Фенотипні та генотипні ознаки бульбочкових бактерій сої, поширених у грунтах України
Вперше в грунтах України серед мікросимбіонтів сої виявлені штами з інтенсивним ростом. Встановлено, що ці штами проявляють специфічність до рослини-живителя, однак істотно відрізняються від повільнорослих бульбочкових бактерій сої за морфологією колоній, швидкістю росту, чутливістю до антибіотиків,...
Saved in:
| Published in: | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Date: | 2010 |
| Main Authors: | , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2010
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/30018 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Фенотипні та генотипні ознаки бульбочкових бактерій сої, поширених у грунтах України / В.П. Патика, Д.В. Крутило, О.В. Надкернична, Т.М. Ковалевська, В.Г. Спиридонов, І.В. Волкова // Доп. НАН України. — 2010. — № 8. — С. 167-172. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-30018 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Патика, В.П. Крутило, Д.В. Надкернична, О.В. Ковалевська, Т.М. Спиридонов, В.Г. Волкова, І.В. 2012-01-17T16:43:25Z 2012-01-17T16:43:25Z 2010 Фенотипні та генотипні ознаки бульбочкових бактерій сої, поширених у грунтах України / В.П. Патика, Д.В. Крутило, О.В. Надкернична, Т.М. Ковалевська, В.Г. Спиридонов, І.В. Волкова // Доп. НАН України. — 2010. — № 8. — С. 167-172. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/30018 631.847.211:633.34:631.4 Вперше в грунтах України серед мікросимбіонтів сої виявлені штами з інтенсивним ростом. Встановлено, що ці штами проявляють специфічність до рослини-живителя, однак істотно відрізняються від повільнорослих бульбочкових бактерій сої за морфологією колоній, швидкістю росту, чутливістю до антибіотиків, використанням сполук вуглецю. Відмічено подібність жирнокислотних профілів штаму з інтенсивним ростом КВ1–1 та повільнорослих штамів 634б і КС2–3. Виявлено, що екзополісахариди штаму КВ1–1 відрізняються від екзополісахаридів штамів КС2–3 і 634б наявністю ксилози (2,7%) та підвищеним вмістом рамнози (18,4%). За антигенним складом інтенсивнорослі штами об'єднані в одну серогрупу КВ1–1. Аналіз послідовностей генів 16S рРНК дозволив віднести їх до роду Bradyrhizobium. For the first time, the strains with intensive growth have been discovered among the microsymbionts of soybean in Ukraine soils. It is established that these strains are specific to the host-plant, but differ in colony morphology, growth-rate, antibiotics sensitivity, and ability to use carbohydrates. The similarity in fatty acids spectra is marked for the strain with the intensive growth КВ1–1 and slow-growing strains 634b and КС2–3. The presence of xylose (2.7%) and the raised contents of rhamnose (18.4%) differentiate EPS of strain КВ1–1 and EPS of strains КС2–3 and 634b. Investigated intensive-growing strains were combined in one serotype (strain KВ1–1). Analysis of sequences of the 16S rRNA genes of these strains allowed attributing them to the Bradyrhizobium genus. Робота виконана за рахунок коштiв для пiдтримки об’єкта нацiонального надбання — “Колекцiї корисних грунтових мiкроорганiзмiв Iнституту сiльськогосподарської мiкробiологiї УААН”. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Біологія Фенотипні та генотипні ознаки бульбочкових бактерій сої, поширених у грунтах України Phenotypic and genotypic signs of soybean nodule bacteria widespread in soils of Ukraine Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Фенотипні та генотипні ознаки бульбочкових бактерій сої, поширених у грунтах України |
| spellingShingle |
Фенотипні та генотипні ознаки бульбочкових бактерій сої, поширених у грунтах України Патика, В.П. Крутило, Д.В. Надкернична, О.В. Ковалевська, Т.М. Спиридонов, В.Г. Волкова, І.В. Біологія |
| title_short |
Фенотипні та генотипні ознаки бульбочкових бактерій сої, поширених у грунтах України |
| title_full |
Фенотипні та генотипні ознаки бульбочкових бактерій сої, поширених у грунтах України |
| title_fullStr |
Фенотипні та генотипні ознаки бульбочкових бактерій сої, поширених у грунтах України |
| title_full_unstemmed |
Фенотипні та генотипні ознаки бульбочкових бактерій сої, поширених у грунтах України |
| title_sort |
фенотипні та генотипні ознаки бульбочкових бактерій сої, поширених у грунтах україни |
| author |
Патика, В.П. Крутило, Д.В. Надкернична, О.В. Ковалевська, Т.М. Спиридонов, В.Г. Волкова, І.В. |
| author_facet |
Патика, В.П. Крутило, Д.В. Надкернична, О.В. Ковалевська, Т.М. Спиридонов, В.Г. Волкова, І.В. |
| topic |
Біологія |
| topic_facet |
Біологія |
| publishDate |
2010 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Доповіді НАН України |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Phenotypic and genotypic signs of soybean nodule bacteria widespread in soils of Ukraine |
| description |
Вперше в грунтах України серед мікросимбіонтів сої виявлені штами з інтенсивним ростом. Встановлено, що ці штами проявляють специфічність до рослини-живителя, однак істотно відрізняються від повільнорослих бульбочкових бактерій сої за морфологією колоній, швидкістю росту, чутливістю до антибіотиків, використанням сполук вуглецю. Відмічено подібність жирнокислотних профілів штаму з інтенсивним ростом КВ1–1 та повільнорослих штамів 634б і КС2–3. Виявлено, що екзополісахариди штаму КВ1–1 відрізняються від екзополісахаридів штамів КС2–3 і 634б наявністю ксилози (2,7%) та підвищеним вмістом рамнози (18,4%). За антигенним складом інтенсивнорослі штами об'єднані в одну серогрупу КВ1–1. Аналіз послідовностей генів 16S рРНК дозволив віднести їх до роду Bradyrhizobium.
For the first time, the strains with intensive growth have been discovered among the microsymbionts of soybean in Ukraine soils. It is established that these strains are specific to the host-plant, but differ in colony morphology, growth-rate, antibiotics sensitivity, and ability to use carbohydrates. The similarity in fatty acids spectra is marked for the strain with the intensive growth КВ1–1 and slow-growing strains 634b and КС2–3. The presence of xylose (2.7%) and the raised contents of rhamnose (18.4%) differentiate EPS of strain КВ1–1 and EPS of strains КС2–3 and 634b. Investigated intensive-growing strains were combined in one serotype (strain KВ1–1). Analysis of sequences of the 16S rRNA genes of these strains allowed attributing them to the Bradyrhizobium genus.
|
| issn |
1025-6415 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/30018 |
| citation_txt |
Фенотипні та генотипні ознаки бульбочкових бактерій сої, поширених у грунтах України / В.П. Патика, Д.В. Крутило, О.В. Надкернична, Т.М. Ковалевська, В.Г. Спиридонов, І.В. Волкова // Доп. НАН України. — 2010. — № 8. — С. 167-172. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT patikavp fenotipnítagenotipníoznakibulʹbočkovihbakteríisoípoširenihugruntahukraíni AT krutilodv fenotipnítagenotipníoznakibulʹbočkovihbakteríisoípoširenihugruntahukraíni AT nadkerničnaov fenotipnítagenotipníoznakibulʹbočkovihbakteríisoípoširenihugruntahukraíni AT kovalevsʹkatm fenotipnítagenotipníoznakibulʹbočkovihbakteríisoípoširenihugruntahukraíni AT spiridonovvg fenotipnítagenotipníoznakibulʹbočkovihbakteríisoípoširenihugruntahukraíni AT volkovaív fenotipnítagenotipníoznakibulʹbočkovihbakteríisoípoširenihugruntahukraíni AT patikavp phenotypicandgenotypicsignsofsoybeannodulebacteriawidespreadinsoilsofukraine AT krutilodv phenotypicandgenotypicsignsofsoybeannodulebacteriawidespreadinsoilsofukraine AT nadkerničnaov phenotypicandgenotypicsignsofsoybeannodulebacteriawidespreadinsoilsofukraine AT kovalevsʹkatm phenotypicandgenotypicsignsofsoybeannodulebacteriawidespreadinsoilsofukraine AT spiridonovvg phenotypicandgenotypicsignsofsoybeannodulebacteriawidespreadinsoilsofukraine AT volkovaív phenotypicandgenotypicsignsofsoybeannodulebacteriawidespreadinsoilsofukraine |
| first_indexed |
2025-11-25T22:31:20Z |
| last_indexed |
2025-11-25T22:31:20Z |
| _version_ |
1850564626900582400 |
| fulltext |
УДК 631.847.211:633.34:631.4
© 2010
В.П. Патика, Д.В. Крутило, О. В. Надкернична,
Т.М. Ковалевська, В. Г. Спиридонов, I. В. Волкова
Фенотипнi та генотипнi ознаки бульбочкових бактерiй
сої, поширених у грунтах України
(Представлено академiком НАН України В.С. Пiдгорським)
Вперше в грунтах України серед мiкросимбiонтiв сої виявленi штами з iнтенсивним
ростом. Встановлено, що цi штами проявляють специфiчнiсть до рослини-живителя,
однак iстотно вiдрiзняються вiд повiльнорослих бульбочкових бактерiй сої за морфо-
логiєю колонiй, швидкiстю росту, чутливiстю до антибiотикiв, використанням сполук
вуглецю. Вiдмiчено подiбнiсть жирнокислотних профiлiв штаму з iнтенсивним ростом
КВ1–1 та повiльнорослих штамiв 634б i КС2–3. Виявлено, що екзополiсахариди шта-
му КВ1–1 вiдрiзняються вiд екзополiсахаридiв штамiв КС2–3 i 634б наявнiстю ксилози
(2,7%) та пiдвищеним вмiстом рамнози (18,4%). За антигенним складом iнтенсивно-
рослi штами об’єднанi в одну серогрупу КВ1–1. Аналiз послiдовностей генiв 16S рРНК
дозволив вiднести їх до роду Bradyrhizobium.
Бульбочковi бактерiї (ризобiї) — це група грунтових мiкроорганiзмiв, якi здатнi проникати
в тканини бобових рослин та iндукувати формування спецiалiзованих органiв — бульбочок,
у яких бактерiї iснують як внутрiшньоклiтиннi азотфiксувальнi симбiонти.
На сьогоднi бульбочковi бактерiї вiднесенi до класу alpha-Proteobacteria та об’єднанi
в шiсть родiв: Rhizobium, Mezorhizobium, Sinorhizobium (Ensifer), Allorhizobium, Bradyrhi-
zobium та Azorhizobium [1]. Останнiм часом з’являються численнi повiдомлення про видiлен-
ня з бульбочок бобових рослин азотфiксувальних бактерiй, якi належать до фiлогенетич-
но вiддалених вiд ризобiй родiв: Methylobacterium, Devosia, Ochrobactrum та Phyllobacteri-
um (клас alpha-Proteobacteria), а також Burkholderia, Ralstonia та Cupriavidus (клас beta-
Proteobacteria) [2].
За швидкiстю росту на живильних середовищах бульбочковi бактерiї подiленi на двi ве-
ликi групи — швидко- i повiльнорослi, якi значно розрiзняються за цiлою низкою ознак [3].
Серед шести родiв бульбочкових бактерiй тiльки Bradyrhizobium є повiльнорослими. Їх си-
стематика розроблена не так детально, як для швидкорослих ризобiй. Найбiльш вивченими
представниками роду Bradyrhizobium є бактерiї Bradyrhizobium japonicum — мiкросимбiон-
ти такої важливої бобової культури, як соя.
Вiдомо, що iснує висока мiнливiсть бобових рослин i бульбочкових бактерiй за симбiо-
тичними ознаками. Один i той самий вид бобових можуть iнфiкувати ризобiї, якi належать
до таксономiчно вiддалених груп бактерiй. Так, наприклад, соя здатна вступати в ендосим-
бiотичнi вiдносини з бульбочковими бактерiями чотирьох видiв: B. japonicum, B. elkanii,
B. liaoningense та Sinorhizobium fredii. За даними багатьох дослiдникiв, типовими мiкро-
симбiонтами культурної сої (Glycine max ) є в основному повiльнорослi ризобiї B. japonicum,
тодi як для дикої сої (Glycine soja) характерним є утворення бульбочок iз швидкорослими
ризобiями S. fredii [2, 3].
Популяцiйна рiзноманiтнiсть бульбочкових бактерiй сої в грунтах України практично не
дослiджувалася. Вiтчизнянi вченi основну увагу зосереджували на вивченнi симбiотичних
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2010, №8 167
властивостей ризобiй сої, зокрема на визначеннi активностi симбiотичної азотфiксацiї [4].
Тому метою нашого дослiдження було видiлити з грунтових популяцiй ризобiй сої рiзних
регiонiв новi штами та вивчити їх фенотипнi та генотипнi ознаки.
Матерiали i методи. Об’єктами дослiджень були видiленi нами штами бульбочкових
бактерiй сої, а також стандартний (B. japonicum 634б (В-167)) та типовий (B. japonicum
1967 (В-209Т)) штами, якi зберiгаються в Колекцiї корисних грунтових мiкроорганiзмiв
Iнституту сiльськогосподарської мiкробiологiї НААН. Морфолого-культуральнi та фiзiоло-
гiчнi властивостi вилучених штамiв ризобiй дослiджували за загальноприйнятими методи-
ками [5, 6].
Електронно-мiкроскопiчнi дослiдження клiтин штамiв ризобiй сої проводили методом
негативного контрастування.
Здатнiсть штамiв бульбочкових бактерiй сої використовувати рiзнi джерела вуглецю
визначали за їх ростом на агаризованому середовищi [7] з додаванням вуглеводiв (1,0%).
Чутливiсть видiлених штамiв до антибiотикiв вивчали методом паперових дискiв [5].
Жирнокислотний склад загальних клiтинних лiпiдiв та моносахаридний склад екзополi-
сахаридiв (ЕПС) ризобiй визначали за ранiше описаними методиками [8]. Аналiз метилових
ефiрiв жирних кислот та роздiлення сумiшей нейтральних моносахаридiв у виглядi ацетатiв
полiолiв проводили на хромато-мас-спектрометричнiй системi Agilent 6890N/5973 inert.
Антисироватки до бактерiальних штамiв отримували за методикою ВНДIСГМ [6] у на-
шiй модифiкацiї. Антигеннi властивостi штамiв ризобiй вивчали за допомогою реакцiї аглю-
тинацiї (метод Грубера–Вiдаля) [9].
Для видiлення сумарної ДНК штамiв ризобiй використовували набiр “ДНК-сорб-В”
згiдно з протоколом виробника. Матрицi для сиквенування генiв 16S рРНК синтезували
за допомогою ПЛР, використовуючи унiверсальнi для бiльшостi еубактерiй праймери fD1
та rP2 [10]. ПЛР проводили iз застосуванням амплiфiкатора GeneAmp PCR System 2720.
Сиквенування здiйснювали на автоматичному ДНК сиквенаторi ABI PRISM 3130 Genetic
Analyser. Послiдовностi аналiзували за допомогою програми BLAST шляхом порiвняння з
послiдовностями з мiжнародної бази даних GenBank NCBI (www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/).
Обробку експериментальних даних проводили, використовуючи комп’ютерну програму
Statistica 6.0.
Результати та їх обговорення. Iз грунтiв рiзних регiонiв України, методом iноку-
ляцiї стерильних проросткiв сої, нами отримано 180 штамiв бульбочкових бактерiй сої. За
iнтенсивнiстю росту на агаризованому бобовому середовищi дослiджуванi штами об’єднанi
у двi групи: з iнтенсивним та повiльним ростом. Штами з iнтенсивним ростом на 5–6 до-
бу пiсля посiву утворюють на бобовому середовищi великi (2–4 мм) напiвпрозорi колонiї
з матовим вiдтiнком. Повiльнорослi штами накопичують бактерiальну масу на 8–10 добу
та утворюють дрiбнi (до 1 мм) колонiї бiлого кольору.
Повiльнорослi бульбочковi бактерiї сої трапляються в усiх дослiджених регiонах, тодi як
штами з iнтенсивним ростом виявленi в грунтах трьох iз п’яти районiв України. Кiлькiсне
спiввiдношення штамiв представникiв обох груп змiнюється залежно вiд грунтово-клiматич-
ної зони, а частка iнтенсивнорослих штамiв коливається в межах вiд 32,7 до 52,9% (табл. 1).
Штами з iнтенсивним ростом видiленi з популяцiй ризобiй сої вперше.
Нами проведено аналiз 45 морфолого-культуральних i фiзiолого-бiохiмiчних властивос-
тей 30 штамiв ризобiй сої рiзного еколого-географiчного походження. У табл. 2 наведенi
бiологiчнi властивостi штамiв типових представникiв двох груп ризобiй сої та стандартно-
го штаму B. japonicum 634б для порiвняння. Виявлено, що iнтенсивнорослi штами iстотно
168 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2010, №8
вiдрiзняються вiд повiльнорослих ризобiй сої за розмiром клiтин, морфологiєю колонiй,
швидкiстю росту, чутливiстю до антибiотикiв i використанням сполук вуглецю.
За даними вивчення динамiки росту видiлених нами мiкросимбiонтiв сої встановлено,
що у стацiонарну фазу росту штами з iнтенсивним ростом накопичують приблизно в 3 рази
бiльше бiомаси, нiж повiльнорослi штами [8]. Усi штами з iнтенсивним ростом засвоюють
сорбiт i помiрно використовують сахарозу. Повiльнорослi штами, на вiдмiну вiд них, не
ростуть на середовищi з цими джерелами вуглецю.
Вiдомо, що чутливiсть до антибiотикiв є важливим критерiєм у систематицi бульбочко-
вих бактерiй. Отриманi нами данi свiдчать про те, що дослiджуванi штами iстотно рiзняться
Таблиця 1. Кiлькiсне спiввiдношення повiльнорослих та iнтенсивнорослих штамiв бульбочкових бактерiй
сої, видiлених з мiсцевих популяцiй ризобiй рiзних регiонiв України
Регiон України
(тип грунту)
Загальна кiлькiсть
штамiв
Кiлькiсть штамiв з рiзною
iнтенсивнiстю росту, од.
з iнтенсивним
ростом
з повiльним
ростом
Пiвнiчний Лiсостеп
(лучно-чорноземний, темно-сiрий) 34 18 16
Центральний Лiсостеп
(сiрий лiсовий) 52 17 35
Схiдний Лiсостеп
(чорнозем типовий) 40 18 22
Полiсся
(дерново-пiдзолистий) 14 0 14
Пiвнiчний Лiсостеп
(чорнозем вилугуваний) 40 0 40
Таблиця 2. Бiологiчнi властивостi штамiв бульбочкових бактерiй сої з повiльним та iнтенсивним ростом
Ознака B. japonicum 634б
Повiльнорослий
штам КС2-3
Iнтенсивнорослий
штам КВ1-1
Розмiр клiтин, мкм 0,9–1,9 0,7–1,5 0,7–3,6
Дiаметр колонiй на твердому
бобовому середовищi, мм 0,5–1 0,5–1 2–4
Час генерацiї, год > 8 > 8 < 6
Рiст на м’ясопептонному агарi — — —
Утворення кислоти
на молоцi з лакмусом — — —
Джерела вуглецю для росту
D-глюкоза + + + + + +
D-галактоза + + + + + +
L-рамноза + + +
D-рафiноза — — —
L-арабiноза + + + + + +
Сахароза — — +
D-мальтоза + + +
D-маннiт + + + + + +
Дульцит — — —
D-сорбiт — — + +
Чутливiсть до антибiотикiв∗ 3/17 2/17 9/17
∗Дослiджено чутливiсть штамiв до 17 антибiотикiв: 3/17 — штам чутливий до 3 iз 17 дослiджених антибiо-
тикiв.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2010, №8 169
за цiєю ознакою. Штами з iнтенсивним ростом виявилися чутливими до антибiотикiв, подiб-
но до швидкорослих бульбочкових бактерiй. 7–9 iз 17 дослiджених антибiотикiв викликали
затримку росту цих штамiв. Повiльнорослi штами були резистентними до бiльшостi (14–15)
антибiотичних речовин.
Бульбочковi бактерiї сої з iнтенсивним ростом виявляють специфiчнiсть до рослини-жи-
вителя. При повторному пасажi через рослину бiологiчнi властивостi цих штамiв не змi-
нюються.
Важливим критерiєм при диференцiацiї окремих видiв мiкроорганiзмiв є така їх хемота-
ксономiчна ознака, як своєрiднiсть жирнокислотного складу загальних клiтинних лiпiдiв.
Нами проведено аналiз жирнокислотних спектрiв штамiв з повiльним (КС2–3) та iнтен-
сивним (КВ1–1) ростом, а також їх порiвняння iз стандартним штамом B. japonicum 634б.
Встановлено, що штами з iнтенсивним (КВ1–1) i повiльним (634б и КС2–3) ростом схожi,
але не iдентичнi за жирнокислотними профiлями. У загальних клiтинних лiпiдах цих шта-
мiв виявленi типовi для бактерiй виду B. japonicum насиченi та ненасиченi жирнi кислоти
з довжиною ланцюга вiд 12 до 18 вуглецевих атомiв: 3-ОН-C12 : 0, C14 : 0, 3-ОН-C14 : 0,
C16 : 0, C16 : 1, C18 : 0, C18 : 1, а також не iдентифiкованi нами жирнi кислоти X1 i X2.
Домiнуючими жирними кислотами загальних клiтинних лiпiдiв цих бактерiй є гексадека-
нова (15,25–28,03%), октадеценова (46,02–78,80%) та октадеканова (19,43–21,52%) кислоти.
Однак треба вiдзначити, що лiпiди штаму з iнтенсивним ростом КВ1–1 мiстили бiльшу кiль-
кiсть 3-оксидодеканової (3-ОН-С12 : 0) i 3-окситетрадеканової (3-ОН-С14 : 0) кислот, а також
не iдентифiкованих нами жирних кислот (Х1 та Х2) у порiвняннi з референтним та повiль-
норослими штамами.
Виявлено, що штами з iнтенсивним i повiльним ростом мають кiлькiснi та якiснi вiдмiн-
ностi у моносахаридному складi ЕПС. Домiнуючими моносахаридами ЕПС дослiджених
штамiв є глюкоза, маноза та галактоза. ЕПС iнтенсивнорослого штаму КВ1–1 вiдрiзняються
вiд ЕПС повiльнорослих штамiв КС2–3 та 634б наявнiстю ксилози (2,7%) i значної кiлькос-
тi (18,4%) рамнози. У штамiв з повiльним ростом остання присутня в мiнорних кiлькостях
(0,6–0,9%).
Iз застосуванням модифiкованої схеми iмунiзацiї кролiв нами отримано iмуннi си-
роватки до штаму з iнтенсивним ростом КВ1–1 та штамiв iз повiльним ростом 634б
та 46. У своїх дослiдженнях ми також використовували антисироватку до повiль-
норослого штаму М8, люб’язно надану нам спiвробiтниками лабораторiї трансфор-
мацiї азоту i фосфору Iнституту сiльськогосподарської мiкробiологiї НААН. У пере-
хреснiй реакцiї аглютинацiї антисироватки 634б, М8 та 46 не реагували з жодним
iз 20 штамiв, якi належать до трьох родiв бульбочкових бактерiй: Rhizobium, Mezorhi-
zobium та Sinorhizobium. Важливо зазначити, що з антисироваткою до iнтенсивно-
рослого штаму КВ1–1 (у низьких (до 1 : 200) розведеннях) позитивно реагували 9
штамiв ризобiй люпину. Даний факт свiдчить про наявнiсть у них загальних епi-
топiв.
Вивчення серологiчної спорiдненостi мiкросимбiонтiв сої з iнтенсивним i повiльним рос-
том показало, що десять iнтенсивнорослих штамiв ризобiй сої, якi видiленi з грунтiв рiзних
регiонiв України, позитивно реагували виключно з антисироваткою до штаму КВ1–1 i не
реагували з сироватками до повiльнорослих штамiв 634б, М8 та 46. Отриманi данi засвiд-
чують, що штами з iнтенсивним ростом, рiзного еколого-географiчного походження, чiт-
ко вiдокремленi вiд повiльнорослих ризобiй сої за серологiчними ознаками i можуть бути
об’єднанi в одну серогрупу.
170 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2010, №8
Десять дослiджених повiльнорослих штамiв бульбочкових бактерiй сої виявилися серо-
логiчно гетерогенними i були вiднесенi нами до чотирьох серогруп.
Для пiдтвердження видового статусу повiльнорослих штамiв ризобiй сої i з’ясування
таксономiчного положення iнтенсивнорослих мiкросимбiонтiв сої порiвнювали iндивiдуаль-
нi 16S рРНК послiдовностi цих штамiв iз сиквенсами, що мiстяться в базi даних GenBank
(табл. 3). За результатами сиквенсу фрагментiв генiв 16S рРНК повiльнорослi штами 46
та КС2–3 показали високий рiвень iдентичностi (99,6%) з типовим штамом B. japonicum
ATCC 10324 (U 69638), депонованим у GenBank, а також з iншими видами бульбочкових
бактерiй (99,8%): B. yuanmingense та B. liaoningense. На пiдставi фенотипної та генотипної
подiбностi штамiв 46 i КС2–3 з типовим штамом ризобiй сої пiдтверджено їх належнiсть
до виду B. japonicum.
Встановлено, що iнтенсивнорослi штами ризобiй сої КС1–9 i КВ1–1 виявляють подiб-
нiсть (99,6% та 99,7 % iдентичностi) у структурi фрагментiв гена 16S рРНК з типовим
штамом B. japonicum ATCC 10324. При цьому рiвень генетичної спорiдненостi цих штамiв
з iншими видами ризобiй: B. lupini, B. yuanmingense, B. canariense та Mesorhizobium loti,
також достатньо високий (98,9–99,8% iдентичностi).
Значнi вiдмiнностi iнтенсивнорослих штамiв бульбочкових бактерiй сої вiд повiльно-
рослих за фенотипними, серологiчними, хемотаксономiчними ознаками, а також високий
ступiнь подiбностi фрагментiв 16S рРНК з генами iнших видiв ризобiй не дають змоги
провести їх видову iдентифiкацiю, лише дозволяють вiднести їх до роду Bradyrhizobium.
Таким чином, нами вперше встановлено, що популяцiї бульбочкових бактерiй сої в грун-
тах України представленi двома групами штамiв: з iнтенсивним та повiльним ростом. Ви-
дiленi штами мають комплекс характерних ознак i iстотно розрiзняються за бiологiчними
властивостями.
Таблиця 3. Результати сиквенування фрагментiв 16S рРНК бульбочкових бактерiй сої
Номер
дослiджуваного
штаму
Назва виду i номер референс-штаму
в нуклеотиднiй базi GenBank
Довжина
фрагмента 16S
рРНК, що
порiвнюється
Iдентичнiсть
послiдовностей,
%
Повiльнорослi штами
В-209Т = Bradyrhizobium japonicum ATCC 10324 U 69638 1080 99,9
VKM 1967 = Bradyrhizobium japonicum CCBAU 23019 DQ 993279 1075 99,9
ATCC 10324 Bradyrhizobium lupini X 87273 1079 99,8
46 Bradyrhizobium japonicum ATCC 10324 U 69638 1053 99,6
Bradyrhizobium japonicum USDA 4 AF 208515 1056 99,9
Bradyrhizobium yuanmingense CCBAU 53119 EF 394145 1053 99,8
КС2-3 Bradyrhizobium japonicum ATCC 10324 U 69638 1025 99,6
Bradyrhizobium japonicum USDA 4 AF 208515 1028 99,9
Bradyrhizobium liaoningense 2281 AF 363132 998 99,8
Iнтенсивнорослi штами
КВ1-1 Bradyrhizobium japonicum ATCC 10324 U 69638 1164 99,7
Bradyrhizobium japonicum USDA 123 AF 363151 1167 99,9
Bradyrhizobium canariense AB 195986 1158 98,9
Bradyrhizobium lupini U 69637 1165 99,7
КС1-9 Bradyrhizobium japonicum ATCC 10324 U 69638 920 99,6
Bradyrhizobium japonicum SEMIA 6153 FJ 025097 921 99,8
Bradyrhizobium yuanmingense R10m EU 364715 920 99,6
Mesorhizobium loti AB 367700 921 99,8
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2010, №8 171
Для уточнення видової належностi iнтенсивнорослих штамiв бульбочкових бактерiй сої
необхiднi подальшi дослiдження iз застосуванням генетичних пiдходiв, зокрема ДНК-ДНК
гiбридизацiї.
Робота виконана за рахунок коштiв для пiдтримки об’єкта нацiонального надбання — “Коле-
кцiї корисних грунтових мiкроорганiзмiв Iнституту сiльськогосподарської мiкробiологiї УААН”.
1. Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology. The Proteobacteria. Part A + B + C // Eds. D. J. Brenner,
N.R. Krieg, J. T. Staley; Editor-in-chief G.M. Garrity. – 2nd ed. – New York: Springer, 2005. – Vol. 2. –
2800 p.
2. Willems А. The taxonomy of rhizobia: an overview // Plant and Soil. – 2006. – 287. – P. 3–14.
3. Spaink H., Kondorosi A., Hooykaas P. Rhizobiaceae: molecular biology of model plant-associated bacteria /
Рус. пер. И.А. Тихоновича, Н.А. Проворова. – Ст.-Петербург: ИПК-Бионт, 2002. – 568 с.
4. Патика В.П., Коць С.Я., Волкогон В.В. та iн. Бiологiчний азот. – Київ: Свiт, 2003. – 424 с.
5. Большой практикум по микробиологии / Под общ. ред. Г.Л. Селибера. – Москва: Высш. шк., 1962. –
491 с.
6. Методические рекомендации по получению новых штаммов клубеньковых бактерий и оценке их
эффективности / Отв. ред. О.А. Берестецкий. – Ленинград, 1979. – 33 с.
7. Руководство к практическим занятиям по микробиологии / Под ред. Н.С. Егорова. – 2-е изд. –
Москва: Изд-во Моск. ун-та, 1983. – 215 с.
8. Крутило Д.В., Надкернична О.В., Ковалевська Т.М., Патика В.П. Бiологiчна рiзноманiтнiсть буль-
бочкових бактерiй сої в грунтах України // Мiкробiол. журн. – 2008. – 70, № 6. – С. 27–34.
9. Кэбот Э., Мейер Б. Экспериментальная иммунология. – Москва: Медицина, 1968. – 677 с.
10. Weisburg W.G., Barns S.M., Pelletier D.A., Lane D. J. 16S ribosomal DNA amplification for phylogenetic
study // J. Bacteriol. – 1991. – 173. – P. 697–703.
Надiйшло до редакцiї 11.12.2009Iнститут мiкробiологiї i вiрусологiї
iм. Д.К. Заболотного НАН України, Київ
Iнститут сiльськогосподарської
мiкробiологiї УААН, Чернiгiв
V.P. Patyka, D.V. Krutylo, O.V. Nadkernychna, Т. М. Kovalevska,
V.G. Spyridonov, I. V. Volkova
Phenotypic and genotypic signs of soybean nodule bacteria widespread
in soils of Ukraine
For the first time, the strains with intensive growth have been discovered among the microsymbionts
of soybean in Ukraine soils. It is established that these strains are specific to the host-plant, but
differ in colony morphology, growth-rate, antibiotics sensitivity, and ability to use carbohydrates.
The similarity in fatty acids spectra is marked for the strain with the intensive growth КВ1–1
and slow-growing strains 634b and КС2–3. The presence of xylose (2.7%) and the raised contents
of rhamnose (18.4%) differentiate EPS of strain КВ1–1 and EPS of strains КС2–3 and 634b.
Investigated intensive-growing strains were combined in one serotype (strain KВ1–1). Analysis of
sequences of the 16S rRNA genes of these strains allowed attributing them to the Bradyrhizobium
genus.
172 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2010, №8
|