ХАРАКТЕРИСТИКА ВЛАСТИВОСТЕЙ БУЛЬБОЧКОВИХ БАКТЕРІЙ НУТУ, ПОШИРЕНИХ В АГРОЦЕНОЗАХ ЛІСОСТЕПОВОЇ ТА СТЕПОВОЇ ЗОН УКРАЇНИ

Objective. To compare morphological, cultural, physiological, biochemical, and symbiotic properties of strains of nodule chickpea bacteria isolated from different soil and climatic zones of Ukraine. Methods. Microbiological, microscopic, gas-chromatographic, statistical. Results. From the nodules of...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Date:2019
Main Authors: Логоша, О. В., Воробей, Ю. О., Усманова, Т. О., Стрекалов, В. М.
Format: Article
Language:Ukrainian
Published: Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine 2019
Subjects:
Online Access:https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/57
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Agriciltural microbiology
Download file: Pdf

Institution

Agriciltural microbiology
_version_ 1871465497927614464
author Логоша, О. В.
Воробей, Ю. О.
Усманова, Т. О.
Стрекалов, В. М.
author_facet Логоша, О. В.
Воробей, Ю. О.
Усманова, Т. О.
Стрекалов, В. М.
author_institution_txt_mv [ { "author": "О. В. Логоша", "institution": "Інститут сільськогосподарської мікробіології та агропромислового виробництва НААН" }, { "author": "Ю. О. Воробей", "institution": "Інститут сільськогосподарської мікробіології та агропромислового виробництва НААН" }, { "author": "Т. О. Усманова", "institution": "Інститут сільськогосподарської мікробіології та агропромислового виробництва НААН" }, { "author": "В. М. Стрекалов", "institution": "Інститут сільськогосподарської мікробіології та агропромислового виробництва НААН" } ]
author_sort Логоша, О. В.
baseUrl_str https://smic.in.ua/index.php/journal/oai
collection OJS
datestamp_date 2026-07-22T10:10:40Z
description Objective. To compare morphological, cultural, physiological, biochemical, and symbiotic properties of strains of nodule chickpea bacteria isolated from different soil and climatic zones of Ukraine. Methods. Microbiological, microscopic, gas-chromatographic, statistical. Results. From the nodules of chickpea plant of varieties Skarb, Admiral, Odissei, Budzhak, Triumf and Pamiat, grown in the steppe zone of Ukraine (Region of Odessa), where an active rhizobia population was formed due to the continuous cultivation of this crop, 58 isolates of bacteria were isolated; 11 iso-lates were isolated from the nodules of plants of Triumf and Pamiat varieties selected in the forest-steppe zone (Region of Lviv), in the fields where chickpea was grown for the first time. It has been established that the strains of Mesorhizobium sp. 1 and Mesorhizobium sp. 2, which were isolated from the nodules of chickpea plants grown in the fields with an active rhizobia population of this culture, form colonies of 2–4 mm in size at day 3–4 on the mannitol yeast agar and, according to cultural and morphological properties correspond to the characteristics of the species Mesorhizo-bium ciceri. Their use for pre-sowing chickpea inoculation increases the mass of nodules (2– 3 times) and nitrogenase activity (1.4–2 times) compared with the results obtained using the pro-duction strain of Mesorhizobium ciceri H-12. Inoculation with Mesorhizobium sp. 11, isolated from the forest-steppe zone, which on a mannitol yeast agar forms a colony of 1–2 mm in size at day 5–6, contributed to a significant increase in the number of nodules on the roots of plants (by 40.5 %), their mass (by 31 %), but the increase in nitrogenase activity was negligible. Conclusion. Strains of Mesorhizobium sp. isolated from chickpea nodules grown in different soil-climatic zones of Ukraine, have similar cell morphology, but differ in growth rate, cultural, physiological, biochemi-cal, and symbiotic properties.
doi_str_mv 10.35868/1997-3004.29.21-28
first_indexed 2025-07-17T12:23:41Z
format Article
fulltext 21 Сільськогосподарська мікробіологія. 2019. Вип. 29. С. 21–28. ISSN 1997-3004 https://doi.org/10.35868/1997-3004.29.21-28 УДК 579.64:602.3:631.847.211:635.657 ХАРАКТЕРИСТИКА ВЛАСТИВОСТЕЙ БУЛЬБОЧКОВИХ БАКТЕРІЙ НУТУ, ПОШИРЕНИХ В АГРОЦЕНОЗАХ ЛІСОСТЕПОВОЇ ТА СТЕПОВОЇ ЗОН УКРАЇНИ О. В. Логоша, Ю. О. Воробей, Т. О. Усманова, В. М. Стрекалов Інститут сільськогосподарської мікробіології та агропромислового виробництва НААН вул. Шевченка, 97; м. Чернігів, 14035, Україна; e-mail: olga.logosha94@gmail.com Мета. Дослідити морфолого-культуральні, фізіолого-біохімічні та симбіотичні власти- вості штамів бульбочкових бактерій нуту, виділених з різних ґрунтово-кліматичних зон Ук- раїни. Методи. Мікробіологічні, мікроскопічні, газохроматографічні, статистичні. Резуль- тати. З бульбочок рослин нуту сортів Скарб, Адмірал, Одіссей, Буджак, Тріумф, Пам’ять, вирощених у зоні степу України (Одеська область), де сформувалась активна популяція ри- зобій завдяки тривалому вирощування цієї культури, виділено 58 ізолятів бактерій; 11 ізо- лятів виділено з бульбочок рослин сортів Тріумф і Пам’ять, відібраних у Лісостеповій зоні (Львівська область) на полях, де нут вирощували вперше. За результатами вегетаційних до- слідів для подальшої роботи відібрано 3 штами, що характеризувалися найвищою ефектив- ністю, та за культурально-морфологічними і фізіолого-біохімічними ознаками ідентифіко- вані як Mesorhizobium sp. Штами Mesorhizobium sp. 1 та Mesorhizobium sp. 2, виділені з бульбочок рослин нуту, вирощених у Степовій зоні на полях з активною популяцією ризобій цієї культури, на бобовому агарі мають помірну швидкість росту. За їх використання для передпосівної бактеризації насіння нуту збільшується маса бульбочок (у 2–3 рази) та ніт- рогеназна активність (у 1,4–4 рази), порівнюючи з показниками, отриманими за умови за- стосування референтного штаму Mesorhizobium ciceri Н-12. Використання для інокуляції насіння нуту бактерій Mesorhizobium sp. 11 (виділених з Лісостепової зони), що характери- зувалися швидким ростом на бобовому агарі, сприяло збільшенню кількості бульбочок на ко- ренях рослин (на 40,5 %), їх маси (на 31 %), але підвищення нітрогеназної активності було незначним. Висновки. Штами Mesorhizobium sp., виділені з бульбочок рослин нуту, вироще- них у різних ґрунтово-кліматичних зонах України, мають схожу морфологію клітин, але від- різняються за швидкістю росту, біохімічними та симбіотичними властивостями. Ключові слова: бобово-ризобіальний симбіоз, бульбочкові бактерії, Mesorhizobium ciceri, нут. Вступ. Рослини нуту здатні вступати в симбіотичні взаємовідносини зі специфіч- ними бульбочковими бактеріями Mesorhi- zobium ciceri, унаслідок чого на коренях формуються бульбочки недетермінованого типу. В ґрунтах більшості ґрунтово-кліма- тичних зон України немає аборигенних буль- бочкових бактерій нуту [1], тому для фор- мування та функціонування ефективного бобово-ризобіального симбіозу з метою отримання високих урожаїв цієї культури виникає необхідність передпосівної бактери- зації насіння активними та високоефектив- ними штамами M. cicerі. Аналіз останніх досліджень і публіка- цій. У 1994 р. ризобії нуту було описано як Rhizobium ciceri французькими вченими С. М. Нур, Д.-К. Клійет-Марел, Ф. Норман- дом та М. П. Фернандес [2]. Через три роки, за даними Б. Д. Джарвіс зі співав. [3] вид Rhizobium ciceri віднесено до роду Mesorhi- zobium, представники якого характеризують- ся середньою швидкістю росту («meso-gro- wers»), на відміну від переважно повіль- норослих бактерій («slow-growers») роду Bradyrhizobium та швидкорослих («fast-gro- © О. В. Логоша, Ю. О. Воробей, Т. О. Усманова, В. М. Стрекалов, 2019 22 wers») — роду Rhizobium. До роду Mesorhizobium відносять буль- бочкові бактерії, які нодулюють нут, лядве- нець, акацію, астрагал та деякі інші види ро- слин [4–6]. Бактерії цього роду відрізняють- ся між собою за швидкістю росту, розміром колоній на агаризованому середовищі та ви- користовують як джерела карбону різні вуг- леводні сполуки. Представники роду Meso- rhizobium грамнегативні, аеробні, спор не утворюють, рухливі, зазвичай з одним поля- рним або субполярним джгутиком, на агари- зованому середовищі утворюють колонії від 1 до 4 мм на 3–7-у добу культивування. Мак- симальна температура для росту більшості штамів становить 40 °C. Бактерії здатні рос- ти за значень рН від 5,0 до 10,0 [2–4]. За даними низки досліджень, штами ри- зобій, виділені з бульбочок нуту, можуть відрізнятися між собою за своїми феноти- повими особливостями залежно від місця вирощування [7–11]. Мета досліджень — вивчити морфоло- го-культуральні, фізіолого-біохімічні та сим- біотичні властивості штамів бульбочкових бактерій нуту, виділених з бульбочок рос- лин, що вирощувались у різних ґрунтово- кліматичних зонах України на полях, де вже сформувалась активна популяція ризобій ну- ту, і ґрунтах, де раніше не вирощували дану культуру. Матеріали та методи досліджень. Мор- фологічні особливості клітин бактерій визна- чали за використання світлової (мікроскоп Micros MC 200T) та електронної (Tesla BS 540) мікроскопії. Культурально-морфологіч- ні та фізіолого-біохімічні особливості штамів вивчали згідно із загальноприйнятими мік- робіологічними та біохімічними методами [12]. Для порівняння використовували рефе- рентні штами Mesorhizobium cicerі Н-12 [13] та Mesorhizobium cicerі 522 [14]. Вирощуван- ня та зберігання бульбочкових бактерій нуту здійснювали на бобовому агарі такого скла- ду, г/л : (NH4)2SO4 — 1,0; К2НРО4 — 0,5; КН2РО4 — 0,5; MgSO4×7H2O — 0,2; CaCO3 — 1,0; сахароза (цукор) — 10,0; відвар гороху — 1 л (100 г гороху в 1 л води відварюється протягом 40 хв., після чого відвар фільтру- ється), агар-агар — 10,0 г, рН = 6,8–7,0. Сте- рилізація середовища — 1,0 атм., 30 хв. Здатність ризобій нуту асимілювати вуг- леводи та засвоювати джерела нітрогену до- сліджували на мінеральному середовищі Ко- зера [15]. Симбіотичні властивості бактерій вивчали в умовах польових дослідів за відсу- тності в ґрунті (чорнозем вилугуваний не- глибокий легкосуглинковий на лесовидних суглинках, вміст гумусу в орному шарі — 3,6 %, рухомих форм фосфору (за Кірсано- вим) — 210–240 мг P2O5, обмінного калію (за Кірсановим) — 160–170 мг K2O на 1 кг ґрун- ту, pH водне — 6,5) аборигенних бульбочко- вих бактерій нуту. Облікова площа ділянок польових дослідів складала 8 м2. Повтор- ність дослідів 4-разова, розміщення варіантів рендомізоване. Попередник — овес ярий. Протруйники та гербіциди не застосовували, бур’яни знищували вручну. Польові досліди проводили за такою схемою: Сорт Скарб: 1. Контроль (без інокуляції насіння). 2. Інокуляція M. сiceri Н-12 (позитивний контроль). 3. Інокуляція Mesorhizobium sp. 1 (штам виділений з бульбочок нуту сорту Скарб). 4. Інокуляція Mesorhizobium sp. 2 (штам виділений з бульбочок нуту сорту Пам’ять). Сорт Тріумф: 1. Контроль (без інокуляції насіння). 2. Інокуляція M. сiceri Н-12 (позитивний контроль). 3. Інокуляція Mesorhizobium sp. 2 (штам виділений з бульбочок нуту сорту Пам’ять). 4. Інокуляція Mesorhizobium sp. 11 (штам виділений з бульбочок нуту сорту Тріумф). Для інокуляції насіння нуту використо- вували бактеріальну суспензію. Культури ви- рощували на качалці при 220 об./хв. протя- гом 3 діб. Інокулюм розбавляли стерильною водою для отримання розрахункового титру 106 клітин/насінину. Нітрогеназну активність бульбочок ви- значали ацетиленовим методом на газовому хроматографі «Chrom-4» з полум’яно-іоніза- ційним детектором [16]. Результати та їх обговорення. Протя- гом 2016–2017 років нами з бульбочок рос- лин нуту сортів Скарб, Адмірал, Одіссей, Буджак, Тріумф, Пам’ять, вирощених у зоні степу України, де в ґрунтах сформувалась активна популяція бульбочкових бактерій цієї культури завдяки тривалому її вирощу- ванню, виділено 58 ізолятів бактерій [17]. Ще 11 ізолятів виділено з бульбочок рослин сортів Тріумф, Пам’ять, відібраних у лісо- ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2019. Вип. 29. 23 степовій зоні на полях, де нут вирощували вперше. Дослідження здатності отриманих ізоля- тів утворювати бульбочки на коренях нуту в умовах вегетаційних дослідів свідчать, що бактерії, які викликають формування буль- бочок, відповідають морфологічним харак- теристикам роду Mesorhizobium. Електрон- но-мікроскопічні дослідження демонструють подібність морфології бактерій, ізольованих з бульбочок рослин нуту різних сортів, що вирощувались у різних регіонах України. Клітини аеробні, спор не утворюють, ру- хливі, паличкоподібної форми (рис. 1, а–в), розмір коливається в межах 1,0–2,0 × 0,3– 0,5 мкм. За культивування Mesorhizobium sp. 1 та Mesorhizobium sp. 2 в рідкому бобовому середовищі бактерії утворюють скупчення по 2–6 клітин, що досить часто розташовані паралельно (рис. 1, а, б). За культуральними властивостями всі ви- ділені бактеріальні ізоляти поділено нами на дві групи. Представники першої групи — швидкорослі, на бобовому агарі на 2–3-у добу культивування утворюють відносно великі колонії діаметром 2–4 мм (рис. 2). Представ- ники другої групи характеризуються помір- ною швидкістю росту — формують на бобо- вому агарі невеликі колонії (1–2 мм) на 4–7-у добу культивування (рис. 3). Слід зазначити, що значну частину ізолятів, отриманих з регі- онів тривалого вирощування нуту, становлять штами з помірною швидкістю росту. Рефере- нтні штами M. cicerі 522 та M. cicerі Н-12 на бобовому агарі також утворюють колонії діаметром 1–3 мм на 5–7-у добу. а б в Рис. 1. Морфологія клітин Mesorhizobium sp. 1 (а, б) та Mesorhizobium sp. 2 (в) (за збіль- шення в 16 000 разів). Рис. 2. Колонії Mesorhizobium sp. 11 на 3-у добу культивування. Рис. 3. Колонії Mesorhizobium sp. 2 на 6-у добу культивування. ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2019. Вип. 29. 24 Швидкорослі бактерії за культивування на знежиреному стерильному молоці з лак- мусом на 7-у добу підкислюють середовище, штами з помірною швидкістю росту на 7-у добу забезпечують незначне підлуговування середовища, а після 20 діб культивування — підкислюють його. Встановлено, що всі швидкорослі штами характеризуються ряс- ним ростом на МПА, а штами з помірною швидкістю росту на МПА не ростуть або мають слабкий ріст. У подальшій роботі дослідження прово- дили із штамами Mesorhizobium sp. 1 та Me- sorhizobium sp. 2, виділеними з кореневих бульбочок рослин сортів нуту Скарб та Пам’ять, що вирощувались у південному ре- гіоні країни, а також зі штамом Mesorhizo- bium sp. 11, виділеним з бульбочок рослин сорту Тріумф (відібраних на полях, де нут вирощували вперше). Зазначені штами характеризувалися най- більшим впливом на приріст кількості буль- бочок, вегетативної маси та коренів у веге- таційних дослідах [17]. За вирощування на бобовому агарі шта- ми Mesorhizobium sp. 1 і Mesorhizobium sp. 2 характеризуються помірним ростом, буль- бочкові бактерії Mesorhizobium sp. 11 відно- сяться до швидкорослих штамів. Встановлено, що всі досліджувані штами активно ростуть на середовищі Козера та за- своюють L-арабінозу, рамнозу, мальтозу, са- харозу, глюкозу, ксилозу, лактозу, продуку- ючи кислоту (табл. 1). Нові штами Mesorhizobium sp. 1 і Meso- rhizobium sp. 2, як і референтні M. cicerі Н-12 та M. cicerі 522, не змінюють реакцію сере- довища з дульцитом, помірно підкислюють середовище з манітом та сорбітом. Бактерії Mesorhizobium sp. 11 не використовують як джерело вуглецю D-арабінозу і сорбіт, але засвоюють маніт та дульцит, продукуючи кислоту. В умовах лабораторних дослідів на міне- ральному середовищі Козера визначали здат- ність бульбочкових бактерій роду Mesorhizo- bium використовувати різні джерела нітроге- ну. Показано, що штами Mesorhizobium sp. 1 і Mesorhizobium sp. 2 характеризуються по- мірним ростом на середовищі з амонієм мо- лібденокислим та сірчанокислим, а Mesorhi- zobium sp. 11 має рясний ріст на середови- щах з амонієм фосфорнокислим та молібде- нокислим (табл. 2). Вивчення симбіотичних властивостей штамів роду Mesorhizobium проводили в умовах польового досліду на чорноземі ви- лугуваному. Слід зазначити, що на коренях Таблиця 1. Використання джерел карбону представниками роду Mesorhizobium Вуглеводи M. cicerі 522 M. cicerі Н-12 Mesorhizobium sp. 1 Mesorhizobium sp. 2 Mesorhizobium sp. 11 Контроль (без вуглеводів) н н н н н L-арабіноза к к к к к D-арабіноза к к к к н Рамноза к к к к к Мальтоза к к к к к Дульцит н н н н к Сахароза к к к к к Глюкоза к к к к к Ксилоза к к к к к Лактоза к к к к к Маніт п/к п/к п/к п/к к Сорбіт п/к п/к п/к п/к н Примітка: к — підкислюють середовище; п/к — помірно підкислюють середовище; н — не змінюють рН середовища. ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2019. Вип. 29. 25 Таблиця 2. Використання нітрогену штамами Mesorhizobium sp. Джерела нітрогену M. cicerі 522 M. cicerі Н-12 Mesorhizobium sp. 1 Mesorhizobium sp. 2 Mesorhizobium sp. 11 Аспарагін Ріст помірний помірний слабкий слабкий помірний ЕПС ++ ++ +++ +++ +++ Сечовина Ріст слабкий слабкий слабкий слабкий слабкий ЕПС + + + + + (NH4)2HPO4 Ріст помірний помірний слабкий слабкий рясний ЕПС + + ++ ++ +++ (NH4)6Mo7O27 Ріст слабкий слабкий помірний помірний рясний ЕПС + + + + + NH4SO4 Ріст слабкий помірний помірний помірний помірний ЕПС ++ + + ++ + NH4Cl Ріст слабкий слабкий слабкий слабкий помірний ЕПС + + + + + NH4NO3 Ріст слабкий слабкий слабкий слабкий слабкий ЕПС +++ ++ ++ ++ + NaNO3 Ріст помірний помірний слабкий слабкий слабкий ЕПС + + ++ ++ ++ Примітка: +++ — інтенсивне продукування екзополісахаридів (ЕПС); ++ — помірне продуку- вання ЕПС; + — незначне продукування ЕПС. нуту всіх досліджуваних нами сортів у конт- рольному варіанті бульбочок не виявлено. Це підтверджує дані С. В. Дідович та М. З. Толкачова [1] про відсутність бульбоч- кових бактерій нуту в зонах, де раніше не вирощували цю культуру. Інокуляція насіння нуту сорту Скарб штамами Mesorhizobium sp. 1 та Mesorhizo- bium sp. 2, які характеризуються помірною швидкістю росту, сприяла збільшенню маси бульбочок на коренях нуту у 2–3 рази відпо- відно, якщо порівняти з інокуляцією вироб- ничим штамом M. cicerі Н-12 (табл. 3). Кіль- кість бульбочок за інокуляції Mesorhizobi- um sp. 1 зростала на 14 %, нітрогеназна актив- ність — на 38 %. У варіанті з Mesorhizobi- um sp. 2 кількість бульбочок була на 77 % більшою за показник позитивного контролю, а нітрогеназна активність підвищилася в 2 рази. За інокуляції насіння нуту сорту Тріумф штамом Mesorhizobium sp. 2 кількість буль- бочок зростала на 57 %, їх маса збільшува- лась у 2 рази проти позитивного контролю. За інокуляції штамом Mesorhizobium sp. 11, виділеним з Лісостепової зони, кількість бу- льбочок зростала на 40,5 %, їх маса на 31 % щодо показників позитивного контролю. Проте нітрогеназна активність бульбочок за інокуляції штамом Mesorhizobium sp. 2 збі- льшувалась в 4 рази, а за бактеризації шта- мом Mesorhizobium sp. 11 — лише на 8 % пе- ревищувала позитивний контроль. Показано, що найбільш ефективним мікросимбіонтом до сортів Скарб та Тріумф виявився штам Mesorhizobium sp. 2, виділений з бульбочок сорту Пам’ять. Отже, у результаті проведених дослід- жень показано, що штами Mesorhizobium sp., виділені з бульбочок рослин нуту, вироще- них у різних ґрунтово-кліматичних зонах України, мають схожу морфологію клітин, але відрізняються за швидкістю росту, куль- туральними, фізіолого-біохімічними та сим- біотичними властивостями. Інокуляція насін- ня штамом Mesorhizobium sp. 11, виділеним у Лісостеповій зоні, сприяла збільшенню кількості бульбочок на коренях рослин (на 40,5 %), їх маси (на 31 %), але нітрогеназна активність була на рівні позитивного конт- ролю. Встановлено, що штами Mesorhizo- bium sp. 1 та Mesorhizobium sp. 2, що виділені з бульбочок рослин нуту, вирощених у Сте- повій зоні на полях з щільною популяцією ризобій цієї культури, сприяють значному ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2019. Вип. 29. 26 Таблиця 3. Симбіотичні властивості нових штамів бульбочкових бактерій нуту в умовах польового досліду (2018 р.) Сорт Варіанти досліду Середня кількість бульбочок, од./рослину Середня маса бульбочок, мг/рослину Нітрогеназна активність, нмоль С2Н4 / рослину за годину Скарб Інокуляція M. cicerі Н-12 13,2 ± 1,1 215,0 ± 5,0 266,0 ± 26,0 Інокуляція Mesorhizobium sp. 1 15,1 ± 2,1 435,0 ± 32,5 369,0 ± 25,0 Інокуляція Mesorhizobium sp. 2 23,3 ± 2,1 636,0 ± 30,0 541,0 ± 19,0 Тріумф Інокуляція M. cicerі Н-12 9,2 ± 0,3 381,0 ± 37,0 284,0 ± 16,0 Інокуляція Mesorhizobium sp. 2 14,5 ± 0,3 853,0 ± 37,0 1128,0 ± 58,0 Інокуляція Mesorhizobium sp. 11 13,0 ± 0,9 501,0 ± 8,0 310,0 ± 18,0 збільшенню маси бульбочок (у 2–3 рази) та їх нітрогеназної активності (в 1,4–4 рази) проти референтного штаму. Висновки. Штами Mesorhizobium sp., ви- ділені з бульбочок рослин нуту, вирощених у різних ґрунтово-кліматичних зонах України, мають схожу морфологію клітин, але відріз- няються за швидкістю росту, культуральни- ми, фізіолого-біохімічними та симбіотични- ми властивостями. ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА 1. Дідович С. В., Толкачов М. З., Бутвіна О. Ю. Ефективність симбіотичної азотфіксації в агро- ценозах України. Сільськогосподарська мікробі- ологія. 2008. Вип. 8. С. 117–125. 2. Nour S. M., Fernandez M. P., Normand Ph., Cleyet-Marel J.-C. Rhizobium ciceri sp. nov., con- sisting of strains that nodulate chickpeas (Cicer arietinum L.). International Journal of Systematic Bacteriology. 1994. Vol. 44(3). P. 511–522. http://doi.org/10.1099/00207713-44-3-511 3. Jarvis B. D. W., Van Berkum P., Chen W. X., Nour S. M., Fernandez M. P., Cleyet-Marel J.-C., Gillis M. Transfer of Rhizobium loti, Rhizobium huakuii, Rhizobium ciceri, Rhizobium mediterrane- um, and Rhizobium tianshanense to Mesorhizobium gen. nov. International Journal of Systematic Bacte- riology. 1997. Vol. 47. P. 895–898. http://doi.org/ 10.1099/00207713-47-3-895 4. Brenner D. J., Krieg N. R., Staley J. T. Ber- gey’s manual of systematic bacteriology. Volume 2: The Proteobacteria, Part C: The Alpha-, Beta-, Delta-, and Epsilonproteobacteria. Springer. 2005. 1415 p. https://doi.org/10.1007/0-387-29298-5 5. Rivas R., García-Fraile P., Velázquez E. Ta- xonomy of bacteria nodulating legumes. Microbiol- ogy Insights. 2009. Vol. 2. P. 51–69. https://doi.org/ 10.4137/MBI.S3137 6. Andrews M., Andrews M. E. Specificity in Legume-Rhizobia Symbioses. International Journal of Molecular Sciences. 2017. Vol.18, № 4, p. 705. https://doi.org/10.3390/ijms18040705 7. Maatallah J., Berraho E. B., Munoz S., San- juan J., Lluch C. Phenotypic and molecular charac- terization of chickpea rhizobia isolated from differ- ent areas of Morocco. Journal of Applied Microbiol- ogy. 2002. Vol. 93(4). P. 531–540. https://doi.org/ 10.1046/j.1365-2672.2002.01718.x 8. L’taief B., Sifi B., Gtari M., Zaman-Allah M., Lachaal M. Phenotypic and molecular characteriza- tion of chickpea rhizobia isolated from different are- as of Tunisia. Canadian Journal of Microbiology. 2007. Vol. 53(3). P. 427–434. https://doi.org/ 10.1139/w06-127 9. Rai R., Dash P. K., Mohapatra T., Singh A. Phenotypic and molecular characterization of indig- enous rhizobia nodulating chickpea in India. Indian Journal of Experimental Biology. 2012. Vol. 50. P. 340–350. 10. Tena W., Wolde-Meskel E., Degefu T., Walley, F. Genetic and phenotypic diversity of rhi- zobia nodulating chickpea (Cicer arietinum L.) in soils from southern and central Ethiopia. Canadian Journal of Microbiology. 2017. Vol. 63(8). P. 690– 707. https://doi.org/10.1139/cjm-2016-0776 11. Mahmoud M. A., Mart D., Can C. Pheno- typic characterization of indigenous rhizobia nodu- lating chickpea in Turkey reveals high diversity. Legume Research. 2018. Vol. 42. P. 379–384. ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2019. Вип. 29. 27 https://doi.org/10.18805/LR-430 12. Методы общей бактериологии. Под ред. Ф. Герхарда. М. : Мир, 1984. Т. 2. 486 с. 13. Штам бульбочкових бактерій Mesorhizo- bium ciceri Н-12, активний симбіотичний азотфі- ксатор, який використовують для приготування бактеріального препарату, що підвищує врожай- ність нуту: пат. 17664 Україна. МПК С12N1/00, С12P1/04, М. З. Толкачов, С. В. Дідович, І. О. Ка- менєва; заявник і патентовласник: Південний фі- ліал Інституту сільськогосподарської мікробіо- логії УААН; заявл. 13.03.06; опубл. 16.10.06, Бюл. № 10. 14. Штамм клубеньковых бактерий Rhizobi- um spp (cicer) 522 — активный симбиотичес- кий азотфиксатор: а. с. 1128545 СРСР, МПК С05F 11/08, А. Т. Новикова, Л. М. Доросинский, Н. М. Лазарева, В. Л. Князева, А. И. Позднякова. №3632157/30-15; заявл. 09.08.83; опубл. 30.05.85, Бюл. № 20. 15. Методи культивування та тривалого збе- рігання бульбочкових бактерій у колекціях : ме- тодичні рекомендації. Чернігів : ІСМАВ НААН, 2015. 36 с. 16. Hardy R. W. F., Holsten R. D., Jackson E. K., Burns R.C. The acetylene-ethylene assay for nitro- gen fixation: laboratory and field evaluation. Plant Physiology, 1968. Vol. 43, No. 8. P. 1185–1207. https://doi.org/10.1104/pp.43.8.1185 17. Логоша О. В., Воробей Ю. О., Романо- ва І. М., Усманова Т. О., Бушулян О. В. Новий штам Mesorhizobium sp. 1 та його вплив на струк- турні показники врожаю нуту сорту Скарб. Сіль- ськогосподарська мікробіологія. 2018. Вип. 27. С. 40–44. Отримано 13.03.2019 https://doi.org/10.35868/1997-3004.29.21-28 UDC 579.64:602.3:631.847.211:635.657 CHARACTERISTICS OF THE PROPERTIES OF CHICKPEA NODULE BACTERIA EXTENDED IN THE FOREST-STEPPE AND STEPPE ZONES UKRAINE O. V. Lohosha, Yu. O. Vorobey, T. O. Usmanova, V. M. Strekalov Institute of Agricultural Microbiology and Agroindustrial Manufacture, NAAS, Chernihiv e-mail: olga.logosha94@gmail.com Objective. To compare morphological, cultural, physiological, biochemical, and symbiotic properties of strains of nodule chickpea bacteria isolated from different soil and climatic zones of Ukraine. Methods. Microbiological, microscopic, gas-chromatographic, statistical. Results. From the nodules of chickpea plant of varieties Skarb, Admiral, Odissei, Budzhak, Triumf and Pamiat, grown in the steppe zone of Ukraine (Region of Odessa), where an active rhizobia population was formed due to the continuous cultivation of this crop, 58 isolates of bacteria were isolated; 11 iso- lates were isolated from the nodules of plants of Triumf and Pamiat varieties selected in the forest- steppe zone (Region of Lviv), in the fields where chickpea was grown for the first time. It has been established that the strains of Mesorhizobium sp. 1 and Mesorhizobium sp. 2, which were isolated from the nodules of chickpea plants grown in the fields with an active rhizobia population of this culture, form colonies of 2–4 mm in size at day 3–4 on the mannitol yeast agar and, according to cultural and morphological properties correspond to the characteristics of the species Mesorhizo- bium ciceri. Their use for pre-sowing chickpea inoculation increases the mass of nodules (2– 3 times) and nitrogenase activity (1.4–2 times) compared with the results obtained using the pro- duction strain of Mesorhizobium ciceri H-12. Inoculation with Mesorhizobium sp. 11, isolated from the forest-steppe zone, which on a mannitol yeast agar forms a colony of 1–2 mm in size at day 5–6, contributed to a significant increase in the number of nodules on the roots of plants (by 40.5 %), their mass (by 31 %), but the increase in nitrogenase activity was negligible. Conclusion. Strains of Mesorhizobium sp. isolated from chickpea nodules grown in different soil-climatic zones of Ukraine, have similar cell morphology, but differ in growth rate, cultural, physiological, biochemi- cal, and symbiotic properties. Key words: legume-rhizobial symbiosis, nodule bacteria, Mesorhizobium ciceri, chickpeas. ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2019. Вип. 29. 28 REFERENCES 1. Didovich, S. V., Tolkachov, M. Z., & But- vina, O. Ju. (2008). Efektyvnist’ symbiotychnoi’ azotfiksacii’ v agrocenozah Ukrai’ny [The efficiency of symbiotic nitrogen fixation in the agrocenosis of Ukraine]. Silskogospodarska mikrobiologia — Agri- cultural Microbiology, 8, 117–125 [in Ukrainian]. 2. Nour, S. M., Fernandez, M. P., Normand, Ph., & Cleyet-Marel, J.-C. (1994). Rhizobium ciceri sp. nov., consisting of strains that nodulate chickpeas (Cicer arietinum L.). International Journal of Sys- tematic Bacteriology, 44(3), 511–522. https://doi.org/ 10.1099/00207713-44-3-511 3. Jarvis, B. D. W., Van Berkum, P., Chen, W. X., Nour, S. M., Fernandez, M. P., Cleyet-Marel, J.-C., & Gillis, M. (1997). Transfer of Rhizobium loti, Rhizobium huakuii, Rhizobium ciceri, Rhizobium mediterraneum, and Rhizobium tianshanense to Mesorhizobium gen. nov. International Journal of Systematic Bacteriology, 47, 895–898. https://doi.org/ 10.1099/00207713-47-3-895 4. Brenner, D. J., Krieg, N. R., & Staley, J. T. (2005). The Alpha-, Beta-, Delta-, and Epsilonprote- obacteria. Vol. 2. The Proteobacteria. In: Bergey’s manual of systematic bacteriology. Springer. https://doi.org/10.1007/0-387-29298-5 5. Rivas, R., García-Fraile, P., & Velázquez, E. (2009). Taxonomy of bacteria nodulating legumes. Microbiology Insights, 2, 51–69. https://doi.org/ 10.4137/MBI.S3137 6. Andrews, M., & Andrews, M. E. Specificity in Legume-Rhizobia Symbioses. (2017). Interna- tional Journal of Molecular Sciences, 18(4), 705. https://doi.org/10.3390/ijms18040705 7. Maatallah, J., Berraho, E. B., Munoz, S., Sanjuan, J., & Lluch C. (2002). Phenotypic and mo- lecular characterization of chickpea rhizobia isolated from different areas of Morocco. Journal of Applied Microbiology, 93(4), 531–540. https://doi.org/ 10.1046/j.1365-2672.2002.01718.x 8. L’taief, B., Sifi, B., Gtari, M., Zaman-Al- lah, M., & Lachaal, M. (2007). Phenotypic and mo- lecular characterization of chickpea rhizobia isolated from different areas of Tunisia. Canadian Journal of Microbiology, 53(3), 427–434. https://doi.org/ 10.1139/w06-127 9. Rai, R., Dash, P. K., Mohapatra, T., & Singh, A. (2012). Phenotypic and molecular charac- terization of indigenous rhizobia nodulating chick- pea in India. Indian Journal of Experimental Biolo- gy, 50, 340–350. 10. Tena, W., Wolde-Meskel, E., Degefu, T., & Walley, F. (2017). Genetic and phenotypic diversity of rhizobia nodulating chickpea (Cicer arietinum L.) in soils from southern and central Ethiopia. Canadi- an Journal of Microbiology, 63(8), 690–707. https://doi.org/10.1139/cjm-2016-0776 11. Mahmoud, M. A., Mart, D., & Can, C. (2018). Phenotypic characterization of indigenous rhizobia nodulating chickpea in Turkey reveals high diversity. Legume Research, 42, 379–384. https://doi.org/10.18805/LR-430 12. Gerhard, F. (Ed.). (1984). Metody obshhej bakteriologii [Metods of general bacteriology]. Mos- kva: Mir, Vol. 2 [in Russian]. 13. Pat. 17664 UA, МПК С12N1/00, С12P1/04. Strain of legume bacterium Mesorhizobi- um ciceri h-12, active symbiotic nitrogen fixer used for preparing bacterial preparation enhancing the yield of chick pea. Tolkachov, M. Z., Didov- ych, S. V., Kamenjeva, I. O., Publ. 16.10.2006 [in Ukrainian]. 14. A. s. 1128545 USSR, МПК С05F 11/08. The strain of nodule bacteria Rhizobium spp (cicer) 522 — active symbiotic nitrogen fixer. Noviko- va, A. T., Dorosinskij, L. M., Lazareva, N. M., Knja- zeva, V. L., Pozdnjakova, A. I. Publ. 30.05.1985 [in Russian]. 15. Metody kul’tyvuvannja ta tryvalogo zberi- gannja bul’bochkovyh bakterij u kolekcijah: metodychni rekomendacii’ [Metods of cultivation and long-term storage of nodule bacteria in collec- tions: guidelines]. (2015). Chernigiv: IAMAM NAAS [in Ukrainian]. 16. Hardy, R. W. F., Holsten, R. D., Jack- son, E. K., Burns, R. C. (1968). The acetylene-ethy- lene assay for nitrogen fixation: laboratory and field evaluation. Plant Physiology, 43(8), 1185–1207. https://doi.org/10.1104/pp.43.8.1185 17. Logosha, O. V., Vorobej, Ju. O., Romano- va, I. M., Usmanova, T. O., & Bushuljan, O. V. (2018). Novyj shtam Mesorhizobium sp. 1 ta jogo vplyv na strukturni pokaznyky vrozhaju nutu sortu Skarb [New Mesorhizobium sp. 1 strain and its in- fluence on the structural parameters of yield of chickpea of variety Skarb]. Silskogospodarska mikrobiologia — Agricultural Microbiology, 27, 40– 44 [in Ukrainian]. Received 13.03.2019 ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2019. Вип. 29.
id oai:ojs2.smic.in.ua:article-57
institution Agriciltural microbiology
keywords_txt_mv keywords
language Ukrainian
last_indexed 2026-07-23T01:02:59Z
publishDate 2019
publisher Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine
record_format ojs
resource_txt_mv smicinua/b8/ef36e1a09f977edf91a33686e2b7f2b8.pdf
spelling oai:ojs2.smic.in.ua:article-572026-07-22T10:10:40Z CHARACTERISTICS OF THE PROPERTIES OF CHICKPEA NODULE BACTERIA EXTENDED IN THE FOREST-STEPPE AND STEPPE ZONES UKRAINE ХАРАКТЕРИСТИКА ВЛАСТИВОСТЕЙ БУЛЬБОЧКОВИХ БАКТЕРІЙ НУТУ, ПОШИРЕНИХ В АГРОЦЕНОЗАХ ЛІСОСТЕПОВОЇ ТА СТЕПОВОЇ ЗОН УКРАЇНИ Логоша, О. В. Воробей, Ю. О. Усманова, Т. О. Стрекалов, В. М. legume-rhizobial symbiosis nodule bacteria Mesorhizobium ciceri chickpeas бобово-ризобіальний симбіоз бульбочкові бактерії нут Objective. To compare morphological, cultural, physiological, biochemical, and symbiotic properties of strains of nodule chickpea bacteria isolated from different soil and climatic zones of Ukraine. Methods. Microbiological, microscopic, gas-chromatographic, statistical. Results. From the nodules of chickpea plant of varieties Skarb, Admiral, Odissei, Budzhak, Triumf and Pamiat, grown in the steppe zone of Ukraine (Region of Odessa), where an active rhizobia population was formed due to the continuous cultivation of this crop, 58 isolates of bacteria were isolated; 11 iso-lates were isolated from the nodules of plants of Triumf and Pamiat varieties selected in the forest-steppe zone (Region of Lviv), in the fields where chickpea was grown for the first time. It has been established that the strains of Mesorhizobium sp. 1 and Mesorhizobium sp. 2, which were isolated from the nodules of chickpea plants grown in the fields with an active rhizobia population of this culture, form colonies of 2–4 mm in size at day 3–4 on the mannitol yeast agar and, according to cultural and morphological properties correspond to the characteristics of the species Mesorhizo-bium ciceri. Their use for pre-sowing chickpea inoculation increases the mass of nodules (2– 3 times) and nitrogenase activity (1.4–2 times) compared with the results obtained using the pro-duction strain of Mesorhizobium ciceri H-12. Inoculation with Mesorhizobium sp. 11, isolated from the forest-steppe zone, which on a mannitol yeast agar forms a colony of 1–2 mm in size at day 5–6, contributed to a significant increase in the number of nodules on the roots of plants (by 40.5 %), their mass (by 31 %), but the increase in nitrogenase activity was negligible. Conclusion. Strains of Mesorhizobium sp. isolated from chickpea nodules grown in different soil-climatic zones of Ukraine, have similar cell morphology, but differ in growth rate, cultural, physiological, biochemi-cal, and symbiotic properties. Мета. Дослідити морфолого-культуральні, фізіолого-біохімічні та симбіотичні власти-вості штамів бульбочкових бактерій нуту, виділених з різних ґрунтово-кліматичних зон Ук-раїни. Методи. Мікробіологічні, мікроскопічні, газохроматографічні, статистичні. Резуль-тати. З бульбочок рослин нуту сортів Скарб, Адмірал, Одіссей, Буджак, Тріумф, Пам’ять, вирощених у зоні степу України (Одеська область), де сформувалась активна популяція ри-зобій завдяки тривалому вирощування цієї культури, виділено 58 ізолятів бактерій; 11 ізо-лятів виділено з бульбочок рослин сортів Тріумф і Пам’ять, відібраних у Лісостеповій зоні (Львівська область) на полях, де нут вирощували вперше. За результатами вегетаційних до-слідів для подальшої роботи відібрано 3 штами, що характеризувалися найвищою ефектив-ністю, та за культурально-морфологічними і фізіолого-біохімічними ознаками ідентифіко-вані як Mesorhizobium sp. Штами Mesorhizobium sp. 1 та Mesorhizobium sp. 2, виділені з бульбочок рослин нуту, вирощених у Степовій зоні на полях з активною популяцією ризобій цієї культури, на бобовому агарі мають помірну швидкість росту. За їх використання для передпосівної бактеризації насіння нуту збільшується маса бульбочок (у 2–3 рази) та ніт-рогеназна активність (у 1,4–4 рази), порівнюючи з показниками, отриманими за умови за-стосування референтного штаму Mesorhizobium ciceri Н-12. Використання для інокуляції насіння нуту бактерій Mesorhizobium sp. 11 (виділених з Лісостепової зони), що характери-зувалися швидким ростом на бобовому агарі, сприяло збільшенню кількості бульбочок на ко-ренях рослин (на 40,5 %), їх маси (на 31 %), але підвищення нітрогеназної активності було незначним. Висновки. Штами Mesorhizobium sp., виділені з бульбочок рослин нуту, вироще-них у різних ґрунтово-кліматичних зонах України, мають схожу морфологію клітин, але від-різняються за швидкістю росту, біохімічними та симбіотичними властивостями.Ключові слова: бобово-ризобіальний симбіоз, бульбочкові бактерії, Mesorhizobium ciceri, нут. Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine 2019-10-17 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/57 10.35868/1997-3004.29.21-28 Agricultural microbiology; Vol. 29 (2019): Agriciltural microbiology; 21-28 Сільськогосподарська мікробіологія; Том 29 (2019): Сільськогосподарська мікробіологія; 21-28 1997-3004 10.35868/1997-3004.29 uk https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/57/49 Авторське право (c) 2019 O. V. Lohosha, Yu. O. Vorobey, T. O. Usmanova, V. M. Strekalov https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
spellingShingle бобово-ризобіальний симбіоз
бульбочкові бактерії
нут
Логоша, О. В.
Воробей, Ю. О.
Усманова, Т. О.
Стрекалов, В. М.
ХАРАКТЕРИСТИКА ВЛАСТИВОСТЕЙ БУЛЬБОЧКОВИХ БАКТЕРІЙ НУТУ, ПОШИРЕНИХ В АГРОЦЕНОЗАХ ЛІСОСТЕПОВОЇ ТА СТЕПОВОЇ ЗОН УКРАЇНИ
title ХАРАКТЕРИСТИКА ВЛАСТИВОСТЕЙ БУЛЬБОЧКОВИХ БАКТЕРІЙ НУТУ, ПОШИРЕНИХ В АГРОЦЕНОЗАХ ЛІСОСТЕПОВОЇ ТА СТЕПОВОЇ ЗОН УКРАЇНИ
title_alt CHARACTERISTICS OF THE PROPERTIES OF CHICKPEA NODULE BACTERIA EXTENDED IN THE FOREST-STEPPE AND STEPPE ZONES UKRAINE
title_full ХАРАКТЕРИСТИКА ВЛАСТИВОСТЕЙ БУЛЬБОЧКОВИХ БАКТЕРІЙ НУТУ, ПОШИРЕНИХ В АГРОЦЕНОЗАХ ЛІСОСТЕПОВОЇ ТА СТЕПОВОЇ ЗОН УКРАЇНИ
title_fullStr ХАРАКТЕРИСТИКА ВЛАСТИВОСТЕЙ БУЛЬБОЧКОВИХ БАКТЕРІЙ НУТУ, ПОШИРЕНИХ В АГРОЦЕНОЗАХ ЛІСОСТЕПОВОЇ ТА СТЕПОВОЇ ЗОН УКРАЇНИ
title_full_unstemmed ХАРАКТЕРИСТИКА ВЛАСТИВОСТЕЙ БУЛЬБОЧКОВИХ БАКТЕРІЙ НУТУ, ПОШИРЕНИХ В АГРОЦЕНОЗАХ ЛІСОСТЕПОВОЇ ТА СТЕПОВОЇ ЗОН УКРАЇНИ
title_short ХАРАКТЕРИСТИКА ВЛАСТИВОСТЕЙ БУЛЬБОЧКОВИХ БАКТЕРІЙ НУТУ, ПОШИРЕНИХ В АГРОЦЕНОЗАХ ЛІСОСТЕПОВОЇ ТА СТЕПОВОЇ ЗОН УКРАЇНИ
title_sort характеристика властивостей бульбочкових бактерій нуту, поширених в агроценозах лісостепової та степової зон україни
topic бобово-ризобіальний симбіоз
бульбочкові бактерії
нут
topic_facet legume-rhizobial symbiosis
nodule bacteria
Mesorhizobium ciceri
chickpeas
бобово-ризобіальний симбіоз
бульбочкові бактерії
нут
url https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/57
work_keys_str_mv AT logošaov characteristicsofthepropertiesofchickpeanodulebacteriaextendedintheforeststeppeandsteppezonesukraine
AT vorobejûo characteristicsofthepropertiesofchickpeanodulebacteriaextendedintheforeststeppeandsteppezonesukraine
AT usmanovato characteristicsofthepropertiesofchickpeanodulebacteriaextendedintheforeststeppeandsteppezonesukraine
AT strekalovvm characteristicsofthepropertiesofchickpeanodulebacteriaextendedintheforeststeppeandsteppezonesukraine
AT logošaov harakteristikavlastivostejbulʹbočkovihbakteríjnutupoširenihvagrocenozahlísostepovoítastepovoízonukraíni
AT vorobejûo harakteristikavlastivostejbulʹbočkovihbakteríjnutupoširenihvagrocenozahlísostepovoítastepovoízonukraíni
AT usmanovato harakteristikavlastivostejbulʹbočkovihbakteríjnutupoširenihvagrocenozahlísostepovoítastepovoízonukraíni
AT strekalovvm harakteristikavlastivostejbulʹbočkovihbakteríjnutupoširenihvagrocenozahlísostepovoítastepovoízonukraíni