Влияние предпосевного праймирования N-гексаноил-L-гомосеринлактоном на формирование ризосферной микрофлоры и структуру урожайности TRITICUM AESTIVUM L.

Abstract

N-ацилгомосеринлактоны (АГЛ) относятся к классу молекул медиаторов бактериального происхождения, задействованных в дистанционной трансдукции сигналов между бактериями колонизаторами фитосферы и непосредственно между бактериями и растением. Задачей данной работы было оценить эффекты праймирования семян озимой пшеницы раствором короткоцепочечного N-ацилгомосеринлактона на формирование ризосферной микрофлоры растения и структуру урожайности. В связи с этим нами был осуществлен химический синтез молекул АГЛ среднего размера – N-гексаноил-L-гомосеринлактона (ГГЛ), подобрана система растворения препарата для приготовления стоковых водных растворов, определена эффективная рабочая концентрация. Полученным водным раствором ГГЛ были праймированы семена новых генотипов Triticum aestivum L. украинской селекции: жароустойчивый сорт Ятрань 60 и морозоустойчивый Володарка. В результате проведенных исследований выявлены прямой (на растения пшеницы) и косвенный (на ризосферную микрофлору) эффекты праймирования. Зафиксированы увеличение продуктивного кущения, количества и массы зерен в одном колосе, общей биомассы растений, надземной вегетативной массы и массы зерна, а также массы 1000 зерен. Исследование косвенного эффекта праймирования в условиях реальной экосистемы выявило качественные и количественные изменения в составе экологических групп ризосферной микрофлоры. Непредвиденным эффектом праймирования оказалось уменьшение количества азотфиксирующих бактерий, что, тем не менее, наблюдалось на фоне увеличения продуктивности растений. Этот феномен требует дальнейшего исследования. Поскольку праймирование семян озимой пшеницы в целом оказало положительное воздействие на растения пшеницы, ГГЛ можно рассматривать как перспективный экологический фитостимулятор и фитомодулятор.

N-acyl homoserine lactones (АHLs) belong to the class of bacterial molecules-mediators involved in a signal distance transduction between phytosphere bacteria and directly between bacteria and plants. The aim of our study was to estimate effects of winter wheat seeds priming with N acylhomoserine lactone of short chain on the formation of rhizosphere microflora and yield struc ture. In this regard, the AHL middle-size molecule N-hexanoyl-L-homoserine lactone (HHL) was synthesized. HHL water solution was used to prime seeds of new Triticum aestivum L. genotypes selected in Ukraine: heat-proof species Yatran 60 and freeze resistant Volodarka. Direct (on wheat plants) and indirect (on rhizosphere microflora) priming effects been revealed. The productive tiller ing, number and mass of seeds in a spike as well as total plant biomass, overground vegetative and seed mass, and 1000 seeds mass found to be increased. The indirect effects of priming under condi tions of real ecosystem showed qualitative and quantitative changes in the composition of ecological groups of rhizosphere microflora. Unexpectedly, there was some reduction of nitrogen-fixing bacte ria under priming followed a plant yield increasing. The effect of increase in crop biomass and productivity when nitrogen-fixing bacteria decreased requires a deeper investigation. Since the prim ing of winter wheat seeds shown positive effect on wheat plants HHL might be considered as a promising ecological phytostimulator and phytomodulator.

Ацилгомосеринлактони (АГЛ) належать до класу молекул медіаторів бактеріального походження, задіяних у дистанційній трансдукції сигналів між бактеріями-колонізаторами фітосфери і безпосередньо між бактеріями і рослиною. Завданням роботи було оцінити ефекти праймування насіння озимої пшениці розчином коротколанцюгового N ацилгомосеринлактону на формування ризосферної мікрофлори і структуру врожайності рос лин. У зв'язку з цим нами було здійснено хімічний синтез молекул АГЛ середнього розміру − N-гексаноїл-L-гомосеринлактону (ГГЛ), підібрана система розчинення препарату для приго тування стокових водних розчинів, визначена ефективна робоча концентрація. Отриманим водним розчином ГГЛ праймували насіння нових генотипів Triticum aestivum L. української селекції: жаростійкий сорт Ятрань 60 і морозостійкий Володарка. У результаті проведених досліджень виявлено прямий (на рослини пшениці) і непрямий (на ризосферну мікрофлору) ефекти праймування. Зафіксовані збільшення продуктивного кущіння, кількості і маси зерен в одному колосі, загальної біомаси рослин, надземної вегетативної маси і маси зерна, а також маси тисячі зерен. Дослідження непрямого ефекту праймування в умовах реальної екосисте ми виявило якісні і кількісні зміни в складі екологічних груп ризосферной мікрофлори. Непе редбачених ефектом праймування виявилося зменшення кількості азотфіксуючих бактерій, що, тим не менш, спостерігалося на тлі збільшення продуктивності рослин. Цей феномен по требує подальшого дослідження. Оскільки праймування насіння озимої пшениці в цілому по зитивно вплинуло на рослини пшениці, ГГЛ можна розглядати як перспективний екологічний фітостимулятор і фітомодулятор.