2023 Трансформация экосистем 6 (1), 99-107
Обработка семян биопленками цианобактерий для повышения устойчивости растений в условиях химического загрязнения метилфосфонатами
Коваль Е.В. , Огородникова С.Ю.
DOI: https://doi.org/10.23859/estr-220609Том: 6
Номер: 1
Страницы: 99-107
Дата поступления в редакцию: 09.06.2022
Дата принятия к печати: 05.07.2022
Дата онлайн-публикации: 28.02.2023
ISSN 2619-094X Print
ISSN 2619-0931 Online
В ходе работы было исследовано влияние биопленок с доминированием цианобактерии Nostoc commune, метилфосфоновой кислоты и их совместного действия на биохимические и физиологические показатели жизнедеятельности растений ячменя. Показано, что метилфосфоновая кислота в концентрации 0.5 и 1 мМ способствовала активации процессов перекисного окисления липидов в листьях ячменя на 20 и 60% соответственно, а также снижению количества хлорофиллов и длины проростков на 20%. Инокуляция семян ячменя природными многовидовыми биопленками с доминированием цианобактерии Nostoc commune снижала фитотоксические эффекты метилфосфоновой кислоты, что проявилось в ингибировании интенсивности процессов окисления липидов, накоплении хлорофиллов (при действии кислоты в концентрации 0.5 мМ), антиоксидантов – каротиноидов, а так-же в стимуляции ростовых процессов. Отмечено, что в ответ на обработку семян биопленками снижается накопление антоцианов в листьях: содержание пигмента не превышало 70% от уровня контрольных растений. Таким образом, биопленки с доминированием цианобактерии Nostoc commune стимулируют механизмы устойчивости растений при загрязнении среды
метилфосфоновой кислотой.
Екатерина Викторовна Коваль
Государственный аграрный университет Северного Зауралья
625003, г. Тюмень, ул. Республики, д. 7
кандидат биологических наук, доцент
koval.ev@gausz.ru
Светлана Юрьевна Огородникова
Институт биологии Коми научного центра УрО РАН
67000, г. Сыктывкар, ул. Коммунистическая, д. 24
кандидат биологических наук, доцент, старший научный сотрудник
Ашихмина, Т.Я., Кондакова, Л.В., Домрачева, Л.И., Огородникова, С.Ю., 2007. Метилфосфоновая кислота как регулятор биологических процессов в экологических системах: действие на микроорганизмы, ферментативную активность
и высшие растения. Теоретическая и прикладная экология 2, 78–85.
Батькаев, Ж.Я., 2013. Роль микроорганизмов в повышении плодородия почвы. Почвоведение и агрохимия 2, 24–27.
Брызгалина, Е.В., Рудь, В.Л., Зыгин, Д.А., Беломытцев, М.К., 2014. Исследование процессов трансформации фосфорсодержащих органических веществ в окружающей среде. Теоретическая и прикладная экология 4, 75–77.
Головко, Т.К., Родина, Н.А., Куренкова, С.В., Табаленкова, Г.Н., 2004. Ячмень на севере (селекционно-генетические и физиолого-биохимические основы продуктивности). УрО РАН, Екатеринбург, Россия, 156 с.
Горностаева, Е.A., Фокина, А.И., Кондакова, Л.В., Огородникова, С.Ю., Домрачева, Л.И., Лаптев, Д.С., Сластникова, Е.М., 2013. Потенциал природных биопленок Nostoc commune как сорбентов тяжелых металлов в водной среде. Вода: химия и экология 1 (55), 93–101.
Домрачева, Л.И., Зыкова, Ю.Н., Трефилова, Л.В., Ковина, А.Л., 2020. Использование почвенных цианобактерий в агрономической практике. В: Симбирских, Е.С. (ред.), Инновационное развитие агропромышленного комплекса
как фактор конкурентоспособности: проблемы, тенденции, перспективы. Вятская государственная сельскохозяйственная академия, Киров, Россия, 22–39.
Домрачева, Л.И., Кондакова, Л.В., Пегушина, О.А., Фокина, А.И., 2007. Биопленки Nostoc commune – особая микробная сфера. Теоретическая и прикладная экология 1, 15–20.
Киреева, Н.А., Кузяхметов, Г.Г., Мифтахова, А.М., Водопьянов, В.В., 2003. Фитотоксичность антропогенно загрязненных почв. Гилем, Уфа, Россия, 266 с.
Коваль, Е.В., Свинолупова, Л.С., Огородникова, С.Ю., 2013. Оценка токсических эффектов метилфосфоновой кислоты
по ответным биохимическим реакциям фототрофных организмов. Теоретическая и прикладная экология 1, 89–93.
Кононова, С.В., Несмеянова, М.А., 2002. Фосфонаты и их деградация микроорганизмами. Биохимия 67 (2), 220–233.
Лукаткин, А.С., 2002. Холодовое повреждение теплолюбивых растений и окислительный стресс. Издательство Мордовского университета, Саранск, Россия, 208 с.
Муравьева, Д.А., Бубенчикова, В.Н., Беликов, В.В., 1987. Спектрофотометрическое определение суммы антоцианов в цветках василька синего. Фармация 5, 28–29.
Огородникова, С.Ю., Головко, Т.К., Ашихмина, Т.Я., 2004. Реакция растений на фосфорорганический
ксенобиотик – метилфосфоновую кислоту. Научные доклады Коми научного центра УрО РАН 464, 1–24.
Родина, Н.А., Щенникова, И.Н., Грибков, М.В., 2007. Селекция адаптивных сортов ярового ячменя. Зерновое хозяйство 3–4, 15–16.
Савельева, Е.И., Зенкевич, И.Г., Кузнецова, Т.А., Радилов, А.С., Пшеничная, Г.В., 2002. Исследование продуктов превращений фосфорорганических отравляющих веществ методом газовой хроматографии – масс-спектрометрии. Российский химический журнал 46 (6), 82–91.
Чупахина, Г.Н., Масленников, П.В., Скрыпник, Л.Н., 2011. Природные антиоксиданты (экологический аспект). Издательство БФУ им. И. Канта, Калининград, Россия, 111 с.
Шеуджен, А.Х., Аканова, Н.И., Бондарева, Т.Н., 2018. Агрохимия. Ч. 6. Экологическая агрохимия. Полиграф-ЮГ, Майкоп, Россия, 575 с.
Шлык, А.А., 1971. Определение хлорофиллов и каротиноидов в экстрактах зеленых листьев. В: Павлинова, О.А. (ред.), Биохимические методы в физиологии растений. Наука, Москва, СССР, 154–171.
Baylis, A.D., 2000. Why glyphosate is a global herbicide: strengths, weaknesses and prospects. Pest Management Science 56. 299–308. h t t p : / / w w w. d o i . o r g / 1 0 . 1 0 0 2 / ( S I C I ) 1 5 2 6 -4998(200004)56:4<299::AID-PS144>3.3.CO;2-B
Domracheva, L.I., Dabakh, E.V., Kondakova, L.V., Varaksina, A.I., Fokina, A.I., 2006. .Algalmicological complexes in soils upon their chemical pollution. Eurasian Soil Science 39, 91–97.
Ключевые слова: метилфосфоновая кислота, перекисное окисление липидов, пластидные пигменты, антоцианы, рост, Nostoc commune, Hordeum distichon
Для цитирования: Коваль, Е.В., Огородникова, С.Ю., 2023. Обработка семян биопленками цианобактерий для повышения устойчивости растений в условиях химического загрязнения метилфосфонатами. Трансформация экосистем 6 (1), 99–107. https://doi.org/10.23859/estr-220609