Influence of Rhizobia and Endophytic Bacteria on Adaptation and Productivity of Glycine Max (L.) Merr. Under Hyperthermіa and Drought Conditions

In the context of global adverse climate change, the use of microorganisms to increase plant stress resistance is becoming increasingly important. In this aspect, the use of rhizobia and endophytic bacteria for legume protection to abiotic stresses is still poorly understood. The aim of the study wa...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2025
Hauptverfasser: Shevchuk, N.V., Tytova, L.V., Iutynska, G.O., Sergiienko, V.G., Katrii, V.B., Шевчук, Н.В., Титова, Л.В., Іутинська, Г.О., Сергієнко, В.Г., Катрій, В.Б.
Format: Artikel
Sprache:Englisch
Veröffentlicht: PH "Akademperiodyka" of the NAS of Ukraine 2025
Online Zugang:https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/350
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Microbiological Journal

Institution

Microbiological Journal
_version_ 1856543476354646016
author Shevchuk, N.V.
Tytova, L.V.
Iutynska, G.O.
Sergiienko, V.G.
Katrii, V.B.
Шевчук, Н.В.
Титова, Л.В.
Іутинська, Г.О.
Сергієнко, В.Г.
Катрій, В.Б.
author_facet Shevchuk, N.V.
Tytova, L.V.
Iutynska, G.O.
Sergiienko, V.G.
Katrii, V.B.
Шевчук, Н.В.
Титова, Л.В.
Іутинська, Г.О.
Сергієнко, В.Г.
Катрій, В.Б.
author_sort Shevchuk, N.V.
baseUrl_str
collection OJS
datestamp_date 2025-12-21T23:50:04Z
description In the context of global adverse climate change, the use of microorganisms to increase plant stress resistance is becoming increasingly important. In this aspect, the use of rhizobia and endophytic bacteria for legume protection to abiotic stresses is still poorly understood. The aim of the study was to investigate the modulating effect of pre-sowing endophyte-rhizobial seed inoculation on the level of antioxidant activity of leaves and roots, water regime, and productivity of soybeans under conditions of hyperthermia and drought, as well as the preservation of this beneficial effect on the physiological homeostasis in the next generation of plants. Methods. The following methods were used in the study: microbiological (cultivation of microorganisms to obtain microbial bioformulations), biochemical (determination of total antioxidant and catalase activities), physiological (determination of plant water balance), field (soybean plant cultivation, determination of their productivity), and statistical (the significance of the differences determination). The endophytic bacteria Bacillus sp.4 in composition with Bradyrhizobium japonicum UCM B-6018, B-6023 and B-6035, soybean plants of the Sculptor variety were used in the study. Results. The most negative impact of hydrothermal growing conditions was experienced by non-inoculated plants of the control variant, which was confirmed by high values of antioxidant activity − 32% for leaves and 55% for soybean roots, while in the case of endophytic-rhizobial inoculation, these values were lower by 12.5 and 5.5%, respectively. The level of catalase activity was the highest in the inoculated plants, which may indicate an active functioning of the enzyme antioxidant system. Inoculation improved the water regime of soybean plants. The values of water supply, humidity, and water-holding capacity of the leaves of inoculated plants were higher than those of control plants, which directly contributed to better adaptation to hydrothermal conditions. The positive effect of pre-sowing endophytic-rhizobial inoculation of seeds on plant stress resistance was confirmed by an increase in their productivity, in particular, an increase in yield per plant. Conclusions. The use of complex inoculants of soybean based on rhizobia and endophytic bacteria is promising for the creation of new adaptive biotechnologies capable of maintaining the physiological homeostasis of the phytopartner under adverse conditions, which will help prevent yield losses of this crop from abiotic stresses.
first_indexed 2026-02-08T08:01:05Z
format Article
id oai:ojs2.ojs.microbiolj.org.ua:article-350
institution Microbiological Journal
language English
last_indexed 2026-02-08T08:01:05Z
publishDate 2025
publisher PH "Akademperiodyka" of the NAS of Ukraine
record_format ojs
spelling oai:ojs2.ojs.microbiolj.org.ua:article-3502025-12-21T23:50:04Z Influence of Rhizobia and Endophytic Bacteria on Adaptation and Productivity of Glycine Max (L.) Merr. Under Hyperthermіa and Drought Conditions Вплив ризобій та ендофітних бактерій на адаптацію і продуктивність Glycine Max (L.) Merr. в умовах гіпертермії та посухи Shevchuk, N.V. Tytova, L.V. Iutynska, G.O. Sergiienko, V.G. Katrii, V.B. Шевчук, Н.В. Титова, Л.В. Іутинська, Г.О. Сергієнко, В.Г. Катрій, В.Б. rhizobia endophytes soybean stress resistance antioxidant activity water regime productivity ризобії ендофіти соя стресостійкість антиоксидантна активність водний режим продуктивність In the context of global adverse climate change, the use of microorganisms to increase plant stress resistance is becoming increasingly important. In this aspect, the use of rhizobia and endophytic bacteria for legume protection to abiotic stresses is still poorly understood. The aim of the study was to investigate the modulating effect of pre-sowing endophyte-rhizobial seed inoculation on the level of antioxidant activity of leaves and roots, water regime, and productivity of soybeans under conditions of hyperthermia and drought, as well as the preservation of this beneficial effect on the physiological homeostasis in the next generation of plants. Methods. The following methods were used in the study: microbiological (cultivation of microorganisms to obtain microbial bioformulations), biochemical (determination of total antioxidant and catalase activities), physiological (determination of plant water balance), field (soybean plant cultivation, determination of their productivity), and statistical (the significance of the differences determination). The endophytic bacteria Bacillus sp.4 in composition with Bradyrhizobium japonicum UCM B-6018, B-6023 and B-6035, soybean plants of the Sculptor variety were used in the study. Results. The most negative impact of hydrothermal growing conditions was experienced by non-inoculated plants of the control variant, which was confirmed by high values of antioxidant activity − 32% for leaves and 55% for soybean roots, while in the case of endophytic-rhizobial inoculation, these values were lower by 12.5 and 5.5%, respectively. The level of catalase activity was the highest in the inoculated plants, which may indicate an active functioning of the enzyme antioxidant system. Inoculation improved the water regime of soybean plants. The values of water supply, humidity, and water-holding capacity of the leaves of inoculated plants were higher than those of control plants, which directly contributed to better adaptation to hydrothermal conditions. The positive effect of pre-sowing endophytic-rhizobial inoculation of seeds on plant stress resistance was confirmed by an increase in their productivity, in particular, an increase in yield per plant. Conclusions. The use of complex inoculants of soybean based on rhizobia and endophytic bacteria is promising for the creation of new adaptive biotechnologies capable of maintaining the physiological homeostasis of the phytopartner under adverse conditions, which will help prevent yield losses of this crop from abiotic stresses. В умовах глобальних негативних змін клімату використання мікроорганізмів для підвищення стресостійкості рослин набуває все більшої актуальності. У цьому аспекті використання ризобій та ендофітних бактерій для підвищення стійкості бобових до абіотичних стресів  залишається маловивченим. Метою роботи було дослідити модуляційний вплив передпосівної ендофітно-ризобіальної інокуляції насіння на рівень антиоксидантної активності листя і коренів, водний режим і продуктивність сої за умов гіпертермії і посухи, а також збереження цього сприятливого ефекту на фізіологічний гомеостаз у рослин наступного покоління. Методи. В роботі використовували наступні методи: мікробіологічні (культивування мікроорганізмів для отримання мікробних препаратів), біохімічні (визначення загальної антиоксидантної та каталазної активностей), фізіологічні (визначення водного балансу рослин), польові (вирощування рослин сої, визначення продуктивності рослин). Використано ендофітні бактерії Bacillus sp.4 в композиції з Bradyrhizobium japonicum УКМ В-6018, В-6023 та В-6035, рослини сої сорту Скульптор. Результати. Найбільшого негативного впливу гідротермічних умов вирощування зазнали не інокульовані рослини контрольного варіанту, що підтверджується високими значеннями антиоксидантної активності – ЕС 50 сягало 32% для листків та 55% для коріння сої, тоді як за застосування ендофітно-ризобіальної інокуляції ці показники були меншими, відповідно  12.5 та 5.5%. Рівень каталазної активності був найвищим у інокульованих рослин, що може свідчити про активне функціонування ферментної антиоксидантної системи. За інокуляції покращувався водний режим рослин сої. Значення водозабезпечення, вологості та водоутримувальної здатності листків інокульованих рослин були вищими, ніж контрольних, що безпосередньо сприяло кращій адаптації до гідротермічних умов. Позитивний вплив передпосівної ендофітно-ризобіальної інокуляції насіння на стресостійкість рослин підтверджено підвищенням їх продуктивності, зокрема на збільшення врожаю з однієї рослини. Висновки. Використання комплексних інокулянтів сої на основі ризобій і ендофітних бактерій є перспективним для створення новітніх адаптивних біотехнологій, здатних підтримувати фізіологічний гомеостаз фітопартнера за несприятливих умов, що сприятиме запобіганню втрат урожаю цієї культури від абіотичних стресів. PH "Akademperiodyka" of the NAS of Ukraine 2025-12-22 Article Article application/pdf https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/350 10.15407/ Mikrobiolohichnyi Zhurnal; Vol. 87 No. 5 (2025): Mikrobiolohichnyi Zhurnal; 12-24 Мікробіологічний журнал; Том 87 № 5 (2025): Мікробіологічний журнал; 12-24 2616-9258 1028-0987 10.15407/ en https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/350/140 Copyright (c) 2025 Mikrobiolohichnyi Zhurnal https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
spellingShingle Shevchuk, N.V.
Tytova, L.V.
Iutynska, G.O.
Sergiienko, V.G.
Katrii, V.B.
Шевчук, Н.В.
Титова, Л.В.
Іутинська, Г.О.
Сергієнко, В.Г.
Катрій, В.Б.
Influence of Rhizobia and Endophytic Bacteria on Adaptation and Productivity of Glycine Max (L.) Merr. Under Hyperthermіa and Drought Conditions
title Influence of Rhizobia and Endophytic Bacteria on Adaptation and Productivity of Glycine Max (L.) Merr. Under Hyperthermіa and Drought Conditions
title_alt Вплив ризобій та ендофітних бактерій на адаптацію і продуктивність Glycine Max (L.) Merr. в умовах гіпертермії та посухи
title_full Influence of Rhizobia and Endophytic Bacteria on Adaptation and Productivity of Glycine Max (L.) Merr. Under Hyperthermіa and Drought Conditions
title_fullStr Influence of Rhizobia and Endophytic Bacteria on Adaptation and Productivity of Glycine Max (L.) Merr. Under Hyperthermіa and Drought Conditions
title_full_unstemmed Influence of Rhizobia and Endophytic Bacteria on Adaptation and Productivity of Glycine Max (L.) Merr. Under Hyperthermіa and Drought Conditions
title_short Influence of Rhizobia and Endophytic Bacteria on Adaptation and Productivity of Glycine Max (L.) Merr. Under Hyperthermіa and Drought Conditions
title_sort influence of rhizobia and endophytic bacteria on adaptation and productivity of glycine max (l.) merr. under hyperthermіa and drought conditions
topic_facet rhizobia
endophytes
soybean
stress resistance
antioxidant activity
water regime
productivity
ризобії
ендофіти
соя
стресостійкість
антиоксидантна активність
водний режим
продуктивність
url https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/350
work_keys_str_mv AT shevchuknv influenceofrhizobiaandendophyticbacteriaonadaptationandproductivityofglycinemaxlmerrunderhyperthermíaanddroughtconditions
AT tytovalv influenceofrhizobiaandendophyticbacteriaonadaptationandproductivityofglycinemaxlmerrunderhyperthermíaanddroughtconditions
AT iutynskago influenceofrhizobiaandendophyticbacteriaonadaptationandproductivityofglycinemaxlmerrunderhyperthermíaanddroughtconditions
AT sergiienkovg influenceofrhizobiaandendophyticbacteriaonadaptationandproductivityofglycinemaxlmerrunderhyperthermíaanddroughtconditions
AT katriivb influenceofrhizobiaandendophyticbacteriaonadaptationandproductivityofglycinemaxlmerrunderhyperthermíaanddroughtconditions
AT ševčuknv influenceofrhizobiaandendophyticbacteriaonadaptationandproductivityofglycinemaxlmerrunderhyperthermíaanddroughtconditions
AT titovalv influenceofrhizobiaandendophyticbacteriaonadaptationandproductivityofglycinemaxlmerrunderhyperthermíaanddroughtconditions
AT íutinsʹkago influenceofrhizobiaandendophyticbacteriaonadaptationandproductivityofglycinemaxlmerrunderhyperthermíaanddroughtconditions
AT sergíênkovg influenceofrhizobiaandendophyticbacteriaonadaptationandproductivityofglycinemaxlmerrunderhyperthermíaanddroughtconditions
AT katríjvb influenceofrhizobiaandendophyticbacteriaonadaptationandproductivityofglycinemaxlmerrunderhyperthermíaanddroughtconditions
AT shevchuknv vplivrizobíjtaendofítnihbakteríjnaadaptacíûíproduktivnístʹglycinemaxlmerrvumovahgípertermíítaposuhi
AT tytovalv vplivrizobíjtaendofítnihbakteríjnaadaptacíûíproduktivnístʹglycinemaxlmerrvumovahgípertermíítaposuhi
AT iutynskago vplivrizobíjtaendofítnihbakteríjnaadaptacíûíproduktivnístʹglycinemaxlmerrvumovahgípertermíítaposuhi
AT sergiienkovg vplivrizobíjtaendofítnihbakteríjnaadaptacíûíproduktivnístʹglycinemaxlmerrvumovahgípertermíítaposuhi
AT katriivb vplivrizobíjtaendofítnihbakteríjnaadaptacíûíproduktivnístʹglycinemaxlmerrvumovahgípertermíítaposuhi
AT ševčuknv vplivrizobíjtaendofítnihbakteríjnaadaptacíûíproduktivnístʹglycinemaxlmerrvumovahgípertermíítaposuhi
AT titovalv vplivrizobíjtaendofítnihbakteríjnaadaptacíûíproduktivnístʹglycinemaxlmerrvumovahgípertermíítaposuhi
AT íutinsʹkago vplivrizobíjtaendofítnihbakteríjnaadaptacíûíproduktivnístʹglycinemaxlmerrvumovahgípertermíítaposuhi
AT sergíênkovg vplivrizobíjtaendofítnihbakteríjnaadaptacíûíproduktivnístʹglycinemaxlmerrvumovahgípertermíítaposuhi
AT katríjvb vplivrizobíjtaendofítnihbakteríjnaadaptacíûíproduktivnístʹglycinemaxlmerrvumovahgípertermíítaposuhi