Метаболіти бактерій роду Pseudomonas як селективний фактор стійкості цукрових буряків до бактеріальних хвороб

Стабільність резистентності до КФ 6,0% P. wieringae 7922 серед відібраних калюсних клонів для триплоїдних калюсних ліній становила 29,4 - 39,6%, для диплоїдних - 29,6 - 30,0% і для калюсних ліній сортів - 40,1 - 40,2%.

Високоефективні мутагени г-опромінення і N-НМС індукують зміни у клітинах, які дозволили стабільно рости цим клітинам на селективному середовищі з високими концентраціями фітотоксичних метаболітів.

Сублетальні концентрації ПК і N-НМС спричинюють зміни рівня плоїдності клітин калюсних ліній, що призводить до поліплоїдизації тканин. У рослин-регенерантів, одержаних після селекції на селективних середовищах, активність пероксидази в 2 - 2,5 раза вища порівняно з рослинами контрольного варіанту.

Найбільшою стійкістю характеризувалися рослини-регенеранти одержані методом клітинної селекції з використання ПК і N-НММ. У рослин цукрових буряків після селекції цукристість та маса коренеплодів не знизилась.

Ключові слова: ліпополісахарид, бактеріоз, калюсна тканина, стійкість, цукрові буряки, Pseudomonas.

Коломиец Ю.В. Метаболиты бактерий рода Рseudomonas как селективный фактор устойчивости сахарной свеклы к бактериальным болезням. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.20 - биотехнология. - Институт микробиологии и вирусологии им. Д.К. Заболотного НАН Украины, Киев, 2006.

Диссертация посвящена изучению возможности использования клеточной селекции и индуцированного мутагенеза для повышения устойчивости растений сахарной свеклы к возбудителям бактериозов рода Рseudomonas.

В работе показано, что среда Мурасиге-Скуга, дополненная 0,4 мг/л 6-БАП и 2,0 мг/л НУК, есть наиболее оптимальной для индукции каллюсогенеза на эксплантатах сортов и гибридов сахарной свеклы. Регенерационная способность каллюса зависела от продолжительности культивирования, исходного генотипа, среды и условий культивирования.

ЛПСБ P. syringae pv. аptata 8544 и P. wieringae 7922 для проведения исследований получали экстракцией 0,85%-м раствором хлорида натрия. Полученные ЛПСБ имеют характерный для бактерий этого вида химический состав. Они содержали углеводы, белок, 2-кето-3-дезоксиоктоновую кислоту. В жирнокислотном составе ЛПСБ выявлены характерные для бактерий вида P. syringae кислоты. Препараты были серологично активные с гомологической О-антисывороткой.

Показано, что ПК и КФ P. syringae pv. аptata и P. wieringae проявляют фитотоксические свойства и могут быть использованы для проведения селекции на устойчивость к патогенам.

Стабильность резистентности к КФ 6,0% P. wieringae 7922 среди отобраных каллюсных клонов для триплоидных каллюсных линий составляла 29,4 - 39,6%, для диплоидных - 29,6 - 30,0% и для каллюсных линий сортов - 40,1 - 40,2%.

Высокоэффективные мутагены г-излучение и N-НММ индуцируют изменения в клетках, которые позволили стабильно расти этим клеткам на селективной среде с высокими концентрациями фитотоксических метаболитов.

После селекции были получены устойчивые к фитотоксическим метаболитам патогенов клеточные линии, которые имели способность к регенерации. При длительном селективном отборе некоторые из них теряли морфогенетическую компетентность. Найбольшей способностью к морфогенезу в селективных условиях характеризовались линии сортов Белоцерковская односемянная 45, Ялтушковская односемянная 64 и триплоидных гибридов Лена, Перла, Роберта. Среди полученных растений-регенерантов только 10 - 20% линий в зависимости от сорта и гибрида имели нормальное физиологическое развитие. Растения-регенеранты сахарной свеклы для укоренения высаживали на питательные среды МС, дополненные регуляторами роста ИМК, НУК и селективным агентом.

Сублетальные концентрации ПК и N-НММ вызывают изменения уровня плоидности клеток каллюсных линий, что призводит к полиплоидизации тканей. У растений-регенерантов, полученных после селекции на селективных средах, активность пероксидазы в 2 - 2,5 раза выше по сравнению с растениями контрольного варианта. При разделении изоферментов пероксидаз растений сахарной свеклы в 7,5% полиакриламидном геле выявлена их гетерогенность, которая проявлялась в появлении новых или исчезновении определенных изоформ пероксидазы.

Наибольшей устойчивостью характеризировались растения-регенеранты полученные методом клеточной селекции с использованием ПК и N-НММ. У растений сахарной свеклы после селекции сахаристость и масса коренеплодов не снизилась.

Ключевые слова: липополисахарид, бактериоз, каллюсная ткань, устойчивость, сахарная свекла, Pseudomonas.

Kolomiets J.V. Metabolites of bacteria of Pseudomonas genus as the selective factor of resistance of sugar beet to bacterial diseases. - Manuskript.

The thesis for candidate's degree by specialty 03.00.20 - biotechnology. - Institute of microbiology and virology named D.K. Zabolotny of National Academy of Sciences of Ukraine, Kiev, 2006.

The thesis is devoted to the studying of the possibility of usage of cell breeding and induced mutagenesis for increasing sugar beet resistance to Pseudomonas bacterial diseases.

The work shows that the medium Murasige-Scoog supplemented with 0,4 mg/l 6-BAP і 2,0 mg/l NAA is the most optimal for inducing callus genesis on explantants of sugar beet varieties and hybrids. Callus regenerative ability depended on its age, initial genotype, medium and conditions of cultivation.

LPSP of P. syringae pv. аptata 8544 and P. wieringae 7922 extracted by 0,85% solution of sodium chloride have typical for bacteria of this species chemical composition. It is shown that warmed cells and cultural filtrate P. wieringae and P. syringae pv. аptata display their phytotoxic characteristics and can be used for pathogen resistance breeding.

Resistance stability to cultural filtrate 6,0% P. wieringae 7922 among selected callus clones was 29,4 - 39,6% for triploid callus lines, 29,6 - 30,0% for diploid ones, and 40,1 - 40,2% for variety callus lines.

High-performance mutagens of г-irradiation and N-nitroso-N-metilurea induce alterations in the cells that allowed these cells to grow in the breeding medium with high concentration of phytotoxic metabolites.

Sublethal concentrations of warmed cells and N-nitroso-N-metilurea cause ploidy level alternations of the callus line cells and that causes tissue polyploidisation. The activity of plants-regenerants, which were received as the result of breeding in the breeding media, is 2 - 2,5 times higher in comparison with the plants of the control set.

The plants-regenerants, received with cell breeding method with the help of warmed cells and N-nitroso-N-metilurea, were characterized by the highest resistance. The sugar content and the weight of sugar beet roots did not descend after the breeding.

Key words: lipopolysaccharid, bacteriosis, callus tissue, resistance, sugar beet, Pseudomonas.

Размещено на Allbest.ru