Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

РОСТОСТИМУЛИРУЮЩАЯ АКТИВНОСТЬ АССОЦИАТИВНЫХ РИЗОБАКТЕРИЙ PSEUDOMONAS PSEUDOALCALIGENES И BACILLUS SUBTILIS

Артамонова М.Н. 1 Алексеева А.С. 1 Потатуркина-Нестерова Н.И. 1
1 ФГБОУ ВПО «Ульяновский государственный университет»
В данной работе исследовано ростостимулирующие влияние ризобактерий на семена сельскохозяйственных культур Cucurbita pepo L. и Solanum lycopersicum Mill. Инокуляция семян томата и тыквы референтными и ризосферными штаммами P. pseudoalcaligenes и B. subtilis не оказывала влияния на всхожесть семян, показатели опытных образцов в присутствии исследуемых штаммов были аналогичными контрольным. В то же время выявлено ростостимулирующее влияние референтных и ризосферных штаммов P. pseudoalcaligenes и B. subtilis на семена томата и тыквы. Инокуляция семян тыквы и томата исследуемыми штаммами референтных и ризосферных штаммов P. pseudoalcaligenes и B. subtilis индуцировала увеличение морфометрических параметров проростков по сравнению с контрольными образцами, что проявлялось достоверным увеличением длины и массы проростков.
ростостимулирующее воздействие
PGPR-ризобактерии
ризосфера
томат
тыква
1. Алексеева А.С., Потатуркина-Нестерова Н.И. Характеристика видового состава микробиоценоза прикорневой зоны Lycopersicum esculentum Mill. // Ульяновский медико-биологический журнал. – 2014. — № 4. – С. 149-153.
2. Артамонова М.Н, Алексеева А.С., Потатуркина-Нестерова Н.И. Сравнительная характеристика микробиоценозов ризосферы представителей семейств Cucurbitaceae и Solanaceae // Естественные и технические науки. – 2014, № 9-10.
3. Артамонова М.Н., Потатуркина-Нестерова Н.И. Характеристика микробного сообщества ризосферы и ризопланы Cucurbita pepo L. // Фундаментальные исследования. – 2013. — № 10. – С. 3067–3070.
4. Жардецкий С.С., Лужинская А.Я., Храмцова Е.А. Ростостимулирующая активность мутантного штамма бактерий Pseudomonas mendocina//Вестник БГУ. – 2005. – № 3. – С. 32–35.
5. Маслиенко Л.В. Влияние лабораторных образцов биопрепаратов на основе перспективных штаммов антагонистов фитопатогенов на проростки сои // Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. – 2010. – Вып. 1. – С. 104–108.
6. Терещенко Н.Н. Исследование эффективности комплексного применения оксигумата торфа и бактериальной культуры Pseudomonas sp. для создания биопрепарата системного действия//Вестник ТГУ. – 2009. – № 1. – С. 27–36.
7. Чан Минь Куан, Егоров М.А. Исследование ростостимулирующей активности штамма рода Bacillus, выделенного из клубеньков Vigna cylindrica//Естественные науки. – 2011. — № 2. – С. 106–109.
Микроорганизмы, ассоциированные с растениями, стали объектом активных исследований с середины 1970-х гг. [6,2]. Особый интерес вызывают полезные, вредные и нейтральные для растений свойства бактерий, заселяющих  экологическую нишу ризосферы - почвы, прилегающей к корням растения и попадающей под непосредственное действие корневых выделений и почвенных микроорганизмов корневой системы [7]. Установлено, что микроорганизмы прикорневой зоны оказывают положительное многофункциональное воздействие на некоторые растения, в частности повышают их продуктивность [5]. Стимулирующее влияние на рост и развитие растений ризосферные бактерии-ассоцианты оказывают за счет способности к азотфиксации, мобилизации питательных элементов из почвы, подавления роста фитопатогенов, продуцирования таких физиологически активных веществ, как витамины и фитогормоны [4]. Особую актуальность представляет изучение ризосферных микроорганизмов  и их воздействия на аграрные культуры. 

На территории Центральной России основными возделываемыми культурами являются представители семейств Cucurbitaceae и Solanaceae. Изучение микрофлоры прикорневой зоны растений данных семейств показало, что доминирующими видами являются представители родов Bacillus и Psеudomonas [1, 2, 3]. Однако их влияние на рост и развитие представителей этих семейств остаются неизученными.

Целью данного исследования явилось изучение ростостимулирующего влияния ризосферных бактерий  Pseudomonas pseudoalcaligenes и Bacillus subtilis на семена Solanum lycopersicum  Mill. и Cucurbita pepo L

Материалы и методы исследования

Объектом исследования являлись штаммы бактерий Pseudomonas pseudoalcaligenes и Bacillus subtilis, выделенные из ризосферы сельскохозяйственных растений, а также референтные штаммы: P. pseudoalcaligenes MV-11, полученный из Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов ФГУП ГосНИИГенетика, и B. subtilis ATCC 6633, полученный из государственной коллекции патогенных микроорганизмов ФГБУ «ГИСК им. Л.А. Тарасевича». Штаммы микроорганизмов, выделенные из ризосферы растений, культивировали на плотных питательных средах в течение суток при температуре 370С. Для B. subtilis использовали МПА (Россия), картофельно-глюкозный агар (Lab-Biomed, Россия),  для P. pseudoalcaligenes - ГРМ-агар  (ЗАО «НПО БИОКОНТ», Россия). Видовую идентификацию изолятов производили на основе изучения морфологических, тинкториальных и культурально-биохимических свойств с помощью программного обеспечения для автоматизированной идентификации бактерий производства ООО НПО «Диагностические системы».

Определение ростостимулирующей активности исследуемых штаммов  производили в биотесте с семенами томата и тыквы. Семена растений предварительно подвергали стерилизации в 0,05%-ном растворе перманганата калия, после чего их помещали в стерильные чашки Петри и заливали стерильной дистиллированной водой для набухания. Через 24 ч семена помещали между слоями фильтровальной бумаги и инокулировали суспензией четырехсуточной культуры бактерий, полученной в МПБ и разведенной до титра 107 КОЕ/мл.

В качестве контроля служили семена растений, обработанные стерильным МПБ. Чашки Петри выдерживали при оптимальной для роста семян температуре 220С в течение 7 суток. Энергию прорастания и всхожести семян определяли посредством подсчета количества проросших семян в опытных образцах и контроле (ГОСТ 12038-84, 1984). Оценку ростостимулирующего действия изучаемых штаммов производили путем измерения длины и массы корней и зеленых проростков семян, обработанных бактериальной суспензией, и соответствующих показателей в контроле. При определении морфометрических параметров массу и длину корня и проростка в контрольной группе принимали за 100%.

Результаты и обсуждение

Результаты лабораторно-вегетационного опыта показали, что инокуляция семян Solanum lycopersicon Mill. и Cucurbita pepo L. штаммами P. pseudoalcaligenes и B. subtilis не оказывала влияния на их всхожесть. Отмечена сходная динамика в прорастании семян томата и тыквы как в контрольных, так и в опытных образцах (табл. 1).

Таблица 1

Результаты всхожести семян томата и тыквы после инокуляции штаммами P. pseudoalcaligenes и B. subtilis

Инокуляты

Всхожесть семян томата, %

Всхожесть семян тыквы, %

P. pseudoalcaligenes MV-11

100

99

P. pseudoalcaligenes

98

97

Контроль

95

96

B. subtilis АТСС 6633

99

100

B. subtilis

96

99

Контроль

99

100

В ходе исследования установлено, что инокуляция семян тыквы B. subtilis вызывала стимуляцию формирования проростков. При обработке семян референтными штаммами происходило увеличение длины проростков в 1,6 раз, а массы - в 1,4 раз по сравнению с контролем. Проращивание семян тыквы в присутствии B. subtilis, выделенных из ризосферы C. pepo, вызывало увеличение длины проростков в 1,7 раз, а массы - в 1,3 раза по сравнению с контрольным образцом (табл. 2).

Инокуляция семян тыквы референтными штаммами P. pseudoalcaligenes оказывала ростостимулирующее действие. Происходило увеличение морфометрических параметров проростков семян: длина - в 1,6 раз, масса в 1,4  раза. Штаммы P. pseudoalcaligenes, выделенные из ризосферы растений, индуцировали увеличение длины и массы проростков в 1,7 раз и 1,3 раз соответственно.

Таблица 2

Морфометрические параметры проростков тыквы после воздействия P. pseudoalcaligenes и B. subtilis

Исследуемые варианты

Длина проростка

Масса проростка

 

см

в % к контролю

г

в % к контролю

P. pseudoalcaligenes MV-11

3,4±0,25*

158,14

3,1±0,32*

135,37

P. pseudoalcaligenes

3,6±0,41*

167,44

2,9±0,2*

126,64

B. subtilis АТСС 6633

3,35±0,45*

155,81

3,28±0,33*

143,23

B. subtilis

3,65±0,3*

169,77

2,9±0,1*

126,64

Контроль

2,15±0,48

100

2,29±0,39

100

*- различия между показателями и контрольным образцом достоверны при р<0,05

Проявление ростостимулирующей активности исследуемых штаммов P. pseudoalcaligenes и  B. subtilis также было отмечено на семенах томата (табл. 3).

Таблица 3

Результаты воздействия P. pseudoalcaligenes и B. subtilis на  ростовые параметры семян томата

Исследуемые варианты

Длина проростка

Масса корня

см

в % к контролю

г

в % к контролю

P. pseudoalcaligenes  MV-11

2,8±0,15*

133,33

1,9±0,1*

135,71

P. pseudoalcaligenes

2,9±0,3*

138,10

2,0±0,2*

142,86

B. subtilis АТСС 6633

3,0±0,25*

142,86

2,1±0,1*

150,00

B. subtilis

2,75±0,15*

130,95

2,0±0,15*

142,86

Контроль

2,1±0,38

100

1,4±0,32

100

*- различия между показателями и контрольным образцом достоверны при р<0,05

Анализ полученных данных показал, что при обработке семян S. lycopersicum  референтными штаммами P. pseudoalcaligenes происходило увеличение длины и массы проростков в 1,3 и 1,4 раз соответственно. Инокуляция ризосферными штамма исследуемого микроорганизма приводила к достоверному повышению морфометрических показателей: длины проростков в 1,4 раза и 1,4 раза соответственно.

Аналогичные изменения ростовых показателей семян томатов наблюдались при их обработке референтными штаммами B. subtilis: длина проростка увеличивалась в 1,4 раза, масса - в 1,5 раза по сравнению с контролем. Обработка семян ризосферными штаммами данного вида показали  увеличение длины проростка в 1,3 раз, массы в 1,4 раз.

Выводы

1. Референтные и ризосферные штаммы P. pseudoalcaligenes  и B. subtilis не оказывают влияния на всхожесть семян S. lycopersicum Mill.   и C. pepo L.

2. Инокуляция семян тыквы и томата референтными и ризосферными штаммами P. pseudoalcaligenes  и B. subtilis  вызывает выраженный ростостимулирующий эффект на Solanum lycopersicon Mill. и Cucurbita pepo L., что проявляется достоверным увеличением длины и массы их проростков.

Рецензенты:

Золотухин В.В., д.б.н., профессор кафедры зоологии ФГБОУ ВПО «Ульяновский государственный педагогический университет им. И.Н. Ульянова», г. Ульяновск;

Артемьева Е.А., д.б.н., профессор кафедры зоологии ФГБОУ ВПО «Ульяновский государственный педагогический университет им. И.Н. Ульянова», г. Ульяновск.


Библиографическая ссылка

Артамонова М.Н., Алексеева А.С., Потатуркина-Нестерова Н.И. РОСТОСТИМУЛИРУЮЩАЯ АКТИВНОСТЬ АССОЦИАТИВНЫХ РИЗОБАКТЕРИЙ PSEUDOMONAS PSEUDOALCALIGENES И BACILLUS SUBTILIS // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 5. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=21649 (дата обращения: 29.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074