The nitrogen fixing activity and productivity of alfalfa inoculated with Sinorhizobium meliloti under different water supply and using of protein with hemagglutinin activity

С. Я. Коць
Л. М. Михалків
Л. І. Веселовська
С. К. Береговенко

Keywords: alfalfa; Sinorhizobium meliloti; lectin; hemagglutinins; symbiosis; productivity; water supply

Abstract

The influence of hemagglutinins (soybean seed lectin and alfalfa seed hemagglutinins) on the formation and productivity of the symbiosis between alfalfa and nodule bacteria was investigated. In pot experiment it was found that the incubation of Sinorhizobium meliloti 441 with alfalfa hemagglutinins increased nitrogen fixing activity of root nodules, stimulated plant growth and led to the enhance of resistance of the symbiotic system to water deficit. It was shown the possibility of using the soybean seed lectin to activate the molecular nitrogen fixation by the symbiotic system alfalfa - Sinorhizobium meliloti under insufficient water supply. In field conditions it was proved the stimulating effect of soybean lectin on the growth of aboveground mass and the bean formation in alfalfa.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Антонюк Л.П., Фомина О.Р., Игнатов В.В. Влияние лектина пшеницы на метаболизм Azospirillum brasilense: индукция биосинтеза белков // Микробиология. – 1997. – 66, № 2. – С. 172–178. / Antonyuk L.P., Fomina O.R., Ignatov V.V. Vliyanie lektina pshenitsyi na metabolizm Azospirillum brasilense: induktsiya biosinteza belkov // Mikrobiologiya. – 1997. – 66, # 2. – S. 172–178.

Бабоша А.В. Индуцибельные лектины и устойчивость растений к патогенным организмам и абиотическим стрессам // Биохимия. – 2008. – вып. 7 (73). – С. 1007–1022. / Babosha A.V. Indutsibelnyie lektinyi i ustoychivost rasteniy k patogennyim organizmam i abioticheskim stressam // Biohimiya. – 2008. – vyip. 7 (73). – S. 1007–1022.

Безрукова М.В., Лубянова А.Р., Фатхутдинова Р.А. Участие лектинов пшеницы и фасоли в регуляции деления клеток апикальной меристемы корней разных растений // Физиология растений. – 2011. – 58, № 1. – С. 144–151. / Bezrukova M.V., Lubyanova A.R., Fathutdinova R.A. Uchastie lektinIv pshenitsyi i fasoli v regulyatsii deleniya kletok apikalnoy meristemyi korney raznyih rasteniy // Fiziologiya rasteniy. – 2011. – 58, # 1. – S. 144–151.

Веселовська Л.І., Михалків Л.М., Коць С.Я. Вплив екзогенного лектину на ефективність симбіозу Glycine max ‒ Bradyrhizobium japonicum в умовах посухи // Физиология растений и генетика. – 2013. – 45, № 4. – С. 319‒326. / Veselovs'ka L.I., Mykhalkiv L.M., Kots' S.Ya. Vplyv ekzohennoho lektynu na efektyvnist' symbiozu Glycine max ‒ Bradyrhizobium japonicum v umovakh posukhy // Fyzyolohyya rastenyy y henetyka. – 2013. – 45, # 4. – S. 319‒326.

Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. – М.: Агропромиздат, 1985. – 352 с. / Dospehov B.A. Metodika polevogo opyita. – M.: Agropromizdat, 1985. – 352 s.

Кильдибекова А.Р., Безрукова М.В., Авальбаев А.М. и др. // Цитология. – 2004. – 46. – С. 312–315. / Kildibekova A.R., Bezrukova M.V., Avalbaev A.M., Fathutdinova R.A., Shakirova F.M. // Tsitologiya. – 2004. – 46. – S. 312–315.

Кириченко О.В. Біологічна активність екзогенних рослинних лектинів при утворенні та функціонуванні фітобактеріальних асоціацій // Вісник ХНАУ. Серія Біологія. – 2011. − вип. 2 (23). − C. 46−59. / Kyrychenko O.V. Biolohichna aktyvnist' ekzohennykh roslynnykh lektyniv pry utvorenni ta funktsionuvanni fitobakterial'nykh asotsiatsiy // Visnyk KhNAU. Seriya Biolohiya. – 2011. − vyp. 2 (23). − C. 46−59.

Лубянова А.Р., Безрукова М.В., Фатхутдинова Р.А., Шакирова Ф.М. Ростстимулирующий и защитный эффекты фитогемагглютинина на растения фасоли // Влияние фитогемагглютинина на солеустойчивость проростков // Вісник ХНАУ. Серія Біологія. – 2009. − вип. 2 (17). – С. 40–46. / Lubyanova A.R., Bezrukova M.V., Fathutdinova R.A., Shakirova F.M. Roststimuliruyuschiy i zaschitnyiy effektyi fitogemagglyutinina na rasteniya fasoli // Vliyanie fitogemagglyutinina na soleustoychivost prorostkov // VIsnik HNAU. SerIya BIologIya. – 2009.

Маліченко С.М., Даценко В.К., Маменко П.М., Коць С.Я. Участь лектинів специфічних і неспецифічних до бульбочкових бактерій бобових рослин у формуванні і функціонуванні азотфіксуючого симбіозу // Наукові записки Тернопільського педуніверситету. Серія Біологія. – 2002. – № 3 (18). – С. 49–57. / Malichenko S.M., Datsenko V.K., Mamenko P.M., Kots' S.Ya. Uchast' lektyniv spetsyfichnykh i nespetsyfichnykh do bul'bochkovykh bakteriy bobovykh roslyn u formuvanni i funktsionuvanni azotfiksuyuchoho symbiozu // Naukovi zapysky Ternopil's'koho peduniversytetu. Seriya Biolohiya. – 2002. – # 3 (18). – S. 49–57.

Маменко П.М. Лектини бобових і їх фізіологічна роль у формуванні і функціонуванні симбіозу. Автореферат дис… канд.біол.наук: 03.00.12. – К., 2005. – 21 с. / Mamenko P.M. Lektyny bobovykh i yikh fiziolohichna rol' u formuvanni i funktsionuvanni symbiozu. Avtoreferat dys… kand.biol.nauk: 03.00.12. – K., 2005. – 21 s.

Шакирова Ф.М., Безрукова М.В. Современные представления о предполагаемых функциях лектинов растений // Журнал общей биологии. – 2007. – 68, № 2. – С. 109–125. / Shakirova F.M., Bezrukova M.V. Sovremennyie predstavleniya o predpolagaemyih funktsiyah lektinov rasteniy // Zhurnal obschey biologii. – 2007. – 68, # 2. – S. 109–125.

De Hoff P.L., Brill L.M., Hirsch A.M. Plant lectins: the ties that bind in root symbiosis and plant defense // Mol. Genet. Genomics. – 2009. – 282. – P. 1–15.

Diaz C.L., Spaink H.P., Kijne J.W. Heterologous rhizobial lipochitin oligosaccharides and chitin oligomers induce cortical cell divisions in red clover root, transformed with the pea lectin gene // Mol. Plant Microbe Interact. – 2000. – Vol. 13. – P. 268–276.

Hardy R.W.F., Holsten R.D., Jackson E.K., Burns R.C. The acetylene – ethylene assay for N2 fixation: laboratory and field evaluation // Plant Physiol. – 1968. – 43, N 8. – P. 1185–1207.

Melnykova N.M., Mykhalkiv L.M., Mamenko P.M., Kots S.Ya. The areas of application for plant lectins // Biopolymers and Cell. – 2013. – 29, N5. – P. 357‒366.

Mody B., Mody V. Peanut agglutinin induced alterations in capsular and extracellular polysaccharide synthesis and ex-planta nitrogenase activity of cowpea rhizobia // J. Biol. Sci. – 1987. – 12, N 3. – P.289–296.

van Rhijn P., Fujishige N.A., Lim P.O., Hirsh A.M. Sugar-binding activity of pea lectin enhances heterologous infection of transgenic alfalfa plants by Rhizobium leguminosarun bv. viciae // Plant Physiology. – 2001. – Vol. 126. – P. 133– 34.