Особенности филогенетических профилей прокариотических микроорганизмов подзолистых почв
Методом полиморфизма длин рестрикционных фрагментов (tRFLP) проведен сравнительный филогенетический анализ по 16S рРНК комплекса прокариотических микроорганизмов подзолистых почв при сверхдлительном возделывании в звене севооборота различных сельскохозяйственных культур. Метод tRFLP дает возможность...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Физиология и биохимия культурных растений |
|---|---|
| Дата: | 2009 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Iнститут фізіології рослин і генетики НАН України
2009
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/30274 |
| 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: | Особенности филогенетических профилей прокариотических микроорганизмов подзолистых почв / Н.В. Патыка, Ю.В. Круглов, В.Ф. Патыка // Физиология и биохимия культурных растений. — 2009. — Т. 41, № 3. — С. 248-254. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860243986431606784 |
|---|---|
| author | Патыка, Н.В. Круглов, Ю.В. Патыка, В.Ф. |
| author_facet | Патыка, Н.В. Круглов, Ю.В. Патыка, В.Ф. |
| citation_txt | Особенности филогенетических профилей прокариотических микроорганизмов подзолистых почв / Н.В. Патыка, Ю.В. Круглов, В.Ф. Патыка // Физиология и биохимия культурных растений. — 2009. — Т. 41, № 3. — С. 248-254. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Физиология и биохимия культурных растений |
| description | Методом полиморфизма длин рестрикционных фрагментов (tRFLP) проведен сравнительный филогенетический анализ по 16S рРНК комплекса прокариотических микроорганизмов подзолистых почв при сверхдлительном возделывании в звене севооборота различных сельскохозяйственных культур. Метод tRFLP дает возможность продемонстрировать и оценить бактериальное разнообразие в почвах, выявить новые генотипы почвенной микробиоты, некультивируемые или слабокультивируемые на элективных средах общепринятыми микробиологическими методами, в перспективе - глубже изучить экологию микробных сообществ почв.
Методом поліморфізму довжин рестрикційних фрагментів (tRFLP) проведено порівняльний філогенетичний аналіз за 16S рРНК комплексу прокаріотичних мікроорганізмів підзолистих грунтів за надтривалого обробітку в ланці сівозміни різних сільськогосподарських культур. Метод tRFLP дає змогу продемонструвати й оцінити бактеріальне різноманіття у грунтах, виявити нові генотипи грунтової мікробіотики, які не культивуються чи слабкокультивуються на елективних середовищах загальноприйнятими мікробіологічними методами. у перспективі - глибше вивчати екологію мікробних угруповань грунтів.
Using a method of polymorphism of lengths restrictions fragments (tRFLP) it is spent on 16S pPHK the comparative phylogenetic analysis of a complex procariotic microorganisms of podsolic soils at superlong term cultivation in a link of various agricultural crops rotation. The method tRFLP gives the chance to demonstrate and evaluate a bacterial variety in soils, to see new genotypes of soil microbiotic, not cultivated on selective mediums with the standard microbiological methods, and to study ecology of microbic communities of soils more deeply.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:33:37Z |
| format | Article |
| fulltext |
ÔÈÇÈÎËÎÃÈß È ÁÈÎÕÈÌÈß ÊÓËÜÒ. ÐÀÑÒÅÍÈÉ. 2009. Ò. 41. ¹ 3
ÓÄÊ 579.26:631.461
ÎÑÎÁÅÍÍÎÑÒÈ ÔÈËÎÃÅÍÅÒÈ×ÅÑÊÈÕ ÏÐÎÔÈËÅÉ
ÏÐÎÊÀÐÈÎÒÈ×ÅÑÊÈÕ ÌÈÊÐÎÎÐÃÀÍÈÇÌΠÏÎÄÇÎËÈÑÒÛÕ
ÏÎ×Â
Í.Â. ÏÀÒÛÊÀ,1 Þ.Â. ÊÐÓÃËÎÂ,1 Â.Ô. ÏÀÒÛÊÀ2
1Ãîñóäàðñòâåííîå íàó÷íîå ó÷ðåæäåíèå Âñåðîññèéñêèé ÍÈÈ ñåëüñêîõîçÿéñòâåííîé
ìèêðîáèîëîãèè
196608 Ñàíêò-Ïåòåðáóðã, Ïóøêèí, øîññå Ïîäáåëüñêîãî, 3
2Èíñòèòóò ìèêðîáèîëîãèè è âèðóñîëîãèè èì. Ä.Ê. Çàáîëîòíîãî Íàöèîíàëüíîé
àêàäåìèè íàóê Óêðàèíû
03143 Êèåâ, óë. Àêàäåìèêà Çàáîëîòíîãî, 154
Ìåòîäîì ïîëèìîðôèçìà äëèí ðåñòðèêöèîííûõ ôðàãìåíòîâ (tRFLP) ïðîâåäåí
ñðàâíèòåëüíûé ôèëîãåíåòè÷åñêèé àíàëèç ïî 16S ðÐÍÊ êîìïëåêñà ïðîêàðèîòè-
÷åñêèõ ìèêðîîðãàíèçìîâ ïîäçîëèñòûõ ïî÷â ïðè ñâåðõäëèòåëüíîì âîçäåëûâàíèè
â çâåíå ñåâîîáîðîòà ðàçëè÷íûõ ñåëüñêîõîçÿéñòâåííûõ êóëüòóð. Ìåòîä tRFLP äà-
åò âîçìîæíîñòü ïðîäåìîíñòðèðîâàòü è îöåíèòü áàêòåðèàëüíîå ðàçíîîáðàçèå â
ïî÷âàõ, âûÿâèòü íîâûå ãåíîòèïû ïî÷âåííîé ìèêðîáèîòû, íåêóëüòèâèðóåìûå
èëè ñëàáîêóëüòèâèðóåìûå íà ýëåêòèâíûõ ñðåäàõ îáùåïðèíÿòûìè ìèêðîáèîëîãè-
÷åñêèìè ìåòîäàìè, â ïåðñïåêòèâå — ãëóáæå èçó÷èòü ýêîëîãèþ ìèêðîáíûõ ñîîá-
ùåñòâ ïî÷â.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: ìèêðîîðãàíèçìû, ñåëüñêîõîçÿéñòâåííûå êóëüòóðû, ôèëîãåíåòè-
÷åñêèé àíàëèç.
Ìèêðîîðãàíèçìû — íåîòúåìëåìûé ãîìåîñòàòè÷åñêèé êîìïîíåíò ïî÷âû,
êîòîðûé îñóùåñòâëÿåò è îïðåäåëÿåò â íåé âàæíåéøèå ôóíêöèè òðàíñ-
ôîðìàöèè âåùåñòâ, ýíåðãèè. Äîìèíèðóþùàÿ ÷àñòü ìèêðîáíûõ ñîîá-
ùåñòâ â ïî÷âå ïðåäñòàâëåíà ñëîæíûì êîìïëåêñîì ðàçëè÷íûõ ìîðôîòè-
ïîâ è ôèçèîëîãè÷åñêèõ ãðóïï. Ñòðóêòóðà ìèêðîáíûõ ñîîáùåñòâ
ÿâëÿåòñÿ íåîòúåìëåìîé ñîñòàâíîé ÷àñòüþ äåòàëüíîé õàðàêòåðèñòèêè
ïî÷â, âêëþ÷àÿ îïðåäåëåííûå ïðîöåññû è ôàêòîðû, ïðÿìî èëè êîñâåííî
âëèÿþùèå íà èõ îñîáåííîñòè. Íàì èçâåñòíî íå áîëåå 10 % ìèðà ìèêðî-
îðãàíèçìîâ. Íàïðèìåð, êîëè÷åñòâåííàÿ îöåíêà áàêòåðèàëüíîãî íàñåëå-
íèÿ ïî÷âû ïîêàçàëà, ÷òî èõ ÷èñëåííîñòü ïðåâûøàåò 4000 ðàçíîâèäíîñ-
òåé (áèîâàðèàíòîâ) íà 30 ã ïî÷âû, ÷òî ïîäòâåðæäàåò ñëîæíîñòü è
âàæíîñòü èçó÷åíèÿ ìåæáèîòè÷åñêèõ âçàèìîäåéñòâèé âñåõ êîìïîíåíòîâ
ïðèðîäíûõ ñîîáùåñòâ, âêëþ÷àÿ ðàñòåíèÿ, à òàêæå ïðèìåíÿåìûå àãðî-
ïðèåìû [2, 3, 12].
Ìèêðîáèîòå ïðèíàäëåæèò âàæíàÿ ðîëü â ôóíêöèîíèðîâàíèè ðàç-
ëè÷íûõ ýêîñèñòåì, îäíàêî ðàçâèòèþ äåòàëüíîãî èçó÷åíèÿ ìèêðîáíîãî
áèîðàçíîîáðàçèÿ â îêðóæàþùåé ñðåäå ïðåïÿòñòâîâàëè îãðàíè÷åííûå
ïðèêëàäíûå âîçìîæíîñòè. Ýòî, â ñâîþ î÷åðåäü, ñîçäàâàëî äîïîëíèòåëü-
íûå ñëîæíîñòè äëÿ ìèêðîáèîëîãîâ, ïîñêîëüêó ïðè îöåíêå ëþáûì èç èç-
âåñòíûõ ìåòîäîâ áîëüøîãî êîëè÷åñòâà ðàçíîîáðàçíûõ îðãàíèçìîâ è ïî-
© Í.Â. ÏÀÒÛÊÀ, Þ.Â. ÊÐÓÃËÎÂ, Â.Ô. ÏÀÒÛÊÀ, 2009
248
ëó÷åíèè ïðåäñòàâëåíèé îá èõ ýêîëîãè÷åñêîé èçìåí÷èâîñòè íåîáõîäèìî
ïðîàíàëèçèðîâàòü ìíîæåñòâî îáðàçöîâ. Çà ïðîøåäøåå äåñÿòèëåòèå â áèî-
ëîãèè øèðîêî ðàçâèëèñü ìîëåêóëÿðíûå ìåòîäû, ñ ïîìîùüþ êîòîðûõ
ìîæíî ïðåîäîëåòü ïðîáëåìû, âîçíèêàþùèå â ïðàêòèêå êëàññè÷åñêèõ
ìèêðîáèîëîãè÷åñêèõ ìåòîäîâ èññëåäîâàíèé. Èõ èñïîëüçîâàíèå â ïî÷-
âåííîé ìèêðîáèîëîãèè ïîêàçàëî, ÷òî âî ìíîãèõ åñòåñòâåííûõ óñëîâèÿõ
îáèòàíèÿ áèîðàçíîîáðàçèå è ñëîæíîñòü ìèêðîáíûõ ñîîáùåñòâ, êàê è èõ
ïðîñòðàíñòâåííî-âðåìåííàÿ ðàçíîðîäíîñòü, ãîðàçäî áîëåå îáøèðíû,
÷åì îæèäàëîñü ïåðâîíà÷àëüíî.
Ìíîãèå ñîâðåìåííûå ðàáîòû ïî èçó÷åíèþ ìèêðîáíûõ ñîîáùåñòâ
áàçèðóþòñÿ íà èññëåäîâàíèÿõ íóêëåèíîâûõ êèñëîò (ÄÍÊ è ÐÍÊ), íåïî-
ñðåäñòâåííî èçâëå÷åííûõ èç îáðàçöîâ ðàçëè÷íûõ ïî÷â [2, 6]. Ñ ïîìîùüþ
PCR ñ ñîîòâåòñòâóþùèìè ôèëîãåíåòè÷åñêèìè ìàðêåðàìè (16S pPHK,
18S ðÐÍÊ è äð.) èçó÷àþòñÿ è îïðåäåëÿþòñÿ ãåíû, êîäèðóþùèå ðèáîñî-
ìàëüíóþ ÐÍÊ (ðÐÍÊ). Ýòî ñïîñîáñòâóåò äàëüíåéøåìó ðàçâèòèþ èññëå-
äîâàíèé ðàçíîîáðàçíûõ èçîëÿòîâ è íåêóëüòèâèðóåìûõ âèäîâ ìèêðîáíûõ
ñîîáùåñòâ áèîãåîöåíîçîâ [7, 8]. Îñíîâíûì èíñòðóìåíòîì ôèëîãåíåòè÷å-
ñêîãî àíàëèçà ÿâëÿåòñÿ ñðàâíåíèå áëèçêèõ ïî ñòðóêòóðå èëè ïî ôóíêöèè
ãåíîâ ëèáî áåëêîâ, ïðåæäå âñåãî ñðàâíåíèå èõ ïåðâè÷íûõ ïîñëåäîâà-
òåëüíîñòåé. Àíàëèç ïî 16S pPHK îêàçàëñÿ áîëåå ýôôåêòèâíûì ìîëåêó-
ëÿðíî-òàêñîíîìè÷åñêèì èíñòðóìåíòîì îöåíêè ãåíåòè÷åñêîãî ðàçíîîá-
ðàçèÿ è îòíîøåíèé ìåæäó áàêòåðèàëüíûìè ðàçíîâèäíîñòÿìè, ÷åì
ïîäõîäû, áàçèðóþùèåñÿ íà ôåíîòèïè÷åñêèõ äàííûõ. Îäíàêî ñëåäóåò çà-
ìåòèòü, ÷òî è ðåêîíñòðóêöèè ñ èñïîëüçîâàíèåì ðàçíûõ ìîëåêóëÿðíûõ
äàííûõ äàëåêî íå âñåãäà ñîãëàñóþòñÿ íå òîëüêî ñ «ìîðôîëîãè÷åñêèìè»
ðåêîíñòðóêöèÿìè, íî è ìåæäó ñîáîé. Îñíîâíûå ïðåäïîñûëêè èõ ðàñõîæ-
äåíèÿ çàêëþ÷àþòñÿ â òîì, ÷òî íà ìîðôîëîãè÷åñêîì óðîâíå ïðîÿâëÿåòñÿ
òîëüêî ìàëàÿ ÷àñòü ãåíîìà. Èñïîëüçîâàâ êîìáèíàöèþ äàííûõ ïî èçó÷å-
íèþ 16S pPHK, ìîæíî ïîëó÷èòü íàãëÿäíûå ôèíãåðïðèíòû, ïîäòâåðäèòü
âèäîâóþ ïðèíàäëåæíîñòü è ôèëîãåíåòè÷åñêèå âíóòðèâèäîâûå âçàèìî-
ñâÿçè [1, 13].
Öåëü íàñòîÿùåé ðàáîòû — èçó÷åíèå ìåòîäîì tRFLP âèäîâûõ èçìå-
íåíèé â ïðîêàðèîòè÷åñêîì êîìïëåêñå ïîäçîëèñòîé ïî÷âû ïðè ñâåðõäëè-
òåëüíîì ñåëüñêîõîçÿéñòâåííîì èñïîëüçîâàíèè.
Ìåòîäèêà
Ïî÷âåííûå ìèêðîáíûå ñîîáùåñòâà èçó÷àëè íà áàçå ñâåðõäëèòåëüíîãî
(ñ 1912 ã.) ñòàöèîíàðíîãî ïîëåâîãî îïûòà Ðîññèéñêîãî ãîñóäàðñòâåííîãî
àãðàðíîãî óíèâåðñèòåòà Ìîñêîâñêîé ñåëüñêîõîçÿéñòâåííîé àêàäåìèè
èìåíè Ê.À. Òèìèðÿçåâà. Îïûòíîå ïîëå íàõîäèëîñü â öåíòðàëüíîé ÷àñòè
Ðóññêîé ðàâíèíû, íà îêðàèíå ñêëîíà Êëèíñêî-Äìèòðîâñêîé ãðÿäû. Ðå-
ëüåô áëèçëåæàùåé òåððèòîðèè ïðåäñòàâëÿåò ìîðåííóþ ðàâíèíó íà âîäî-
ðàçäåëå ðåê Ìîñêâû è ßóçû, âîçâûøàåòñÿ íàä óðîâíåì ð. Ìîñêâû íà
60 ì. Ðàçìåð îïûòíîãî ó÷àñòêà 1,53 ãà ñ ðîâíîé ìàêðîïîâåðõíîñòüþ è
íåáîëüøèì óêëîíîì (1 ãðàä) íà ñåâåðî-çàïàä. Ïî÷âîîáðàçóþùèå ïîðîäû
ïðåäñòàâëåíû ÷åòâåðòè÷íûìè îòëîæåíèÿìè ñóïåñ÷àíîé è ñóãëèíèñòîé
áóðîé ìîðåíû ñ ïðîñëîéêàìè (10—22) þðñêèõ ãëèí. Ìåæäóíàðîäíîå íà-
çâàíèå ïî÷âîîáðàçóþùåé ïîðîäû — ñóãëèíèñòàÿ êðàñíî-áóðàÿ ïëåéñòî-
öåíîâàÿ ìîðåíà.
Ïî÷âà äåðíîâî-ñëàáîïîäçîëèñòàÿ, ñòàðîïàõîòíàÿ êèñëàÿ è çàïëûâà-
þùàÿ (ïî êëàññèôèêàöèè ÔÀÎ — Podsolluvisol). Ñîãëàñíî äàííûì ãðà-
249
ÎÑÎÁÅÍÍÎÑÒÈ ÔÈËÎÃÅÍÅÒÈ×ÅÑÊÈÕ ÏÐÎÔÈËÅÉ
Ôèçèîëîãèÿ è áèîõèìèÿ êóëüò. ðàñòåíèé. 2009. Ò. 41. ¹ 3
íóëîìåòðè÷åñêîãî àíàëèçà, â ïàõîòíîì (0—20 ñì) ñëîå ïî÷âû ñîäåðæà-
ëîñü ôðàêöèé <0,01 ìì 22,0 % [11].
Îáðàçöû ïî÷â îòáèðàëè îñåíüþ ïîñëå ñáîðà óðîæàÿ ëüíîñîëîìêè
(Linum usitatissimum L.) èç âåðõíåãî 15-ñàíòèìåòðîâîãî ïàõîòíîãî ãîðè-
çîíòà. Ïî÷âåííûå îáðàçöû äëÿ ìèêðîáèîëîãè÷åñêîãî àíàëèçà îòáèðàëè
ïî ñëåäóþùèì âàðèàíòàì îïûòà:
Ñåâîîáîðîò 1. Ëåí + NPK
2. Îçèìàÿ ðîæü + NPK
3. Êëåâåð + NPK
4. ×èñòûé ïàð.
ÄÍÊ ïî÷âåííûõ ìèêðîîðãàíèçìîâ ýêñòðàãèðîâàëè ìåòîäîì, îïè-
ñàííûì â ðàáîòå [4]. Âèçóàëüíóþ äåòåêöèþ ïîëó÷åííûõ îáðàçöîâ ÄÍÊ
ïðîâîäèëè ïîñëå ýëåêòðîôîðåòè÷åñêîãî ðàçäåëåíèÿ â 1 %-ì àãàðîçíîì
ãåëå (ðèñ. 1), ïîñëå ÷åãî ïî÷âåííóþ ÄÍÊ î÷èùàëè îò ïðèìåñåé ãóìèíî-
âûõ êèñëîò ïî Ìîðåéðà [10].
Ïîëèìåðàçíóþ öåïíóþ ðåàêöèþ âûïîëíÿëè ôëóîðåñöåíòíî ìå÷åí-
íûìè ïðàéìåðàìè (ðèñ. 2) Eu3, çàòåì 1 ìêë ïîëó÷åííîãî ïðîäóêòà ÏÖÐ
ðåñòðèöèðîâàëè ôåðìåíòàìè HaeIII è Mspl.
 àâòîìàòè÷åñêîì ñåêâåíàòîðå Beckman CEQ 8000 îïðåäåëÿëè èí-
òåíñèâíîñòü ôëóîðåñöåíöèè òåðìèíàëüíîãî ôðàãìåíòà. Íà îñíîâå ïîëó-
÷åííûõ äàííûõ ñòðîèëè ïèê, êîòîðûé áûë ïðîïîðöèîíàëåí êîëè÷åñòâó
250
Í.Â. ÏÀÒÛÊÀ, Þ.Â. ÊÐÓÃËÎÂ, Â.Ô. ÏÀÒÛÊÀ
Ôèçèîëîãèÿ è áèîõèìèÿ êóëüò. ðàñòåíèé. 2009. Ò. 41. ¹ 3
Ðèñ. 1. Ýëåêòðîôîðåãðàììà òîòàëüíîé ÄÍÊ ïî÷âåííûõ îðãàíèçìîâ. Çäåñü è íà ðèñ. 2: ìàð-
êåð ìîëåêóëÿðíûõ ìàññ — 1500 bp; 1 — 12 ïîâòîðíîñòè âàðèàíòîâ îòáîðà
Ðèñ. 2. Ýëåêòðîôîðåãðàììà 16S ðÐÍÊ ñ ôëóîðåñöåíòíî ìå÷åííûì ïðàéìåðîì
ÄÍÊ è ñîîòâåòñòâîâàë ãåíîìó êàæäîé òàêñîíîìè÷åñêîé åäèíèöû â îá-
ðàçöå. Äëÿ âèäîâîé êëàññèôèêàöèè ôðàãìåíòîâ tRFLP èñïîëüçîâàëè
ïðîãðàììó TRFLP Fragsort [9], íà îñíîâå ïîëó÷åííûõ âèäîâ ïî 16S
ðÐÍÊ ïðîâîäèëè ôèëîãåíåòè÷åñêèé àíàëèç ñ ïîìîùüþ êîìïüþòåðíîé
ïðîãðàììû Vector NTI.
Ðåçóëüòàòû è îáñóæäåíèå
Àíàëèç ïðîôèëåé tRFLP ïîêàçàë, ÷òî ìåæäó íèìè ñóùåñòâóåò çíà÷è-
òåëüíàÿ ðàçíèöà. Ýòî îòðàæàåòñÿ êàê â êîëè÷åñòâå îáíàðóæåííûõ ãåíî-
òèïîâ, òàê è â ñòðóêòóðå èõ ðàñïðåäåëåíèÿ.
Òîïîëîãèÿ ðàñïðåäåëåíèÿ íà äåíäðîãðàììå ïðîêàðèîòè÷åñêèõ âè-
äîâ ïî÷âåííîãî ìèêðîáíîãî êîìïëåêñà â âàðèàíòå êóëüòóðû ëüíà-äîë-
ãóíöà â çâåíå ñåâîîáîðîòà ñ ïðèìåíåíèåì ìèíåðàëüíûõ óäîáðåíèé
(ðèñ. 3) ñâèäåòåëüñòâóåò î íàëè÷èè äâóõ îñíîâíûõ êëàñòåðîâ. Îäèí èç
íèõ ñîñòîèò èç øåñòè ïîäêëàñòåðîâ, ñîîòâåòñòâóþùèõ äåñÿòè äîìèíèðó-
þùèì ãåíîòèïàì, áîëüøóþ ÷àñòü èç êîòîðûõ ñîñòàâëÿþò íåêóëüòèâèðó-
251
ÎÑÎÁÅÍÍÎÑÒÈ ÔÈËÎÃÅÍÅÒÈ×ÅÑÊÈÕ ÏÐÎÔÈËÅÉ
Ôèçèîëîãèÿ è áèîõèìèÿ êóëüò. ðàñòåíèé. 2009. Ò. 41. ¹ 3
Ðèñ. 3. Âëèÿíèå ñâåðõäëèòåëüíîé êóëüòóðû ëüíà-äîëãóíöà â çâåíå ñåâîîáîðîòà ñ ïðèìåíå-
íèåì ìèíåðàëüíûõ óäîáðåíèé íà ðàçíîîáðàçèå ïðîêàðèîò â ïîäçîëèñòîé ïî÷âå
Ðèñ. 4. Âëèÿíèå ñâåðõäëèòåëüíîé êóëüòóðû îçèìîé ðæè â çâåíå ñåâîîáîðîòà ñ ïðèìåíåíè-
åì ìèíåðàëüíûõ óäîáðåíèé íà ðàçíîîáðàçèå ïðîêàðèîò â ïîäçîëèñòîé ïî÷âå
Dyctyoglomus thermophilium
Thermosipho sp.
Firmicutes bacterium
Caldicellulosiruptor saccarolyticus
Methylorkorus infemorum
Selenomonas ruminantium
Uncultured rumen bacterium
Neoricettsia sennetsu
Aquiatela sp.
Uncultured bacterium
Pirellula sp.
Uncultured sludge bacterium
Uncultured sludge bacterium
Uncultured bacterium
Uncultured bacterium
Uncultured delta proteobactenum
Sphingomonas sp.
Uncultured bacterium
Uncultured bacterium
Uncultured bacterium
Alvinella pompejana
Finegoldia magna
Spiroplasma sp.
Mycoplasma spumans
Mycoplasma wenyoni
Uncultured bacterium
åìûå âèäû è âèäû ïî÷âåííûõ áàêòåðèé, îòíîñÿùèåñÿ ê ïðåäñòàâèòåëÿì
ðîäîâ Dyctyoglomus, Thermosipho, Firmicutes, Caldicellulosiruptor, Methylor-
korus, Selenomonas, Neoricettsia è Aquitalea. Ïðè ðîòàöèè êóëüòóð â ñåâî-
îáîðîòå â ýòîì âàðèàíòå íà ôîíå ìèíåðàëüíîãî ïèòàíèÿ íàáëþäàëîñü
áîëüøåå âèäîâîå áèîðàçíîîáðàçèå ñðåäè äîìèíèðóþùèõ âèäîâ.
Òîïîëîãèÿ ðàñïðåäåëåíèÿ íà äåíäðîãðàììå ïðîêàðèîòè÷åñêèõ âè-
äîâ ïî÷âåííîãî ìèêðîáíîãî êîìïëåêñà â âàðèàíòå êóëüòóðû îçèìîé ðæè
â çâåíå ñåâîîáîðîòa ñ ïðèìåíåíèåì ìèíåðàëüíûõ óäîáðåíèé (ðèñ. 4)
ñâèäåòåëüñòâóåò î íàëè÷èè ïÿòè îñíîâíûõ êëàñòåðîâ, òðè èç êîòîðûõ
ñîñòîÿò èç ÷åòûðåõ è îäèí èç øåñòè ïîäêëàñòåðîâ, âìåñòå ñîîòâåòñòâóþ-
ùèõ 16 äîìèíèðóþùèì ãåíîòèïàì. Áîëüøóþ ÷àñòü èç ïîñëåäíèõ ñîñòàâ-
ëÿþò íåêóëüòèâèðóåìûå âèäû è âèäû ïî÷âåííûõ áàêòåðèé, îòíîñÿùèå-
ñÿ ê ïðåäñòàâèòåëÿì ðîäîâ Pirellula, Spingomonas, Alvinella, Finegoldia,
Spiroplasma è Mycoplasma. Ïî ñðàâíåíèþ ñî ëüíîì ñóùåñòâåííî óâåëè÷è-
âàëîñü âèäîâîå áèîðàçíîîáðàçèå ïðè âîçäåëûâàíèè â ñåâîîáîðîòå îçè-
ìîé ðæè, ïðè÷åì îñîáûå ðàçëè÷èÿ íàáëþäàëèñü ïî ãåíåòè÷åñêîìó âèäî-
âîìó ðàçíîîáðàçèþ, ÷òî ïîäòâåðæäàåò ðàçíîíàïðàâëåííîñòü ïî÷âåííûõ
ïðîöåññîâ è àêòèâèçàöèþ äî äîìèíèðóþùåãî ñîñòîÿíèÿ áîëüøåãî êîëè-
÷åñòâà ðàçíûõ âèäîâ ïðîêàðèîòè÷åñêîãî ìèêðîáíîãî êîìïëåêñà.
Òîïîëîãèÿ ðàñïðåäåëåíèÿ íà äåíäðîãðàììå ïðîêàðèîòè÷åñêèõ âè-
äîâ ïî÷âåííîãî ìèêðîáíîãî êîìïëåêñà â âàðèàíòå êóëüòóðû êëåâåðà â
çâåíå ñåâîîáîðîòà ñ ïðèìåíåíèåì ìèíåðàëüíûõ óäîáðåíèé (ðèñ. 5) ñâèäå-
òåëüñòâóåò î íàëè÷èè ïÿòè îñíîâíûõ êëàñòåðîâ, òðè èç êîòîðûõ ñîñòîÿò
èç ÷åòûðåõ, øåñòè è äåâÿòè ïîäêëàñòåðîâ, ñîîòâåòñòâóþùèõ 28 äîìèíè-
252
Í.Â. ÏÀÒÛÊÀ, Þ.Â. ÊÐÓÃËÎÂ, Â.Ô. ÏÀÒÛÊÀ
Ôèçèîëîãèÿ è áèîõèìèÿ êóëüò. ðàñòåíèé. 2009. Ò. 41. ¹ 3
Ðèñ. 5. Âëèÿíèå ñâåðõäëèòåëüíîé êóëüòóðû êëåâåðà â çâåíå ñåâîîáîðîòà ñ ïðèìåíåíèåì
ìèíåðàëüíûõ óäîáðåíèé íà ðàçíîîáðàçèå ïðîêàðèîò â ïîäçîëèñòîé ïî÷âå
Streptomyces sp.
Streptomyces sp.
Microoactenum esteraromaticum
Arthrobacter sp.
Mycobacterium sp.
Bifidobacterium bifidum.
Caldanaerobacter subterraneus
Paenibacillus ruminocola
Uncultured bacterium
Uncultured compost bacterium
Paenibacillus polymyxa
Paenibacillus sp.
Lactooacmus taeni
Uncultured bacterium
Uncultured endoiithic bacterium
Uncultured bacterium
Comamonas sp.
Kinetoplasitbacterium crithidii
Thiomonas sp.
Aquatella sp.
Uncultured bacterium
Uncultured bacterium
Uncultured bacterium
Uncultured bacterium
Bacteroides vulgatus
Uncultured bacterium
Mycoplasma zalphi
Uncultured Pirellula sp.
ðóþùèì ãåíîòèïàì. Áóëüøóþ ÷àñòü ïîñëåäíèõ ñîñòàâëÿþò íåêóëüòèâèðó-
åìûå âèäû è âèäû ïî÷âåííûõ áàêòåðèé, îòíîñÿùèõñÿ ê ïðåäñòàâèòåëÿì
ðîäîâ Streptomyces, Microbacterium, Arthrobacter, Mycobacterium, Bifido-
bacterium, Caldanaerobacter, Paenibacillus, Comamonas, Thiomonas, Aquitalea,
Bacteroides, Mycoplasma è Pirellula. Â ýòîì âàðèàíòå ïî ñðàâíåíèþ ñ äðó-
ãèìè èçó÷àåìûìè àãðîôîíàìè è êóëüòóðàìè ðàçíîîáðàçèå äîìèíèðóþ-
ùèõ âèäîâ áûëî íàèâûñøèì, ÷òî ñâÿçàíî ñ âîññòàíîâëåíèåì áëàãîïðè-
ÿòíîãî ïèòàòåëüíîãî ðåæèìà äëÿ ðàçâèòèÿ ïî÷âåííûõ ìèêðîîðãàíèçìîâ.
Ðåçóëüòàòû ðàñïðåäåëåíèÿ íà äåíäðîãðàììå ïðîêàðèîòè÷åñêèõ âè-
äîâ ïî÷âåííîãî ìèêðîáíîãî êîìïëåêñà â âàðèàíòå ÷èñòîãî ïàðà áåç ïðè-
ìåíåíèÿ ìèíåðàëüíûõ óäîáðåíèé (ðèñ. 6) ïîäòâåðæäàþò íàëè÷èå òðåõ
îñíîâíûõ êëàñòåðîâ, îäèí èç êîòîðûõ ñîñòîèò èç ÷åòûðåõ ïîäêëàñòåðîâ,
ñîîòâåòñòâóþùèõ øåñòè äîìèíèðóþùèì ãåíîòèïàì. Áóëüøóþ ÷àñòü ïî-
ñëåäíèõ ñîñòàâëÿþò íåêóëüòèâèðóåìûå âèäû è âèäû ïî÷âåííûõ áàêòå-
ðèé ðîäîâ Caloramator è Rumen. Ïî êîëè÷åñòâó äîìèíèðóþùèõ âèäîâ âà-
ðèàíò ÷èñòîãî ïàðà íå ïðåâûøàë áåññìåííûõ èññëåäóåìûõ êóëüòóð, à ïî
êîëè÷åñòâó êëàñòåðíûõ äîìèíèðóþùèõ âèäîâ ïðèáëèæàëñÿ ê ñåâîîáî-
ðîòíûì âàðèàíòàì.
Òàêèì îáðàçîì, íà ôîðìèðîâàíèå ñòðóêòóðû ìèêðîáíîãî êîìïëåê-
ñà ïî÷âû ïîä ïîñåâàìè ñåëüñêîõîçÿéñòâåííûõ êóëüòóð ñóùåñòâåííî âëè-
ÿåò èñòîðèÿ ïîëÿ (ñåâîîáîðîò, àãðîòåõíè÷åñêèå ìåðîïðèÿòèÿ è äð.). Â
óñëîâèÿõ ñåâîîáîðîòà èçìåíÿþòñÿ âèäîâîé ñîñòàâ áàêòåðèàëüíîãî êîì-
ïëåêñà, åãî ñòðóêòóðà, íàáëþäàåòñÿ ñìåíà äîìèíèðóþùèõ ôîðì.  ÷èñ-
òîì ïàðå ñíèæàåòñÿ ãåíåòè÷åñêîå ðàçíîîáðàçèå ïðîêàðèîò. Ìåòîäîì ïî-
ëèìîðôèçìà äëèí ðåñòðèêöèîííûõ ôðàãìåíòîâ (tRFLP) ìîæíî îöåíèòü
è ñðàâíèòü ñòðóêòóðû ìèêðîáíûõ ñîîáùåñòâ. Ýòî ïîçâîëèò ïðîäåìîíñò-
ðèðîâàòü áàêòåðèàëüíîå ðàçíîîáðàçèå â ïî÷âàõ, âûÿâèòü íîâûå ãåíîòè-
ïû ïî÷âåííîé ìèêðîáèîòû, íåêóëüòèâèðóåìûå èëè ñëàáîêóëüòèâèðóå-
ìûå íà ýëåêòèâíûõ ñðåäàõ îáùåïðèíÿòûìè ìèêðîáèîëîãè÷åñêèìè
ìåòîäàìè; â ïåðñïåêòèâå — ãëóáæå èçó÷èòü ýêîëîãèþ ìèêðîáíûõ ñîîá-
ùåñòâ è ïðîâåñòè ìèêðîáèîëîãè÷åñêèé ìîíèòîðèíã ïî÷â.
Ðàáîòà âûïîëíåíà ïðè ïîääåðæêå ãðàíòà ÐÔÔÈ 07-04-13527 îôè_ö.
1. Äëèòåëüíîìó ïîëåâîìó îïûòó ÒÑÕÀ 90 ëåò: èòîãè íàó÷íûõ èññëåäîâàíèé / Ïîä ðåä.
À.Ô. Ñàôîíîâà. — Ì.: Èçä-âî Ìîñê. óí-òà, 2002. — 246 ñ.
2. Bergey’s. Mannual of Systematic Bacteriology. 2nd. ed. / Ed. D.R. Boone, R.W. Castenholz. —
N.Y., Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag. — 2001. — V. 1. — 721 p.
3. Buckley D.H., Schmidt T.M. The structure of microbial communities in soil and the lasting
impact of cultivation // Microbial. Ecol. — 2001. — 42. — P. 11—21.
4. Doyle J.J., Doyle J.L. Isolation of plant DNA from fresh tissue // Focus. — 1987. — 12. —
P. 13—15.
5. Duarte G.F., Rosado A.S., Seldin L. et al. Extraction of ribosomal RNA and genomic DNA
from soil for studying the diversity of the indigenous bacterial community // J. Microbiol.
Methods. — 1998. — 32. — P. 21—29.
253
ÎÑÎÁÅÍÍÎÑÒÈ ÔÈËÎÃÅÍÅÒÈ×ÅÑÊÈÕ ÏÐÎÔÈËÅÉ
Ôèçèîëîãèÿ è áèîõèìèÿ êóëüò. ðàñòåíèé. 2009. Ò. 41. ¹ 3
Ðèñ. 6. Âëèÿíèå ÷èñòîãî ïàðà áåç ïðèìåíåíèÿ ìèíåðàëüíûõ óäîáðåíèé íà ðàçíîîáðàçèå
ïðîêàðèîò â ïîäçîëèñòîé ïî÷âå
Caloramator indicus
Uncultured rumen bacterium
Uncultured rumen bacterium
Uncultured bacterium
Uncultured bacterium
Uncultured bacterium
6. Felske A., Wolterink A., Van Lis R. et al. Response of a soil bacterial community to grassland
succession as monitored by 16S pPHK levels of the predominant ribotypes // Appl. Environ.
Microbiol. — 2000. — 66. — P. 3998—4003.
7. Hugenholtz P., Goebel B.M., Pace N.R. Impact of culture-independent studies on the emerging
phylogenetic view of bacterial diversity // J. Bacteriol. — 1998. — 180, N 18. — P. 4765—
4774.
8. Marsh T.L. Terminal restriction fragment length polymorphism (TRFLP): an emerging
method for characterizing diversity among homologous populations of amplicons // Curr.
Opin. Microbiol. — 1999. — 2. — P. 323—327.
9. Michel Jr., Marsh T.L., Reddy C.A. Characterization of microbial community structure during
composting using analysis of terminal restriction fragment length polymorphisms of 16S pPHK
genes // Microbiol. Composting. — Heidelberg: Springer-Verlag., 2002. — P. 25—42.
10. Moreira D. Efficient removal of PCR inhibitors using agarose-embedded DNA preparations //
Nucl. Acids Res. — 1998. — 26, N 13. — P. 3309—3310.
11. Pace N.R., Stahl D.A., Lane D.J., Olsen G.J. The analysis of natural microbial populations by
ribosomal RNA sequences // Adv. Microbial. Ecol. — 1986. — 9. — P. 1—55.
12. Torsvik V., Goksoyr J., Daae F.L. High diversity in DNA of soil bacteria // Appl. Environ.
Microbiol. — 1990. — 56. — P. 782—787.
13. Widmer F., Fliessbach A., Laczko E. et al. Assessing soil biological characteristics: a compari-
son of bulk soil community DNA-, PLFA- and BiologTM-analyses // Soil. Biol. Biochem. —
2001. — 33. — P. 1029—1036.
Ïîëó÷åíî 20.01.2009
ÎÑÎÁËÈÂÎÑÒI ÔIËÎÃÅÍÅÒÈ×ÍÈÕ ÏÐÎÔIËI ÏÐÎÊÀÐIÎÒÈ×ÍÈÕ
ÌIÊÐÎÎÐÃÀÍIÇÌIÂ ÏIÄÇÎËÈÑÒÈÕ ÃÐÓÍÒIÂ
Ì.Â. Ïàòèêà,1 Þ.Â. Êðóãëîâ,1 Â.Ï. Ïàòèêà2
1Äåðæàâíèé íàóêîâèé çàêëàä Âñåðîñ³éñüêèé ÍÄI ñ³ëüñüêîãîñïîäàðñüêî¿ ì³êðîá³îëî㳿,
Ñàíêò-Ïåòåðáóðã, Ïóøê³í
2Iíñòèòóò ì³êðîá³îëî㳿 òà â³ðóñîëî㳿 ³ì. Ä.Ê. Çàáîëîòíîãî Íàö³îíàëüíî¿ àêàäå쳿 íàóê
Óêðà¿íè, Êè¿â
Ìåòîäîì ïîë³ìîðô³çìó äîâæèí ðåñòðèêö³éíèõ ôðàãìåíò³â (tRFLP) ïðîâåäåíî ïîð³âíÿëü-
íèé ô³ëîãåíåòè÷íèé àíàë³ç çà 16S ðÐÍÊ êîìïëåêñó ïðîêàð³îòè÷íèõ ì³êðîîðãàí³çì³â ï³äçî-
ëèñòèõ ãðóíò³â çà íàäòðèâàëîãî îáðîá³òêó â ëàíö³ ñ³âîçì³íè ð³çíèõ ñ³ëüñüêîãîñïîäàðñüêèõ
êóëüòóð. Ìåòîä tRFLP äຠçìîãó ïðîäåìîíñòðóâàòè é îö³íèòè áàêòåð³àëüíå ð³çíîìàí³òòÿ ó
´ðóíòàõ, âèÿâèòè íîâ³ ãåíîòèïè ´ðóíòîâî¿ ì³êðîá³îòè, ÿê³ íå êóëüòèâóþòüñÿ ÷è ñëàáêîêóëü-
òèâóþòüñÿ íà åëåêòèâíèõ ñåðåäîâèùàõ çàãàëüíîïðèéíÿòèìè ì³êðîá³îëîã³÷íèìè ìåòîäàìè,
ó ïåðñïåêòèâ³ — ãëèáøå âèâ÷àòè åêîëîã³þ ì³êðîáíèõ óãðóïîâàíü ´ðóíò³â.
FEATURES OF PHYLOGENETIC PROFILES OF PROKARIOTIC MICROORGANISMS
OF PODSOLIC SOILS
N.V. Patyka,1 Y.V. Kruglov,1 V.F. Patyka2
1State Scientific Institution All-Russian Research Institute of Argicultural Microbiology
3, Podbelskogo Av., Pushkin, St. Petersburg, Russia
2D.K. Zabolotny Institute of Microbiology and Virology, National Academy of Sciences of
Ukraine
154 Acad. Zabolotny St., Kyiv, 03143, Ukraine
Using a method of polymorphism of lengths restrictions fragments (tRFLP) it is spent on 16S
pPHK the comparative phylogenetic analysis of a complex procariotic microorganisms of podso-
lic soils at superlong term cultivation in a link of various agricultural crops rotation. The method
tRFLP gives the chance to demonstrate and evaluate a bacterial variety in soils, to see new geno-
types of soil microbiotic, not cultivated on selective mediums with the standard microbiological
methods, and to study ecology of microbic communities of soils more deeply.
Key words: microogranisms, agricultural crops, phylogenetic analysis.
254
Í.Â. ÏÀÒÛÊÀ, Þ.Â. ÊÐÓÃËÎÂ, Â.Ô. ÏÀÒÛÊÀ
Ôèçèîëîãèÿ è áèîõèìèÿ êóëüò. ðàñòåíèé. 2009. Ò. 41. ¹ 3
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-30274 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0522-9310 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:33:37Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Iнститут фізіології рослин і генетики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Патыка, Н.В. Круглов, Ю.В. Патыка, В.Ф. 2012-01-27T20:05:19Z 2012-01-27T20:05:19Z 2009 Особенности филогенетических профилей прокариотических микроорганизмов подзолистых почв / Н.В. Патыка, Ю.В. Круглов, В.Ф. Патыка // Физиология и биохимия культурных растений. — 2009. — Т. 41, № 3. — С. 248-254. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. 0522-9310 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/30274 579.26:631.461 Методом полиморфизма длин рестрикционных фрагментов (tRFLP) проведен сравнительный филогенетический анализ по 16S рРНК комплекса прокариотических микроорганизмов подзолистых почв при сверхдлительном возделывании в звене севооборота различных сельскохозяйственных культур. Метод tRFLP дает возможность продемонстрировать и оценить бактериальное разнообразие в почвах, выявить новые генотипы почвенной микробиоты, некультивируемые или слабокультивируемые на элективных средах общепринятыми микробиологическими методами, в перспективе - глубже изучить экологию микробных сообществ почв. Методом поліморфізму довжин рестрикційних фрагментів (tRFLP) проведено порівняльний філогенетичний аналіз за 16S рРНК комплексу прокаріотичних мікроорганізмів підзолистих грунтів за надтривалого обробітку в ланці сівозміни різних сільськогосподарських культур. Метод tRFLP дає змогу продемонструвати й оцінити бактеріальне різноманіття у грунтах, виявити нові генотипи грунтової мікробіотики, які не культивуються чи слабкокультивуються на елективних середовищах загальноприйнятими мікробіологічними методами. у перспективі - глибше вивчати екологію мікробних угруповань грунтів. Using a method of polymorphism of lengths restrictions fragments (tRFLP) it is spent on 16S pPHK the comparative phylogenetic analysis of a complex procariotic microorganisms of podsolic soils at superlong term cultivation in a link of various agricultural crops rotation. The method tRFLP gives the chance to demonstrate and evaluate a bacterial variety in soils, to see new genotypes of soil microbiotic, not cultivated on selective mediums with the standard microbiological methods, and to study ecology of microbic communities of soils more deeply. ru Iнститут фізіології рослин і генетики НАН України Физиология и биохимия культурных растений Особенности филогенетических профилей прокариотических микроорганизмов подзолистых почв Особливості філогенетичних профілів прокаріотичних мікроорганізмів підзолистих ґрунтів Features of phylogenetic profiles of prokariotic microorganisms of podsolic soils Article published earlier |
| spellingShingle | Особенности филогенетических профилей прокариотических микроорганизмов подзолистых почв Патыка, Н.В. Круглов, Ю.В. Патыка, В.Ф. |
| title | Особенности филогенетических профилей прокариотических микроорганизмов подзолистых почв |
| title_alt | Особливості філогенетичних профілів прокаріотичних мікроорганізмів підзолистих ґрунтів Features of phylogenetic profiles of prokariotic microorganisms of podsolic soils |
| title_full | Особенности филогенетических профилей прокариотических микроорганизмов подзолистых почв |
| title_fullStr | Особенности филогенетических профилей прокариотических микроорганизмов подзолистых почв |
| title_full_unstemmed | Особенности филогенетических профилей прокариотических микроорганизмов подзолистых почв |
| title_short | Особенности филогенетических профилей прокариотических микроорганизмов подзолистых почв |
| title_sort | особенности филогенетических профилей прокариотических микроорганизмов подзолистых почв |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/30274 |
| work_keys_str_mv | AT patykanv osobennostifilogenetičeskihprofileiprokariotičeskihmikroorganizmovpodzolistyhpočv AT kruglovûv osobennostifilogenetičeskihprofileiprokariotičeskihmikroorganizmovpodzolistyhpočv AT patykavf osobennostifilogenetičeskihprofileiprokariotičeskihmikroorganizmovpodzolistyhpočv AT patykanv osoblivostífílogenetičnihprofílívprokaríotičnihmíkroorganízmívpídzolistihgruntív AT kruglovûv osoblivostífílogenetičnihprofílívprokaríotičnihmíkroorganízmívpídzolistihgruntív AT patykavf osoblivostífílogenetičnihprofílívprokaríotičnihmíkroorganízmívpídzolistihgruntív AT patykanv featuresofphylogeneticprofilesofprokarioticmicroorganismsofpodsolicsoils AT kruglovûv featuresofphylogeneticprofilesofprokarioticmicroorganismsofpodsolicsoils AT patykavf featuresofphylogeneticprofilesofprokarioticmicroorganismsofpodsolicsoils |