III Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2011

Колонизация растений полезными микроорганизмами является экологически безопасным способом их защиты от биотических и абиотических стрессов.  В естественных условиях растения существуют в тесной ассоциации с комплексом различных микроорганизмов. Некоторые микроорганизмы стимулируют рост и развитие растений за счет способности к фиксации азота, продуцированию фитогормонов, мобилизации питательных элементов из почвы, подавлению роста фитопатогенов. Отдельные виды обладают способностью к детоксикации чужеродных химических соединений в окружающей среде. Таким образом, устанавливая симбиотические отношения с растением, колонизация существенным образом модифицирует обмен веществ растения-хозяина.

 Целью работы было выявить устойчвость колонизированных растений редиса к ксенобиотикам. Объектом исследования были проростки редиса сорта «18 дней». Четырехсуточные проростки колонизировали бактериями Pseudomonas aureofaciens BS1393. Контролем были неколонизированные растения. В качестве источника абиотического фактора использовали препарат 2,4-дихлорфеноксиуксусную кислоту (2,4-Д). Данный препарат применяется в сельском хозяйстве как гербицид, отрицательное действие которого заключается в нарушении функционирования электроннотранспортной цепи клеток растения. Для проведения исследования использовали растворы  с концентрациями 2,4-Д: 1 мкМ, 10 мкМ, 1 мМ.

Проведенные эксперименты показали, что обработка проростков различными концентрациями 2.4-Д оказывает негативное влияние на ростовые процессы корней и гипокотилей редиса по сравнению с контролем. При этом действие препарата было дозозависимым. Так наибольшее отрицательное влияние на скорость роста корней и гипокотилей проростков оказала концентрация 2.4-Д 1мМ: через 4 суток экспозиции отставание в росте составило 58-70%, а через 8 суток наблюдалась почти полная остановка роста и некроз тканей апекса корней. С уменьшением концентрации токсиканта его негативное влияние на ростовые процессы снижалось и в варианте с концентрацией 2,4-Д 1 мкМ рост проростков не отличался от контроля. Следовательно, концентрации препарата 1 мкМ и 10 мкМ являются наиболее «физиологичными» и, в отличие от концентрации 1 мM, не вызывают необратимых физиологических изменений. Колонизация проростков псевдомонадами компенсировала негативный эффект ксенобиотика. Так, при концентрациях 2,4-Д 1 мкМ и 10 мкМ скорость роста корней и гипокотилей соответствовала показаниям контрольных неколонизированных проростков, а при концентрации 1мМ снижалась не более чем на 10%. Рост колонизированных проростков без добавления гербицида был выше контроля (неколонизированных растений) на 15-27%.

Таким образом, колонизация оказывает положительное влияние на рост проростков редиса при жестких стрессовых условиях. Взаимодействие с ассоциативными бактериями изменяет метаболизм растения-хозяина, делая его более устойчивым к неблагоприятным факторам внешней среды.

Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ   № 10-04-90781-моб_ст; № 08-08-00406.