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...
Gespeichert in:
| Datum: | 2025 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , , , , , , |
| 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 |