Накопление кадмия (Cd) в зерне ячменя (Hordeum vulgare L.) и его последующая передача по пищевым цепям человеку и животным является серьезной экологической проблемой. Создание стресс-толерантных сортов для сокращения потерь урожая и противодействия биоаккумуляции токсичных ионов может способствовать сохранению качества зерна и повышению продуктивности ячменя на загрязненных кадмием почвах. В процессе клеточной селекции в 2017 г. от исходного генотипа ячменя 8730×Омский получили в каллусных культурах сомаклональные варианты (RA) и провели среди них отбор устойчивых к токcичности 15 мг/л ионов кадмия линий (RA Cd). Регенерированные из каллусов растения сравнивали с исходным генотипом по физиологобиохимическим и продуктивным признакам, биоаккумуляции кадмия в условиях вегетационного опыта. Растения выращивали в обычных условиях и на провокационном фоне по кадмию в 2017-2018 гг. Симптомы окислительного стресса тестировали по динамике накопления малонового диальдегида, активности супероксидди смутазы, содержанию антоцианов в листьях. При стрессе линии ячменя, отобранные в результате клеточной селекции (на среде с добавлением 15 мг/л Cd 2+), отличались от регенерантов, полученных в обычных условиях (без добавления в среду Cd 2+), и исходного генотипа с более высокими показателями антиоксидантной активности. На провокационном фоне в листьях устойчивых регенерантных линий отмечены более высокие, чем у исходной формы и регенерантов, не подвергнутых отбору в селективных условиях, показатели содержания в листьях хлорофиллов (на 76 и 64 %) и каротиноидов (на 64 и 60% соответственно), семенной продуктивности (в 4,5 и 1,3 раза соответственно) и биоаккумуляции в корнях кадмия (на 100 и 5% соответственно). Полученные результаты свидетельствуют о целесообразности использования клеточной инженерии в селекционных программах по повышению устойчивости ячменя к токсичности кадмия.
Background. Soil salinity is one of the limiting factors for plant growth and productivity. The areas of saline lands increase annually, so it is important to study the mechanisms of plant resistance to salt stress.Material and methods. We studied the effect of salt stress on tobacco plants (Nicotiana tabacum L.) of the wild type (‘Samsun’) and the transgenic line Cod 38 obtained by introducing the сodA gene, encoding bacterial choline oxidase, from Arthrobacter globiformis. Salt tolerance of the compared genotypes was assessed according to the growth indicators and the ability to preserve the pool of photosynthetic pigments under model salt stress conditions (150 mМ NaCl). The sensitivity of plants to salt stress was analyzed using biochemical tests that reflected the intensity of peroxidation processes and the activity of antioxidant enzymes (superoxide dismutase, and peroxidase).Results. The survival rates and biometric characteristics of transformants under salt stress were significantly higher than in wild-type plants. Under the impact of salt stress, the content of chlorophylls and carotenoids in the leaves of ‘Samsun’ plants decreased 1.5 and 1.3 times, respectively. Contrastingly, transformants under the same conditions showed a tendency to increase the pool of plastid pigments. A peculiarity of transgenic plants was also the reduced malondialdehyde content in their leaves, which indicates a low intensity of lipid peroxidation during salinization and can be explained by the functioning of endogenous glycine betaine as a compound with a multifunctional effect.Conclusions. It was shown that the transformation of plants with the bacterial gene of choline oxidase, followed by the accumulation of the protein product of the codA gene – glycine betaine, even in a minimal amount, was accompanied by positive effects on tobacco plants under salt stress conditions.
В работе определена численность и структура комплексов актиномицетов, ассоциированных с корнями лекарственного растения -левзеи сафлоровидной (Rhapоnticum carthamoides (Willd.) Iljin) при длительном возделывании на дерново-подзолистой почве. Общая численность актиномицетов в ризосфере изменялась в пределах (4,4-13,2)×10 5 КОЕ/г почвы, а в ризоплане -в пределах (7,6-24,1)×10 3 КОЕ/г корней. Комплекс мицелиальных прокариот представлен родами Streptomyces, Micromonospora, Streptosporangium, Streptoverticillium и олигоспоровыми формами. Стрептомицеты доминировали как в ризосфере, так и в ризоплане левзеи сафлоровидной. Из этих микролокусов c помощью селективных приемов выделено 30 культур мицелиальных прокариот. Исследованы культурально-морфологические и физиолого-биохимические свойства изолятов. Высокопроизводительный скрининг, проведенный с помощью двойной репортерной системы, выявил среди 19 изолятов, ассоциированных с корнями левзеи, способность продуцировать ингибиторы синтеза белка у четырех (21 %) культур стрептомицетов. ПЦР-детекция генов поликетидсинтетаз типа II не выявила среди ассоциированных с левзеей стрептомицетов их носителей. Значительная доля (67 %) изолятов стрептомицетов из ризосферы и ризопланы левзеи обладала умеренной и высокой целлюлазной активностью. Установлено, что большинство (92 %) стрептомицетов в комплексе ризопланы продуцируют индольные соединения (ИУК) в количестве 40±16,1 мкл/мл, до 61 % изолятов способны к синтезу водорастворимых метаболитов антифунгального действия. Выявлены новые перспективные для дальнейшего изучения штаммы стрептомицетов-антагонистов фитопатогенных грибов, целлюлолитиков и продуцентов ауксинов.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.