РЕАКЦІЯ BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM У ЧИСТІЙ КУЛЬТУРІ ТА У СИМБІОТИЧНИХ СИСТЕМАХ НА ЗАСТОСУВАННЯ НАНОКАРБОКСИЛАТІВ МІКРОЕЛЕМЕНТІВ

Objective. Study the influence of various concentrations of germanium, molybdenum, vanadium, cobalt, iron, copper and zinc on the growth dynamics of rhizobia, to select the most effective ones for studying their role as components of the digest medium in growing rhizobia and optimizing the formation...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2018
Hauptverfasser:	Коць, С.Я., Рибаченко, Л.І., Пухтаєвич, П.П., Рибаченко, О.Р.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainisch
Veröffentlicht:	Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine 2018
Schlagworte:	Bradyrhizobium japonicum бобово-ризобіальний симбіоз азотфіксувальна активнісь нанокарбоксилати мікроелементів
Online Zugang:	https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/6
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Agriciltural microbiology
Завантажити файл:

Institution

Agriciltural microbiology

_version_	1871465532631285760
author	Коць, С.Я. Рибаченко, Л.І. Пухтаєвич, П.П. Рибаченко, О.Р.
author_facet	Коць, С.Я. Рибаченко, Л.І. Пухтаєвич, П.П. Рибаченко, О.Р.
author_institution_txt_mv	[ { "author": "С.Я. Коць", "institution": "Інститут фізіології рослин і генетики Національної академії наук України" }, { "author": "Л.І. Рибаченко", "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_sort	Коць, С.Я.
baseUrl_str	https://smic.in.ua/index.php/journal/oai
collection	OJS
datestamp_date	2026-07-22T10:10:39Z
description	Objective. Study the influence of various concentrations of germanium, molybdenum, vanadium, cobalt, iron, copper and zinc on the growth dynamics of rhizobia, to select the most effective ones for studying their role as components of the digest medium in growing rhizobia and optimizing the formation and functioning of symbiotic soybean – Bradyrhizobium japonicum systems. Methods. Microbiological, physiological, spectrophotometry, gas chromatography. Results. It was found that the addition of most of the studied trace elements to the rhizobia growth medium had a positive effect on the growth dynamics of the bacterial culture. The exception was zinc nanocarboxylate, the introduction of which in the digest medium significantly reduced the growth of biomass bacteria. At the same time, irrespective of concentration, the most stimulating effect on the dynamics of growth of rhizobia in a pure culture was typical for the nanocarboxylates of iron, germanium and molybdenum. Their maximum action was developed at a concentration of 1:1000. These compounds are promising when adding rhizobia cultivating medium and studying their effect on the processes of forming and functioning of legume-rhizobial symbiotic systems. Analysis of the results of vegetation experiments showed that the use of iron, germanium and molybdenum nanocarboxylates as components of the rice growing medium at a concentration of 1:1000 positively influenced the processes of formation and functioning of symbiotic systems formed with the participation of various Bradyrhizobium japonicum strains – 634b and 604k, as well as on the growth of the vegetative mass of soybean plants. In this case, the most effective was germanium nanocarboxylate. Conclusion. The promising use of the active strain Bradyrhizobium japonicum 634b in combination with germanium nanocarboxylate in soybean cultivation has been experimentally proven to enhance the effectiveness of symbiotic systems.
doi_str_mv	10.35868/1997-3004.28.41-52
first_indexed	2025-07-17T12:23:44Z
format	Article
fulltext	41 Сільськогосподарська мікробіологія. 2018. Вип. 28. С. 41–52. ISSN 1997-3004 УДК 581.1:58.557:581.133.1:631.847.1 РЕАКЦІЯ BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM У ЧИСТІЙ КУЛЬТУРІ ТА У СИМБІОТИЧНИХ СИСТЕМАХ НА ЗАСТОСУВАННЯ НАНОКАРБОКСИЛАТІВ МІКРОЕЛЕМЕНТІВ С. Я. Коць, Л. І. Рибаченко, П. П. Пухтаєвич, О. Р. Рибаченко Інститут фізіології рослин і генетики Національної академії наук України вул. Васильківська, 31/17; м. Київ, 03022, Україна; e-mail: veselika@ukr.net Мета. Дослідити вплив різних концентрацій нанокарбоксилатів германію, молібдену, ва- надію, кобальту, заліза, міді та цинку на динаміку росту бульбочкових бактерій, відібрати найбільш ефективні з них для вивчення їхньої ролі як компонентів живильного середовища для вирощування ризобій та фактору оптимізації формування і функціонування симбіотич- них систем соя – Bradyrhizobium japonicum. Методи. Мікробіологічні, фізіологічні, спект- рофотометрія, газова хроматографія. Результати. Виявлено, що додавання більшості дос- ліджуваних мікроелементів до середовища вирощування ризобій мало позитивний ефект на динаміку росту бактеріальної культури. Виключенням був нанокарбоксилат цинку, внесення якого в середовище культивування суттєво знижувало приріст біомаси бактерій. Водночас, незалежно від концентрації, найбільшим стимулювальним впливом на динаміку росту ризо- бій в умовах чистої культури характеризувалися нанокарбоксилати заліза, германію і моліб- дену. Максимальна їх дія проявлялася за концентрації 1 : 1000. Дані сполуки є перспективни- ми за додавання у середовище культивування бульбочкових бактерій та для вивчення їх впли- ву на процеси формування і функціонування бобово-ризобіальних симбіотичних систем. Аналіз результатів вегетаційних дослідів показав, що використання нанокарбоксилатів залі- за, германію і молібдену як компонентів середовища вирощування ризобій у концентрації 1 : 1000 позитивно впливало на процеси формування та функціонування симбіотичних систем, сформованих за участі різних за активністю штамів Bradyrhizobium japonicum — 634б та 604к, а також на наростання вегетативної маси рослин сої. За такої умови найбільш ефектив- ним був нанокарбоксилат германію. Висновки. Експериментально доведено перспективність використання активного штаму Bradyrhizobium japonicum 634б у поєднанні з нанокарбокси- латом германію при вирощуванні сої для підвищення ефективності симбіотичних систем. Ключові слова: Bradyrhizobium japonicum, бобово-ризобіальний симбіоз, азотфіксуваль- на активнісь, нанокарбоксилати мікроелементів. Вступ. Інокуляція насіння сої бульбоч- ковими бактеріями є невід’ємним прийомом технологій її вирощування. Застосування ба- ктеріальних добрив дозволяє покращувати умови азотного живлення цієї культури, під- вищувати її врожайність, збільшувати вміст білка в насінні, знижувати кількість мінера- льних азотних добрив. Отже, застосування мікробних препаратів є екологічно та еконо- мічно вигідним заходом у технологіях виро- щування сої. За такої умови значною мірою вирішується питання фіксації атмосферного азоту і додаткового його надходження в аг- роценози. Слід зазначити, що в результаті діяльності симбіотичних систем щороку з атмосфери засвоюється від 60 до більш як 300 кг азоту на гектар. Цей азот не забруд- нює довкілля і не потребує значних енерге- тичних затрат на виробництво [1; 2]. Про значущість процесу біологічної азотфіксації свідчить і той факт, що у світовій практиці сільського господарства щороку в ґрунт із мінеральними добривами вносять 35 млн т азоту, притому, що за цей же час рослини засвоюють приблизно 75 млн т цього елеме- нту. Різницю між зазначеними величинами компенсує діяльність мікробів-азотфікса- торів, насамперед бульбочкових бактерій, що © С. Я. Коць, Л. І. Рибаченко, П. П. Пухтаєвич, О. Р. Рибаченко, 2018 42 трансформують молекулярний азот у легко- засвоювані для рослини форми [1]. Взаємо- дія бобових рослин із симбіотичними і ко- рисними ризосферними мікроорганізмами дозволяє не лише забезпечувати потреби до- ступними формами азоту, а також і фітогор- монами, амінокислотами, водночас захища- ючи їх від патогенних мікроорганізмів [3]. Аналіз останніх досліджень і публіка- цій. Слід враховувати, що важливою пе- редумовою ефективної азотфіксації є забезпе- чення бобових мікроелементами. Відомо, що вони впливають на перебіг біохімічних реак- цій у рослинному організмі за рахунок впли- ву на біоколоїди, здатні посилювати регене- рацію тканин та ін. [4]. За нестачі мікроеле- ментів у ґрунті засвоювання рослинами азотних, фосфорних та калійних добрив знижується на 10–12 % і більше [5]. Їх дефі- цит збільшує ризик ураження хворобами, призводить до зниження врожайності та по- гіршення якості продукції [6; 7]. Мікроелементи відіграють важливу роль у процесах дихання, живлення, розмноження бульбочкових бактерій, беруть участь у син- тезі низки ферментів бактеріальної клітини та активують їх. Вони впливають як на віль- ноживучі, так і на симбіотичні форми ризо- бій, підтримуючи каскад складних перетво- рень та взаємодій. Ці елементи додають у середовище культивування ризобій у мініма- льних кількостях, де вони виконують роль активаторів росту чи каталізаторів, які здатні активувати головні ферментативні системи мікроорганізмів: дихання, каталазну і дегід- рогеназну активності та ін. [2; 8]. За останні два десятиріччя особливого значення як джерело мікроелементів набули хелатні, тобто органічні форми, у яких мік- роелемент (здебільшого метал) зв’язаний із хелатуючим агентом (здебільшого органіч- ною кислотою). Мікроелементи у таких фо- рмах не поглинаються ґрунтом, проте засво- юються рослинами і мають кращий ефект, ніж їх мінеральні сполуки. Ефективність хелатів у 10–15 разів вища, ніж відповідних сульфатів мікроелементів [9]. Відомо, що су- спензіями порошків металів у нанорозмірах проводять передпосівну обробку насіння. Збільшення врожаю в результаті застосуван- ня такого прийому становить 20–35 % [10– 12]. Одночасно відзначається підвищення адаптації рослин до стресових умов і поліп- шення якості сільськогосподарської продук- ції. Наночастинки впливають на біологічні об’єкти на клітинному рівні, підвищуючи ефективність протікання біохімічних проце- сів у рослинах, а також беруть участь у фор- муванні мікроелементного балансу, тобто є біоактивними [13]. Сьогодні перспективним є комбінування мікродобрив із бактеріальними препаратами для передпосівної обробки насіння. Таке по- єднання дозволить активізувати розвиток ри- зобій, підвищити стійкість рослин проти хвороб грибкової та бактеріальної етіології, несприятливих кліматичних умов, посилити активність фіксації азоту з повітря та запобіг- ти появі дефіциту мікроелементів. З огляду на вищесказане особливої акту- альності набуває питання оптимізації бакте- ріальних препаратів, як за складом мікрое- лементів, так і за їх вмістом, що повною мі- рою забезпечувало б потреби як рослинного, так і мікробного організмів, у такий спосіб сприяючи підвищенню ефективності бобово- ризобіального симбіозу, а відтак і зростанню врожайності сої. Мета досліджень. Дослідити вплив різ- них концентрацій нанокарбоксилатів металів на динаміку росту бульбочкових бактерій у живильному середовищі та на формування і функціонування симбіотичних систем соя – Bradyrhizobium japonicum. Матеріали та методи досліджень. Об’єктами досліджень були чисті культури бульбочкових бактерій високоактивного ви- робничого штаму Bradyrhizobium japonicum 634б, а також процеси формування і функці- онування симбіотичних систем, створених за участю рослин сої (Glycine max (L.) Merr.) сорту Васильківська (селекція Селекційно- генетичного інституту — Національного центру насіннєзнавства і сортовивчення НААН, Інституту фізіології рослин і генети- ки НАН України та Інституту землеробства НААН) і бульбочкових бактерій B. japoni- cum 634б (активний штам) та 604к (не актив- ний штам) з колекції азотфіксувальних мік- роорганізмів відділу симбіотичної азотфік- сації ІФРГ НАН України. Культуру повільнорослих бульбочкових ризобій вирощували при 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 [14]. ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2018. Вип. 28. 43 Для дослідження впливу різних концен- трацій нанокарбоксилатів металів на динамі- ку росту бактерій у манітно-дріжджове сере- довище вносили хелатовані метали: герма- ній, молібден, ванадій, кобальт, залізо, мідь, цинк. Хелатором виступала лимонна кисло- та. Використані нами препарати мікроеле- ментів люб’язно надані ТОВ «Науково-ви- робнича компанія «АВАТАР» (Україна, м. Київ). Розчини мікроелементів використо- вували у розведенні 1 : 500 та 1 : 1000. Конт- роль у даному досліді — культивовані на манітно-дріжджовому середовищі без додат- ково внесених речовин B. japonicum 634б. Стерилізацію внесених сполук і живильного середовища здійснювали окремо. Після до- давання карбоксилатів мікроелементів у се- редовище, його перевіряли на наявність спон- танної контамінації шляхом висіву на м’ясо- пептоний агар. Визначення кількості мікроо- рганізмів (за показником оптичної густини) проводили за використання стандартної ме- тодики із залученням спектрофотометра BIORAD SmartSpecPlus (США) за довжини хвилі 600 нм. Вимірювання оптичної густини проводили на третю та четверту доби куль- тивування. Для дослідження впливу нанокарбокси- латів мікроелементів на процеси формування і функціонування симбіотичних систем соя – B. japonicum, згідно із розробленою схемою досліду у середовище культивування ризобій вносили хелатовані елементи молібден, залі- зо, германій у розведенні 1 : 1000. Культивування бактерій здійснювали методом періодичного інкубування на кру- гових качалках у колбах Ерленмейера, що містили 200 мл живильного середовища із швидкістю обертання качалки 220 об./хв. Чисельність ризобій у суспензії, що вноси- лась, становила 108 клітин/мл. Насіння перед посівом стерилізували 70 %-ним розчином етанолу і промивали проточною водою. Інокуляцію проводили про- тягом 1 години. Схема досліду передбачала такі варіанти: насіння + B. japonicum 634б (контроль 1); насіння + B. japonicum 634б + Мо; насіння + B. japonicum 634б + Fe; насін- ня + B. japonicum 634б + Ge; насіння + B. ja- ponicum 604к (контроль 2); насіння + B. japo- nicum 604к + Мо; насіння + B. japoni- cum 604к + Fe; насіння + B. japonicum 604к + Ge. Дослідження проводили на вегетаційно- му майданчику ІФРГ НАН України. Рослини вирощували у 4-кілограмових посудинах у піщаній культурі із внесенням поживної су- міші Гельрігеля з 0,25 норми азоту за приро- дного освітлення та оптимального (60 % ПВ) водозабезпечення. Відбори зразків для аналізу здійснювали у фази: трьох справжніх листків, бутонізації та цвітіння. Визначали нодуляційну актив- ність ризобій за кількістю бульбочок на ко- ренях рослин та масу сформованих бульбо- чок. Вимірювання азотфіксувальної активно- сті (АФА) кореневих бульбочок проводили ацетиленовим методом [15]. Ростові показ- ники рослин сої оцінювали за надземною ма- сою та масою кореня. Статистичну обробку експерименталь- них даних проводили згідно зі стандартною методикою [16] та з використанням програ- ми Microsoft Excel 2010. Результати та їх обговорення. За ре- зультатами проведених досліджень показано, що більшість використаних нанокарбоксила- тів мікроелементів, незалежно від їх концен- трації, виявляли стимулювальний вплив на ріст бактеріальної культури (табл. 1). Інгі- буючий ефект на приріст біомаси клітин B. japonicum 634б спостерігали лише за до- давання в середовище росту нанокарбокси- лату цинку. При цьому можна прослідкувати чітку закономірність у впливі різних концен- трацій цього мікроелементу. Негативна дія нанокарбоксилату цинку була прямо пропо- рційною його вмісту в середовищі культиву- вання. Чим вищою була його концентрація, тим сильніше він пригнічував наростання бі- омаси бактерій. Відомо, що за відношенням до цинку соя належить до середньочутливих культур, його значення для росту рослин тісно пов’язане з участю в різноманітних метаболічних проце- сах у складі Zn-вмісних ферментів і білків. Білки, так звані «цинкові пальці», необхідні рослинам для захисту від стресових впливів. Даний елемент також позитивно впливає на посухостійкість рослин. Оскільки цей еле- мент є одним із важливих мікроелементів, що забезпечують функціонування бобово-ризо- біальних структур [6; 17], можна припусти- ти, що така негативна його дія на мікроорга- нізми в чистій культурі нівелюється за фор- мування ними симбіотичних утворень. Імо- ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2018. Вип. 28. 44 ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2018. Вип. 28. Т аб ли ця 1 . В п л и в н ан ок ар бо к си л ат ів м ік ро ел ем ен т ів н а рі ст B . j ap on ic u m 6 34 б Н ан ок ар б ок си ла ти м ік ро ел ем ен ті в Ч и се ль н іс ть б ак те рі ал ьн и х кл іт и н за к он ц ен тр ац ії н ан ок ар б ок си ла ті в м ет ал ів 1 : 1 00 0 за к он ц ен тр ац ії н ан ок ар б ок си ла ті в м ет ал ів 1 : 5 00 кл .× 10 8 /м л, (т ре тя д об а ку ль ти ву ва н н я) % д о ко н тр ол ю кл .× 10 8 /м л, (ч ет ве рт а д об а ку ль ти ву ва н н я) % д о ко н тр ол ю кл .× 10 8 /м л, (т ре тя д об а ку ль ти ву ва н н я) % д о ко н тр ол ю кл .× 10 8 /м л, (ч ет ве рт а д об а ку ль ти ву ва н н я) % д о ко н тр ол ю К он тр ол ь 3, 99 ± 0 ,0 1 – 6, 84 ± 0 ,0 7 – 3, 99 ± 0 ,0 1 – 6, 84 ± 0 ,0 7 – М о 4, 65 ± 0 ,1 4 + 17 8, 42 ± 0 ,2 7 + 24 4, 55 ± 0 ,4 0 + 14 8, 33 ± 0 ,4 1 + 22 V 4, 40 ± 0 ,3 1 + 10 7, 78 ± 0 ,4 + 14 4, 42 ± 0 ,2 6 + 11 7, 99 ± 0 ,5 2 + 17 Z n 2, 76 ± 0 ,0 7 –3 1 4, 70 ± 0 ,3 8 –3 1 2, 29 ± 0 ,1 3 –4 3 3, 85 ± 0 ,0 8 –4 4 C o 4, 51 ± 0 ,0 9 + 13 8, 30 ± 0 ,1 6 + 21 4, 48 ± 0 ,1 8 + 12 8, 16 ± 0 ,3 7 + 19 F e 5, 43 ± 0 ,2 3 + 36 10 ,5 5 ± 0 ,6 3 + 54 4, 48 ± 0 ,2 0 + 12 9, 49 ± 0 ,5 0 + 39 C u 4, 80 ± 0 ,0 5 + 20 8, 37 ± 0 ,6 3 + 22 4, 39 ± 0 ,4 8 + 10 8, 18 ± 0 ,6 0 + 20 G e 5, 84 ± 1 ,0 6 + 46 9, 52 ± 0 ,9 6 + 39 4, 79 ± 0 ,3 2 + 20 8, 26 ± 0 ,5 4 + 21 Н ІР 0, 5 8 11 9 12 45 вірно, організм рослини-хазяїна забезпечує протекторну дію бактероїдам до високих доз цього мікроелемента. Групою індійських вчених із кореневих бульбочок Trifolium alexandrinum було виділено бактерії Rhizobi- um sp., які здатні витримувати високі конце- нтрації цього мікроелемента [18]. Слід за- значити, що всі толерантні до сполук цинку ізоляти вирізнялися здатністю до синтезу ве- ликої кількості екзополісахаридів. Викорис- тані нами в досліді бульбочкові бактерії B. japonicum 634б, на відміну від виділених індійськими вченими Rhizobium sp., є пові- льнорослими та, відповідно, повільніше син- тезують екзополісахариди, що, ймовірно, не дає їм змоги краще переносити вплив цинку, навіть у хелатованій його формі. Як вже зазначалося вище, всі залучені до досліду мікроелементи, окрім цинку, мали позитивний вплив на приріст біомаси B. ja- ponicum 634б. Проте найбільший стимулю- вальний ефект відзначено за впливу нано- карбоксилатів заліза та германію. Водночас показано, що найбільший приріст біомаси досягається за застосування меншої дози на- нокарбоксилатів цих хімічних елементів (див. табл. 1). Ключовим мікроелементом для актив- ного функціонування бобово-ризобіального симбіозу, який забезпечує дію ферментів симбіотичної азотфіксації, є молібден [19]. Наявні літературні дані досить суперечливі стосовно впливу цього мікроелемента на ри- зобії та подальше утворення симбіозу. Так, наприклад, Ю. Альбіно і Р. Кампо встанови- ли, що сполуки молібдену зменшують вижи- вання бактерій Bradyrhizobium та негативно впливають на утворення бульбочок і процес асиміляції N2 [20]. Водночас групою інших учених отримано абсолютно протилежні дані [21]. Результати наших досліджень щодо впливу молібдену на ріст B. japonicum 634б показали, що наявність його у середовищі культивування ризобій сприяла кращому ро- сту даних мікроорганізмів (див. табл. 1). Проте ефект від застосування молібдену був слабшим, аніж за використання нанокарбок- силатів заліза та германію. Внесення у середовище культивування мікроорганізмів нанокарбоксилатів ванадію, кобальту та міді мало незначний стимулюва- льний ефект на ріст B. japonicum 634б. Отже, виявлено, що найбільший позити- вний вплив на ріст бактерій здійснювали на- нокарбоксилати заліза, германію та молібде- ну. Ці сполуки, на нашу думку, можуть бути перспективними за умови додавання у сере- довище культивування бульбочкових бакте- рій у концентрації 1 : 1000 для отримання інокулюму, здатного оптимізувати форму- вання і функціонування бобово-ризобіальних симбіотичних систем. Враховуючи вищеза- значене, нами проведено визначення ефек- тивності ініційованих нанокарбоксилатами ризобій в умовах вегетаційного досліду. Оцінка впливу нанокарбоксилатів заліза, германію та молібдену на азотфіксувальну активність соєво-ризобіальних систем пока- зала, що усі досліджувані нами мікроелемен- ти (Мо, Fe, Ge) сприяли підвищенню цього показника у порівнянні з рослинами сої кон- трольного варіанту 1 протягом усього веге- таційного періоду. Такий позитивний ефект від застосування нанокарбоксилатів мікрое- лементів може бути пов’язаним з модифіка- цією метаболізму бактеріальних клітин, що й обумовило посилення азотфіксувальної ак- тивності кореневих бульбочок. Адже нано- частинки є біоактивними, тобто впливають на біологічні об’єкти на клітинному рівні, підвищуючи ефективність протікання біохі- мічних процесів у живих організмах та бе- руть участь у формуванні мікроелементного балансу [11–13; 22]. Окрім цього, частина нанокарбоксилатів металів разом із бактеріа- льною суспензією потрапила на насіння сої, а тому мала місце і стимуляція безпосеред- ньо рослини. Відомо, що наночастинки, бе- ручи участь у процесах переносу електронів, посилюють дію ферментів, інтенсифікують дихання клітин, фотосинтез, синтез фермен- тів та амінокислот, вуглеводний і азотний обмін і, як наслідок, безпосередньо вплива- ють на мінеральне живлення рослин [23]. Не менш важливу роль може відігравати і за- безпечення рослин необхідними для їх роз- витку мікроелементами. Оскільки мікроеле- менти у наноформі засвоюються поступово, їх іонні форми швидко включаються в біохі- мічні реакції. Отже, може досягатися про- лонгований ефект живлення рослин [13]. У фазі трьох справжніх листків макси- мальним зростанням (на 42 %) АФА харак- теризувалися рослини варіанту із застосу- ванням нанокарбоксилату заліза, що цілком закономірно з огляду на те, що залізо бере ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2018. Вип. 28. 46 участь у відновленні молекулярного азоту і нітратів до аміаку. Як компонент фередокси- ну (Fe-S-кластера) цей елемент включається в роботу азотфіксувального комплексу ніт- рогенази та нітратредуктази [24]. Інокуляція ризобіями, вирощеними на середовищі з мо- лібденом та германієм, сприяла збільшенню АФА, порівнюючи з рослинами контролю на 29 та 33 % відповідно (рис. 1). Як відомо, за- вдяки молібдену підвищується життєдіяль- ність бульбочкових бактерій та інтенсифіку- ється фіксація атмосферного азоту. Очевид- но стимулювальний вплив цього елементу на АФА пов’язаний із тим, що він входить до складу азотфіксувального ферментного ком- плексу — нітрогенази. Поряд із залізом мо- лібден є посередником при перенесенні еле- ктронів в окислювально-відновних фермент- них реакціях. До того ж він стимулює ріст коренів у рослин сої. За такої умови най- більш ефективною і економічно вигідною є саме передпосівна обробка насіння молібде- ном [7; 19; 25]. Симбіотичні системи, що зазнали впливу нанокарбоксилату германію, відзначалися суттєвим зростанням АФА і у фазу бутоніза- ції. Азотфіксувальна активність бульбочок, сформованих на коренях рослин цього варіа- нту, перевищувала контрольні (контроль 1) на 76 % (рис. 1). Можливо, такий ефект від використання германію пов’язаний із його антиоксидантними та антигіпоксантними властивостями [26]. Застосування нанокар- боксилату заліза як компонента середовища культивування ризобій сприяло збільшенню досліджуваного показника на 27 % проти контролю. У варіанті з використанням моліб- дену відзначено лише тенденцію до зростан- ня азотфіксувальної активності. У фазу цвітіння нами зафіксовано різке зниження азотфіксувальної активності від- носно попередніх фаз розвитку рослин в усіх досліджуваних варіантах. На нашу думку, до такого негативного ефекту призвело анома- льне підвищення температури повітря, яке збіглося з даною фазою розвитку рослин. Водночас навіть за таких стресових умов рослини у варіантах із застосуванням нано- карбоксилатів металів характеризувалися вищими показниками АФА щодо рослин контролю 1. Так, симбіотичні системи, що зазнали впливу нанокарбоксилату молібдену, перевищували контрольні на 36 %, за вико- ристання нанокарбоксилату заліза — 21 % та нанокарбоксилату германію — 40 %. У симбіотичних системах, утворених за участю неактивного штаму ризобій 604к, азотфіксувальна активність була відсутня в усі досліджені фази розвитку рослин сої. Аналіз нодуляційної активності ризобій активного штаму дозволив виявити, що лише нанокарбоксилат германію стимулював про- цеси бульбочкоутворення на коренях сої протягом усього вегетаційного періоду. Зок- Рис. 1. Вплив карбоксилатів Mo, Fe, Ge на азотфіксувальну активність (АФА) кореневих бульбочок сої, інокульованої B. japonicum 634б. Примітка: 1 — B. japonicum 634б (контроль 1); 2 — B. japonicum 634б + Мо; 3 — B. japoni- cum 634б + Fe; 4 — B. japonicum 634б + Ge. 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 трьох справжніх листків бутонізації цвітіння м км ол ь С 2Н 4 /( ро сл ин у• го д) Фаза розвитку рослин 1 2 3 4 ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2018. Вип. 28. 47 рема, за кількістю та масою сформованих кореневих бульбочок рослини цього варіанту перевищували контрольні (К. 1) у фазу трьох справжніх листків на 38 та 28 %, у фазу бу- тонізації — на 50 та 28 %, у фазу цвітіння — на 33 та 14 % відповідно (рис. 2). Відомо, що залізо бере участь у форму- ванні леггемоглобіну у кореневих бульбоч- ках, а його нестача уповільнює їх закладання і розвиток [27]. Наші дослідження показали, що поєднання ризобій із нанокарбоксилатом заліза сприяло зростанню досліджуваних по- казників у рослин сої відносно контрольних (контроль 1) лише у фазу трьох справжніх ли- стків, а саме: кількість бульбочок на 40 % та їх маса на 34 % (рис. 2). У фазах бутонізації та цвітіння нодуляційна активність ризобій була на рівні рослин контрольного варіанту 1. Що стосується варіантів, де насіння іно- кулювали B. japonicum 634б, вирощеними на середовищі з додаванням нанокарбоксилату молібдену, то всі зміни кількості та маси кореневих бульбочок були в межах похибки, за винятком маси бульбочок у фазу бутоні- зації, яка зросла на 24 % проти рослин конт- ролю 1. Оцінка нодуляційної активності ризобій неактивного штаму 604к показала, що вико- ристання нанокарбоксилату молібдену під- вищувало кількість (45 %) та масу (54 %) ко- реневих бульбочок у рослин сої проти рос- лин контролю 2 у фазу трьох справжніх лис- тків і не впливало на ці показники у фазу бутонізації (рис. 2). У фазу цвітіння ці спо- луки викликали зниження кількості буль- бочок на 29 % проти з показників контролю. Застосування нанокарбоксилату заліза сприяло збільшенню кількості та маси коре- невих бульбочок у фазу трьох справжніх листків порівняно з рослинами сої конт- ролю 2 на 35 і 46 % відповідно. У фазу буто- нізації у рослин цього варіанту зафіксовано зниження кількості (13 %) та маси (46 %) бульбочок щодо того ж контролю. Також ви- явлено зростання кількості бульбочок (на 19 %) у фазу цвітіння. Нанокарбоксилат германію у фазу цві- тіння сприяв зростанню кількості бульбочок на 12 % порівняно з контролем 2 (рис. 2). У фазу бутонізації зростала як кількість, так і маса кореневих бульбочок щодо того ж кон- тролю на 13 та 25 % відповідно. У період цвітіння відзначено зниження кількості бу- льбочок на 19 %. Інтенсивність росту є одним із важливих показників саморегуляції рослинного органі- зму, адже від розвитку надземної маси зале- жить запас пластичних речовин, необхідний для створення репродуктивних органів і фо- рмування врожаю [5]. Рис. 2. Вплив карбоксилатів Mo, Fe, Ge на кількість та масу кореневих бульбочок сої, інокульованої контрастними за активністю штамами B. japonicum. Примітка: 1 — B. japonicum 634б (контроль 1); 2 — B. japonicum 634б + Мо; 3 — B. japoni- cum 634б + Fe; 4 — B. japonicum 634б + Ge; 5 — B. japonicum 604к (контроль 2); 6 — B. japonicum 604к + Мо; 7 — B. japonicum 604к + Fe; 8 — B. japonicum 604к + Ge. 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 трьох справжніх листків бутонізації цвітіння ш т. бу ль бо чо к /р ос ли ну Фаза розвитку рослин 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 трьох справжніх листків бутонізації цвітіння г/ ро сл ин у Фаза розвитку рослин 1 2 3 4 5 6 7 8 ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2018. Вип. 28. 48 Результати наших досліджень показали, що максимальними ростовими показниками відзначалися рослини, інокульовані актив- ним штамом ризобій, вирощеним на середо- вищі з додаванням нанокарбоксилату герма- нію (табл. 2). Так, у фазу трьох справжніх листків маса кореня у рослин цього варіанту перевищувала показники контролю 1 на 50 %. У фазу бутонізації нанокарбоксилат германію стимулював наростання як надзем- ної, так і маси кореня сої проти рослин конт- ролю 1 на 23 та 85 %. У фазу цвітіння від- значено лише тенденцію до зростання дослі- джуваних показників. Що стосується варіанту з використанням нанокарбоксилату заліза, то сумісно з актив- ним штамом ризобій зафіксовано зростання лише маси кореня щодо рослин контро- лю 1 у фазу трьох справжніх листків (на 44 %) та бутонізації (на 39 %). У фазу цвітін- ня спостерігали лише тенденцію до зростан- ня цього показника (табл. 2). Нанокарбоксилат молібдену суттєво не впливав на масу рослин, інокульованих активним штамом бульбочкових бактерій, протягом їх вегетаційного періоду, за ви- ключенням фази трьох справжніх лист- ків, де зафіксовано зниження надземної маси проти рослин контролю 1 на 29 % (табл. 2). Аналіз результатів, одержаних у варіан- тах, де рослини були інокульовані неактив- ним штамом 604к, показав, що германій хоч і впливав на ростові показники сої, проте його дія була не настільки вираженою, як у випа- дку поєднання з активним штамом 634б (див. табл. 2). Зокрема, застосування нанокарбок- силату германію як компонента інокуляцій- ної суспензії сприяло підвищенню маси ко- реня сої у фазу трьох справжніх листків на 40 % проти рослин контролю 2. У фазу буто- нізації спостерігали зростання надземної ма- си на 15 % та маси кореня на 12 % щодо рос- лин того ж контролю. У фазу цвітіння у рос- лин цього варіанту відзначено зниження маси кореня на 18 %. У варіанті з інокуляцією рослин неакти- вним штамом, вирощеним на середовищі з нанокарбоксилатом заліза, не зафіксовано змін ростових показників сої щодо рослин контрольного варіанту 2, за виключенням надземної маси рослин у фазу трьох справж- ніх листків, де відбулося зниження показни- ків на 23 % (див. табл. 2). Таблиця 2. Надземна маса та маса кореня (г/рослину) сої сорту Васильківська, іноку- льованої контрастними за активністю штамами ризобій Варіанти досліду Фази розвитку рослин трьох справжніх листків бутонізації цвітіння надземна маса рослин маса кореня надземна маса рослин маса кореня надземна маса рослин маса кореня B. japonicum 634б (к 1) 4,72 ± 0,46 2,58 ± 0,46 4,30 ± 0,37 2,78 ± 0,20 6,37 ± 0,50 5,12 ± 0,11 B. japonicum 634б + Мо 3,35 ± 0,33 3,23 ± 0,37 3,67 ± 0,38 3,04 ± 0,32 6,51 ± 0,58 4,76 ± 0,22 B. japonicum 634б + Fe 4,75 ± 0,48 3,72 ± 0,33 4,78 ± 0,37 3,86 ± 0,46 6,26 ± 0,39 5,39 ± 0,28 B. japonicum 634б + Ge 4,90 ± 0,35 3,88 ± 0,34 5,28 ± 0,41 5,13 ± 0,40 6,84 ± 0,20 5,67 ± 0,73 B. japonicum 604к (к 2) 4,46 ± 0,39 2,27 ± 0,28 4,44 ± 0,38 2,96 ± 0,24 5,20 ± 0,50 5,35 ± 0,33 B. japonicum 604к + Мо 4,51 ± 0,26 3,55 ± 0,29 4,51 ± 0,39 3,96 ± 0,34 5,26 ± 0,38 4,64 ± 0,38 B. japonicum 604к + Fe 3,42 ± 0,33 2,75 ± 0,31 4,32 ± 0,45 3,02 ± 0,14 5,34 ± 0,42 5,05 ± 0,51 B. japonicum 604к + Ge 4,37 ± 0,46 3,18 ± 0,42 5,10 ± 0,26 3,32 ± 0,11 5,47 ± 0,27 4,41 ± 0,47 ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2018. Вип. 28. 49 Нанокарбоксилат молібдену стимулював наростання маси кореня сої щодо контро- лю 2 у фази трьох справжніх листків та бу- тонізації на 56 та 34 % відповідно. У фазу цвітіння відзначено зниження даного показ- ника на 13 %, порівнюючи з рослинами того ж контролю. Висновки. В умовах чистої культури найбільшу стимулювальну дію на динаміку росту ризобій здійснювали нанокарбоксилати заліза, германію і молібдену в обох досліджу- ваних концентраціях. За такої умови макси- мальний їх вплив зафіксовано у концентрації 1 : 1000. За додавання інших мікроелементів виявлено менш виражений позитивний ефект. Внесення досліджених концентрацій цинку в середовище вирощування суттєво знижувало приріст біомаси бактерій. У контрольованих умовах вегетаційних дослідів встановлено, що використання на- нокарбоксилатів заліза, германію і молібдену як компонентів середовища вирощування ризобій у концентрації 1 : 1000 позитивно впливає як на симбіотичні системи, так і на розвиток рослин сої. За такої умови най- більш ефективним виявився нанокарбокси- лат германію. Експериментально доведено перспективність використання активного штаму B. japonicum 634б у поєднанні з нано- карбоксилатом германію при вирощуванні сої для підвищення ефективності симбіотич- ної системи. ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА 1. Петриченко В. Ф., Коць С. Я. Симбіотичні системи у сучасному сільськогосподарському виробництві. Вісн. НАН України. 2014. № 3. С. 57–66. 2. Коць С. Я., Моргун В. В., Патыка В. Ф., Даценко В. К., Кругова Е. Д., Кириченко Е. В. … Михалкив Л. М. Биологическая фиксация азота: бобово-ризобиальный симбиоз. К. : Логос, 2010. Т. 1. 508 с. 3. Волобуева О. Г. Влияние корневина на бобово-ризобиальный симбиоз растений фасоли. Ученые записки Орловского государственного ун-та. 2011. № 3. С. 124–129. 4. Пройда Ю. О. Эффективность применения микроэлементов при возделывании сои в услови- ях Юго-Запада ЦЧР : автореф. дис. … канд. с.-х. наук / Курская государственная сельскохозяй- ственная академия им. И. И. Иванова. Курск, 1999. 21 с. 5. Петриченко В. Ф., Лихочвор В. В., Іва- нюк С. В., Корнійчук О. В., Колісник С. І., Ко- бак С. Я. … Захарова О. М. Соя. Вінниця : Діло, 2016. 400 с. 6. Тимофеева Я. О., Голов В. И. Микроэле- менты в растениях сои и пшеницы дальнево- сточного региона. Масличные культуры. Научно- технический бюллетень Всероссийского научно- исследовательского института масличных куль- тур. 2012. № 2. С. 151–152. 7. Mottaghian A., Pirdashti H., Bahmanyar M. A., Abbasian A. Leaf seed micronutrient accumulation in soybean cultivars in response to integrated organic and chemical fertilizers application. Pakis- tan journal of biological sciences. 2008. Vol. 11, № 9. Р. 1227–1233. https:/doi.org/10.3923/pjbs .2008.1227.1233 8. Rhizobiaceae. Молекулярная биология бактерий, взаимодействующих с растениями / Под ред. Г. Спайнка, А. Кондороши, П. Хукаса; рус. перевод под ред. И. А. Тихоновича, Н. А. Проворова. Санкт-Петербург, 2002. 567 с. 9. Авдошина К. А., Табарова К. П., Рязано- ва Г. Е. Нанотехнологии в сельском хозяйстве. Микроудобрения: Справочная книга. Ленинград : Колос, 1978. 272 с. 10. Sekhon B. S. Nanotechnology in agri-food production: an overview. Nanotechnology, Science and Applications. 2014. Vol. 7, № 2. Р. 31–53. https:/doi.org/10.2147/NSA.S39406 11. Scott N., Chen H. Nanoscale science and engineering for agriculture and food systems. Industrial Biotechnology. 2013. Vol. 9. Р. 17–18. http:/doi.org/10.1089/ind.2013.1555 12. Khot L. R., Sankaran S., Maja J. M., Ehsani R., Schuster E. W. Applications of nano- materials in agricultural production and crop protection: a review. Crop Protection. 2012. Vol. 35. 64–70. https://doi.org/10.1016/j.cropro.2012.01.007 13. Ситар О. В., Новицька Н. В., Таран Н. Ю., Каленська С. М., Ганчурін В. В. Нанотехнології в сучасному сільському господарстві. Фізика жи- вого. 2010. Т. 18, № 3. С.113–116. 14. Child J. J. Nitrogen fixation by a Rhizobium sp. child association with nonleguminous plant cells. Nature. 1975. Vol. 253. P. 350–351. 15. Hardy R. W. F., Holsten R. D. , Jackson E. K., Burns R. C. The acetylene-ethylene assay for N2 fix- ation: laboratory and field evaluation. Plant Physiol. 1968. № 43. С. 1185–1207. https://doi.org/10.1104 /pp.43.8.1185 16. Доспехов Б. А. Методика полевого опы- та. Москва : Колос, 1979. 376 с. 17. Knight R. D., Shimeld S. M. Identification of conserved C2H2 zinc-finger gene families in the Bilateria. Genome Biology. 2001. Vol. 2, № 5. Р. 1–8. https://doi.org/10.1186/gb-2001-2-5-research0016 18. Singh G., Singh A. K., Bhatt R. P., Pant S. Effects of zinc on cell viability and cell surface components of Rhizobium sp. isolated from root ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2018. Вип. 28. 50 nodules of Trifolium alexandrinum. Journal of Agricultural Technology. 2012. Vol. 8, № 3. Р. 941– 959. 19. Rahman M. M., Bhuiyan M. M. H., Sutra- dhar G. N. C., Rahman M. M., Paul A. K. Effect of phosphorus, molybdenum and rhizobium inoculation on yield and yield attributes of mungbean. Inter- national journal of Sustainable Crop Prod. 2008. Vol. 3, № 6. P. 26–33. 20. Albino U. B., Campo R. J. Effect of sources and levels of molybdenum on Bradyrhizobium survival and on biological nitrogen fixation in soybean. Pesquisa Agropecuária Brasileira. 2001. Vol. 36. № 3. P. 527–534. http:/doi.org/10.1590 /S0100-204X2001000300018 21. Goudar G., Mudenoor M.G., Savalgi V. P. Effect of micronutrient supplemented Bradyrhizobi- um biofertilizers on nodulation, dry matter produc- tion and yield of soybean (Glycine max (L.) merrill). Legume Res. 2008. Vol. 31, № 1. Р. 20–25. 22. Prasad R., Bhattacharyya A., Nguyen Q. D. Nanotechnology in Sustainable Agriculture: Recent Developments, Challenges, and Perspectives. Fron- tier of Microbiology. 2017. Vol. 8. Р. 1–13. http:/doi.org/10.3389/fmicb.2017.01014 23. Mukhopadhyay S. Nanotechnology in agri- culture: prospects and constraints Nanotechnology. Science and Applications. 2014. Vol. 7. Р. 63–71. https:/doi.org/10.2147/NSA.S39409 24. Коць С. Я., Петерсон Н. В. Мінеральні елементи і добрива в живленні рослин. К. : Логос, 2009. 182 с. 25. Ndakidemi P. A., Bambara S., Ma- koi J. H. J. R. Micronutrient uptake in Common Bean (Phaseolus vulgaris L.) as affected by rhizobi- um inoculation, and supply of molybdenum and lime. Plant Omics Journal. 2011. Vol. 4. №. 1. P 40–52. 26. Лукевич Э. Я., Гар Т. К., Игнатович Л. М., Миронов В. Ф Биологическая активность соеди- нений германия. Рига : Зинатне, 1990. 191 c. 27. Brear E. M., Day D. A., Smith P. M. C. Iron: an essential micronutrient for the legume- rhizobium symbiosis. Frontiers in plant science. 2013. № 4. P. 359–374. https:/doi.org/10.3389 /fpls.2013.00359 Отримано 24.10.2018 UDC 581.1:58.557:581.133.1:631.847.1 BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM REACTION IN PURE CULTURE AND SYMBIOTIC SYSTEMS TO THE USE OF NANOCARBOXYLATES OF MICROELEMENTS S. Ya. Kots, L. I. Rybachenko, P. P. Pukhtaievych, O. R. Rybachenko Institute of Plant Physiology and Genetics, NAS of Ukraine e-mail: veselika@ukr.net Objective. Study the influence of various concentrations of germanium, molybdenum, vanadi- um, cobalt, iron, copper and zinc on the growth dynamics of rhizobia, to select the most effective ones for studying their role as components of the digest medium in growing rhizobia and optimizing the formation and functioning of symbiotic soybean – Bradyrhizobium japonicum systems. Meth- ods. Microbiological, physiological, spectrophotometry, gas chromatography. Results. It was found that the addition of most of the studied trace elements to the rhizobia growth medium had a positive effect on the growth dynamics of the bacterial culture. The exception was zinc nanocarboxylate, the introduction of which in the digest medium significantly reduced the growth of biomass bacteria. At the same time, irrespective of concentration, the most stimulating effect on the dynamics of growth of rhizobia in a pure culture was typical for the nanocarboxylates of iron, germanium and molyb- denum. Their maximum action was developed at a concentration of 1 : 1000. These compounds are promising when adding rhizobia cultivating medium and studying their effect on the processes of forming and functioning of legume-rhizobial symbiotic systems. Analysis of the results of vegetation experiments showed that the use of iron, germanium and molybdenum nanocarboxylates as compo- nents of the rice growing medium at a concentration of 1 : 1000 positively influenced the processes of formation and functioning of symbiotic systems formed with the participation of various Brady- rhizobium japonicum strains — 634b and 604k, as well as on the growth of the vegetative mass of ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2018. Вип. 28. 51 soybean plants. In this case, the most effective was germanium nanocarboxylate. Conclusion. The promising use of the active strain Bradyrhizobium japonicum 634b in combination with germanium nanocarboxylate in soybean cultivation has been experimentally proven to enhance the effective- ness of symbiotic systems. Key words: Bradyrhizobium japonicum, legume-rhizobial symbiosis, nitrogen-fixing activity, nanocarboxylates of trace elements. REFERENCES 1. Petrychenko, V. F., & Kots, S. Ya. (2014). Symbiotychni systemy u suchasnomu sil's'kogospo- dars'komu vyrobnyctvi [Symbiotic systems in modern agricultural production]. Visnyk of the National Academy of Sciences of Ukraine. 3, 57–66 [in Ukrainian]. 2. Kots, S. Ya., Morgun, V. V., Patyika, V. F., Datsenko, V. K., Krugova, E. D., Kirichenko, E. V., … Mihalkiv, L. M. (2010). Biologicheskaya fiksa- tsiya azota: bobovo-rizobial'nyy simbіoz [Biological nitrogen fixation: legume-rhizobial symbiosis]. Vol. 1. Kiev: Logos [in Russian]. 3. Volobueva, O. G. (2011). Vliyanie kornevina na bobovo-rizobial'nyy simbioz rasteniy fasoli [Ef- fect of root on legume-rhizobial symbiosis of bean plants]. Scientific notes of orel state university, 3, 124–129 [in Russian]. 4. Proyda, Yu. O. (1999). The effectiveness of the use of trace elements in the cultivation of soybean in the South-West of the CPR. (Extended abstract of Candidate thesis). Kursk State Agricul- tural Academy named after I. I. Ivanov. Kursk, Rus- sia [in Russian]. 5. Petrychenko, V. F., Lykhochvor, V. V., Iva- niuk, S. V., Korniichuk, O. V., Kolisnyk, S. I., Kobak, S. Ya. … Zakharova, O. M. (2016). Soja [Soybean]. Vinnytsia: Dilо [in Ukrainian]. 6. Timofeeva, Ya. O. & Golov, V. I. (2012). Mikroelementy v rasteniyakh soi i pshenitsy dal'nevostochnogo regiona [Trace elements in soy- bean and wheat plants of the Far Eastern region] Oilseeds. Scientific and technical bulletin of the All- Russian Scientific Research Institute of Oilseeds, 2, 151–152 [in Russian]. 7. Mottaghian, A., Pirdashti, H., Bahmanyar, M. A. & Abbasian, A. (2008). Leaf seed micro- nutrient accumulation in soybean cultivars in response to integrated organic and chemical fertilizers application. Pakistan journal of biological sciences, 9(11), 1227–1233. https:/doi.org/10.3923 /pjbs.2008.1227.1233 8. Spaynk, G., Kondoroshi, A., Hukas, P. (Eds.). (2002). Rhizobiaceae. Molecular biology of bacteria interacting with plants (rus translation eds. Tihonovich, I. A., Provorov, N. A.). Saint Petersburg [in Russian]. 9. Avdoshina, K. A., Tabarova, K. P., & Ryazanova, G. E. (1978). Nanotekhnologii v sel's- kom khozyaystve. Mikroudobreniya: spravochnaya kniga [Nanotechnology in agriculture Microferti- lizers: a reference book]. Leningrad: Kolos [in Russian]. 10. Sekhon, B. S. (2014). Nanotechnology in agri-food production: an overview. Nanotechnology, Science and Applications, 2(7), 31–53. https:/doi.org /10.2147/NSA.S39406 11. Scott, N. & Chen, H. (2013). Nanoscale sci- ence and engineering for agriculture and food systems. Industrial Biotechnology, 9, 17–18. http://doi.org/10.1089/ind.2013.1555 12. Khot, L. R., Sankaran, S., Maja, J. M., Ehsani, R., & Schuster E. W. (2012). Applications of nanomaterials in agricultural production and crop protection: a review. Crop Protection, 35, 64–70. https://doi.org/10.1016/j.cropro.2012.01.007 13. Sitar, O. V., Novitska, N. V., Taran, N. Yu., Kalenska, S. M., & Ganchurin, V. V. (2010). Nanotehnologii' v suchasnomu sil's'komu gospodar- stvi [Nanotechnology in the state-of-the-art state partnership]. Physics of the Alive, 3(18), 113–116 [in Ukrainian]. 14. Child, J. J. (1975). Nitrogen fixation by a Rhizobium sp. child association with nonleguminous plant cells. Nature, 253, 350–351. 15. 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 Physiol, 43, 1185–1207. https://doi.org/10.1104/pp.43.8.1185 16. Dospehov, B. A. (1985). Metodika polevogo opyta [Methodology of field experiment]. Moscow: Agropromizdat [in Russian]. 17. Knight, R. D., & Shimeld, S. M. (2011). Identification of conserved C2H2 zinc-finger gene families in the Bilateria. Genome Biology, 5(2), 1–8. https://doi.org/10.1186/gb-2001-2-5-research0016 18. Singh, G., Singh, A. K., Bhatt, R. P., & Pant, S. (2012). Effects of zinc on cell viability and cell surface components of Rhizobium sp. isolated from root nodules of Trifolium alexandrinum. Jour- nal of Agricultural Technology, 3(8), 941–959. 19. Rahman, M. M., Bhuiyan, M. M. H., Sutra- dhar, G. N. C., Rahman, M. M., & Paul, A. K. (2008). Effect of phosphorus, molybdenum and rhi- zobium inoculation on yield and yield attributes of mungbean. International journal of Sustainable Crop Prod., 3, 26–33. 20. Albino, U. B., & Campo, R. J. (2001). Effect of sources and levels of molybdenum on Bradyrhizobium survival and on biological nitrogen ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2018. Вип. 28. 52 fixation in soybean. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 3(36), 527–534. http:/doi.org/10.1590 /S0100-204X2001000300018 21. Goudar, G., Mudenoor, M. G., & Saval- gi, V. P. (2008). Effect of micronutrient supplement- ed Bradyrhizobium biofertilizers on nodulation, dry matter production and yield of soybean (Glycine max (L) merrill). Legume Res, 1(31), 20–25. 22. Prasad, R., Bhattacharyya, A., & Ngu- yen, Q. D. (2017). Nanotechnology in Sustainable Agriculture: Recent Developments, Challenges, and Perspectives. Frontier of Microbiology, 8, 1–13. http:/doi.org/10.3389/fmicb.2017.01014 23. Mukhopadhyay, S. (2014). Nanotechnology in agriculture: prospects and constraints Nanotech- nology. Science and Applications, 7, 63–71. https:/doi.org/10.2147/NSA.S39409 24. Kots, S. Ya., & Peterson, N. V. (2009). Mineral'ni elementy i dobryva v zhyvlenni roslyn [Mineral elements and fertilizers in plant nutrition]. Kiev: Logos [in Ukrainian]. 25. Ndakidemi, P. A., Bambara, S., & Ma- koi, J. H. J. R. (2011). Micronutrient uptake in Common Bean (Phaseolus vulgaris L.) as affected by rhizobium inoculation, and supply of molyb- denum and lime. Plant Omics Journal, 1(4), 40–52. 26. Lukevich, E. Ya., Gar, T. K., Ignato- vich, L. M., & Mironov, V. F. (1990). Biologiches- kaya aktivnost' soedineniy germaniya [Biological activity of germanium compounds]. Riga: Zinatne [in Russian]. 27. Brear, E. M., Day, D. A., & Smith, P. M. C. (2013). Iron: an essential micronutrient for the leg- ume-rhizobium symbiosis. Frontiers in plant sci- ence, 4, 359–374. https:/doi.org/10.3389/fpls.2013 .00359 Received 24.10.2018 ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2018. Вип. 28.
id	oai:ojs2.smic.in.ua:article-6
institution	Agriciltural microbiology
keywords_txt_mv	keywords
language	Ukrainian
last_indexed	2026-07-23T01:03:32Z
publishDate	2018
publisher	Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine
record_format	ojs
resource_txt_mv	smicinua/3f/fed98e9967e32275bf54e22953dce33f.pdf
spelling	oai:ojs2.smic.in.ua:article-62026-07-22T10:10:39Z BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM REACTION IN PURE CULTURE AND SYMBIOTIC SYSTEMS TO THE USE OF NANOCARBOXYLATES OF MICROELEMENTS РЕАКЦІЯ BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM У ЧИСТІЙ КУЛЬТУРІ ТА У СИМБІОТИЧНИХ СИСТЕМАХ НА ЗАСТОСУВАННЯ НАНОКАРБОКСИЛАТІВ МІКРОЕЛЕМЕНТІВ Коць, С.Я. Рибаченко, Л.І. Пухтаєвич, П.П. Рибаченко, О.Р. Bradyrhizobium japonicum, legume-rhizobial symbiosis, nitrogen-fixing activity, nanocarboxylates of trace elements Bradyrhizobium japonicum, бобово-ризобіальний симбіоз, азотфіксувальна активнісь, нанокарбоксилати мікроелементів Objective. Study the influence of various concentrations of germanium, molybdenum, vanadium, cobalt, iron, copper and zinc on the growth dynamics of rhizobia, to select the most effective ones for studying their role as components of the digest medium in growing rhizobia and optimizing the formation and functioning of symbiotic soybean – Bradyrhizobium japonicum systems. Methods. Microbiological, physiological, spectrophotometry, gas chromatography. Results. It was found that the addition of most of the studied trace elements to the rhizobia growth medium had a positive effect on the growth dynamics of the bacterial culture. The exception was zinc nanocarboxylate, the introduction of which in the digest medium significantly reduced the growth of biomass bacteria. At the same time, irrespective of concentration, the most stimulating effect on the dynamics of growth of rhizobia in a pure culture was typical for the nanocarboxylates of iron, germanium and molybdenum. Their maximum action was developed at a concentration of 1:1000. These compounds are promising when adding rhizobia cultivating medium and studying their effect on the processes of forming and functioning of legume-rhizobial symbiotic systems. Analysis of the results of vegetation experiments showed that the use of iron, germanium and molybdenum nanocarboxylates as components of the rice growing medium at a concentration of 1:1000 positively influenced the processes of formation and functioning of symbiotic systems formed with the participation of various Bradyrhizobium japonicum strains – 634b and 604k, as well as on the growth of the vegetative mass of soybean plants. In this case, the most effective was germanium nanocarboxylate. Conclusion. The promising use of the active strain Bradyrhizobium japonicum 634b in combination with germanium nanocarboxylate in soybean cultivation has been experimentally proven to enhance the effectiveness of symbiotic systems. Мета. Дослідити вплив різних концентрацій нанокарбоксилатів германію, молібдену, ванадію, кобальту, заліза, міді та цинку на динаміку росту бульбочкових бактерій, відібрати найбільш ефективні з них для вивчення їх ролі як компонентів живильного середовища при вирощуванні ризобій та фактору оптимізації формування і функціонування симбіотичних систем соя – Bradyrhizobium&nbsp;japonicum. Методи. Мікробіологічні, фізіологічні, спектрофотометрія, газова хроматографія. Результати. Виявлено, що додавання більшості досліджуваних мікроелементів до середовища вирощування ризобій мало позитивний ефект на динаміку росту бактеріальної культури. Виключенням був нанокарбоксилат цинку, внесення якого в середовище культивування суттєво знижувало приріст біомаси бактерій. При цьому, незалежно від концентрації, найбільшим стимулювальним впливом на динаміку росту ризобій в умовах чистої культури характеризувалися нанокарбоксилати заліза, германію і молібдену. Максимальна їх дія проявлялася за концентрації 1&nbsp;:&nbsp;1000. Дані сполуки є перспективними при додаванні у середовище культивування бульбочкових бактерій та для вивчення їх впливу на процеси формування і функціонування бобово-ризобіальних симбіотичних систем. Аналіз результатів вегетаційних дослідів показав, що використання нанокарбоксилатів заліза, германію і молібдену як компонентів середовища вирощування ризобій у концентрації 1&nbsp;:&nbsp;1000 позитивно впливало на процеси формування та функціонування симбіотичних систем, сформованих за участі різних за активністю штамів Bradyrhizobium&nbsp;japonicum – 634б та 604к, а також на наростання вегетативної маси рослин сої. При цьому найбільш ефективним був нанокарбоксилат германію. Висновки. Експериментально доведено перспективність використання активного штаму Bradyrhizobium&nbsp;japonicum 634б у поєднанні з нанокарбоксилатом германію при вирощуванні сої, для підвищення ефективності симбіотичних систем. &nbsp; Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine 2018-07-10 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/6 10.35868/1997-3004.28.41-52 Agricultural microbiology; Vol. 28 (2018): Agriciltural microbiology; 41-52 Сільськогосподарська мікробіологія; Том 28 (2018): Сільськогосподарська мікробіологія; 41-52 1997-3004 10.35868/1997-3004.28 uk https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/6/5 Авторське право (c) 2018 S.Ya. Kots, L.I. Rybachenko, P.P. Pukhtaievych, O.R. Rybachenko https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
spellingShingle	Bradyrhizobium japonicum бобово-ризобіальний симбіоз азотфіксувальна активнісь нанокарбоксилати мікроелементів Коць, С.Я. Рибаченко, Л.І. Пухтаєвич, П.П. Рибаченко, О.Р. РЕАКЦІЯ BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM У ЧИСТІЙ КУЛЬТУРІ ТА У СИМБІОТИЧНИХ СИСТЕМАХ НА ЗАСТОСУВАННЯ НАНОКАРБОКСИЛАТІВ МІКРОЕЛЕМЕНТІВ
title	РЕАКЦІЯ BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM У ЧИСТІЙ КУЛЬТУРІ ТА У СИМБІОТИЧНИХ СИСТЕМАХ НА ЗАСТОСУВАННЯ НАНОКАРБОКСИЛАТІВ МІКРОЕЛЕМЕНТІВ
title_alt	BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM REACTION IN PURE CULTURE AND SYMBIOTIC SYSTEMS TO THE USE OF NANOCARBOXYLATES OF MICROELEMENTS
title_full	РЕАКЦІЯ BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM У ЧИСТІЙ КУЛЬТУРІ ТА У СИМБІОТИЧНИХ СИСТЕМАХ НА ЗАСТОСУВАННЯ НАНОКАРБОКСИЛАТІВ МІКРОЕЛЕМЕНТІВ
title_fullStr	РЕАКЦІЯ BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM У ЧИСТІЙ КУЛЬТУРІ ТА У СИМБІОТИЧНИХ СИСТЕМАХ НА ЗАСТОСУВАННЯ НАНОКАРБОКСИЛАТІВ МІКРОЕЛЕМЕНТІВ
title_full_unstemmed	РЕАКЦІЯ BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM У ЧИСТІЙ КУЛЬТУРІ ТА У СИМБІОТИЧНИХ СИСТЕМАХ НА ЗАСТОСУВАННЯ НАНОКАРБОКСИЛАТІВ МІКРОЕЛЕМЕНТІВ
title_short	РЕАКЦІЯ BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM У ЧИСТІЙ КУЛЬТУРІ ТА У СИМБІОТИЧНИХ СИСТЕМАХ НА ЗАСТОСУВАННЯ НАНОКАРБОКСИЛАТІВ МІКРОЕЛЕМЕНТІВ
title_sort	реакція bradyrhizobium japonicum у чистій культурі та у симбіотичних системах на застосування нанокарбоксилатів мікроелементів
topic	Bradyrhizobium japonicum бобово-ризобіальний симбіоз азотфіксувальна активнісь нанокарбоксилати мікроелементів
topic_facet	Bradyrhizobium japonicum legume-rhizobial symbiosis nitrogen-fixing activity nanocarboxylates of trace elements Bradyrhizobium japonicum бобово-ризобіальний симбіоз азотфіксувальна активнісь нанокарбоксилати мікроелементів
url	https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/6
work_keys_str_mv	AT kocʹsâ bradyrhizobiumjaponicumreactioninpurecultureandsymbioticsystemstotheuseofnanocarboxylatesofmicroelements AT ribačenkolí bradyrhizobiumjaponicumreactioninpurecultureandsymbioticsystemstotheuseofnanocarboxylatesofmicroelements AT puhtaêvičpp bradyrhizobiumjaponicumreactioninpurecultureandsymbioticsystemstotheuseofnanocarboxylatesofmicroelements AT ribačenkoor bradyrhizobiumjaponicumreactioninpurecultureandsymbioticsystemstotheuseofnanocarboxylatesofmicroelements AT kocʹsâ reakcíâbradyrhizobiumjaponicumučistíjkulʹturítausimbíotičnihsistemahnazastosuvannânanokarboksilatívmíkroelementív AT ribačenkolí reakcíâbradyrhizobiumjaponicumučistíjkulʹturítausimbíotičnihsistemahnazastosuvannânanokarboksilatívmíkroelementív AT puhtaêvičpp reakcíâbradyrhizobiumjaponicumučistíjkulʹturítausimbíotičnihsistemahnazastosuvannânanokarboksilatívmíkroelementív AT ribačenkoor reakcíâbradyrhizobiumjaponicumučistíjkulʹturítausimbíotičnihsistemahnazastosuvannânanokarboksilatívmíkroelementív

РЕАКЦІЯ BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM У ЧИСТІЙ КУЛЬТУРІ ТА У СИМБІОТИЧНИХ СИСТЕМАХ НА ЗАСТОСУВАННЯ НАНОКАРБОКСИЛАТІВ МІКРОЕЛЕМЕНТІВ

Institution

Ähnliche Einträge