НАУКА ОБРАЗОВАНИЯ - издательский дом

Switch to desktop

Материалы

ВИДОВАЯ ОТЗЫВЧИВОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР НА ИНОКУЛЯЦИЮ СЕМЯН КЛЕТКАМИ ЭНДОФИТНЫХ БАКТЕРИЙ B. SUBTILIS

 

Журнал «НАУЧНАЯ ЖИЗНЬ»  [СКАЧАТЬ СТАТЬЮ В PDF]
т. 14, вып. 3, март 2019 

Рубрика: ОБЩЕЕ ЗЕМЛЕДЕЛИЕ И РАСТЕНИЕВОДСТВО
Страницы:  279–287
DOI: 10.26088/INOB.2019.91.29682
   
Авторы: 

Курамшина Зиля Мухтаровна, д-р биол. наук, доцент, Стерлитамакский филиал ФГБОУ ВО «Башкирский государственный университет»: Россия, 453103, Республика Башкортостан, г. Стерлитамак, просп. Ленина, 49.

Смирнова Юлия Васильевна, канд. биол. наук, доцент, Стерлитамакский филиал ФГБОУ ВО «Башкирский государственный университет»: Россия, 453103, Республика Башкортостан, г. Стерлитамак, просп. Ленина, 49.

Хайруллин Рамиль Магзинурович, д-р. биол. наук, профессор, Институт биохимии и генетики – обособленное структурное подразделение ФГБНУ «Уфимский федеральный исследовательский центр РАН»: Российская Федерация, 450054, Республика Башкортостан, г. Уфа, просп. Октября, 71.

Тел.: (347-3) 43-22-50

E-mail: kuramshina_zilya@mail.ru

   
Реферат:  Многообразные полезные функции эндофитов позволяют использовать их в растениеводстве. Например, бактерии B. Subtilis 26Д являются основой биофунгицида Фитоспорин-М. Синтезируя фитогормоноподобные вещества, органические кислоты и другие соединения они способны регулировать рост растений. Разные виды растений и/или представители семейств могут проявлять и различные реакции на воздействия одного и того же штамма микроорганизма. В связи с этим исследовали отзывчивость растений подсолнечника, кукурузы, ржи, горчицы на обработку семян клетками коммерчески значимых эндофитных штаммов B. Subtilis 26Д и 11ВМ в зависимости от концентрации инокулята – от 105 до 109 клеток в 1 мл препаратов. Характер ответа растений на инокуляцию эндофитными бактериями B. Subtilis 26Д и 11ВМ зависел от штамма микроорганизма, концентрации клеток в препарате и вида культуры. Наиболее сильный ростстимулирующий эффект оба штамма проявили при обработке семян суспензией клеток с концентрацией 106 кл./мл. Обработка семян клетками эндофитов в концентрации 109 кл./ мл была практически не эффективна в стимуляции роста. Наиболее отзывчивыми на обработку бактериями в концентрации 106 кл/мл оказались растения подсолнечника. Второй культурой по отзывчивости была горчица. Растения кукурузы, примерно, одинаково отзывались на обработку обоими штаммами. Сравнительно слабо отзывчивой на обработку бактериями штамма 26Д оказалась озимая рожь. Среди всех исследованных культур у подсолнечника выявлена стимуляция роста эндофитами в широком диапазоне концентраций клеток (105 –109 кл/мл). Наиболее узкий диапазон стимулирующих концентраций проявился у растений горчицы (105 –107 кл/мл).
   
Ключевые слова: сельскохозяйственные растения, эндофитные штаммы B. subtilis, рост, видовая отзывчивость.
   

Список литературы:

1. Azevedo J. L. Endophytic microorganisms: a review on insect control and recent advances on tropical plants/ J. L. Azevedo, Jr. W. Maccheroni, J. O. Pereira, W. L. Araujo // Elect. J. Biotech. – 2000. – Vol 3(1). – P. 40–65.

2. MunifA. The influence of endophytic bacteria on meloidogyne incognita infection and tomato plant growth / A. Munif, J. Hallmann , R.A. Sikora // J. ISSAAS. – 2013. – Vol. 19(2). – P. 68–74.

3. Farrar К. Understanding and engineering beneficial plant–microbe interactions: plant growth promotion in energy crops / К. Farrar, D. Bryant, N. Cope-Selby // Plant Biotechnology Journal. – 2014. – Vol. 12. – P. 1193–1206.

4. Недорезков В. Д. Биологическое обоснование применения эндофитных бактерий в защите пшеницы от болезней на Южном Урале: Автореф. дисс. д-ра. с.–х. наук: 06.01.11 / В. Д. Недорезков. – Уфа, 2003. – 48 с.

5. Егоршина А. А. Участие фитогормонов в формировании взаимоотношений проростков пшеницы с эндофитным штаммом Bacillus subtilis 11ВМ / А. А. Егоршина, Р. М. Хайруллин, А. Р. Сахабутдинова, М. А. Лукьянцев // Физиология растений. – 2012. – Т. 59. – № 1. – С. 148–155.

6. Безрукова М. В. Участие лектина в формировании устойчивости пшеницы к токсическому действию кадмия / М. В. Безрукова, Р. А. Фатхутдинова, А. Р. Лубянова, А. Р. Мурзабаев, В. В. Федяев, Ф. М. Шакирова // Физиология растений. – 2011. – Т. 58. – № 6. – С. 907–914.

7. Li X. The endophytic bacteria isolated from elephant grass (Pennisetum purpureum Schumach) promote plant growth and enhance salt tolerance of Hybrid Pennisetum / X. Li, X. Geng, R. Xie, L. Fu, J. Jiang, L. Gao, J. Sun // Biotechnol. Biofuels. – 2016. – Vol. 9. – P. 1–12.

8. Лукьянцев М. А. Особенности биологической активности эндофитных штаммов Bacillus subtilis Cohn с различной степенью антагонизма к фитопатогенным грибам: автореф. дис. … канд. биол. наук: 03.02.03 / Лукьянцев Михаил Александрович. – Саратов, 2010. – 21 с.

9. Wang et al., 2015 – Wang X. Antibiotic use and abuse: A threat to mitochondria and chloroplasts with impact on research, health, and environment / X. Wang, D. Ryu, R. H. Houtkooper, J. Auwerx // BioEssays. – 2015. – Vol. 37(10). – P. 1039–1148.

10. Егоршина А. А. Фосфат-мобилизующая активность эндофитных штаммов Bacillus subtilis и их влияние на степень микоризации корней пшеницы / А. А. Егоршина, Р. М. Хайруллин, М. А. Лукьянцев, З. М. Курамшина, Ю. В. Смирнова // Журнал Сибирского Федерального Университета. Серия Биология. – 2011. – № 2. – С. 172–182.

11. Jha P. N. Association of rhizospheric/ endophytic bacteria with plants: a potential gateway to sustainable agriculture / P. N. Jha, G. Gupta, P. Jha, R. Mehrotra // Greener Journal of Agricultural Sciences. – 2013. – Vol. 3(2). – P. 73–84.

12. Rosenblueth M. Bacterial endophytes and their interactions with hosts / M. Rosenblueth, E. MartínezRomero // Mol PlantMicrobe. – 2006. – Vol. 19. – P. 827–837.

13. Hurek T. Azoarcus sp. strain BH72 as a model for nitrogen-fixing grass endophytes / T. Hurek, B. ReinholdHurek // J. Biotechnol. – 2003. – Vol. 106. – P. 169–178.

14. Каталог мировой коллекции ВИР. Рожь. – JL, 1978. – Вып. 227. – 83 с.

   
English version:

CROP SPECIES RESPONSIVENESS TO INOCULATING THE SEEDS WITH ENDOPHYTIC BACTERIA B. SUBTILIS

Kuramshina Zilia Mukhtarovna, Dr. of Biol. Sci., Ass. Prof., Bashkir State University (Sterlitamak branch), Sterlitamak, Russia.

Smirnova Yuliya Vasilyevna, Cand. of Biol. Sci., Ass. Prof., Bashkir State University (Sterlitamak branch), Sterlitamak, Russia.

Khayrullin Ramil’Magzinurovich, Dr. of Biol. Sci., Prof., Institute of Biochemistry and Genetics, Ufa Scientific Center of the RAS, Ufa, Russia.

Keywords: agricultural plants, endophytic strains of B. subtilis, growth, species responsiveness.

Abstract. The many useful functions of endophytes allow one to use them in crop production. For example, bacteria B. Subtilis 26D are the basis of “Fitosporin-M” biofungicide. Synthesizing phytohormone-like substances, organic acids and other compounds, they are able to regulate plant growth. The representatives of different types and families of plants can also show different reactions to the  effects of the same strain of microorganism. In this regard, we investigated the responsiveness of sunflower, corn, rye, and mustard plants to treating their seed with cells of commercially significant endophytic strains of B. Subtilis 26D and 11BM, depending on the  concentration of inoculum, from 105 to 109 cells in 1 ml of preparations. The nature of the plant response to inoculation with endophytic bacteria B. Subtilis 26D and 11ВМ depended on the strain of the microorganism, the concentration of cells in the preparation and the type of culture. Both strains showed the strongest growth-stimulating effect during seed treatment with cell suspension with a concentration of 106 cells/ml. Seed treatment with endophyte cells at a concentration of 109 cells/ml was practically not effective for growth stimulation. Sunflower plants were the most responsive to the treatment of bacteria at a concentration of 106 cells/ml. The second in responsiveness was mustard. Corn plants responded roughly the same way to treatment with both strains. Winter rye turned out to be comparatively weakly responsive to the treatment with bacteria of the strain 26D.Among all the cultures studied,stimulation of growth by endophytes was revealed in sunflowerin a wide range of cell concentrations (105–109 cells/ml). The narrowest range of stimulating concentrations appeared in mustard plants (105–107 cells/ml).

REFERENCES

1. Azevedo J. L. Endophytic microorganisms: a review on insect control and recent advances on tropical plants / J. L. Azevedo, Jr. W. Maccheroni, J. O. Pereira, W. L. Araujo // Elect. J. Biotech. – 2000. – Vol 3(1). – P. 40–65.

2. Munif A. The influence of endophytic bacteria on meloidogyne incognita infection and tomato plant growth / A. Munif, J. Hallmann, R. A. Sikora // J. ISSAAS. – 2013. – Vol. 19(2). – P. 68–74.

3. Farrar К. Understanding and engineering beneficial plant–microbe interactions: plant growth promotion in energy crops / К. Farrar, D. Bryant, N. Cope-Selby // Plant Biotechnology Journal. – 2014. – Vol. 12. – P. 1193–1206.

4. Nedorezkov V. D. Biological substantiation of the use of endophytic bacteria in the protection of wheat against diseases in the Southern Urals: Author’s abstract. diss. dr. s.-x. Sciences: 01/06/11 / V. D. Nedorezkov. – Ufa, 2003. – 48 p.

5. Egorshina A. A. Participation of phytohormones in the formation of the relationship of wheat seedlings with the endophytic Bacillus subtilis 11VM strain / A. A. Egorshina, R. M. Khairullin, A. R. Sakhabutdinova, M. A. Lukyantsev // Plant Physiology. – 2012. – V. 59. – No. 1. – P. 148–155.

6. Bezrukova M. V. Participation of lectin in the formation of wheat resistance to the toxic action of cadmium / M. V. Bezrukova, R. A. Fatkhutdinova, A. R. Lubyanova, A. R. Murzabayev, V. V. Fedyaev, F. M. Shakirova // Plant Physiology. – 2011. – V. 58. – No. 6. – P. 907–914.

7. Li X. The endophytic bacteria isolated from elephant grass (Pennisetum purpureum Schumach) promote plant growth and enhance salt tolerance of Hybrid Pennisetum / X. Li, X. Geng, R. Xie, L. Fu, J. Jiang, L. Gao, J. Sun // Biotechnol. Biofuels. – 2016. – Vol. 9. – P. 1–12.

8. Lukyantsev M. A. Features of the biological activity of endophytic strains of Bacillus subtilis Cohn with varying degrees of antagonism to phytopathogenic fungi: Author. dis. ... Cand. biol. Sciences: 03.02.03 / Lukyanttcev Mihail Aleksandrovich. – Saratov, 2010. – 21 p.

9. Wang et al., 2015 – Wang X. Antibiotic use and abuse: A threat to mitochondria and chloroplasts with impact on research, health, and environment / X. Wang, D. Ryu, R. H. Houtkooper, J. Auwerx // BioEssays. – 2015. – Vol. 37(10). – P. 1039–1148.

10. Egorshina A. A. Phosphate-mobilizing activity of endophytic strains of Bacillus subtilis and their influence on the degree of mycorrhization of wheat roots / A. A. Egorshina, R. M. Khairullin, M. A. Lukyantsev, Z. M. Kuramshina, Yu. V. Smirnova // Journal of the Siberian Federal University. Biology series. – 2011. – No. 2. – P. 172–182.

11. Jha P. N. Association of rhizospheric/ endophytic bacteria with plants: a potential gateway to sustainable agriculture / P. N. Jha, G. Gupta, P. Jha, R. Mehrotra // Greener Journal of Agricultural Sciences. – 2013. – Vol. 3(2). – P. 73–84.

12. Rosenblueth M. Bacterial endophytes and their interactions with hosts / M. Rosenblueth, E. MartínezRomero // Mol PlantMicrobe. – 2006. – Vol. 19. – P. 827–837.

13. Hurek T. Azoarcus sp. strain BH72 as a model for nitrogen-fixing grass endophytes / T. Hurek, B. ReinholdHurek // J. Biotechnol. – 2003. – Vol. 106. – P. 169–178.

14. Catalog of the world collection of VIR. Rye. – JL, 1978. – Vol. 227. – 83 p.

 

К содержанию»