Обобщены литературные и собственные данные об участии бактериального Nod-факторного сигналинга и компонентов кальциевой, НАДФН-оксидазной и NO-синтазной сигнальных систем растения в процессе формирования бобово-ризобиального симбиоза и их взаимосвязи на преинфекционной и инфекционной стадиях. Рассмотрена физиологическая роль Nod-факторов, активных форм кислорода (H2O2, O ), кальция (Са2+), НАДФН-оксидазы, оксида азота (NO) и их перекрестное влияние на процессы, определяющие формирование симбиотических структур на корнях растения-хозяина.
С помощью флуоресцентного зонда (4,5-диаминофлуоресцеин диацетата) изучена зависимость изменения содержания оксида азота в поперечных срезах корней 2-суточных этиолированных проростков гороха посевного (Pisum sativum L.) от действия экзогенного кальция (Са2+) и ризобиальной инфекции (Rhizobium leguminosarum bv viceae). Показаны флуктуации в уровне оксида азота в корнях при инкубации проростков в воде, растворе CaCl2 и при ризобиальной инфекции, что свидетельствовало об определенном ритме генерации оксида азота. Экзогенные факторы (Са2+ и ризобиальные штаммы) изменяли временную динамику уровня NO по сравнению с контрольным вариантом (вода).
Показаны изменения в функциональной активности НАДФН-оксидазы в микросомальной фракции корней этиолированных проростков гороха под влиянием ризобиальной инокуляции и ионов кальция (Са2+). Обнаружены колебания активности фермента на среде с экзогенным источником Са2+ (СаСl2, 100 мкМ): повышение через 5 и 20 мин и снижение через 10 и 30 мин. Хелатор кальция (этиленгликоль тетрауксусная кислота, 100 мкМ) способствовал снижению активности фермента на фоне экзогенного кальция. Ризобиальная инокуляция в 3.9 раза увеличивала активность фермента через 5 мин по сравнению с контролем (без инокуляции). Активатор Cа2+-каналов амиодарон (300 мкМ) и блокатор Са2+-каналов хлорид лантана (400 мкМ), снижали активность НАДФН-оксидазы на фоне ризобиальной инокуляции до уровня контроля (без инокуляции). Делается вывод об участии Ca2+ и активных форм кислорода в регуляции активности мембранной НАДФН-оксидазы в корнях проростков гороха.
Изучали активность НАДФН-оксидазы в корнях 3- и 4-суточных этиолированных проростков гороха (сорт Аксайский усатый) в зависимости от инокуляции растений Rhizobium leguminosarum bv. viceae (штамм СIAM 1026) и действия неблагоприятных абиотических факторов низкой температуры, высокой дозы минерального азотного удобрения, химических соединений нитропруссида Na, метилвиологена (паракват) и биотического фактора бактерии Escherichia coli (штамм XL-1Blue). Показано, что все экзогенные факторы увеличивали активность микросомальной НАДФН-оксидазы. Ризобиальная инфекция снимала активирующее влияние экзогенных факторов на НАДФН-оксидазу только в случае высокой дозы азота в среде, проявляя антагонистическое действие. В варианте с совместным действием ризобий с паракватом и ризобий с Escherichia coli наблюдался синергический эффект. Повышение активности НАДФН-оксидазы в корнях совпадало с угнетением роста корней проростков гороха. Результаты обсуждаются в связи с ролью НАДФН-оксидазы и активных форм кислорода в бобово-ризобиальном симбиозе.
In article the literary data on a physiological role nitric oxide (NO) at vegetative organisms are generalized. Multifunctionality NO at the various organisms, caused by high reactionism of this molecule, its ability to react with proteins and low-molecular substances is emphasized. Questions of participation NO in various physiological processes, possible mechanisms of synthesis NO at plants, interaction with others endogenous molecules, and also the mechanisms preventing toxic effect nitric oxide are considered.
Обобщены литературные данные по изучению физиологических механизмов влияния высоких доз минерального азота (нитратов, аммония) на формирование бобово-ризобиального симбиоза и его функционирование. Особое внимание уделяется участию фитогормонального, фенольного обменов, активных форм кислорода и азота в симбиозе. Подчеркивается тесная связь между указанными метаболическими процессами в формировании и функционировании бобово-ризобиального симбиоза в условиях избыточного снабжения растений минеральным азотом.
Изучали влияние бактериальных биопрепаратов азотобактерина, фосфобактерина, кремнебактерина на урожай картофеля и зараженность его грибной инфекцией. Показан значительный эффект от применения биопрепаратов: повышался урожай клубней картофеля от 1.2 до 2.5 раза в зависимости от сорта, происходило обогащение почвы основными элементами питания в доступной для растений форме, подавлялось развитие патогенной микрофлоры (парши обыкновенной), снижалось содержание нитратов и нитритов в урожае, ускорялось созревание клубней картофеля.
Проанализирован один из возможных физиологических механизмов бобово-ризобиального симбиоза, заключающийся в регуляции макросимбионтом интенсивности окислительных процессов в ответ на заражение ризобиями. В основу анализа положены результаты по содержанию активных форм кислорода ( , Н2О2), активности антиоксидантных ферментов (супероксиддисмутазы, каталазы, пероксидазы), интенсивности перекисного окисления липидов с участием липофильных фенольных соединений макросимбионта.
