РЕАКЦІЯ BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM У ВІЛЬНОЖИВУЧІЙ ТА СИМБІОТИЧНІЙ ФОРМАХ НА ЗАСТОСУВАННЯ БУРШТИНОВОЇ КИСЛОТИ
Objective. Find out the influence of different concentrations of succinic acid on the intensity of growth of Bradyrhizobium japonicim and the activity of symbiotic systems created with their participation. Methods. Microbiological, physiological, statistical, gas chromatography. Results. It was foun...
Gespeichert in:
| Datum: | 2022 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine
2022
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/501 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Agriciltural microbiology |
| Завантажити файл: |  |
Institution
Agriciltural microbiology| _version_ | 1871466298600325120 |
|---|---|
| author | Рибаченко, Л. І. Коць, С. Я. Пухтаєвич, П. П. Рибаченко, О. Р. Омельчук, С. В. |
| author_facet | Рибаченко, Л. І. Коць, С. Я. Пухтаєвич, П. П. Рибаченко, О. Р. Омельчук, С. В. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Л. І. Рибаченко",
"institution": "Інститут фізіології рослин і генетики Національної академії наук України"
},
{
"author": "С. Я. Коць",
"institution": "Інститут фізіології рослин і генетики Національної академії наук України"
},
{
"author": "П. П. Пухтаєвич",
"institution": "Інститут фізіології рослин і генетики Національної академії наук України"
},
{
"author": "О. Р. Рибаченко",
"institution": "Інститут фізіології рослин і генетики Національної академії наук України"
},
{
"author": "С. В. Омельчук",
"institution": "Інститут фізіології рослин і генетики Національної академії наук України"
}
] |
| author_sort | Рибаченко, Л. І. |
| baseUrl_str | https://smic.in.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-22T10:10:51Z |
| description | Objective. Find out the influence of different concentrations of succinic acid on the intensity of growth of Bradyrhizobium japonicim and the activity of symbiotic systems created with their participation. Methods. Microbiological, physiological, statistical, gas chromatography. Results. It was found that the T21-2 strain had a more pronounced reaction to the use of succinic acid than the PC08 strain, regardless of its concentration. Addition of succinic acid to the culture medium of rhizobia at a concentration of 0.01 and 0.02 g/L led to an increase in the titre of bacterial cells of T21- 2 and PC08 strains, while at a concentration of 0.2 g/L it had a toxic effect on the studied strains. Succinic acid at a concentration of 0.01 g/L, both during seed treatment and as a component of the inoculation suspension, significantly activated the processes of formation and functioning of soybean symbiotic systems formed by the T21-2 rhizobia strain. At a concentration of 0.02 g/L, it provided the highest rate of growth of bacterial cells among the studied variants and led to an increase in their titre relative to rhizobia without adding acid, both on day three and four of cultivation. At the same time, regardless of the method of application, this concentration of succinic acid partially inhibited the nodulation activity of T21-2 strain and the nitrogen-fixing activity of the symbiotic systems formed with their participation. Conclusion. Based on the revealed effect of succinic acid on the growth of Bradyrhizobium japonicum in pure culture and on the formation and functioning of symbiosis, we recommend adding succinic acid at a concentration of 0.01 g/L, both as a component of the inoculation suspension, and for pre-sowing seed treatment to increase the activity of soybean-rhizobia symbiotic systems. |
| doi_str_mv | 10.35868/1997-3004.36.36-46 |
| first_indexed | 2025-07-17T12:26:41Z |
| format | Article |
| fulltext |
36
Сільськогосподарська мікробіологія. 2022. Вип. 36. С. 36–46.
ISSN 1997-3004
https://doi.org/10.35868/1997-3004.36.36-46
УДК 579:581.1:631.86:631.847.211:632.952
РЕАКЦІЯ BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM
У ВІЛЬНОЖИВУЧІЙ ТА СИМБІОТИЧНІЙ ФОРМАХ
НА ЗАСТОСУВАННЯ БУРШТИНОВОЇ КИСЛОТИ
Л. І. Рибаченко, С. Я. Коць, П. П. Пухтаєвич,
О. Р. Рибаченко, С. В. Омельчук
Інститут фізіології рослин і генетики Національної академії наук України
вул. Васильківська, 31/17; м. Київ, 03022, Україна; e-mail: veselika@ukr.net
Мета. З’ясувати вплив різних концентрацій бурштинової кислоти на інтенсивність ро-
сту Bradyrhizobium japonicиm та активність симбіотичних систем, створених за їх участю.
Методи. Мікробіологічні, фізіологічні, статистичні, газова хроматографія. Результати.
Виявлено, що штам Т21-2 мав більш виражену, як порівняти зі штамом РС08, реакцію на
застосування бурштинової кислоти незалежно від її концентрації. Додавання до середови-
ща культивування ризобій бурштинової кислоти у концентрації 0,01 та 0,02 г/л зумовлювало
зростання титру бактеріальних клітин штамів Т21-2 і РС08, тоді як у концентрації 0,2 г/л
вона здійснювала токсичний вплив на досліджувані штами. Бурштинова кислота у концен-
трації 0,01 г/л, як за обробки насіння, так і в ролі компонента інокуляційної суспензії сут-
тєво активізувала процеси формування та функціонування симбіотичних систем сої,
утворених штамом ризобій Т21-2. У концентрації 0,02 г/л вона забезпечувала найвищий з
досліджуваних варіантів темп росту бактеріальних клітин і викликала підвищення їхнього
титру щодо ризобій без додавання кислоти як на третю, так і на четверту добу культи-
вування. Незалежно від способу застосування, така концентрація бурштинової кислоти
частково пригнічувала нодуляційну активність ризобій штаму Т21-2 та азотфіксувальну
активність сформованих за їх участю симбіотичних систем. Висновки. На основі виявле-
ного впливу бурштинової кислоти на ріст Bradyrhizobium japonicиm у чистій культурі та
на формування й функціонування симбіозу, для підвищення активності соєво-ризобіальних
симбіотичних систем нами рекомендовано застосовувати бурштинову кислоту в концен-
трації 0,01 г/л як у ролі компонента інокуляційної суспензії, так і для передпосівної оброб-
ки насіння.
Ключові слова: Bradyrhizobium japonicиm, бурштинова кислота, азотфіксувальна ак-
тивність, бобово-ризобіальний симбіоз, соя.
Вступ. Соя є основною зернобобовою
культурою в світовому землеробстві. Вона
має важливе агротехнічне значення, є прек-
расним елементом збалансованої сівозміни
та попередником для наступних сільськогос-
подарських культур, особливо зернових, ви-
являє фітомеліоративні й фітосанітарні влас-
тивості. За рахунок добре розвиненої коре-
невої системи, що проникає глибоко в ґрунт,
ця культура здатна використовувати малодо-
ступні важкорозчинні мінеральні сполуки не
тільки з орного, а й із більш глибоких шарів
ґрунту, а також підвищувати рівень його
аерації [1]. Окрім цього, біологічною особ-
ливістю сої є здатність утворювати високо-
ефективні азотфіксувальні симбіози з буль-
бочковими бактеріями, завдяки яким відбу-
вається збагачення ґрунтів доступними для
рослин формами азоту [2]. Вона є особливо
цінною білково-олійною культурою, вміст
білка в зерні якої становить від 35 % до
50 %. Крім того, зерно сої містить до 31 %
безазотистих екстрактивних речовин, 14–
26 % — жиру, 20–30 % — крохмалю,
3–7 % — клітковини, 4–6 % — золи, а в
100 кг зерна міститься 147 кормових оди-
© Л. І. Рибаченко, С. Я. Коць, П. П. Пухтаєвич, О. Р. Рибаченко, С. В. Омельчук, 2022
37
ниць. У золі багато калію, фосфору, кальцію,
а також вітамінів (А, В1, С, В2, Е, К, D1, D3,
PP) [3]. Саме тому збільшення продуктивно-
сті цієї культури із урахуванням її симбіоти-
чного потенціалу є одним із найважливіших
засобів поповнення як харчового, так і кор-
мового білка в світі, дефіцит якого є най-
більш актуальною проблемою сьогодення.
Аналіз останніх досліджень і публіка-
цій. У контексті сучасних стратегічних на-
прямків розвитку аграрного сектору підви-
щення продуктивності сільськогосподарсь-
ких культур досягається шляхом інтенсифі-
кації виробництва за рахунок застосування
нових прогресивних технологій, які дають
змогу підвищити врожайність і стійкість ку-
льтурних рослин до несприятливих чинників
довкілля. Складовою частиною цього напря-
му є розробка методів екзогенної регуляції та
стабілізації адаптивних реакцій рослин зав-
дяки використанню фізіологічно активних
речовин.
З екологічної точки зору до практики ро-
слинництва варто зарахувати метод передпо-
сівної обробки насіння регуляторами росту.
Ці сполуки у виключно малих дозах вплива-
ють на важливі фізіолого-біохімічні процеси,
зумовлюючи активізацію метаболізму рос-
линного організму, що дозволяє підвищувати
ефективність реалізації потенційної продук-
тивності сортів [4]. Відомо, що регулятори
росту здатні проявляти антиоксидантні влас-
тивості та підвищувати стійкість рослин до
несприятливих факторів навколишнього се-
редовища (фізичних, хімічних, біологічних)
[5; 6].
Дослідженнями низки авторів доведено,
що регулятори росту позитивно впливають
не лише на рослинний організм, а й на роз-
виток і функціонування мікробіоти ґрунту,
активізують процеси формування та функці-
онування симбіотичних систем бобових ку-
льтур і сприяють збільшенню їхньої продук-
тивності. Ці сполуки підвищують нітрогена-
зну активність не лише тих штамів мікроор-
ганізмів, які застосовувалися для інокуляції,
але й азотфіксувальних мікроорганізмів, що
мешкають у ґрунті та перебувають у зоні ви-
сіяного насіння, а потім і в прикореневій зоні
рослин [7; 8]. Такий ефект від застосування
регуляторів росту є досить важливим на сьо-
годні з огляду на широке використання у су-
часних технологіях вирощування бобових хі-
мічних засобів захисту рослин, зокрема фун-
гіцидів, дія яких призводить до серйозних
негативних наслідків у разі їхньої токсично-
сті щодо інокулянтів. Адже за протруювання
насіння його поверхня стає зоною взаємодії
бактерій з хімічним агентом. Токсична дія
останнього може значно знижувати ефект
інокуляції.
Водночас серед широкого на сьогодні
спектру регуляторів росту варто звернути
увагу на бурштинову кислоту, посилення на
сьогодні інтересу до якої як стимулятора ро-
сту пояснюється тим, що йде активний по-
шук препаратів, які не несуть небезпеки для
людини й навколишнього середовища. Здат-
ність цієї сполуки до регуляції росту рослин,
нормалізації природної мікробіоти ґрунту та
її антистресові властивості давно відомі. У
зв’язку з цим актуальними є дослідження
особливостей застосування бурштинової ки-
слоти в технологіях вирощування бобових
культур.
Бурштинова кислота є проміжним про-
дуктом циклу трикарбонових кислот у бага-
тьох організмах і виробляється рослинами,
тваринами та мікроорганізмами, а також є
одним із кінцевих продуктів ферментації
анаеробного метаболізму [9; 10]. Вона може
виділятися коренями рослин під час їхнього
росту, накопичується в ґрунті в процесі роз-
кладання рослинних залишків. Як і багато
інших компонентів кореневого ексудату, бур-
штинова кислота не тільки сприяє посилен-
ню росту рослин і стійкості до стресу, але
також впливає на ріст ризобактерій. Числен-
ні аналізи показали важливу роль бурштино-
вої кислоти у формуванні різноманітності
мікробних угруповань ґрунту та її стимулю-
вальну дію на розмноження ризосферних
мікроорганізмів [11; 12].
На сучасному етапі розвитку технологій
вирощування сільськогосподарських культур
сумісне застосування регуляторів росту та
мікробних препаратів на основі активних
штамів бульбочкових бактерій для підви-
щення продуктивності та стійкості рослин
сої до стресових чинників викликає значний
інтерес. Обґрунтоване залучення бактері-
альних препаратів на основі рістрегулятор-
них речовин як елементів екологічного зем-
леробства дозволяє суттєво знизити хіміч-
не навантаження на екосистеми внаслідок
зменшення використання хімічних засобів
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2022. Вип. 36.
38
захисту рослин, що підвищує врожайність і
покращує якість продукції [13; 14].
Механізм стимулювального впливу ре-
гуляторів росту рослин на азотфіксувальну
активність (АФА) симбіотичних систем зу-
мовлений активізацією цими сполуками низ-
ки фізіолого-біохімічних процесів, зокре-
ма розвитком потужної кореневої системи,
посиленням процесу фотосинтезу і, як наслі-
док, інтенсивним відтоком у кореневу зону
фотоасимілятів, які є основним джерелом
живлення ризобій тощо [15].
Проте інформація щодо впливу регуля-
торів росту на симбіотичні системи є досить
суперечливою. Результати низки досліджень
вказують на посилення активності процесу
симбіотичної азотфіксації за сумісного за-
стосування передпосівної бактеризації і ре-
гуляторів росту рослин [16; 17]. Водночас у
науковій літературі є застереження проти по-
єднання мікробних препаратів із регулято-
рами росту, пов’язані з тим, що обидва види
препаратів містять фізіологічно активні ре-
човини, дія яких на продукційний процес
культурних рослин у разі передозування мо-
же мати негативні наслідки [17; 18].
Аналіз літературних джерел дозволив
виявити, що питання впливу сумісного за-
стосування мікробних препаратів та регуля-
торів росту на симбіотичні системи Glycine
max (L.) Merr. – Bradyrhizobium japonicum є
недостатньо розкритим та потребує з’ясуван-
ня особливостей їхньої дії на перебіг біоло-
гічної фіксації атмосферного азоту. З огляду
на це, ми поставили перед собою мету з’ясу-
вати вплив різних концентрацій бурштинової
кислоти на інтенсивність наростання біомаси
Bradyrhizobium japonicиm та показники акти-
вності симбіотичних систем, створених за їх
участю.
Методи досліджень. Культуру ризобій
для лабораторних та вегетаційних дослід-
жень вирощували за 26–28 С на манітно-
дріжджовому середовищі такого складу (г/л):
KH2PO4 — 0,5; MgSO4 — 0,2; NaCl — 0,1;
дріжджовий екстракт — 1,0; маніт — 10,0
[19]. Культивування бактерій здійснювали
методом періодичного інкубування на кру-
гових качалках у колбах Ерленмейера, що
містили 200 мл живильного середовища. По-
сівний матеріал у колби вносили в концент-
рації 2 % від об’єму живильного середовища.
Чисельність ризобій у суспензії, що вносила-
ся, становила 108 клітин/мл. Чистоту культу-
ри перевіряли шляхом її висіву на сере-
довище МПА, на якому бульбочкові бактерії
B. japonicum не ростуть.
Для проведення лабораторних дослід-
жень було використано два штами бульбоч-
кових бактерій із музейної колекції азотфік-
сувальних мікроорганізмів відділу симбіо-
тичної азотфіксації Інституту фізіології рос-
лин і генетики НАН України: B. japonicum
Т21-2, отриманий шляхом міжвидової ко-
н’югації Escherichia coli S17-1 і B. japonicum
646. У геномі клітин бульбочкових бактерій
цього штаму присутній фрагмент гену нео-
міцинфосфотрансферази транспозону Тn5
довжиною 517 н. п., що відрізняє його від
вихідного штаму і забезпечує стійкість до ка-
наміцину сульфату в концентрації 200 мг/мл.
Штам Т21-2 характеризується підвищеною
продукцією екзополісахаридів, непатоген-
ний, з високою екологічною пластичністю та
конкурентоздатністю. Також використову-
вали штам РС08, виділений із бульбочок сої
сорту Київська 27, що росла на темно-сіро-
му опідзоленому ґрунті. Штам висококон-
курентоздатний та має високу технологіч-
ність [20].
Перед посівом ризобій у середовище ку-
льтивування бактерій вносили бурштинову
кислоту в концентраціях 0,2, 0,02, та 0,01 г/л.
Контрольними варіантами були чисті куль-
тури ризобій без застосування бурштинової
кислоти (Т21-2 (контроль 1), РС08 (контроль
2)). Визначення кількості мікробних клітин в
одиниці об’єму здійснювали за використання
методу послідовних розведень з висіванням
на МДА суспензій ризобій інкубованих із
бурштиновою кислотою та без її додавання
і наступним підрахунком утворених колоній
на поверхні твердого живильного середо-
вища.
Для вивчення впливу бурштинової кис-
лоти на азотфіксувальну активність симбіо-
тичних систем і підбору оптимальних конце-
нтрацій та способів застосування цієї речо-
вини для активізації симбіотичних систем
було проведено низку досліджень на вегета-
ційному майданчику Інституту фізіології ро-
слин та генетики НАН України. У відповід-
них варіантах насіння сої сорту Алмаз перед
посівом інкубували у розчинах бурштинової
кислоти (1 год.) та інокулювали (1 год.) бу-
льбочковими бактеріями (чистими, або із
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2022. Вип. 36.
39
додаванням відповідних концентрацій бурш-
тинової кислоти) штаму Т21-2 за такою схе-
мою:
1) насіння + B. japonicum Т21-2 (конт-
роль);
2) насіння + [B. japonicum Т21-2 + бурш-
тинова кислота 0,01 г/л];
3) насіння + [B. japonicum Т21-2 + бурш-
тинова кислота 0,02 г/л];
4) [насіння + бурштинова к-та 0,01 г/л] +
B. japonicum Т21-2;
5) [насіння + бурштинова к-та 0,02 г/л] +
B. japonicum Т21-2.
Сою вирощували по 6 рослин у 4-кіло-
грамових посудинах, за природного освіт-
лення та температури, оптимального водоза-
безпечення (60 % ПВ). Як субстрат викорис-
товували промитий річковий пісок. Джерело
мінерального живлення — поживна суміш
Гельрігеля, збагачена мікроелементами: мо-
лібденом, бором, марганцем і міддю, та збід-
нена на азот — 0,25 норми (1 норма азоту
відповідає 708 мг Са(NO3)2·4H2O на 1 кг суб-
страту).
Відбори зразків для аналізу процесів
формування та функціонування симбіотич-
ного апарату здійснювали у фази трьох спра-
вжніх листків, бутонізації та цвітіння. Вимі-
рювання проводили у 5–6-кратній біологіч-
ній повторності.
Визначення нодуляційної активності ри-
зобій проводили за обрахунком кількості бу-
льбочок на коренях рослин та вимірюванням
їхньої маси. Також здійснювали вимірюван-
ня азотфіксувальної активності симбіотич-
них систем ацетиленовим методом [21]. Для
цього корені з утвореними на них бульбоч-
ками переносили в герметично закриті скля-
ні флакони, куди вводили 10 % ацетилену.
Тривалість інкубації становила 1 год. Газову
суміш аналізували на хроматографі Agilent
GC System 6850 (США). Азофіксувальну ак-
тивність виражали в мікромолях утвореного
етилену за 1 год (мкмоль С2Н4/год.) на рос-
лину. Визначення проводили у 4-кратній
біологічній повторності.
У таблицях наведено середні арифмети-
чні значення та їх стандартні похибки (х ±
± SE). Достовірність відмінностей між ви-
бірками оцінювали методом однофакторного
дисперсійного аналізу (ANOVA), де відмін-
ності вважалися значущими, оскільки P-зна-
чення менше за 0,05 (з поправкою Бонфер-
роні).
Результати досліджень. Результати ла-
бораторних досліджень показали, що штам
Т21-2 характеризувався більш вираженою та
позитивною реакцією на застосування бурш-
тинової кислоти, ніж штам РС08 (рис.).
Встановлено, що додавання до середовища
культивування цього штаму бурштинової
кислоти в концентрації 0,02 г/л було най-
більш ефективним способом збільшення те-
мпів росту бактеріальних клітин і викликало
підвищення досліджуваного показника щодо
контролю 1 на 14 % (третя доба культиву-
вання) та 24 % (четверта доба культивуван-
ня). Дещо менш ефективною була концент-
рація 0,01 г/л, яка зумовлювала незначне
послаблення (на 7 %) темпів росту бактеріа-
льної культури щодо того ж контролю на
третю добу культивування, проте на четвер-
ту добу відбувся суттєвий приріст кількості
бактеріальних клітин, який становив 18 %, як
порівнянти з контролем 1.
Такий ефект є очікуваним, адже відомо,
що бурштинова кислота впливає на актив-
ність мікробіоти ґрунту. Доведено, що засто-
сування препаратів на основі цієї кислоти
призводить до стабілізації життєдіяльності
природної ґрунтової мікробіоти [22]. Загалом
вважається, що бурштинова кислота впливає
на мікроорганізми, які забезпечують інтен-
сивну біологічну переробку мінеральних ре-
човин. Такий ефект може проявлятись як на-
слідок стимуляції дихання, що загалом спри-
ятливо позначається на енергетичному
балансі бактеріальної клітини [23].
Концентрація бурштинової кислоти 0,2 г/л
здійснювала токсичний вплив на ріст куль-
тури ризобій штаму Т21-2 (рис.). Так, на тре-
тю добу вирощування бактеріальної культу-
ри титр мікробних клітин у цьому варіанті
був нижчим — на 38 %, а на четверту до-
бу — на 88 % щодо контролю 1.
Як і у випадку зі штамом Т21-2, най-
більш ефективною концентрацією бурштино-
вої кислоти, що додавалася до середовища ви-
рощування ризобій штаму РС08, була 0,02 г/л —
досліджуваний показник перевищував конт-
роль 2 на 8 % та 31 % на третю та четверту
добу культивування відповідно (рис.). Дещо
нижчий позитивний ефект забезпечувала
концентрація 0,01 г/л, кількість бактеріаль-
них клітин варіанту із цією концентрацією
бурштинової кислоти перевищувала контроль 2
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2022. Вип. 36.
40
Рисунок. Титр мікробних клітин Bradyrhizobium japonicиm за впливу бурштинової кис-
лоти.
А — штам Т21-2; Б — штам РС08.
Різні літери в стовпчиках вказують на значення, що суттєво відрізняються одне від одного між
варіантами внаслідок порівняння за допомогою тесту Тукі (P < 0,05) з поправкою Бонфероні
(літери a, b, c — достовірно між варіантами на третю добу культивування; d, e, f — достовір-
но між варіантами на четверту добу культивування).
лише на четверту добу культивування на
14 %. Бурштинова кислота у концентрації
0,2 г/л спричинювала суттєве зниження тит-
ру мікробних клітин щодо контролю 2 на
94 % та 92 % — на третю та четверту добу
культивування відповідно.
Отже, на основі лабораторних експери-
ментів для подальших вегетаційних дослі-
джень реакції бобово-ризобіальних симбіо-
тичних систем сої на застосування різних
концентрацій бурштинової кислоти було об-
рано дві концентрації 0,01 та 0,02 г/л, а як
мікросимбіонт — штам Т21-2, отриманий
шляхом транспозонового мутагенезу, який
володіє розширеним спектром комплемента-
рності та забезпечує більш інтенсивну азот-
фіксацію сої різних сортів, як порівняти із
штамами аналітичної селекції, до яких нале-
жить штам РС08 [24].
Дослідження процесів формування та
функціонування соєво-ризобіального симбі-
озу дозволило виявити, що у фазу трьох
справжніх листків найактивніші симбіотичні
системи було сформовано бактеріями, виро-
щеними на середовищі із бурштиновою кис-
лотою у концентрації 0,01 г/л. Вони переви-
щували контрольні рослини на 25 % за кіль-
кістю бульбочок, на 10 % — за їхньою ма-
0
2
4
6
8
10
12
контроль 1 0.2 г/л 0.02 г/л 0.01 г/л
КУ
О
/м
л,
×
10
8
третя доба четверта доба
А
b
f
e
a d
c
b
f
0
2
4
6
8
10
12
контроль 2 0.2 г/л 0.02 г/л 0.01 г/л
КУ
О
/м
л,
×
10
8
третя доба четверта доба
Б
b
ef
f
bb
е
a d
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2022. Вип. 36.
41
сою та на 38 % — за азотфіксувальною ак-
тивністю (табл. 1). Ми припустили, що пози-
тивний вплив бурштинової кислоти на фор-
мування симбіотичного апарату може бути
зумовлений більшою кількістю мікроорга-
нізмів у прикореневій зоні рослин сої за ра-
хунок стимуляції їхніх адаптивних власти-
востей, адже, як зазначалося вище, ця сполу-
ка бере активну участь у клітинному диханні
аеробних мікроорганізмів, а також здатна
стабілізувати життєдіяльність природної ґрун-
тової мікробіоти.
Ще у 1981 році колектив авторів — Фі-
нан, Вуд та Джордан — зробив припущення,
що бурштинова кислота та її солі можуть бу-
ти джерелом енергії для процесу фіксації
азоту [25]. Дослідженнями Бергерсена й Тер-
нера [26] було показано, що фіксація азоту
ізольованими бактероїдами сої суттєво сти-
мулюється сукцинатом і фумаратом. Мож-
ливо, виявлене нами підвищення азотфіксу-
вальної активності є підтвердженням цього
припущення.
Водночас ризобії, вирощені на середо-
вищі із бурштиновою кислотою у концент-
рації 0,02 г/л, сформували симбіотичні сис-
теми із низькою активністю. Кількість, маса
кореневих бульбочок та їхня азотфіксуваль-
на активність були на 57 %, 52 % та 59 %
меншими, ніж у контролі.
Обробка насіння бурштиновою кислотою
в концентрації 0,01 г/л не впливала суттєво
на досліджувані показники у фазу трьох справ-
жніх листків, тоді як застосування 0,02 г/л
зумовило зростання лише кількості та маси
кореневих бульбочок щодо рослин контро-
льного варіанту на 130 % і 60 % (табл. 1).
У фазу бутонізації, як і в попередній фазі
розвитку рослин, найбільш ефективними бу-
ли симбіотичні системи, що формувались у
разі застосування бурштинової кислоти в
концентрації 0,01 г/л, незалежно від способу
її використання (табл. 2). Зокрема, викорис-
тання бурштинової кислоти у цій концентра-
ції як компонента інокуляційної суспензії
зумовило зростання кількості кореневих бу-
льбочок щодо контрольних рослин на 15 %
та їхньої азотфіксувальної активності — на
28 %. За обробки насіння виявлено зростання
кількості та маси бульбочок на 37 % та 46 %,
а також АФА — на 31 %.
Бурштинова кислота у концентрації
0,02 г/л, незалежно від способу її застосу-
вання, чинила негативну дію на симбіотич-
ний апарат рослин сої. Додавання її до сере-
довища вирощування ризобій призвело до
зниження кількості, маси бульбочок та їхньої
азотфіксувальної активності у фазу бутоні-
зації, як порівняти із контрольними росли-
нами, на 57 %, 35 % та 18 % відповідно. Об-
робка насіння такою концентрацією буршти-
нової кислоти зумовила зниження кількості
кореневих бульбочок на 24 % та їх АФА —
на 44 % (табл. 2).
Таблиця 1. Формування та функціонування симбіотичних систем соя – B. japonicum
Т21-2 за впливу бурштинової кислоти (фаза трьох справжніх листків)
Варіанти досліду
Кількість
бульбочок,
од./рослину
Маса бульбочок,
г/рослину
АФА,
мкмоль С2Н4 /
/ (рослину·год.)
насіння + B. japonicum Т21-2 (контроль) 16,33 ± 1,27 b 0,19 ± 0,04 g 2,53 ± 0,31 j
насіння + [B. japonicum Т21-2 +
бурштинова кислота 0,01 г/л] 20,33 ± 2,21 c 0,21 ± 0,03 g 3,44 ± 0,08 k
насіння + [B. japonicum Т21-2 +
бурштинова кислота 0,02 г/л] 7,00 ± 0,68 a 0,09 ± 0,01 f 1,23 ± 0,17 l
[насіння + бурштинова кислота 0,01 г/л]
+ B. japonicum Т21-2 17,33 ± 1,60 b 0,20 ± 0,07 g 2,83 ± 0,28 j
[насіння + бурштинова кислота 0,02 г/л]
+ B. japonicum Т21-2 37,66 ± 2,38 d 0,31 ± 0,06 h 2,39 ± 0,21 j
Примiтка: Тут і в таблицях 2 і 3 різні літери в стовпчиках вказують на значення, що суттєво від-
різняються одне від одного між варіантами внаслідок порівняння за допомогою тесту Тукі (P < 0,05) з
поправкою Бонфероні (літери a, b, c, d, e — достовірно між варіантами за кількістю бульбочок; f, g, h,
i — достовірно між варіантами за масою бульбочок; j, k, l — достовірно між варіантами за АФА).
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2022. Вип. 36.
42
Таблиця 2. Реакція симбіотичних систем соя – B. japonicum Т21-2 на дію бурштино-
вої кислоти (фаза бутонізації)
Варіанти досліду
Кількість
бульбочок,
од./рослину
Маса бульбочок,
г/рослину
АФА,
мкмоль С2Н4 /
/ (рослину·год.)
насіння + B. japonicum Т21-2 (контроль) 22,33 ± 1,03 c 0,41 ± 0,09 gh 6,18 ± 0,19 k
насіння + [B. japonicum Т21-2 +
бурштинова кислота 0,01 г/л] 25,66 ± 1,59 d 0,48 ± 0,02 h 7,91 ± 0,57 l
насіння + [B. japonicum Т21-2 +
бурштинова кислота 0,02 г/л] 9,66 ± 1,40 a 0,27 ± 0,05 f 5,05 ± 0,27 j
[насіння + бурштинова кислота 0,01 г/л]
+ B. japonicum Т21-2 30,66 ± 2,65 e 0,60 ± 0,07 i 8,12 ± 0,06 l
[насіння + бурштинова кислота 0,02 г/л]
+ B. japonicum Т21-2 17,00 ± 1,00 b 0,39 ± 0,04 g 3,49 ± 0,41
Встановлено, що у фазу цвітіння росли-
ни практично усіх досліджуваних нами варі-
антів перевищували рослини контролю за
азотфіксувальною активністю та за кількістю
кореневих бульбочок, за винятком варіанту
із застосуванням 0,02 г/л бурштинової кис-
лоти як компонента інокуляційної суспензії
(табл. 3). Застосування бурштинової кислоти
у концентрації 0,01 г/л викликало зростання
АФА симбіотичних систем щодо контроль-
них на 30 % (у варіанті з обробкою ризобій),
а також зростання кількості, маси корене-
вих бульбочок та їхньої активності на 68 %,
125 % та 107 % (варіант з обробкою насін-
ня).
Застосування бурштинової кислоти у
концентрації 0,02 г/л у фазу цвітіння вплива-
ло менш токсично, як порівняти з поперед-
німи фазами розвитку рослин. Зокрема, ви-
користання її як компонента бактеріальної
суспензії спричинило зниження кількості та
маси бульбочок щодо контролю на 65 % та
24 % відповідно. Водночас ці симбіотичні
системи перевищували контрольні за азотфі-
ксувальною активністю на 89 %. Обробка
насіння бурштиновою кислотою такої кон-
центрації забезпечила зростання кількості
бульбочок та їх АФА, як порівняти з конт-
рольними рослинами, на 53 % та 55 % відпо-
відно (табл. 3).
Отже, нами доведено, що додавання до
середовища культивування ризобій буршти-
нової кислоти у концентрації 0,01 та 0,02 г/л
зумовлювало стимуляцію темпів наростання
кількості бактеріальних клітин штамів Т21-2
і РС08; концентрація 0,02 г/л забезпечувала
максимальний з досліджуваних концентра-
цій титр мікробних клітин і зумовлювала
Таблиця 3. Вплив бурштинової кислоти на нодуляційну активність B. japonicum Т21-2
та АФА симбіотичних систем, створених за їх участю (фаза цвітіння)
Варіанти досліду
Кількість
бульбочок,
од./рослину
Маса бульбочок,
г/рослину
АФА,
мкмоль С2Н4 /
/ (рослину·год.)
насіння + B. japonicum Т21-2 (контроль) 17,00 ± 1,55 b 0,79 ± 0,10 g 5,31 ± 0,50 j
насіння + [B. japonicum Т21-2 +
бурштинова кислота 0,01 г/л] 21,01 ± 2,78 b 0,66 ± 0,05 fg 6,91 ± 0,84 jk
насіння + [B. japonicum Т21-2 +
бурштинова кислота 0,02 г/л] 6,00 ± 0,20 a 0,60 ± 0,04 f 10,06 ± 1,37 l
[насіння + бурштинова кислота 0,01 г/л]
+ B. japonicum Т21-2 28,66 ± 2,45 c 1,78 ± 0,08 h 11,04 ± 1,78 l
[насіння + бурштинова кислота 0,02 г/л]
+ B. japonicum Т21-2 26,00 ± 1,73 c 0,73 ± 0,05 g 8,22 ± 0,90 k
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2022. Вип. 36.
43
підвищення досліджуваного показника щодо
інших варіантів як на третю, так і на четвер-
ту добу культивування. Бурштинова кислота
у концентрації 0,01 г/л як за обробки насін-
ня, так і як компонент інокуляційної суспен-
зії, активізувала процеси формування та
функціонування симбіотичних систем сої,
тоді як у концентрації 0,02 г/л пригнічувала
нодуляційну активність ризобій та азотфік-
сувальну активність сформованих за їх учас-
тю симбіотичних систем. Отже, для підви-
щення активності соєво-ризобіальних симбі-
отичних систем сої нами рекомендовано
застосовувати бурштинову кислоту в кон-
центрації 0,01 г/л як у ролі компонента іно-
куляційної суспензії, так і для передпосівної
обробки насіння.
ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
1. Петриченко В. Ф., Лихочвор В. В., Іва-
нюк С. В., Корнійчук О. В., Колісник С. І., Ко-
бак С. Я. … Береговенко С. К. Соя. Вінниця : Ді-
ло, 2016. 400 с.
2. Коць С. Я., Моргун В. В., Патыка В. Ф.,
Маличенко С. М., Маменко П. М., Киризий Д. А.
… Мельникова Н. Н. Биологическая фиксация
азота: бобово-ризобиальный симбиоз. К. : Ло-
гос, 2011. Т. 2. 523 с.
3. Шевніков М. Я., Міленко О. Г., Лотиш І. І.
Якісні показники насіння сої залежно від впливу
мінеральних і бактеріальних добрив. Вісник Пол-
тавської державної аграрної академії. 2014.
№ 4. С. 25–29.
4. Choudhary S., Zehra A., Mukarram M. Nae-
em M., Masroor M., Khan A., Hakeem K. R., Af-
tab T. An insight into the role of plant growth regu-
lators in stimulating abiotic stress tolerance in some
medicinally important plants. Environmental Sci-
ence. 2021. С. 75–100. https://doi.org/10.1007/978-
3-030-61153-8_3
5. Kamran M., Wang D., Xie K., Lu Y., Shi C.,
Sabagh A. EL … Xu P. Pre-sowing seed treatment
with kinetin and calcium mitigates salt induced inhi-
bition of seed germination and seedling growth of
choysum (Brassica rapa var. Parachinensis). Ecoto-
xicology and Environmental Safety. 2021. Vol. 227.
Р. 1–16. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2021.112
921
6. Yuan L.-Y., Du J., Yuan Y.-H., Shu S.,
Sun J., Guo S.-R. Effects of 24-epibrassinolide on
ascorbate-glutathione cycle and polyamine levels in
cucumber roots under Са(NО3)2 stress. Acta Physio-
logiae Plantarum. 2013. Vol. 35, № l. P. 253–262.
https://doi.org/10.1007/s11738-012-1071-2
7. Волкогон В. В., Дульнев П. Г. Влияние
стимуляторов роста растений на процесс биоло-
гической азотфиксации. Елементи регуляції в рос-
линництві. К. : ВВП «Компас», 1998. С. 17–24.
8. Hayat S., Hasan S. A., Yusuf M., Hayat Q.,
Ahmad A. Effect of 28-homobrassinolide on photo-
synthesis, fluorescence and antioxidant system in the
presence or absence of salinity and temperature in
Vigna radiata. Environ and Exvironmental Botany.
2010. № 69. Р. 105–112. https://doi.org/10.1016/
j.envexpbot.2010.03.004
9. Agarwal L, Isar J., Meghwanshi G. K., Saxe-
na R. K. A cost effective fermentative production of
succinic acid from cane molasses and corn steep li-
quor by Еscherichia coli. Journal of Applied Micro-
biology. 2006. № 100. P. 1348–1354. https://doi.org/
10.1111/j.1365-2672.2006.02894.x
10. Zeikus J. G., Jain M. K., Elankovan P. Bio-
technology of succinic acid production and markets
for derivedindustrial products. Applied Microbiology
and Biotechnology. 1999. № 51. P. 545–552.
11. Puglisi E., Pascazio S., Suciu N., Cattani I.,
Fait G., Spaccini R., Crecchio C., Piccolo A., Tre-
visan M. Rhizosphere microbial diversity as influ-
enced by humic substance amendments and chemi-
cal composition of rhizodeposits. Journal of Geo-
chemical Exploration. 2013. № 129. Р. 82–94.
https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2012.10.006
12. Yeomans C. V., Porteous F., Paterson E.,
Meharg A. A., Killham K. Assessment of lux-mar-
ked Pseudomonas fluorescens for reporting on or-
ganic carbon compounds. FEMS Microbiology Let-
ters. 1999. № 176. Р. 79–83.
13. Мазур В. А., Гончарук І. В., Панцире-
ва Г. В., Телекало Н. В. Агроекологічне обґрун-
тування технологічних прийомів вирощування
зернобобових культур. Вінниця : ТВОРИ, 2020.
192 с.
14. Моргун В. В., Коць С. Я., Кириченко Е. В.
Ростстимулирующие ризобактерии и их практи-
ческое применение. Физиология и биохимия куль-
турных растений. 2009. Т. 41, № 3. С. 187−204.
15. Івасюк Ю. І., Карпенко В. П., Грицаєн-
ко З. М. Симбіотичний стан посівів сої за дії біо-
логічно активних речовин. Вісник Уманського
національного університету садівництва. 2015.
№ 2. С. 13−16.
16. Мурач О. М., Волкогон В. В. Особливос-
ті формування симбіотичного апарату сої та про-
дуктивність культури за впливу Ризогуміну, мік-
роелементів і стимулятора росту рослин. Сільсь-
когосподарська мікробіологія. 2013. Т. 18. С. 87–
99. https://doi.org/10.35868/1997-3004.18.89-99
17. Сальник В. П., Волкогон В. В., Мальце-
ва Н. М., Мамчур О. Е. Вплив інокуляції і регу-
лятора росту триман-1 на активність азотфікса-
ції, розвиток та формування симбіозу люцерни з
бульбочковими бактеріями. Физиология и биохи-
мия культурных растений. 2001. Т. 33., № 6.
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2022. Вип. 36.
44
С. 87–99.
18. Сайко В. Ф. Землеробство в сучасних умо-
вах. Вісник аграрної науки. 2002. № 5. С. 5–10.
19. Child J. J. Nitrogen fixation by a Rhizobium
sp. association with nonleguminous plant cell cul-
tures. Nature. 1975. Vol. 253. Р. 350–351.
20. Коць С. Я., Воробей Н. А., Киричен-
ко О. В., Мельникова Н. М., Михалків Л. М., Пу-
хтаєвич П. П. Мікробіологічні препарати для сіль-
ського господарства. К. : Логос, 2016. 48 с.
21. Hardy R. W. F., Holsten R. D., Jackson E. K.,
Burns R. C. The acetylene-ethylene assay for N2 fi-
xation: laboratory and field evaluation. Plant Physi-
ology. 1968. Vol. 43. Р. 1185–1207.
22. Гізбулін Н. Г., Чернелівська О. О., Олек-
шій Л. М., Будовський М. Д., Даньков В. Я., Оса-
дчук В. Д. … Черната Д. М. Янтарна кислота —
ефективний регулятор росту рослин. Цукрові бу-
ряки. 2009. № 2. С. 4–5.
23. An Y., Zhou P., Xiao Q., Shi D. Effects of
foliar application of organic acids on alleviation of
aluminum toxicity in Alfalfa. Journal of Plant Nutri-
tion and Soil Science. 2014. Vol. 177, № 3. P. 421–
430. https://doi.org/10.1002/jpln.201200445
24. Воробей Н. А., Коць С. Я., Маменко П. М.
Реалізація азотфіксувального потенціалу Тn5-му-
тантів Bradyrhizobium japonicum у симбіозі з ро-
слинами сої. Biotechnologia acta. 2013. T. 6, № 5.
С. 122–130.
25. Finan T. М., Wood J. M., Jordan D. C. Suc-
cinate transport in Rhizobium leguminosarum. Jour-
nal of bacteriology. 1981. Vol. 148, №. 1. Р. 193–
202.
26. Bergersen F. J., Turner G. L. Nitrogen fixa-
tion by the fraction of breis of soybean root nodules.
Biochimica et Biophysica Acta. 1967. Vol. 141, № 3.
Р. 507–515. https://doi.org/10.1016/0304-4165(67)
90179-1
Отримано 22.07.2022
https://doi.org/10.35868/1997-3004.36.36-46
UDC 579:581.1:631.86:631.847.211:632.952
REACTION OF FREE-LIVING AND SYMBIOTIC
BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM ON THE USE OF SUCCINIC ACID
L. I. Rybachenko, S. Ya. Kots, P. P. Pukhtaievych, O. R. Rybachenko, S. V. Omelchuk
Institute of plant physiology and genetics, NAS of Ukraine, Kyiv
e-mail: veselika@ukr.net
Objective. Find out the influence of different concentrations of succinic acid on the intensity of
growth of Bradyrhizobium japonicim and the activity of symbiotic systems created with their partici-
pation. Methods. Microbiological, physiological, statistical, gas chromatography. Results. It was
found that the T21-2 strain had a more pronounced reaction to the use of succinic acid than the
PC08 strain, regardless of its concentration. Addition of succinic acid to the culture medium of rhi-
zobia at a concentration of 0.01 and 0.02 g/L led to an increase in the titre of bacterial cells of T21-
2 and PC08 strains, while at a concentration of 0.2 g/L it had a toxic effect on the studied strains.
Succinic acid at a concentration of 0.01 g/L, both during seed treatment and as a component of the
inoculation suspension, significantly activated the processes of formation and functioning of soy-
bean symbiotic systems formed by the T21-2 rhizobia strain. At a concentration of 0.02 g/L, it pro-
vided the highest rate of growth of bacterial cells among the studied variants and led to an increase
in their titre relative to rhizobia without adding acid, both on day three and four of cultivation. At
the same time, regardless of the method of application, this concentration of succinic acid partially
inhibited the nodulation activity of T21-2 strain and the nitrogen-fixing activity of the symbiotic sys-
tems formed with their participation. Conclusion. Based on the revealed effect of succinic acid on
the growth of Bradyrhizobium japonicum in pure culture and on the formation and functioning of
symbiosis, we recommend adding succinic acid at a concentration of 0.01 g/L, both as a component
of the inoculation suspension, and for pre-sowing seed treatment to increase the activity of soy-
bean-rhizobia symbiotic systems.
Key words: Bradyrhizobium japonicиm, succinic acid, nitrogen-fixing activity, legume-rhizobia
symbiosis, soybean.
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2022. Вип. 36.
45
REFERENCES
1. Petrychenko, V. F., Lykhochvor, V. V., Iva-
niuk, S. V., Korniichuk, O. V., Kolisnyk, S. I., Ko-
bak, S. Yа. … Berehovenko, S. K. (2016). Soia
[Soya]. Vinnytsia: Dilo [in Ukrainian].
2. Kots, S. Ya., Morhun, V. V., Patyka, V. F.,
Malychenko, S. M., Mamenko, P. M., Kyry-
zyi, D. A. … Melnykova, N. N. (2011). Byolohy-
cheskaia fyksatsyia azota: bobovo-ryzobialnyi sym-
byoz [Biological nitrogen fixation: legume-rhizodial
symbiosis]. Vol. 2. Кiev: Lohos [in Ukrainian].
3. Shevnikov, M. Ya., Milenko, O. H., & Lo-
tysh, I. I. (2014). Yakisni pokaznyky nasinnia soi
zalezhno vid vplyvu mineralnykh i bakterialnykh
dobryv [Qualitative indicators of soybean seeds de-
pending on the influence of mineral and bacterial
fertilizers]. Visnyk Poltavskoi derzhavnoi ahrarnoi
akademii — Bulletin of Poltava State Agrarian
Academy, 4, 25–29 [in Ukrainian].
4. Choudhary, S., Zehra, A., Mukarram, M. Nae-
em, M., Masroor, M., Khan, A. … Aftab T. (2021).
An insight into the role of plant growth regulators in
stimulating abiotic stress tolerance in some medici-
nally important plants. Environmental Science, 75–
100. https://doi.org/10.1007/978-3-030-61153-8_3
5. Kamran, M., Wang, D., Xie, K., Lu, Y.,
Shi, C., Sabagh, A. EL … Xu P. (2021). Pre-sowing
seed treatment with kinetin and calcium mitigates
salt induced inhibition of seed germination and seed-
ling growth of choysum (Brassica rapa var. Para-
chinensis). Ecotoxicology and Environmental Safety,
227, 1–16. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2021.
112921
6. Yuan, L.-Y., Du, J., Yuan, Y.-H., Shu, S.,
Sun, J., & Guo, S.-R. (2013). Effects of 24-epibras-
sinolide on ascorbate-glutathione cycle and polyam-
ine levels in cucumber roots under Са(NО3)2 stress.
Acta Physiologiae Plantarum, 35(l), 253–262.
https://doi.org/10.1007/s11738-012-1071-2
7. Volkohon, V. V., Dulnev, P. H. (1998). Vly-
ianye stymuliatorov rosta rastenyi na protsess
byolohycheskoi azotfyksatsyy. [Influence of plant
growth stimulants on the process of biological nitro-
gen fixation.] In Elementy rehuliatsii v roslynnytstvi
(pp. 17–24). Кiev: VVP Kompas [in Russian].
8. Hayat, S., Hasan, S. A., Yusuf, M., Hayat, Q.,
& Ahmad, A. (2010). Effect of 28-homobrassinolide
on photosynthesis, fluorescence and antioxidant sys-
tem in the presence or absence of salinity and tem-
perature in Vigna radiata. Environ and Exvironmen-
tal Botany, 69, 105–112. https://doi.org/10.1016/
j.envexpbot.2010.03.004
9. Agarwal, L, Isar, J., Meghwanshi, G. K., &
Saxena, R. K. (2006). A cost effective fermentative
production of succinic acid from cane molasses and
corn steep liquor by Escherichia coli. Journal of Ap-
plied Microbiology, 100, 1348–1354. https://doi.org/
10.1111/j.1365-2672.2006.02894.x
10. Zeikus, J. G., Jain, M. K., & Elankovan, P.
(1999). Biotechnology of succinic acid production
and markets for derivedindustrial products. Applied
Microbiology and Biotechnology, 51, 545–552.
11. Puglisi, E., Pascazio, S., Suciu, N., Catta-
ni, I., Fait, G., Spaccini, R. … Trevisan, M. (2013).
Rhizosphere microbial diversity as influenced by
humic substance amendments and chemical com-
position of rhizodeposits. Journal of Geochemical
Exploration, 129, 82–94. https://doi.org/10.1016/j.
gexplo.2012.10.006
12. Yeomans, C. V., Porteous, F., Paterson, E.,
Meharg, A. A., & Killham, K. (1999). Assessment
of lux-marked Pseudomonas fluorescens for repor-
ting on organic carbon compounds. FEMS Microbio-
logy Letters, 176, 79–83.
13. Mazur, V. A., Honcharuk, I. V., Pantsyre-
va, H. V., & Telekalo, N. V. (2020). Ahroekolohich-
ne obgruntuvannia tekhnolohichnykh pryiomiv vy-
roshchuvannia zernobobovykh kultur [Agroecologi-
cal substantiation of technological methods of grow-
ing legumes] Vinnytsia: TVORY [in Ukrainian].
14. Morhun, V. V., Kots, S. Ya., & Kyrychen-
ko, E. V. (2009). Roststymulyruiushchye ryzobak-
teryy y ykh praktycheskoe prymenenye. [Growth
promoting rhizobacteria and their use on practice]
Fyzyolohyia y byokhymyia kulturnykh rastenyi,
41(3), 187−204 [in Russian].
15. Ivasiuk, Yu. I., Karpenko, V. P., & Hrytsa-
ienko, Z. M. (2015). Symbiotychnyi stan posiviv soi
za dii biolohichno aktyvnykh rechovyn. [Symbiotic
condition of crops soybean under the influence of
biologically active substance]. Visnyk Umanskoho
natsionalnoho universytetu sadivnytstva — Bulletin
of Uman National University of Horticulture, 2, 13−
16 [in Ukrainian].
16. Murach, M. O., Volkohon, V. V. (2013).
Osoblyvosti formuvannia symbiotychnoho aparatu
soi ta produktyvnist kultury za vplyvu Ryzohuminu,
mikroelementiv i stymuliatora rostu roslyn. [Рeculi-
arities of soybean symbiotic apparatus formation and
crops productivity under the influence of Rhizo-
humin, micronutrients and plant growth stimulator].
Agricultural microbiology — Silskohospodarska
mikrobiolohiia, 18, 87–99. https://doi.org/10.35868/
1997-3004.18.89-99 [in Ukrainian].
17. Salnyk, V. P., Volkohon, V. V., Maltse-
va, N. M., & Mamchur, O. E. (2001). Vplyv inoku-
liatsii i rehuliatora rostu tryman-1 na aktyvnist azot-
fiksatsii, rozvytok ta formuvannia symbiozu liutser-
ny z bulbochkovymy bakteriiamy [The influence of
inoculation and the growth regulator triman-1 on the
activity of nitrogen fixation, the development and
formation of symbiosis of alfalfa with nodule bacte-
ria]. Physiology and biochemistry of cultivated
plants — Fyzyolohyia y byokhymyia kulturnykh ras-
tenyi, 33(6), 87–99 [in Ukrainian].
18. Saiko, V. F. (2002). Zemlerobstvo v suchas-
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2022. Вип. 36.
46
nykh umovakh [Agriculture in modern conditions].
Visnyk ahrarnoi nauky — Bulletin of Agricultural
Science, 5, 5–10.
19. Child, J. J. (1975). Nitrogen fixation by a
Rhizobium sp. association with nonleguminous plant
cell cultures. Nature, 253, 350–351.
20. Kots, S. Ya., Vorobei, N. A., Kyrychen-
ko, O. V., Melnykova, N. M., Mykhalkiv, L. M., &
Pukhtaievych, P. P. (2016). Mikrobiolohichni prepa-
raty dlia silskoho hospodarstva. [Microbiological
preparations for agriculture] Кiev: Lohos [in Ukrai-
nian].
21. Hardy, R. W. F., Holsten, R. D., Jack-
son, E. K., & Burns, R. C. (1968). The acetylene-
ethylene assay for N2 fixation: laboratory and field
evaluation. Plant Physiology, 43, 1185–1207.
22. Hizbulin, N. H., Chernelivska, O. O., Olek-
shii, L. M., Budovskyi, M. D., Dankov, V. Ya.,
Osadchuk, V. D. … Chernata, D. M. (2009).
Yantarna kyslota — efektyvnyi rehuliator rostu ros-
lyn [Succinic acid is an effective plant growth regu-
lator]. Tsukrovi buriaky — Sugarbeet, 2, 4–5 [in Uk-
rainian].
23. An, Y., Zhou, P., Xiao, Q., & Shi, D. (2014).
Effects of foliar application of organic acids on alle-
viation of aluminum toxicity in Alfalfa. Journal of
Plant Nutrition and Soil Science, 177(3), 421–430.
https://doi.org/10.1002/jpln.201200445
24. Vorobey, N. A., Kots, S. Ya., & Mamen-
ko, P. M. (2013). Realization of nitrogen fixation
potential of Tn5-mutants Bradyrhizobium japonicum
in symbiosis with soybean plants. Biotechnologia
acta, 6(5), 122–130.
25. Finan, T. М., Wood, J. M., & Jordan, D. C.
(1981). Succinate transport in Rhizobium legumi-
nosarum. Journal of bacteriology, 148(1), 193–202.
26. Bergersen, F. J., Turner, G. L. (1967). Nitro-
gen fixation by the fraction of breis of soybean root
nodules. Biochimica et Biophysica Acta, 141(3),
507–515. https://doi.org/10.1016/0304-4165(67)901
79-1
Received 22.07.2022
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2022. Вип. 36.
|
| id | oai:ojs2.smic.in.ua:article-501 |
| institution | Agriciltural microbiology |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-23T01:15:42Z |
| publishDate | 2022 |
| publisher | Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | smicinua/ab/0fd58412faf826d5c971725b00b0a8ab.pdf |
| spelling | oai:ojs2.smic.in.ua:article-5012026-07-22T10:10:51Z REACTION OF FREE-LIVING AND SYMBIOTIC BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM ON THE USE OF SUCCINIC ACID РЕАКЦІЯ BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM У ВІЛЬНОЖИВУЧІЙ ТА СИМБІОТИЧНІЙ ФОРМАХ НА ЗАСТОСУВАННЯ БУРШТИНОВОЇ КИСЛОТИ Рибаченко, Л. І. Коць, С. Я. Пухтаєвич, П. П. Рибаченко, О. Р. Омельчук, С. В. Bradyrhizobium japonicиm, succinic acid, nitrogen-fixing activity, legume-rhizobia symbiosis, soybean Bradyrhizobium japonicиm, бурштинова кислота, азотфіксувальна активність, бобово-ризобіальний симбіоз, соя Objective. Find out the influence of different concentrations of succinic acid on the intensity of growth of Bradyrhizobium japonicim and the activity of symbiotic systems created with their participation. Methods. Microbiological, physiological, statistical, gas chromatography. Results. It was found that the T21-2 strain had a more pronounced reaction to the use of succinic acid than the PC08 strain, regardless of its concentration. Addition of succinic acid to the culture medium of rhizobia at a concentration of 0.01 and 0.02 g/L led to an increase in the titre of bacterial cells of T21- 2 and PC08 strains, while at a concentration of 0.2 g/L it had a toxic effect on the studied strains. Succinic acid at a concentration of 0.01 g/L, both during seed treatment and as a component of the inoculation suspension, significantly activated the processes of formation and functioning of soybean symbiotic systems formed by the T21-2 rhizobia strain. At a concentration of 0.02 g/L, it provided the highest rate of growth of bacterial cells among the studied variants and led to an increase in their titre relative to rhizobia without adding acid, both on day three and four of cultivation. At the same time, regardless of the method of application, this concentration of succinic acid partially inhibited the nodulation activity of T21-2 strain and the nitrogen-fixing activity of the symbiotic systems formed with their participation. Conclusion. Based on the revealed effect of succinic acid on the growth of Bradyrhizobium japonicum in pure culture and on the formation and functioning of symbiosis, we recommend adding succinic acid at a concentration of 0.01 g/L, both as a component of the inoculation suspension, and for pre-sowing seed treatment to increase the activity of soybean-rhizobia symbiotic systems. Мета. З’ясувати вплив різних концентрацій бурштинової кислоти на інтенсивність росту Bradyrhizobium japonicиm та активність симбіотичних систем, створених за їх участю. Методи. Мікробіологічні, фізіологічні, статистичні, газова хроматографія. Результати. Виявлено, що штам Т21-2 мав більш виражену, як порівняти зі штамом РС08, реакцію на застосування бурштинової кислоти незалежно від її концентрації. Додавання до середовища культивування ризобій бурштинової кислоти у концентрації 0,01 та 0,02 г/л зумовлювало зростання титру бактеріальних клітин штамів Т21-2 і РС08, тоді як у концентрації 0,2 г/л вона здійснювала токсичний вплив на досліджувані штами. Бурштинова кислота у концентрації 0,01 г/л, як за обробки насіння, так і в ролі компонента інокуляційної суспензії суттєво активізувала процеси формування та функціонування симбіотичних систем сої, утворених штамом ризобій Т21-2. У концентрації 0,02 г/л вона забезпечувала найвищий з досліджуваних варіантів темп росту бактеріальних клітин і викликала підвищення їхнього титру щодо ризобій без додавання кислоти як на третю, так і на четверту добу культивування. Незалежно від способу застосування, така концентрація бурштинової кислоти частково пригнічувала нодуляційну активність ризобій штаму Т21-2 та азотфіксувальну активність сформованих за їх участю симбіотичних систем. Висновки. На основі виявленого впливу бурштинової кислоти на ріст Bradyrhizobium japonicиm у чистій культурі та на формування й функціонування симбіозу, для підвищення активності соєво-ризобіальних симбіотичних систем нами рекомендовано застосовувати бурштинову кислоту в концентрації 0,01 г/л як у ролі компонента інокуляційної суспензії, так і для передпосівної обробки насіння. Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine 2022-12-22 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/501 10.35868/1997-3004.36.36-46 Agricultural microbiology; Vol. 36 (2022): Agriciltural microbiology; 36-46 Сільськогосподарська мікробіологія; Том 36 (2022): Сільськогосподарська мікробіологія; 36-46 1997-3004 10.35868/1997-3004.36 uk https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/501/573 Авторське право (c) 2022 L. I. Rybachenko, S. Ya. Kots, P. P. Pukhtaievych, O. R. Rybachenko, S. V. Omelchuk https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | Bradyrhizobium japonicиm бурштинова кислота азотфіксувальна активність бобово-ризобіальний симбіоз соя Рибаченко, Л. І. Коць, С. Я. Пухтаєвич, П. П. Рибаченко, О. Р. Омельчук, С. В. РЕАКЦІЯ BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM У ВІЛЬНОЖИВУЧІЙ ТА СИМБІОТИЧНІЙ ФОРМАХ НА ЗАСТОСУВАННЯ БУРШТИНОВОЇ КИСЛОТИ |
| title | РЕАКЦІЯ BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM У ВІЛЬНОЖИВУЧІЙ ТА СИМБІОТИЧНІЙ ФОРМАХ НА ЗАСТОСУВАННЯ БУРШТИНОВОЇ КИСЛОТИ |
| title_alt | REACTION OF FREE-LIVING AND SYMBIOTIC BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM ON THE USE OF SUCCINIC ACID |
| title_full | РЕАКЦІЯ BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM У ВІЛЬНОЖИВУЧІЙ ТА СИМБІОТИЧНІЙ ФОРМАХ НА ЗАСТОСУВАННЯ БУРШТИНОВОЇ КИСЛОТИ |
| title_fullStr | РЕАКЦІЯ BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM У ВІЛЬНОЖИВУЧІЙ ТА СИМБІОТИЧНІЙ ФОРМАХ НА ЗАСТОСУВАННЯ БУРШТИНОВОЇ КИСЛОТИ |
| title_full_unstemmed | РЕАКЦІЯ BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM У ВІЛЬНОЖИВУЧІЙ ТА СИМБІОТИЧНІЙ ФОРМАХ НА ЗАСТОСУВАННЯ БУРШТИНОВОЇ КИСЛОТИ |
| title_short | РЕАКЦІЯ BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM У ВІЛЬНОЖИВУЧІЙ ТА СИМБІОТИЧНІЙ ФОРМАХ НА ЗАСТОСУВАННЯ БУРШТИНОВОЇ КИСЛОТИ |
| title_sort | реакція bradyrhizobium japonicum у вільноживучій та симбіотичній формах на застосування бурштинової кислоти |
| topic | Bradyrhizobium japonicиm бурштинова кислота азотфіксувальна активність бобово-ризобіальний симбіоз соя |
| topic_facet | Bradyrhizobium japonicиm succinic acid nitrogen-fixing activity legume-rhizobia symbiosis soybean Bradyrhizobium japonicиm бурштинова кислота азотфіксувальна активність бобово-ризобіальний симбіоз соя |
| url | https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/501 |
| work_keys_str_mv | AT ribačenkolí reactionoffreelivingandsymbioticbradyrhizobiumjaponicumontheuseofsuccinicacid AT kocʹsâ reactionoffreelivingandsymbioticbradyrhizobiumjaponicumontheuseofsuccinicacid AT puhtaêvičpp reactionoffreelivingandsymbioticbradyrhizobiumjaponicumontheuseofsuccinicacid AT ribačenkoor reactionoffreelivingandsymbioticbradyrhizobiumjaponicumontheuseofsuccinicacid AT omelʹčuksv reactionoffreelivingandsymbioticbradyrhizobiumjaponicumontheuseofsuccinicacid AT ribačenkolí reakcíâbradyrhizobiumjaponicumuvílʹnoživučíjtasimbíotičníjformahnazastosuvannâburštinovoíkisloti AT kocʹsâ reakcíâbradyrhizobiumjaponicumuvílʹnoživučíjtasimbíotičníjformahnazastosuvannâburštinovoíkisloti AT puhtaêvičpp reakcíâbradyrhizobiumjaponicumuvílʹnoživučíjtasimbíotičníjformahnazastosuvannâburštinovoíkisloti AT ribačenkoor reakcíâbradyrhizobiumjaponicumuvílʹnoživučíjtasimbíotičníjformahnazastosuvannâburštinovoíkisloti AT omelʹčuksv reakcíâbradyrhizobiumjaponicumuvílʹnoživučíjtasimbíotičníjformahnazastosuvannâburštinovoíkisloti |