Влияние активности микроорганизмов, выделенных из ризосферы Hedysarum zundukii, на рост и развитие растений пшеницы

В настоящее время исследования бактерий, стимулирующих рост растений, являются актуальными. Ризобактерии способствуют развитию корневой системы, росту растений, улучшают доступность питательных веществ, защищают от болезней, подавляя рост фитопатогенов. Создание новых биопрепаратов на основе местных штаммов ризобактерий, стимулирующих рост растений, является перспективным направлением в агрономии и представляет теоретический и практический интерес. Местные штаммы обладают более высокой адаптивностью к специфическим условиям окружающей среды по сравнению с зарубежными аналогами. Именно такими свойствами, по нашему мнению, должны обладать микроорганизмы из ризосферы эндемика Приольхонья (Ольхонский район Иркутской области, Россия) копеечника зундукского (Hedysarum zundukii), произрастающего в условиях высокой инсоляции и низкого уровня осадков. Цель проведенного исследования заключалась в изучении влияния ризосферных микроорганизмов, выделенных из Hedysarum zundukii, на рост и развитие пшеницы в нормальных условиях и в условиях дефицита воды. В результате проведенной работы установлено, что активность микроорганизмов положительно влияет на рост и развитие пшеницы. При этом при засухе положительное воздействие исследуемых микроорганизмов на растения усиливалось. При обработке семян пшеницы штаммом Bacillus sp. Hz 7 стимулирующее воздействие на рост корней возрастало на 8%. При обработке штаммом Streptomyces sр. Hz 21 оно увеличилось с 19 до 31%, использование штамма Pseudomonas sp. Hz 19 способствовало увеличению корнеобразования на 16%. Полученные результаты подчеркивают потенциал ризосферных микроорганизмов для повышения устойчивости сельскохозяйственных культур к стрессовым условиям.

1. Курдыш И.К., Чуйко Н.В., Бега З.Т. Хемотаксисные и адгезивные свойства Azotobacter vinelandii и Bacillus subtilis // Прикладная биохимия и микробиология. 2010. Т. 46. N 1. С. 58–63. EDN: KZMATD.

2. Philippot L., Raaijmakers J.M., Lemanceau P., van der Putten W.H. Going back to the roots: the microbial ecology of the rhizosphere // Nature Reviews Microbiology. 2013. Vol. 11. P. 789–799. DOI: 10.1038/nrmicro3109.

3. Dessaux Y., Grandclment C., Faure D. Engineering the rhizosphere // Trends in Plant Science. 2016. Vol. 21, no. 3. P. 266–278. DOI: 10.1016/j.tplants.2016.01.002.

4. Анохина Т.О., Сиунова Т.В., Сизова О.И., Захарченко Н.С., Кочетков В.В. Ризосферные бактерии рода Pseudomonas в современных агробиотехнологиях // Агрохимия. 2018. N 10. С. 54–66. DOI: 10.1134/S0002188118100034. EDN: YMFRJJ.

5. Петрова С.Н., Андронов Е.Е., Белимов А.А., Береговая Ю.В., Денщиков В.А., Минаков Д.Л. Изменение структуры прокариотного сообщества в ризосфере рапса ярового (Brassica napus L.) в зависимости от внесения бактерий, утилизирующих 1-аминоциклопропан-1-карбоксилат // Микробиология. 2020. Т. 89. N 1. С. 121–128. DOI: 10.31857/S0026365620010115. EDN: GHEXEC.

6. Thepbandit W., Athinuwat D. Rhizosphere microorganisms supply availability of soil nutrients and induce plant defense // Microorganisms. 2024. Vol. 12, no. 3. P. 558. DOI: 10.3390/microorganisms12030558.

7. Ха Т.З., Канарский А.В., Канарская З.А., Щербаков А.В., Щербакова Е.Н. Ключевой стимулятор роста растений – ризобактерии // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия «Лес. Экология. Природопользование». 2020. N 3. С. 58–73. DOI: 10.25686/2306-2827.2020.3.58. EDN: SPHHXP.

8. Lugtenberg B., Kamilova F. Plant-growth-promoting rhizobacteria // Annual Reviews of Microbiology. 2009. Vol. 63. P. 541–556. DOI: 10.1146/annurev.micro.62.081307.162918.

9. Hakim S., Naqqash T., Nawaz M.S., Laraib I., Siddique M.J., Zia R., et al. Rhizosphere engineering with plant growth-promoting microorganisms for agriculture and ecological sustainability // Frontiers in Sustainable Food Systems. 2021. Vol. 5. P. 617157. DOI: 10.3389/fsufs.2021.617157.

10. Юсупова Д.М., Бареева Б.Ш., Гальперина А.Р., Сопрунова О.Б. Изучение способности ризосферных микроорганизмов к продукции ИУК и влиянию на рост растений // Инновации и продовольственная безопасность. 2023. N 3. C. 83–90. DOI: 10.31677/2311-0651-2023-41-3-83-90. EDN: KLDYQD.

11. Ali S., Hameed S., Imran A., Iqbal M., Lazarovits G. Genetic, physiological and biochemical characterization of Bacillus sp. strain RMB7 exhibiting plant growth promoting and broad spectrum antifungal activities // Microbial Cell Factories. 2014. Vol. 13. P. 144. DOI: 10.1186/preaccept-6657919731258908.

12. Imran A., Mirza M.S., Shah T.M., Malik K.A., Hafeez F.Y. Differential response of kabuli and desi chickpea genotypes toward inoculation with PGPR in different soils // Frontiers in Microbiology. 2015. Vol. 6. P. 859. DOI: 10.3389/fmicb.2015.00859.

13. Kudoyarova G., Arkhipova T.N., Korshunova T., Bakaeva M., Loginov O., Dodd I.C. Phytohormone mediation of interactions between plantsand non-symbiotic growth promoting bacteria under edaphic stresses // Frontiers in Plant Science. 2019. Vol. 10. P. 1368. DOI: 10.3389/fpls.2019.01368.

14. Suleman M., Yasmin S., Rasul M., Yahya M., Atta B.M., Mirza M.S. Phosphate solubilizing bacteria with glucose dehydrogenase gene forphosphorus uptake and beneficial effects on wheat // PloS One. 2018. Vol. 13, no. 9. P. e0204408. DOI: 10.1371/journal.pone.0204408.

15. Kumar A., Dewangan S., Lawate P., Bahadur I., Prajapati S. Zinc-solubilizing bacteria: a boon for sustainable agriculture // Plant growth promoting rhizobacteria for sustainable stress management. Microorganisms for sustainability / eds R. Sayyed, N. Arora, M. Reddy. Singapore: Springer, 2019. Vol. 12. P. 139–155. DOI: 10.1007/978-981-13-6536-2_8.

16. İpek M., Aras S., Arıkan Ş., Eşitken A., Pırlak L., Dönmez M.F., et al. Root plant growth promoting rhizobacteria inoculations increase ferric chelate reductase (FC-R) activity and Fe nutrition in pear under calcareous soil conditions // Scientia Horticulturae. 2017. Vol. 219. P. 144–151. DOI: 10.1016/j.scienta.2017.02.043.

17. Carmona-Hernandez S., Reyes-Prez J.J., ChiquitoContreras R.G., Rincon-Enriquez G., Cerdan-Cabrera C.R., Hernandez-Montiel L.G. Biocontrol of postharvest fruit fungal diseases by bacterial antagonists: a review // Agronomy. 2019. Vol. 9, no. 3. P. 121. DOI: 10.3390/agronomy9030121.

18. Xie J., Shi H., Du Z., Wang T., Liu X., Chen S. Comparative genomic and functional analysis reveal conservation of plant growth promoting traits in Paenibacillus polymyxa and its closely related species // Scientific Reports. 2016. Vol. 6. P. 21329. DOI: 10.1038/srep21329

19. Chen M., Wang J., Liu B., Zhu Y., Xiao R., Yang W., et al. Biocontrol of tomato bacterial wilt by the new strain Bacillus velezensis FJAT-46737 and its lipopeptides // BMC Microbiology. 2020. Vol. 20. P. 160. DOI: 10.1186/s12866-020-01851-2.

20. Васильев И.А., Кривенко Д.А., Петрушин И.С., Кондратов И.Г., Огарков О.Б., Маркова Ю.А. Микроорганизмы, населяющие эндо и ризосферу эндемичного растения Прибайкалья Hedysarum zundukii (Fabaceae) // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2023. Т. 13. N 4. С. 545–551. DOI: 10.21285/2227-2925-2023-13-4-545-551. EDN: EMVBJK.

21. Чугунов В.А., Ермоленко З.М., Жиглецова С.К., Мартовецкая И.И., Миронова Р.И., Жиркова Н.А. [и др.]. Создание и применение жидкого препарата на основе ассоциации нефтеокисляющих бактерий // Прикладная биохимия и микробиология. 2000. Т. 36. N 6. С. 666–671. EDN: MPGCXB.