КАТАЛАЗНАЯ АКТИВНОСТЬ СЕМЯН СОИ РАЗНЫХ СОРТОВ ПРИ ВЛИЯНИИ CERCOSPORA SOJINA HARA

Аннотация

Cercospora sojina Hara является патогеном, вызывающим заболевание сои, известное как церкоспороз, что приводит к биотическому стрессу у растений. Настоящее исследование было направлено на анализ каталазной активности семян сортов сои, инфицированных грибной инфекцией. В качестве объекта исследования выступали семена сортов сои (Glycine max (L.) Merr), которые были выращены в 2019–2021 годах на луговой черноземовидной почве опытного поля ФГБНУ ФНЦ ВНИИ сои в с. Садовое Тамбовского района Амурской области. Активность каталазы определялась спектрофотометрическим методом, основанным на измерении скорости разложения пероксида водорода под воздействием каталазы образца с образованием воды и кислорода. Электрофоретические спектры исследуемого фермента анализировались с помощью электрофореза на 8-процентном полиакриламидном геле, что соответствует гистохимическому методу. В результате проведённых исследований было установлено, что удельная активность каталазы в семенах сои варьировала, а также наблюдалась перестройка множества форм фермента в ответ на заражение сои патогенами. При воздействии патогена C. sojina Hara проявлялась форма КАТ7. Анализ множества форм каталаз по годам показал, что среди семян сои, поражённых церкоспорозом, с высокой частотой встречались формы КАТ6 и КАТ7, которые, вероятно, обладают устойчивостью к воздействию данного патогена.

Ключевые слова: catalase, Cercospora sojina Hara, multiple forms, polymorphism, soybean, specific activity, каталаза, множественные формы, полиморфизм, соя, удельная активность

Об авторах

Список литературы

1. Das S. K., Patra J. K., Thatoi H. Antioxidative response to abiotic and biotic stresses in mangrove plants: A review // International Review of Hydrobiology. 2016. Vol. 101. № 1–2. P. 3–19. https://doi.org/10.1002/iroh.201401744
2. Elicitor-Based Biostimulant PSP1 Protects Soybean Against Late Season Diseases in Field Trials / N. R. Chalfoun, S. B. Durman, J. González-Montaner, S. Reznikov, V. De Lisi, V. González, E. R. Moretti, M. R. Devani, L. D. Ploper, A. P. Castagnaro, B. Welin // Frontiers in plant science. 2018. Vol. 9. Article 763. https://doi.org/10.3389/fpls.2018.00763
3. Tonelli M. L., Magallanes-Noguera C., Fabra A. Symbiotic performance and induction of systemic resistance against Cercospora sojina in soybean plants co-inoculated with Bacillus sp. CHEP5 and Bradyrhizobium japonicum E109 // Archives of Microbiology. 2017. № 199 (9). P. 1283–1291. https://doi.org/10.1007/s00203-017-1401-2
4. Mofidnakhaei M., Abdossi V., Dehestani A., Pirdashti H., Babaeizad V. Potassium phosphite affects growth, antioxidant enzymes activity and alleviates disease damage in cucumber plants inoculated with Pythium ultimum // Archives of Phytopathology and Plant Protection. 2016. № 49 (9–10). P. 207–221. https://doi.org/10.1080/03235408.2016.1180924
5. ROS and Oxidative Response Systems in Plants Under Biotic and Abiotic Stresses: Revisiting the Crucial Role of Phosphite Triggered Plants Defense Response / M. A. Mohammadi, Y. Cheng, M. Aslam, B. H. Jakada, M. H. Wai, K. Ye, X. He, T. Luo, L. Ye, C. Dong, B. Hu, S. V. Priyadarshani, G. Wang-Pruski, Y. Qin // Frontiers in Microbiology. 2021. Vol. 12. Article 631318. https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.631318
6. Aslam M., Fakher B., Ashraf M. A., Cheng Y., Wang B., Qin Y. Plant Low-Temperature Stress: Signaling and Response // Agronomy. 2022. № 12(3). Article 702. https://doi.org/10.3390/agronomy1203070
7. Damanik R. I., Marbun P., Sihombing L. Antioxidant activity of seedling growth in selected soybean genotypes (Glycine max (L.) Merrill) responses of submergence // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2016. № 41. Article 012003. https://doi.org/10.1088/1755-1315/41/1/012003
8. Zhao J. J., Feng N. F., Wang X. X., Cai G. R., Cao M. Y., Zheng D. F., Zhu H. D. Uniconazole confers chilling stress tolerance in soybean (Glycine max L.) by modulating photosynthesis, photoinhibition, and activating oxygen metabolism system // Photosynthetica. 2019. Vol. 57. № 2. P. 446–457. https://doi.org/10.32615/ps.2019.059
9. Луцкий Е. О., Сундырева М. А., Хаблюк В. В. Влияние водного и температурного стресса на активность антиоксидантных ферментов винограда // Плодоводство и виноградарство Юга России. 2019. № 56 (2). С. 110–121. https://doi.org/10.30679/2219-5335-2019-2-56-110-121
10. Активность каталазы и пероксидазы в растениях пшеницы и риса в условиях аноксии и постаноксической аэрации / В. В. Емельянов, В. В. Ласточкин, Е. Г. Приказюк, Т. В. Чиркова // Физиология растений. 2022. Т. 69. № 6. С. 675–690. https://doi.org/10.31857/S0015330322060033
11. Активность оксидоредуктаз семян и проростков сои в условиях грибковой инфекции Septoria glycines Hemmi / В. А. Кузнецова, А. А. Блинова, О. Н. Тарасова, Л. Е. Иваченко // Аграрный вестник Урала. 2020. № 7 (198). С. 47–55. https://doi.org/10.32417/1997-4868-2020-198-7-47-55
12. Каталог сортов сои / Е. М. Фокина, Г. Н. Беляева, М. О. Синеговский, В. Т. Синеговская, О. О. Клеткина. Благовещенск: ООО «ИПК «ОДЕОН», 2021. 69 с. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=46331823&ysclid=m4qde8hvku256102437
13. Определитель болезней растений / М. К. Хохряков, Т. Л. Доброзракова, К. М. Степанов, М. Ф. Летова; под общ. ред. М. К. Хохрякова. Санкт-Петербург: Лань, 2003. 592 с. ISBN: 5-8114-0479-4. URL: https://djvu.online/file/ct0QhiFLjcIJW?ysclid=m4qdh1eat3627203248
14. Пересыпкин В. Ф. Сельскохозяйственная фитопатология: учеб. для вузов. Москва: Агропромиздат, 1989. 479 с. ISBN: 5-10-000292-1.
15. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. Москва: Колос, 1979. 416 с.
16. Молекулярная биология. Практикум: учебное пособие для вузов / А. С. Коничев, И. Л. Цветков, А. Б. Комаров, Т. Н. Шамшина, А. П. Попов; под редакцией А. С. Коничева. Москва: Издательство Юрайт, 2024. 169 с. ISBN 978-5-534-12544-3.
17. Aeby H., Catalase in vitro // Methods in Enzymology. 1984. Vol. 105. P. 121–126. https://doi.org/10.1016/S0076-6879(84)05016-3
18. Методы определения редокс-статуса культивируемых клеток растений: учебно-методическое пособие / Г. В. Сибгатуллина, Л. Р. Хаертдинова, Е. А. Гумерова, А. Н. Акулов, Ю. А. Костюкова, Н. А. Никонорова, Н. И. Румянцева. Казань: Казанский (Приволжский) Федеральный университет, 2011. 61 с.
19. Mehl K. A., Davis M., Berger F. G., Carson J. A. Myofiber degeneration/regeneration is induced in the cachectic ApsMin/+ mouse // Journal of Applied Physiology. 2005. Vol. 99. № 6. Pp. 2379–2387. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00778.2005
20. Теоретические и практические основы проведения электрофореза белков в полиакриламидном геле: Электронное учебно-методическое пособие / И. В. Стручкова, Е. А. Кальясова. Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2012. 60 с. URL: https://www.docdroid.net/RRwMIOf/struchkova-kalyasova-pdf
21. Rahnama H., Ebrahimzadeh H. Antioxidant Isozymes Activities in potato plant (Solanum Tuberosum L.) under salt stress // Journal of Sciences, Islamic Republic of Iran. 2006. Vol. 17. № 3. Pp. 225–230. URL: https://jsciences.ut.ac.ir/article_31761_65efda8733616f2e1ac469f46d2f6bf7.pdf
22. Иваченко Л. Е. Ферменты сои: монография. Благовещенск: Издательство БГПУ, 2010. 214 с. ISBN: 978-5-8331-0200-8
23. Кузнецова В. А., Блинова А. А., Иваченко Л. Е. Влияние гипо- и гипертермии на удельную активность ферментов класса оксидоредуктаз семян сои и множественность их форм // Достижения науки и техники АПК. 2020. Т. 34. № 8. С. 39–44. https://doi.org/10.24411/0235-2451-2020-10806