П. Д. Тимкин, Л. Е. Иваченко, О. Н. Бондаренко, А. А. Блинова, А. А. Пензин

Всероссийский научно-исследовательский институт сои,

675027, г. Благовещенск, Россия

соя, церкоспороз, септориоз, антиоксиданты, аскорбиновая кислота, каротин, малоновый диальдегид.

Проведен анализ содержания аскорбиновой кислоты, малонового диальдегида и каротина в здоровых семенах сои (Glycine max (L.) Merr), и пораженных Сercospora sojina hara в одной группе и Septoria glycines hemmi в другой. В литературе большую роль в устойчивости сои против грибковых заболеваний отводят антиоксидантным системам. Одними из ключевых низкомолекулярных соединений этой системы являются аскорбиновая кислота и каротин, которые участвуют в реакциях подавления оксидативного стресса, вызванного грибковыми заболеваниями. Показателем стресса служит малоновый диальдегид (МДА), активация которого, по литературным данным, происходит в ответ на грибковую инвазию. МДА служит одним из инициаторов деградации и ингибирования роста патогена. Оценка содержания исследуемых метаболитов проводилась с целью предоставления новых экспериментальных данных для создания маркерной системы определения характера устойчивости различных сортов сои селекции ФГБНУ ФНЦ ВНИИ сои к грибковой инвазии. Данная система в перспективе могла бы позволить ускорить отбор семенного материала для последующей гибридизации с целью получения адаптивных сортов, либо вести исследования в области патогенеза церкоспороза и септориоза. В результате экспериментальной работы были сделаны выводы о том, что представленная система недостаточно специфична для оценки биохимического ответа растения на септориоз и церкоспороз в полевых условиях, ввиду наличия многофакторного воздействия. Однако высокое содержание аскорбиновой кислоты и МДА однозначно подтверждает наличие стрессового воздействия биотической природы. Весьма интересным является и тот факт, что против грибковой инвазии срабатывают две противоположные друг-другу системы – оксидантная и антиоксидантная, что на данный момент является показателем отсутствия специфичных механизмов защиты сои против грибковых инфекций.

The analysis of the content of ascorbic acid, malonic dialdehyde and carotene in healthy soybean seeds (Glycine max (L.) Merr) and affected Сercospora sojina hara in one group and Septoria glycines hemmi in another group was carried out. In the literature, antioxidant systems play an important role in the resistance of soybeans to fungal diseases. One of the key low molecular weight compounds of this system are ascorbic acid and carotene, which are involved in the suppression of oxidative stress caused by fungal diseases. An indicator of stress is malondialdehyde (MDA), the activation of which, according to the literature data, occurs in response to fungal invasion. MDA is one of the initiators of degradation and inhibition of pathogen growth. The assessment of the content of the studied metabolites was carried out in order to provide new experimental data for the creation of a marker system for determining the nature of the resistance of various soybean varieties bred by the Federal State Budgetary Scientific Institution of the Federal Research Center of the All-Russian Research Institute of soybeans to fungal invasion. In the future, this system could make it possible to accelerate the selection of seed material for subsequent hybridization in order to obtain adaptive varieties, or to conduct research in the field of the pathogenesis of cercosporosis and septoria. As a result of the experimental work, it was concluded that the presented system is not specific enough to assess the biochemical response of the plant to septoria and cercosporosis in the field, due to the presence of multifactorial effects. However, the high content of ascorbic acid and MDA unequivocally confirms the presence of a stress effect of a biotic nature. It is also very interesting that two opposite systems work against fungal invasion - oxidant and antioxidant, which at the moment is an indicator of the absence of specific soybean defense mechanisms against fungal infections.

1. Бубакри, Х. Роль аскорбиновой кислоты во взаимодействии растений с патогенами. – Текст : электронный // Аскорбиновая кислота в росте, развитии и стрессоустойчивости растений. – 2017. – С. 255-271. – URL : https://doi.org/10.1007/978-3-319-74057-7_10.


2. Ван, Хуан и Чжан Регуляция синтеза аскорбиновой кислоты в растении. / Хуан и Чжан Ван, Чжицзинь и Хуан Жунфэн. – Текст : электронный // Сигнализация и поведение растений : 8. 4161/psb.24536. – URL : https://translated.turbopages.org/proxy_u/en-ru.ru.28752c5c-6409d7e4-a653a22e-74722d776562/https/pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23603957/.


3. Заостровных, В. И. Вредные организмы сои и система фитосанитарной оптимизации ее посевов / В. И. Заостровных, Л. К. Дубовицкая. – Новосибирск, 2003. – 420 с.


4. Ишвар, Рао Д. Изменения в антиоксидантной активности семи различных сортов сои (Glycine max (L.) Merr.) во время засухи / Рао Д. Ишвар, К. Вишванатха Чайтанья. – Текст : электронный // Пищевая биохимия. Февраль 2020;44(2):e13118. – doi: 10.1111/jfbc.13118. Epub 2019, 16 декабря. PMID: 31845369. – URL : https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31845369/.


5. Колесниченко, В. В. Влияние высоких концентраций Сd2+ на перекисное окисление липидов и функцию антиоксидантной системы этиолированных побегов пшеницы (Triticum аestivum) и ржи (ржи и некоторых травах ржи) / В. В. Колесниченко, А. В. Колесниченко // Журнал стресс-физиологии и биохимии. – 2012. – № 8 (4). – С. 5-15.


6. Ли, Ю.-С. Изменения в дыхании, росте и содержании витамина С в проростках сои в ответ на хитозан с различной молекулярной массой / Ю.-С. Ли, Ю.-Х. Ким, С.-Б. Ким. – Текст: электронный // HortScience. – 2005. – № 40 (5). – С. 1333-1335. – URL : https://doi.org/10.21273/hortsci.40.5.1333.


7. Маслова, Т. Г. Функции каротиноидов в листьях высших растений (обзор) / Т. Г. Маслова, Е. Ф. Марковская, Н. Н. Слемнев // Журнал общей биологии. – 2020. – Т. 81, № 4. – С. 297-310.


8. Сигнальная роль активных форм кислорода при стрессе у растений / В. Д. Креславский, Д. А. Лось, С. И. Аллахвердиев, В. В. Кузнецов // Физиология растений. – 2012. – Т. 59. – № 2. – С. 163.


9. Франчик-Жаров, М. Влияние конъюгированной линолевой кислоты и различных видов пищевых жиров на липидный профиль сыворотки крови, активность печеночных ферментов и маркеры окислительного стресса у крыс линии Вистар / М. Франчик-Жаров, Е. Куш, РБ. Костогрыс. – Текст: электронный // Rocz Panstw Zakl. – 2019. – № 70(1). – С. 27-33. – doi: 10.32394/rpzh.2019.0049. – Идентификационный номер: 30837743. – URL : https://translated.turbopages.org/proxy_u/en-ru.ru.fe4c8787-64098f88-501993be-74722d776562/https/pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30837743/.


10. Хозеева, Е. В. Окислительный стресс растений : химия, физиология, способы защиты / Е. В. Хозеева, Ю. А. Зимина, Г. А. Срослова // Природные системы и ресурсы. – 2020. – № 4. – 30-43.


11. Шарова, Е. И. Редокс-реакции в апопласте растущих клеток / Е. И. Шарова, С. С. Медведев // Физиология растений. – 2017. – Т. 64, № 1. – С. 3-18. – DOI 10.7868/S0015330317010146.


12. Malik S, Ashraf M (2012) Exogenous application of ascorbic acid stimulates growth and photosynthesis of wheat (Triticum aestivum L.) under drought. Soil Environ 31:72–77


13. Hossain M.A., Hoque M.A., Burritt D.J., Fujita M. // Oxidative Damage to Plants Antioxidant Networks and Signaling / Ed. P. Ahmad. Amsterdam; Boston; Heidelberg; London; New York; Oxford; Paris; San Diego; San Francisco; Singapore; Sydney; Tokyo: Academic Press is an imprint of Elsevier, 2014. P. 477– 521.


14. Jaleel, C.A., Riadh, K., Gopi, R. et al. Antioxidant defense responses: physiological plasticity in higher plants under abiotic constraints. Acta Physiol Plant 31, 427–436 (2009). https://doi.org/10.1007/s11738-009-0275-6).