Please use this identifier to cite or link to this item:
https://elib.bsu.by/handle/123456789/325116| Title: | Влияние β-1,3-глюкана на защитные реакции растений томата при фузариозном увядании |
| Other Titles: | β-1,3-glucan effect on the defence reaction of tomato leaves under fusarium wilt / S. N. Shpileuski, I. N. Domanskaya, V. I. Loucsha, L. F. Kabashnikova |
| Authors: | Шпилевский, С. Н. Доманская, И. Н. Лукша, В. И. Кабашникова, Л. Ф. |
| Keywords: | ЭБ БГУ::ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ТОЧНЫЕ НАУКИ::Биология ЭБ БГУ::МЕЖОТРАСЛЕВЫЕ ПРОБЛЕМЫ::Охрана окружающей среды. Экология человека |
| Issue Date: | 2024 |
| Publisher: | Минск : БГУ |
| Citation: | Журнал Белорусского государственного университета. Экология = Journal of the Belarusian State University. Ecology. – 2024. – № 3. – С. 49-58 |
| Abstract: | К объективным причинам значительного снижения урожая культуры томата можно отнести заражение возбудителями грибных болезней. В этой связи изучение структурно-функциональных особенностей инфицированного растения представляет важный этап на пути выяснения механизмов устойчивости и создания системы эффективной защиты от болезней грибной этиологии. Изучено влияние препарата, включающего β-1,3-глюкан и водорастворимый полимер на основе сополимера акриламида с акрилатом натрия (ВРП), на развитие патогенного гриба Fusarium oxysporum sp. (Fus. oxy.) на твердой среде Чапека. В лабораторных условиях исследовано формирование защитных реакций, протекающих в листьях 60-дневных растений томата (Lycopersicon esculentum Mill., сорт Тамара) при искусственном фузариозном заражении. Оценка влияния β-1,3-глюкана и ВРП на рост грибного мицелия свидетельствует, что площадь колоний гриба увеличивается по отношению к контрольному варианту в 4,0 и 4,7 раза соответственно, следовательно, эти соединения не обладают антифунгальной активностью и, более того, стимулируют рост колоний гриба in vitro. Защитное действие препарата, содержащего β-1,3-глюкан и водорастворимый полимер, изучено путем предварительного опрыскивания растений томата, которые переносили из почвенной культуры на водопроводную воду и инфицировали спорами гриба Fus. oxy. через корневую систему. Обнаружено, что обработка растений томата β-1,3-глюканом индуцирует защитные реакции, которые характеризуются повышением содержания активных форм кислорода, полифенолов и антоцианов на фоне увеличения экспрессии генов PR-белков − β-1,3-глюканазы (Glu) и хитиназы (Chi) в листьях томата при инфицировании Fus. oxy. Количественный анализ содержания фотосинтетических пигментов показал, что патогенный гриб оказывает негативное действие на пигментный аппарат, снижая содержание хлорофиллов и каротиноидов в листьях томата, тогда как предварительная обработка растений препаратом, включающим β-1,3-глюкан и ВРП, способствует существенному увеличению содержания фотосинтетических пигментов. Полученные результаты создают научную основу для использования β-1,3-глюкана в овощеводстве для повышения болезнеустойчивости растений томата. |
| Abstract (in another language): | Objective reasons for a significant reduction in tomato crop yield include infection with pathogens of fungal diseases. In this regard, the study of the structural and functional characteristics of an infected plant represents an important step towards elucidating the mechanisms of resistance and creating a system of effective protection against diseases of fungal etiology. The effect of a drug containing β-1,3-glucan and a water-soluble polymer (WSP) based on a copolymer of acrylamide with sodium acrylate on the development of the pathogenic fungus Fusarium oxysporum sp. (Fus.oxy.) on solid Czapek medium was studied. The formation of protective reactions occurring in the leaves of 60-day-old tomato plants (Lycopersicon esculentum Mill., variety Tamara) during artificial Fusarium infection was studied under laboratory conditions. An assessment of the effect of β-1,3-glucan and WSP on the growth of fungal mycelium showed that the area of fungal colonies increases relative to the control variant by 4.0 and 4.7 times, respectively, therefore these compounds do not have antifungal activity and, moreover, stimulate the growth of fungal colonies in vitro. The protective effect of a preparation containing β-1,3-glucan and WSP was studied by pre-spraying tomato plants that were transferred from soil culture to tap water and infected with spores of the fungus Fus. oxy. through the root system. It was found that treatment of tomato plants with β-1,3-glucan induces protective reactions, which are characterized by an increase in the content of reactive oxygen species, polyphenols and anthocyanins against the background of an increase in the expression of genes for PR proteins − β-1,3-glucanase (Glu) and chitinase (Chi) in tomato leaves during infection with Fus. oxy. Quantitative analysis of the content of photosynthetic pigments showed that the pathogenic fungus has a negative effect on the pigment apparatus, reducing the content of chlorophylls and carotenoids in tomato leaves, while pre-treatment of plants with a preparation including β-1,3-glucan and WSP contributes to a significant increase in the content of photosynthetic pigments. The results obtained provide a scientific basis for the use of β-1,3-glucan in crop production to improve the disease resistance of tomato plants. |
| Description: | Авторы выражают благодарность Ю. А. Сущевич − кандидату сельскохозяйственных наук, заведующему лабораторией иммунитета Республиканского унитарного предприятия «Научно-практический центр земледелия Национальной академии наук Беларуси» за предоставленную культуру гриба Fus. oxy., консультации по её выращиванию и процедуре инокуляции растений томата. = The authors thanks Sushchevich Yuliya, − PhD (аgriculture), Head of the Immunity Laboratory, the Republican Unitary Enterprise «Research and Practical Centre for Arable Farming of the National Academy of Sciences of Belarus» for the fungus culture Fus. oxy. and consultation with respect to its cultivation and the tomato plant inoculation procedure. |
| URI: | https://elib.bsu.by/handle/123456789/325116 |
| ISSN: | 2521-683X |
| DOI: | 10.46646/2521-683X/2024-3-49-58 |
| Sponsorship: | Работа выполнена в рамках Государственной программы «Наукоемкие технологии и техника» на 2016–2020 годы. = The work was funded by the State Program «High Technology and Technic» for 2016–2020. |
| Licence: | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Appears in Collections: | 2024, №3 |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.