Влияние эндофитных бактерий Bacillus subtilis на активность метаболических процессов, протекающих в клубнях картофеля при хранении

Изучено влияние предпосадочной инокуляции клубней картофеля бактериями Bacillus subtilis на биохимические процессы в клубнях нового урожая в послеуборочный период в разные сроки хранения. Содержание малонового диальдегида в клубнях, обработанных штаммами 10-4 и 26Д, через 1 и 6 месяцев снижалось на 15,5 и 35,5% и на 14,9 и 13,6% относительно контроля. Содержание пролина в клубнях, предобработанных штаммом 10-4, в оба срока хранения незначительно отличалось от контроля, а в случае использования штамма 26Д было ниже контроля на 14,7 и 26,3%. Сначала активность защитных белков в обработанных клубнях снижалась относительно контроля, затем активность ингибиторов трипсина в клубнях значительно превышала показатели в клубнях, хранящихся непродолжительное время. Содержание белка в предобработанных клубнях сначала было выше контроля, затем либо на уровне (штамм 26Д), либо на 15% ниже контроля (штамм 10-4). Содержание аскорбиновой кислоты в предобработанных штаммом 10-4 клубнях на 16,1 и 17,9% превышало контроль через 1 и 6 месяцев хранения, а в случае использования штамма 26Д не отличалось от контроля. Количество редуцирующих сахаров было на 39,4% ниже контроля через 1 и 6 месяцев хранения (штамм 10-4) и на 35,6% через 6 месяцев хранения (штамм 26Д). Предобработка штаммами 10-4 и 26Д положительно повлияла на основные биохимические показатели клубней при длительном хранении, обеспечив защитный эффект и сохранение биологической ценности продукции.

1. Усков А.И., Кравченко Д.В., Ускова Л.Б., Галушка П.А., Замятин А.А., Скулачев М.В. Регуляция физиологического старения культуры картофеля // Земледелие. 2019. N 8. С. 33–37. DOI: 10.24411/0044-3913-2019-10808.

2. Ávila-Valdés A., Quinet M., Lutts S., Martínez J. P., Lizana X.C. Tuber yield and qualityresponses of potato to moderate temperatureincrease during Tuber bulking under two wateravailability scenarios // Field Crops Research. 2020. Vol. 251. P. 107786. DOI: 10.1016/j.fcr.2020.107786.

3. Белов Г.Л., Зейрук В.Н., Мальцев С.В., Абашкин О.В., Абросимов Д.В. Применение химических и биологических препаратов для защиты картофеля при хранении // Агрохимический вестник. 2020. N 6. С. 75–78. DOI: 10.24411/1029-2551-2020-10090. EDN: DRZOJK.

4. Draie R., Al-Absi M. Regulation and control of potato tuber dormancy and sprouting // International Journal of Recent Advances in Multidisciplinary Research. 2019. Vol. 6, no 1. P. 4573–4583.

5. Федотова Л.С., Тимошина Н.А., Князева Е.В. Динамика биохимических показателей картофеля в период хранения // Картофель и овощи. 2017. N 1. С. 31–34. EDN: XIROXT.

6. Elmore J.S., Briddon A., Dodson A.T., Muttucumaru N., Halford N.G., Mottram D.S. Acrylamide in potato crisps prepared from 20 UK-grown varieties: effects of variety and tuber storage time // Food Chemistry. 2015. Vol. 182. P. 1–8. DOI: 10.1016/j.foodchem.2015.02.103.

7. Усков А.И., Ускова Л.Б., Кравченко Д.В., Галушка П.А., Закабунина Е.Н. Регуляция процессов физиологического старения при длительном репродуцировании картофеля // Земледелие. 2018. N 5. С. 40–44. DOI: 10.24411/0044-3913-2018-10511.

8. Чеботарь В.К., Кипрушкина Е.И. Применение микробных препаратов в технологиях хранения картофеля // Достижения науки и техники АПК. 2015. Т. 29. N 1. С. 33–35. EDN: TMZFSZ

9. Новикова И.И., Титова Ю.А., Бойкова И.В., Зейрук В.Н., Краснобаева И.Л. Биологическая эффективность новых биопрепаратов на основе микробов-антагонистов для контроля возбудителей болезней картофеля при вегетации и хранении клубней // Биотехнология. 2017. Т. 33. N 6. С. 68–76. DOI: 10.21519/0234-27582017-33-6-68-76. EDN: YMVEAK.

10. Lastochkina O., Aliniaeifard S., Seifikalhor M., Yuldashev R., Pusenkova L., Garipova S. Plant growthpromoting bacteria: biotic strategy to cope with abiotic stresses in wheat // Wheat production in changing environments / eds M. Hasanuzzaman, K. Nahar, Md.A. Hossain. Singapore: Springer, 2019. P. 579–614. DOI: 10.1007/978-981-13-6883-7_23.

11. Максимов И.В., Пусенкова Л.И., Абизгильдина Р.Р. Влияние биопрепаратов на основе эндофитной бактерии Bacillus subtilis 26Д на поствегетационное сохранение защитного потенциала клубней картофеля против патогенов // Агрохимия. 2011. N 6. С. 43–48. EDN: NURDSX.

12. Lastochkina O., Pusenkova L., Garshina D., Yuldashev R., Shpirnaya I., Kasnak C., et al. The effect of endophytic bacteria Bacillus subtilis and salicylic acid on some resistance and quality traits of stored Solanum tuberosum L. tubers infected with fusarium dry rot // Plants. 2020. Vol. 9, no. 6. P. 738. DOI: 10.3390/plants9060738.

13. Heath R.L., Packer L. Photoperoxidation in isolated chloroplasts: I. Kinetics and stoichiometry of fatty acid peroxidation // Archives of Biochemistry and Biophysics. 1968. Vol. 125, no. 1. P. 189–198. DOI: 10.1016/0003-9861(68)90654-1.

14. Bates L.S., Waldern R.P., Teare I.D. Rapid determination of free proline for water-stress studies // Plant and Soil. 1973. Vol. 39. P. 205–207. DOI: 10.1007/BF00018060.

15. Гофман Ю.Я., Вайсблай И.М. Определение инги-битора трипсина в семенах гороха // Прикладная биохимия и микробиология. 1975. N 5. С. 777–783.

16. Erlanger B.F., Kokowski N., Cohen W. The preparation and properties of two new chromogenic substrates of trypsin // Archives of Biochemistry and Biophysics. 1961. Vol. 95, no 2. P. 271–278. DOI: 10.1016/0003-9861(61)90145-X.

17. Vasanthan T., Bergthaller W., Driedger D., Yeung J., Sporus P. Starch from Alberta potatoes: wet Isolation and some physicochemical proprieties // Food Research International. 1999. Vol. 32, no. 5. P. 355–365. DOI: 10.1016/S0963-9969(99)00096-4.

18. Щербаков А.В., Щербакова Е.Н., Мулина С.А., Роц П.Ю., Дарью Р.Ф., Кипрушкина Е.И. [и др.]. Психрофильные псевдомонады-эндофиты как потенциальные агенты в биоконтроле фитопатогенных и гнилостных микроорганизмов при холодильном хранении картофеля // Сельскохозяйственная биология. 2017. Т. 52. N 1. C. 116–128. DOI: 10.15389/agrobiology.2017.1.116rus. EDN: YFQFFJ.

19. Garipova S.R., Markova O.V., Fedorova K.A., Dedova M. A., Kamaletdinova A. A., Lastochkina O. V., et al. Malondialdehyde and proline content in bean cultivars following the inoculation with endophytic bacteria // Acta Physiologiae Plantarum. 2022. Vol. 44. P. 89. DOI: 10.1007/s11738-022-03427-1.

20. Яруллина Л.Г., Ахатова А.Р., Касимова Р.И. Гидро-литические ферменты и их белковые ингибиторы в регуляции взаимоотношений растений с патогенами // Физиология растений. 2016. Т. 63. N 2. С. 205–217. DOI: 10.7868/S0015330316020159. EDN: VINZCF.

21. Сорокань А.В., Бурханова Г.Ф., Алексеев В.Ю., Гордеев А.А., Марданшин И.С., Максимов И.В. Совместное влияние Bacillus thuringiensis B-5351 и салициловой кислоты на устойчивость растений картофеля к Phytophthora infestans и урожайность в полевых условиях // Biomics. 2023. Т. 15. N 1. С. 1–6. DOI: 10.31301/2221-6197.bmcs.2023-1. EDN: NSIMDV.

22. Yarullina L.G., Veselova S.V., Ibragimov R.I., Shpirnaya I.A., Kasimova R.I., Akhatova A.R., et al. Tsvetkov V., Maksimov I. Search for molecular markers of wheat resistance to fungal pathogens // Agricultural Sciences. 2014. Vol. 5. P. 722–729. DOI: 10.4236/as.2014.58076.

23. Hao Y., Wu H., Liu Y., Hu Q. Mitigative effect of Bacillus subtilis QM3 on root morphology and resistance enzyme activity of wheat root under lead stress // Advances in Microbiology. 2015. Vol. 5, no. 6. P. 469–478. DOI: 10.4236/aim.2015.56048.

24. Lastochkina O., Aliniaeifard S., Garshina D., Garipova S., Pusenkova L., Allagulova Ch., et al. Seed priming with endophytic Bacillus subtilis strain-specifically improves growth of Phaseolus vulgaris plants under normal and salinity conditions and exerts anti-stress effect through induced lignin deposition in roots and decreased oxidative and osmotic damage // Journal of Plant Physiology. 2021. Vol. 263. P. 153462. DOI: 10.1016/j.jplph.2021.153462

25. Lastochkina O., Pusenkova L., Garshina D., Kasnak C., Palamutoglu R., Shpirnaya I., et al. Improving the biocontrol potential of endophytic bacteria Bacillus subtilis with salicylic acid against Phytophthora infestanscaused postharvest potato tuber late blight and impact on stored tubers quality // Horticulturae. 2022. Vol. 8, no. 2. P. 117. DOI: 10.3390/horticulturae8020117.