибов рода Fusarium Triticale in vitro // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2015. № 4. С. 26-35.
5. Попов Т., Нейковская Л. Способ определения активности пероксидазы крови. Hyg // Санитария. 1971. № 10. С. 89-91.
6. Сардарова И.И., Калашникова Е.А., Темирбекова С.К. и др. Влияние регуляторов роста на фитопатогенные грибы рода Fusarium L. // Аграрная наука. 2019. № 2. С. 107-109.
7. Темирбекова С.К., Калашникова Е.А., Сардарова И.И. и др. Влияние регуляторов роста на развитие грибов рода Fusarium spp. в органическом (экологическом) сельском хозяйстве // Аграрная Наука. 2019. № 1. С. 123-126.
8. Темирбекова С.К., Молчан Дж.М., Ван Мансвельт Дж.Д. и др. Органическое сельское хозяйство: адаптивность, иммунитет, селекция растений: “Курс по сельскому хозяйству” Рудольфа Штайнера – к 80-летию. Москва-Астана: Астана, Казахстан, 2005. 149 с.
9. Aggarwal M., Sharma S., Kaur N. et al. Exogenous proline application reduces phytotoxic effects of selenium by minimising oxidative stress and improves growth in bean (Phaseolus vulgaris L.) seedlings. Biol. Trace Elem. Res. 2011. V.140. PP. 354–367.
10. Ainsworth E.A., Gillespie K.M. Estimation of total phenolic content and other oxidation substrates in plant tissues using Folin-Ciocalteu reagent // Nat. Protoc. 2007. V. 2. PP. 875–877.
11. Ben Ahmed C., Ben Rouina B., Sensoy S. et al. Exogenous proline effects on photosynthetic performance and antioxidant defense system of young olive tree // J. Agric. Food Chem. 2010. V. 58. PP. 4216–4222.
12. Bilay V.I., Kurbatskaya Z.A. Determinant of Toxin-Forming Micromycetes. Naukova Dumka. Kyiv, Ukraine, 1990. 236p.
13. Bolouri Moghaddam, M.R., Van den Ende W. Sugars and plant innate immunity // J. Exp. Bot. 2012. V. 63. PP. 3989–3998.
14. Chen L.-Q., Hou B.-H., Lalonde, S. et al. Sugar transporters for intercellular exchange and nutrition of pathogens // Nature 2010. V. 468. PP. 527–532.
15. Das K., Roychoudhury A. Reactive oxygen species (ROS) and response of antioxidants as ROS-scavengers during environmental stress in plants // Front. Environ. Sci. 2014. V. 2. 53p.
16. Dumanovi´c J., Nepovimova E., Nati´c M. et al. The Significance of Reactive Oxygen Species and Antioxidant Defense System in Plants: A Concise Overview. Front. Plant Sci. 2021, 11, 552969.
17. Eveland A., Jackson D.P. Sugars, signalling and plant development // J. Exp. Bot. 2012. V. 63. PP. 3367–3377.
18. Havrlentová M., Šliková S., Gregusová V. et al. The Influence of Artificial Fusarium Infection on Oat Grain Quality // Microorganisms. 2021. 9. 2108.
19. Horszwald A., Andlauer W. Characterisation of bioactive compounds in berry juices by traditional photometric and modern microplate methods // J. Berry Res. 2011. V. 1. PP. 189–199.
20. Iwaniuk P., Lozowicka B., Kaczynski P., Konecki R. Multifactorial wheat response under Fusarium culmorum, herbicidal, fungicidal and biostimulator treatments on the biochemical and mycotoxins status of wheat // J. Saudi Soc. Agric. Sci. 2021. V. 20. PP. 443–453.
21. Jeandet P., Vannozzi A., Sobarzo-Sanchez E. et al. Phytostilbenes as agrochemicals: Biosynthesis, bioactivity, metabolic engineering and biotechnology // Nat. Prod. Rep. 2021. V. 28. PP. 1282–1329.
22. Kruger N.J. The Bradford method for protein quantitation. In The Protein Protocols Handbook. Humana Press: Totowa, NJ, USA, 2009. PP. 17–24.
23. Lanoue A., Burlat V., Henkes G.J. et al. De novo biosynthesis of defense root exudates in response to Fusarium attack in barley. New Phytol. 2010. V. 185. PP. 577–588.
24. Lehmann S., Serrano M., L’Haridon F. et al. Reactive oxygen species and plant resistance to fungal pathogens // Phytochemistry. 2015. V. 112. PP. 54–62
25. Madadkhah E., Lotfi M., Nabipour A. et al. Enzymatic activities in roots of melon genotypes infected with Fusarium oxysporum f. sp. melonis race 1. Sci. Hortic. 2012. V. 135. PP. 171–176.
26. Marshall A., Cowan S., Edwards S. et al. Crops That Feed theWorld 9. Oats—A Cereal Crop for Human and Livestock Feed with Industrial Applications // Food Secur. 2013. V. 5. PP. 13–33.
27. Morkunas I., Naroz˙na D., Nowak W. et al. Cross-talk interactions of sucrose and Fusarium oxysporum in the phenylpropanoid pathway and the accumulation and localization of flavonoids in embryo axes of yellow lupine // J. Plant Physiol. 2011. V. 168. PP. 424–433.
28. Morkunas I., Ratajczak L. The role of sugar signaling in plant defense responses against fungal pathogens // Acta Physiol. Plant. 2014. V. 36. PP. 1607–1619.
29. Nakano Y., Asada K. Hydrogen Peroxide Is Scavenged by Ascorbate specific Peroxidase in Spinach Chloroplasts // Plant Cell Physiol. 1981. V. 22. PP. 867–880.
30. Oyaizu M. Studies on Products of Browning Reactions: Antioxidative Activities of Product of Browning Reaction Prepared from Glucosamine // Jpn. J. Nutr. 1986. V. 44. PP. 307–315.
31. Pociecha E., Płaz˙ ek A., Janowiak F. et al. Factors contributing toenhancedpinksnowmould resistance of winter rye (Secale cereale L.) – Pivotal role of crowns // Physiol. Mol. Plant Pathol. 2013. V. 81. PP. 54–63.
32. Ponts N., Pinson-Gadais L., Boutigny A.L. et al. Cinnamic-derived acids significantly affect Fusarium graminearum growth and in vitro synthesis of type B trichothecenes // Phytopathology. 2011. V. 101. PP. 929–934.
33. Shalaby S., Horwitz B.A. Plant phenolic compounds and oxidative stress: Integrated signals in fungal–plant interactions. Curr. Genet. 2014. V. 61. PP. 347–357.
34. Steenackers W., El Houari I., Baekelandt A. et al. Cis-Cinnamic acid is a natural plant growth-promoting compound // J. Exp. Bot. 2019.V. 70. PP. 6293–6304.
35. Torres M.A., Jones J.D., Dangl J.L. Reactive oxygen species signaling in response to pathogens // Plant Physiol. 2006. V. 141. PP. 373–378.
36. Wang W., Xia M.X., Chen J. et al. Gene expression characteristics and regulation mechanisms of superoxide dismutase and its physiological roles in plants under stress // Biochemistry. 2016. V. 81. PP. 465–480.
37. Yli-Mattila T. Ecology and evolution of toxigenic Fusarium species in cereals in northern Europe and Asia // J. Plant Pathol. 2010. V. 92. PP. 7–18.