Физиологическое значение фенольных соединений при формировании бобово-ризобиального симбиоза в неблагоприятных условиях

Рис. 11. Влияние фенольных соединений, выделенных из корневых эксудатов растений, росших при разных температурных режимах в условиях освещения, на размножение R. leguminosarum в минимальной жидкой среде.

Вероятно, это один из путей ингибирования низкой температурой начальных этапов симбиоза, который обусловлен ее влиянием на инфицирование корней бобовых растений, приводящим к уменьшению численности микросимбионта в ризосфере.

Эта регуляция концентрации микросимбионта в ризосфере осуществляется в основном благодаря снижению экскретирования корнями фенольных соединений и в меньшей степени за счет снижения их биологической активности.

При пониженной температуре имеется связь уменьшения экссудации фенольных соединений корнями в ризосферу с замедленным в этих условиях ростом растений. фенольный клубеньковый бактерия корень

Особенности экссудации фенольных соединений корнями гороха при отсутствии света

Негативное влияние темноты на формирование симбиоза между Rhizobium и бобовыми растениями начинается на уровне ризосферы. В темноте корнями выделяется значительно меньше фенольных соединений, чем при аналогичном температурном режиме в условиях освещения (сравните рис. 10а, 11а, 12а) .

Рис. 12. Количество фенольных соединений, выделяемых корнями инокулированных и неинокулированных Rhizobium растений гороха, росших при отсутствии освещения (а) и влияние их на размножение Rh. leguminosarum в минимальной жидкой среде (б).

При выращивании растений гороха в темноте фенольные компоненты их корневых экссудатов могут содействовать увеличению числа ризобий в ризосфере в 1-е сутки после инокуляции благодаря усиленному их выходу из корневых клеток и повышенной ростстимулирующей активности (рис. 12). В последующие периоды после инокуляции их стимулирующее влияние на размножение микросимбионта почти линейно снижается.

Защитные реакции корневых клеток гороха при инокуляции Rhizobium в условиях действия разных температур

Защитные реакции, возникающие в ответ на инфицирование растений микроорганизмами, как при патогенезе, так и симбиозе, связывают с повышением уровня активных форм кислорода (АФК). Данные авторов (Ramu et al., 1999, 2002; Soto et al.,2006) свидетельствуют, что окислительный стресс у растения-хозяина индуцируют специфические Nod - факторы микросимбионта. Он имеет место и, по-видимому, неизбежен при инфицировании совместимыми бактериями, хотя, механизмы образования АФК и их физиологическая роль в начальные периоды инфицирования остаются неясными (Hиrouart et al., 2002).

Указывать на проявления защитных реакций, сопряженных с повышением уровня АФК, могут показатели перекисного окисления липидов (ПОЛ), отражающих степень деструктивных процессов клеточных биомембран (Zhirov, Merzlyak, 1983; Мерзляк, 1989; Барабой, 1991; Меньщикова, Зенков, 1993; Курганова и др., 1997). Изменения в уровнях ПОЛ в наших экспериментах подтверждают реакцию корневых клеток на инфицирование ризобиями.

Активными регуляторами уровней АФК и ПОЛ являются фенольные соединения, антиоксидантные свойства которых легко меняются благодаря изменениям в их составе под влиянием внешних воздействий. Фенольные соединения могут реализовать свою активность в регуляции окислительных процессов различными путями: взаимодействовать с ионами металлов переменной валентности, обрывать цепи окисления, скавенгировать супероксидный анион, гидроксильный и перекисный радикалы. От соотношения компонентов с прооксидантной и антиоксидантной активностями в комплексах фенольных соединений будет зависеть дальнейший ход окислительного стресса в клетках: его прогрессирование или блокировка.

Участие фенольных соединений в защитных реакциях корневых клеток также может проявляться увеличением содержания «растворимых» химически активных фенольных соединений, подавляющих развитие микрофлоры, и усилением связывания с клеточными стенками, способствующим формированию физического барьера для бактерий.

Динамика изменения уровня ПОЛ и роль в его регуляции липофильных фенольных соединений в корнях после инокуляции Rhizobium в условиях разных температур

Изменения уровня ПОЛ в клетках корней у инфицированных и неинфицированных клубеньковыми бактериями растений происходят с возрастом, что показано данными по содержанию в этих корнях ТБК-реактивных продуктов (рис. 13).

Рис. 13. Влияние инокуляции на накопление вторичных (ТБК- реактивных) продуктов ПОЛ в корнях проростков гороха, выращенных при 22^оС и 8^оС.

Варианты: исх - исходные проростки; 6 ч., 12 ч., 24 ч., 48 ч. - время экспозиции после инфицирования. Обозначения сплошной и прерывистой линиями, соответственно, для инфицированных и неинфицированных бактериями Rhizobium проростков. По оси ординат указаны средние значения содержания в 1 г сырой массы корня ТБК-реактивных продуктов ПОЛ из трех независимых экспериментов ± стандартные отклонения для них.

Нами установлены различия в характере проявления защитных реакций на инфицирование у растений, выращенных при температурах 22 и 8 оС (см. рис. 13). Так, при температуре 22 оС через 6 ч после инфицирования происходит существенное усиление ПОЛ, а через последующие 6 ч - его снижение. После инокуляции в условиях оптимальной температуры одновременно с повышением содержания АФК в клетках корней, по-видимому, возникали активные процессы, направленные на снижение их уровня и, соответственно, ПОЛ. В итоге, уровень ПОЛ к 12 ч от момента инокуляции оказывался даже ниже, чем у одновозрастных неинфицированных растений. Через 24 и 48 ч, прошедшие с момента инокуляции, по-видимому, окислительные процессы в корнях у инфицированных и неинфицированных растений приближались к единому уровню, о чем говорят мало отличающиеся показатели ПОЛ.

При закаливающей для гороха температуре (8 оС) уровень ПОЛ в большей части вариантов выращивания низкий, его изменения с возрастом растения и в ответ на инфицирование, в сравнении с оптимальными условиями температуры, запаздывали во времени и выражены слабо. При 8 оС усиление ПОЛ происходило через 24 ч после инокуляции, а через 48 ч оно немного снижалось, но при этом в инокулированных корнях показатели ПОЛ были выше, чем в контроле.

По-видимому, низкие показатели ПОЛ, слабо выраженное их изменение при инокуляции имеют отношение к замедленному инфицированию корней гороха при температуре 8 оС. И, наоборот, высокий уровень ПОЛ, быстрое его изменение в ответ на инокуляцию способствуют ускоренному развитию симбиоза в условиях оптимальной для растений гороха температуры (22 оС).

Результатами наших исследований, приведенных в диссертации и в публикациях (Макарова, Рудиковская, Собенин, 2004; Макарова, Рудиковская, Латышева, 2006 и др.), показано, что фенольные соединения, экстрагируемые при помощи этилацетата, являются активными компонентами антиоксидантных систем, влияют на уровень ПОЛ. Степень их влияния на окислительные процессы изменяется в различные периоды роста и развития растения, под воздействием температуры, инокуляции. Изменения в ПОЛ при температуре 8 оС позволяют предположить, что низкая положительная температура, не оказывающая повреждающего действия на растения, способствуют формированию более мощной антиоксидантной системы, включающей в себя фенольные соединения, деятельность которой способствует выживанию растений в малоблагоприятных для них условиях существования.

Наряду с механизмом регуляции уровня ПОЛ, определяемого радикал-скавенгирующими свойствами липофильных фенольных соединений, просматривается путь регуляции уровня ПОЛ этими соединениями, связанный с изменением их концентрации в клетках. Так, при 22 оС заметное возрастание ПОЛ в корнях через 6 ч от начала инокуляции сопряжено со столько же заметным уменьшением содержания «растворимых» липофильных фенольных соединений (рис. 14). Очевидна связь возрастания содержания тех же соединений через 12 ч после инокуляции со снижением ПОЛ. При низкой температуре минимальная концентрация обсуждаемых фенольных соединений в корнях инокулированных и неинокулированных корней через 12 ч от начала эксперимента совпадала с максимальным уровнем ПОЛ, выявленным для того же периода.

Рис. 14. Влияние температуры на содержание в корнях «растворимых» липофильных фенольных соединений в различные периоды после инокуляции Rhizobium.

22, 8 ^оС - температуры, при которых выращивали растения. По оси абсцисс указаны периоды определения содержания фенольных соединений. Сплошные линии- данные для инокулированных, прерывистые - для неинокулированных (контроль) корней.

Исследуя состав фенольных соединений, мы проследили за изменением содержания в корнях ванилин-положительных фенольных соединений (рис. 15). Многих из их представителей относят к высокоактивным участникам свободно-радикальных процессов. Очень низкие коэффициенты корреляции явились основанием для заключения, что, при обеих температурах выращивания у неинокулированных растений уровень ПОЛ слабо зависит от содержания указанной группы фенольных соединений. После инокуляции возникает высокая зависимость ПОЛ от содержания ванилин-положительных соединений. Однако при температуре 22 оС эта зависимость отрицательная (r=-0,93), при 8 оС - положительная (r=1,0). Последнее служит основанием для предположения о присутствии в инокулированных корнях среди ванилин-положительных соединений в первом случае активных антиоксидантов, а во втором случае - компонентов с прооксидантными свойствами.

Рис. 15. Влияние температуры на содержание в корнях в различные периоды после инокуляции Rhizobium «растворимых» липофильных фенольных соединений с положительной реакцией на ванилин.

По-видимому, не только содержание, но и состав ванилин-положительных соединений имеет значение в регуляции ПОЛ. Известно, что положительную реакцию, выражающуюся появлением красной окраски с ванилиновым реактивом, способны давать флаван-3-олы (катехины), флаван-3,4-диолы (лейкоантоцианидины), олигомерные вещества (например, проантоцианидины), дигидрохалконы, а также некоторые флаваноны и флаванонолы (Sarkar, Howarth, 1976). Интенсивность окраски с ванилиновым реагентом у перечисленных соединений неодинакова, как неодинаковы у них и антиоксидантные свойства (Huang, Frankel, 1997). Подтверждением чему служат и результаты наших исследований. В экстрактах из гороха и его корневых экссудатов нами выявлено 2 сложных по составу конъюгата, которые наряду с окрашиваемым ванилиновым реагентом флавоноидным фрагментом содержат изофлавоны. Только один из этих конъюгатов, а именно содержавший биоханин А, проявлял высокую антиоксидантную активность в липофильной системе, второй, включавший даидзеин, оказался неактивным.

Возможно, различия в составе ванилин-положительных соединений в исследованных экстрактах и были причиной неоднозначно проявившейся зависимости между показателями их содержания (см. рис. 15) и ПОЛ (см. рис. 13), определенной по коэффициентам корреляции, отражающими степень их взаимозависимости во времени.

Исследование проявлений реакции на инокуляцию Rhizobium у клеток в разных участках корней через 1 сут от ее начала при 22 и 8 оС

На этапе прикрепления ризобий к корневым клеткам и начала их проникновения в корневые волоски происходит ослабление защитных реакций в отдельных участках корней (Lohar et al., 2007), вследствие чего создаются условия для проникновения и размножения в их клетках микросимбионта (Bhuvaneswari et al., 1981; Акимова и др., 2002; Макарова и др., 2003).

Как уже было сказано выше, показателями реакции могут служить данные о ПОЛ, зависящие от уровня АФК в растительных клетках. По современным представлениям, АФК при бобово-ризобиальном симбиозе могут играть роль прямых бактериальных ингибиторов, а также являются сигнальными интермедиатами, участвующими в активации защитных систем растения. Роль фенольных соединений в этих системах может заключаться в усилении окислительных процессов. Это возможно при снижении их радикал - скавенгирующей активности и концентрации в клетках.

Роль «растворимых» липофильных фенольных соединений в защитных реакциях растительных клеток мы видели также в предотвращении прямого инфицирования корневых клеток ризобиями при случайном высвобождении этих бактерий из инфекционных нитей в корневые клетки, либо при проникновении их в области поранений корневых тканей (Vasse et al.,1993). В данном случае проявлением защитных реакций при инфицировании является увеличение содержания в клетках "растворимых" фенольных соединений (Keller et al., 1996). Высокие концентрации этих веществ имеют негативный эффект на ризобии (Макарова и др., 1998).

Прямому проникновению ризобий в корневые клетки могут препятствовать естественные физические барьеры, каковыми служат клеточные стенки, усиленные путем внедрения в них фенольных соединений и образования с их участием полимеров - лигнина и лигниноподобных веществ (Dixon, Paiva, 1995; Buffard et al., 1996; Dixon et al., 2002; Максимов, Черепанова, 2006). Данный защитный механизм при инфицировании растений микроорганизмами действует в апопласте, где прошедшие через плазмалемму фенольные соединения образуют эфирные связи с углеводными компонентами клеточных стенок и между собой, формируя указанные выше полимеры (Whitmore, 1974; Grisebach, 1977; Vance et al., 1978; Fry, 1979; 1982; Pourcel, 2007).

Для того, чтобы выяснить, как сказывается влияние температуры на проявление защитных реакций в зонах с разной восприимчивостью к ризобиальной инфекции, в своих исследованиях мы использовали проростки гороха, росшие при разных температурах, у которых через 24 ч от начала инокуляции в корнях распознавалась локализация этих зон. Показателями реакции были изменения ПОЛ, содержания «растворимых» липофильных фенольных соединений и их антиоксидантной активности, содержания связанных с клеточными стенками фенольных соединений, которые определяли в 5-миллиметровых отрезках корня, полученных последовательно вдоль его длины, начиная с апекальной части.

Температурные условия сказывались на активности ПОЛ в участках корней проростков гороха (рис. 16): при температуре 8 оС она была ниже, чем при 22 оС.

Рис. 16. ПОЛ в различных участках инокулированных и неинокулированных корней при разных температурах через 1 сут от начала эксперимента.

Обозначения: 22,и, 22,н, 8,и, 8,н - инокулированные и неинокулированные Rhizobium leguminosarum bv. viceae корни проростков гороха, произраставшие, соответственно, при 22 и 8 ^оС. № участка корня длиной 5 мм, начиная от кончика корня.

Инокуляция вызывала усиление активности ПОЛ в одних участках корней и ослабляла данный процесс в других областях корня. Эти изменения, возникшие в процессе развития реакции на инокуляцию Rhizobium, происходили на фоне изменений в содержании «растворимых» липофильных фенольных соединений и их антиоксидантной активности в липидосодержащих системах (рис. 17-18).

Характерно, что при обоих температурных режимах наибольшее возрастание ПОЛ происходило в 1-м участке, представляющем собой растущую часть корня, содержащего меристематические и растягивающиеся клетки. Примечательно, что здесь же после инокуляции заметно возрастало содержание «растворимых» липофильных фенольных соединений с одновременным повышением их антиоксидантной активности (см. рис. 17-18) и усиливалось связывание фенольных соединений с клеточными стенками (рис. 19). Очевидно, этот участок корня наиболее недоступен для инфицирования ризобиями, в достаточно большом количестве поселяющихся на поверхности его эпидермальных клеток (Makarova et al., 2004).

Картина изменения всех перечисленных выше показателей в зоне корневых волосков более разнообразна у проростков, росших при 22 оС, чем у проростков, росших при 8 оС. Это объясняется разной протяженностью данной зоны у корней, зависящей от температуры при их росте. У корней, росших при 22 оС, отдельные этапы роста корневых волосков и развития их реакции на ризобии более четко пространственно разделены по длине корня. Практически все выше перечисленные явления взаимодействия корневых волосков с клетками указанных бактерий мы наблюдали у корней, росших при 8 оС, в короткой зоне корневых волосков.

Рис. 17. Содержание "растворимых" липофильных фенольных соединений и их антиоксидантная активность (в липодосодержащей системе окисления) в участках корней проростков гороха, произраставших при 22 ^оС.

Обозначения: сплошной линией показано содержание ФС; прерывистой линией указан % ингибирования ПОЛ, вычисленный относительно среды без ФС и определенный по накоплению ТБК-реактивных продуктов. Сокращение: н/ин, инокул. - неинокулированные и инокулированные растения.

Рис. 18. Содержание "растворимых" липофильных фенольных соединений и их антиоксидантная активность (в липодосодержащей системе окисления) в участках корней проростков гороха, произраставших при 8 ^оС.

Интересна реакция клеток участков 2 при 22 оС и 3 при 8 оС, которые входили в зону адгезии и начинающих рост корневых волосков. По-видимому, клетки этих участков ответственны за экссудацию фенольных соединений в ризосферу, поскольку после инокуляции в них наблюдалось ощутимое снижение содержания «растворимых» фенольных соединений (см. рис. 17, 18). Падение концентрации этих соединений вместе со снижением их антиоксидантной активности, вероятно, явились причиной достаточно заметного возрастания здесь уровня ПОЛ (см. рис. 16-18), указывающего на проявление защитной реакции, связанной с возрастанием уровня АФК.

Следует отметить, что после инокуляции степень усиления ПОЛ в обсуждаемом участке зоны адгезии, в сравнении с неинфицированными растениями аналогичного температурного варианта, оказывается выше у проростков, росших при 8 оС.

В зоне корневых волосков, где нами замечены проявления реакции корневых волосков (в виде разной степени искривлений) и начало проникновение ризобий в эти корневые волоски (при 22 оС участки 3-7, при 8 оС - участок 4), изменения ПОЛ либо слабые, либо практически отсутствовали (см. рис. 16).

При обеих температурах после инокуляции в указанных участках корней антиоксидантная активность «растворимых» липофильных фенольных соединений существенно снижалась. Это снижение могло бы способствовать столь же существенному возрастанию ПОЛ. Однако в большей части участков корней при температуре 22 оС этого не происходило. В участках 4 и 5 у этих корней возрастанию ПОЛ, очевидно противодействовало заметное возрастание концентрации обсуждаемых фенольных соединений. Это говорит о вероятном механизме ингибирования ПОЛ, связанном с изменением концентрация этих веществ в растительных клетках. Сложно объяснить роль тех же фенольных соединений в ингибировании ПОЛ в 6 и 7 участках корней, росших при 22 оС, и в 4-м участке корней, росших при 8 оС. Здесь можно констатировать одновременное заметное снижение содержания и антиоксидантной активности «растворимых» липофильных фенольных соединений, но при этом усиление ПОЛ здесь либо слабо снижается (6 участок, 22 оС), либо немного возрастает (7 участок при 22 оС и 4 участок при 8 оС).

Рис. 19. Содержание "нерастворимых" фенольных соединений в участках корней проростков гороха, произраставших при 22 и 8 ^оС.

Все это позволяет предположить у клеток этих участков корней включение в систему сдерживания активности ПОЛ наряду с обсуждаемыми фенольными соединениями нефенольных компонентов. Причем, значение последних в ингибировании ПОЛ, по-видимому, более весомо, чем значение фенольных соединений. У проростков, росших при оптимальной температуре, в участках 4 и 6 зоны корневых волосков, очевидно, возрастала роль другого пути защиты от инфицирования при участии фенольных соединений, который связан с усилением связывания фенольных соединений с клеточными стенками (см. рис. 19). При пониженной температуре такого характера реакция в аналогичной зоне практически не проявлялась.

Клетки неинфицируемого участка 8 корней, росших при 22 оС, реагировали на инокуляцию небольшим снижением уровня ПОЛ и отсутствием изменений показателей, касающихся фенольных соединений (см. рис. 16, 17, 19). При пониженной температуре в неинфицируемом участке 5 изменений после инокуляции в уровне ПОЛ не происходило, но снижалась антиоксидантная активность «растворимых» липофильных фенольных соединений (см. рис. 16, 18, 19). По-видимому, в неинфицируемых участках базальной части корней основную защитную функцию играют фенольные соединения клеточных стенок. По сравнению с соседними, восприимчивыми к ризобиальной инфекции участками, здесь содержание фенольных соединений, связанных с клеточными стенками, выше и не изменяется после инокуляции корней клубеньковыми бактериями.

Результаты, приведенные в разделе, позволили сделать вывод, что виды механизмов участия фенольных соединений в защитных реакциях при инфицировании ризобиями в разных областях корней имеют отношение к степени восприимчивости их клеток к данной инфекции и обусловлены особенностями метаболизма в них фенольных соединений. Температура оказывает наибольшее влияние на метаболизм фенольных соединений в восприимчивых к инфекции участках корней, изменения в метаболизме отражаются на характере и степени участия этих соединений в регуляции инфицирования корней бобового растения ризобиями.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изучены аспекты действия фенольных соединений в формировании симбиоза бобовых растений с Rhizobium: 1) регуляция численности микросимбионта в ризосфере после инокуляции в зависимости от температуры и освещения; 2) участие в защитных реакциях корневых клеток, противодействующих прямому инфицированию их ризобиями. Результаты исследований показывают реакцию корней бобового растения на инфицирование их Rhizobium, модифицирующуюся под влиянием абиотических факторов.

Участие фенольных соединений в становлении симбиотических отношений можно представить в виде схемы, показанной на рис. 20, которая основана

Рис. 20. Схема взаимодействия симбионтов при участии фенольных соединений, синтезируемых корнями растения-хозяина.

на данных литературы и результатов нашей работы (красным цветом обозначен круг вопросов, в решение которых внесен вклад нашими исследованиями). Она показывает участие фенольных соединений во взаимодействии симбионтов на двух этапах: преинфекции и начала проникновения ризобий в корневые волоски.

Впервые показано значение фенольных соединений корневых экссудатов в контролировании растением инфицирования через регуляцию численности микросимбионта в его ризосфере после инокуляции в неблагоприятных для симбиоза условиях. Этот этап регуляции симбиоза обуславливается модификациями количества выделяемых корневыми клетками фенольных соединений и их ростовой активности за счет присутствующих в их составе фенольных компонентов, воздействующих на размножение ризобий.

Фенольные соединения, находящиеся в корнях, в период адгезии ризобий на поверхности эпидермальных клеток корня и начала проникновения ризобий в корневые волоски участвуют в защитных системах, предотвращающих прямое инфицирование преобладающей части их клеток. Впервые показано, что степень участия фенольных соединений в разных видах защитных реакций: в регуляции уровня АФК, укреплении клеточных стенок неодинакова в различных областях корней и может изменяться под влиянием температуры, действующей на растения. То есть, механизмы участия фенольных соединений в защитных реакциях зависят от степени восприимчивости клеток к инфекции Rhizobium и от температурных условий. Это доказывает, что эндогенные фенольные соединения призваны обеспечить строго нормированное проникновение бактерий в определенные корневые локусы и формирование количества клубеньков, соответствующего энергетическим возможностям растения.

ВЫВОДЫ

1. Изменения в обмене фенольных соединений в клетках корней проростков гороха, возникающие под влиянием температуры, условий выращивания в гидрокультуре и инокуляции Rhizobium, оказывают существенное влияние на ход формирования симбиоза.

2. Эндогенные фенольные соединения могут принимать участие в проявлении защитных реакций на инокуляцию корней Rhizobium: 1) как регуляторы активности свободнорадикальных процессов; 2) как вещества, подавляющие размножение микросимбионтов в клетках корня; 3) при формировании физического барьера для ризобий.

Механизмы реализации протекторных функций фенольных соединений неодинаковы в зонах корней, различающихся по восприимчивости к Rhizobium.

3. Приоритетная роль в процессе формирования симбиоза принадлежит «растворимым» липофильным фенольным соединениям, что подтверждается их высоким содержанием и преимущественной локализацией в периферичеких слоях корневого кортекса. Им принадлежит ведущая роль в контролировании колонизации корней ризобиями и значение их возрастает при неблагоприятных для симбиоза условиях.

4. Представленные в корнях комплексы фенольных соединений содержат химически активные компоненты, большей частью относящиеся к высоколипофильным веществам. В их числе конъюгаты различных по структуре флавоноидов (изофлавонов, ликвиритигенина, апигенина и др.), соединения стильбеновой (предположительно) природы, N-фенил-2-нафтиламин, сложные эфиры орто-фталевой кислоты, ликвиритигенин, оксикумарин, свободные оксибензойные и оксикоричные кислоты. Возникающие под влиянием температуры и ризобиальной инфекции изменения химико-биологической активности фенольных комплексов обусловлены изменениями в их составе.

5. «Растворимые» липофильные фенольные соединения корневых клеток обладают радикал-скавенгирующими свойствами и могут участвовать в регуляции уровня ПОЛ. К числу активных скавенгеров относятся мажорные компоненты фенольных комплексов корневых клеток - N-фенил-2-нафтиламин и некоторые конъюгаты изофлавонов.

6. Динамика изменений ПОЛ и его интенсивность после инокуляции Rhizobium свидетельствуют, о том, что у проростков гороха в условиях пониженной температуры защитные реакции выражены слабее и развиваются медленнее, чем при оптимальной температуре. Это связано с более активной ролью «растворимых» липофильных фенольных соединений в регуляции уровня ПОЛ при пониженной температуре.

7. Состав липофильных фенольных соединений в корневых клетках и корневых экссудатах растений гороха сходен, что говорит об их способности проникать через плазмалемму и включаться в регуляцию размножения ризобий в ризосфере. В экссудатах гороха стимулировать размножение Rhizobium leguminosarum могут свободные изофлавоны, ингибировать N-фенил-2-нафтиламин, соединение стильбеновой природы и сложноэфирные соединения орто-фталевой кислоты.

8. Изменение количества и состава фенольных соединений в корневых экссудатах является одним из механизмов регуляции численности клубеньковых бактерий в ризосфере и зависит от возраста растений, условий произрастания, а также от периода после инокуляции.

9. Основные аспекты действия фенольных соединений в формировании симбиоза бобовых растений с Rhizobium, включая контролирование численности микросимбионта и участие в защитных реакциях растений, в том числе в зависимости от внешних воздействий, представлены в обобщающей схеме.

СТАТЬИ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ В ЖУРНАЛАХ, РЕКОМЕНДУЕМЫХ ДЛЯ ПУБЛИКАЦИИ ВАК РФ

1. Макарова Л.Е., Лузова Г.Б., Ломоватская Л.А. Роль эндогенных фенольных соединений в инфицировании Rhizobium leguminosarum корней гороха при низкой температуре // Физиол. растений. 1998. Т. 45. С. 824-832.

2. Макарова Л.Е. Влияние условий выращивания на нодуляцию растений гороха при заражении их бактериями Rhizobium leguminosarum // Агрохимия. 2001. № 12. С. 24-28.

3. Макарова Л.Е., Екимова Е.Г., Латышева С.Е., Миронова Н.В. Влияние инокуляции Rhizobium leguminosarum и температуры на содержание в корнях проростков Pisum sativum L. фенольных соединений с антиоксидантными свойствами // Раст. ресурсы. 2001. Вып. 1. С. 88-95.

4. Макарова Л.Е. Изучение влияния низкой температуры и условий гидрокультуры на содержание фенольных соединений в корнях гороха в связи с инокуляцией Rhizobium leguminosarum // Сибирский экологический журнал. 2002. Вып. 2. С. 243-247.

5. Макарова Л.Е., Латышева С.Е., Екимова Е.Г. Участие эндогенных фенольных соединений в реакции корней проростков гороха на инокуляцию Rhizobium leguminosarum при разных температурах // Физиол. растений. 2003. Т. 50. С. 291-298.

6. Макарова Л.Е., Рудиковская Е.Г. Роль фенольных соединений из корневых экссудатов в размножении Rhizobium leguminosarum в ризосфере гороха при разных температурах. // Агрохимия. 2003. № 8. С.61-65.

7. Макарова Л.Е., Соколова М.Г., Акимова Г.П., Лузова Г.Б., Нурминский В.Н. Инфицирование и нодуляции этиолированных растений гороха, инокулированных R. leguminosarum bv.viceae // Агрохимия. 2004. № 12. С. 29-35.

8. Макарова Л.Е., Нурминский В.Н. Влияние температуры на локализацию «свободных» фенольных соединений в тканях корней и деформацию корневых волосков у инокулированных Rhizobium проростков гороха // Цитология. 2005. № 6. С. 519-525.

9. Глянько А.К., Макарова Л.Е., Васильева Г.Г., Миронова Н.В. Участие перекиси водорода и салициловой кислоты в бобово-ризобиальном симбиозе // Известия РАН (сер. биологическая). 2005. № 3. С. 245-249.

10. Макарова Л.Е., Рудиковская Е.Г., Латышева С.Е. Протекторная роль эндогенных фенольных соединений в процессе инфицирования корней гороха бактериями Rhizobium при разных температурах // Агрохимия. 2006. № 2. С. 51-57.

11. Глянько А.К., Акимова Г.П., Соколова М.Г., Макарова Л.Е., Васильева Г.Г. Защитно-регуляторные механизмы при развитии бобово-ризобиального симбиоза // Прикладная микробиология и биохимия. 2007. Т. 43. № 3. С. 289-297.

12. Макарова Л.Е., Латышева С.Е., Путилина Т.Е. Влияние фенольных соединений, выделяемых корнями растений гороха (Pisum sativum L.) в условиях выращивания без освещения, на размножение Rhizobium // Прикладная микробиология и биохимия. 2007. Т. 43. № 4. 429-434.

13. Глянько А.К., Акимова Г.П., Макарова Л.Е., Соколова М.Г., Васильева Г.Г. Окислительные процессы на начальных стадиях взаимодействия клубеньковых бактерий (Rh. leguminosarum) и гороха (Pisum sativum L.) // Прикладная микробиология и биохимия. 2007. Т. 43. № 5. С. 576-582.

14. Рудиковская Е.Г., Федорова Г.А., Дударева Л.В., Макарова Л.Е., Рудиковский А.В. Влияние температуры выращивания на состав фенольных соединений в корнях гороха // Физиол. растений. 2008. Т. 55. С. 793-797.

Рецензируемые журналы:

15. Макарова Л.Е., Акимова Г.П., Соколова М.Г., Рудиковская Е.Г., Лузова Г.Б. Эндогенные фенольные соединения как регуляторы проникновения и размножения Rhizobium при инфицировании корней гороха // Физиол. биох. культ. раст. 2003. Т. 35. № 3. С. 234-240.

16. Макарова Л.Е., Рудиковская Е.Г., Собенин А.М. Роль эндогенных липофильных фенольных соединений в перекисном окислении липидов в корнях гороха при инфицировании их Rhizobium при разных температурах // Вестник Харьковского аграрного университета, сер. Биология. 2004. № 2(5). С. 57-64.

17. Glyanko A.K., Makarova L.E., Mironova N.V., Vasilieva G.G., Luzova G.B. Impact of salicilic acid on symbiotic relations between peas and Rhizobium leguminosarum bv. viceae // Academic Open Internet Journal. 2003. V. 10. Part 2.

18. Глянько А.К., Макарова Л.Е., Лузова Г.Б., Миронова Н.В., Васильева Г.Г. Влияние салициловой кислоты на симбиотические взаимоотношения гороха с Rhizobium leguminosarum bv. viceae // Физиол. биохим. культ. растений. 2004. Т. 36. № 2. С. 124-130.

19. Glyanko A.K., Makarova L.E., Mironova N.V., Vasilieva G.G., Luzova G.B. Impact of salicilic acid on symbiotic relations between peas and Rhizobium leguminosarum bv. viceae // Pakistan Journal of biological sciences. 2004. V. 7(3). P. 431-435.

20. Makarova L.E., Akimova G.P., Sokolova M.G., Luzova G.B., Rudikovskaya E.G., Nurminsky V.N.. Role of endogenous phenolic compounds under infection of pea roots by Rhizobium leguminosarum bv. viceae // Academic Open Internet Journal. 2004. V. 12. Part 2.

21. Макарова Л.Е., Латышева С.Е., Путилина Т.Е. Влияние фенольных соединений, выделяемых корнями растений гороха (Pisum sativum L.), на размножение Rhizobium в ризосфере // Вестник Харьковского аграрного университета, сер. Биология 2005. № 2(7). С. 42-49.

22. Makarova L.E., Nurminsky V.N. Temperature impact on the deformation of roots hairs with Rhizobium inoculated pea seedlings // Academic Open Internet Journal. 2005. V. 15. Part 2.

Тезисы и материалы конференций:

23. Макарова Л.Е., Екимова Е.Г., Латышева С.Е. Индукция инокуляцией Rhizobium изменений в составе фенольных соединений в корневых экссудатах гороха при разных температурах // Тезисы докладов IV съезда Общества физиологов растений России, Москва, 4-9 октября 1999 г. С. 229.

24. Макарова Л.Е., Екимова Е.Г. О перспективе использования в фармокологии фенольных соединений бобовых растений // Материалы международной научно-практической конференции «Флора, растительность и растительные ресурсы Забайкалья. Чита, 2000. Т. 3. С. 43-46.

25. Latysheva S.E., Makarova L.E. The role of endogenous phenolic compounds in inducing Rhizobium leguminosarum proliferation // International Symposium «Signaling systems of plant cells» Moscow. Russia. 2001. P. 82.

26. Макарова Л.Е. Изучение влияния низкой температуры и условий гидрокультуры на содержание фенольных соединений в корнях гороха в связи с их инокуляцией Rh. leguminosarum // Тезисы докладов международной конференции «Актуальные вопросы экологических исследований физиологии растений в XX веке». Сыктывкар, 2001. С. 273-274.

27. Макарова Л.Е., Рудиковская Е.Г. Участие эндогенных фенольных соединений в регуляции перекисного окисления липидов в начальный период инфицирования гороха бактериями Rhizobium leguminosarum // Тезисы докладов Международной конференции «Физиология растений - основа фитобиотехнологии». V съезд ОФР. Пенза, 2003. С. 72.

28. Глянько А.К., Макарова Л.Е., Васильева Г.Г., Миронова Н.В., Лузова Г.Б. Участие перекиси водорода и салициловой кислоты в бобово-ризобиальном симбиозе // Там же. С. 175.

29. Glyanko A.K., Makarova L.E., Mironova N.V., Vasilieva G.G., Luzova G.B. Role of salicylic acid and hydrogen peroxide in legume- Rhizobia symbiosis // 11-th Internatonal Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions. St.-Petersburg, Russia. 2003. P. 296.

30. Makarova. L.E. Effect of plant growth temperature on Rhizobia growth capacity of phenolic compounds from pea root exudates // Там же. P. 301.

31. Глянько А.К., Макарова Л.Е. Возможное участие салициловой кислоты в бобово-ризобиальном симбиозе // Тезисы докладов VI симпозиума по фенольным соединениям. Москва. 2004. С. 22.

32. Макарова Л.Е. Роль фенольных соединений в размножении Rhizobium в ризосфере растений гороха в зависимости от условий их выращивания // Там же. С. 53.

33. Макарова Л.Е., Рудиковская Е.Г., Глянько А.К. Роль эндогенных липофильных фенольных соединений в перекисном окислении липидов в корнях гороха при инфицировании их Rhizobium при разных температурах // Там же. С. 54.

34. Рудиковская Е.Г., Макарова Л.Е., Дударева Л.В., Федорова Г.А., Рудиковский А.В. Влияние температуры выращивания на фенольный состав корней гороха // Материалы Всероссийской научной конференции «Стрессовые белки растений». 2004, Иркутск. С. 100-103.

35. Макарова. Л.Е. Роль фенольных соединений в защитных реакциях корневых клеток бобовых растений при инфицировании Rhizobium // Тезисы докладов Второго международного симпозиума «Сигнальные системы клеток растений: роль в адаптации и иммунитете». Казань, 2006. С. 76-77.

36. Макарова Л.Е. Физиологичекое значение фенольных соединений в процессе становления симбиоза бобовых растений с Rhizobium в условиях пониженной температуры // Материалы Всероссийской конференции «Устойчивость растений к неблагоприятным факторам внешней среды». Иркутск, 2007. С. 160-163.

37. Макарова Л.Е., Дударева Л.В., Соколова Н.А., Рудиковская Е.Г. Изучение влияния инокуляции Rhizobium на состав фенольных кислот в различных участках этиолированных корней проростков гороха, произраставших при разных температурах // Устойчивость организмов к неблагоприятным факторам внешней среды. Материалы Всероссийской конференции. Иркутск, 2009. С. 284-287.

38. Макарова Л.Е., Смирнов В.И., Клыба Л.В., Назарова А.В., Путилина Т.Е. Изоляция и идентификация аллелопатического соединения N-фенил-2-нафтиламина из Pisum sativum // Там же. С. 287-290.

39. Макарова Л.Е., Смирнов В.И., Клыба Л.В. Роль аллелопатических фенольных соединений корневых экссудатов гороха в формировании симбиотических отношений с Rhizobium при неблагоприятных условиях среды // Материалы VII международного симпозиума по фенольным соединениям: фундаментальные и прикладные аспекты. 2009, Москва. C. 158-159.

Размещено на Allbest.ru