Курамшина З. М., Саттарова Л. Р., Ямалеева А. А. Влияние нефтяного загрязнения на рост и эндомикоризу люцерны // Научная жизнь. Т. 15. Вып. 11. С. 1474-1481. DOI: 10.35679/1991-9476-2020-15-11-1474-1481

Курамшина Зиля Мухтаровна, д-р биол. наук, доцент, зав. кафедрой «Биология», Стерлитамакский филиал ФГБОУ ВО «Башкирский государственный университет»: Россия, 453103, Башкортостан, г. Стерлитамак, пр. Ленина, 49.
Саттарова Лилия Расиховна, аспирант кафедры «Биохимия и биотехнология», ФГБОУ ВО «Башкирский государственный университет»: Россия, 450076, респ. Башкортостан, г. Уфа, ул. Заки Валиди, 32.

Ямалеева Анна Александровна, д-р биол. наук, профессор, гл. науч. сотр. кафедры «Биохимия и биотехнология», ФГБОУ ВО «Башкирский государственный университет»: Россия, 450076, респ. Башкортостан, г. Уфа, ул. Заки Валиди, 32.

Тел: (917) 411-74-57
E-mail: kuramshina_zilya@mail.ru

Исследовано влияние нефтяного загрязнения на рост и формирование арбускулярной микоризы в корнях растений Medicago sativa. Выявлено, что нефть в низких концентрациях не оказывала ингибирующего влияния на рост растений люцерны. Длина побегов растений, выросших при концентрации нефти 1 г/кг почвы, была на 6,8% больше, чем у растений, выросших в почве без внесения нефти. Улучшение роста растений при содержании низких концентрациях нефти в почве может быть связано с поступления в почву вместе с нефтью дополнительного органического вещества и минеральных элементов. Внесение нефти в более высоких концентрациях приводило к подавлению роста растений люцерны. При концентрации 20 г/кг и 50 г/кг почвы длина побегов была ниже на 11,7% и 14,9%, соответственно, чем у контрольных растений. Главными причинами замедленного рﮦазвития растений, остановки или их гибели в результате нефтяного загрязнения являются нарушения поступленﮦия воды, питательнﮦых веществ в растения, а также развивающееся кислородное голодание. Нами было выявлено изменение в формировании эндомикоризного симбиоза корневой системы растений. У растений, выросших в условиях нефтяного загрязнения, частота микоризации при концентрации токсиканта 1 г/кг, 20 г/кг и 50 г/кг почвы, была ниже на 2,0%, 26,5% и 44,2% соответственно, по сравнению с контрольными растениями (растения, выросшие в почве без нефти). Показатели интенсивности колонизации микоризы и обилие арбускул в корневой системе растений снижалось, а обилие арбускул в микоризованной части корневого фрагмента возрастало с увеличением концентрации нефти в почве. Арбускулярные микоризные грибы в дополнение к прямому токсическому воздействию загрязняющих веществ, вероятно, получали меньшие выгоды от своих партнеров-растений, вследствие нарушения процессов фотосинтеза и перераспределение углеродных субстратов в пользу микроорганизмов ризосферы.

Список литературы:

1. Fowzia A., Fakhruddin A. N. M. A review on environmental contamination of petroleum hydrocarbons and its biodegradation // Environ sci nat res. – 2018. – Vol. 11 (3). – P. 64-69. DOI:10.19080/IJESNR.2018.11.555811.

2. Wang J., Jiq C. R., Wong C. K., Wong P. K. Characterisation of polycyclic aromatic hydrocarbons created in lubricating oils // Water, air and soil pollution. – 2000. – Vol. 120. – P. 381-396.
3. Akpokodje O. I., Uguru H. Phytoremediation of petroleum products contaminated soil // Archives of current research international. – 2019. – Vol. 18 (1). – P. 1-8. DOI: 10.9734/ACRI/2019/v18i130127.
4. Ptaszek N., Płociniczak M. P., Noszczy´nska M., Płociniczak T. Comparative study on multiway enhanced bio- and phytoremediation of aged petroleum-contaminated soil // Agronomy. – 2020. – Vol. 10. –doi.org/10.3390/agronomy10070947.
5. Xu X., Liu W., Tian S., Wang W., Qi Q., Jiang P. [et al]. Petroleum hydrocarbon-degrading bacteria for the remediation of oil pollution under aerobic conditions: a perspective analysis // Frontiers in microbiology. – 2018. – Vol. 9. – DOI: 10.3389/fmicb.2018.02885.
6. Stoian V., Vidican R., Rotar I., Păcurar F., Şandor M., Buta M. [et al]. Mycorrhizas as a tool in mapping agricultural soils // Agronomy. – 2018. – Vol. LXI, № 1. – P. 130-136.
7. Wang H., Liang L., Liu B., Huang D., Liu S., Liu R. [et al]. Arbuscular mycorrhizas regulate photosynthetic capacity and antioxidant defense systems to mediate salt tolerance in maize // Plants. – 2020. – Vol. 9. – P. 1-17. DOI: 10.3390/plants9111430.
8. Trouvelot A., Kough N., Gianinazzi-Pearson V. Mesure du taux de mycorhization va d’un système radiculaire. recherche de méthodes d’estimation ayant une significationfication fonctionnelle // Physiological and genetical aspects of mycorrhizae / V. Gianinazzi-Pearson, S. Gianinazzi (Eds.). – Paris : INRA Press, 1986. – P. 217-221.
9. Achuba F. I. The effect of sublethal concentrations of crude oil on the growth and metabolism of cowpea (Vigna unguiculata) seedlings // The Environmentalist. – 2006 – Vol. 26. – P. 17-20.
10. Odukoya J., Lambert R., Sakrabani R. Understanding the impacts of crude oil and its induced abiotic stresses on agrifood production : A Review // Horticulturae. – 2019. – Vol. 5 (2). – P. 1-27. DOI: 10.3390/horticulturae5020047.
11. Nie M., Wang Y., Yu J., Xiao M., Jiang L., Fang C. [et al]. Understanding plant-microbe interactions for phytoremediation of petroleum-polluted soil // PLoS ONE. – 2011. – Vol. 6 (3). – P. 1-8. DOI: 10.1371/journal.pone.0017961.
12. Vidican R., Păcurar F., Vâtcă S. D., Ples A., Stoian V. Arbuscular mycorrhizas traits and yield of winter wheat profiled by mineral fertilization // Agronomy. – 2020. – Vol. 10. DOI: 10.3390/agronomy10060846.
13. El-Zahara F., El-tony H. Effect of the Use of Arbuscular Mycorrhiza for Plant Growth Promotion on Morpho-physiological Properties of Antirrhinum majus L. Under Salinity Stress // Acta Scientific Agriculture. – 2020. – Vol. 4. – P. 139-149.
14. Verdin A., Lounès-Hadj Sahraoui A., Fontaine J., Grandmougin-Ferjani A., Durand R. Effects of anthracene on development of an arbuscular mycorrhizal fungus and contribution of the symbiotic association to pollutant dissipation // Mycorrhiza. – 2006. – Vol. 16. – P. 397-405.
15. Курамшина З. М., Хайруллин Р. М. Микоризация корней Triticum aestivum L. в условиях экстремальной засухи на Южном Урале // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. – 2015. – № 1-2. – С. 13-15.
16. Курамшина З. М., Хайруллин Р. М., Сатарова Л. P. Влияние эндофитных штаммов Bacillus subtilis на микоризацию корней злаков при имитации почвенной засухи // Агрохимия. – 2015. – № 5. – С. 69-73.

INFLUENCE OF OIL POLLUTION ON GROWTH AND ENDOMYCORIZATION OF ALFALFA

Kuramshina Zilya Mukhtarovna, Dr. of Biol. Sci., Ass. Prof., Head. Depart. of Biology, Sterlitamak branch of the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education Bashkir State University, Ufa, Russia.
Sattarova Liliya Rasikhovna, Post-graduate Student of the Depart. of Biochemistry and Biotechnology, Bashkir State University, Ufa, Russia.
Yamaleeva Anna Aleksandrovna, Dr. of Biol. Sci., Prof., Honorary Worker of Higher Education of the Russian Federation, Ch. scientific. sotr. Depart. of Biochemistry and Biotechnology, Bashkir State University, Ufa, Russia.

Keywords: oil, alfalfa, growth, endomycorrhizal fungi, indicators of mycorrhization.

Abstract. The influence of oil pollution on the growth and formation of arbuscular mycorrhiza in the roots of Medicago sativa plants was investigated. It was found that oil at low concentrations did not have an inhibitory effect on the growth of alfalfa plants. The length of the shoots of plants grown at an oil concentration of 1 g / kg of soil was 6.8% longer than that of plants grown in soil without oil. Improving plant growth with low oil concentrations in the soil may be associated with the addition of additional organic matter and mineral elements to the soil along with oil. The application of oil in higher concentrations led to the suppression of the growth of alfalfa plants. At a concentration of 20 g / kg and 50 g / kg of soil, the shoot length was 11.7% and 14.9% lower, respectively, than in the control plants. The main reasons for the delayed development of plants, stopping or their death as a result of oil pollution are disturbances in the flow of water and nutrients into plants, as well as developing oxygen starvation. We have revealed a change in the formation of endomycorrhizal symbiosis of the plant root system. In plants grown under oil pollution, the frequency of mycorrhization at a toxicant concentration of 1 g / kg, 20 g / kg, and 50 g / kg soil was lower by 2.0%, 26.5%, and 44.2%, respectively, according to compared with control plants (plants grown in soil without oil). Indicators of the intensity of colonization of mycorrhiza and the abundance of arbuscules in the root system of plants decreased, and the abundance of arbuscules in the mycorrhized part of the root fragment increased with an increase in the concentration of oil in the soil. Arbuscular mycorrhizal fungi, in addition to the direct toxic effect of pollutants, probably received less benefits from their plant partners, due to disruption of photosynthesis processes and redistribution of carbon substrates in favor of rhizosphere microorganisms.