Афордоаньи Д. М., Чернов А. Н., Прищепенко Е.А., Агольцов В. А. Эндофитные свойства штаммов микроорганизмов Microbacterium oxydans ZB11 и Paeniglutamicibacter sulfureus ZB48 на Fagopyrum esculentum // Научная жизнь. 2021. Т. 16. Вып. 7. С. 916–924

Афорданьи Дэниел Мавуена, канд. биол. наук, науч. сотр., Татарский НИИАХП, Татарский НИИСХ – обособленные структурные подразделения ФГБУН ФИЦ «Казанский научный центр Российской академии наук»: Россия, 420111, г. Казань, ул. Лобачевского, д. 2/31, а/я 261.
Чернов Альберт Николаевич, д-р биол. наук, зав. отделом «Животноводство и ветеринария», гл. науч. сотр. Татарского НИИАХП – ФГБУН ФИЦ «Казанский научный центр Российской академии наук»: Россия, 420111, г. Казань, ул. Лобачевского, д. 2/31, а/я 261.
Прищепенко Елена Александровна, канд. с.-х. наук, руководитель, Татарский НИИАХП – обособленное структурное подразделение ФГБУН ФИЦ «Казанский научный центр Российской академии наук»: Россия, 420111, г. Казань, ул. Лобачевского, д. 2/31, а/я 261.
Агольцов Валерий Александрович, д-р ветеринар. наук, профессор, профессор кафедры «Болезни животных и ветеринарно-санитарная экспертиза», ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н. И. Вавилова»: Россия, 410012, г. Саратов, Театральная пл., 1.

Тел.: (927) 403-63-00
E-mail: rt-kazan@mail.ru

Загрязнение почвы в результате интенсивной эксплуатации горнодобывающими компаниями создает серьезную проблему для здоровья животных, получения экологически чистой продукции. Среди металлов, которые относят к тяжелым, есть элементы, которые пагубно влияют на организм человека и животных, ингибируя ферментативную активность, и обладающими свойствами кумуляции, до токсических показателей, приводя вследствие к масштабным функциональным нарушениям. Загрязненная тяжелыми металлами продукция животноводства вызывает патологии и у человека, приводя к респираторным, нервным, онкологическим и другим болезням. Затраты на восстановительные мероприятия по очистке почв очень дорогие. В последнее время биоремедиация и фиторемедиация стали инновационными, экономически эффективными и безопасными методами, восстановления почв от тяжелых металлов. Комбинация этих методов была принята в качестве синергетического инструмента для восстановления почв. Приоритетным является поиск эффективных бактерий, способствующих росту растений, которые служат биоудобрением, микробом биоремедиации, а также обладают эндофитными свойствами. Это помогает бактериям, поглощающим металлы, проникать в растение, и эти растения могут быть легко вырваны с корнем, чтобы удалить большинство загрязнений тяжелыми металлами. Эндофитные свойства микробов избирательны в зависимости от растения-хозяина. Для изучения эндофитных свойств нами использованы микроорганизмы Microbacterium oxydans ZB11 и Paeniglutamicibacter sulfureus ZB48. Fagopyrum esculentum была обработана штаммами микроорганизмов Microbacterium oxydans ZB11 и Paeniglutamicibacter sulfureus ZB48, проявляющими эндофитные свойства на среде LB. Штамм Microbacterium oxydans ZB11 проявлял эндофитную активность на корне и стебле. Paeniglutamicibacter sulfureus ZB48 показал эндофитную активность на корнях и стеблях на 4 см выше базального стебля, демонстрируя хорошую эндофитную активность по сравнению с Microbacterium oxydans ZB11. Мы сообщаем об эндофитных свойствах Microbacterium oxydans ZB11 и Paeniglutamicibacter sulfureus ZB48 на гречихе (Fagopyrum esculentum). Fagopyrum esculentum известна как хорошее растение для фиторемедиации.

микроорганизмы, эндофитные свойства, тяжелые металлы, биоремедиация, фиторемедиация, здоровье животных

Список литературы:

1. Bertocchi A. F., Ghiani M., Peretti R., Zucca A. Red mud and fly ash for remediation of mine sites contaminat-ed with As, Cd, Cu, Pb and Zn // J. Haz-ard. Mater. – 2006. – V. 134. – С. 112–119.
2. Zhang X., Zhong T., Liu L., and Ouyang X. Impact of soil heavy metal pollution on food safety in China // PLoS One. – 2015.10(8), p.e0135182.
3. Mahurpawar, M., 2015. Effects of heavy metals on human health. International Journal of Research-Granthaalayah, 3(9SE), pp.1-7.
4. Chaney R. L., Malik M.,Li, Y. M., Brown S. L., Brewer E. P., Angle J. S. and Baker A. J., 1997. Phytoremediation of soil metals. Current opinion in Biotechnology, 8(3), pp. 279-284.
5. Etim E. E., 2012. Phytoremediation and its mechanisms: a review. international Journal of Environment and Bioenergy, 2(3), pp. 120-136.
6. Gadd G. M., 2000. Bioremedial potential of microbial mechanisms of metal mobilization and immobilization. Current opinion in biotechnology, 11(3), pp. 271-279.
7. Glick B. R., 2003. Phytoremediation: synergistic use of plants and bacteria to clean up the environment. Biotechnology advances, 21(5), pp. 383-393.
8. Garbisu C. and Alkorta I., 2001. Phytoextraction: a cost-effective plant-based technology for the removal of metals from the environment. Bioresource technology, 77(3), pp. 229-236.
9. Tamura H., Honda M., Sato T. and Kamachi H., 2005. Pb hyperaccumulation and tolerance in common buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench). Journal of Plant Research, 118(5), pp. 355-359.
10. Honda M., Tamura H., Kimura T., Kinoshita T., Mastsufuru H. and Sasto, T., 2007. Control of lead polluted leachate in a box-scale phytoremediation test using common buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench) grown on lead contaminated soil. Environmental technology, 28(4), pp.425-431.
11. Domańska J., Leszczyńska D. and Badora A., 2021. The Possibilities of Using Common Buckwheat in Phytoremediation of Mineral and Organic Soils Contaminated with Cd or Pb. Agriculture, 11(6), p. 562.
12. Jaggi V., Brindhaa N. T. and Sahgal. – M., 2020. Microbial Diversity in North Western Himalayan Agroecosystems: Functions and Applications. In Microbiological Advancements for Higher Altitude Agro-Ecosystems & Sustainability (pp. 135-161). Springer, Singapore.
13. Sánchez-Castro I., Amador-García А., Moreno-Romero C., López-Fernández M., Phrommavanh V., Nos J., Descostes M. and Merroun M. L., 2017. Screening of bacterial strains isolated from uranium mill tailings porewaters for bioremediation purposes. Journal of environmental radioactivity, 166, pp. 130-141.
14. Hallmann, J. Plant interactions with endophytic bacteria. Biotic interactions in plant-pathogen associations, 2001. pp.87-119.

ENDOPHYTIC PROPERTIES OF STRAINS OF MICROORGANISMS MICROBACTERIUM OXYDANS ZB11 AND PAENIGLUTAMICIBACTER SULFUREUS ZB48 ON FAGOPYRUM ESCULENTUM

Afordanyi Daniel Mavuena, Cand. of Biol. Sci., Researcher, Tatar NIIAHP, Tatar NIISH - separate structural subdivisions of the Kazan Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, Kazan, Russia.
Chernov Albert Nikolaevich, Dr. of Biol. Sci., Head of the Depart. of Animal Husbandry and Veterinary Medicine, Chief Researcher of the Tatar Scientific Research Institute of Chemical Industry - Kazan Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, Kazan, Russia.
Prishchepenko Elena Alexandrovna, Cand. of Agr. Sci., Head of the Tatar Scientific Research Institute of Chemical Industry - Kazan Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, Kazan, Russia.
Agoltsov Valery Aleksandrovich, Dr. of Vet. Sci., Prof., Prof. of the Depart. of Animal Diseases and Veterinary and Sanitary Expertise, Saratov State Agrarian University named after N. I. Vavilov, Saratov, Russia.

Keywords: microorganisms, endophytic properties, heavy metals, bioremediation, phytoremediation, animal health.

Abstract. Soil pollution as a result of intensive exploitation by mining companies creates a serious problem for animal health, obtaining environmentally friendly products. Among the metals that are classified as heavy, there are elements that adversely affect the body of humans and animals, inhibiting enzymatic activity, and having cumulation properties, up to toxic indicators, resulting in large-scale functional disorders. Livestock products contaminated with heavy metals also cause pathologies in humans, leading to respiratory, nervous, oncological and other diseases. Soil remediation costs are very expensive. Recently, bioremediation and phytoremediation have become innovative, cost-effective and safe methods of soil recovery from heavy metals. A combination of these methods has been adopted as a synergistic tool for soil restoration. The priority is the search for effective bacteria that promote plant growth, which serve as a biofertilizer, a bioremediation microbe, and also have endophytic properties. This helps metal-absorbing bacteria enter the plant and these plants can be easily uprooted to remove most heavy metal contaminants. The endophytic properties of microbes are selective depending on the host plant. To study the endophytic properties, we used the microorganisms Microbacterium oxydans ZB11 and Paeniglutamicibacter sulfureus ZB48. Fagopyrum esculentum was treated with strains of microorganisms Microbacterium oxydans ZB11 and Paeniglutamicibacter sulfureus ZB48, which exhibit endophytic properties on LB medium. The strain Microbacterium oxydans ZB11 showed endophytic activity on the root and stem. Paeniglutamicibacter sulfureus ZB48 showed endophytic activity on roots and stems 4 cm above the basal stem, showing good endophytic activity compared to Microbacterium oxydans ZB11. We report the endophytic properties of Microbacterium oxydans ZB11 and Paeniglutamicibacter sulfureus ZB48 on buckwheat (Fagopyrum esculentum). Fagopyrum esculentum is known as a good plant for phytoremediation.