CC BY
4
doi: 10.24412/0044-3913-2024-1-23-27 УДК 579.64: 633.81
Агрохимическая и физиологическая основа симбиотической эффективности ассоциаций грибов арбускулярной микоризы с растениями Coriandrum sativum*
С. Ф. АБДУРАШИТОВ1, кандидат биологических наук, зав. лабораторией (e-mail: asuleyman83@rambler.ru) к. С. гРИцЕВИЧ1, младший научный сотрудник а. и. алексеева1, младший научный сотрудник С. Б. СЕйТАДЖИЕВА1, младший научный сотрудник А. А. ЗУБОЧЕНкО1, зав. лабораторией А. П. ЮРкОВ2, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник 1Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма, ул. Киевская, 150, Симферополь, Республика Крым, 295453, Российская Федерация 2Всеросийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии, ш. Подбельского, 3, Пушкин, Санкт-Петербург, 196608, Российская Федерация
Почвы Крыма имеют значительные запасы валового фосфора, но лимитированы по содержанию его подвижных форм. Засушливые условия региона способствуют расширению площадей, занятых кориандром посевным (Coriandrum sativum L.). Обеспечению растений подвижным фосфором способствует инокуляция грибами арбускулярной микоризы (АМ). Первичное условие симбиотической эффективности взаимодействия грибов АМ и кориандра - подбор наиболее продуктивной пары «растение - штамм микроорганизма». Исследование проводили с целью изучения влияния некоторых агрохимических и физиологических параметров растений кориандра на симбиотическую эффективность при взаимодействии с ассоциациями грибов АМ. Работу осуществляли в горшечной культуре в песчано-вермикулитном субстрате для управления фосфорным режимом. Нерастворимый фосфор вносили в виде Са3(РО4)2, полив проводили питатель-
ной смесью Прянишникова со сниженным на 80 % содержанием растворимого фосфора. В ходе эксперимента оценивали 6 новых ассоциаций грибов АМ из Крымской коллекции микроорганизмов. Ассоциация Funneliformis mosseae 1-16 быстре формировала симбиотические структуры, чем референтный штамм Rhizophagus irregularis RCAM00320. Частота встречаемости микоризной колонизации возрастала на 6,7 %, её интенсивность - на 41,5 %, обилие арбускул - на 48,2 %, обилие везикул - на 16,9 %. При использовании всех исследуемых ассоциаций грибов арбускулярной микоризы происходило увеличение поступления фосфора в стебли и листья кориандра на 47,2...76,4 мкг Р2О5/сутки, по сравнению с контролем без инокуляции. Благодаря повышенному содержанию фосфора в надземной части растений концентрация трех измеряемых фотосинтетических пигментов в фазе стеблевания увеличилась на 34,7.47,1 %. Микоризные грибы способствовали повышению продуктивности растений (сухая масса побегов) относительно контроля на 7,0.17,3 мг/растение. Ассоциация F. mosseae 1-16 активно колонизировала корни кориандра, что обеспечивало поступление дополнительного фосфора из нерастворимых соединений и усиливало работу фотосинтетического аппарата. При этом симбиотическая эффективность достигла 26,5 % к контролю в фазе цветения.
Ключевые слова: кориандр посевной, арбускулярная микориза, комплекс биопрепаратов, микоризная колонизация, усвоение фосфора, амплитуда симбиотического взаимодействия, фотосинтетические пигменты, продуктивность растений.
Для цитирования: Агрохимическая и физиологическая основа симбиотиче-ской эффективности ассоциаций грибов арбускулярной микоризы с растениями Coriandrum sativum/ С. Ф. Абдурашитов, К. С. Грицевич, А. И. Алексеева и др. // Земледелие. 2024. № 1. С. 23-27. doi: 10.24412/0044-3913-2024-1-23-27.
Кориандр посевной (Coriandrum sativum L.) - высокорентабельная эфиромасличная культура. В 2020 г. в республике Крым кориандр выращивали на площади более 43 тыс. га, что составляет 85,4 % от площади выращивания всех эфиромасличных [1]. При средней урожайности 10 ц/га можно получить 25...30 кг с гектара эфирного масла. Почвенно-климатические условия Крыма способствуют накоплению в эфирном масле кориандра линалоола, содержание которого должно быть не менее 65 % при изготовлении парфюмерно-косметических изделий [2].
Известно, что самые распространенные почвы Крыма - черноземы южные и их разновидности - в горизонте А лимитированы по содержанию подвижного фосфора (0,5.3,0 мг/100 г) и имеют значительные запасы валового (0,09.0,16 %) [3]. Решить проблему поставки растениям недостающего фосфора возможно, используя инокуляцию грибами из отдела Glomeromycota (грибы арбускулярной микоризы, АМГ) [4]. Они образуют с растениями взаимовыгодный симбиоз: арбускулярную микоризу (АМ) или эндомикоризу. АМГ поставляют партнеру по симбиозу воду [5, 6] и растворенные в ней фосфорные, азотные и другие соединения из тех участков почвы, куда не проникают всасывающие части корней, благодаря развитому внекорневому мицелию [7]. Они улучшают структуру почвы путем формирования стабильных агрегатов, поскольку мицелий образует общую микоризную сеть, способствуя предотвращению водной эрозии [8, 9, 10].
Информация о роли эндомико-ризных грибов при выращивании C sativum с применением биотехнологий и их влияния на компонентный состав эфирного масла ограничена. В то же время доказано увеличение выхода эфирного масла при обработке растений АМГ [11, 12]. Симбиоз с микоризными грибами уменьшал токсические эффекты наличия свинца в субстрате у растений кориандра с помощью регулирования синтеза ферментативных и неферментативных антиоксидантов и защитой фотосинтетических пигментов [13]. Предполагается, что обработка АМГ как технологический фактор будет способствовать расширению площадей, занятых культурой кориандра в засушливых условиях Крыма. Одним из первичных условий создания взаимодействия и изучения влияния на симбио-тическую эффективность служит
*исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-26-00241, https://rscf.ru/project/23-26-00241/
Ы (D 3 ь
(D
д
(D Ь 5
(D
М О м -ь
Рис. 1. Внешний вид растений в фазе стеблевания по вариантам обработки ассоциациями АМГ и КМП.
подбор наиболее продуктивной пары «растение-штамм микроорганизма» [14, 15].
Цель исследования - изучить симбиотическую эффективность сочетания кориандра посевного с ассоциациями грибов АМ в условиях недостаточного обеспечения растворимыми фосфатами для усовершенствования технологии возделывания культуры в условиях Крыма.
Эксперимент проводили в 2023 г. в серии вегетационных опытов на базе лаборатории молекулярной генетики, протеоми-ки и биоинформатики Научно-исследовательского института сельского хозяйства Крыма.
Изучали новые ассоциации грибов АМ, выделенные в 20162021 гг.: Funneliformis mosseae S1-4, F. mosseae 1-16, F. mosseae 5-16, LK, KO3K, LM, которые служат частью Крымской коллекции микроорганизмов (видовая принадлежность LK, KO3K и LM еще уточняется). В качестве стандартного штамма использован Rhizophagus irregularis RCAM 00320 из коллекции Всероссийского НИИ сельскохозяйственной микробиологии, биопрепарат Микробиокомагро (далее КМП, предоставлен лабораторией экологии и физиологии микроорганизмов ФГБУН «НИИСХ Крыма»), включающий штаммы бактерий Paenibacillus polymyxa «¡г П13НК, Lelliottia nimipressuralis 32-о 3, Agrobacterium radiobacter 204. N Симбиотическую эффективность ^ определяли на кориандре посев-Z ном сорта Силач (селекции ФГБУН | «НИИСХ Крыма», http://www.ckp-rf. § ru/usu/507515/). Ч Вегетационный опыт провост дили в пластиковых сосудах объ-| емом 0,5 л (n=15). В качестве суб-М страта использовали стерильную
смесь промытого кварцевого песка и вермикулита (1:1 по объему) (Лабутова Н. М. Методы исследования арбускулярных микоризных грибов. СПб.: ВИЗР, 2000. 24 с.). В субстрат внесли инокулят ассоциаций грибов АМ из расчета 50 колонизирующих единиц (споры+отрезки корней) на семя. Семена кориандра простерилизо-вали перед посевом 10 % раствором перекиси водорода и промыли стерильной водой. Все семена, кроме контроля (без обработки), бактеризованы микробным препаратом Микробиокомагро из расчета 1о6 КОЕ/семя. После прорастания семян проростки разрежены до 20 растений/сосуд. В варианте контроля семена промыты стерильной водой. Полив осуществляли фильтрованной водой три раза в неделю, в том числе один раз питательным раствором Прянишникова (Сэги Й. Методы почвенной микробиологии. М: Колос, 1983. 296 с.). Норму полива устанав-
ливали по массе из расчета 60 % полной влагоемкости субстрата. Фосфорный режим регулировали добавлением нерастворимого ортофосфата кальция (1 г на кг субстрата), а в питательном растворе Прянишникова - снижением количества растворимого фосфора на 80 % от описанного автором. Отборы проводили в фазе стеблевания и начала цветения (бутонизация).
Визуализацию развития микоризы выявляли путем окрашивания отрезков корней черными чернилами (Inkand Vinegar, a Simple Staining Technique forArbuscular-Mycorrhizal Fungi / H. Vierheilig, A. P. Coughlan, U. Wyss, et al. // Applied and Environmental Microbiology. 1998. Vol. 64 (12). P. 5004-5007.). Мико-ризацию оценивали в проходящем свете под стереомикроско-пом количественно по методике Травло (Trouvelot A., Kough J. L., Gianinazzi P. V. Physiological and genetical aspects of mycorrhizae.
Рис. 2. Уровень микоризной колонизации (МК) корней кориандра новыми ассоциациями грибов АМ ( I-1 — стандартная ошибка средней (ЗБ)): ■ — КСЛИ00320, — ассоциация 1-16, — ассоциация 5-16, — ассоциация ЬК.
расти легче
avgust
crop protection
Семена и всхо в полн безоп
Хет-Трик
®
expectrum
ПРОТРАВИТЕЛЬ
имидаклоприд, 333 г/л + дифеноконазол, 67 г/л + тебуконазол, 17 г/л
Инсектофунгицидный протравитель семян зерновых культур.
Эффективно защищает растения от основных болезней семян и всходов и одновременно контролирует почвообитающих и наземных вредителей. Благодаря двум идеально дополняющим друг друга фунгицидным компонентам продолжительно действует на внутреннюю и внешнюю инфекцию. Не оказывает ретардантного действия на всходы.
и
Непробиваемая защита семян и проростков
Байсайд®
ехреЛгит
инновационные продукты
ПРОТРАВИТЕЛЬ
протиоконазол, 40 г/л + флудиоксонил, 30 г/л + азоксистробин, 15 г/л
Мощный трехкомпонентный фунгицидный протравитель для защиты семян и всходов зерновых с высоким потенциалом урожайности.
Надежно защищает корневую систему, стебель и листья от семенной, почвенной и аэрогенной инфекции. Высокоэффективен против основных видов плесневых грибов, корневых и прикорневых гнилей. Содержит три взаимно дополняющих друг друга действующих вещества. Стимулирует развитие корневой системы.
С нами расти легче
avgust mm
crop protection
С нами расти легче
avgust
^ crop protection
Виртуоз среди ч
мастеров
гербицидн
дела
Ы
Y *
■
I
W
Балерина® Супер
expectrum
ГЕРБИЦИД
сложный 2-этилгексиловый эфир 2,4-Д кислоты, 410 г/л + флорасулам, 15 г/л
Гербицид против однолетних двудольных, в том числе устойчивых к 2,4-Д и МЦПА, и некоторых многолетних корнеотпрысковых сорняков на зерновых, кукурузе, просе и сорго.
Обладает увеличенной эффективностью действия против проблемных сорняков (подмаренник, пикульник, бодяк, осот, ромашка, чистец) за счет двойной дозировки флорасулама. Контролирует подмаренник во всех фазах развития (до 14 мутовок), быстро подавляет переросшие сорняки.
Рис. 3. Внутрикорневые структуры АМ образованные новыми ассоциациями с кориандром посевным: а) R.. irregularis RCAM 00320; б) F. mosseae 1-16; в) F. mosseae 5-16; г) ассоциация LK; 1 — осевой цилиндр корня; 2 — гифы АМГ; 3 — арбускулы; 4 — везикулы.
Постановка вегетационного опыта и статистический анализ полученных результатов проведены по Доспехову Б. А. (Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.) с использованием пакета программ Excel. Достоверность различий определяли дисперсионным анализом с оценкой наименьшей существенной разницы (НСР), t-критерий Стьюдента принимали по уровню значимости р<0,05 или р<0,01.
В контроле и вариантах с бактеризацией семян КМП формирования микоризного симбиоза не наблюдали ни в фазе стеблевания (рис. 1), ни в период цветения. В вариантах с микоризацией отмечено, что ассоциации 1-16 и 5-16 быстрее формируют симбиоз, так как в фазе стеблевания частота встречаемости микоризной колонизации выше на 5,5.6,7 %, а её интенсивность на 24,0.41,5 %, чем у штамма-стандарта RCAM00320 (рис. 2). Ассоциации F. mosseae S1-4 и KO3K выведены из эксперимента на ранних стадиях развития растений, как не проявившие эффективность с кориандром.
Уровень колонизации в ассоциации 1-16 также превышала остальные варианты обработки АМГ по обилию арбускул на 29,6.48,2 %. Обилие везикул определено 13,6.30,5 % во всех вариантах, кроме 5-16, в котором они встречались единично (рис. 3). Это, а также высокая интенсивность МК и обилие арбускул, означает, что гриб еще не закончил цикл развития и будет продолжать взаимодействовать с растением. В фазе цветения МК (интенсивность, обилие арбускул и везикул) повысилась на 22,4.24,4 % только в варианте с внесением RCAM00320, по сравнению с фазой стеблевания. Остальные изучаемые ассоциации АМГ менее
1986. P. 217-221.). Симбиотиче-скую эффективность и амплитуду симбиотического взаимодействия определяли согласно патенту (Юрков А. П. Патент RU № 2528864 C2. 20.09.2014).
Анализ содержания фотосинтетических пигментов проводили спектрофотометрически на приборе SpectrostarNano (BMG Labtech, Германия) (Лобков В. Т., Наполова Г. В. Патент RU 2244916 C1. 20.01.2005.; LichtestallerH. K., Wellburn A. R. Biochemical Society Transactions. 1983. Vol. 11. No. 5. Р. 591-592). Количество фосфора в надземной части растений определяли с использованием сжигания по методу Кьельдаля с последующим титрованием (ГОСТ 26715-85, ГОСТ 13496.4-2019).
Рис. 4. Влияние бактеризации и микоризации на поступление фосфора в растения кориандра — НСРП1): В - контроль, В - КМП, ■ - ЯСЛМ00320 + КМП, — ассоциация 1-16+КМП, I — ассоциация 5-16+КМП, В — ассоциация ЬК+КМП.
м о м -ь
Рис. 5. Влияние микоризации на содержание фотосинтетических пигментов в листьях кориандра посевного ( ч — НСРд5 ): В - контроль, В - КМП, — КСЛМ00320 + КМП, I — асосоциация 1-16+КМП, I — ассоциация 5-16+КМП, В — ассоциация ЬК+КМП.
обильно присутствовали в корнях, способствуя увеличению только количества везикул на 10,3...24,1 %, по сравнению с предыдущей стадией развития растений. Во второй изучаемой фазе эксперимента интенсивность МК и обилие арбускул отмечены наибольшими у RCAM00320 и 1-16, составив 66,8.73,0 % и 55,9.58,7 % соответственно.
Развитие АМ в корнях способствовало усиленному поглощению фосфора из нерастворимого ортофосфата кальция в субстрате (рис. 4). Все АМГ в комплексе с бактеризацией семян и отдельная обработка КМП увеличивали содержание фосфора в фазе стеблевания в побегах в 1,3.2,8 раза и в корнях - в 1,1.2,0 раза, а в фазе цветения в надземной части растения - в 1,3.1,9 раза, по сравнению с вариантом без обработки микроорганизмами. В КМП присутствует штамм Lelliottia nimipressuralis 32-3, который выделен как фос-фатмобилизующая бактерия [16], на чем основано свойство всего комплексного биопрепарата растворять неорганический фосфор и поставлять его растениям. Также в ходе вегетационного опыта выявлено, что АМГ значительно увеличили поступление фосфора в побеги C. sativum на 1,7.4,1 мг (45,9.110,8 %) в фазе стеблевания и на 2,2.3,8 мг (43,1..74,5 %) в фазе цветения, по сравнению
с работой бактерий, входящих в состав КПМ.
По интенсивности симбиотроф-ного притока фосфора в листья кориандра определена амплитуда симбиотического взаимодействия, которая составила 47,2.76,4 мкг дополнительного Р2О5/сутки в вариантах с применением АМ-инокулята, по сравнению с контролем без обработки. В фазе цветения в корнях растений в контроле уровень поступления Р2О5 не отличался от микоризованых вариантов, что вероятно связано с запоздалым развитием корневой системы и началом поступления элемента питания в подземную часть. Этот факт не повлиял на содержание Р2О5 в листьях, что критично для набора массы.
Для синтеза растениями фотосинтетических пигментов требуется значительное количество фосфора, который входит в состав их предшественников - геранил-геранилпирофосфата, тетрапре-нилпирофосфата и других [17]. В опыте также явно проявилось действие дополнительного фосфора, полученного растениями от микоризных грибов. Выявлено, что содержание трех измеряемых пигментов в фазе стеблевания выросло на 34,7.47,1 % под действием новых ассоциаций и референтного штамма, по сравнению с контролем без обработки (рис. 5). А в период цветения зна-
чительно большее их количество обнаружено у штамма RCAM00320 и ассоциации 5-16 - на 28,1.39,3 % относительно контроля.
Усвоение фосфора положительно отразилось на продуктивности растений кориандра. При этом в фазе стеблевания сухая масса повысилась на 7,2 мг/растение при взаимодействии с ассоциацией 5-16, в сравнении с контролем, и на 10,7 мг, в сравнении с обработкой только КМП (см. табл.). В фазе цветения кориандра интенсивность роста под действием АМГ усилилась и продуктивность растений относительно контроля составила 7,0.17,3 мг/растение. По росту продуктивности рассчитали симбиотическую эффективность новых ассоциаций, которая в фазе цветения у ассоциации F. mosseae 1-16 составила 26,5 % к контролю и 35,5 % к КМП. Отмечено, что симбиотическая эффективность новой ассоциации значительно (на 15,8.16,9 %) выше штамма-референта в условиях эксперимента.
Таким образом, благодаря формированию интенсивной арбу-скулярной микоризы и усвоению нерастворимых фосфатов продуктивность растений кориандра в симбиозе с комплементарными парами АМ грибов возрастала. Частота встречаемости МК у ассоциаций с F. mosseae 1-16 и F. mosseae 5-16 увеличивалась на 5,5.6,7 %, интенсивность МК - на 24,0.41,5 %, в сравнении со штаммом-референтом R. irregularis RCAM00320. Симбиоз с микоризными грибами усиливал поступление фосфатов в побеги растения в фазе стеблевания на 1,7.4,1 мг (45,9.110,8 %), в фазе цветения - на 2,2.3,8 мг (43,1.74,5 %), по сравнению с работой бактерий, входящих в состав КПМ (биопрепарат Микробиоко-магро). Наиболее активной в симбиозе с C. sativum была ассоциация F. mosseae 1-16, эффективность которой, по сравнению с контролем, составила в фазе цветения 26,5 %, относительно КМП - 35,5 %, повысив продуктивность растений к контролю на 17,3 мг/растение. Ассоциация F. mosseae 1-16 будет использована в дальнейших экспериментах и для разработки биопрепарата на ее ос-
Влияние новых ассоциаций на симбиотическую эффективность взаимодействия с кориандром
Вариант Сухая масса побегов, мг/растение Симбиотическая эффективность, % к контролю Симбиотическая эффективность, % к КМП
стеблевание I цветение стеблевание I цветение стеблевание I цветение
Контроль 44,3 65,1 - - - -
КМП 40,8 60,8 -7,9 -6,6 - -
RCAM 00320+КМП 46,8 72,1 5,7 10,7 14,8 18,6
Ассоциация 1-16+КМП 44,3 82,4 0,1 26,5 8,7 35,5
Ассоциация 5-16+КМП 51,5 77,8 16,4 19,4 26,3 27,8
Ассоциация LK+КМП 49,3 77,0 11,4 18,2 21,0 26,5
НСР05 6,3 6,5 - - - -
нове с целью повышения продуктивности растений, в том числе кориандра посевного.
Литература
1. Комплексный механизм управления развитием эфиромасличного производства в Республике Крыма: монография / Р. Р. Тимиргалиева,
B. С. Паштецкий, М. В. Вердыш и др. Симферополь: ООО Издательство Типография «Ариал», 2023. 216 с.
2. Радченко В.А., Гачков И. М. Культура кориандра в Крыму / Культура народов Причерноморья. 2008. № 125.
C. 132-134.
3. Половицкий И.Я., Гусев П. Г. Почвы Крыма и пути повышения их плодородия. Симферополь: Таврия, 1987. 152 с.
4. Redecker D ., Sch üß ler A., Stockinger H. An evidence-based consensus for the classification of arbuscular mycorrhizal fungi (Glomeromycota) / Mycorrhiza. 2013. Vol. 23. P. 515-531.
5. Facilitation of plant water uptake by an arbuscular mycorrhizal fungus: a Gordian knot of roots and hyphae /
D. Püschel, M. Bitterlich, J. Rydlová, et al. // Mycorrhiza. 2020. Vol. 30(2-3). P. 299-313.
6. Routes to roots: direct evidence of water transport by arbuscular mycorrhizal fungi to host plants / A. Kakouridis, J. A. Hagen, M. P. Kan, et al. // New Phytologist. 2022. Vol. 236(1). P. 210-221.
7. Aquaporin-mediated long-distance polyphosphate translocation directed towards the host in arbuscular mycorrhizal symbiosis: application of virus-induced gene silencing / Y. Kikuchi, N. Hijikata, R. Ohtomo, et al. // New Phytologist. 2016. Vol. 211(4). P. 1202-1208.
8. Common mycorrhizal networks influence the distribution of mineral nutrients between an invasive plant, Solidago canadensis, and a native plant, Kummerowa striata / A. Awaydul, W. Zhu, Y. Yuan, et al. // Mycorrhiza. 2019. Vol. 29(1). P. 29-38.
9. Tillage effect on soil organic matter, mycorrhizal hyphae and aggregates in a Mediterranean agroecosystem / G. Curaqueo, E. Acevedo, P. Cornejo, et al. // Journal Soil Science and Plant Nutrition. 2010. Vol. 10. P. 12-21.
10. Arbuscular mycorrhizal fungal hyphae reduce soil erosion by surface water flow in a greenhouse experiment / U. Mardhiah, T. Caruso, A. Gurnell, et al. // Applied Soil Ecology. 2016. Vol. 99. P. 137-140.
11. Arbuscular mycorrhiza differentially affects synthesis of essential oils in coriander and dill / J. Rydlová, M. Jelínková, K. Dusek K., et al. // Mycorrhiza. 2016. Vol. 26. P. 123-131.
12. Funneliformis mosseae fungi changed essential oil composition in Trigonella foenum graecum L., Coriandrum sativum L. and Nigella sativa L. / W. Weisany, Y. Sohrabi, A. Siosemardeh,
et al. // Journal of essential oil research. 2017. Vol. 29. No. 3. P. 276-287.
13. How mycorrhiza symbiosis help coriander {Coriandrum sativum L.) plants grow better under contaminated soil? / H. Fatemi, B. Esmaielpour, F. Sefidkon, et al. // Journal of plant nutrition. 2020. Vol. 43. P. 2040-2053.
14. Абдурашитов С. Ф. Вплив млкросимбюнлв на урожайнють со! // Стьськогосподарська мкробюлопя. 2012. № 15-16. С. 29-39.
15. Взаимосвязь показателей активности и эффективности штаммов грибов арбускулярной микоризы различного происхождения / А. П. Юрков, Л. М. Якоби, А. П. Кожемяков и др. // Таврический вестник аграрной науки. 2017. № 4(12). С. 31-41.
16. Чайковская Л. А., Мельничук Т. Н., Каменева И.А. и др. Фосфатмобили-зующий штамм почвенных бактерий Lelliottia nimipressuralis CCM 32-3 и биопрепарат на его основе для оптимизации минерального питания растений, стимуляции их роста и повышения урожайности // Патент № 2676926 C1 RU. МПК C12N 1/20, A01N 63/02, C12R 1/01. 11.01.2019.
17. Pre-loading of chlorophyll synthase with tetraprenyl diphosphate is an obligatory step in chlorophyll biosynthesis / H. C. Schmid, V. Rassadina, U. Oster, et al. // Biological Chemistry. 2002. Vol. 383(11). P. 1769-1778. doi: 10.1515/ BC.2002.198.
Agrochemical and physiological basis of the symbiotic effectiveness of arbuscular mycorrhizal fungi associations with Coriandrum sativum plants
S. F. Abdurashytov1,
K. S. Gricevich1, A. I. Alekseeva1,
S. B. Seitadzhieva1,
A. A. Zubochenko1, A. P. Yurkov2
Research Institute of Agriculture of Crimea, ul. Kievskaya, 150, Simferopol', Respublika Krym, 295453, Russian Federation 2All-Russian Research Institute of Agricultural Microbiology, sh. Podbel'skogo, 3, Pushkin, Sankt-Peterburg, 196608, Russian Federation
Abstract. The soils of Crimea have significant reserves of gross phosphorus but are limited in the content of its mobile forms. Dry conditions in the region contribute to the expansion of areas occupied by coriander (Coriandrum sativum L.). Providing plants with mobile phosphorus is facilitated by inoculation with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF).
The primary condition for the symbiotic effectiveness of the interaction between AMF and coriander is the selection of the most productive pair «plant - strain of microorganism». The research aimed to study the influence of some agrochemical and physiological parameters of coriander plants on symbiotic efficiency when interacting with AMF associations. The work was carried out in a potted culture in a sand-vermiculite substrate to control the phosphorus regime. Insoluble phosphorus was added in the form of Ca3(P04)2, watering was carried out with Pryanishnikov's nutrient mixture with the content of soluble phosphorus reduced by 80 %. During the experiment, 6 new AMF associations from the Crimean collection of microorganisms were evaluated. The association Funneliformis mosseae 1-16 formed symbiotic structures faster than the reference strain Rhizophagus irregularis RCAM00320. The frequency of mycorrhizal colonisation increased by 6.7 %, its intensity by 41.5 %, the abundance of arbuscules by 48.2 %, and the abundance of vesicles by 16.9 %. When studying all studied AMF associations, there was an increase in the supply of phosphorus to the stems and leaves of coriander by 47.2-76.4 Vg PJO/day, compared to the control without inoculation. Due to the increased phosphorus content in the above-ground parts of plants, the concentration of the three measuredphotosynthetic pigments in the stemming phase increased by 34.7-47.1 %. Mycorrhizal fungi contributed to an increase in plant productivity (dry weight of shoots) relative to the con-trolby 7.0-17.3 mg/plant. The F. mosseae 1-16 association actively colonised coriander roots, which ensured the supply of additional phosphorus from insoluble compounds and enhanced the functioning of the photosynthetic apparatus. At the same time, the symbiotic efficiency reached 26.5 % compared to the control in the flowering phase.
Key words: coriander; arbuscular mycorrhiza; complex of biological products; mycorrhizal colonization; phosphorus absorption; amplitude of symbiotic interaction; photosynthetic pigments; plant productivity.
Author Details: S. F. Abdurashytov, Cand. Sc. (Biol.), head of laboratory (e-mail: asuleyman83@rambler.ru); K. S. Gricevich, junior research fellow; A. I. Alekseeva, junior research fellow; S. B. Seitadzhieva, junior research fellow; A. A. Zubochenko, head of laboratory; A. P.Yurkov, Cand. Sc. (Biol.), leading research fellow.
For citation: Abdurashytov SF, Gricevich KS, Alekseeva AI, et al. [Agrochemical and physiological basis of the symbiotic effectiveness of arbuscular mycorrhizal fungi associations with Coriandrum sativum plants]. Zemledelie. 2024;(1):23-27. Russian. doi: 10.24412/0044-3913-2024-1-23-27. ■
CO (D S ü
(D
g
(D S S
(D
N> О N> -b
