ДОСЛІДЖЕННЯ СИМБІОТИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ TN5-МУТАНТІВ БУЛЬБОЧКОВИХ БАКТЕРІЙ СОЇ
Effectiveness forming and functioning of nitrogen-fixing systems created by soybean (Glycine max (L.) Merr.) and Tn5-mutants of Bradyrhizobium japonicum 646 with different symbiotic properties were studied in green house experiments. Inoculation of seeds by Tn5- mutants 107 and 113 with high virulen...
Gespeichert in:
| Datum: | 2008 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine
2008
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/394 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Agriciltural microbiology |
| Завантажити файл: |  |
Institution
Agriciltural microbiology| _version_ | 1871466131987890176 |
|---|---|
| author | Василюк , В.М. Маменко , П.М. Береговенко , С.К. |
| author_facet | Василюк , В.М. Маменко , П.М. Береговенко , С.К. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "В.М. Василюк ",
"institution": "Інститут фізіології рослин і генетики НАН України"
},
{
"author": "П.М. Маменко ",
"institution": "Інститут фізіології рослин і генетики НАН України"
},
{
"author": "С.К. Береговенко ",
"institution": "Інститут фізіології рослин і генетики НАН України"
}
] |
| author_sort | Василюк , В.М. |
| baseUrl_str | https://smic.in.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-22T10:10:49Z |
| description | Effectiveness forming and functioning of nitrogen-fixing systems created by soybean (Glycine max (L.) Merr.) and Tn5-mutants of Bradyrhizobium japonicum 646 with different symbiotic properties were studied in green house experiments. Inoculation of seeds by Tn5- mutants 107 and 113 with high virulence, but low activities, lead to decrease of the biometric properties and enhanced yield of plant seeds in comparison with control strains wild 646 and production 634б. Tn5- mutant 118-8 had the low nodulation and nitrogen fixing activities. Inoculation of seeds by high activity mutants 21-2 and 17-2 got reliable increase grain yield of plants in comparison with control. Consequently, this Tn5-mutants may to be used as perspective initial material for the next selection productive nodulate bacteria strains. |
| doi_str_mv | 10.35868/1997-3004.6.39-50 |
| first_indexed | 2025-07-17T12:26:01Z |
| format | Article |
| fulltext |
39
УДК: 581.557:631.461.5:579.262
Дослідження симбіотичних властивостей
Tn5-мутантів бульбочкових бактерій сої
Василюк В.М., Маменко П.М., Береговенко С.К.
Інститут фізіології рослин і генетики НАН України,
вул. Васильківська, 31/17, м. Київ, 03022, Україна
В умовах вегетаційних експериментів вивчали ефективність
формування і функціонування азотфіксувальних систем сої (Glycine
max (L.) Merr.) із різними за симбіотичними характеристиками
Tn5-мутантами Bradyrhizobium japonicum 646. Встановлено, що
інокуляція насіння високовірулентними, проте малоактивними
транспозоновими мутантами 107 і 113 викликала зниження у
рослин біометричних показників і насіннєвої продуктивності у
порівнянні з інокуляцією контрольними (вихідним 646 і виробничим
634б) штамами. Відмічено, що Tn5-мутант 118-8 відзначався
низькою нодуляційною і азотфіксувальною активністю. Бакте-
ризація насіння високоактивними мутантами 21-2 і 17-2 забезпе-
чувала достовірний приріст урожайності сої у порівнянні з
контролем. Зазначені Tn5-мутанти можуть бути перспективним
вихідним матеріалом для подальшої селекції виробничих штамів
бульбочкових бактерій.
Ключові слова: Bradyrhizobium japonicum, Glycine max (L.)
Merr., Tn5-мутант, симбіоз, симбіотичні властивості.
Підвищення ефективності аграрного виробництва і отри-
мання максимальної кількості рослинницької продукції за
мінімальних матеріальних та енергетичних затрат можливе за умови
інтенсифікації процесу симбіотичного зв’язування азоту атмосфери
бобовими рослинами і здатності останніх формувати високоактивні
симбіотичні азотфіксувальні системи з бульбочковими бактеріями
[1, 2]. Суттєве зростання ефективності бобово-ризобіальної
симбіотичної системи можна досягти шляхом координованої
селекції нових сортів бобових рослин і штамів бульбочкових
бактерій [3]. Широке використання методів молекулярної генетики
і генної інженерії дає можливість досліджувати гени, відповідальні
за симбіотичну азотфіксацію, і розширювати спектр спадкової
мінливості ризобій, що є основою для спрямованого конструювання
нових штамів із господарсько-цінними ознаками.
40
Існує велика група ризобіальних генів, які контролюють
розвиток симбіозу, а також його ефективність. Проте відсутність
фенотипового їх прояву у вільноіснуючих ризобій суттєво
ускладнює роботу з отримання різних за ефективністю мутантів
цих бактерій [4].
Вирішення даної проблеми можливе за використання методу
транспозонового мутагенезу. Основою цього методу є здатність
рухомих генетичних елементів – транспозонів вбудовуватися в
ген-мішень, інактивовувати його і мітити маркером стійкості до
антибіотиків, викликаючи широкий спектр поодиноких генетичних
мутацій. Транспозон має містити маркери стійкості до певних
антибіотиків, за допомогою яких випадки транспозиції можна легко
виділити селекцією на обумовлену транспозоном стійкість [5, 6].
Одним із підходів у дослідженні фізіолого-біохімічних
процесів, які відбуваються за симбіозу бобових рослин із
бульбочковими бактеріями, є створення і вивчення різних за
ефективністю симбіотичних систем, що дає можливість дослідити
основні етапи становлення й розвитку взаємовідносин між
партнерами бобово-ризобіального симбіозу, а також вивчити
структурні особливості будови симбіотичних органів рослин та
підібрати критерії для селекції нових високоефективних штамів
бульбочкових бактерій.
Створення різних за ефективністю азотфіксувальних систем
ризобії – бобові рослини як модельних для вивчення фізіолого-
біохімічних процесів цього симбіозу має велике теоретичне значення
і практичну цінність. Від того, наскільки ефективно функціонує
симбіотична система, залежить її продуктивність і вклад в азотний
баланс ґрунту.
Серед зернобобових культур чільне місце займає соя як
за площею посівів, так і за цінністю утворюваної продукції. За
обсягами виробництва і використання вона в кілька разів перевищує
всі разом узяті однорічні зернобобові рослини і займає чільне місце
в світі серед високобілкових і олійних культур [7].
Тому метою нашої роботи було дослідження процесів
формування і функціонування симбіозу рослин сої із різними
за ефективністю транспозоновими мутантами Bradyrhizobium
japonicum.
Матеріали й методи. У дослідженнях використовували
рослини сої Glycine max (L.) Merr. сорту Мар’яна спільної селекції
41
Інституту фізіології рослин і генетики (ІФРГ) НАН України,
Селекційно-генетичного інституту й Інституту землеробства
УААН. У роботі застосовували повільнорослі штами 646 і 634 б
Bradyrhizobium japonicum із музейної колекції ІФРГ НАН України,
а також Tn5-мутанти штаму B. japonicum 646, отримані у відділі
симбіотичної азотфіксації ІФРГ НАН України [8].
Рослини сої вирощували в умовах вегетаційного досліду
на промитому річковому піску по 6–8 од. у посудинах Вагнера
ємністю 13 кг, які попередньо стерилізували 20 %-ним розчином
Н2О2, за природного освітлення та вологості субстрату 60 % повної
вологоємності. Джерелом мінерального живлення була поживна
суміш Гельрігеля, що містила, крім інших елементів живлення, 0,25
норми азоту з додаванням мікроелементів Mo, B і Fe. Як контроль
використовували вихідний 646 та виробничий 634 б штами
B. japonicum.
Насіння сої стерилізували протягом 15 хв 70 %-ним розчином
етанолу, після чого 2 год. промивали водою. Ризобіальні штами і
Tn5-мутанти вирощували на манітно-дріжджовому агарі протягом
8 діб за температури 28 °С. Інокуляцію насіння здійснювали шляхом
зволоження його протягом години бактеріальною суспензією із
концентрацією 108 клітин/мл, після чого його висівали у вегетаційні
посудини. Відбір рослин для аналізу проводили у фази утворення
3-х справжніх листків, бутонізації і цвітіння. Повторність дослідів
8–10-разова.
У відібраних зразках обраховували кількість та масу утворених
бульбочок на коренях сої, а також продуктивність рослин.
Азотфіксувальну (нітрогеназну) активність визначали ацети-
леновим методом [9] на газовому хроматографі “Chromatograph-
504” (Польща).
Усі результати оцінювали статистично за загальноприйнятою
методикою [10]. У таблицях і рисунках подані середньоарифмети-
чні значення та їх стандартні похибки.
Результати та їх обговорення. Формування ефективного
бобово-ризобіального симбіозу – це результат складної взаємодії між
рослинним і бактеріальним геномом. Для створення симбіотичних
систем із різним рівнем ефективності ми проводили інокуляцію
насіння сої відібраними в результаті первинного скринінгу Tn5-
мутантами ризобій.
Однією з важливих симбіотичних характеристик бульбочко-
42
вих бактерій є вірулентність, тобто здатність проникати в коріння
рослини-господаря і ініціювати утворення бульбочок. Результати
наших досліджень показали (табл. 1), що кількість бульбочок у
рослин сої усіх варіантів зростала в онтогенезі. У фазу формування
3-х справжніх листків найбільш вірулентним виявився Tn5-мутант
21-2, за інокуляції яким підвищувалось бульбочкоутворення на
25 % у порівнянні з інокуляцією штамом B. japonicum 646. У той
же період тенденцію до збільшення кількості бульбочок відмічали
у рослин, інокульованих Tn5-мутантом 113. Усі інші досліджувані
Tn5-мутанти характеризувалися нижчою нодуляційною активністю,
ніж вихідний 646 та виробничий 634 б штами.
Проте, за масою сформованих бульбочок у фазу утворення
3-х справжніх листків три Tn5-мутанти (21-2, 9-1 і 17-2) значно
перевищували контроль (табл. 2). Бульбочки, утворені цими
мутантами, були зосереджені, в основному, у верхній частині
головного кореня, мали більші розміри у порівнянні з інокуляцією
іншими досліджуваними ризобіями.
У фазу бутонізації зростання кількості утворених бульбочок
відмічали у рослин, інокульованих Tn5-мутантами 107 і 113
(табл. 1). Ця тенденція зберігалася до закінчення спостережень –
під час цвітіння сої різниця між згаданими мутантами та вихідним
штамом 646 становила відповідно 62,1 і 112,1 %. Отже, Tn5-мутанти
107 і 113 характеризувалися найвищою вірулентністю порівняно з
іншими досліджуваними бульбочковими бактеріями. Збільшення
нодуляційної активності у цих Tn5-мутантів спостерігали на пізніх
етапах формування симбіотичних взаємовідносин. Бульбочки,
утворені ними, були дрібні, мали незначну масу у порівнянні з
вихідним штамом та іншими мутантами (табл. 2). Винятком був
Tn5-мутант 118-8, який упродовж усього періоду дослідження
викликав утворення бульбочок значно меншої маси у порівнянні з
іншими варіантами.
Усі досліджувані мутанти, за винятком 107 і 113, у фазу бу-
тонізації за нодуляційною здатністю (табл. 1) та масою утворених
бульбочок (табл. 2) були менш активними або знаходилися за цими
показниками на рівні вихідного штаму. Аналогічна закономірність
спостерігалася і в період цвітіння сої.
Відомо, що лише деякі гени вірулентності є спільними
для всіх видів ризобій, тоді як більшість із них – видо- або
штамоспецифічні: вони контролюють структурні модифікації Nod-
43
факторів, що визначають специфічність їх морфогенетичної дії
на рослину. Тобто, зміни нодуляційної активності бульбочкових
бактерій по відношенню до рослини-господаря можуть бути
викликані мутаціями генів вірулентності ризобій [11].
Таблиця 1. Утворення бульбочок (од./рослину) на
коренях сої під впливом інокуляції Tn5-мутантами
B. japonicum 646
Варіанти
досліду
Фаза розвитку рослин
3 справжніх листки бутонізація цвітіння
Штам
634�� �б 26,87 ± 2,28 35,50 ± 1,97 53,83 ± 1,74
646 28,75 ± 1,79 42,50 ± 2,32 66,00 ± 5,70
Tn5-мутант
21-2 36,00 ± 2,63 37,62 ± 2,63 66,00 ± 5,77
9-1 21,87 ± 1,46 39,12 ± 2,36 63,17 ± 2,68
17-2 27,00 ± 2,08 42,87 ± 2,93 61,33 ± 4,54
35-2 24,37 ± 2,16 36,37 ± 1,60 73,00 ± 3,01
107 22,25 ± 1,87 50,25 ± 1,67 107,00 ± 3,76
113 33,75 ± 2,88 56,37 ± 2,08 140,00 ± 6,48
118-8 17,12 ± 1,19 37,25 ± 2,64 47,67 ± 4,12
Найважливішим показником ефективності функціонування
симбіотичних систем є азотфіксувальна активність (АФА)
кореневих бульбочок. Нами встановлено, що у різні фази розвитку
рослин Tn5-мутанти 21-2, 9-1 і 17-2 підвищували АФА сої у
порівнянні з інокуляцією штамом-стандартом і вихідним штамом
(рис.). Показано, що в період утворення 3-х справжніх листків
найвищою АФА характеризувався мутант 17-2. У фазу бутонізації
ми відмічали зниження АФА у цього Tn5-мутанта у порівнянні
з вихідним штамом на 26,2 %. Протягом фази цвітіння рослин
44
показники активності кореневих бульбочок для цього мутанта
були вищими у порівняні до B. japonicum 646, проте достовірно не
відрізнялися від цих показників штаму 634 б.
Таблиця 2. Маса бульбочок (г/рослину) на коренях
сої під впливом інокуляції різними Tn5-мутантами
B. japonicum 646
Варіанти досліду Фаза розвитку рослин
3 справжніх листки бутонізація цвітіння
Штам
634б 0,15 ± 0,01 0,41 ± 0,03 0,64 ± 0,03
646 0,18 ± 0,01 0,56 ± 0,04 1,31 ± 0,09
Tn5-мутант
21-2 0,24 ± 0,02 0,51 ± 0,02 1,16 ± 0,06
9-1 0,21 ± 0,01 0,54 ± 0,02 1,14 ± 0,06
17-2 0,21 ± 0,02 0,56 ± 0,04 1,15 ± 0,06
35-2 0,14 ± 0,01 0,39 ± 0,02 0,88 ± 0,03
107 0,09 ± 0,01 0,31 ± 0,02 0,41 ± 0,04
113 0,08 ± 0,01 0,33 ± 0,02 0,68 ± 0,03
118-8 0,02 ± 0,00 0,23 ± 0,02 0,47 ± 0,03
Tn5-мутант 21-2 у першу фазу відбору за абсолютним зна-
ченням АФА перевищив B. japonicum 634б, але ця різниця була не-
достовірною (рис.). У цього мутанта максимальні показники актив-
ності кореневих бульбочок спостерігали у фазу бутонізації, а в пе-
ріод цвітіння рослин вони знижувалися. Це співпадає із динамікою
АФА вихідного штаму 646, у якого пік азотфіксувальної активності
45
також припадав на фазу бутонізації рослин. Усі інші досліджувані
Tn5-мутанти і виробничий штам 634 б підвищували АФА протягом
вегетації рослин, максимум якої припадав на фазу цвітіння.
Рис. Динаміка загальної азотфіксувальної активності
кореневих бульбочок сої, інокульованої Tn5-мутантами
B. japonicum 646
Нами відмічено Tn5-мутанти 107, 113, 35-2 і 118-8, інокуляція
якими призводила до значного зниження азотфіксувальної
активності бульбочок протягом досліджуваного періоду вегетації
сої (рис.), хоча транспозоновий мутант 35-2 у фазу цвітіння рослин
характеризувався дещо вищою АФА у порівнянні із зазначеними
Tn5-мутантами.
Між нодуляційною здатністю бульбочкових бактерій та їх
азотфіксувальною активністю не завжди існує прямий зв’язок.
Підтвердженням цього є дані, отримані нами при інокуляції рослин
сої високовірулентими Tn5-мутантами 107 і 113, які характеризува-
лися низькою АФА протягом усього періоду досліджень (рис.).
Встановлено, що Tn5-мутант 21-2, який у фазу утворення у сої 3-х
справжніх листків відзначався найвищою вірулентністю (табл. 1),
збільшував АФА у фазу бутонізації рослин.
Від активності фіксації молекулярного азоту бульбочковими
бактеріями і подальшого розподілу продуктів асиміляції між різними
органами рослини залежить формування вегетативної і насіннєвої
продуктивності. Встановлено, що інокуляція рослин сої Tn5-
0
10
20
30
40
50
60
70
634 646 21-2 9-1 17-2 35-2 107 113 118
,
,
2
4
/(
•
)
3
118-8118-8
46
мутантами 21-2, 9-1 і 17-2 стимулювала наростання надземної маси
(табл. 3). У фазу появи 3-х справжніх листків найвищі показники
маси надземної частини зафіксовані у варіанті з інокуляцією
мутантом 17-2. Це відповідає найвищій АФА бульбочок у рослин
цього варіанту (рис.).
При бактеризації насіння Tn5-мутантами 107, 113, 35-2 і 118-
8 спостерігали зниження маси надземної частини рослин у фазу
появи 3-х справжніх листків у порівнянні з іншими досліджуваними
варіантами (табл. 3). Ця тенденція зберігалася до кінця спостережень
і у фазу цвітіння відмічалося значне відставання у розвитку
цих рослин у порівнянні з варіантами із застосуванням інших
досліджуваних мутантів і контрольних штамів. Винятком є мутант
35-2, який у фазу цвітіння підвищував наростання надземної маси
рослин сої, проте, за цим показником достовірно не перевищував
виробничий штам 634 б.
Відомо, що рослини сої, які відчувають стрес унаслідок
нестачі азоту за слабкої азотфіксації, формують фотосинтетичний
апарат низької активності [12] і з цієї причини можуть відставати у
рості через недостатнє засвоєння вуглецю при фотосинтезі. Існують
дані, що у кормових бобів після досягнення максимального рівня
азотфіксації і акумуляції рослинами достатньої кількості азоту
зазвичай наступає період так званого С-лімітованого росту [13]. У
проведених дослідженнях ми, вочевидь, спостерігали таке явище у
рослин, інокульованих неактивними Tn5-мутантами 107, 113, 35-2
і 118-8, що є наслідком азотного голодування рослин. Саме дефіцит
симбіотично фіксованого азоту в даному випадку може бути
обмежуючим фактором росту рослин сої в умовах неефективного
симбіозу.
Таким чином, нами встановлено позитивний вплив інокуляції
насіння сої активними Tn5-мутантами 21-2, 9-1 і 17-2 на наростан-
ня маси рослин протягом усього періоду досліджень. Відповідно,
використання транспозонових мутантів 107, 113, 35-2 і 118-8 мало
негативний ефект на ростові параметри сої і призводило до зни-
ження цих показників.
Під час проведення вегетаційних експериментів для обліку
урожайності до репродуктивної фази ми залишали по 6 рослин
сої у посудині. Найвищий достовірний результат у порівнянні
з вихідним і виробничим штамами встановлено у варіантах, де
інокулянтами були Tn5- мутанти 21-2 і 17-2 (табл. 4). У той же час
47
значне зниження урожайності насіння (на 11–22 %) відмічали у
рослин, бактеризованих мутантами 107, 113, 35-2 і 118-8, порівняно
до контрольного варіанту з бактеризацією штамом-стандартом
634 б.
Таблиця 3. Динаміка наростання сирої вегетативної
маси (г/рослину) сої, інокульованої Tn5-мутантами
B. japonicum 646
В
ар
іа
нт
и
до
сл
ід
у
Фаза розвитку рослин
3 справжніх
листки бутонізація цвітіння
маса
надземної
частини
маса
кореня
маса
надземної
частини
маса
кореня
маса
надземної
частини
маса
кореня
Штам
634б 6,08±0,44 4,36±0,2410,90±0,427,33±0,6414,11±1,309,28±0,51
646 6,33±0,35 3,72±0,1911,52±0,278,27±0,1915,39±0,899,23±0,61
Tn5-мутант
21-2 7,07±0,22 4,48±0,1113,26±0,488,79±0,4117,38±0,469,54±0,79
9-1 7,06±0,30 4,92±0,1412,08±0,348,14±0,2016,31±1,398,25±0,42
17-2 7,28±0,37 3,85±0,2613,33±0,537,86±0,2016,19±1,288,13±0,71
107 5,56±0,20 4,04±0,11 9,23±0,59 8,69±0,64 9,46±0,72 6,28±0,38
113 5,53±0,29 3,30±0,13 8,24±0,23 7,52±0,29 9,16±0,56 6,57±0,43
35-2 5,25±0,40 3,55±0,28 8,75±0,65 6,55±0,3213,41±0,868,15±0,25
118-8 5,11±0,32 3,93±0,13 7,29±0,29 7,91±0,38 8,98±0,77 8,57±0,54
Отже, ми встановили, що за інокуляції Tn5-мутантами 21-2 і
17-2, які у різні фази розвитку рослин відзначалися високою АФА
кореневих бульбочок і збільшували наростання вегетативної маси
у порівнянні з контролями, рослини забезпечували достовірний
приріст урожаю. Проте, треба відзначити, що близький за АФА до
зазначених вище мутантів Tn5-мутант 9-1 за цим показником суттєво
не відрізнявся від варіантів із бактеризацією виробничим штамом
634 б. Можливо, це пов’язано із неправильним перерозподілом
продуктів асиміляції атмосферного азоту у рослин, бактеризованих
цим мутантом.
48
Також встановлено, що обробка насіння високовірулентни-
ми, проте малоактивними Tn5-мутантами 107, 113 і 35-2 виклика-
ла зниження біометричних показників і насіннєвої продуктивності
рослин. Вірогідно, що за рахунок низької фіксації молекулярного
азоту у рослини не надходили речовини, необхідні для нормально-
го росту, розвитку і репродуктивної активності симбіотичної сис-
теми.
Таблиця 4. Урожайність насіння сої,
інокульованої Tn5-мутантами B. japonicum 646
Варіанти
досліду
Маса
насіння,
г/посудину
Приріст
до контролю
(B. japonicum 634����� ����б),
%
Приріст
до контролю
(B. japonicum 646),
%
Штам
634�� �б 21,71 ± 0,42 – + 1,31
646 21,43 ± 0,60 – 1,30 –
Tn5-мутант
21-2 26,43 ± 1,19 + 21,75 + 23,35
9-1 22,70 ± 1,65 + 4,57 + 5,94
17-2 24,13 ± 2,67 + 11,15 + 12,61
107 17,72 ± 0,62 – 18,36 – 17,29
113 15,90 ± 1,87 – 26,78 – 25,82
35-2 11,34 ± 1,60 – 47,75 – 47,06
118-8 11,95 ± 1,99 – 44,95 – 44,02
НІР05 1,67
Отже, нами були створені різні за ефективністю симбіотичні
системи сої, в яких мікропартнерами були окремі Tn5-мутанти
B. japonicum 646. Використані в дослідженнях мутанти відрізнялися
за своїми симбіотичними характеристиками. Показано, що
високовірулентні мутанти не завжди сприяють підвищенню
азотфіксувальної активності кореневих бульбочок і продуктивності
рослин, а висока активність азотфіксації не завжди приводить
до збільшення насіннєвої продуктивності сої. Окрім того, нами
відмічено Tn5-мутант 118-8, який характеризувався низькою
нодуляційною і азотфіксувальною активністю. За інокуляції двома
із досліджуваних мутантів (21-2 і 17-2) підвищувалася насіннєва
продуктивність рослин. Отже, зазначені Tn5-мутанти можуть
формувати ефективні симбіотичні системи сої і потребують
49
подальшого випробування в умовах польових експериментів.
Таким чином, методом транспозонового мутагенезу
отримано Tn5-мутанти, які використані в модельних дослідах при
вивченні функціонування бобово-ризобіальної системи і можуть
бути перспективним вихідним матеріалом для подальшої селекції
виробничих штамів бульбочкових бактерій.
1. O’Hara G.W. The role of nitrogen fixation in crop production //J. of
Crop Prod. – 1998. – Vol. 1. – Р. 115–138.
2. Graham P.H., Vance C.P. Nitrogen fixation in perspective: an over-
view of research and extension needs //Field Crops Res. – 2000. – Vol. 65.
– Р. 93–106.
3. Пропоров Н.А., Симаров Б.В. Генетический полиморфизм
бобовых культур по способности к симбиозу с клубеньковыми бактериями
//Генетика. – 1992. – Т. 28, № 6. – С. 5–14.
4. Тихонович И.А., Пропоров Н.А. Генетика симбиотической
азотфиксации с основами селекции. – С.-Пб.: Наука, 1998. – 194 с.
5. Генетические основы селекции клубеньковых бактерий /
Симаров Б.В., Аронштам А.А., Новикова Н.И. и др. – Л.: Агропромиздат,
1990. – 192 с.
6. Hayes F. Transposon-based strategies for microbial functional genom-
ics and proteomics //Annu. Rev. Genet. – 2003. – Vol. 37. – P. 3–29.
7. Александров В.Т., Гладій М.В., Лавров Є.М., Рішар І.М.
Зерновий та хлібопродуктивний товарообіг в Україні: Енциклопедичний
довідник. – К.: АртЕк, 2000. – 544 с.
8. Маліченко С.М., Даценко В.К., Василюк В.М., Коць С.Я.
Транспозоновий мутагенез штамів Bradyrhizobium japonicum //Физиол. и
биохим. культ. раст. – 2007. – Т. 39, № 5. – С. 409–418.
9. Hardy R.W.F., Holsten R.D., Jackson E.K., Burns R.C. The acetylene-
ethylene assay for N2-fixation: laboratoty and field evaluation //Plant Physiol.
– 1968. – Vol. 43, N 8. – P. 1185–1207.
10. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. – М.: Агропромиздат,
1985. – 351 с.
11. Тихонович И.А., Борисов А.Ю., Цыганов В.Е. и др. Интеграции
генетических систем растений и микроорганизмов при симбиозе //Успехи
соврем. биол. – 2005. – Т. 125, № 3. – С. 227–238.
12. Нгуен Т.Ч., Андреева Т.Ф., Строгонова Л.Е. и др. Фотосинтез
и фиксация атмосферного азота у растений сои //Физиол. раст. – 1983.
– Т. 30, № 4. – С. 674–681.
13. Жизневская Г.Я., Троицкая Г.Н., Дуброво П.Н., Косенко Л.В.
Стресс от недостатка азота при неэффективном симбиозе у Vicia faba //
Физиол. раст. – 1997. – Т. 44, № 5. – С. 676–682.
50
Исследования симбиотических свойств
Tn5-мутантов клубеньковіх бактерий сои
Василюк В.Н., Маменко П.Н., Береговенко С.К.
Институт физиологии растений и генетики НАН Украины, г. Киев
В условиях вегетационных опытов изучали эффективность
формирования и функционирования азотфиксирующих систем сои
(Glycine max (L.) Merr.) с разными по симбиотическим свойствам
Tn5-мутантами Bradyrhizobium japonicum 646. Установлено, что
инокуляция семян высоковирулентными, но малоактивними транс-
позоновыми мутантами 107 и 113 вызывала снижение у растений
биометрических показателей и семенной продуктивности по срав-
нению с контрольними (исходным 646 и производственным 634б)
штаммами. Отмечено, что Tn5-мутант 118-8 отличался низкой
нодуляционной и азотфиксирующей активностью. Бактеризация
семян высокоактивными мутантами 21-2 и 17-2 обеспечивала до-
стоверный прирост урожайности сои по сравнению с контролем.
Отмеченные Tn5-мутанты могут бать перспективным исходным
материалом для дальнейшей селекции производственных штам-
мов клубеньковых бактерий.
Ключевые слова: Bradyrhizobium japonicum, Glycine max (L.)
Merr., Tn5-мутант, симбиоз, симбиотические свойства.
Investigation of symbiotic properties of
Tn5-mutants soybean nodule bacteria
Vasyliuk V.M., Mamenko P.M., Beregovenko S.K.
Institute of Plant Physiology and Genetics, NAS of Ukraine, Kyiv
Effectiveness forming and functioning of nitrogen-fixing systems
created by soybean (Glycine max (L.) Merr.) and Tn5-mutants of
Bradyrhizobium japonicum 646 with different symbiotic properties
were studied in green house experiments. Inoculation of seeds by Tn5-
mutants 107 and 113 with high virulence, but low activities, lead to
decrease of the biometric properties and enhanced yield of plant seeds
in comparison with control strains wild 646 and production 634б. Tn5-
mutant 118-8 had the low nodulation and nitrogen fixing activities.
Inoculation of seeds by high activity mutants 21-2 and 17-2 got reliable
increase grain yield of plants in comparison with control. Consequently,
this Tn5-mutants may to be used as perspective initial material for the
next selection productive nodulate bacteria strains.
Key words: Bradyrhizobium japonicum, Glycine max (L.) Merr.,
Tn5-mutant, symbiosis, symbiotic properties.
|
| id | oai:ojs2.smic.in.ua:article-394 |
| institution | Agriciltural microbiology |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-23T01:13:04Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | smicinua/c9/44245412db3a7f6d2ed505e3e4f9f1c9.pdf |
| spelling | oai:ojs2.smic.in.ua:article-3942026-07-22T10:10:49Z INVESTIGATION OF SYMBIOTIC PROPERTIES OF TN5-MUTANTS SOYBEAN NODULE BACTERIA ДОСЛІДЖЕННЯ СИМБІОТИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ TN5-МУТАНТІВ БУЛЬБОЧКОВИХ БАКТЕРІЙ СОЇ Василюк , В.М. Маменко , П.М. Береговенко , С.К. Bradyrhizobium japonicum, Glycine max (L.) Merr., Tn5-mutant, symbiosis, symbiotic properties Bradyrhizobium japonicum, Glycine max (L.) Merr., Tn5-мутант, симбіоз, симбіотичні властивості Effectiveness forming and functioning of nitrogen-fixing systems created by soybean (Glycine max (L.) Merr.) and Tn5-mutants of Bradyrhizobium japonicum 646 with different symbiotic properties were studied in green house experiments. Inoculation of seeds by Tn5- mutants 107 and 113 with high virulence, but low activities, lead to decrease of the biometric properties and enhanced yield of plant seeds in comparison with control strains wild 646 and production 634б. Tn5- mutant 118-8 had the low nodulation and nitrogen fixing activities. Inoculation of seeds by high activity mutants 21-2 and 17-2 got reliable increase grain yield of plants in comparison with control. Consequently, this Tn5-mutants may to be used as perspective initial material for the next selection productive nodulate bacteria strains. В умовах вегетаційних експериментів вивчали ефективність формування і функціонування азотфіксувальних систем сої (Glycine max (L.) Merr.) із різними за симбіотичними характеристиками Tn5-мутантами Bradyrhizobium japonicum 646. Встановлено, що інокуляція насіння високовірулентними, проте малоактивними транспозоновими мутантами 107 і 113 викликала зниження у рослин біометричних показників і насіннєвої продуктивності у порівнянні з інокуляцією контрольними (вихідним 646 і виробничим 634б) штамами. Відмічено, що Tn5-мутант 118-8 відзначався низькою нодуляційною і азотфіксувальною активністю. Бактеризація насіння високоактивними мутантами 21-2 і 17-2 забезпечувала достовірний приріст урожайності сої у порівнянні з контролем. Зазначені Tn5-мутанти можуть бути перспективним вихідним матеріалом для подальшої селекції виробничих штамів бульбочкових бактерій. Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine 2008-02-20 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/394 10.35868/1997-3004.6.39-50 Agricultural microbiology; Vol. 6 (2007): Agriciltural microbiology; 39-50 Сільськогосподарська мікробіологія; Том 6 (2007): Сільськогосподарська мікробіологія; 39-50 1997-3004 10.35868/1997-3004.6 uk https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/394/477 Авторське право (c) 2008 V.M. Vasyliuk , P.M. Mamenko , S.K. Beregovenko https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | Bradyrhizobium japonicum Glycine max (L.) Merr. Tn5-мутант симбіоз симбіотичні властивості Василюк , В.М. Маменко , П.М. Береговенко , С.К. ДОСЛІДЖЕННЯ СИМБІОТИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ TN5-МУТАНТІВ БУЛЬБОЧКОВИХ БАКТЕРІЙ СОЇ |
| title | ДОСЛІДЖЕННЯ СИМБІОТИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ TN5-МУТАНТІВ БУЛЬБОЧКОВИХ БАКТЕРІЙ СОЇ |
| title_alt | INVESTIGATION OF SYMBIOTIC PROPERTIES OF TN5-MUTANTS SOYBEAN NODULE BACTERIA |
| title_full | ДОСЛІДЖЕННЯ СИМБІОТИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ TN5-МУТАНТІВ БУЛЬБОЧКОВИХ БАКТЕРІЙ СОЇ |
| title_fullStr | ДОСЛІДЖЕННЯ СИМБІОТИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ TN5-МУТАНТІВ БУЛЬБОЧКОВИХ БАКТЕРІЙ СОЇ |
| title_full_unstemmed | ДОСЛІДЖЕННЯ СИМБІОТИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ TN5-МУТАНТІВ БУЛЬБОЧКОВИХ БАКТЕРІЙ СОЇ |
| title_short | ДОСЛІДЖЕННЯ СИМБІОТИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ TN5-МУТАНТІВ БУЛЬБОЧКОВИХ БАКТЕРІЙ СОЇ |
| title_sort | дослідження симбіотичних властивостей tn5-мутантів бульбочкових бактерій сої |
| topic | Bradyrhizobium japonicum Glycine max (L.) Merr. Tn5-мутант симбіоз симбіотичні властивості |
| topic_facet | Bradyrhizobium japonicum Glycine max (L.) Merr. Tn5-mutant symbiosis symbiotic properties Bradyrhizobium japonicum Glycine max (L.) Merr. Tn5-мутант симбіоз симбіотичні властивості |
| url | https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/394 |
| work_keys_str_mv | AT vasilûkvm investigationofsymbioticpropertiesoftn5mutantssoybeannodulebacteria AT mamenkopm investigationofsymbioticpropertiesoftn5mutantssoybeannodulebacteria AT beregovenkosk investigationofsymbioticpropertiesoftn5mutantssoybeannodulebacteria AT vasilûkvm doslídžennâsimbíotičnihvlastivostejtn5mutantívbulʹbočkovihbakteríjsoí AT mamenkopm doslídžennâsimbíotičnihvlastivostejtn5mutantívbulʹbočkovihbakteríjsoí AT beregovenkosk doslídžennâsimbíotičnihvlastivostejtn5mutantívbulʹbočkovihbakteríjsoí |