Вплив консорціуму бактерій на розвиток окисного стресу у рослин сої при забрудненні грунту кадмієм

Abstract

При різних концентраціях кадмію у грунті спрацьовують різні механізми стійкості сої до дії важких металів. Так, у коренях сої при перевищенні гранично допустимої концентрації кадмію (ГДК) у 10 разів окисне збурення є пролонгованішим і основний внесок у подолання стресу робить глутатіон-S-трансфераза, у той час як при 100-разовому перевищенні ГДК зменшення токсичності кадмію здійснюється за рахунок гваяколпероксидази і фенолів та меншою мірою – глутатіон-S-трансферази. Завдяки інгібуванню активності пероксидази бактерії консорціуму сприяють підвищенню концентрації пероксиду водню під час окисного збурення, що в свою чергу посилює експресію генів глутатіон-S-трансферази і ферментів фенілпропаноїдного метаболізму та ефективніше допомагає рослинам долати стрес.

Different mechanisms of heavy metal resistance operate in soy-bean at different concentrations of cadmium in soil. For instance, at 10 times excess of maximum permissible concentration (MPC) of cadmium the oxidative burst in soybean roots is more prolonged, and mainly glutathion-S-transferase contributes to overcoming the stress. At the same time guaiacolperoxidase and phenols play major role in reducing toxicity of cadmium at 100 excess of MPC, while the contribution of glutathion-S-transferase is deminished. The bacteria of consortium inhibit the activity of peroxidase and in this way elevate H2O2 concentration during oxidative burst which results in strengthening expression of the genes of glutathion-S-transferase and enzymes of phenilpropanoid metabolism and more effective overcoming of the stress by plants.

При разных концентрациях кадмия в почве срабатывают разные механизмы устойчивости растений к действию тяжелых металлов. Так, в корнях сои при 10-кратном превышении максимально допустимой концентрации (МДК) кадмия окислительный взрыв более пролонгирован и основной вклад в преодоление стресса вносит глутатион-S-трансфераза, в то время как при 100-кратном превышении МДК токсичность кадмия уменьшается посредством гваяколпероксидазы и фенолов и в меньшей степени – глутатион-S-трансферазы. Благодаря ингибированию активности пероксидазы бактерии консорциума усиливают процесс образования перекиси водорода во время окислительного взрыва, что в свою очередь, приводит к усилению экспрессии генов глутатион-S-трансферазы и ферментов фенилпропаноидного метаболизма и помогает растениям эффективнее преодолевать стресс.