Agrarian Bulletin of the Agrarian Bulletin of the Аграрный вестник Урала 1997-4868 2307-0005 85093 10.32417/1997-4868-2024-24-06-802-812 Биология Biology Биология Impact of biological growth regulators on the ratio of photosynthetic pigments of Campanula alliariifolia Влияние биологических регуляторов роста на содержание фотосинтетических пигментов Campanula alliariifolia Реут Антонина Анатольевна Reut Antonina Anatol'evna Аллаярова Ирина Нагимовна Allayarova Irina Nagimovna Биглова Айгуль Радиковна Biglova Aygul' Radikovna Ласточкина Оксана Владимировна Lastochkina Oksana Vladimirovna Южно-Уральский ботанический сад-институт – обособленное структурное подразделение Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук Россия South Ural Botanical Garden Institute - a separate structural unit of the Ufa Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences Russian Federation Южно-Уральский ботанический сад-институт – обособленное структурное подразделение Уфимского ФИЦ РАН Уфа Россия Южно-Уральский ботанический сад-институт – обособленное структурное подразделение Уфимского ФИЦ РАН Уфа Russian Federation Южно-Уральский ботанический сад-институт – обособленное структурное подразделение Уфимского ФИЦ РАН Уфа Россия Южно-Уральский ботанический сад-институт – обособленное структурное подразделение Уфимского ФИЦ РАН Уфа Russian Federation Институт биохимии и генетики Уфимского ФИЦ РАН Уфа Россия Институт биохимии и генетики Уфимского ФИЦ РАН Уфа Russian Federation 05 08 2024 05 08 2024 24 06 802 812 05 07 2024 https://usau.editorum.ru/en/nauka/article/85093/view

Аннотация. Цель – изучение эффективности действия природной сигнальной молекулы салициловой кислоты (СК) и Bacillus subtilis (Bs) на содержание фотосинтетических пигментов (ФСП) в листьях колокольчика чесночницелистного (Campanula alliariifolia Willd.) и его декоративность. Методы. В исследовании использовали спектрофотометрические методы для анализа динамики содержания хлорофилла а, хлорофилла b и каротиноидов под воздействием штамма бактерии Bacillus subtilis, полученного из пахотного слоя почв Башкортостана в Башкирском научно-исследовательском институте сельского хозяйства УФИЦ РАН (Уфа), и ее комбинации с салициловой кислотой за вегетационный период. Научная новизна. Впервые в условиях Башкирского Предуралья изучено влияние салициловой кислоты в композиции с новым штаммом B. subtilis на физиологические параметры и декоративность Campanula alliariifolia. Результаты. Проанализированы содержание и соотношение ФСП в динамике (фазы бутонизации, цветения и плодоношения). Выявлено, что инокуляция Bacillus subtilis растений C. alliariifolia приводит к увеличению каротиноидов в фазу цветения. В фазу плодоношения максимальное содержание ФСП отмечали в варианте опыта Bs + СК. При двухфакторном дисперсионном анализе показано, что существенное влияние фактора А (фаза вегетации), фактора В (разные варианты опыта) и степень суммарного воздействия двух факторов (А × В) на содержание ФСП в образцах листьев колокольчика статистически значимо для изученных показателей. Установлено, что инокуляция B. subtilis положительно повлияла на такие показатели, как обилие цветения и плотность соцветий, тем самым улучшая декоративность C. alliariifolia в условиях Башкирского Предуралья.

Abstract. The purpose is to study the effectiveness of the action of the natural signaling molecule salicylic acid (SA) and Bacillus subtilis (Bs) on the ratio of photosynthetic pigments (PhSP) in plant materials (leaves) of Campanula alliariifolia Willd. and its decorativeness. Methods. Using spectrophotometric techniques, an analysis was carried out of the dynamics of the content of pigments (chlorophyll a, chlorophyll b and carotenoids) under the influence of a strain of the bacterium Bacillus subtilis, isolated at the Bashkir Scientific Research Institute of Agriculture of the Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences (Ufa) from the arable soil layer of the Republic of Bashkortostan, and its combination with salicylic acid during the growing season. Scientific novelty. The influence of the B. subtilis strain separately and together with salicylic acid on the physiological parameters and decorative properties of Campanula alliariifolia in the conditions of the Bashkir Cis-Ural was studied. Results. The content and ratio of PhSP in dynamics (phases of budding, flowering and fruiting) were analyzed. It was revealed that inoculation of C. alliariifolia plants with Bacillus subtilis significantly increases the amount of carotenoids during the flowering phase. During the fruiting phase, the maximum content of PhSP was noted in the Bs + SA variant of the experiment. Two-factor analysis of variance showed that the significant influence of factor A (vegetation phase), factor B (different experimental options), and the degree of total influence of two factors (A × B) on the content of PhSP in samples of campanula leaves is statistically significant for the studied indicators. It was found that inoculation with the B. subtilis strain maximized indicators such as the abundance of flowering and the density of bellflower inflorescences, thereby improving the decorativeness of C. alliariifolia in the conditions of the Bashkir Cis-Ural.

 Campanula alliariifolia салициловая кислота хлорофилл а хлорофилл b каротиноиды Bacillus subtilis Campanula alliariifolia salicylic acid chlorophyll a chlorophyll b carotenoids Bacillus subtilis

Лубянова А. Р., Безрукова М. В., Шакирова Ф. М. Взаимодействие сигнальных путей при формировании защитных реакций растений в ответ на стрессовые факторы окружающей среды // Физиология растений. 2021. Т. 68, № 6. С. 563–578. DOI: 10.31857/S0015330321060129. Lubyanova A. R., Bezrukova M. V., Shakirova F. M. Vzaimodeystvie signal'nyh putey pri formirovanii zaschitnyh reakciy rasteniy v otvet na stressovye faktory okruzhayuschey sredy // Fiziologiya rasteniy. 2021. T. 68, № 6. S. 563–578. DOI: 10.31857/S0015330321060129. Павлюченко Н. Г., Мельникова С. И., Колесникова О. И., Зимина Н. И. Влияние обработки салициловой кислотой на развитие виноградных саженцев // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2022. Т. 17, № 3(67). С. 24–30. Pavlyuchenko N. G., Mel'nikova S. I., Kolesnikova O. I., Zimina N. I. Vliyanie obrabotki salicilovoy kislotoy na razvitie vinogradnyh sazhencev // Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2022. T. 17, № 3(67). S. 24–30. Колупаев Ю. Е., Ястреб Т. О., Поляков А. К., Дмитриев А. П. Салициловая кислота и формирование адаптивных реакций растений на абиотические стрессоры: роль компонентов сигнальной сети // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2021. № 55. С. 135–165. DOI: 10.17223/19988591/55/8. Kolupaev Yu. E., Yastreb T. O., Polyakov A. K., Dmitriev A. P. Salicilovaya kislota i formirovanie adaptivnyh reakciy rasteniy na abioticheskie stressory: rol' komponentov signal'noy seti // Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya. 2021. № 55. S. 135–165. DOI: 10.17223/19988591/55/8. Wu Q., Jing H.-K., Feng Z.-H., Huang J., Shen R.-F., Zhu X.-F. Salicylic acid acts upstream of auxin and nitric oxide (NO) in cell wall phosphorus remobilization in phosphorus deficient rice // Rice. 2022. Vol. 15. DOI: 10.1186/s12284-022-00588-y. Wu Q., Jing H.-K., Feng Z.-H., Huang J., Shen R.-F., Zhu X.-F. Salicylic acid acts upstream of auxin and nitric oxide (NO) in cell wall phosphorus remobilization in phosphorus deficient rice // Rice. 2022. Vol. 15. DOI: 10.1186/s12284-022-00588-y. Jelali N., Ben Youssef R., Boukari N., Zorrig W., Dhifi W., Abdelly C. Salicylic acid and H2O2 seed priming alleviates Fe deficiency through the modulation of growth, root acidification capacity and photosynthetic performance in Sulla carnosa // Plant Physiology and Biochemistry. 2021. Vol. 159. Pp. 392–399. DOI: 10.1016/j.plaphy.2020.11.039. Jelali N., Ben Youssef R., Boukari N., Zorrig W., Dhifi W., Abdelly C. Salicylic acid and H2O2 seed priming alleviates Fe deficiency through the modulation of growth, root acidification capacity and photosynthetic performance in Sulla carnosa // Plant Physiology and Biochemistry. 2021. Vol. 159. Pp. 392–399. DOI: 10.1016/j.plaphy.2020.11.039. Zhu Y. L., Guo M., Si D. X., Cao X., Li H. Y. Salicylic acid alleviates potassium deficiency by promoting nutrient absorption and accumulation in Zinnia elegans // International Journal of Agricultural and Biological Engineering. 2021. Vol. 24. Pp. 214–220. DOI: 10.17957/ijab/15.1427. Zhu Y. L., Guo M., Si D. X., Cao X., Li H. Y. Salicylic acid alleviates potassium deficiency by promoting nutrient absorption and accumulation in Zinnia elegans // International Journal of Agricultural and Biological Engineering. 2021. Vol. 24. Pp. 214–220. DOI: 10.17957/ijab/15.1427. Zhu C. Q., Hu W. J., Cao X. C., Zhu L. F., Bai Z. G., Huang J., Liang Q. D., Jin Q. Y., Zhang J. H. Role of salicylic acid in alleviating the inhibition of root elongation by suppressing ethylene emission in rice under Al toxicity conditions // Plant Growth Regulation. 2020. Vol. 90. Pp. 475–487. DOI: 10.1007/s10725‑019‑00554‑7. Zhu C. Q., Hu W. J., Cao X. C., Zhu L. F., Bai Z. G., Huang J., Liang Q. D., Jin Q. Y., Zhang J. H. Role of salicylic acid in alleviating the inhibition of root elongation by suppressing ethylene emission in rice under Al toxicity conditions // Plant Growth Regulation. 2020. Vol. 90. Pp. 475–487. DOI: 10.1007/s10725‑019‑00554‑7. Игнатенко А. А., Батова Ю. В., Холопцева Е. С., Казнина Н. М. Влияние предпосевной обработки семян салициловой кислотой на рост и фотосинтетический аппарат ячменя при разном содержании цинка в субстрате // Физиология растений. 2023. Т. 70, № 3. С. 251–258. DOI: 10.31857/S001533032370001X. Ignatenko A. A., Batova Yu. V., Holopceva E. S., Kaznina N. M. Vliyanie predposevnoy obrabotki semyan salicilovoy kislotoy na rost i fotosinteticheskiy apparat yachmenya pri raznom soderzhanii cinka v substrate // Fiziologiya rasteniy. 2023. T. 70, № 3. S. 251–258. DOI: 10.31857/S001533032370001X. Ahluwalia O., Singh P. C., Bhatia R. A review on drought stress in plants: Implications, mitigation and the role of plant growth promoting rhizobacteria // Resources, Environment and Sustainability. 2021. Vol. 5. Article number 100032. DOI: 10.1016/j.resenv.2021.100032. Ahluwalia O., Singh P. C., Bhatia R. A review on drought stress in plants: Implications, mitigation and the role of plant growth promoting rhizobacteria // Resources, Environment and Sustainability. 2021. Vol. 5. Article number 100032. DOI: 10.1016/j.resenv.2021.100032. Вронская О. О. Тридцать лет Кузбасскому ботаническому саду // Проблемы промышленной ботаники индустриально развитых регионов: Материалы докладов VI Международной конференции. Кемерово, 2021. С. 10–12. DOI 10.53650/9785902305606_10. Vronskaya O. O. Tridcat' let Kuzbasskomu botanicheskomu sadu // Problemy promyshlennoy botaniki industrial'no razvityh regionov: Materialy dokladov VI Mezhdunarodnoy konferencii. Kemerovo, 2021. S. 10–12. DOI 10.53650/9785902305606_10. Реут А. А., Аллаярова И. Н., Ласточкина О. В., Биглова А. Р. Влияние разных спектров света в комбинации с Bacillus subtilis на содержание фотосинтетических пигментов // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2023. № 2 (70). С. 218–230. DOI: 10.32786/2071-9485-2023-02-25. Reut A. A., Allayarova I. N., Lastochkina O. V., Biglova A. R. Vliyanie raznyh spektrov sveta v kombinacii s Bacillus subtilis na soderzhanie fotosinteticheskih pigmentov // Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: Nauka i vysshee professional'noe obrazovanie. 2023. № 2 (70). S. 218–230. DOI: 10.32786/2071-9485-2023-02-25. Иванов Л. А., Ронжина Д. А., Юдина П. К., Золотарева Н. В., Калашникова И. В., Иванова Л. А. Сезонная динамика содержания хлорофиллов и каротиноидов в листьях степных и лесных растений на уровне вида и сообщества // Физиология растений. 2020. Т. 67, № 3. С. 278–288. DOI: 10.31857/S0015330320030112. Ivanov L. A., Ronzhina D. A., Yudina P. K., Zolotareva N. V., Kalashnikova I. V., Ivanova L. A. Sezonnaya dinamika soderzhaniya hlorofillov i karotinoidov v list'yah stepnyh i lesnyh rasteniy na urovne vida i soobschestva // Fiziologiya rasteniy. 2020. T. 67, № 3. S. 278–288. DOI: 10.31857/S0015330320030112. Мирошниченко Н. Н. Репродуктивная биология и особенности размножения некоторых представителей рода Campanula L. в Крыму: дис. …канд. биол. наук. Ялта, 2019. 170 с. Miroshnichenko N. N. Reproduktivnaya biologiya i osobennosti razmnozheniya nekotoryh predstaviteley roda Campanula L. v Krymu: dis. …kand. biol. nauk. Yalta, 2019. 170 s. Аллаярова И. Н., Реут А. А. Биологические особенности редкого вида Campanula carpatica Jacg. в условиях культуры // Аграрная Россия. 2019. № 1. С. 42–48. DOI: 10.30906/1999-5636-2019-1-42-48. Allayarova I. N., Reut A. A. Biologicheskie osobennosti redkogo vida Campanula carpatica Jacg. v usloviyah kul'tury // Agrarnaya Rossiya. 2019. № 1. S. 42–48. DOI: 10.30906/1999-5636-2019-1-42-48. Кучеров И. Б., Зверев А. А. Ценотические позиции бореальных видов растений в сообществах широколиственно-лесной зоны // Turczaninowia. 2021. Т. 24, № 3. С. 89–110. DOI: 10.14258/turczaninowia.24.3.8. Kucherov I. B., Zverev A. A. Cenoticheskie pozicii boreal'nyh vidov rasteniy v soobschestvah shirokolistvenno-lesnoy zony // Turczaninowia. 2021. T. 24, № 3. S. 89–110. DOI: 10.14258/turczaninowia.24.3.8. Погода в Уфе по месяцам в 2021 году. Башкортостан – температура воздуха, скорость ветра, влажность [Электронный ресурс] // World Weather. 2014–2024. URL: https://world-weather.ru/pogoda/russia/ufa/2021 (дата обращения: 15.01.2024). Pogoda v Ufe po mesyacam v 2021 godu. Bashkortostan – temperatura vozduha, skorost' vetra, vlazhnost' [Elektronnyy resurs] // World Weather. 2014–2024. URL: https://world-weather.ru/pogoda/russia/ufa/2021 (data obrascheniya: 15.01.2024). Погода в Уфе по месяцам в 2022 году. Башкортостан – температура воздуха, скорость ветра, влажность [Электронный ресурс] // World Weather. 2014–2024. URL: https://world-weather.ru/pogoda/russia/ufa/2022 (дата обращения: 16.01.2024). Pogoda v Ufe po mesyacam v 2022 godu. Bashkortostan – temperatura vozduha, skorost' vetra, vlazhnost' [Elektronnyy resurs] // World Weather. 2014–2024. URL: https://world-weather.ru/pogoda/russia/ufa/2022 (data obrascheniya: 16.01.2024). Lastochkina O., Aliniaeifard S., Garshina D., Garipova S., Pusenkova L., Allagulova C., Fedorova K., Baymiev A., Koryakov I., Sobhani M. Seed priming with endophytic Bacillus subtilis strain-specifically improves growth of Phaseolus vulgaris plants under normal and salinity conditions and exerts anti-stress effect through induced lignin deposition in roots and decreased oxidative and osmotic damages // Journal of Plant Physiology. 2021. No. 263. Article number 153462. DOI: 10.1016/j.jplph.2021.153462. Lastochkina O., Aliniaeifard S., Garshina D., Garipova S., Pusenkova L., Allagulova C., Fedorova K., Baymiev A., Koryakov I., Sobhani M. Seed priming with endophytic Bacillus subtilis strain-specifically improves growth of Phaseolus vulgaris plants under normal and salinity conditions and exerts anti-stress effect through induced lignin deposition in roots and decreased oxidative and osmotic damages // Journal of Plant Physiology. 2021. No. 263. Article number 153462. DOI: 10.1016/j.jplph.2021.153462. Shomali A., Das S., Arif N., Sarraf M., Zahra N., Yadav V., Aliniaeifard S., Chauhan D. K., Hasanuzzaman M. Diverse Physiological Roles of Flavonoids in Plant Environmental Stress Responses and Tolerance // Plants. 2022. No. 11 (22). Article number 3158. DOI: 10.3390/plants11223158. Shomali A., Das S., Arif N., Sarraf M., Zahra N., Yadav V., Aliniaeifard S., Chauhan D. K., Hasanuzzaman M. Diverse Physiological Roles of Flavonoids in Plant Environmental Stress Responses and Tolerance // Plants. 2022. No. 11 (22). Article number 3158. DOI: 10.3390/plants11223158.