Влияние грибов Trichoderma asperellum на физиолого-биохимические процессы растений пшеницы

Долинская, Евгения Викторовна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Влияние грибов Trichoderma asperellum на физиолого-биохимические процессы растений пшеницы
ВАК РФ 03.01.05, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Влияние грибов Trichoderma asperellum на физиолого-биохимические процессы растений пшеницы"

На правах рукописи

ДОЛИНСКАЯ ЕВГЕНИЯ ВИКТОРОВНА

ВЛИЯНИЕ ГРИБОВ TRICHODERMA ASPERELLUM НА ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ РАСТЕНИЙ ПШЕНИЦЫ

03.01.05 - Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

2 4 НОЯ 2011

Красноярск-2011

005002069

Работа выполнена в ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет» на кафедре водных и наземных экосистем

Научный руководитель: доктор биологических наук, доцент

Голованова Тамара Ивановна

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Муратова Елена Николаевна

кандидат биологических наук, доцент Киселева Ирина Сергеевна

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный

университет»

Защита состоится « 16 » декабря 2011 г. в Ю00 на заседании диссертационного совета ДМ 212.099.15 при Сибирском федеральном университете по адресу: 660041, Красноярск, пр. Свободный, 79, ауд. Р8-06. e-mail: nikgna@gmail.com

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского федерального университета.

Автореферат разослан ¡Ц ноября 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета д.б.н., доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Среди биотических факторов большое влияние на растительный организм оказывают почвенные микроорганизмы. Воздействие микроорганизмов может сказываться как отрицательно, так и положительно на ростовые процессы растений (Мелентьев, 2007; Голованова и др., 2010). Фитопатогенные микроорганизмы синтезируют фитотоксины, способные подавлять или задерживать рост растений, а иногда и вовсе приводить к их гибели (Дунаевский, 2005; Siddiqui, 2005). Растения взаимодействуют и с полезными микроорганизмами, которые являются продуцентами комплекса антибиотических веществ, обладающих высокой физиологической активностью и подавляют рост целого ряда фитопатогенных грибов и бактерий, что позволяет им достаточно быстро вытеснять из грунтов или субстратов патогенную микрофлору (Александрова, 2000; Полянская и др., 2002; Голованова и др., 2009; 2010; Мельникова и др., 2009). Их антагонистические свойства используются в сельскохозяйственной биотехнологии для разработки и производства биологических средств защиты растений против ряда заболеваний (Воронин, 1998; Van Loon, 2009). Микроорганизмы-антагонисты фитопатогенов способны оказывать положительное влияние на комплекс физиолого-биохимических программ, протекающих в растительном организме: повышать доступность для растений элементов питания за счет фиксации азота, солюбилизации фосфатов, улучшения водного и минерального статуса, что определяет формирование урожая; а также уменьшают стрессовое воздействие на растение неблагоприятных условий среды (Голованова, Долинская, 2008; Жуков и др., 2009; Демченко, 2010; Lambers et. al., 2009; Lemanceau et. al., 2009).

Выяснение механизмов формирования и функционирования ассоциаций растений и микроорганизмов является одним из актуальных вопросов биологии. В настоящее время накоплено много данных о процессах, происходящих на поверхности корня и в прикорневой зоне (Игнатов, 2005; Кацы, 2007; Мелентьев, 2007). Большинство работ посвящено исследованию закономерностей формирования и развития микробных сообществ на корневой поверхности в различные фазы роста и развития растений; соотношению и составу групп микроорганизмов в ризосфере отдельных видов растений (Кузьмина, Мелентьев, 2003; Bais Harsh et al., 2008; Муратова и др., 2009; Сичкарук, 2006). Однако физиолого-биохимические изменения, происходящие в растениях, под воздействием микроорганизмов во многом остаются невыясненными. Изучение механизма взаимодействия высших растений с микроорганизмами-антагонистами фитопатогенов открывает перспективы их использования в регуляции ростовых процессов растительных организмов и требует более детального рассмотрения. Принципиально новым является изучение биофизических процессов, происходящих в растении под действием микроорганизмов-антагонистов фитопатогенов.

Цель и задачи исследования. Исследование влияния грибов Trichoderma asperellum на физиолого-биохимические и биофизические процессы растений.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

1.Определить действие грибов штамма Trichoderma asperellum M 99/5 на физиолого-морфологические параметры растений пшеницы.

2.Исследовать влияние грибов Т. asperellum на накопление углеводов и белков в растениях; на общее содержание хлорофилла и соотношение форм хлорофилла а и Ъ.

3.Выявить действие грибов Т. asperellum на параметры термоиндуцированных изменений флуоресценции хлорофилла а в растениях.

4.Изучить действие грибов Т. asperellum на кинетические параметры флуоресценции хлорофилла и скорость электронного транспорта.

5.Определить влияние Т. asperellum на состояние растений, зараженных штаммом Fusarium sporotrichioides Z3-06.

Научная новизна. Показано, что под действием грибов Trichoderma asperellum М 99/5 происходит увеличение содержания углеводов и белков в растениях. Данные микроорганизмы оказывают влияние на фотосинтетический аппарат растений: увеличивается содержание зеленых пигментов, изменяется соотношение форм хлорофиллов в сторону увеличения хлорофилла Ь, что свидетельствует об активации ФСП. Выявлено, что под влиянием Т. asperellum происходит изменение соотношения гранальных и агранальных структур хлоропластов в сторону увеличения доли относительного содержания хлорофилла в гранальных участках. Установлено, что данные микромицеты повышают устойчивость растений к повышенным температурам, а также снимают ингибирующий эффект Fusarium sporotrichioides.

Впервые показаны изменения, которые происходят в кинетических параметрах и характере индуцированной кривой флуоресценции под влиянием грибов Trichoderma asperellum.

Практическая значимость. Полученные данные вносят вклад в исследования по изучению физиолого-биохимических процессов, происходящих в растении в ответ на действие грибов Trichoderma asperellum. Оказывая влияние на комплекс физиолого-биохимических процессов, протекающих в растении, использование микроорганизмов-антагонистов является перспективным направлением в повышении продуктивности сельскохозяйственных культур. Результаты исследования могут быть использованы для разработки приемов рационального применения Trichoderma в практике растениеводства для реализации оптимального продукционного процесса у растений. Основные положения, выносимые на защиту:

1. Грибы Trichoderma asperellum оказывают стимулирующее влияние на метаболические процессы растений пшеницы, увеличивая содержание углеводов, белков; хлорофилла а и Ь.

2. Под действием Т. asperellum у растений увеличивается эффективность ФС II и повышается устойчивость к высоким температурам.

3. Trichoderma asperellum не нарушает скорость фотосинтетического электронного транспорта; снимает ингибирующее влияние патогенного штамма Fusarium sporotrichioides Z3-06.

Апробация работы. Результаты исследований по теме диссертации были представлены на Всероссийской конференции молодых ученых «Экология в современном мире: взгляд научной молодежи (Улан-Удэ, 2007); второй международной научно-практической конференции «Проблемы биологии, экологии, географии, образования: история и современность» (Санкт-Петербург, 2008); Международной научной конференции «Теоретические и прикладные аспекты биохимии и биотехнологии растений» (Минск, 2008); Международной научной конференции «Проблемы

биоэкологии и пути их решения» (II Ржавитинские чтения) (Саранск, 2008); I международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученных «Фундаментальные и прикладные исследования в биологии» (Донецк, 2009); Международной конференции молодых ученых «Молодежь в науке - 2009» (Минск,

2009); Международной научно-методической конференции «Методы изучения продукционного процесса растений и фитоценозов» (Нальчик, 2009); VI-ой Международной научной конференции «Регуляция роста, развития и продуктивности растений» (Минск, 2009); II Междисциплинарном Микологическом форуме (Москва,

2010); III Международной научно-практической конференции «Экологическое равновесие и устойчивое развитие территории» (Санкт-Петербург, 2010); I Международных Беккеровских чтениях (Волгоград, 2010); V-ой Всероссийской конференции молодых ученых «Стратегия взаимодействия микроорганизмов и растений с окружающей средой» (Саратов, 2010); И-ой Международной научно-методологической конференции «Роль физиологии и биохимии в интродукции и селекции овощных, плодово-ягодных и лекарственных растений» (Москва, 2011); VII Съезде общества физиологов растений России. Международной конференции «Физиология растений - фундаментальная основа экологии и инновационных биотехнологий» (Нижний Новгород, 2011); Международной научно-практической конференции «Ботанические чтения» (Ишим, 2011); Международном молодежном научно форуме «JIOMOHOCOB-2011» (Москва, 2011); 2-ой Международной конференции «Регуляция роста и развития растений: Физиолого-биохимические и генетические аспекты» (Харьков, 2011).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 36 работ, в том числе 4 публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Личный вклад соискателя. Автор принимал непосредственное участие в постановке задач, проведении экспериментальных работ, в обработке и анализе полученных данных.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов и списка литературы, включающего 217 наименований, в том числе 102 на иностранных языках. Работа изложена на 146 страницах компьютерного текста, содержит 11 таблиц и 30 рисунков.

Благодарности. Автор выражает глубокую признательность и благодарность своему научному руководителю д.б.н., доценту Тамаре Ивановне Головановой за помощь на всех этапах работы. Д.б.н., доценту H.A. Гаевскому за помощь в обсуждении результатов. Автор благодарен д.б.н., профессору Т.И. Громовых и к.б.н., доценту Ю.А. Литовка за предоставленные штаммы микромицетов.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении дано обоснование темы диссертации, ее научная новизна, определена практическая значимость, сформулированы цель и задачи исследования.

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В главе обобщены результаты исследований по растительно-микробным взаимодействиям. Рассмотрены вопросы отрицательного и положительного действия микроорганизмов на растения; показана способность микроорганизмов-антагонистов

фитопатогенов влиять на рост и развитие растений с целью повышения урожайности, улучшения качества продукции, а также устойчивости к неблагоприятным факторам среды.

ГЛАВА II. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

В качестве объекта исследования использовали растения мягкой яровой пшеницы (Triticum aestivum L) сортов Тулунская-12, Омская-32 и селекционной линии КС-15, отличающиеся по продуктивности.

Растения выращивали в условиях светокультуры и условиях естественного освещения. В условиях светокультуры температура воздуха колебалась в пределах 25 ± 2°С, облученность на уровне посева - 80 Вт/м2, влажность воздуха - 75 ± 3 %, рН=6. В условиях естественного освещения температура воздуха колебалась в пределах 25-30°С, влажность воздуха - 72-77%.

Колонизацию части растений проводили методом обработки семян сухим споровым материалом грибов Trichoderma asperellum M 99/5, титр составил 10s. Часть семян замачивали на 24 ч в культуральных фильтратах штамма Z3-06 Fusarium sporotrichioides . Контролем служил вариант, где семена не были обработаны данными микроскопическими грибами.

Площадь листовой пластинки определяли методом расчетного коэффициента, характерного для злаковых растений (Усманов и др., 2001).

Содержание хлорофилла измеряли спектрофотометрически в этанольных экстрактах (Гольд, 1971). Содержание суммарных углеводов определяли в этанольных экстрактах методом Дюбуа (Dibois, 1956). Содержание суммарных белков определяли по биуретовой реакции (Досон и др., 1991).

В качестве индикатора состояния фотосинтетических мембран использовали метод термоиндуцированных изменений нулевого уровня флуоресценции хлорофилла (Гаевский, Сорокина, Гольд и др., 1991). Рассчитывали вариабельную флуоресценцию -Rj, термоустойчивость и соотношение максимумов кривой - R2, поскольку отсутствовал второй максимум брали значения флуоресценции при 65°С. Ri = (Mi -Флзо) / Мь R2 = М[/М2, где Мг значение низкотемпературного максимума, М2 -значение флуоресценции при 65°С, Фл-,0 - значение флуоресценции при 30°С.

Термоустойчивость определяли путем построения биссектрисы из места пересечения касательных к термограмме, приложенных в участках минимального и максимального роста флуоресценции.

Скорость электронного транспорта и кинетические параметры световой кривой измеряли Hajunior-PAM (Walz, 2007).

Для статистической обработки экспериментальных результатов использовали специализированный пакет программы Microsoft Excel 2007. Оценку достоверности различий средних проводили на основе критерия Стьюдента, при уровне вероятности не менее 95 %. Достоверность действия фактора проводили с использованием дисперсионного анализа. В таблицах и рисунках приведены средние арифметические значения с двухсторонним доверительным интервалом из 3-5 независимых экспериментов, каждый из которых проведен в 3 биологических повторностях. Первичные процессы фотосинтеза изучали на 40 растениях в каждом из вариантов.

ГЛАВА III. ВЛИЯНИЕ ГРИБОВ TR1CHODERMA ASPERELLUM НА ФИЗИОЛОГО-МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ РАСТЕНИЙ ПШЕНИЦЫ

3.1. Влияние Trichoderma asperellum на энергию прорастания и всхожесть растений пшеницы

Установлено, что в условиях естественного освещения опудривание семян спорами Т. asperellum увеличивало энергию прорастания и всхожесть от 6 до 16% в зависимости от сорта (рис. 1). Аналогичное действие Т. asperellum проявилось в условиях светокультуры. Наибольший стимулирующий эффект наблюдался у растений потенциально высокоурожайной селекционной линии КС-15.

I | 1 Тулунская-12, контроль □ 3 КС-15. контроль Щ 5 Оыская-32, контроль □ - Тулуиская-12, опыт Щ 4 КС-15. опыт Щ б Омская-32: опыт

— I ——--—--1 и -м——— I -1

Естественное освещение Светокультура Естественное освешение Светокультура

Энергия прорастания Всхожесть

Рисунок 1 - Влияние гриба Тпскос1егта а5реге11ит на энергию прорастания и всхожесть растений пшеницы, в зависимости от условий выращивания.

Примечание: контроль - растения, семена которых необработанны спорами гриба Т. аярегеПит; опыт - растения, семена которых обработаны спорами гриба Т. аярегеНит.

3.2. Влияние грибов ТпсИоЛегта (крегеНит на физиолого-морфологические параметры растений пшеницы

При исследовании влияния грибов Т. аэрегеПит на ростовые процессы исследуемых растений пшеницы на всех сроках вегетации было отмечено его стимулирующее влияние на длину надземной части и корневой системы. Наибольший эффект был отмечен в возрасте десяти суток (рис. 2).

Грибы Т. аярегеНит способствовали не только линейному росту, но и оказывали влияние на продуктивность растений, включающую накопление биомассы. Результаты исследований показали, что в условиях естественного освещения грибы Т. аБрегеНит оказали достоверное положительное влияние на накопление сырой биомассы растением (табл. 1). Увеличение содержания сырой биомассы в опытных растениях могло быть связано как с увеличением содержания воды в тканях, так и с накоплением в них сухого вещества. Данные по содержанию воды в растениях показали, что оводненность растений, семена которых были обработаны спорами гриба Г. азрегейит меньше, чем оводненность необработанных растений (табл. 1). Следовательно, продукты жизнедеятельности Гпс/го^епла азрегеПит оказывали стимулирующее влияние на накопление биомассы растениями пшеницы за счет накопления в них сухого вещества. Данный факт подтверждается результатами по накоплению сухой биомассы растениями

(табл. 1). Максимальное увеличение сухой биомассы наблюдалось у растений в опытных вариантах. Наиболее эффективное действие гриба-антагониста проявилось на растениях селекционной линии КС-15; так прирост сухой биомассы с 10 по 30 сутки у растений этой линии в 2 раза превысил данный показатель у контрольного варианта.

□ 1 Тулунская-12, контроль Ö 2 Тулунская-12, опыт

□ 3 КС-15, контроль Я 5 Омская-32, контроль Я 4 КС-15, опыт ■ 6 Омская-32, опыт

20 I 10

га о

20 Сутки

Рисунок 2 - Влияние гриба Trichoderma asperellum на длину надземной части (А) и корневой системы (Б) растений пшеницы, выращенных в условиях естественного освещения.

Примечание: как на рис. 1.

Аналогичное стимулирующее действие грибов Trichoderma asperellum проявилось в условиях светокультуры. Увеличивалась длина надземной части, корневой системы, накопление срой и сухой биомассы. Следует отметить, что в данных условиях выращивания значения изучаемых показателей и степень эффективности грибов были выше, чем в условиях естественного освещения.

Определено действие антагонистически активного штамма Trichoderma asperellum М 99/5 на физиолого-морфологические параметры растений пшеницы, зараженных штаммом Fusarium sporotrichioides Z3-06. Исследования показали, что F. sporotrichioides снижал энергию прорастания и всхожесть растений; оказывал ингибирующее влияние на все физиолого-морфологические параметры. Данный факт согласуется с данными литературы (MüUenborn et al., 2008; Boutigny et а!., 2010) . В тоже время Т. asperellum снимала ингибирующее действие F. sporotrichioides на ростовые процессы растений и оказывала стимулирующее влияние на растение уже на ранних этапах развития (табл. 2).

Можно считать установленным, что штамм Trichoderma asperellum М 99/5 положительно влиял на ростовые процессы пшеницы, независимо от сортовой принадлежности растений. Опытные растения были больше по величине, содержанию сырого и сухого вещества. Кроме того, как показали исследования, Т. asperellum способствовала более быстрому прохождению фаз развития, достигая цветения в более короткие сроки, когда удлинение вегетативной части практически прекращается. Так начало цветения наблюдалось впервые в опытных вариантах, а лишь затем в контрольном варианте. Однако следует отметить тот факт, что в условиях светокультуры действие данного микроорганизма было более эффективно.

Таблица 1 - Влияние грибов Тг'1сИос1егта аярегеИит на физиолого-морфологические параметры растений пшеницы, выращенных в условиях естественного освещения.

Сутки Вариант опыта Количество листьев Содержание воды, % Сырая биомасса, мг Сухая биомасса, мг

10 Растения, семена которых необ работанны спорами Trichoderma asperellum

Тулунская-12 2±0,0 87±0,37 313,3±8,8 35,3±4,3

КС-15 2±0,0 90±0,37 300,0±5.8 34,7±1,9

Омская-32 2±0,0 91 ±0,20 236,7±6,7 20,0±1,3

Растения, семена которых обработаны спорами Trichoderma asperellum

Тулунская-12 2±0,0 86±0,51 380±11,5 51,7±2,4

КС-15 2±0.0 В5±0,71" 326,7±3,3" 56,7±7,7*"

Омская-32 2±0,0 88±0.73" 345,0±5,0*" 40,0±1,3""

20 Растения, семена которых необ работанны спорами Trichoderma asperellum

Тулунская-12 3,0±0,3 89±0,84 550,0±26,5 58,7±2,9

КС-15 4,0±0,3 89±0,76 563,3±24,0 64,3± 1,5

Омская-32 3.0±0.0 90±0,42 403,3±20,3 44,3±1,9

Растения, семена которых обработаны спорами Trichoderma asperellum

Тулунская-12 4.0±0,3 87±0,66 616,7± 17,6 78,3±5,8

КС-15 4,0±0,3 87±0,63 650,0±30,5 80,7±7,7

Омская-32 4.0±0.0 88±0.72 513,3±75,3 60,0±1,3""

30 Растения, семена которых необработанны спорами Trichoderma asperellum

Тулунская-12 6,0±0,3 87±0,54 1010±26,5 125,3±4,3

КС-15 5,0±0,3 84±0.32 1010±28.9 158,7±6,4

Омская-32 5,0±0.0 88±0,66 810±15,8 90,0±4,3

Растения, семена которых обработаны спорами Trichoderma asperellum

Тулунская-12 7,0±0,3 85±0,22* 1187±42"' 183,0±2,3

КС-15 6,0±0,3 79±0,51" 1277±2Г" 273,7±2,0"*

Омская-32 6,0±0,3 85±0,28* 1020±15.3"У 150,0±3,1"

Таблица 2 - Физиолого-морфологические параметры растений пшеницы под действием микромицетов.

Сутки Вариант опыта Длина надземной части, см Длина корневой системы, см Сырая биомасса, мг Сухая биомасса,

10 1 23,4 ± 1,45 5,7 ±0,47 240 ± 10,1 20 ± 1.4

И 17,0 ± 1,75" 3,7 ±0,39" 130±10,2"" 20 ± 1,3

111 21,5 ± 1,15 5.9 ± 0.29" 210 ±20, Г" 20 ± 1.4

20 I 30,3 ± 1,42 9,3 ±0,75 400 ±20,3 40 ± 1.8

11 20,6 ± 2.46" 6,3 ± 0,60" 270±10.4"* 30 ± 1,7"

III 29,7 ± 2,20" 7,9 ±0,71 340 ± 10,7" 40 ± 2.2

I 37,5 ± 1,25 11,00 ±0,69 810 ± 39,3 90 ± 5,4

И 29.1 ± 1.70" 6.9 ± 0.54" 530 ±30,Г" 50 ±2, Г"

III 37,5 ± 1.40" 9,9 ±0,81* 750 ±40. Г" 70 ±4.3"

Примечание: I - растения, необработанные микроорганизмами (контроль); II -растения, семена которых обработаны метаболитами Fusarium sporotrichioides; III -растения, подвергшиеся совместной обработке микроскопическими грибами (Т. asperellum + F. sporotrichioides).* - различия достоверны при р=0,05; ** - различия достоверны при р=0,01; *** - различия достоверны при р=0,001.

3.3. Изменение площади листовой поверхности у растений пшеницы под действием грибов Ггк1н>/1егнш аврегеПит

Грибы Т. аврегеПит способствовали увеличению листьев на растении (табл. 1). Они оказывали влияние на развитие ассимиляционного аппарата растений, о чем свидетельствовало увеличение площади листьев на растении, по сравнению с контролем, независимо от условий выращивания (рис. 3). Так, у растений, выращенных в условиях светокультуры, наибольший эффект был отмечен на 20 сутки: под действием Т. аярегеНит площадь листьев превышала контроль в 1,5-2 раза в зависимости от сорта. Наиболее эффективное действие обработки семян спорами гриба Тггскойегта азрегеЦит проявилось на растениях пшеницы селекционной линии КС-15.

Таким образом, за счет действия Т. аярегеЦит растения пшеницы формировали большую листовую поверхность, что создавало условия для увеличения фотоассимиляционной деятельности растений, что по мнению (Ничипорович, 1963; Межунц и др., 2010) должно проявиться в увеличении общей продуктивности.

□ 1 ТУЛУНСКЙЯ-12 контроль Ш - Туяунская-12. опыт

3 КС-15, контроль

4 КС-15. опыт

20 : Сутки

5 Омская-32 контроль

6 Омекая-32. опыт

Рисунок 3 - Влияние гриба Trichoderma аврегеНит на площадь листовой пластинки растений пшеницы, выращенных в условиях естественного освещения (А) и светокультуры (Б).

Примечание: Контроль - растения, семена которых необработанны спорами гриба Т. азрегеПит; опыт - растения, семена которых обработаны спорами гриба Т. аэрегеИит.

ГЛАВА IV. ИЗМЕНЕНИЕ БИОХИМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РАСТЕНИЙ ПОД ВЛИЯНИЕМ ГРИБОВ ТЫСНООЕЮЛА АБРЕШИШ

4.1. Изменение содержания хлорофилла а и Ь в листьях растений пшеницы под действием грибов Ггкк/нкгтч аэрегеИит

Показано, что независимо от условий выращивания на всех сроках вегетации у растений под действием ТпсЪойегта аярегеИит. содержание хлорофилла в расчете на сырую массу было больше, чем у растений, не подвергавшихся обработке (табл. 3). В условиях естественного освещения у 10-и дневных растений пшеницы содержание хлорофилла а увеличилось от 50 до 80% в зависимости от сорта, количество хлорофилла Ь - от 24 до 88%, по сравнению с контролем (табл. 3).

Таблица 3 - Влияние грибов ТпсЪодегта аарегеНит на содержание зеленых пигментов в растениях пшеницы.

Сутки Вариант Содержание фотосинтетических пигментов, мг/г сырой массы

Естественное освещение Светокультура

Хлорофилл а Хлорофилл Ь Хлорофилл а+Ь Отношение хлорофилла а/Ь Хлорофилл а Хлорофилл Ь Хлорофилл а+Ь Отношение хлорофилла а/Ь

10 Сорт Тулунская-12

Контроль 1,12 ±0,01 0,59 ± 0,02 1,71 ±0,02 1,89 ±0,01 1,46 ±0,02 0,63 ±0,01 2,09 ±0,01 2,32 ±0,01

Опыт ,1,98±0,02'" 0,73 ± 0,02' 2,71±0,02"' 2,71±,01" 2,27±0,03"" 0,94±0,0Г" 3,21±0,02'" 2,41 ±0,02"*

Сорт Омская-32

Контроль 0,76 ± 0,04 0,33 ± 0,03 1,09 ±0,04 2,3 ± 0,02 0,84 ± 0,07 0,33 ± 0,05 1,17 ±0,04 2,54 ± 0,05

Опыт 1,15 ±0,04" 0,62±0,02"* 1,77±0,04*" 1,85±0,03" 1,31 ±0,08"' 0,64±0,07"' 1,95±0,0б"' 2,04±0,0б"'

Селекционная линия КС-15

Контроль 1,16 ±0,07 0,61 ±0,02 1,77 ±0,05 1,90 ±0,03 1,28 ±0,01 0,68 ± 0.02 1,96 ±0,01 1,88 ±0,02

Опыт 2,02±0,02"' 0,99±0,01"' 3,01±0,02"" 2,04±0,0Г" 2,19±0,03"' 1,07±0,03"' 3,26±0,03"" 2,04±0,03""

20 Сорт Тулунская-12

Контроль 1,72 ±0,04 0,73 ± 0,03 2,45 ± 0,04 2,36 ± 0,03 1,92 ±0,04 0,83 ±0,01 2,75 ± 0,03 2,31 ±0,03

Опыт 2,16±0,02"" 1,02 ±0,04" 3,18±0,03" 2,11 ±0,03" 2,76±0,02"' 1,39±0,02"" 4,15±0,02"' 1,99±0,02"'

Сорт Омская-32

Контроль 1,05 ±0,03 0,74 ± 0,05 1,79 ±0,05 1,42 ±0,04 1,17 ±0,04 0,76 ± 0,05 1,93 ±0,04 1,54 ±0,04

Опыт 1,42± 0,04" 0,93 ± 0,06 2,35 ±0,05' 1,53 ±0,04' 1,57±0,0б"' 0,97±0,07"' 2,54 ± ,06"' 1,61 ±0,05""

Селекционная линия КС-15

Контроль 1,47 ±0.06 0,87 ±0,01 2,34 ± 0,05 1,69 ±0.05 1,74 ±0,01 0,89 ± 0,02 2,63 ±0,01 1,95 ±0,02

Опыт 1,84 ±0,03" 1,23±0,03"' 3,07±0,03" 1,49 ±0,03" 3,01±0,03'" 1,35 ±,02"' 4,36±0,02'" 2,22±0,02"*

30 Сорт Тулунская-12

Контроль 3,18 ±0.01 0,96 ±0,01 4,14 ±0,01 3,31 ±0,01 3,82 ±0,01 1,21 ±0,01 5,03 ±0,01 3,16 ±0,01

Опыт 3,87±0,03"' 1,15 ±0,03" 5,02±0,03" 3,37 ±0,03" 4,57 ±0,03' 1,56 ±0.03 6,13 ±0,03' 2,93 ± 0.03'

Сорт Омская-32

Контроль 2,44 ± 0,06 0,89 ± 0,05 3,33 ±0,06 2,74 ± 0,05 3,24 ± 0,02 0,94 ± 0,03 4,18 ±0,02 3,44 ± 0,02

Опыт 2,99 ±0,07" 1,02 ±0,06 4,01 ±0,06' 2,93 ±0,06" 3,79 ±0,01" 1,34 ±0,03 5,13 ±0,02' 2,83 ±0,01'

Селекционная линия КС-15

Контроль 3,01 ±0,01 1,01 ±0,02 4,02 ±0,01 2,98 ±0,01 3,31 ±0,02 1,17 ± 0,01 4,48 ±0,01 2,83 ± 0,02

Опыт 3,87±0,02"' 1,09 ±0,02 4,96±0,02" 3,55 ±0,02" 4,37±0,03"" 1,61 ±0,02"' 5,98±0,02"' 2,71±0,02'"

Примечание: Контроль - растения, семена которых необработанны спорами гриба ТпсЬос1егта азрегеПит; опыт - растения, семена которых обработаны спорами гриба Тг1с1ю(1егта азрегеИит. ****** - различия достоверны при р=0,05; 0,01; 0,001, соответственно.

Под действием Т. азрегеИит происходило изменение соотношения форм хлорофиллов. На более поздних этапах вегетации, независимо от условий выращивания, у растений под действием Т. аврегеНит наблюдалось уменьшение соотношения хлорофилла а к Ь в опытном варианте, что может свидетельствовать о более эффективной работе ФС II в растениях на более поздних сроках вегетации (табл. 3). Результаты исследований по содержанию общего хлорофилла, хлорофилла а, Ъ и соотношению форм хлорофилла у растений пшеницы, выращенных в разных условиях, показали, что наибольшую эффективность Тг1с1юс1егта аярегеИит проявила на растениях пшеницы, выращенных в условиях светокультуры (табл. 3). Так на 20 сутки вегетации, эффективность действия Т. аярегеИит на содержания общего хлорофилла у растений, выращенных в условиях светокультуры, было больше в 1,7 раз у растений сорта Тулунская-12 и более чем в 2 раза у растений селекционной линии КС-15, по сравнению с растениями, выращенными в условиях естественного освещения (табл. 3).

Таким образом, предпосевная обработка спорами гриба Тпс1гос!ета сирегеНигп увеличивала общее содержание зелёных пигментов в листьях пшеницы в течение всего периода развития, независимо от сортовой принадлежности растений и условий выращивания. Наибольшую стимулирующую активность он проявлял на растениях пшеницы низкоурожайного сорта Тулунска-12 и потенциально высокоурожайной селекционной линии КС-15. Среднеурожайный сорт Омская-32 был наименее отзывчив на обработку грибом 7'пскойегта аэрегеИит.

4.2. Влияние грибов ТпсЪоскгта аврегеИшп на накопление белков и углеводов в растениях пшеницы

Установлено, что данный микроорганизм значительно увеличивал накопление углеводов в растениях на протяжении всего периода вегетации, не зависимо от условий выращивания (Рис. 4). Анализ изменения содержания углеводов у растений, выращенных в условиях естественного освещения, показал, что уже на самых ранних этапах развития в возрасте 10 дней у растений сортов Тулунская-12, Омская-32 и селекционной линии КС-15 опытные растения достоверно превышали контрольные на 33%, 26% и 21% соответственно (рис. 4 А). Результаты по влиянию грибов Тпско<1егта аярегеИит на суммарное содержание белков в листьях пшеницы показали, что в опытных вариантах содержание данных метаболитов больше по сравнению с контрольными растениями (рис. 4 Б).

На основании проведенных исследований можно сделать заключение, что гриб-антагонист Г. азрегеНит оказывал положительное влияние на общее содержание углеводов и белка в растениях пшеницы всех исследуемых сортов. Наибольшее стимулирующее влияние данного микроорганизма отмечено на низкоурожайном сорте Тулунская-12.

ГЛАВА V. БИОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ РАСТЕНИЙ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ГРИБОВ ТМСНООЕ11МА А8РЕ[ШЬШМ

5.1. Влияние грибов Тпскойегта ахрегеИит на термоиндуцированные изменения нулевого уровня флуоресценции хлорофилла

Данные о влиянии Т. авреге11ит на термоиндуцированные изменения нулевого уровня флуоресценции хлорофилла у растений, выращенных в условиях естественного освещения, показали, что у данных растений пшеницы, значения вариабельной

о «

о га

4> Ц

<ц

СЗ *

си

3 10 О

21 18 15 12 9 6 3 О

18 15 12 9 6 3 О

Тулунская-12 ,, 2

" КС-15 2 1

Омская-32 -—* 1

18 16 14 12 10

2* 3 о и,

о «

О о

(и и

а 10 О

Тулунская-12 г' --•---" .......1 2 ___—I 1

; кс-15 —-1

Омская-32

20 Сутки

Рисунок 4 - Влияние гриба ТпАойегта аэрегеИит на общее содержание углеводов (А) и белков (Б) в растениях пшеницы, выращенных в условиях естественного освещения. Примечание: 1 - растения, необработанные спорами гриба Т. а.чрегеПит: 2 - растения, обработанные спорами гриба Т. аярегеИит.

флуоресценции на всех сроках вегетации были достоверно выше, чем у контрольных растений (табл. 4). Данные согласуются с работами, где было показано действие гриба Тг1с1юс1егтс1 Ъатапит на величину параметра Я, в растениях амаранта (Голованова, Ширкевич, 2006). Более высокие значения вариабельной флуоресценции у опытных растений свидетельствуют о том, что эффективность использования световой энергии ФС И у данных растений выше. Данный факт согласуется с данными, полученными по содержанию хлорофилла; у растений, семена которых подвергались обработке спорами Т. скрегеПит содержание хлорофилла Ъ было более высоким. Наиболее отзывчивыми на обработку данными микроорганизмами оказались растения низкоурожайного сорта Тулунская-12. Показателем состояния фотосинтетического аппарата, характеризующим относительное содержание хлорофилла а в гранальных и межгранных участках мембран тилакоидов, является параметр Н-ь который увеличивается с ростом гранальности. Как следует из представленных данных, величина параметра К2 изменялась на протяжении всего вегетационного периода, при этом значения Я2 у растений подвергшихся обработке ТпсЬос1егта аврегеИит были достоверно выше, чем у растений контрольных вариантов.

Таблица 4 - Термоиндуцированные изменения нулевого уровня флуоресценции хлорофилла у растений пшеницы, выращенных в условиях естественного освещения.

Сутки Вариант R. R2 Термоустойчивость, °С

15 Сорт Тулунская-12

Контроль 0,525±0,001 2,470±0,001 38,50±0,61

Опыт 0,592±0,002' 2,670±0,004'" 40,30±0,7f

Селекционная линия КС-15

Контроль 0,555±0,003 3,170±0,002 41,25±0,25

Опыт 0,610±0,001" 3,440±0,003' 44,50±0,60'"

30 Сорт Тулунская-12

Контроль 0,600±0,001 2,210±0,016 42,80±0,40

Опыт 0,740±0,002"' 2,820±0,010*" 45,10±0,30"'

Селекционная линия КС-15

Контроль 0,620±0,005 2,450±0,002 43,25±0,42

Опыт 0,690±0,003" 2,920±0,002"' 46,30±0,35"'

45 Сорт Тулунская-12

Контроль 0,490±0,001 2,620±0,012 37,00±2,14

Опыт 0,610±0,002"" 2,980±0,013"' 38,2±1,79"

Селекционная линия КС-15

Контроль 0,540±0,001 3,220±0,019 38,00±1,98

Опыт 0,630±0,002"' 3,940±0,01 Г" 40,1 ±0,50'"

Примечание: Контроль - растения, семена которых необработанны спорами гриба 71 asperellum; опыт - растения, семена которых обработаны спорами гриба Т. asperellum; R( - вариабельная флуоресценция; R2 - соотношение гранальной и агранальной структуры хлоропластов; * - различия достоверны при р=0,05; ** - различия достоверны при р=0,01; *** - различия достоверны при р=0,001.

В процессе роста изменялась устойчивость растений к повышенным температурам (табл. 4). Наибольшей термоустойчивостью обладали растения селекционной линии КС-15. Аналогичная закономерность наблюдалась у растений, выращенных в условиях светокультуры.

Исходя из результатов термоиндуцированных изменений нулевого уровня флуоресценции хлорофилла, можно сделать заключение, что у растений, обработанных спорами гриба Trichoderma asperellum, независимо от условий выращивания, преобладает гранальная организация хлоропластов в сравнении с контрольными растениями. Значения вариабельной флуоресценции, у обработанных Т. asperellum растений значительно выше, что позволяет сделать вывод о том, что эффективность захвата световой энергии возбуждения открытыми реакционными центрами ФС II у данных растений выше, что согласуется с данными, полученными по содержанию хлорофилла. Фотосинтетический аппарат растений пшеницы, обработанных грибами Trichoderma asperellum более устойчив к нагреванию.

5.2. Влияние грибов Trichoderma asperellum на первичные процессы фотосинтеза

Исследование первичных процессов фотосинтеза проводили с пшеницей сорта Омская-32, выращенной в условиях естественного освещения. В эксперименте использовали контрольные растения и растения, зараженные Fusarium sporotrichioides.

Грибы Т. asperellum не оказывали значительного влияния на насыщающую скорость фотосинтеза; характер световой кривой растений, обработанных данными грибами,

совпадал со световой кривой, характерной для контрольных растений. В тоже время патогенный гриб «рогагп'сй/огс/м оказывал на насыщаемую скорость фотосинтеза заметное ингибирующее действие; значение скорости электронного транспорта было на 28% ниже значения скорости электронного транспорта растений контрольного варианта. Однако внесение Т. а$реге11ит в вариант с К ¡роШпсЬЫАея нивелировало ингибирующий эффект данного патогена, выравнивало характер световой кривой и увеличивало значение скорости электронного транспорта на 46% (табл. 5).

Таблица 5 - Кинетические параметры индукционной кривой флуоресценции у 15-ти дневных растений пшеницы.

Варианты Насыщающая скорость электронного транспорта Квантовый выход Нефотохимический компонент тушения Фотохимический компонент тушения

1 32,6 ± 0,2 0,17 ±0,01 0,66 ±0,01 0,31 ±0,01

И 33,1 ±0,2 0,17 ±0,01 0,60 ±0,02 0,29 ±0,01

III 23,2 ±0,2 0,09 ±0,01 0,70 ±0,01 0,17 ±0,01

IV 33,9 ± 0,2 0,18 ±0,01 0,58 ±0,01 0,29 ±0,01

Примечание: I - растения, необработанные микроорганизмами (контроль); II- растения, семена которых обработаны спорами гриба Т. аврегеИит\ III - растения, семена которых обработаны метаболитами К зрого1псМо1<1е$; IV - растения, подвергшиеся совместной обработке микроскопическими грибами (Т. азрегеНит + Р. ,чрого!г1с1уокк'.ч).

На рис. 5 показано как изменяется скорость фотосинтетического электронного транспорта при индукционном переходе «темнота-свет» под действием микромицетов. Отличительной чертой фазы активации у растений, подвергшихся совместной обработке микромицетами и растений, обработанных патогеном К эрого1ИсИШс1е5 является задержка процесса активации скорости электронного транспорта до 70- ой секунды после включения актиничного света. Под влиянием патогена К зрого/псАюУе.? нарушалась скорость транспорта электронов, в то время как дополнительное внесение Т. аярегеПит в вариант с патогеном снимала это ингибирующее действие. Результаты проведенных исследований не выявили достоверных различий по величине квантового выхода между растениями контрольного варианта и растениями, обработанными грибами Т. а$реге11ит (табл. 5). Под влиянием патогена 23-06 К $рогоИсЫо1с1е$ происходило снижение квантового выхода на 44% относительно контроля. Однако, дополнительное внесение Т. аарегеИит в вариант с Р. ,чрого1г1сИю1с1ез снимало ингибирующий эффект и почти в 2 раза увеличивало значение квантового выхода. Установлено, что ТпсИоёегта сирегеИит способствовала снижению значения нефотохимического компонента тушения, а, следовательно, в обработанных растениях происходила более интенсивная зарядка мембраны, ускорялся отток Н+ - градиента на синтез АТФ, а затем на темновые реакции, что в свою очередь способствовало накоплению основных метаболитов. Результаты согласуются с данными, полученными по влиянию микроорганизмов на содержание белков и углеводов в растении.

Рисунок 5 - Скорость фотосинтетического электронного транспорта при

индукционном переходе «темнота-свет» у растений пшеницы. Конечное значение скорости принято за единицу. Примечание: I - растения, необработанные микроорганизмами (контроль); II-растения, семена которых обработаны

—ш спорами гриба Т. аярегеНипт, III - растения.

100

150

• • IV семена которых обработаны метаболитами Р. $рогоЫсЫо1йе$\ IV - растения, подвергшиеся совместной обработке микроскопическими грибами.

Бремя [с]

Таким образом, установлено, что

предпосевная обработка семян спорами гриба Т. азрегеИит не нарушала скорость электронного транспорта, способствовала увеличению значения квантового выхода и фотохимического компонента тушения, понижала значения нефотохимического компонента тушения. При дополнительном внесении Т. азрегеИит в почву растений, зараженных К зрого1псЫо1с1е5, она снимала ингибирующее действие данного патогена и тем самым способствовала нормализации обменных процессов в растении.

Накопленные к настоящему времени данные убедительно свидетельствуют о том, что большое влияние на рост и развитие растений оказывают почвенные микроорганизмы. Следует отметить, что среди них встречаются как фитопатогены, оказывающие отрицательное воздействие, так и микроорганизмы - антагонисты фитопатогенов, оказывающие положительное влияние на растительный организм. Представителями последней группы являются микроскопические грибы рода Тг1скос1егта. Продукты жизнедеятельности грибов рода Тпскос1егта способны усиливать обмен веществ в растении, увеличивать процент всхожести семян. Однако стоит отметить, что стимулирующее свойство различных представителей рода Тг1скос1егта проявляется избирательно в зависимости от вида, сорта растения и штамма используемого микроорганизма (Голованова и др., 2009; 2010; Кожухарь и др., 2010; Vinale е! а!., 2007). Среди них штамм Тпс1гос1егта аярегеИит 99/5 обладает наибольшей активностью в борьбе с патогенами злаков, поэтому он был выбран для изучения влияния на физиолого-биохимические показатели растений пшеницы разных сортов, отличающихся по потенциальной продуктивности и на биофизические характеристики их фотосинтетического аппарата.

Установлено, что стимулирующий эффект действия данного микроорганизма обнаруживался уже на самых ранних стадиях развития растений, начиная с прорастания семян. Результаты согласуются с данными других исследователей (Сейкетов, 1982; Алимова и др., 2006; №и(юГ ег а1., 2007). Предпосевная обработка семян спорами Т. азрегеИит приводила к повышению их энергии прорастания и всхожести, увеличивала

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

количество листьев, длину надземной части, корневой системы, способствовала накоплению биомассы растением, положительно влияла на площадь листовой поверхности. Морфологические изменения, происходящие в растении это первое, что мы можем зафиксировать. Однако эти внешние проявления являются результатом более глубоких изменений, происходящих внутри растения.

Необходимо учитывать, что между данными микроорганизмами и тканями зависимого растения происходит непосредственное взаимодействие (Голованова, 2003). Данный факт свидетельствует о том, что именно экзометаболиты, выделяемые грибами Trichoderma asperellum могут включаться в метаболизм растений и оказывать влияние на биохимические и биофизические процессы, протекающие в растениях, что, в конечном счете, оказывает влияние на продуктивность растений, проявляющуюся в увеличении их биомассы.

Отмечено, что Trichoderma asperellum значительно увеличивала накопление белков и углеводов на протяжении всего периода вегетации. Однако эффективность действия Т. asperellum проявлялась в зависимости от сортоспецифичности растения. Наиболее существенное увеличение общего содержания углеводов и белков было у растений низкоурожайного сорта Тулунская-12. На всех сроках вегетации у растений, семена которых были обработаны спорами гриба Т. asperellum, содержание общего хлорофилла было больше чем у растений, не подвергавшихся обработке.

Совокупность изученных физиологических параметров: увеличение доли хлорофилла Ь, увеличение вариабельной флуоресценции и преобладание гранальной организации хлоропластов косвенно свидетельствует о более эффективном захвате световой энергии возбуждения открытыми реакционными центрами ФС II у растений, обработанных спорами гриба Trichoderma asperellum, по сравнению с контрольными растениями и растениями, обработанными метаболитами Fusarium sporotrichioides. Кроме этого, фотосинтетический аппарат растений пшеницы, обработанных грибами Trichoderma asperellum, более устойчив к действию высоких температур.

Данные по исследованию кинетических параметров флуоресценции показали, что Trichoderma asperellum не оказывала заметного влияния на скорость электронного транспорта. Установлено, что Т. asperellum способствовала снижению значения нефотохимического компонента тушения, что способствовало накоплению основных метаболитов. Результаты исследований, по выяснению влияния грибов Trichoderma asperellum на растения, зараженные Fusarium sporotrichioides, показали, что Т. asperellum снимала ингибирующий эффект данного патогена и значение всех исследуемых параметров были на уровне контрольных или же достоверно превышали их.

ВЫВОДЫ

1. Грибы штамма Trichoderma asperellum М 99/5 повышают энергию прорастания и всхожесть семян, положительно влияют на физиолого-морфологические параметры растений пшеницы.

2. В растениях пшеницы, обработанных Т. asperellum, отмечено увеличение содержания углеводов и белков. Наиболее существенное влияние проявилось на низкоурожайном сорте Тулунская-12.

3. Под действием грибов Trichoderma asperellum в листьях растений пшеницы увеличивается общее содержание хлорофиллов, хлорофиллов а и Ь, изменяется соотношение их форм в сторону увеличения хлорофилла Ь, при этом отмечается сортоспецифичность действия данных микроорганизмов.

4. У растений, обработанных спорами гриба Т. asperellum, независимо от условий выращивания, преобладает гранальная организация хлоропластов; эффективность ФС II у данных растений выше; фотосинтетический аппарат растений пшеницы, обработанных грибами Trichoderma asperellum более устойчив к нагреванию.

5. Параметры кинетики индукционной кривой флуоресценции изменяются в зависимости от типа микромицетов: Trichoderma asperellum не изменяя скорость фотосинтетического электронного транспорта; значения квантового выхода, фотохимического компонента тушения, снижает нефотохимический компонента тушения. Fusarium sporotrichioides снижает скорость электронного транспорта; оказывает негативное действие на кинетические параметры флуоресценции хлорофилла. Внесение Т. asperellum в вариант с F. sporotrichioides снимает ингибирующее действие данного патогена.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в периодических изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Голованова Т.Н., Долинская Е.В., Сичкарук Е.А. Роль грибов рода Trichoderma в повышении урожайности пшеницы и ячменя // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. Красноярск. 2009. Т. 6. С. 53-58.

2. Голованова Т.И., Долинская Е.В., Сичкарук Е.А. Взаимоотношения почвенного гриба Trichoderma и яровой пшеницы // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. Красноярск. 2009. Т. 7. С. 102-107.

3. Голованова Т.Н., Литовка Ю.А., Долинская Е.В., Сичкарук Е.А. Влияние микромицетов на микробоценоз ризосферы растений пшеницы // Журнал «Иммунопатология». Москва. 2010. Т. 1. С. 96-97.

4. Голованова Т.И., Литовка Ю.А., Долинская Е.В., Сичкарук Е.А., Взаимоотношения пшеницы с микроорганизмами прикорневой зоны растений // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. Красноярск. 2010. Т. 9. С. 90-97.

В других научных изданиях:

5. Голованова Т.П., Долинская Е.В., Сичкарук Е.А. Растения и ассоциативные микроорганизмы // Материалы Второй международной научно-практической конференции «Проблемы биологии, экологии, географии, образования: история и современность». Санкт-Петербург. 2008. С. 113-115.

6. Голованова Т.И., Долинская Е.В., Сичкарук Е.А. О возможности использования микроорганизмов-антагонистов для повышения продуктивности растений // Международная научная конференция «Теоретические и прикладные аспекты биохимии и биотехнологии растений». Сборник научных трудов III Международной научной конференции. Минск, 14-16 мая. 2008. С. 396-398.

7. Долинская Е.В., Сичкарук Е.А., Песегова O.JI. Регуляция ростовых процессов растений под влиянием грибов Trichoderma // Материалы докладов XV Всероссийской молодежной научной конференции «Актуальные проблемы биологии и экологии». Сыктывкар. 2008. С. 68-70.

8. Голованова Т.Н., Долинская Е.В., Костицына Ю.А. Влияние грибов рода Trichoderma на ростовые процессы растений пшеницы / Электронный научный журнал «Исследовано в России» 173 http: // zhumal. аре. relam. ru /articles/2008/013. pdf.-С. 173-182.

9. Голованова Т.И., Долинская E.B. Оценка влияния спор гриба рода триходерма на фотосинтетический аппарат растений // Материалы Международной научной конференции «Проблемы биоэкологии и пути их решения» (II Ржавитинские чтения). Саранск, 15-18 мая. 2008. С. 201-203.

10. Долинская Е.В., Сичкарук Е.А., Валиулина А.Ф. Влияние грибов рода Trichoderma на параметры термоиндуцированных изменений флуоресценции хлорофилла // Материалы I международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученных «Фундаментальные и прикладные исследования в биологии». - Донецк, 23-26 февраля. 2009. С. 232-234.

11. Гольд В.М., Голованова Т.И., Долинская Е.В., Гаевский Н.А.Участие Trichoderma в повышении урожайности растений семейства Мятликовых // Материалы Международной научно-методической конференции «Методы изучения продукционного процесса растений и фитоценозов». Нальчик, 18-21 июня. 2009. С. 59-61.

12. Долинская Е.В., Сичкарук Е.А., Валиулина А.Ф. Влияние грибов рода Trichoderma на растения пшеницы / Молодежь в науке - 2009: прил. к журн. «Весц! нацыянальнай акадэмй навук Беларусь. В 5 ч. 4.4. Серия биологических наук, серия медицинских наук / редкол: И.Д. Волотовский [и др.]. - Минск: Белорус. Наука. 2010. С. 71-75.

13. Голованова Т.И., Литовка Ю.А., Долинская Е.В., Валиулина А.Ф., Сичкарук Е.А., Взаимоотношения микромицетов и растений пшеницы // Сборник материалов III Международной научно-практической конференции «Экологическое равновесие и устойчивое развитие территории». Санкт-Петербург, 30-31 марта. 2010. С. 349-352.

14. Голованова Т.И., Долинская Е.В., Валиулина А.Ф. Реакция растений пшеницы на влияние гриба Trichoderma asperellum // I Международные Беккеровские чтения. Волгоград, 27-29 мая. 2010. С. 49-50.

15. Голованова Т.И., Литовка Ю.А., Долинская Е.В., Сичкарук Е.А., Участие микроорганизмов в развитии растений // Тезисы докладов Международной конференции «Проблемы экологии» Чтения памяти проф. М. М. Кожова. Иркутск, 20-25 сентября. 2010. С. 130.

16. Долинская Е.В., Валиулина А.Ф. Участие микроорганизмов в регуляции ростовых процессов растений // Материалы V Всероссийской конференции молодых ученых «Стратегия взаимодействия микроорганизмов и растений с окружающей средой». Саратов, 28 сентября-1 октября. 2010. С. 92.

17. Долинская Е.В., Голованова Т.И., Валиулина А.Ф. Использование грибов рода Trichoderma в регуляции ростовых процессов растений семейства Мятликовые // Сборник материалов П-ой Международной научно-методологической конференции

«Роль физиологии и биохимии в интродукции и селекции овощных, плодово-ягодных и лекарственных растений». Москва. 2011. С. 125-127.

18. Голованова Т.И., Долинская Е.В., Валиулина А.Ф. Перспективы использования грибов рода Trichoderma для защиты растений от болезней и для повышения их продуктивности // Материалы VII Съезда общества физиологов растений России. Международная конференция «Физиология растений - фундаментальная основа экологии и инновационных биотехнологий». Нижний Новгород. 2011. С. 188.

19. Голованова Т.И., Валиулина А.Ф., Долинская Е.В., Сичкарук Е.А. Участие гриба рода Trichoderma в регуляции биофизических процессов в растениях пшеницы // Материалы I Международной научно-практической конференции «Ботанические чтения». Ишим, май. 2011. С. 26-27.

20. Долинская Е.В. Формирование хлорофиллового аппарата и первичные процессы фотосинтеза растений пшеницы под действием грибов Trichoderma asperellum // Материалы II международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Фундаментальные и прикладные исследования в биологии». Донецк, 2011. С. 186.

Подписано в печать 7.11.2011 г. Формат 60x84/16. Усл. печ. л. 1,1 Тираж 100 экз. Заказ 5378

Отпечатано полиграфическим центром Библиотечно-издательского комплекса Сибирского федерального университета 660041 Красноярск, пр. Свободный, 82а Тел/факс (391)249-74-81, 249-73-55 E-mail: print_sfu@mail.ru; http://lib.sfu-kras.ru

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Долинская, Евгения Викторовна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Взаимодействие растений с фитопатогенами.

1.2. Взаимодействие растений с микроорганизмами-антагонистами фитопатогенов.

1.3. Влияние микроорганизмов-антагонистов фитопатогенов на рост растений.

1.4. Флуоресцентные методы диагностики фотосинтетического аппарата растений.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Объекты исследования.

2.2. Условия выращивания растений.

2.3. Методы определения физиолого-морфологических параметров.

2.4. Методы биохимических исследований.

2.4.1. Определение содержания зеленых пигментов.

2.4.2. Определение содержания углеводов.

2.4.3. Определение содержания белков.

2.5. Методы проведения биофизических исследований.

2.5.1. Метод термоиндуцированных изменений нулевого уровня флуоресценции хлорофилла.

2.5.2. Определение скорости электронного транспорта.

2.6. Статистическая обработка результатов.

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ГРИБОВ ТШСНОБЕША АБРЕЕЕЬШМ НА

ФИЗИОЛОГО-МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ РАСТЕНИЙ ПШЕНИЦЫ.

3.1. Влияние ТНскос1егта аБрегеИит на энергию прорастания и всхожесть растений пшеницы.

3.2. Влияние грибов Тпскос1егта аярегеПит на физиолого-морфологические параметры растений пшеницы.

3.3. Изменение площади листовой поверхности у растений пшеницы под действием грибов Тпскойегта азрегеНит.

ГЛАВА 4. ИЗМЕНЕНИЕ БИОХИМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РАСТЕНИЙ ПОД ВЛИЯНИЕМ ГРИБОВ ТШСНСЮЕЯШ АБРЕШЬШМ.

4.1. Изменение содержания хлорофилла а и Ь в листьях растений пшеницы под действием грибов Тг1скос1егта аБрегеИит.

4.2. Влияние грибов Тпскос1егта аБрегеИит на накопление белков и углеводов в растениях пшеницы.

ГЛАВА 5. БИОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ РАСТЕНИЙ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ГРИБОВ ТЫСНООЕЯМА АБРЕКЕЬШМ.

5.1. Влияние грибов ТпсНосИегта аБрегеНит на термоиндуцированные изменения нулевого уровня флуоресценции хлорофилла.

5.2. Влияние грибов ТпсНойегта азрегеПит на первичные процессы фотосинтеза.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Влияние грибов Trichoderma asperellum на физиолого-биохимические процессы растений пшеницы"

Актуальность темы исследования. Среди биотических факторов большое влияние на растительный организм оказывают почвенные микроорганизмы. Видовой состав микрофлоры, способной заселить ризосферу, во многом определяет развитие растительного организма и, в конечном счете, влияет на его урожайность. Воздействие микроорганизмов может сказываться как отрицательно, так и положительно на ростовые процессы растений и, их восприимчивость к различного рода болезням (Мелентьев, 2007; Голованова и др., 2010). Фитопатогенные микроорганизмы синтезируют фитотоксины, способные подавлять или задерживать рост растений, а иногда и вовсе приводить к их гибели (Дунаевский, 2005; Siddiqui, 2005). Растения* взаимодействуют и с полезными микроорганизмами, особое внимание среди которых уделяется микроорганизмам-антагонистам фитопатогенов как« бактериального, так и грибного происхождения; которые являются продуцентами комплекса антибиотических веществ, обладающих высокой физиологической активностью и подавляют рост целого ряда фитопатогенных грибов и бактерий, что позволяет им достаточно быстро вытеснять из грунтов или субстратов патогенную микрофлору (Александрова, Великанов, Сидорова и др., 2000; Кацы, 2007; Berg, 2009; Голованова, Долинская, Сичкарук, 2009; Голованова и др., 2010). Их антагонистические свойства используются в сельскохозяйственной биотехнологии для разработки и производства биологических средств защиты растений против ряда заболеваний, таких как корневые, прикорневые гнили злаковых растений и др. (Воронин, 1998; Голованова, 2006; Van Loon, 2008).

Наряду с этим растения получают и непосредственную выгоду от способности микроорганизмов повышать доступность для растений элементов питания за счет фиксации азота, солюбилизации фосфатов, улучшения водного и минерального статуса (Жуков и др., 2009; Демченко, 2010; Lambers et. al., 2009; Lemanceau, Bauer, Kraemer et. al., 2009; Bonanomi, 4

Ута1е, 8са1а, 2009). Микроорганизмы-антагонисты фитопатогенов способны оказывать положительное влияние на целый комплекс физиолого-биохимических программ, протекающих в растительном организме, и определяющих формирование урожая, а также уменьшают стрессовое воздействие на растение неблагоприятных условий среды (Голованова, Долинская, 2008; Голованова, Долинская, Сичкарук, 2009; Голованова и др., 2010).

Выяснение механизмов формирования и функционирования1 уникальных биологических систем - ассоциаций растений и микроорганизмов' — является одним из актуальных вопросов1 биологии. В настоящее время1 накоплено достаточно много данных о процессах, происходящих на поверхности корня и в прикорневой зоне растений (Игнатов, 2005; Кацы, 2007; Мелентьев, 2007). Большинство работ посвящено исследованию закономерностей' формирования и развития микробных сообществ на корневой поверхности в различные фазы роста и развития растений; соотношению и составу некоторых групп микроорганизмов в ризосфере отдельных видовI растений (Сичкарук, Голованова, 2006; Голованова и др., 2010). Однако изменения, происходящие в метаболизме растений в ответ на взаимодействие с микроорганизмами, во многом остаются загадкой. Вопрос о физиолого-биохимических процессах, протекающих в растениях, под воздействием, микроорганизмов является актуальным и требует более- детального рассмотрения. Принципиально новым является изучение биофизических процессов, происходящих в растении под действием микроорганизмов-антагонистов фитопатогенов. Изучение механизма взаимодействия высших растений с микроорганизмами-антагонистами фитопатогенов открывает перспективы их использования в регуляции ростовых процессов растительных организмов.

Цель работы. Исследование влияния грибов Тпскос1егта азрегеИит на физиолого-биохимические и биофизические процессы растений.

Задачи исследования:

1. Определить действие грибов штамма Trichoderma asperellum М 99/5 на физиолого-морфологические параметры растений пшеницы.

2.Исследовать влияние грибов Т. asperellum на накопление углеводов и белков в растениях; на общее содержание хлорофилла и соотношение форм хлорофилла аиЬ.

5.Определить влияние Т. asperellum на состояние растений, зараженных штаммом Fusarium sporotrichioid.es Z3-06.

Научная новизна. Выявлено действие штамма Trichoderma asperellum М 99/5 на физиолого-биохимические показатели растений пшеницы разных сортов. Показано, что под действием, грибов Т. asperellum происходит увеличение содержания углеводов и белков в растениях.

Грибы Т. asperellum оказывают влияние на фотосинтетический аппарат растений: увеличивается содержание зеленых пигментов, изменяется соотношение форм хлорофиллов в сторону увеличения хлорофилла Ь, что свидетельствует об активации ФСП.

Выявлено, что под влиянием Т. asperellum происходит изменение соотношения гранальных и агранальных структур хлоропластов в сторону увеличения доли относительного содержания хлорофилла в гранальных участках. Установлено, что грибы рода Trichoderma повышают устойчивость растений к повышенным температурам, а также снимают ингибирующий эффект Fusarium sporotrichioides.

Впервые показаны изменения, которые происходят в кинетических параметрах и характере индуцированной кривой флуоресценции под влиянием грибов Т. asperellum.

Практическая значимость. Полученные экспериментальные данные вносят определенный вклад в исследования по изучению физиолого-биохимических процессов, происходящих в растении в ответ на действие грибов рода Trichoderma.

Оказывая влияние на комплекс физиолого-биохимических программ, протекающих в растении, использование микроорганизмов-антагонистов является перспективным направлением в повышении продуктивности сельскохозяйственных культур.

Результаты исследования могут быть, использованы для разработки приемов рационального применения Trichoderma в практике растениеводства для реализации оптимального продукционного процесса у растений. Основные положения, выносимые назащиту:

Апробация работы. Результаты исследований по теме диссертации были представлены на X, XI, XIV Международных научных школах-конференциях студентов и молодых ученых «Экология Южной Сибири и сопредельных территорий» (Абакан, 2006; 2007; 2010); Всероссийской конференции молодых ученых «Экология в современном мире: взгляд научной молодежи (Улан-Удэ, 2007); Всероссийской студенческой научной конференции «Студенческая наука - взгляд в будущее» (Красноярск, 2007); 1, 2, 3 Региональной научной студенческой конференции «Современные проблемы биологии: успехи научной молодежи» (Красноярск, 2007; 2008; 2009); Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы 7 региональной экологии в условиях устойчивого развития» (Киров, 2007); второй международной научно-практической конференции «Проблемы биологии, экологии, географии, образования: история и современность» (Санкт-Петербург, 2008); Международной научной конференции «Теоретические и прикладные аспекты биохимии и биотехнологии растений» (Минск, 2008); I Всероссийской молодежной научной конференции «Молодежь и наука на Севере» ТОМ III XV Всероссийская молодежная научная^ конференция «Актуальные, проблемы биологии и экологии» (Сыктывкар, 2008); 7-ой' Всероссийской1 научно-практической конференции студентов; аспирантов и молодых ученых «Молодежь XXI века — будущее Российской науки» (Ростов-на-Дону, 2008); Международной научной конференции «Проблемы биоэкологии и пути их решения» (II Ржавитинские чтения) (Саранск, 2008); ХЬУІ Международной научной студенческой конференции, «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирск, 2008); І, II международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученных «Фундаментальные и прикладные исследования в биологии» (Донецк, 2009; 2011); Международной конференции молодых ученых «Молодежь в науке - 2009» (Минск, 2009); Международной научно-методической- конференции «Методы изучения- продукционного процесса растений и» фитоценозов» (Нальчик, 2009); У1-ой Международной научной конференции «Регуляция роста, развития, и продуктивности растений» (Минск, 2009); ІГ Междисциплинарном Микологическом форуме (Москва, 2010); III Международной научно-практической конференции «Экологическое равновесие и устойчивое развитие территории» (Санкт-Петербург, 2010); Г Международных Беккеровских чтениях (Волгоград, 2010); Международной конференции «Проблемы экологии» Чтения памяти профессора М. М. Кожова (Иркутск, 2010); У-ой Всероссийской конференции молодых ученых «Стратегия взаимодействия микроорганизмов и растений с окружающей средой» (Саратов, 2010); П-ой Международной научно-методологической конференции «Роль физиологии и биохимии в 8 интродукции и селекции овощных, плодово-ягодных и лекарственных растений» (Москва, 2011); VII Съезде общества физиологов растений России. Международной конференции «Физиология растений - фундаментальная основа экологии и инновационных биотехнологий» (Нижний Новгород, 2011); Международной научно-практической конференции «Ботанические чтения» (Ишим, 2011); Международном молодежном научно форуме «JIOMOHOCOB-2011» (Москва, 2011); 2-ой Международной конференции «Регуляция роста и развития растений: Физиолого-биохимические и генетические аспекты» (Харьков, 2011).

Публикации. По материалам диссертации- опубликовано 36 работ, в том числе 4 публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Личный вклад. Автор принимал непосредственное участие в постановке задач, проведении экспериментальных работ, в обработке и анализе полученных данных.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов и списка литературы, включающего 217 наименований, в том числе 102 на иностранных языках. Работа изложена на 146 страницах компьютерного текста, содержит 11 таблиц и 30 рисунков.

Заключение Диссертация по теме "Физиология и биохимия растений", Долинская, Евгения Викторовна

выводы

1. Грибы Trichoderma asperellum М 99/5 повышают энергию прорастания и всхожесть семян, положительно влияют на физиолого-морфологические параметры растений пшеницы.

3. Под действием грибов Trichoderma asperellum в листьях растений пшеницы увеличивается общее содержание хлорофиллов, хлорофиллов а и Ь, изменяется соотношение их форм, при этом отмечается сортоспецифичность действия данных микроорганизмов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Накопленные к настоящему времени данные убедительно свидетельствуют о том, что большое влияние на рост и развитие растений оказывают почвенные микроорганизмы. Среди них встречаются как фитопатогены, оказывающие отрицательное воздействие, так и микроорганизмы — антагонисты фитопатогенов, оказывающие положительное влияние на растительный организм. Представителями последней группы являются, микроскопические грибы рода Trichoderma. На основе комплексных исследований были установлены механизмы действия грибов Trichoderma на растения; с одной стороны, биологические агенты могут оказывать непосредственное влияние на метаболические процессы, протекающие в растениях, через экзометаболиты, которые непосредственно могут включаться в метаболизм растений и таким образом влиять на биохимическую направленность и урожайность растений, с другой стороны, действие грибов Trichoderma опосредованно, так как они, действуя на микрофлору почв, снижают численность патогенной микрофлоры, что позволяет снизить пораженность растений, а, следовательно, и повысить их урожайность в несколько раз. Однако стоит отметить, что стимулирующее свойство метаболитов различных представителей рода Trichoderma проявляется избирательно в зависимости от вида, сорта растения и штамма используемого микроорганизма (Голованова и др., 2009; 2010; Кожухарь и др., 2010; Vinale et al., 2007). Среди них штамм Trichoderma asperellum 99/5 обладает наибольшей активностью в отношении злаков.

Установлено, что стимулирующий эффект действия штамма Trichoderma asperellum М 99/5 обнаруживался уже на самых ранних стадиях развития растений, начиная с прорастания семян. Предпосевная обработка семян спорами грибов Trichoderma asperellum приводила к повышению их энергии прорастания и всхожести. Это связано с тем, что обмен веществ у семян растений с внешней средой весьма ограничен, особенно в период

115 покоя, а интенсивный обмен веществ и биохимические превращения начинаются у них с момента подготовки к прорастанию и в процессе его, поэтому влияние биогенных веществ на само растение, на его состояние, на его ростовые процессы связано непосредственно с проникновением их в семена уже во время прорастания последних. Грибы Тпскос1егта а$реге11ит вырабатывают активные вещества, которые оказывают существенное влияние на всхожесть семян, одновременно активируются и биохимические процессы в прорастающем семени. Результаты согласуются с данными других исследователей (Сейкетов, 1982; Алимова и др., 2006; Мелентьев, 2007; №и1юГ й а1, 2007). Увеличение всхожести и энергии прорастания растений пшеницы под действием Тпскос1егта азрегеИит. происходило не зависимо от их сортовой принадлежности и условий выращивания. В тоже время, отмечено, что наибольший эффект грибов ТНскойегта аярегеПит проявился на растениях пшеницы, выращенных в условиях светокультуры. Высокоурожайная селекционная линия КС-15 оказалась наиболее отзывчива на обработку данными микроорганизмами.

Исследованиями физиологии роста и развития растений показано, что воздействие на семена растений вызывает последействие на их продуктивность. Это объясняется тем, что биохимические процессы, протекающие в фазу прорастания семян влияют на интенсивность обмена веществ на всех последующих стадиях морфогенеза растений.

Обобщение результатов проведенных экспериментов по изучению влияния микроорганизмов-антагонистов на физиолого-морфологические параметры растений показало, что грибы ТНскос1егта азрегеИит способны оказывать благоприятное действие на ростовые процессы растений. Отмечено положительное влияние Т. аярегеПит на количество листьев, длину надземной части, корневой системы, накопление биомассы растением, что согласуется с данными других исследователей (Коломбет, 2002; Архипова и др., 2009; Нагшап е1 а1., 2004; Соп^егаэ-Согпе.р еЬ а1., 2009). Результаты исследований по содержанию воды в растениях показали, что

116 оводненность растений, семена которых были обработаны спорами гриба ТпскосИегта аБрегеНит меньше, чем оводненность необработанных растений. Следовательно, накопление биомассы растений, под действием данных микроорганизмов, связано с накоплением в них сухого вещества, а не с большей оводненностью растительных тканей.

Установлено, что Т. ахрегеИит способствовала не только интенсивному росту, но и нормальному развитию растения, при котором происходит ускорение обмена веществ, в результате чего у опытных растений пшеницы происходило более быстрое прохождение фаз развития, достигая колошения в более короткие сроки, когда удлинение вегетативной части практически прекращается.

Как известно, площадь листовой поверхности является одним из важных показателей, характеризующих развитие фотосинтетического аппарата (Ничипорович, 1963; Межунц и др., 2010). Результаты опытов показали, что Тпскос1егта аБрегеНит оказывал влияние на развитие ассимиляционного аппарата растений, о чем свидетельствует увеличение площади листовой поверхности по сравнению с контролем. Наиболее отзывчивым на обработку Тпскойггта азрегеНит оказались растения высокоурожайной линии КС-15. Формирование большей листовой поверхности создавало условия для увеличения фотоассимиляционной деятельности растений.

Стоит отметить, что при изучении растительно-микробных взаимодействий большинство исследований основано на сборе первичных данных, представляющих собой дискретные оценки состояния растений, но не раскрывающих механизмов действия микроорганизмов на продуктивность растений. Поэтому в данной работе при оценке эффективности грибов ТпскосЯегта аярегеПит как антагонистов и стимуляторов ростовых процессов учитывались не только внешние параметры растений, но и изучалось их влияние на пигментный состав растений, содержание углеводов, белков, параметры термоиндуцированных изменений нулевого уровня флуоресценции, кинетические параметры индукционной кривой.

На основании проведенных исследований установлено положительное действие грибов Trichoderma asperellum на фотосинтетические пигменты листьев у растений пшеницы сортов Тулунская-12, Омская-32 и селекционной линии КС-15. Под действием данных микромицетов происходило увеличение содержания хлорофиллов a, b у растений пшеницы всех исследуемых сортов, что способствовало повышению их продуктивности, при этом эффективность действия микроорганизмов: определялось сортоспецифичностью растений. Наиболее отзывчивыми оказались растения пшеницы сорта Тулунская-12 и селекционной линии КС-15. Отмечено, что у растений обработанных Trichoderma asperellum, происходило изменение качественного состава хлорофиллового комплекса; на более поздних сроках вегетации наблюдалось уменьшение отношения хлорофилла alb в опытном варианте, что свидетельствует о том, что в данных растениях увеличение хлорофилла b относительно контроля больше, чем хлорофилла а, что может говорить о более эффективной работе ФС II в этих растениях.

В проведенных исследованиях были установлены особенности действия грибов Trichoderma asperellum на общее содержание углеводов в листьях растений пшеницы. Отмечено, что обработка растений микроорганизмами значительно увеличивала накопление данных ассимилятов на протяжении всего периода вегетации. Однако эффективность действия Trichoderma asperellum проявлялась неоднозначно в зависимости от сортоспецифичности растения и периода вегетации. Наиболее существенное увеличение общего содержания углеводов было у растений низкоурожайного сорта Тулунская-12.

Результаты по влиянию грибов Trichoderma asperellum на суммарное содержание белков в листьях пшеницы показали, что в опытных вариантах содержание данных метаболитов больше по сравнению с контрольными

118 растениями. Как и в случае с углеводами наиболее существенное влияние проявилось на низкоурожайном сорте Тулунская-12.

О влиянии Тпскос1егта аБрегеПит на фотосинтетический аппарат судили по термоиндуцированным изменениям нулевого уровня флуоресценции хлорофилла. Рассчитывали вариабельную флуоресценцию, которая характеризует эффективность захвата энергии возбуждения открытыми РЦ ФС II; термоустойчивость исследуемых растений и соотношение гранальной и агранальной структуры хлоропластов. Исходя из результатов термоиндуцировнных изменений нулевого уровня флуоресценции хлорофилла можно сделать заключение, что у растений, обработанных спорами гриба ТпскснЯегта азрегеИит, независимо от условий выращивания, преобладает гранальная организация хлоропластов в сравнении с контрольными растениями. Значения вариабельной флуоресценции, у обработанных ТНскойегта аБрегеПит растений, значительно выше, что позволяет сделать вывод о том, что эффективность захвата световой энергии возбуждения открытыми реакционными центрами ФС II у данных растений выше, что согласуется с данными, полученными по содержанию хлорофилла. Фотосинтетический аппарат растений пшеницы, обработанных грибами ТНскойегта азрегеПит более устойчив к нагреванию.

В настоящее время вопрос о влиянии микроорганизмов на фотосинтетический аппарат растений является мало изученным и требует более детального рассмотрения. Результаты исследований по влиянию грибов ТпсНойегта азрегеИит на первичные процессы фотосинтеза показали, что ТНсНос1егта азрегейиш не оказывала достоверного влияния на насыщающую скорость фотосинтеза; характер световой кривой растений, обработанных данными грибами, совпадал со световой кривой, характерной для контрольных растений. Анализ индукционной кривой при переходе «темнота-свет» показал, что обработка растений грибами Тпс1юс1егта азрегейит не нарушает скорость электронного транспорта.

Показано, что во время индукционной кривой происходит изменение компонентов тушения. Установлено, что Trichoderma asperellum способствовала снижению значения нефотохимического компонента тушения, а следовательно, в обработанных растениях происходила более интенсивная зарядка мембраны, ускорялся отток - градиента на синтез АТФ, а затем на темновые реакции, что в свою очередь способствовало накоплению основных метаболитов. Результаты согласуются с данными, полученными по влиянию микроорганизмов на содержание белков и углеводов в растении.

Известно, что почвенные микроорганизмы активно взаимодействуют с растениями и могут оказывать как положительные, так и отрицательные эффекты на их рост и развитие. Наиболее опасным для растений пшеницы патогеном являются представители рода Fusarium, вызывающие поражение надземной и корневой части растений. Как было показано в данной работе Fusarium sporotrichioides оказывал ингибирующее действие на ростовые процессы пшеницы: уменьшалась длина надземной части; снижалось накопление сырой и сухой биомассы; уменьшалась площадь ассимиляционной поверхности. Данный патоген оказывал ингибирующее действие на насыщающую скорость фотосинтеза, уменьшал значение скорости электронного транспорта, квантового выхода и фотохимического компонента тушения. В тоже время, значение нефотохимического компонента тушения у зараженных растений увеличивалось, что в последствии может привести к замедлению оттока АТФ на темновые реакции и замедлить образование основных метаболитов.

Результаты исследований, по выяснению влияния грибов Trichoderma asperellum на растения, зараженные Fusarium sporotrichioides, показали, что Trichoderma снимало ингибирующий эффект данного патогена и значение всех исследуемых параметров были на уровне контрольных или же достоверно превышали их.

Таким образом, нормальное функционирование высших растений происходит при их тесном взаимодействии с микроорганизмами. Микроорганизмы, заселяющие ризосферу, определяют рост, развитие и в конечном счете продуктивность растений. Интродукция микроорганизмов в прикорневую зону растений может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на формирование урожая и восприимчивость растений к различного рода болезням. Благоприятное воздействие грибов ТИскснЗегта аБрегеНит на растение может осуществляться за счет подавления фитопатогенных микроорганизмов. Показано, что эффективность действия ТпскснЗегта аярегеПит зависит от сортовой специфики растений. На взаимодействие растений с данными микроорганизмами большое влияние оказывают условия внешней среды, их наибольшая эффективность проявляется в условиях светокультуры. Грибы ТгшИос1егта аэрегеПит оказывали существенное влияние на физиолого-морфологические параметры растений, на накопление белков и углеводов, содержание хлорофилла, изменяли соотношение форм хлорофиллов а и Ь, влияли на эффективность работы фотосистем, способствовали повышению устойчивости растений к повышенным температурам, на кинетические параметры индукционной кривой флуоресценции.

Результаты, полученные в ходе выполнения данной диссертационной работы, внесут определенный вклад в исследования по изучению физиолого-биохимических процессов происходящих в растении в ответ на действие грибов рода Тпскос1егта. Оказывая влияние на комплекс физиолого-биохимических программ, протекающих в растении, использование грибов рода ТпскснЛегта является перспективным направлением в повышении продуктивности сельскохозяйственных культур.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Долинская, Евгения Викторовна, Красноярск

1. Александрова A.B., Великанов JI.JL, Сидорова И.И., Сизова Т.П. Влияние гриба Trichoderma harzianum на почвенные микромицеты // Микология и фитопатология, 2000. Т.37. Вып. 3. С.68-78.

2. Алимова Ф.К., Куликов С.Н., Захарова Н.Г., Немцев C.B., Варламов В.П. Биопрепараты с разным механизмом действия для борьбы с грибными болезнями картофеля // Прикл. Биохим. и микробиол. 2006. Т. 42, № 1. С. 86-92.

3. Андреев Л.Н., Талиева М.Н. Физиологические аспекты иммунитета растений. Облигатный паразитизм. Цитофизиологические аспекты. М.: 1991, Наука 5-12.

4. Антонюк Л.П. Регуляция метаболизма Azospirillum brasilense Sp245: особенности азотного обмена и влияние лектина пшеницы (агглютинина зародышей пшеницы): автореф. дис. д-ра биол. наук. М., 2002.

5. Архипова Т.Н., Анохина Н.Л. Влияние инокуляции цитокинин-продуцирующими микроорганизмами на рост растений пшеницы при повышении уровня минерального питания // Физиология растений. 2009. Т. 56, № 6. С. 899-905.

6. Аспите А.Ф., Швинка Ю.Э., Стрикаускас C.B. Использование триходермина для защиты растений от фитопатогенных микромицетов //Вестник с.-х. наук. 1981. №9. С. 114-118.

7. Беспалова А.П. Биометоду развиваться // Защита и карантин растений. 2000. № 9. С. 18.

8. Билай В.И., Курбацкая З.А. Определитель токсинообразующих микромицетов // Киев: Наук. Думка, 1990. 236 с.

9. Билай, В.И. Основы общей микологии // Киев: Вища школа, 1960.

10. Большой практикум по фотосинтезу: учеб. пособие для студ. вузов / В.Ф. Гавриленко, Т.В. Жигалова; под ред. И.П. Ермакова. М.: Академия, 2003. 256 с.

11. Бондаренко Н.В. Биологическая защита растений // М.: Агропромиздат, 1986. 278 с.

12. Воронин А.М. Ризосферные бактерии рода Pseudomonas, способствующие росту и развитию растений // Соросовский образ, журн. 1998. Т. 35, № Ю. С. 25-32.

13. Валуева Т.А., Мосолов В.В. Роль ингибиторов протеолитических ферментов в защите растений // Успехи биологической химии. 2002. Т. 42. С. 193-216.

14. Васюкова Н.И., Озерецковская O.JI. Жасмонат-зависимая защитная сигнализация в тканях растений // Физиология растений. 2009. Т. 56, №5. С. 643-654.

15. Васюкова Н.И., Озерецковская О. Л. Индуцированная устойчивость растений и салициловая кислота // Прикл. биохимия и микробиология. 2007. Т. 43, №4. С. 405-411.

16. Гаевский, H.A., Сорокина Г.А., Гольд В.М., Миролюбская И.В.

17. Сезонные изменения фотосинтетического аппарата древесных и124кустарниковых растений // Физиология растений. 1991. Т. 38, вып. 4. С. 685-692.

18. Гаевский H.A., Сорокина Г.А., Гольд В.М., Ладыгин В.Г., Гехман A.B. Изучение природы термоиндуцированных изменений флуоресценции хлорофилла с использованием мутантов Chi. reinhardii. // Физиология растений. 1985. Вып.32, N.4. С.674-680.

19. Гаевский H.A., Ладыгин В.Г., Гольд В.М. Новые данные о природе высокотемпературного подъема флуоресценции хлорофилла. // Физиология растений. 1989. Вып.36, N.2. С.274-277.

20. Георгиева О., Георгиев Г. Применение триходермина при культивировании томата на искусственных субстратах // Гавриш. 2007. №1. С. 29-31.

21. Голованова Т.И., Аксентьева A.A. Физиолого-морфологические параметры растений под действием спор гриба Trichoderma II Вестник КрасГУ. Серия Естественные науки. 2003. С. 134-139.

22. Голованова Т.И., Белоног Н.П., Горбанева Т.Б. Физиология ратений: учебное пособие. Красноярск: Краснояр. гос. ун-т. 2003. 56 с.

23. Голованова Т.И., Бугакова А.Н. Физиология растений: малый практикум. Красноярск, 1993. 30 с.

24. Голованова Т.И., Долинская Е.В., Костицыны Ю.Н. Влияние грибов рода Trichoderma на ростовые процессы растений пшеницы Электронный ресурс. // Исследовано в России: электрон, научн. журн. http: // zhurnal. аре. relam. ru /articles/2008/013. pdf. 10 с.

25. Голованова Т.И., Долинская Е.В., Сичкарук Е.А. Взаимоотношения почвенного гриба Trichoderma и яровой пшеницы // Вестник КрасГАУ. 2009. Т. 7. С. 102-107.

26. Голованова Т.И., Долинская Е.В., Сичкарук Е.А. Роль грибов рода Trichoderma в повышении урожайности пшеницы и ячменя // Вестник КрасГАУ. 2009. Т. 6. С. 53-58.

27. Голованова Т.И., Литовка Ю.А., Долинская Е.В., Сичкарук Е.А., Валиулина А.Ф., Схиладзе O.JI. Взаимоотношения пшеницы с микроорганизмами прикорневой зоны растений // Вестник КрасГАУ. Красноярск. 2010. Т. 9. С. 90-97

28. Гольд В.М., Гаевский H.A., Григорьев Ю.С., Гехман A.B., Попель-ницкий В.А. Теоретические основы и методы изучения флуоресценции хлорофилла. Красноярск: Изд-во КГУ, 1984. 84 с.

29. Горбачева Л.А., Дударева H.A., Салганик Р.И. Молекулярные механизмы устойчивости растений к патогенам // Успехи современной биологии. 1991. Т. 111. С. 122-136.

30. Громов Б.В., Павленко Г.В. Экология бактерий: Учеб. Пособие // Л.: Изд-во ЛГУ. 1989. 248 с.

31. Громовых Т.И., Гукасян В.М., Голованова Т.И., Шмарловская C.B. Trichoderma harzianum Rifai Aggr. как фактор повышения устойчивости томатов к возбудителям корневой гнили // Микология и фитопатология. 1998. Т. 32, вып. 2. С. 73—78.

32. Громовых Т.И., Литовка Ю.А., Громовых B.C., Махова Е.Г. Эффективность действия Trichoderma asperellum (штамм МГ 97) на развитие фузариоза на сеянцах Larix sibirica II Микология и фитопатология. 2002. Т. 36, вып. 4. С. 70-75.

33. Дерфлинг К. Гормоны растений. Системный подход. М.: Мир, 1985.304 с.

34. Джавадиан Н., Каримзаде Г., Мафузи С., Ганати Ф. Вызванные холодом изменения активности ферментов и содержания пролина, углеводов и хлорофиллов у пшеницы // Физиология растений. 2010. Т. 57, № 4. С. 580-588.

35. Досон Р., Эллиот Д., Эллиот У., Джонс К. Справочник биохимика. М.: Мир, 1991. 544 с.

36. Дунаевский Я.Е., Цыбина Т.А., Белякова Г.А., Домаш В.И., Шарпио Т.П., Забрейко С.А., Белозерский М.А. Ингибиторы протеиназ как антистрессовые белки высших растений // Прикладная биохимия и микробиология. 2005. Т. 41, № 4. С. 392-396.

37. Дятлова К. Д. Микробные препараты в растениеводстве // Соросовский журнал. 2001. Т. 7, № 5. С. 17-22.

38. Егураздова A.C., Каверзина Т.Д. Современные направления биологической борьбы с болезнями сельскохозяйственных культур. М.: ВНИИТЭИСХ, 1979. 56 с.

39. Блинов Н.П. Основы биотехнологии: для студентов ин-тов; аспирантов и практ. работников. СПб.: Наука. 1995. 600 с.

40. Захарычев В.В. Фитогормоны, их аналоги и антагонисты в качестве гербицидов и регуляторов роста растений. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 1999. 56 с.

41. Каменева C.B., Муронец Е.М. Генетический контроль процессов взаимодействия бактерий с растениями в ассоциациях // Генетика. 1999. Т. 35, № 11. С. 1480-1494.

42. Кацы Е.И. Генетико-биохимические и экологические аспекты подвижности и хемотаксиса у фитопатогенных, симбиотических и ассоциированных с растениями бактерий // Успехи современной биологии. 1996. Т. 116, № 5. С. 579-593.

43. Кацы Е.И. Молекулярная генетика ассоциативного взаимодействия бактерий и растений: состояние и перспективы исследований. М.: Наука, 2007. 86 с.127

44. Кожухарь Т.В., Кириченко Е.В., Кохан С.С. Влияние минеральных удобрений и предпосевной обработки семян биологическими препаратами на содержание хлорофилла в листьях озимой пшеницы // Агрохимия. 2010. № 1. С. 61-67.

45. Коломбет JI.B. Грибы рода Trichoderma как продуценты биофунгицидов: прошлое, настоящее, будущее // Современная микология в России: тез. докл. первого съезда микологов. Москва, 2002. С. 229.

46. Кособрюхов A.A. Активность фотосинтетического аппарата при периодическом повышении концентрации СОг // Физиология растений. 2009. Т. 56, № 1. С. 8-16.

47. Кравченко JI.B., Азарова Т.С., Макарова Н.М., Тихонович И.А. Роль триптофана в корневых экзометаболитах для фитостимулирующей активности ризобактерий // Микробиология. 2004. Т. 73, № 2. С. 195-198.

48. Красильников H.A. Микроорганизмы почвы и высшие растения. М.: Изд-во АН СССР, 1958. 463 с.

49. Кривич H.JL, Канивец Н.И. Гриб Trichoderma lignorum и его роль в увеличении плодородия почвы и повышения количества сельскохозяйственных культур // Микология и фитопатология. 1981. Т. 15, вып. 23. С. 117-121.

50. Кругова Е.Д. Специфические стратегии клубеньковых и фитопатогенных бактерий при инфицировании бактерий // Физиология и биохимия культ, растений. 2009. Т. 41, № 1. С. 3-15.128

51. Кузьмина Л.Ю., Мелентьев А.И. Колонизация ризосферы яровой пшеницы бактериями рода Bacillus cohn при бактеризации семян // Микробиология. 2003. Т. 72, № 2. С. 268-274.

52. Кулаева О.Н., Кузнецов В.В. Новейшие достижения и перспективы в области изучения цитокининов // Физиология растений. 2002. Т. 49, №4. С. 1-15.

53. Лутова Л.А., Проворов H.A., Тиходеев О.Н., Тихонович И.А., Ходжайова Л.Т., Шишкова С.О. Генетика развития растений. СПб.: Наука, 2000. 539 с.

54. Максимов И.В. Абсцизовая кислота во взаимоотношениях растений и микроорганизмов // Физиология растений. 2009. Т. 56, № 6. С. 824835.

55. Маркович H.A., Кононова Г.Л. Литические ферменты Trichoderma и их роль при защите растений от грибных болезней // Прикл. Биохим. и микробиол. 2003. Т. 39, №4. С. 389^00.

56. Маслова Т.Г., Мамушина Н.С., Шерстнева O.A., Буболо Л.С., Зубкова Е.К. Структурно-функциональные изменения фотосинтетического аппарата у зимневегетирующих хвойных растений в различные сезоны года // Физиология растений. 2009.Т. 56, № 5. С. 672-681.

57. Медведев С.С. Физиология растений. СПб: изд-во С-Петерб. Ун-та. 2004. 336 с.

58. Межунц Б.Х., Навасардян М.А., Саргсян Т.А. Параметры продуктивности и биохимического состава двух видов рода Taraxacum L., произрастающих в разных вертикальных поясах // Поволжский эколог, журнал. 2010. № 3. С. 283-290.

59. Мелентьев А.И. Аэробные спорообразющие бактерии Bacillus Cohn в агроэкосистемах. М.: Наука, 2007. 147 с.

60. Мельникова H.H., Омельчук C.B. Влияние семенных экссудатов бобовых растений на формирование бобово -ризобиального симбиоза // Прикладная биохимии и микробиология. 2009. Т. 45, № 3. С. 331-337.

61. Мерзаева О.В., Широких И.Г. Колонизация актиномицетами различных родов прикорневой зоны растений // Микробиология. 2006. Т. 75, №2. С. 271-276.

62. Минаева О.М., Акимова Е.Е., Семенов С.Ю. Антагонистическое действие на фитопатогенные грибы и стимулирющее влияние на рост и развитие растений формальдегидутилизирующих бактерий Pseudomonas sp. В -6798

63. Мир растений // под ред. A.JT. Тахтаджяна. М.: Просвещение, 1991. Т. 2. 479 с.

64. Мишина О.С., Белопухов C.JL, Прусакова Л.Д. Физиологические основы применения регуляторов роста циркона и карвитола для увеличения продуктивности гречихи // Агрохимия. 2010. № 1. С. 42—54.

65. Мишке И.В. Микробные фитогормоны в растениеводстве. Рига: Зинатне, 1998. 151 с.

66. Молекулярные основы взаимоотношений ассоциативных микроорганизмов с растениями // под ред. В.В. Игнатова. М.: Наука, 2005. 262 с.

67. Монастырский O.A. Токсины фитопатогенных грибов // Защита и карантин растений. 1996. №3. С. 12-14.

68. Моргун В.В., Коць С.Я., Кириченко Е.В. Ростстимулирующие ризобактерии и их практическое применение // Физиология и биохимия культ, растений. 2009. Т. 41, № 3. С. 187-207.

69. Муратова А.Ю, Голубев С.Н., Мербах В., Турковская О.В. Биохиические и физиологические особенности взаимодействия Sinorhizobium meliloti и Sorghum bicolor в присутствии фенантрена //

70. Микробиология. 2009. Т. 78, № 3. С. 347-354.130

71. Мустаев Ф.А., Власова O.A., Умаров A.A. Влияние регулятора роста навруз на физиолого-биохимические показатели растений и урожайность хлопчатника // Агрохимия. 2009. № 8. С. 30-34.

72. Нестеренко Т.В., Шихов В.Н., Тихомиров A.A. Термоиндукция флуоресценции хлорофилла и возрастное состояние листьев высших растений // Физиология растений. 2001. Т. 48, № 3. С. 282-290.

73. Никитишен В.И., Терехова Л.М., Личко В.И. Формирование ассимиляционного аппарата и продуктивность фотосинтеза растений в различных условиях минерального питания // Агрохимия. 2007. № 8. С. 35-43.

74. Ничипорович A.A., Строгонова Л.Е., Чмора С.И., Власова М.П. Фотосинтетическая деятельность растений в посевах // М.: Изд-во АН СССР, 1961. 136 с.

75. Озерецковская О.Л. Индуцирование устойчивости растений // Аграрная Россия. 1999. Т. 1. С. 4-9.

76. Паршина З.С., Паршина Г.Н. Пигменты и фотохимическая активность хлоропластов озимой пшеницы. Алма-Ата: Наука, 1983. 140 с.

77. Пересыпкин В.Ф. Сельскохозяйственная фитопатология. М.: Агропромиздат, 1987. 480 с.

78. Полевой В.В. Физиология растений. Л.: Изд-во ЛГУ, 1989.

79. Полевой В.В. Фитогормоны. Л.: Изд-во ЛГУ, 1982. 248 с.

80. Поликсенова В.Д. Индуцированная устойчивость растений к патогенам и абиотическим стрессовым факторам // Вестник БГУ. Серия 2. 2009. № 1.С. 48-60.

81. Полянская Л.М., Ведина О.Т., Лысак Л.В., Звягинцев Д.Г. Стимуляция роста растений культурами Beigerinckia и Clostridium // Микробиология. 2002. Т. 71, № 1. С. 123-129.

82. Полянская Л.М., Толстихина Т.Е., Кочкина Г.А., Иванушкина Н.Е., Звягинцев Д.Г. Закономерности прорастания конидий фитопаогенных грибов // Микробиология. 2004. Т. 73, № 4. С. 455-460.

83. Попкова К.В. Общая фитопатология. М.: Агропромиздат, 1989. 399 с.

84. Проценко М.А. Роль реакций, связанных с формированием растительной клетки, при действии биотрофного гриба на клетку-хозяина// Физиология растений. 1996. Т. 43. С. 765-772.

85. Романов Г.А., Медведев С.С. Ауксины и цитокинины в развитии растений. Последние достижения в исследовании фитогормонов. Второй международный симпозиум // Физиология растений. 2006. Т. 53, №2. С. 309-319.

86. Рубин А.Б. Биофизика, т. 1. М.: Книжныйдом «Университет», 1999. С. 372-418.

87. Рубин А.Б., Кренделева Т.Е. Регуляция первичных процессов фотосинтеза// Успехи биологической химии. 2003. Т. 43. С. 225-266.

88. Салина О.А., Лугаускас А.Ю., Жарикова Г.Г., Великанов JI.JL, Лихачев А.Н. Влияние грибов рода Trichoderma на некоторые почвенные микроорганизмы // Микробные сообщества и их функционирование в почве. Киев: Hayкова думка, 1986. С. 195-199.

89. Сариева Г.Е., Кенжебаева С.С., Лихтенталер Х.К. Адаптационный потенциал фотосинтеза у сортов пшеницы с признаком «свернутый лист» при действии высокой температуры // Физиология растений. 2010. Т. 57, № 1. С. 32-41.

90. Сборник лабораторных работ по физиологии растений / Под ред. Гольда В.М. Красноярск: Изд-во Красноярский госуниверситет, 1972. 178 с.

91. Свами К.Н., Рао С.С.Р. Влияние 24-эпибрассинолида на рост, фотосинтез и содержание эфирных масел у растений Pelargonium graveolens П Физиолоия растений. 2009. Т. 56, № 5. С. 682-687.

92. Сейкетов Г.Ш. Грибы рода Триходерма и их использование в практике. Алма-Ата: Наука, 1982. 248 с.

93. Сичкарук Е.А., Голованова Т.И. Влияние спор гриба рода Ttrichoderma на различные группы микроорганизмов в ризосфере растений // 2006

94. Скворцов Е.В. Биосинтез ксиланаз аборигенными изолятами Trichoderma II Вестник Казанского технологического университета. 2005. № 1.С. 251-255.

95. Скворцов Е.В., Алимова Ф.К., Абузярова Д.М. Исследование ферментных препаратов грибов p. Trichoderma, гидролизующие пентозаны ржи // Вестник Татарского отделения Российской экологической академии. 2004. №2. С. 14-18.

96. Смирнов В.В., Киприанова Е.А. Бактерии рода Pseudomonas. Киев: Наук. Думка, 1990. 264 с.

97. Тарчевский И.А. Элиситор-индуцируемые сигнальные системы и их взаимодействие // Физиология растений. 2000. Т. 47. С. 321-331.

98. Тихонович И.А., Проворов H.A. Симбиогенетика микробно-растительных взаимодействий // Экологическая генетика. 2003. Т. I. С. Ъв-Ав.

99. Трифонова Е.А., Кочетов A.B., Шумный В.К. Молекулярные механизмы системной устойчивости растений к вирусным инфекциям и способы повышения вирусоустойчивости путем трангенеза // Успехи современной биологии. 2007. Т. 127, № 1. С. 13-24.

100. Усманов И.Ю., Рахманкулова З.Ф., Кулагин А.Ю. Экологическая физиология растений. М.: Логос, 2001. С. 223.

101. Федулов Ю.П., Подушин Ю.В. Содержание и соотношение хлорофиллов в листьях озимой пшеницы в зависимости от агротехнических приемов ее выращивания // Научный журнал КубГАУ. 2009. № 51, вып. 7. С. 1-13.

102. Хакимова Н.Т., Маннанов Р.Н. Микрофлора больных растений пшеницы // Защита и карантин растений. 2001. № 12. 35 с.134

103. Халид А., Ахтар М. Дж., Махмуд М.Х., Аршад М. Влияние индуцированной субстратом микробной продукции этилена на рост растений // Микробиология. 2006. Т. 75, № 2. С. 277-283.

104. Цавкелова Е.А., Климова С.Ю., Чердынцева Т.А., Нетрусов А.И. Микроорганизмы продуценты стимуляторов роста растений и их практическое применение // Прикл. биохимия и микробиология. 2006. Т. 42, №2. С. 133-143.

105. Шакирова Ф.М. Неспецифическая устойчивость растений к стрессовым факторам и ее регуляция. Уфа: Гилем, 2001. 160 с.

106. Шевелуха B.C., Калашникова Е.А., Дегтярев С.В. и др. Сельскохозяйственная биотехнология // М.: Высш. шк. — 1998. 416 с.

107. Широкова Н.П. Действие картолина на содержание хлорофилла, рост и продуктивность сортов пшеницы Омская —23 и Росинка // Вестник ТГПУ. 2010. Т. 93, №. 3. С. 18-21.

108. Якименко Е.Е. Микромицеты почв лесных питомников // Микология и фитопатология. 1992. Т. 26, вып. 6. С. 480-485.

109. Arshad М., Fankenberger W. Т. Jr. Ethylene: Agricultural Sources and Applications. New York: Kluwer Academic Publishers. 2002. 342 p.

110. Bais Harsh P., Broecking C.D., Vivanco J.M. Root exudates modulate plant-microbe interactions in the rhizosphere // Secondary metabolites in soil ecology. Soil biology /Р. Karlovsky (ed.). 2008. 14: P. 241-252.

111. Bakker P.A., Pieterse C.J., van Loon L.C. Induced Systemic Resistance by Fluorescent Pseudomonas spp. Phytopathology. 2007. Vol. 97. P. 239243.

112. Bakker P. A., Raaijmakers J.M., Bloemberg G.V, Hofte M., Lemanceau P., Cooke M. New perspectives and approaches in plant growth-promoting rhizobacteria research // Eur. J. Plant Pathol. 2007. Vol. 119. P. 241-242.

113. Barbosa M.A.G., Rehn K.G., Menezes M., Mariano R. de L. Antagonism of Trichoderma Species on Cladosporium Herbarum and their enzymatic characterization // Brazilian Journal of Microbiology. 2001. Vol. 32. P. 98-104.

114. Barea J-M., Azcon R., Azcon-Aguilar C. Mycorrhizosphere interactions to improve plant fitness and soil quality // Antonie van Leeuwenhoek. 2002. Vol. 81. P. 343-351.

115. Berg G. Plant-microbe interactions promoting plant growth and health: perspectives for controlled use of microorganisms in agriculture // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2009. Vol. 84. P: 11-18.

116. Bernhardt K., Trissl H-W. Theories for kinetics and yields of fluorescence and photochemistry: how, if at all, can different models of antenna organization be distinguished experimentally? // Biochim. Biophys. Acta. 1999. Vol. 1409. P. 125-142.

117. Bjorkman T. Effect of Trichoderma colonization on auxin-mediated regulation of root elongation // Plant Growth Regulation. 2004. Vol. 43. P. 89-92.

118. Bloemberg G.V., Camacho Carvajal M.M. Microbial interactions with plants: a hidden world? // Schulz B, Boyle C, Sieber TN, Eds., Microbial root endophytes. Soil Biology, Vol. 9, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, Germany, pp. 321-336.

119. Bonanomi G., Vinale F., Scala F. The Role of Natural Products in Plant Microbe Interactions // Plant-derived Natural Products. Part 3, 2009. P. 301320.

120. Bonkowski M., Villenave C., Griffiths B. Rhizosphere fauna: the functional and structural diversity of intimate interactions of soil fauna with plant roots // Plant Soil. 2009. Vol. 321. P. 213-233.

121. Brownleader M.D., Hopkins J., Mobasheri A. Role of extentin peroxidase in tomato {Lycopersicon esculentum Mill) seedling growth // Planta. 2000. Vol. 210. P. 668-676.

122. Burd GI, Dixon DG, Glick BR. Plant growth-promoting bacteria that decrease heavy metal toxicity in plants // Can Microbio. 2000. 46:237-245.

123. Butler W.L. Energy distribution in the photochemical apparatus of photosynthesis // Annu Rev. Plant Physiol. 1978. Vol. 29. P. 345-378.

124. Chaudhry Q., Blom-Zandstra M., Gupta S., Joner E.J. Utilizing the synergy between plants and rhizosphere microorganisms to enhance breakdown of organic pollutants in the environment // Environ Sci Poll Res. 2005. Vol. 12. P. 34-48.

125. Chaur-Tsuen Lo, Chien-Yih Lin Screening Strains of Trichoderma spp. For Plant Growth Enhancement in Taiwan // Plant Pathology Bulletin. 2002. Vol. 11. P. 215-220.

126. Chinnasamy G. A proteomics perspective on biocontrol and plant defense mechanism // Siddiqui Z. A. (ed.). PGPR: Biocontrol and Biofertilization. 2005. P. 233-255.

127. Cooper R.M. In: Genetics and Plant Pathogenesis // L.: Sci. Publ. 1987. P. 261-281.

128. Cornels H., Ichinose Y., Barz W. Characterization of cDNAs encoding two glycine-rich proteins in chickpea {Cicer arietinum L): accumulation in response two fungal infection and other stress factors // Plant Sci. 2000. Vol. 154. P. 83-88.

129. Daly J.M., Knoche H.W. The chemistry and biology of pathotoxins exhibiting host-selectivity // Adv Plant Pathology. 1982. Vol. 1. P. 83-138.

130. Dau H. Molecular mechanisms and quantitative models of variable photosystem II fluorescence // Photochem. Photobiol. 1994. Vol. 60. P. 1— 23.

131. Desjardins A.E., VanEtten H.D. Partial puritication of pisatin demethylase, a cytochrome P-450 from the pathogenic fungus Nectria haematococca//Arch. Mikrobiol. 1986. Vol. 144. P. 84-90.

132. Dey P.M., Brownleader M.D., Pantelides A.T. et al. Extensin from suspensioncultured potato cells: a hydroxyprolin-rich glycoprotein, devoid of agglutinin activity // Planta. 1997. Vol. 202. P. 179-187.

133. Dixon R.A., Bowell G.P., Robbins M.P., Handan M.A.M. In: Biol, and Molecular Biol, of Plant-Pathogen Interaction // Springer-Verlag. 1986. P. 221-234.

134. Dixon RA, Palva N.L. Stress-induced phenylpropanoid metabolism // Plant Cell. 1995. Vol. 7. P. 1085-1097.

135. Dong X. SA, IA, ethylene and disease resistance in plants // Curr. Opin. Plant Biol. 1998. Vol. l.P. 316-323.

136. Dubois, M., Gilles, K.A., Hamilton, Y.K., Reber, P.A., Smith, F.: Colometric method for determination of sugars and related substances // Analytical Chemistry. 1956. Vol. 28. P. 350-356.

137. Engelberth J., Koch T., Kuhnemann F., Boland W. Channel forming peptaibols are potent elicitors of plant secondary metabolism and tendril coiling // Agnew Chem. Int. Ed. Engl. 2000. Vol. 39. P. 1860-1862.

138. Esposito E., da Silva M. Systematics and Environmental Application of the Genus Trichoderma II Critical Reviews in Microbiology. 1998. Vol. 24, N. 2. P. 89-98.

139. Genty B., Briantais J-M., Baker N.R. The relationship between the quantum yield of photosynthetic electron transport and quenching of chlorophyll fluorescence // Biochim. Biophys. Acta. 1989. Vol. 990. P. 8792.

140. Glazebrook J., Ton J. Biotic interactions Recurring themes and expanding scales Editorial overview // Current Opinion in Plant Biology. 2007. Vol. 10. P. 331-334.

141. Glick BR, Patten CL, Holguin G, Penrose GM Biochemical and genetic mechanisms used by plant growth promoting bacteria. Imperial College Press. London, 1999.

142. Govindjee. Sixty-three years since Kautsky: Chlorophyll a fluorescence // Aust. J. Plant Physiol. 1995. Vol. 22. P. 131-160.

143. Gray E.J., Smith D.L. Intracellular and extracellular PGPR: Communalities and distinctions in the plant-bacterium signalling processes // Soil Biol Biochem. 2005. Vol. 37. P. 395^12.

144. Haas D., Defago G. Biological control of soil-borne pathogens by fluorescent pseudomonas // Nat. Rev. Microbiol. 2005. Vol. 3, № 4. P. 307319.

145. Hammond-Kosack K.E., Gones G.D.G. Resistance gene dependent plant defence responses // Plant Cell. 1996. Vol. 8. P. 1773-1791.

146. Harman G.E., Howell Ch.R., Viterbo A., Chet I., Lorito M. Trichoderma species — opportunistic, avirulent plant symbionts // Nature reviews, Microbiology. 2004. V. 2. P. 43-56.

147. Harrison J., Jamet A., Muglia C.I. et al. Glutathione plays a fundamental role in growth and symbiotic capacity of Sinorhizbium meliloty II J. Bacteriol. 2005. Vol. 187. P. 168-174.

148. Holland M.A. Are Cytokinins Produced by Plants? // Plant Physiol. 1997. Vol. 115. P. 865-868.

149. Howell C.R. Mechanism employed by Trichoderma species in the biological control of plant diseases: the history and evolution of current concepts // Plant Disease. 2003. Vol. 87. P. 4-10.

150. Iqbal A., Pichtel J., Hayat S. Plat-bacteria interactions strategies and techniques to promote plant growth // WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim. 2009. 310 p.

151. Jones D.L. , Hodge , A. and Kuzyakov , Y. Plant and mycorrhizal regulation of rhizodeposition IINew Phytol. 2004. Vol. 163. P. 459 480.

152. Khan MS, Zaidi A, Wani PA, Oves M. Role of plant growth promoting rhizobacteria in the remediation of metal contaminated soils // Environ Chem Lett. 2009. Vol. 7. P. 1-19.

153. Klein D., Eveleigh D.E. Ecology of Trichoderma. In: Kubicek, C.P., Harman, G.E. (Eds.), Trichoderma and Gliocladium II Vol. 1. Basic Biology, Taxonomy and Genetics. Taylor and Francis Ltd., London, 1998. P. 57-74.

154. Knoll D., Schreiber L. Plant-Microbe Interactions: Wetting of Ivy {Hedera helix L.) Leaf Surfaces in Relation to Colonization by Epiphytic // Microorganisms Microb Ecol. 2000. Vol. 41. P. 33^12.

155. Kolattukudu P.E., Rogers L.M., Li D et al. Surface signaling in pathogenesis // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1995. Vol. 92. P. 4080-4087.

156. Kramer D.M., Johnson G., Kiirats O., Edwards G.E. New flux parameters for the determination of QA redox state and excitation fluxes //

157. Photosynthesis Res. 2004. Vol. 79. P. 209-218.

158. Krause G.H., Weis E. Chlorophyll fluorescence and photosynthesis: The basics // Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1991. Vol. 42. P. 313-349.

159. Kubicek C.P., Baker S.E., Gamauf C., Kenerley C.M. and Druzhinina I. S. Purifying selection and birth-and-death evolution in the class II hydrophobin gene families of the ascomycete Trichoderma II Hypocrea, BMC Evol. Biol. 2007. Vol. 10. P. 4-8.

160. Kubicek C.P., Mach R.L., Peterbauer C.K., Lorito M. Trichoderma: from genes to biocontrol // Journal of Plant Pathology. 2001. Vol. 83. P. 11— 23.

161. Lambers H., Mougel Ch., Jaillard B., Hinsinger Ph. Plant-microbe-soil interactions in the rhizosphere: an evolutionary perspective // Plant Soil. 2009. Vol. 321. P. 83-115.

162. Lemanceau P, Bauer P, Kraemer S, Briat J-F. Iron dynamics in the rhizosphere as a case study for analyzing interactions between soils, plants and microbes // Plant Soil. 2009. Vol. 321. P. 513-535.141

163. Li D-W. LaMondia J. Airborne fungi associated with ornamental plant propagation in greenhouses // Aerobiologia. 2010. Vol. 26. P. 15-28.

164. Liu L., Jiang C.Y., Liu X.Y., Wu J.F., Han J.G., Liu S.J. Plant-microbe association for rhizoremediation of chloronitroaromatic pollutants with Comamonas sp. strain CNB-1 I I Environ Microbiol. 2007. Vol. 9. P. 465473.

165. Liu Y., Wang H., Sun X., Yang H., Wang Y., Song W. Study on Mechanisms of Colonization of Nitrogen-Fixing PGPB, Klebsiella pneumoniae NG14 on the Root Surface of Rice and the Formation of Biofilm // Curr Microbiol. 2011. Vol. 62. P. 1113-1122.

166. Logan B.A., Adams III W.W., Demmig-Adams B. Avoiding common pitfalls of chlorophyll fluorescence analysis under field conditions. Funct // Plant Biol. 2007. Vol. 34. P. 853-859.

167. Mauch-Mani B, Slusarenko A.J. Production of salicylic acid precursors is a major function of phenylalanine ammonia-lyase in the resistance of Arabidopsis to Peronospora parasitica II Plant Cell. 1996. Vol. 8. P. 203212.

168. Mauch-Mani B., Metraux J-P. Salicylic acid and systemic acquired resistance to pathogen attack // Annals Bot. 1998. Vol. 82. P. 535-540.

169. Mausam V., Brar S.K., Tyagi R.D., Surampalli R.Y., Val'ero J.R. Antagonistic fungi, Trichoderma spp.: Panoply of biological control // Biochemical Engineering Journal. 2007. Vol. 37. P. 1-20.

170. Maxwell K., Johnson G.N. Chlorophyll fluorescence a practical guide // J. Exp. Bot. 2000. Vol. 51. P. 659-668.

171. Mazan D., Esquerre-Tugayi M.T. In: Biol, and Molecular Biol, of Plant-Pathogen Interaction // Springer-Verlag. 1986. P. 245-254.

172. Metraux J.P., Signer H. Increase in salicylic acid at the onset of systemic acquired resistance in cucumber // Science. 1990. Vol. 250, № 4983. P. 1004-1006.

173. Metraux J-P., Nawrath, Ch., Genoud T. Systemic acquired resistance // Euphytica. 2002. Vol. 124. P. 237-243.

174. Meziane H., Van Der Sluis I., Van Loon L.C., Hofte M., Bakker P.A. H.M. Determinants of Pseudomonas putida WCS358 involved in inducing systemic resistance in plants // Molecular Plant Pathology. 2005. Vol. 6, N. 2. P. 177-185.

175. Miillenborn C., Steiner U., Ludwig M., Oerke E-C. Effect of fungicides on the complex of Fusarium species and saprophytic fungi colonizing wheat kernels // Eur. J. Plant Pathol. 2008. Vol. 120. P. 157-166.

176. Montesinos E., Bonaterra A., Badosa E., Francers J., Alemany J., Llorente I., Moragrega C. Plant-microbe interactions and the new biotechnological methods of plant disease control // Int. Microbiol. 2002. Vol. 5. P. 169-175.

177. Morrissey J.P., Osbourn A.E. Fungal Resistance to Plant Antibiotics as a Mechanism of Pathogenesis // Microbiology and Molecular Biology reviews. 1999. Vol. 63, N. 3. P. 708-724.

178. Nathan Sh. Lectins: Carbohydrate-specific Reagents and Biological Recognition Molecules // The journal of biological chemistry. 2007. Vol. 282, N. 5.P. 2753-2764.

179. Oxborough K., Baker N.R. Resolving chlorophyll a fluorescence images of photosynthetic efficiency into photochemical and non-photochemical components calculation of qP and Fv'/Fm1 without measuring Fo' //Photosynth. Res. 1997. Vol. 54. P. 135-142.

180. Patten C.L. Role of Pseudomonas putida indoleacetic acid in development of the host plant root system // Appl. Environ. Microbiol. 2002. Vol. 68, №8. P. 3795-3801.

181. Pfundel E.E., Ben Ghozlen N., Meyer S., Cerovic Z.G. Investigating UV screening in leaves by two different types of portable UV fluorimeters reveals in vivo screening by anthocyanins and carotenoids // Photosynth. Res. 2007. Vol. 93. P. 205-221.

182. Pozo M.J., Van Loon L.C., Pieterse C.M.J. Jasmonates Signals in Plant-Microbe Interactions // J. Plant Growth Regul. 2005. Vol. 23. P. 211222.

183. Ramirez C.A., Kloepper J.W. Plant growth promotion by Bacillus amyloliquefaciens FZB45 depends on inoculum rate and P-related soil properties // Biol Fertil Soils. 2010. Vol. 46. P. 835-844.

184. Rothballer M, Schmid M, Hartmann A. Diazotrophic bacterial endophytes in Gramineae and other plants. In: Pawlowski K (ed) Microbiology Monographs, 2009.Vol. 8: Procaryotic endosymbionts in plants. Springer, Berlin, pp 273-302.

185. Ryan C.A. The systemic signaling pathways: differential activation of plant defensive genes // Biochim. Biophys. Acta. 2000. Vol. 1477. P. 112121.

186. Saravanakumar D., Samiyappan R. ACC deaminase from Pseudomonas fluorescens mediated saline resistance in groundnut (Arachis hypogea) plants // J Appl Microbiol. 2007. Vol. 102. P. 1283-1292.

187. Saravanakumar D., Kavino M., Raguchander T., Subbian P., Samiyappan R. Plant growth promoting bacteria enhance water stress144resistance in green gram plants // Acta Physiol Plant. 2011. Vol. 33. P. 203209.

188. Schreiber U. Pulse-amplitude-modulation (PAM) fluorometry and saturation pulse method: an overview. In: Papageorgiou GC, Govindjee (eds.) Chlorophyll a Fluorescence: A Signature of Photosynthesis. Springer, The Netherlands, 2004, pp. 279-319.

189. Schreiber U., Armond P. A. Heat-induced changes of chlorophyll fluorescence in isolated chloroplasts and related heat demage at the pigment level // Biochim. et biophys. Acta. 1978. Vol. 502, NQ I, p. 138.

190. Schreiber U., Schliwa U., Bilger W. Continuous recording of photochemical and non-photochemical chlorophyll fluorescence quenching with a new type of modulation fluorometer // Photosynth. Res. 1986. Vol. 10. P. 51-62.

191. Sels J., Mathys J., De Coninck B.M.A., Cammue B.P.A., De Bolle M.F.C. Plant pathogenesis-related (PR) proteins: A focus on PR peptides // Plant Physiology and Biochemistry. 2008. Vol. 46. P. 941-950.

192. Sriram S., Manasa S.B., Savitha M.J., Potential use of elicitors from Trichoderma in induced systemic resistance for the management of Phytophthora capsici in red pepper // J. Biol. Control. 2009. Vol. 23, N. 4. P. 449-456.

193. Tank ND, Saraf M.S. Phosphate solubilization, exopolysaccharide production and indole-3-acetic acid secretion by rhizobacteria isolated form Trigonella foenum-graenum // Ind J Microbiol. 2003. Vol. 43. P. 37-40.

194. Tribak M., Ocampo J. A., Garci'a-Romera I. Production of xyloglucanolytic enzymes by Trichoderma viride, Paecilomyces farinosus,145

195. Vinale F., Sivasithamparam K., Ghisalberti E.L., Marra R., Woo Sh.L., Lorito M. Trichoderma-plant-pathogen interactions // Soil Biology & Biochemistry. 2008. Vol. 40. P. 1-10.

196. Weyers JDB, Paterson NW. Plant hormones and the control of physiological processes //NewPhytol. 2001. Vol. 152. P. 375-407.

197. Wintermans J.F.G.M., DeMots A. Spectrophotometric characteristics of chlorophylls a and b and their pheophytins in ethanol // Biochim. Biophys. Acta. 1965. Vol. 109. P. 448-453.

198. Woo S.L., Scala F., Ruocco M., Lorito M. The molecular biology of the interactions between Trichoderma spp., phytopathogenic fungi, and plants // Phytopathology. 2006. Vol. 96. P. 181-185.

199. Zaidi S, Usmani S, Singh BR, Musarrat J. Significance of Bacillus subtilis strain S J-101 as a bioinoculant for concurrent plant growth promotion and nickel accumulation in Brassica juncea // Chemosphere. 2006. Vol. 64. P. 991-997.

Информация о работе

Долинская, Евгения Викторовна
кандидата биологических наук
Красноярск, 2011
ВАК 03.01.05

Диссертация

Влияние грибов Trichoderma asperellum на физиолого-биохимические процессы растений пшеницы - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы