Летучие органические соединения, синтезируемые бактериями: действие на растения Arabidopsis thaliana, биопленки бактерий и индукцию окислительного стрессатезисы доклада
Аннотация:Бактерии способны синтезировать летучие органические соединения (ЛОС), подавляющие
рост микроорганизмов и оказывающие модулирующее действие на рост растений. Механизмы
синтеза ЛОС, образуемых бактериями, и их действия на различные биологические объекты
изучены слабо.
Известно, что большинство бактерий (более 99 %) существует в природных экосистемах в
виде специфически организованных, прикрепленных к субстратам биопленок. Бактерии, живущие
внутри биопленок, проявляют более высокую устойчивость к действию антимикробных
препаратов. Способность патогенных бактерий формировать биопленки вызывает проблемы в
медицине, с/х и других областях. В настоящей работе было изучено действие газовых смесей
летучих веществ (общий пул ЛВ), синтезируемых бактериями родов Pseudomonas и Serratia, и
индивидуальных ЛОС (диметилдисульфид, 2-нонанон, 2-гептанон, 2-ундеканон и 1-ундецен) на
рост растений Arabidopsis thaliana, на формирование биопленок и зрелые биопленки
Agrobacterium tumefaciens. Было показано, что ЛВ бактерий и индивидуальные ЛОС подавляли
рост и/или вызывали гибель растений A. thaliana. Мутация в гене сенсорной киназы gacA P.
chlororaphis 449 приводила к уменьшению действия общего пула ЛВ на растения, а мутация в гене
rpoS P. chlororaphis 449 и S. plymuthica IC1270 или нарушение функционирования Quorum Sensing
регуляции не оказывали влияния. Было показано, что синтез цианида не является необходимым
условием ингибиторного действия на растения общего пула ЛВ. ЛВ бактерий и индивидуальные
ЛОС подавляли образование биопленок A. tumefaciens и убивали бактерии в зрелых биопленках.
С использованием специфических lux-биосенсоров (E. coli MG1655, содержащего
плазмиду pKatG::lux или pSoxS::lux), было показано, что ЛОС не вызывают окислительный стресс.
Предварительная обработка клеток биосенсоров указанными кетонами и ДМДС уменьшала
последующую индукцию окислительного стресса, вызываемую перекисью водорода и паракватом.
Изучение синтеза ЛОС бактериями и их действия на растения и бактериальные биопленки
открывают новые аспекты конкурентных отношений микроорганизмов и их взаимодействия с
высшими организмами.