З метою дослідження впливу фітоплазми Acholeplasma laidlawii var. granulum 118 на рослини люцерни за штучного засолення середовища їх вирощування в умовах мікровегетаційного досліду вивчали реакцію Medicago sativa (люцерна посівна) і M. truncatula (люцерна усічена) на морфометричні показники та вміст органічних кислот і цукрів. Також для оцінювання підвищення опірності рослин засоленню і фітоплазмовій інфекції було досліджено утворення симбіозу рослин люцерни з ефективним штамом бактерій Rhizobium meliloti 425а. Встановлено, що внаслідок засолення відбувається підсилення згубного впливу A. laidlawii var. granulum 118 на рослини люцерни, що потрібно враховувати за їх вирощування в умовах змін ґрунтових показників. Інокуляція рослин R. meliloti 425а призводить до незначного зниження ознак фітоплазмозу рослин за 50 мкМ NaCl в умовах мікровегетаційного досліду. У клітинах рослин M. sativa під впливом зараження A. laidlawi var. granulum 118 змінюється вміст органічних кислот і цукрів: на перших етапах взаємодії зменшується, а на пізніших — збільшується. При засоленні середовища в уражених фітоплазмою рослинах відбувається інтенсивне накопичення органічних кислот і цукрів, що пришвидшує їхню загибель. Це свідчить про підсилення негативного впливу сумарного стресу через погіршення фізіологічного стану рослин у несприятливих умовах і підтверджує зменшення толерантності рослин до фітоплазми як наслідок засолення середовища вирощування.
Ключові слова: Medicago, Rhizobium, засолення, фітоплазма, органічні кислоти, цукри.
Повний текст та додаткові матеріали
У вільному доступі: PDFЦитована література
1. Gubry-Rangin, C., Garcia, M. & Bena, G. (2010). Partner choice in Medicago truncatula- Sinorhizobium symbiosis. Proc. Biol. Sci., 277(1690), pp. 1947-1951. https://doi.org/10.1098/rspb.2009.2072
2. Kurchak, O.N., Provorov, N.A., Onishchuk, O.P., Vorob'yev, N.I., Rumyantseva, M.L. & Simarov, B.V. (2014). The effects of salt stress on the genetically polymorphic Sinorhizobium meliloti-Medicago truncatula system. Genetika, 50(7), pp. 777-786. https://doi.org/10.1134/S1022795414060064
3. Christensen, N.M., Axelsen, K.B., Nicolaisen, M. & Schulz, A. (2005). Phytoplasmas and their interactions with hosts. Plant Trends Sci., 10. pp. 526-535. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2005.09.008
4. Skripal,' I.G. & Malinovskaya, L.P. (1984). SM IMV-72 medium for the isolation and culture of phytopathogenic mycoplasmas. Mikrobiol. J., 46, No. 2. pp. 71-75
5. Fox, A. (1999). Carbohydrate profiling of bacteria by gas chromatography-mass spectrometry and their trace a detection in complex matrices by gas chromatography-tandem mass spectrometry. J. Chromatography, 843, N 1-2, pp. 287-300. https://doi.org/10.1016/S0021-9673(98)00884-X
6. Metabolomics: methods and protocols / Ed. by W.Weckwerth. Springer Science & Business Media. 2007, Vol. 358, 350 p.
7. Kharkhota, M.A., Rybalchenko, N.P., Hrabova, H.Iu. & Avdieieva L.V. (2021). Methods for studying metabolites of bacteria of the genus Bacillace: Scientific and Methodological Recommendations Kyiv: TOV TsP «Komprynt». 170 p. [in Ukrainian].
8. Korobkova, K.S. & Zatovska, T.V. (2017). The effect of Rhizobia on the manifestation of Mycoplasma infection in alfalfa under laboratory conditions Nauk. zap. Ternopil. nats. ped. Un-tu im. V. Hnatiuka. S. Biol., No. 1, pp. 120-123 [in Ukrainian]. http://nbuv.gov.ua/UJRN/NZTNPU_2017_1_20
9. Korobkova, E.S., Zatovskaia, T.V. & Patyka, V.F. (2017). The effect of a Tn5 mutant of Rhizobium meliloti with altered lipopolysaccharides to the manifestation of alfalfa mycoplasmosis. Faktory eksperym. evoliutsii orhanizmiv, 21, pp. 278-282. https://doi.org/10.7124/FEEO.v21.851
10. Bentley, L. (1952). Occurrence of malonic acid in plants. Nature, 170, pp. 847-848. https://doi.org/10.1038/170847b0
11. David, L. Nelson & Michael, M. Cox. Lehninger Principles of biochemistry. Fifth edition. New York: W.H. Freeman and company, 2008, 1158 p.
12. Fei, Y.C., Cheng, Q., Zhang, H., Han, C., Wang, X., Li, Y.F., Li, S.Q. & Zhao, X.H. (2023). Maleic acid and malonic acid reduced the pathogenicity of Sclerotinia sclerotiorum by inhibiting mycelial growth, sclerotia formation and virulence factors. Stress Biol., 3, 45. https://doi.org/10.1007/s44154-023-00122-0
13. Sun, X., Han, G., Meng, Z., Lin, L. & Sui, N. (2019). Roles of malic enzymes in plant development and stress responses. Plant Signal Behav., 14(10), e1644596. https://doi.org/10.1080/15592324.2019.1644596
14. Lepka, P., Stitt, Moll E. & Seemuller, M.E. (1999). Effect of phytoplasmal infection on concentration and translocation of carbohydrates and amino acids in periwinkle and tobacco. Physiol. Mol. Plant Pathol., 55, pp. 59-68. https://doi.org/10.1006/pmpp.1999.0202
15. Choi, Y.H., Tapias, E.C., Kim, H.K., Lefeber, A.W.M., Erkelens, C., Verhoeven, J.T.J., Brzin, J., Zel, J. & Verpoorte, R. (2004). Metabolic discrimination of Catharanthus roseus leaves infected by phytoplasma using 1H-NMR spectroscopy and multivariate data analysis. Plant Physiol., 145, pp. 2398-2410. https://doi.org/10.1104/pp.104.041012
16. Guthrie, J.N., Walsh, K.B., Scott, P.T. & Rasmussen, T.S. (2001). The phytopathology of Australian papaya dieback: a proposed role for phytoplasma. Physiol. Mol. Plant Pathol., 58, pp. 23-30. https://doi.org/10.1006/pmpp.2000.0311
17. Maust, B.E., Espadas, F., Talavera, C., Aguilar, M., Santamaria, J.M. & Oropeza, C. (2003). Changes in carbohydrate metabolism in coconut palms infected with the lethal yellowing phytoplasma. Phytopathology, 93, pp. 976-981. https://doi.org/10.1094/PHYTO.2003.93.8.976
18. Junqueira, A., Bedendo, I. & Pascholati S. (2004). Biochemical changes in cornplants infected by the maize bushy stunt phytoplasma. Physiol. Mol. Plant Pathol., 65, pp. 181-185. https://doi.org/10.1016/j.pmpp.2005.01.005
19. Bai, X., Zhang, J., Ewing, A., Miller, S., Radek, A., Shevchenko, D., Tsukerman, K., Walunas, T., Lapidus, A., Campbell, J. & Hogenhout S. (2006). Living with genome instability: the adaptation of phytoplasmas to diverse environments of their insect and planthosts. J. Bacteriol., 188, pp. 3682-3696. https://doi.org/10.1128/JB.188.10.3682-3696.2006
20. Namba, S. (2019). Molecular and biological properties of phytoplasmas. Proc. Jpn. Acad. Ser. B Phys. Biol. Sci., 95(7), pp. 401-418. https://doi.org/10.2183/pjab.95.028