СТВОРЕННЯ ЕФЕКТИВНИХ ШТАМІВ БУЛЬБОЧКОВИХ БАКТЕРІЙ ТА МІКРОБНИХ ПРЕПАРАТІВ НА ЇХ ОСНОВІ
DOI:
https://doi.org/10.15407/scine17.02.039Ключові слова:
бульбочкові бактерії, інокуляція, бобово-ризобіальний симбіоз, штам, бактеріальні препарати, РизостимАнотація
Вступ. Препарати на основі високоефективних і конкурентоспроможних штамів бульбочкових бактерій поліпшують
азотне й фосфорне живлення рослин, слугують джерелом біологічно активних сполук, є екологічно безпечними, проявляють високу селективну дію та післядію, підвищують урожайність та стресостійкість бобових культур.
Проблематика. Із посиленням хімізації сільськогосподарського виробництва зростає рівень забруднення довкілля та погіршується якість продуктів харчування. Тому актуальним є пошук нових, науково обґрунтованих підходів до створення сучасних систем господарювання, які забезпечать виробництво екологічно чистої рослинної продукції. Доцільним шляхом вирішення проблеми на сьогодні є оптимізація рослинно-мікробних взаємодій, одним із видів
яких є бобово-ризобіальний симбіоз.
Мета. Отримання високоефективних штамів ризобій сучасними засобами молекулярної біології та нанобіотехнології та розробка на їхній основі інноваційних мікробних препаратів для інокуляції насіння бобових культур.
Матеріали й методи. Використано штами бульбочкових бактерій люцерни, козлятника, сої, гороху і люпину та штам S17-1 Esсherichia coli з різними плазмідними векторами. Застосовано методи аналітичної селекції, мікробіологічні, фізіологічні та статистичні.
Результати. Отримано високоефективні конкурентоспроможні штами ризобій під основні бобові культури, які забезпечують зростання урожаю на 11—21% порівняно зі штамами-стандартами. Розроблено препарати нового покоління «Ризостим» та «Ризостим-М», які є комплексними інокулянтами бінарної дії на основі бульбочкових бактерій та додаткових біоагентів.
Висновки. Створені мікробіологічні інноваційні препарати забезпечують істотний економічний ефект, спрямовані на отримання екологічно чистої продукції, збереження й відтворення родючості ґрунтів, що зумовлює перспективність їхнього використання у сільськогосподарському виробництві.
Завантаження
Посилання
Patyka, V. P., Kots, S. Ya., Volkohon, V. V., Sherstoboieva, O. V., Melnychuk, T. M., …, Hrynyk, I. V. (2003). Biological nitrogen (Ed. V. P. Patyka). Kyiv: Svit. [in Ukrainian].
Volkohon, V. V., Nadkernychna, O. V., Kovalevska, T. M., Tokmakova, L. M., Kopylov, Ye. P., …, Khalep, Yu. M. (2006). Microbial preparations in agriculture (Theory and practice) (Ed. V. V. Volkohon). Kyiv: Ahrarna nauka. [in Ukrainian].
Kots, S. Ya., Morgun, V. V., Patyka, V. F., Malychenko, S. M., Mamenko, P. N., …, Melnykova, N. N. (2011). Biological nitrogen fixation: legume-rhizobial symbiosis. In Biological nitrogen fixation (Ed. V. V. Morgun). V. 2. Kyiv: Logos. [in Russian].
Kyrychenko, E. V. (2014). Biotechnology in crop production: monograph. Nikolaev: Ilion. [in Russian].
Anderson, D. (2014). Talc and Graphite: What You Need to Know Before You Plant. Farm. Journal AG WEB. Jun 11. URL: https://www.agweb.com/article/talc_and_graphite_what_you_need_to_know_before_you_plant_NAA_Dan_ Anderson (Last accessed: 06.08.2020).
Kozhemiakov, A. P., Laktyonov, Yu. V., Popova, T. A., Orlova, A. H., Kokoryna, A. L., …, Yakovleva, M. T. (2015). The scientific basis for the creation of new forms of microbial biochemical. Agricultural Biology, 50 (3), 369-376 [in Russian]. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2015.3.369rus
Sonali, R., Wei, L., Nandety, S., Crook, A., Mysore, K., …, Udvardi, M. (2020). Celebrating 20 years of genetic discoveries in legume nodulation and symbiotic nitrogen fixation. The Plant Cell, 32 (1), 15-41. https://doi.org/10.1105/tpc.19.00279
Dinte, E., Sylvester, B. (2017). Adhesives: Applications and recent advances. In Applied adhesive bonding in science and technology (Ed. Halil Ozer). Сhapter 8. IntechOpen. https://doi.org/10.5772/intechopen.71854
Debnath, S., Rawat, D., Mukherjee, A., Adhikary, S., Kundu, R. (2019). Applications and constraints of plant beneficial microorganisms in agriculture. In Biostimulants in plant science. (Ed. S. M. Mirmajlessi). Сhapter 3. IntechOpen. https://doi.org/10.5772/intechopen.89190
Ghidan, A., Al Antary, T. (2019). Applications of nanotechnology in agriculture. In Applications of nanobiotechnology (Ed. M. Stoytcheva). Сhapter 4. IntechOpen, 2019. https://doi.org/10.5772/intechopen.88390
Maillet, F., Poinsot, V., André, O., Puech-Pagès, V., Haouy, A., …, Dénarié, J. (2011). Fungal lipochitooligosaccharide symbiotic signals in arbuscular mycorrhiza. Nature, 469, 58-63. https://doi.org/10.1038/nature09622
Liang, Y., Toth, K., Cao, Y., Tanaka, K., Espinoza, C., Stacey, G. (2014). Lipochitooligosaccharide recognition: an ancient story. New Phytologist, 204, 289-296. https://doi.org/10.1111/nph.12898
Wang, J., Stig, A., Ratet, P. (2018). Editorial: molecular and celluar mechanisms of the legume-rhizobia symbiosis. Frontiers in Plant Science, 9 (1839), 1-3. https://doi.org/10.3389/fpls.2018.01839
Glyan'ko, A. K. (2018). Legume-rhizobial symbiosis: Progress and prospects. Journal of Stress Physiology & Biochemistry, 14 (2), 36-57.
Patent of Ukraine № 102177. Kots, S. Ya., Mykhalkiv, L. M., Mamenko, P. M., Veselovska, L.I. Applying soybean seed lectin to regulate forming and functioning alfalfa and soybean legume-rhizobial symbiosis of at drought [in Ukrainian].
Ghosh, P., Maiti, T. (2016). Structure of extracellular polysaccharides (EPS) produced by rhizobia and their functions in legume-bacteria symbiosis: - A review. Achievements in the Life Sciences, 10, 136-146. https://doi.org/10.1016/j.als.2016.11.003
Glyan'ko, A. K. (2018). Physiological role of signal systems in the formation of legume-rhizobial symbiosis. Journal of Agriculture and Environment, 7 (3), 1-15. https://doi.org/10.23649/jae.2018.3.7.2
Моlodchenkova, О. O., Міshchenko, L. T., Kartuzova, T. V., Bezkrovnaya, L. Ya., Likhota, О. B., …, Мursakaev, Е. Sh. (2019). Biochemical characteristics of soybean varieties under viral infection and different growth conditions. Factors of experimental evolution of organisms, 24, 259-264 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.7124/FEEO.v24.1112
Primo, E., Cossovich, S., Nievas, F., Bogino, P., Humm, E., …, Giordano, W. (2020). Exopolysaccharide production in Ensifer meliloti laboratory and native strains and their efects on alfalfa inoculation. Archives of Microbiology, 202, 391- 398. https://doi.org/10.1007/s00203-019-01756-3
Simon, R., Priefer, U., Puhler, A. (1983). A broad host range mobilization system for in vivo genetic engineering: transposon mutagenesis in gram-negative bacteria. Biotechnology, 1, 784-791. https://doi.org/10.1038/nbt1183-784
Simon, R., O'Connel, M., Labes, M., Puhler, A. (1986). Plasmid vector for the genetic analysis and manipulation of rhizobia and other gram-negative bacteria. Methods in Enzymology, 118, 640-659. https://doi.org/10.1016/0076-6879(86)18106-7
Sambrook, J., Frisch, E., Maniatis, T. (1998). Molecular cloning: a laboratory manual. 2nd ed. Plainview, N.Y.: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989.
Malichenko, S. M., Datsenko, V. K., Vasyliuk, V. M., Kots, S. Ya. (2007). Transposon mutagenesis of Bradyrhizobium japonicum strains. Physiology and Biochemistry of Cultivated Plants, 39 (5), 409-418 [in Ukrainian].
Simon, T. (2006). New Rhizobium leguminosarum bv trifolii isolates: сollection, identification and screening of efficiency in symbiosis with clover. Plant, Soil and Environment, 52 (3), 105-110.
https://doi.org/10.17221/3353-PSE
Vorobey, N. A., Kots, S. Ya. (2014). The characteristic of Sinorhizobium meliloti nodule bacteria isolated from biocenoses of Ukrainian Polissya zone by the symbiotic parameters. Plant Physiology and Genetics, 46 (6), 525-534.
Dospekhov, B.A. (1985). Methodology of field experiment. Moscow: Kolos [in Russian].
Patent of Ukraine № 102763. Kots, S. Ya., Mykhalkiv, L. M., Berehovenko, S. K. Method for improving nitrogen-fixing activity and productivity of the symbiotic systems alfalfa-Sinorhizobium meliloti [in Ukrainian].
Kots, S. Ya., Vorobey, N. A., Kyrychenko, O. V., Melnykova, N. M., Mykhalkiv, L. M., Pukhtayevych, P. P. (2016). Microbiological Preparations for Agriculture. Kyiv: Logos [in Ukrainian].
Kots, S. Ya., Morgun, V. V., Patyka, V. F., Petrichenko, V. F., Nadkernychna, E. V., Kyrychenko, E. V (2014). Biological nitrogen fixation: associative nitrogen fixation. In Biological nitrogen fixation (Ed. V. V. Morgun). V.4. Kyiv: Logos [in Russian].
Kyrychenko, O., Omelchuk, S. (2020). Complex bacterial inoculants for soybeans. Agribusiness today, 10 (425), 49-53 [in Ukrainia].
Pankratova, E. M., Trefilova, L. V., Zyablykh, R. Yu., Ystyuzhanyn, Y. A. (2008). Cyanobacterium Nostoc paludosum Kutz. as a basis for creating agronomically useful microbial associations on the example of bacteria of the genus Rhizobium. Microbiology, 77 (2), 266-272 [in Russian]. https://doi.org/10.1134/S0026261708020173
Sytnikov, D., Vorobey, N., Kots, S. (2009). Physiological reaction of legume plants to inoculation with algal-rhizobial assotiation. Acta Agronomica Hungarica, 57 (2), 239-244. https://doi.org/10.1556/AAgr.57.2009.2.15
Patsko, O. V., Vorobey, N. A., Kots, S. Ya., Parshikova, T. V. (2010). Research of efficiency of agroconsortiums of nitrogenfixing microorganisms. Physiology and biochemistry of cultivated plants, 42 (2), 323-331 [in Ukrainian].
Fedorenko, V. F., Buklagin, D. S., Golubev, I. G. (2006). Directions for the use of nanotechnology and nanomaterials in the agricultural sector and the tasks of information support for their development. Nanotechnology - production, 409- 413 [in Russian].
Vildflush, I. R., Tsyganov, A. R., Mishura, O. I. (2011). The effectiveness of microfertilizers and growth regulators in the cultivation of crops. (Ed. I. R. Vildflush). Minsk: Belarusian Navuka [in Russian].
Morgun, V. V., Rybachenko, L. I., Kots, S. Ya., Kiriziy, D. A., Kukol, K. P., Rybachenko, O. R. (2019). Features of the functioning of symbiotic systems and photosynthetic apparatus of soybean inoculated by Bradyrhizobium japonicum under the influence of metal carboxylates. Microbiological Journal, 8 (1), 94-105 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/microbiolj81.01.094
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
