БІОХІМІЧНІ ПОКАЗНИКИ РОСЛИН СОЇ ЗВИЧАЙНОЇ ЗА ІНФІКУВАННЯ ВІРУСОМ МОЗАЇКИ СОЇ
DOI:
https://doi.org/10.32782/naturalspu/2025.2.9Ключові слова:
соя, вірус мозаїки сої; протеїн; інгібітор трипсину; протеази; біохімічні показники; стійкість рослинАнотація
У роботі представлено результати комплексного дослідження впливу вірусу мозаїки сої (ВМС) на біохімічні показники рослин сої української селекції. Актуальність теми зумовлена суттєвими втратами врожаю цієї культури внаслідок інфекції, що може сягати 50–70%, а також недостатнім рівнем знань про біохімічні механізми формування захисних реакцій у рослин-хазяїв. Розкриття цих механізмів має ключове значення для селекції та підвищення імунітету сої проти вірусів.Об’єктом дослідження були здорові та інфіковані ВМС рослини сортів ‘Аврора’, ‘Аріадна’, ‘Васильківська’, ‘Зміна’, ‘Еврідіка’, ‘Серенада’, ‘Сяйво’, ‘Одеситка’, ‘Таврія’, ‘Фенікс’. Оцінювали вміст загального білка, розчинних цукрів, флавоноїдів, хлорофілів а і b, каротиноїдів, а також активність нейтральної протеази та інгібітора трипсину.Отримані результати засвідчили, що вірусна інфекція спричиняє комплексні зміни метаболізму: зниження вмісту білка та хлорофілів, що відображає пригнічення фотосинтетичної активності, поряд із підвищенням рівня розчинних цукрів у частини сортів. Водночас виявлено тенденцію до накопичення флавоноїдів і варіабельні зміни у вмісті каротиноїдів, що може свідчити про активацію антиоксидантних та адаптивних механізмів у відповідь на стрес. Характер реакцій відрізнявся між сортами: деякі (‘Васильківська’, ‘Фенікс’) продемонстрували більш виражене зростання захисних метаболітів, тоді як інші (‘Еврідіка’, ‘Одеситка’) виявили більшу вразливість.Таким чином, результати доводять, що ВМС істотно трансформує білковий, вуглеводний та пігментний обміни у рослин сої, а сортові відмінності реакцій вказують на перспективність використання окремих генотипів у селекції на стійкість до вірусних хвороб. Отримані дані є важливими для глибшого розуміння біохімічних механізмів стійкості та розробки практичних заходів захисту посівів сої.
Посилання
Міщенко Л.Т. Вірусні хвороби озимої пшениці. Київ : Фітосоціоцентр, 2009. 352 с.
Mishchenko L., Dunich A., Mishchenko I., Berlizov V., Petrenkova V., Molchanets O. Influence of climate change on wheat viruses variability in Ukraine. Agriculture & Forestry. 2017. Vol. 63, No. 4. P. 43–50. https://doi.org/10.17707/agricultforest.63.4.04.
Irvin M.E., Schultz G.A. Soybean mosaic virus. FAO Plant Protection Bulletin. 1981. Vol. 29. P. 41–55.
Naghavi A., Habibi M.K., Firouzabadi F.N. Detection and identification of some soybean viral mosaic viruses using molecular techniques in Lorestan Province, South West of Iran. Asian Journal of Plant Science. 2008. Vol. 7. P. 557–562.
Strömvik M.V., Latour F., Archambault A., Vodkin L.O. Identification and phylogenetic analysis of sequences of Bean pod mottle virus, Soybean mosaic virus, and Cowpea chlorotic mottle virus in expressed sequence tag data from soybean. Canadian Journal of Plant Pathology. 2006. Vol. 28. P. 1–12.
Usovsky M., Chen P., Li D., Wang A., Shi A., Zheng C., Shakiba E., Lee D., Vieira C.C., Lee Y.C., Wu C., Cervantez I., Dong D. Decades of genetic research on Soybean mosaic virus resistance in soybean. Frontiers in Microbiology. 2022. Vol. 13. P. 1122. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.1122.
Farmer E.E., Ryan C.A. Interplant communication: airborne methyl jasmonate induces synthesis of proteinase inhibitors in plant leaves. Proceedings of the National Academy of Sciences. 1990. Vol. 87, No. 19. P. 7713–7716. https://doi.org/10.1073/pnas.87.19.7713.
Jain D., Khurana J.P., Singh A., Singh I. (Eds.). Role of pathogenesis-related (PR) proteins in plant defense mechanism. In: Molecular Aspects of Plant-Pathogen Interaction. Singapore : Springer, 2018. P. 265–280. https://doi.org/10.1007/978-981-10-7371-7_13.
Hernández J.A., Gullner G., Clemente-Moreno M.J., Künstler A., Juhász C., Díaz-Vivancos P., Király L. Oxidative stress and antioxidative responses in plant–virus interactions. Physiological and Molecular Plant Pathology. 2016. Vol. 94. P. 134–148. https://doi.org/10.1016/j.pmpp.2015.09.001.
Кириченко А.М. Вплив вірусу жовтої мозаїки квасолі на метаболізм фотосинтетичних пігментів, білків і вуглеводів у Glycine soja L. Мікробіологічний журнал. 2014. Т. 76, № 1. С. 47–52.
Mao C., Shan S., Huang Y., Jiang C., Zhang H., Li Y., Chen J., Wei Z., Sun Z. The hypervariable N-terminal of soybean mosaic virus P1 protein influences its pathogenicity and host defense responses. Phytopathology Research. 2022. Vol. 4. Article 10. https://doi.org/10.1186/s42483-022-00115-3.
Bera S., Arena G.D., Ray S., Flannigan S., Casteel C.L. The potyviral protein 6K1 reduces plant proteases activity during Turnip mosaic virus infection. Viruses. 2022. Vol. 14, No. 6. P. 1341. https://doi.org/10.3390/v14061341.
Determination of the total nitrogen content of hard, semihard, and processed cheese by the Kjeldahl method (Collaborative Study). Journal of AOAC International. 2004. Vol. 87, No. 2. P. 396–406.
Єщенко, В. О., Копитко, П. Г., Опришко, В. П. Основи наукових досліджень в агрономії / за ред. В. О. Єщенка. – Київ : Дія, 2005. – 288 с.
Breite A. G., Dwulet F. E., McCarthy R. C. Tissue dissociation enzyme neutral protease assessment. Transplantation Proceedings. 2010. Vol. 42, No. 6. P. 2052–2054. https://doi.org/10.1016/j.transproceed.2010.05.118
Liu K. Soybean trypsin inhibitor assay: further improvement of the standard method approved and reapproved by American Oil Chemists Society and American Association of Cereal Chemists International. J. Am. Oil Chem. Soc. 2019. Vol. 96. P. 635–645. https://doi.org/10.1002/aocs.12273.
Lowry O.H., Rosebrough N.J., Farr A.L., Randall R.J. Protein measurement with the Folin phenol reagent. Journal of Biological Chemistry. 1951. Vol. 193, No. 1. P. 265–275.
Hedge, J. E., & Hofreiter, B. T. Carbohydrate chemistry. In Whistler, R. L. & Be Miller, J. N. (Eds.) Methods in Carbohydrate Chemistry. New York: Academic Press, 1962. P. 17–22.
Ritchie, R. J. Consistent sets of spectrophotometric chlorophyll equations for acetone, methanol and ethanol solvents. Photosynthesis Research. 2006. Vol. 89, No. 1. P. 27-41. DOI: https://doi.org/10.1007/s11120-006-9065-9
Mishchenko L.T., Dunich A.A., Skrypkina I.Y., Kozub N.O. Phylogenetic analysis of two Ukrainian isolates of Wheat streak mosaic virus. Biopolymers and Cell. 2019. Vol. 35, No. 1. P. 64–77. https://doi.org/10.7124/bc.000997.
Campos R.E., Bejerman N., Nome C., Laguna I., Rodriguer P.P. Bean Yellow mosaic virus in soybean from Argentina. Journal of Phytopathology. 2014. Vol. 162. P. 222–325.
Mishchenko L.T., Dunich A.A., Shevchenko T.P., Budzanivska I.G., Polischuk V.P., Andriychuk O.M., Molchanets O.V., Antipov I.O. Detection of soybean mosaic virus in some left-bank forest-steppe regions of Ukraine. Мікробіологічний журнал. 2017. Т. 79, № 3. С. 3–14.
Zakaryan H., Arabyan E. , Oo A. , Zandi K. Flavonoids: promising natural compounds against viral infections. Arch Virol.2017. Vol. 162. P.2539–2551.
Osmani, Z., Sabet, M.S. & Nakahara, K.S. (2022). Aspartic protease inhibitor enhances resistance to potato virus Y and A in transgenic potato plants. BMC Plant Biol 22, 241. https://doi.org/10.1186/s12870-022-03596-8
Misas-Villamil, J.C., van der Hoorn, R.A., Doehlemann, G. (2016). Papain-like cysteine proteases as hubs in plant immunity. New Phytol. 212, 902–907.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
