Использование штамма Pseudomonas sp. OBA 2.4.1 для предпосевной обработки семян гороха посевного (Pisum sativum L.) в присутствии тяжёлых металлов и глифосфата

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Изучено влияние PGPВ-штамма бактерий Pseudomonas sp. OBA 2.4.1, устойчивого к NiCl2 (до 3 мМ), к Pb(CH3COO)2 (до 5 мМ) и глифосату (до  мг/мл), на растения Pisum sativum L. при разных концентрациях ТМ и гербицида. Установлено, что исследуемый штамм положительно влиял на длину корней проростков растений гороха в присутствии ТМ, что свидетельствует о повышении устойчивости растения к стрессу, вызванному воздействием никеля и свинца. Однако такой эффект не был зафиксирован в варианте эксперимента с добавлением глифосата, что подтверждало его высокую токсичность. Полученные результаты показывают, что штамм Pseudomonas sp. OBA 2.4.1 способствовал росту Pisum sativum L. при стрессовом воздействии никеля и свинца, что может быть использовано при разработке биопрепаратов комплексного действия, предназначенных как для защиты сельскохозяйственных растений от воздействия ТМ, так и для рекультивации загрязненных почв.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Л. Р. Хакимова

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Уфимский федеральный исследовательский центр Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: lili-nigmatullina@bk.ru

Институт биохимии и генетики

Россия, Уфа, 450054

О. В. Чубукова

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Уфимский федеральный исследовательский центр Российской академии наук

Email: lili-nigmatullina@bk.ru

Институт биохимии и генетики

Россия, Уфа, 450054

З. Р. Вершинина

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Уфимский федеральный исследовательский центр Российской академии наук; Уфимский государственный нефтяной технический университет

Email: lili-nigmatullina@bk.ru

Институт биохимии и генетики

Россия, Уфа, 450054; Уфа, 450064

Список литературы

  1. Коршунова Т.Ю., Бакаева М.Д., Кузина Е.В., Рафикова Г.Ф., Четвериков С.П., Четверикова Д.В., Логинов О.Н. // Прикл. биохимия и микробиология. 2021. V. 57. № 3. P. 211–227. https://doi.org/10.31857/S0555109921030089
  2. Ojuederie O.B., Babalola O.O. // Int. J. Environ. Res. Public Health. 2017. V. 14. № 12. P. 1504. https://doi.org/10.3390/ijerph14121504
  3. Saharan B.S., Chaudhary T., Mandal B.S., Kumar D., Kumar R., Sadh P.K., Duhan J.S. // J. Xenobiot. 2023. V. 13. № 2. P. 252–269. https://doi.org/10.3390/jox13020019.
  4. Wu Z., Kong Z., Lu S., Huang C., Huang S., He Y., Wu L. // J. Gen. Appl. Microbiol. 2019. V. 65. № 5. P. 254–264. https://doi.org/10.2323/jgam.2018.11.004.
  5. Adhikary A., Kumar R., Pandir R., Bhardwaj P., Wusirika R., Kumar S. // Plant Physiol. Biochem. 2019. V. 142. P. 179–192. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2019.07.006.
  6. Tirry N., Kouchou A., El Omari B., Ferioun M., El Ghachtouli N. // J. Genet. Eng. Biotechnol. 2021. V. 19. № 1. P. 149. https://doi.org/10.1186/s43141-021-00254-8.
  7. Tahri Joutey N., Tirry N., Bahafid W., Sayel H., El Ghachtouli N. Bioremediation. Plant Growth Promoting Bacteria in Heavy Metals Bioremediation // Ed. M. Kuddus. Adv. Res. Appl. Nov. Sci. Publ, 2018. 185–211 p.
  8. Maggi F., la Cecilia D., Tang F.H.M., McBratney A. // Sci. Total Environ. 2020. V. 717. P. 137167. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.137167
  9. Tang F.H.M., Lenzen M., McBratney A., Maggi F. // Nat. Geosci. V. 2021. № 14. 206–210. https://doi.org/10.1038/s41561-021-00712-5
  10. Wang L., Deng Q., Hu H., Liu M., Gong Z., Zhang S. et al. // J. Hematol. Oncol. 2019. V. 12. № 70. https://doi.org/10.1186/s13045-019-0767-9
  11. Zoller O., Rhyn P., Rupp H., Zarn J.A., Geiser C. // Food Addit. Contam: Part B. 2018. V. 11. № 2. P. 83–91. https://doi.org/10.1080/19393210.2017.1419509
  12. Li J., Chen W. J., Zhang W., Zhang Y., Lei Q., Wu S. et al. // J. Agric. Food Chem. 2022. V. 70. № 43. Р. 13945–13958. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.2c05612
  13. Kubsad D., Nilsson E.E., King S.E., Sadler-Riggleman I., Beck D., Skinner M.K. // Sci. Rep. 2019. V. 9. № 1. P. 6372. https://doi.org/10.1038/s41598-019-42860-0
  14. Aitbali Y., Ba-M’hamed S., Elhidar N., Nafis A., Soraa N., Bennis M. // Neurotoxicol. Teratol. 2018. V. 67. P. 44–49. https://doi.org/10.1016/j.ntt.2018.04.002
  15. Kittle R.P., McDermid K.J., Muehlstein L., Balazs G.H. // Mar. Pollut. Bull. 2018. V. 127. P. 170–174. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2017.11.030
  16. Blot N., Veillat L., Rouz R., Delatte H. // PLoS One. 2019. V. 14. № 4. e0215466. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0215466
  17. Castrejón-Godínez M.L., Tovar-Sánchez E., Valencia-Cuevas L., Rosas-Ramírez M.E., Rodríguez A., Mussali-Galante P. // Microorganisms. 2021. V. 9. № 11. P. 2322. https://doi.org/10.3390/microorganisms9112322
  18. Rossi F., Carles L., Donnadieu F., Batisson I., Artigas J. // J. Hazard. Mater. 2021. V. 420. P. 126651 https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.126651
  19. Masotti F., Garavaglia B.S., Piazza A., Burdisso P., Altabe S., Gottig N., Ottado J. // Sci. Total Environ. 2021. V. 774. P. 145761. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.145761
  20. Yu J., Jin B., Ji Q., Wang H. // J. Hazard Mater. 2023. V. 448. P. 130902. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2023.130902
  21. Zhao H., Tao K., Zhu J., Liu S., Gao H., Zhou X. // J. Gen. Appl. Microbiol. 2015. V. 61. № 5. P. 165–170. https://doi.org/10.2323/jgam.61.165
  22. Ghaderitabar H., Mousavi A., Hatef Salmanian A., Hadi F. // Iran J. Biotechnol. 2020. V. 18. № 3. e2597. https://doi.org/10.30498/IJB.2020.204133.2597
  23. Khakimova L., Chubukova O., Vershinina Z., Maslennikova D. // BioTech. 2023. V. 12. № 5. https://doi.org/10.3390/biotech12010005
  24. Вершинина З.Р., Чубукова О.В., Никоноров Ю.М., Хакимова Л.Р., Лавина А.М., Каримова Л.Р. и др. // Микробиология. 2021. V. 90. № 2. P. 191–203. https://doi.org/10.31857/S0026365621020154
  25. Чубукова О.В., Хакимова Л.Р., Акимова Е.С., Вершинина З.Р. // Микробиология. 2022. V. 91. № 5. P. 537–546. https://doi.org/10.31857/S0026365622100196
  26. Хакимова Л.Р., Чубукова О.В., Мурясова А.Р., Симороз Е.В., Чумакова А.К., Вершинина З.Р. // Таврический вестник аграрной науки. 2022. № 2(30). P. 155–163.
  27. Хакимова Л.Р., Чубукова О.В., Мурясова А.Р., Вершинина З.Р. // Биомика. 2022. V. 14. № 2. P. 101–110. https://doi.org/10.31301/2221-6197.bmcs.2022-7.
  28. Li D., Xu X., Yu H., Han X. // J. Environ. Manage. 2017. V. 196. P. 8–15. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2017.02.076
  29. Li J., Bai R., Chen W., Ren C., Yang F., Tian X., Xiao X., Zhao F. // J. Hazard Mater. 2023. V. 447. P. 130772. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2023.130772
  30. An Q., Deng S., Liu M., Li Z., Wu D., Wang T., Chen X. // J. Environ. Manage. 2021. V. 299. P. 113641. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.113641
  31. Knuutinen J., Bomberg M., Kemell M., Lusa M. // Front Microbiol. 2019. V. 10. P. 2677. https://doi.org/10.3389/fmicb.2019.02677
  32. Fawwaz Alfarras A., Hamid Al-Fahdawi M. // Arch. Razi Inst. 2022. V. 77. № 3. P. 1041–1047. https://doi.org/10.22092/ARI.2022.357399.2036
  33. Михайловская Н.А., Барашенко Т.Б., Погирницкая Т.В., Дюсова С.В. // Почвоведение и агрохимия. 2022. № 2. P. 110–120.
  34. Шабаев В.П., Остроумов В.Е. // Агрохимия. 2021. № 11. P. 87–94. https://doi.org/10.31857/S0002188121090106
  35. Tank N.M., Saraf М. // J. Basic Microbiology. 2009. V. 49. № 2. P. 195–204. https://doi.org/10.1002/jobm.200800090
  36. Ma Y., Rajkumar M., Freitas H. // Chemosphere. 2009. V. 75. № 6. P. 719–725. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2009.01.056
  37. Sharma S., Saraf M. // Biol. Futur. 2023. V. 74. P. 3309–3325 https://doi.org/10.1007/s42977-023-00179-y
  38. Ge Y., Wen Z., He L., Sheng X. // Environ. Sci. Pollut Res. Int. 2023. V. 30. № 31. P. 76911–76922. https://doi.org/10.1007/s11356-023-27967-2

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Адгезия меченых RFP бактериальных клеток на поверхности корневых волосков проросших семян гороха под флуоресцентным микроскопом AxioImager M1 (“CarlZeiss”, Германия)

Скачать (84KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Рост штамма Pseudomonas sp. OBA 2.4.1 при различных концентрациях NiCl2 (а) и Pb(CH3COO)2 (б) и на глифосате (в)

Скачать (303KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Рост штамма Pseudomonas sp. OBA 2.4.1, трансформированного вектором pJN105TurboRFP при различных концентрациях NiCl2 (а) на Pb(CH3COO)2 (б) и глифосата (в)

Скачать (309KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Растения гороха (а) и длина корней проростков (б) при стрессовом воздействии NiCl2: 1 – необработанные семена; 2 – обработанные псевдомонадами семена; 3 – необработанные семена в присутствии 1 мМ NiCl2; 4 – обработанные псевдомонадами семена в присутствии 1 мМ NiCl2; 5 – необработанные семена в присутствии 2 мМ NiCl2; 6 – обработанные псевдомонадами семена в присутствии 2 мМ NiCl2. * Статистически значимые отличия от контроля (р < 0.05)

Скачать (193KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Растения гороха (а) и длина корней проростков (б) при стрессовом воздействии Pb(CH3COO)2: 1 – необработанные семена; 2 – обработанные штаммом Pseudomonas sp. OBA 2.4.1 семена; 3 – необработанные семена в присутствии 1мМ Pb(CH3COO)2; 4 – обработанные псевдомонадами семена в присутствии 1 мМ Pb(CH3COO)2; 5 – необработанные семена в присутствии 2 мМ Pb(CH3COO)2; 6 – обработанные псевдомонадами семена в присутствии 2 мМ Pb(CH3COO)2. * Статистически значимые отличия от контроля (р < 0.05)

Скачать (204KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Рост растений гороха (а) и длина корней проростков (б) при стрессовом воздействии глифосата: 1 – необработанные семена; 2 – обработанные штаммом Pseudomonas sp. OBA 2.4.1 семена; 3 – необработанные семена в присутствии 3 мг/мл глифосата; 4 – обработанные псевдомонадами семена в присутствии 3 мг/мл глифосата; 5 – необработанные семена в присутствии 6 мг/мл глифосата; 6 – обработанные псевдомонадами семена в присутствии 6 мг/мл глифосата. * Статистически значимые отличия от контроля (р < 0.05)

Скачать (200KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024