Ризобактерии, стимулирующие рост растений, повышают устойчивость пшеницы к солевому и засушливому стрессам, изменяя уровни эндогенных фитогормонов и экспрессию генов TaCTR1/TaDREB2

Абиотические стрессы, такие как засоление и засуха, представляют собой неблагоприятные условия окружающей среды, которые существенно нарушают рост растений и снижают продуктивность сельского хозяйства. В данном исследовании изучен механизм стимуляции ризобактериями, стимулирующими рост растений (PGPR), устойчивости к абиотическим стрессам. Результаты показывают, что штаммы PGPR Arthrobacter protophormiae (SA3) и Dietzia natronolimnaea (STR1) повышают устойчивость пшеницы к солевому стрессу, тогда как Bacillus subtilis (LDR2) обеспечивает устойчивость к засухе. Эти штаммы PGPR повышают эффективность фотосинтеза в условиях солевого и засушливого стрессов. Кроме того, все три штамма PGPR увеличивают содержание индол-3-уксусной кислоты (ИУК) в растениях пшеницы при солевом и засушливом стрессах. Инокуляция штаммами SA3 и LDR2 противодействовала повышению содержания абсцизовой кислоты (АБК) и 1-аминоциклопропан-1-карбоновой кислоты (ACC) в условиях обоих типов стресса, тогда как STR1 не оказывал значимого влияния на содержание АБК и ACC. Влияние инокуляции PGPR на эти физиологические параметры было дополнительно подтверждено анализом экспрессии генов, который показал повышенную экспрессию TaCTR1 у проростков пшеницы, обработанных SA3, STR1 и LDR2, по сравнению с неинокулированными растениями, подвергавшимися засушливому и солевому стрессам. Инокуляция PGPR усиливала экспрессию гена TaDREB2, кодирующего транскрипционный фактор, который, как было показано, важен для повышения устойчивости растений к абиотическим стрессам. Наше исследование показывает, что PGPR повышают устойчивость пшеницы к абиотическим стрессам за счет увеличения содержания ИУК, снижения содержания АБК и ACC, а также регуляции экспрессии CTR1 — компонента регуляторного механизма этиленового сигнального пути — и транскрипционного фактора DREB2.