vuzbiochemiИзвестия вузов. Прикладная химия и биотехнологияProceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology2227-29252500-1558ИРНИТУ.org/10.21285/2227-2925-2019-9-1-67-74vuzbiochemi-175Research ArticleФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯPHYSICOCHEMICAL BIOLOGYГенерация пероксида водорода в растениях и культурах клеток картофеля при инфицировании Pectobacteriumcarotovorumssp. сarotovorumGeneration of hydrogen peroxide in potato plants and potato cell cultures under their infection with Pectobacterium carotovorum ssp. сarotovorumБояркинаС. В.BoyarkinaS. V.klyuevskaya@yandex.ruОмеличкинаЮ. В.OmelichkinaY. V.omelichkina@yandex.ruШафиковаТ. Н.ShafikovaT. N.t-shafikova@yandex.ruСибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАНРоссияSiberian Institute of Plant Physiology and Biochemistry, Russian Academy of Sciences, Siberian BranchRussian Federation201923092019916774Copyright © Бояркина С.В., Омеличкина Ю.В., Шафикова Т.Н., 20192019Бояркина С.В., Омеличкина Ю.В., Шафикова Т.Н.Boyarkina S.V., Omelichkina Y.V., Shafikova T.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vuzbiochemi.elpub.ru/jour/article/view/175

Исследовано изменение концентрации пероксида водорода в растениях и культуре клеток картофеля (Solanum tuberosum L.) двух сортов - Луговской и Лукьяновский, при действии некротрофного бактериального фитопатогена Pectobacterium carotovorum ssp. сarotovorum (Рсс) и его экзометаболитов (фильтрат, лишенный бактериальных клеток и термически инактивированная бактериальная суспензия). Показано двухфазное накопление пероксида водорода в культурах клеток двух сортов при инфицировании Рсс. Установлено, что воздействие термически инактивированной культуры бактериальных клеток Рсс как на культуру клеток, так и на корни растений вызывает значительное изменение генерации пероксида водорода в сравнении с фильтратом, лишенным бактериальных клеток. Интенсивность и динамика изменения пероксида водорода при инфицировании патогенами и их экзометаболитами в растениях картофеля значительно выше по сравнению с суспензионной культурой клеток. Интенсивность и динамика изменения генерации пероксида водорода свидетельствует о развитии системной индуцируемой устойчивости в исследуемых сортах картофеля при воздействии бактерий Рсс и их экзометаболитов.

In this research, we investigated changes in the concentration of hydrogen peroxide in the potato plants and their cell cultures (Solanum tuberosum L.) of two varieties - Lugovskoy and Lukyanovsky - under the action of the necrotrophic bacterial phytopathogen Pectobacterium carotovorum ssp. сarotovorum (Pcc) and its exometabolites (filtrate devoid of bacterial cells and thermally inactivated bacterial suspension). A biphasic accumulation of hydrogen peroxide is shown to occur in the cell cultures of the potato varieties under investigation infected with Pcc It is established that a thermally inactivated Pcc culture affects both the cell cultures and plant roots of the plants under study by causing a significant change in the generation of hydrogen peroxide in comparison with a filtrate devoid of bacterial cells. When infected with pathogens and their exometabolites, the intensity and dynamics of changes in hydrogen peroxide in the potato plants is significantly higher compared to a suspension cell culture. The intensity and dynamics of changes in the generation of hydrogen peroxide indicate the development of a systemic induced resistance in the studied potato varieties to Pcc bacteria and their exometabolites.

активные формы кислородапероксид водородаSolanum tuberosumPectobacterium carotovorum ssp. сarotovorumSolanum tuberosumPectobacterium carotovorum ssp. carotovorumreactive oxygen specieshydrogen peroxideReferencesGlazebrook J. Contrasting mechanisms of defense against biotrophic and necrotrophic pathogens // Annu. Rev. Phytopathol. 2005. Vol. 43. P. 205-227.Glazebrook J. Contrasting mechanisms of defense against biotrophic and necrotrophic pathogens // Annu. Rev. Phytopathol. 2005. Vol. 43. P. 205-227.Рязанцев Д.Ю., Абрамов Д.Д., Завриев С.К. Диагностика карантинных фитопатогенов методом ПЦР в формате Flash // Сельскохозяйственная биология. 2009. Т. 44. N 3. С. 114-117.Рязанцев Д.Ю., Абрамов Д.Д., Завриев С.К. Диагностика карантинных фитопатогенов методом ПЦР в формате Flash // Сельскохозяйственная биология. 2009. Т. 44. N 3. С. 114-117.Ткачук В.А., Тюрин-Кузьмин П.А., Бело-усов В.В., Воротникова А.В. Пероксид водорода как новый вторичный посредник // Биологические мембраны. 2012. Т. 29. N 1-2. С. 21-37.Ткачук В.А., Тюрин-Кузьмин П.А., Бело-усов В.В., Воротникова А.В. Пероксид водорода как новый вторичный посредник // Биологические мембраны. 2012. Т. 29. N 1-2. С. 21-37.Yi H., Liu X., Yi M., Chen G. Dual role of hydrogen peroxide in Arabidopsis guard cells in response to sulfur dioxide // Advances in Toxicology. 2014. Vol. 2014. 9 p. http://dx.doi.org/10.1155/ 2014/407368.Yi H., Liu X., Yi M., Chen G. Dual role of hydrogen peroxide in Arabidopsis guard cells in response to sulfur dioxide // Advances in Toxicology. 2014. Vol. 2014. 9 p. http://dx.doi.org/10.1155/ 2014/407368.Колупаев Ю.Е. Активные формы кислорода в растениях при действии стрессоров: образование и возможные функции // Вісник Харківського національного аграрного університету. Серія Біологія. 2007. Вип. 3 (12). С. 6-26.Колупаев Ю.Е. Активные формы кислорода в растениях при действии стрессоров: образование и возможные функции // Вісник Харківського національного аграрного університету. Серія Біологія. 2007. Вип. 3 (12). С. 6-26.Поликсенова В.Д. Индуцированная устойчивость растений к патогена и абиотическим стрессовым факторам (на примере томата) // Вестник Белорусского государственного университета. Серия 2. Химия. Биология. География. 2009. N 1. С. 48-60.Поликсенова В.Д. Индуцированная устойчивость растений к патогена и абиотическим стрессовым факторам (на примере томата) // Вестник Белорусского государственного университета. Серия 2. Химия. Биология. География. 2009. N 1. С. 48-60.Spoel S.H., Dong X. How do plants achieve immunity? Defence without specialized immune cells // Nature Reviews Immunology. 2012. Vol. 12. No. 2. P. 89-100.Spoel S.H., Dong X. How do plants achieve immunity? Defence without specialized immune cells // Nature Reviews Immunology. 2012. Vol. 12. No. 2. P. 89-100.Еникеев А.Г., Высоцкая Е.Ф., Леонова Л.А., Гамбург К.З. Об использовании 2,3,5,-трифенилтетразолий хлорида для оценки жизнеспособности культур растительных клеток // Физиология растений. 1995. Т. 42. N 3. С. 423-426.Еникеев А.Г., Высоцкая Е.Ф., Леонова Л.А., Гамбург К.З. Об использовании 2,3,5,-трифенилтетразолий хлорида для оценки жизнеспособности культур растительных клеток // Физиология растений. 1995. Т. 42. N 3. С. 423-426.Bindschedler L.V., Minibayeva F., Gardner S.L., Gerrish C., Davies D.R., Bolwell G.P. Early signalling events in the apoplastic oxidative burst in suspension cultured French bean cells involve cAMP and Ca2+ // New Phytologist. 2001. Vol. 151. No. 1. P. 185-194.Bindschedler L.V., Minibayeva F., Gardner S.L., Gerrish C., Davies D.R., Bolwell G.P. Early signalling events in the apoplastic oxidative burst in suspension cultured French bean cells involve cAMP and Ca2+ // New Phytologist. 2001. Vol. 151. No. 1. P. 185-194.Бояркина С.В., Омеличкина Ю.В., Волкова О.Д., Еникеев А.Г., Верхотуров В.В., Шафикова Т.Н. Ответные реакции растений табака на воздействие биотрофа Clavibacter michiganensis и некротрофа Pectobacterium carotovorum // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2016. Т. 6. N 3. С. 42-49. DOI: 10.21285/2227-2925-2016-6-3-42-49.Бояркина С.В., Омеличкина Ю.В., Волкова О.Д., Еникеев А.Г., Верхотуров В.В., Шафикова Т.Н. Ответные реакции растений табака на воздействие биотрофа Clavibacter michiganensis и некротрофа Pectobacterium carotovorum // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2016. Т. 6. N 3. С. 42-49. DOI: 10.21285/2227-2925-2016-6-3-42-49.Омеличкина Ю.В., Бояркина С.В., Шафикова Т.Н. Реакции эффектор-активируемого иммунитета в культурах клеток картофеля и табака при действии фитопатогена Clavibacter michiganensis ssp.sepedonicus // Физиология растений. 2017. Т. 64. N 3. С. 204-212. DOI: 10.7868/S0015330317020099.Омеличкина Ю.В., Бояркина С.В., Шафикова Т.Н. Реакции эффектор-активируемого иммунитета в культурах клеток картофеля и табака при действии фитопатогена Clavibacter michiganensis ssp.sepedonicus // Физиология растений. 2017. Т. 64. N 3. С. 204-212. DOI: 10.7868/S0015330317020099.Дьяков Ю.Т., Озерецковская О.Л., Джавахия В.Г., Багирова С.Ф. Общая и молекулярная фитопатология: учеб. пособие. М.: Общество фитопатологов. 2001. 302 сДьяков Ю.Т., Озерецковская О.Л., Джавахия В.Г., Багирова С.Ф. Общая и молекулярная фитопатология: учеб. пособие. М.: Общество фитопатологов. 2001. 302 с

The authors declare that there are no conflicts of interest present.