Характеристика бульбочкових бактерій Sinorhizobium meliloti, виділених із біоценозів зони Полісся України, за симбіотичними показниками

Досліджено особливості азотфіксації люцерни в симбіозі з ризобіями, виділеними з кореневих бульбочок рослин біоценозів зони Полісся України. Унаслідок штучної бактеризації люцерни сорту Ярославна ізолятами інтенсифікується асиміляція N2, активується вегетативний ріст, збільшується вміст хлорофілу у...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2014
Автори:	Воробей, Н.А., Коць, С.Я.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Iнститут фізіології рослин і генетики НАН України 2014
Назва видання:	Физиология растений и генетика
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/159467
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Характеристика бульбочкових бактерій Sinorhizobium meliloti, виділених із біоценозів зони Полісся України, за симбіотичними показниками / Н.А. Воробей, С.Я. Коць // Физиология растений и генетика. — 2014. — Т. 46, № 6. — С. 525-534. — Бібліогр.: 20 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-159467
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1594672025-02-09T14:56:23Z Характеристика бульбочкових бактерій Sinorhizobium meliloti, виділених із біоценозів зони Полісся України, за симбіотичними показниками Характеристика клубеньковых бактерий Sinorhizobium meliloti, выделенных из биоценозов зоны Полесья Украины, по симбиотическим показателям The characteristic of Sinorhizobium meliloti nodule bacteria isolated from biocenoses of Ukrainian Polissya zone by the symbiotic parameters Воробей, Н.А. Коць, С.Я. Досліджено особливості азотфіксації люцерни в симбіозі з ризобіями, виділеними з кореневих бульбочок рослин біоценозів зони Полісся України. Унаслідок штучної бактеризації люцерни сорту Ярославна ізолятами інтенсифікується асиміляція N2, активується вегетативний ріст, збільшується вміст хлорофілу у листках рослин порівняно із застосуванням виробничого штаму 425а S. meliloti. Исследованы особенности азотфиксации люцерны в симбиозе с ризобиями, выделенными из корневых клубеньков растений биоценозов зоны Полесья Украины. Вследствие искусственной бактеризации люцерны сорта Ярославна изолятами интенсифицируется ассимиляция N2, активируется вегетативный рост, увеличивается содержание хлорофилла в листьях растений по сравнению с применением производственного штамма 425а S. meliloti. The features of nitrogen fixation of alfalfa in symbiosis with rhizobia isolated from the root nodules of plants of biocenoses of Ukrainian Pollissya zone were studied. As a result of bacterization of alfalfa variety Yaroslavna by isolates the N2-assimilation intensified, the vegetative growth activated, the chlorophyll content in leaves increased compared to use of industrial strain 425a of S. meliloti. 2014 Article Характеристика бульбочкових бактерій Sinorhizobium meliloti, виділених із біоценозів зони Полісся України, за симбіотичними показниками / Н.А. Воробей, С.Я. Коць // Физиология растений и генетика. — 2014. — Т. 46, № 6. — С. 525-534. — Бібліогр.: 20 назв. — укр. 2308-7099 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/159467 576.871.155.557 uk Физиология растений и генетика application/pdf Iнститут фізіології рослин і генетики НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
description	Досліджено особливості азотфіксації люцерни в симбіозі з ризобіями, виділеними з кореневих бульбочок рослин біоценозів зони Полісся України. Унаслідок штучної бактеризації люцерни сорту Ярославна ізолятами інтенсифікується асиміляція N2, активується вегетативний ріст, збільшується вміст хлорофілу у листках рослин порівняно із застосуванням виробничого штаму 425а S. meliloti.
format	Article
author	Воробей, Н.А. Коць, С.Я.
spellingShingle	Воробей, Н.А. Коць, С.Я. Характеристика бульбочкових бактерій Sinorhizobium meliloti, виділених із біоценозів зони Полісся України, за симбіотичними показниками Физиология растений и генетика
author_facet	Воробей, Н.А. Коць, С.Я.
author_sort	Воробей, Н.А.
title	Характеристика бульбочкових бактерій Sinorhizobium meliloti, виділених із біоценозів зони Полісся України, за симбіотичними показниками
title_short	Характеристика бульбочкових бактерій Sinorhizobium meliloti, виділених із біоценозів зони Полісся України, за симбіотичними показниками
title_full	Характеристика бульбочкових бактерій Sinorhizobium meliloti, виділених із біоценозів зони Полісся України, за симбіотичними показниками
title_fullStr	Характеристика бульбочкових бактерій Sinorhizobium meliloti, виділених із біоценозів зони Полісся України, за симбіотичними показниками
title_full_unstemmed	Характеристика бульбочкових бактерій Sinorhizobium meliloti, виділених із біоценозів зони Полісся України, за симбіотичними показниками
title_sort	характеристика бульбочкових бактерій sinorhizobium meliloti, виділених із біоценозів зони полісся україни, за симбіотичними показниками
publisher	Iнститут фізіології рослин і генетики НАН України
publishDate	2014
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/159467
citation_txt	Характеристика бульбочкових бактерій Sinorhizobium meliloti, виділених із біоценозів зони Полісся України, за симбіотичними показниками / Н.А. Воробей, С.Я. Коць // Физиология растений и генетика. — 2014. — Т. 46, № 6. — С. 525-534. — Бібліогр.: 20 назв. — укр.
series	Физиология растений и генетика
work_keys_str_mv	AT vorobejna harakteristikabulʹbočkovihbakteríjsinorhizobiummelilotividílenihízbíocenozívzonipolíssâukraínizasimbíotičnimipokaznikami AT kocʹsâ harakteristikabulʹbočkovihbakteríjsinorhizobiummelilotividílenihízbíocenozívzonipolíssâukraínizasimbíotičnimipokaznikami AT vorobejna harakteristikaklubenʹkovyhbakterijsinorhizobiummelilotivydelennyhizbiocenozovzonypolesʹâukrainyposimbiotičeskimpokazatelâm AT kocʹsâ harakteristikaklubenʹkovyhbakterijsinorhizobiummelilotivydelennyhizbiocenozovzonypolesʹâukrainyposimbiotičeskimpokazatelâm AT vorobejna thecharacteristicofsinorhizobiummelilotinodulebacteriaisolatedfrombiocenosesofukrainianpolissyazonebythesymbioticparameters AT kocʹsâ thecharacteristicofsinorhizobiummelilotinodulebacteriaisolatedfrombiocenosesofukrainianpolissyazonebythesymbioticparameters
first_indexed	2025-11-27T01:41:18Z
last_indexed	2025-11-27T01:41:18Z
_version_	1849905833719103488
fulltext	УДК 576.871.155.557 ХАРАКТЕРИСТИКА БУЛЬБОЧКОВИХ БАКТЕРІЙ SINORHIZOBIUM MELILOTI, ВИДІЛЕНИХ ІЗ БІОЦЕНОЗІВ ЗОНИ ПОЛІССЯ УКРАЇНИ, ЗА СИМБІОТИЧНИМИ ПОКАЗНИКАМИ Н.А. ВОРОБЕЙ, С.Я. КОЦЬ Інститут фізіології рослин і генетики Національної академії наук України 03022 Київ, вул. Васильківська, 31/17 e-mail: n-vorobey@ukr.net Досліджено особливості азотфіксації люцерни в симбіозі з ризобіями, виділени- ми з кореневих бульбочок рослин біоценозів зони Полісся України. Унаслідок штучної бактеризації люцерни сорту Ярославна ізолятами інтенсифікується асиміляція N2, активується вегетативний ріст, збільшується вміст хлорофілу у ли- стках рослин порівняно із застосуванням виробничого штаму 425а S. meliloti. Відмічено різну динаміку азотфіксувальної активності бульбочок люцерни про- тягом вегетаційного періоду залежно від мікросимбіонта. За інокуляції ізолятом АС08 бульбочки утворювались інтенсивніше у ранні фази розвитку люцерни, що сприяло підвищенню активності азотфіксації в цей період. Ізоляти АС08 і АС88 S. meliloti відібрано за симбіотичними показниками з метою подальшого випро- бування та впровадження їх як бактеріальної основи у виробництво добрива — ризостиму. Ключові слова: Sinorhizobium meliloti, бульбочкові бактерії, люцерна, симбіоз, азотфіксація. Здатність бобових рослин у симбіозі з бульбочковими бактеріями засво- ювати атмосферний азот значно поширена в природі та забезпечує їм екологічні переваги в умовах дефіциту азоту. Використання цієї власти- вості в сільськогосподарській практиці дає змогу істотно зменшити або повністю виключити застосування мінеральних азотних добрив без істотного зниження урожайності бобових культур і зберегти при цьому родючість ґрунту [8, 10, 11]. Актуальним завданням сьогодення у сфері біологічної азотфіксації є розробка препаратів для стимулювання росту, розвитку бобових рос- лин, посилення їх продуктивності в результаті використання симбіотроф- ного азоту. Біопрепарати, створені на основі високоефективних штамів бульбочкових бактерій для інокуляції бобових культур, сприяють збага- ченню ґрунту екологічно чистим азотом, підвищують урожай і поліпшу- ють якісний склад рослинної продукції [7, 14]. Одним із методів отримання господарсько-цінних штамів бульбоч- кових бактерій є аналітична селекція, яка не втратила практичного зна- чення і сьогодні [1, 5, 15, 17—19]. При цьому вихідним матеріалом слу- гують ризобії, виділені з кореневих бульбочок рослин або безпосередньо з мікробних ценозів ґрунту [18, 19]. Проте за активністю асиміляції ат- мосферного азоту вони нерідко поступаються штамам, які вже викорис- товуються як бактеріальна основа при виготовленні нітрагіну та набули ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ И ГЕНЕТИКА. 2014. Т. 46. № 6 525 © Н.А. ВОРОБЕЙ, С.Я. КОЦЬ, 2014 статусу виробничих [19]. Виділити з біоценозів нові культури ризобій, активніші за існуючі виробничі та музейні штами, стає дедалі складніше, оскільки інтенсивність азотфіксації обмежується як можливостями гено- му мікросимбіонта, так і енергетичними затратами рослини-хазяїна [13]. Істотною перевагою «природних» культур бульбочкових бактерій є при- стосованість до ґрунтово-кліматичних умов тієї чи іншої географічної зони їх походження. Звідси випливає, що ці культури потенційно висо- коконкурентоздатні, швидко приживаються при інтродукції їх у відповідну екологічну нішу і не впливають на структуру мікробної спільноти ґрунту. Штами Rhizobium, відібрані з природних популяцій на основі «сапрофітної конкуренції», тобто здатності утворювати колонії в ґрунті за відсутності рослини-хазяїна та симбіоз зі специфічними росли- нами, є перспективною генетичною базою для селекції високоактивних штамів, адаптованих до певних ґрунтово-кліматичних умов. Водночас можна поліпшити симбіотичні властивості аналітично селекціонованих бульбочкових бактерій, використавши їх як вихідні (батьківські) при от- риманні нових штамів генно-інженерними методами [14]. Важливо зазначити, що за своєю природою вид Sinorhizobium meliloti є факультативним симбіотичним азотфіксатором, здатним як до сапрофітного існування в ґрунті за відсутності рослини-хазяїна, так і до формування симбіозу. Відомо, що найпродуктивніший симбіоз виникає у випадку, коли рослина-хазяїн і популяція бактерій еволюціонували ра- зом [7, 12]. Оскільки ефективність симбіозу великою мірою залежить від добо- ру сортів вирощуваних бобових рослин і комплементарних їм активних штамів бульбочкових бактерій, у відділі симбіотичної азотфіксації Інсти- туту фізіології рослин і генетики (ІФРГ) НАН України постійно прово- диться селекційна робота, спрямована на добір найактивніших форм ри- зобій, виділених із бульбочок рослин природних ценозів і безпосередньо з мікробіоти ґрунту, до районованих сортів люцерни [2, 6, 7]. Метою цієї роботи є оцінювання азотфіксувальної здатності та ефективності бобово-ризобіального симбіозу люцерни посівної сорту Ярославна, районованого в умовах Полісся і Лісостепу України, з буль- бочковими бактеріями S. meliloti, які належать до ґрунтових культур — «аборигенів» зони Полісся. Методика Вегетаційні досліди проводили з рослинами люцерни (Medicago sativa L.) сорту Ярославна селекції Інституту землеробства НААН України на ве- гетаційному майданчику Інституту фізіології рослин і генетики НАН Ук- раїни. Рослини вирощували в 10-кілограмових пластикових посудинах на субстраті, яким слугував річковий пісок. Джерелом мінерального живлення була поживна суміш Гельригеля [3], збагачена мікроелемента- ми молібденом, бором і міддю та збіднена на азот — 0,2 норми (1 нор- ма відповідає 708 мг Са(NO3) · 4H2O на 1 кг піску) за Гельригелем. Як інокулянти використано бульбочкові бактерії S. meliloti з музей- ної колекції ІФРГ НАН України: штами-контролі — виробничий штам 425а (аналітичної селекції ВНДІСГМ, Санкт-Петербург), активний Tn5- мутант Т17 штаму 425а [16] та аналітично селекціоновані культури АС08, АС28, АС48, АС88 (ізоляти, виділені з кореневих бульбочок люцерни природних ценозів зони Полісся України (Житомирська обл., Корос- тенський р-н, червень 2008 р.). Бульбочкові бактерії вирощували на ага- 526 Н.А. ВОРОБЕЙ, С.Я. КОЦЬ ISSN 2308-7099. Физиология растений и генетика. 2014. Т. 46. № 6 ризованому середовищі 79 (К2НРО4 — 0,5 г/л, MgSO4 · 7H2O — 0,2, NaCl — 0,1, CaCO3 — сліди, казамінокислоти, або гідролізат лактоаль- буміну — 0,1 % (1 г), маніт — 10,0, агар — 17,0, дистильована вода) при +28 °С упродовж 5 діб — до кінця експоненціальної фази росту. Для приготування інокуляційних суспензій біомасу бактеріальних клітин змивали з поверхні агару стерильною водою, суспендували, вирівню- вали за стандартом каламутності. Бактеріальний титр суспензій відповідав 109 клітин/мл. Насіння стерилізували протягом 15 хв 70 %-м етанолом, промивали під проточною водою 2 год та інокулювали буль- бочковими бактеріями упродовж 30 хв. Повторність варіантів у веге- таційному досліді п’ятиразова, у кожній посудині вирощували по 8 рос- лин за вологості піску 60 % повної вологоємності (ПВ) і природного освітлення. Фізіологічні показники вимірювали у фази стеблування — 25-та та 32-га доби, бутонізації — 40-ва, початку цвітіння — 50-та і цві- тіння — 58-ма доба після сходів насіння люцерни. Перший укіс надзем- ної маси проводили в період бутонізації—початку цвітіння рослин, дру- гий — в аналогічний період після скошування та відростання люцерни. Нітрогеназну активність (азотфіксацію) визначали за рівнем ацети- ленвідновлювальної активності (АвА) бульбочок ацетиленовим методом [9]. Газову суміш аналізували на газовому хроматографі Agilent Technologies 6855 Network GC System (визначення проводили у п’ятира- зовій повторності). Вміст фотосинтетичних пігментів у листках рослин визначали за методикою Веллбурна [20]. Для цього відбирали проби листків із середніх ярусів п’яти рендомізованих рослин одного варіанта. Вимірювання проводили у триразовій біологічній повторності. Пігменти екстрагували диметилсульфоксидом (ДМСО) (на 100 мг рослинного ма- теріалу 10 мл ДМСО). Оптичну густину розчину визначали на спектро- фотометрі СФ-26 (ЛОМО, Росія) за 649 нм (хлорофіл а), 665 (хлорофіл b), 652 (сума хлорофілів) і 480 нм (каротиноїди) у кюветі з товщиною шару розчину 1 см. Експериментальні дані статистично оброблені за Доспєховим [4] та з використанням програми Microsoft Excel 2010. У таблицях наведено середньоарифметичні значення показників та їх стан- дартні похибки. Результати та обговорення У результаті дослідження виявлено особливості симбіотичної азотфіксації люцерни сорту Ярославна за інокуляції ізолятами протягом періоду вегетації рослин. Встановлено, що симбіотичні пари люцерна— ризобії, утворені за участю різних культур бульбочкових бактерій, відрізнялися між собою за типом динаміки та інтенсивністю фіксації ат- мосферного азоту. Зокрема бульбочки, сформовані за участю ізолятів АС28 і АС48, мали низький рівень ацетиленвідновлювальної активності у фази стеблування і бутонізації люцерни. Однак із початком формуван- ня генеративних органів активність асиміляції атмосферного азоту лю- церною у симбіозі з ризобіями АС28 швидко наростала і стабілізувалася на досягнутому рівні на 58-му добу вегетації рослин, хоча й поступалась іншим варіантам за цим показником (табл. 1). Водночас максимальний показник азотфіксувальної активності бульбочок рослин, бактеризова- них ризобіями АС48 (який поступався АвА Tn5-мутанта Т17), відмічено у фазу цвітіння люцерни (58-ма доба після появи сходів). Ізолят АС48 є мікросимбіонтом із максимальною активністю нітрогенази у фазу 527 ХАРАКТЕРИСТИКА КЛУБЕНЬКОВЫХ БАКТЕРИЙ SINORHIZOBIUM MELILOTI ISSN 2308-7099. Физиология растений и генетика. 2014. Т. 46. № 6 528 Н.А. ВОРОБЕЙ, С.Я. КОЦЬ ISSN 2308-7099. Физиология растений и генетика. 2014. Т. 46. № 6 цвітіння і може бути використаний як компонент при створенні ком- плексних азотфіксувальних препаратів на основі штамів із різними типа- ми динаміки для забезпечення оптимального рівня асиміляції азоту про- тягом онтогенезу люцерни. У фазу стеблування люцерни АвА бульбочок, утворених ізолятом АС08, була найвищою серед досліджених варіантів і в 1,5 раза переважа- ла показник високоактивного мутанта Т17 S. meliloti. Слід зазначити, що ізолят АС08 у ранні фази становлення симбіозу з люцерною сорту Яро- славна виявив високу нодуляційну здатність і перевищував цей показник інших мікросимбіонтів у 1,4—2,3 у фазу стеблування та в 1,8—3,4 раза — у фазу бутонізації. Отже, ізолят АС08 здатний до активної азотфіксації у ранній період функціонування бобово-ризобіального симбіозу, що є йо- го відмінною ознакою. В подальшому інтенсивність асиміляції N2 буль- бочками люцерни, утвореними АС08 і АС88, істотно змінювалась порівняно з відповідним показником у фазу бутонізації рослин. Зокрема у фазу початку цвітіння вона зменшувалась, у період цвітіння рослин азотфіксувальна активність мікросимбіонтів АС88, АС08 збільшувалась, перевищувала відповідно в 2,1 та 2,4 раза штам 425а і наближалась до аналогічного показника Tn5-мутанта Т17 S. meliloti. Динаміка АвА бульбочок штамів 425а, Т17 S. meliloti була подібною протягом фаз стеблування, бутонізації й початку цвітіння люцерни та істотно відрізнялась у фазу цвітіння рослин. На 50-ту добу вегетативно- го росту рослин (початок цвітіння) АвА симбіотичних систем за участю штаму 425а досягала максимуму з тенденцією до її зниження в період цвітіння рослин. У цей самий час інтенсивність азотфіксації бульбочок люцерни, утворених мутантом Т17, становила 5,60 проти 7,80 мкмоль С2Н4/(рослину · год) ризобій штаму 425а. Найвищий рівень азотфіксу- вальної активності у люцерни, інокульованої мутантом Т17, за період дослідження спостерігали у фазу цвітіння рослин. Отже, симбіотичні си- стеми, утворені за участю досліджуваних культур бульбочкових бактерій, відрізнялись не тільки за інтенсивністю азотфіксації, а й мали різну ди- наміку залежно від штаму-інокулянту. Виявлено, що ризобії АС08, АС48, АС88 здатні до інтенсивнішої азотфіксації у період цвітіння лю- церни порівняно з бульбочками, утвореними виробничим штамом 425а (див. табл. 1). Ізоляти АС88 і АС08 перевищували виробничий штам 425а на 17,8—31,0 % за сумарною АвА за період визначень (25—58-ма доби після появи сходів), проте поступалися за цим показником відповідно на 36,0 і 29,0 % Тn5-мутанту Т17. У фазу початку цвітіння і цвітіння найбільші маси бульбочок фор- мувались у рослин, інокульованих ізолятом S. meliloti АС28 (табл. 2), що супроводжувалось незначним зростанням азотфіксувальної активності симбіотичної системи люцерни у цей період (див. табл. 1). Однак ак- тивність фіксації азоту бульбочками ізоляту АС28 у фазу цвітіння посту- палася рослинам інших варіантів досліду, оскільки загальна маса буль- бочок фактично забезпечувалась збільшенням їх кількості, ймовірно за рахунок пролонгованого періоду інвазії до коренів рослин цих ризобій (див. табл. 2). Слід зазначити, що у фазу цвітіння кількість кореневих бульбочок у рослин, інокульованих ізолятом АС28, у 2—3 рази переви- щувала цей показник інших варіантів. Стимулювальний вплив бактеризації ізолятами підтверджено збільшенням надземної маси рослин у середньому в 1,2 раза порівняно 529 ХАРАКТЕРИСТИКА КЛУБЕНЬКОВЫХ БАКТЕРИЙ SINORHIZOBIUM MELILOTI ISSN 2308-7099. Физиология растений и генетика. 2014. Т. 46. № 6 530 Н.А. ВОРОБЕЙ, С.Я. КОЦЬ ISSN 2308-7099. Физиология растений и генетика. 2014. Т. 46. № 6 531 ХАРАКТЕРИСТИКА КЛУБЕНЬКОВЫХ БАКТЕРИЙ SINORHIZOBIUM MELILOTI ISSN 2308-7099. Физиология растений и генетика. 2014. Т. 46. № 6 з варіантом без інокуляції протягом вегетації люцерни. Внаслідок асиміляції N2 бульбочками забезпечувались ліпші умови азотного жив- лення рослин, що сприяло інтенсифікації метаболічних процесів росту та розвитку. Проте рослини, інокульовані різними ізолятами, істотно не відрізнялися між собою за надземною масою і масою коренів (табл. 3). За надземною масою перевагу мали рослини, інокульовані ізолятами АС08 і АС88 протягом вегетації рослин. Найбільший приріст вегетатив- ної маси у фазу цвітіння зафіксовано в люцерни, бактеризованої ізоля- том АС88 та Тn5-мутантом Т17. Продуктивність зеленої маси, зібраної за два укоси люцерни, істотно не відрізнялась у межах варіантів досліду за використання штаму 425а та ізолятів АС28, АС48. У люцерни, інокульо- ваної ізолятами АС88, АС08, зелена маса збільшилась відповідно на 9,2 і 10,6 %, вміст сухої речовини — на 11,8 і 12,7 %, а за інокуляції насіння Тn5-мутантом Т17 ці показники дорівнювали 12,5 та 15,7 % порівняно з інокуляцією штамом 425а (табл. 4). В інокульованих рослин відмічено збільшення вмісту хлорофілів а і b та каротиноїдів порівняно з неінокульованими, що підтверджує стимулювальний вплив досліджуваних мікроорганізмів на формування фотосинтетичного апарату люцерни (табл. 5). Показники накопичення пластидних пігментів відрізнялись залежно від залученого інокулянту. Отже, передпосівна інокуляція насіння люцерни посівної сорту Ярославна досліджуваними культурами бульбочкових бактерій забезпе- чує формування активних азотфіксувальних бульбочок на коренях лю- церни й позитивно впливає на ріст надземної частини рослин. Особ- ливістю формування симбіозу люцерна—ізоляти є інтенсивніше формування бульбочок у період із 25-ї по 40-ву добу вегетації рослин за інокуляції ризобіями АС08 і навпаки, утворення поодиноких бульбочок (а іноді їх відсутність) на коренях за інокуляції АС48 у період стеблуван- ня (25-та доба після появи сходів). Симбіотичні системи люцерни посівної сорту Ярославна, утворені за участю ізолятів, виділених із біоценозів Полісся України, відрізнялися за динамікою азотфіксувальної активності протягом періоду вегетації рослин. Зміни в динаміці та інтенсивності азотвідновлювальних процесів свідчать про різні реакцію рослини-хазяїна й генетичну сумісність симбіопарт- нерів у процесі становлення і функціонування симбіотичних систем. Інокуляція люцерни ізолятами сприяла інтенсифікації процесу асиміляції атмосферного азоту, збільшенню вмісту хлорофілу в лист- 532 Н.А. ВОРОБЕЙ, С.Я. КОЦЬ ISSN 2308-7099. Физиология растений и генетика. 2014. Т. 46. № 6 ТАБЛИЦЯ 5. Вміст фотосинтетичних пігментів у листках люцерни, інокульованої ізолятами, виділеними з біоценозів Полісся України (фаза розвитку рослин — цвітіння) Хлорофіл, мг/г сирої речовини Інокулянт a b Каротиноїди, мг/г сирої речовини Без інокуляції 0,71±0,05 0,24±0,01 0,15±0,01 S. meliloti 425а 1,14±0,05 0,36±0,01 0,25±0,01 Т17 1,32±0,03 0,47±0,01 0,28±0,01 АС08 1,19±0,09 0,39±0,03 0,24±0,02 АС28 1,02±0,06 0,32±0,01 0,21±0,01 АС48 1,40±0,07 0,42±0,02 0,28±0,02 АС88 1,29±0,03* 0,45±0,01 0,27±0,01 *Достовірна різниця зі штамом S. meliloti 425а. ках. Бактеризація насіння ізолятами АС08 і АС88 забезпечувала істот- ну різницю за урожаєм надземної маси рослин порівняно з інокуляцією люцерни виробничим штамом 425а S. meliloti. Перспективними за госпо- дарсько-цінними властивостями є ізоляти АС08 і АС88 S. meliloti. Отже, з метою поповнення селекційного фонду високоактивних штамів Rhizobium для виготовлення високоякісних азотфіксувальних препаратів відібрано ізоляти, виділені з бульбочок природних попу- ляцій люцерни зони Полісся, які здатні ініціювати більш раннє форму- вання симбіотичного апарату, посилювати асиміляцію атмосферного азоту в період цвітіння рослин порівняно з виробничим штамом 425а, стимулювати вегетативний ріст люцерни та сприяти збільшенню вмісту хлорофілу в листках. 1. Антипчук А.Ф. Экологические аспекты селекции ризобий и повышение эффективнос- ти симбиоза // Физиология и биохимия культ. растений. — 1994. — 26, № 4. — С. 315— 333. 2. Воробей Н.А., Бутницький І.М., Заболотна В.П. Фіксація атмосферного азоту люцерною у симбіозі із бульбочковими бактеріями, отриманими різними методами. Фізіологія рослин: проблеми та перспективи розвитку. У 2 т. / НАН України, Ін-т фізіології рос- лин і генетики, Укр. т-во фізіологів рослин; голов. ред. В.В. Моргун. — К.: Логос, 2009. — С. 480—485. 3. Гродзинский А.М., Гродзинский Д.М. Краткий справочник по физиологии растений. — Киев: Наук. думка, 1964. — 388 с. 4. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. — М.: Агропромиздат, 1985. — 351 с. 5. Костин О.В., Дозоров А.В. Эффективность спонтанных и заводских штаммов клубень- ковых бактерий гороха и сои при инокуляции семян перед посевом // Межвуз. сб. Уль- янов. гос. с.-х. акад. «Физиолого-биохимические аспекты обработки семян сельскохо- зяйственных культур». — 2003. — С. 93—98. 6. Коць С.Я., Михалків Л.М. Фізіологія симбіозу та азотне живлення люцерни. — К.: Ло- гос, 2005. — 300 с. 7. Коць С.Я., Моргун В.В., Патыка В.Ф. и др. Биологическая фиксация азота. Бобово- ризобиальный симбиоз: В 4 т. — Киев: Логос, 2010. — Т. 1. — 506 с. 8. Коць С.Я., Петерсон Н.В. Мінеральні елементи і добрива в живленні рослин. — К.: Ло- гос, 2005. — 150 с. 9. Крикунець В.М. Ацетиленвідновний метод у дослідженнях з фізіології бобово-ризобіаль- ного симбіозу // Физиология и биохимия культ. растений. — 1993. — 25, № 5. — С. 419— 430. 10. Кургак В.Г., Малинка Л.В., Пасюта А.Г. Використання симбіотичного азоту бобових трав у луківництві // Вісн. Полтав. держ. аграр. академії. — 2003. — № 6. — С. 14—15. 11. Кургак В.Г., Малинка Л.В. Продуктивність травостоїв залежно від строків підсівання ко- нюшини лучної // Зб. наук. праць Ін-ту землеробства УААН. — К.: Фітосоціоцентр. — 2004. — Вип. 1—2. — С. 105—108. 12. Патика В.П., Коць С.Я., Волкогон В.В. та ін. Біологічний азот / Під ред. В.П. Патики. — К.: Світ, 2003. — 424 с. 13. Патыка В.Ф., Толкачев Н.З., Бутвина Ю.З. Основные направления оптимизации сим- биотической азотфиксации в современном земледелии Украины // Физиология и био- химия культ. растений. — 2005. — 37, № 5. — С. 384—393. 14. Проворов Н.А. Повышение эффективности симбиотической фиксации азота растения- ми: молекулярно-генетические подходы и эволюционные модели // Физиология расте- ний. — 2013. — 60, № 1. — С. 31—37. 15. Устюжанин И.А. Продуктивность и накопление азота клевером луговым при инокуля- ции различными штаммами клубеньковых бактерий // Аграр. наука Евро-северо-вос- тока. — 2003. — № 4. — С. 19—23. 16. Пат. на корисну модель № 55432. Штам бактерій Sinorhizibium meliloti Т17 (ІМВ В- 7282) для одержання бактеріального добрива під люцерну. С.Я. Коць, Н.А. Воробей, С.М. Маліченко, І.М. Бутницький. — Опубл. 10.12.2010. Бюл. № 23. 17. Hameed Sohail, Yasmin Sumera, Malik Kauser A. et al. Rhizobium, Bradyrhizobium and Agrobacterium strains isolated from cultivated legumes // Biol. Fert. Soils. — 2004. — 39, N 3. — P. 179—185. 18. Prevost D., Bromfield E.S.P. Diversiti of symbiotic rhizobia resident in Canadian soils // Can. J. Soil Sci. — 2003. — 83, N 3. — P. 311—319. 533 ХАРАКТЕРИСТИКА КЛУБЕНЬКОВЫХ БАКТЕРИЙ SINORHIZOBIUM MELILOTI ISSN 2308-7099. Физиология растений и генетика. 2014. Т. 46. № 6 19. Simon T. Rhizobium leguminosarum bv. trifolii isolates: Collection, identification and screening of efficiency in symbiosis with clover // Plant Soil Environ. — 2006. — 52, N 3. — P. 105— 110. 20. Wellburn A.R. The spectral determination of chlorophylls a and b, as well as total carotenoids, using various solvents with spectrophotometers of different resolution // J. Plant Physiol. — 1994. — 144, N 3. — P. 307—313. Отримано 27.08.2014 ХАРАКТЕРИСТИКА КЛУБЕНЬКОВЫХ БАКТЕРИЙ SINORHIZOBIUM MELILOTI, ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ БИОЦЕНОЗОВ ЗОНЫ ПОЛЕСЬЯ УКРАИНЫ, ПО СИМБИОТИЧЕСКИМ ПОКАЗАТЕЛЯМ Н.А. Воробей, С.Я. Коць Институт физиологии растений и генетики Национальной академии наук Украины, Киев Исследованы особенности азотфиксации люцерны в симбиозе с ризобиями, выделенными из корневых клубеньков растений биоценозов зоны Полесья Украины. Вследствие искус- ственной бактеризации люцерны сорта Ярославна изолятами интенсифицируется ассими- ляция N2, активируется вегетативный рост, увеличивается содержание хлорофилла в лис- тьях растений по сравнению с применением производственного штамма 425а S. meliloti. Отмечена различная динамика азотфиксирующей активности клубеньков люцерны на про- тяжении вегетационного периода в зависимости от микросимбионта. Инокуляция изоля- том АС08 приводила к более интенсивному образованию клубеньков в ранние фазы раз- вития люцерны, что способствовало повышению активности азотфиксации в этот период. Изоляты АС08 и АС88 S. meliloti отобраны по симбиотическим показателям с целью даль- нейшего испытания и внедрения их в качестве бактериальной основы в производство би- ологического удобрения — ризостима. THE CHARACTERISTIC OF SINORHIZOBIUM MELILOTI NODULE BACTERIA ISOLATED FROM BOICENOSES OF UKRAINIAN POLISSYA ZONE BY THE SYMBIOTIC PARAMETERS N.A. Vorobey, S.Ya. Kots Institute of Plant Physiology and Genetics, National Academy of Sciences of Ukraine 31/17 Vasylkivska St., Kyiv, 03022, Ukraine The features of nitrogen fixation of alfalfa in symbiosis with rhizobia isolated from the root nod- ules of plants of biocenoses of Ukrainian Pollissya zone were studied. As a result of bacterization of alfalfa variety Yaroslavna by isolates the N2-assimilation intensified, the vegetative growth acti- vated, the chlorophyll content in leaves increased compared to use of industrial strain 425a of S. meliloti. There were observed the different types of dynamics of nitrogen fixing activity of alfalfa nodules during the period of vegetation depending on microsymbionts. The inoculation by the iso- late AS08 led to more intensive nodule formation in the early phases of alfalfa development which contributed to an increase of nitrogen fixing activity during this period. The AS08 and AS88 iso- lates of S. meliloti are selected by the symbiotic properties for further research as a bacterial basis in production of biological fertilizer Rhizostym. Key words: Sinorhizobium meliloti, nodule bacteria, alfalfa, symbiosis, nitrogen fixation. 534 Н.А. ВОРОБЕЙ, С.Я. КОЦЬ ISSN 2308-7099. Физиология растений и генетика. 2014. Т. 46. № 6

Характеристика бульбочкових бактерій Sinorhizobium meliloti, виділених із біоценозів зони Полісся України, за симбіотичними показниками

Репозитарії

Схожі ресурси