Mikrobiol. Z. 2021; 83(4):63-73.
doi: https://doi.org/10.15407/microbiolj83.04.063

Активність фенілаланін-амоній-ліази у симбіотичній системі Glycine max – Bradyrhizobium japonicum при
інокуляції насіння різними за активністю й вірулентністю штамами та обробки фунгіцидами

Т.П. Маменко, С.Я. Коць, Л.М. Михалків, Ю.О. Хоменко

Інститут фізіології рослин і генетики НАН України
вул. Васильківська, 31/17, Київ, 03022, Україна

Фенілаланін-амоній-ліаза (ФАЛ) є ключовим ферментом фенілпропаноїдного шляху та забезпечує попередників для синтезу багатьох вторинних метаболітів, які необхідні для розвитку і захисту рослин за дії зовнішніх чинників різноманітної природи, зокрема відіграють важливу роль при становленні і розвитку їх симбіозу з мікроорганізмами. Мета. Вивчити активність ФАЛ у рослинах сої на ранніх етапах формування бобово-ризобіального симбіозу при інокуляції насіння різними за симбіотичними властивостями штамами Bradyrhizobium japonicum на фоні обробки фунгіцидними препаратами. Методи. Мікробіологічні (вирощування бактеріальної культури, інокуляція насіння), фізіологічні (вегетаційний експеримент), біохімічні (визначення активності ФАЛ). Об`єктами дослідження обрано симбіотичні системи, утворені за участю сої (Glycine max (L.) Merr.) сорту Алмаз, різних за ефективністю штамів Bradyrhizobium japonicum 634б (активий, вірулентний) і 604к (неактивний, високовірулентний) та фунгіцидів Максим XL 035 PS (Syngenta, Швейцарія) і Стандак Топ (BASF, Німеччина). Результати. Виявлено, що при інокуляції насіння сої ризобіями різної ефективності відбувається зниження активності ФАЛ у коренях сої у фазі примордіальних листків. При цьому рівень активності ензиму суттєвіше знижувався у коренях сої в симбіозі з активними ризобіями у порівнянні з неактивним симбіозом. У порівнянні з фазою примордіальних листків у фазі першого справжнього листка активність ФАЛ зростає майже в 2 рази у коренях сої в симбіозі з неактивними ризобіями та в 2,5 рази – у активному соєво-ризобіальному симбіозі. У наступних фазах онтогенезу до формування третього справжнього листка активність ензиму у коренях залишається практично на такому ж рівні та не суттєво відрізняється в обох симбіотичних системах, а також від рівня його активності у коренях неінокульованих рослин. У фазі третього справжнього листка рівень активності ФАЛ у кореневих бульбочках сої, утворених неактивними високовірулентними ризобіями штаму 604к був майже у 1,5 рази вище у порівнянні з активністю ензиму у бульбочках сої в симбіозі з активними вірулентними ризобіями штаму 634б. Використання фунгіцидних препаратів для передпосівної обробки насіння сої та інокуляції різними штамами ризобій спричиняє зниження активності ФАЛ у коренях у фазі примордіальних листків та підвищення рівня активності ензиму у наступних фазах онтогенезу до формування третього справжнього листка. Виявлено суттєве зростання рівня активності ензиму у кореневих бульбочках сої в обох симбіотичних системах за використання фунгіцидних препаратів. Встановлено, що використання фунгіцидних речовин індукує зміни рівня активності ФАЛ у коренях і кореневих бульбочках, які не впливають на загальну динаміку активності ферменту у різних за ефективністю симбіотичних  системах Glycine max - Bradyrhizobium japonicum. Висновки. Активність фенілаланін-амоній-ліази у коренях та особливо у кореневих бульбочках сої на ранніх фазах розвитку рослин при застосуванні фунгіцидів та бактеризації обумовлена, в першу чергу, дією фактора інокуляції і визначається симбіотичними властивостями штамів ризобій, зокрема їх вірулентністю та азотфіксувальною активністю.

Ключові слова: соя (Glycine max (L.) Merr.), бульбочкові бактерії, симбіотична система, вірулентність, азотфіксувальна активність, штам, Максим XL, Стандак Топ.

Повний текст (PDF, англ)