CC BY
8HALOSTACHYS BELANGERIANA (MOQ) BOTSCH ENDOFIT BAKTERIYALARINING QISHLOQ XO'JALIK EKINLARINI O'SISHINI
STIMULLASH IMKONIYATLARI
1 2
Begali Saydullayevich Alikulov, Zafar Fayzullayevich Ismailov
12
, Sharof Rashidov nomidagi Samarqand davlat universiteti
https://doi.org/10.5281/zenodo.8358893
Annotatsiya. Ushbu maqolada O'zbekistonning Janubiy-G'arbiy mintaqalarida keng tarqalgan gipergalofit Halostachys belangeriana (Moq) Botsch o'simligidan ajratib olingan endofit bakteriyalar shtammlarining aayrim qishloq xo'jalik ekinlari rivojlanishiga ta'sirini aniqlashga qaratilgan tajribalar natijalari bayon qilingan. Maqolada keltirilgan ma'lumotlar, mintaqamizda bug'doy, g'o'za va bodring kabi qishloq xo'jalik ekinlarini yetishtirish texnologiyalarini takomillashtirishga xizmat qiladi.
Kalit so'zlar: Halostachys belangeriana (Moq) Botsch, endofit, bakteriya, bug'doy, g'o'za, bodring, ildiz, maysa.
Аннотация. В данной статье описаны результаты экспериментов, направленных на определение влияния эндофитных штаммов бактерий, выделенных из гипергалофитного растения Halostachys belangeriana (Moq) Botsch, распространенного в юго-западных регионах Узбекистана, на развитие некоторых сельскохозяйственных культур. Информация, представленная в статье, служит для совершенствования технологий выращивания сельскохозяйственных культур, таких как пшеница, хлопок и огурцы, в нашем регионе.
Ключевые слова: Halostachys belangeriana (Moq) Botsch, эндофит, бактерии, пшеница, хлопок, огурец, корень, трава.
Abstract. This article describes the results of experiments aimed at determining the effect of endophytic strains of bacteria isolated from the hyperhalophytic plant Halostachys belangeriana (Moq) Botsch, common in the southwestern regions of Uzbekistan, on the development of some crops. The information presented in the article serves to improve the technologies for growing crops such as wheat, cotton and cucumbers in our region.
Keywords: Halostachys belangeriana (Moq) Botsch, endophyte, bacteria, wheat, cotton, cucumber, root, grass.
Bugungi kunda dunyoning bir mlrd gektardan kamroq hududi birlamchi, 77 mln gektardan ortiq hududi ikkilamchi sho'rlanishga uchragan, ikkilamchi sho'rlangan hududlarning 58 % sug'oriladigan maydonlardir [1]. Sho'rlanishga uchragan hududlarning kengayishi madaniy ekinlardan olinadigan hosilning kamayishiga, natijada aholining oziq-ovqat mahsulotlariga bo'lgan talabining yetarli darajada ta'minlanmasligiga olib kelmoqda. Holat qishloq xo'jaligi ekinlarining stress omillarga chidamliligini oshirishda, jumladan, sho'rlanish sharoitlarida o'sib-rivojlanishini ta'minlashda innovasion tendensiyalar asosida samarador biotexnologiyalarni ishlab chiqish va qo'llashni taqozo etmoqda. Bu borada, sho'rlangan hududlarda keng tarqalgan galofit o'simliklarning ekstremofil endofit bakteriyalarining madaniy o'simliklar rivojlanishini rag'batlantiruvchi xususiyatlarini aniqlash va biotexnologik potensialini baholash dolzarb muammolardan biri hisoblanadi.
Jahonda turli stress omillar ta'siriga uchragan hududlar dehqonchiligida o'simliklar mikroorganizmlari faoliyatiga asoslangan mikrob preparatlaridan foydalanishni rivojlantirish
bo'yicha izlanishlar olib borilmoqda. Bu borada, sho'rlangan hududlarda keng tarqalgan va iqtisodiyot tarmoqlarida maqsadli qo'llanilmaydigan galofit o'simliklar endofit bakteriyalarini tadqiq etish orqali amaliyotda qo'llash uchun raqobatbardosh istiqbolli biotexnologiyalar ishlab chiqish muhim vazifalardan hisoblanadi. Galofitlarning ekstremofil endofit bakteriyalarining rag'batlantiruvchi xususiyatlari ta'siri natijasida qishloq xo'jaligi ekinlarining sho'rlanishga chidamliligi va hosildorligini oshirishda ulardan endofit bakteriyalarni ajratish, bakteriyalarni identifikasiyalash, o'simlik organlarida bakteriyalarning tarqalishi va xilma-xilligini baholash, endofit bakteriyalarning madaniy o'simliklar rivojlanishini rag'batlantiruvchi xususiyatlarini tahlil qilish kabi yo'nalishlar bo'yicha ilmiy yechimlarni asoslash muhim ilmiy hamda amaliy ahamiyat kasb etadi.
O'zbekiston, shu jumladan, uning janubiy-g'arbiy mintaqalaridagi iqlimning keskin o'zgaruvchanligi, stress omillarning keng miqyosidagi ta'siri ushbu hududlar florasidagi galofitlarda ekstremofil endofitlar jamoalari xilma-xilligini oshirganlik ehtimolligi yuqori bo'lsada, ilmiy manbalarda galofit o'simliklardagi ekstremofil endofit bakteriyalarning xilma-xilligi, ularning mikrobiologik tavsifi, biokimyoviy va boshqa samarali xususiyatlari hamda istiqbolli mikrob preparatlari uchun manba sifatida foydalanish imkoniyatlari to'g'risidagi ma'lumotlar amalda kam uchraydi, holat bu borada chuqur fundamental tadqiqotlar olib borilmaganligini ko'rsatadi. Shu bois, qishloq xo'jaligining sho'rlangan maydonlarida ekinlarning o'sishini rag'batlantiruvchi istiqbolli manba sifatida - ayrim galofitlarning ekstremofil endofit bakteriyalarini ajratish, identifikasiyalash va ularning biotexnologik potensialini baholash nafaqat fundamental, balki muhim ilmiy-amaliy ahamiyat kasb etadi. Shunday galofit o'simliklardan biri - Halostachys belangeriana (Moq) Botsch (ayrim manbalarda Halostachys caspica (M.Bieb.) C.A.Mey) hisoblanadi. Qorabaroq Amaranthaceae oilasiga mansub Halostachys turkumining yagona turi hisoblanadi [2]. Uning tarqalish areali Bolqon yarim orolidan Kavkaz, G'arbiy Osiyo (Shimoliy Eron, Afg'oniston, Pokiston), Markaziy Osiyo bo'ylab Xitoyning g'arbiy qismlarigacha cho'zilgan [3, 4]. https://powo.science.kew.org/ ga ko'ra, mazkur o'simlik tabiiy holda Afg'oniston, Shimoliy va Markaziy Xitoy, Mug'uliston, Eron, Shimoliy Kavkaz, Qozog'iston, Qirg'iziston, Tojikiston, Turkmaniston, Turkiya va O'zbekistonda o'sadi. O'simlik galofit bo'lib, sho'rlangan botqoqlarda, sho'rlangan va ishqorli botiqlarda, sho'rlangan va quruq daryo o'zanlarida, sho'rlangan ko'llar qirg'oqlarida o'sadi [5].
H.belangeriana bo'yi 1-3 metr bo'lgan buta shaklida o'sadi. Poyasi tik va kuchli shoxlangan, eski poyalari asosan bargsiz. Yosh poyalari ko'k-yashil va bo'g'imli. Qarama-qarshi barglari poyani o'rab oladi. To'pgullari ko'p sonli qarama-qarshi lateral silindrsimon gullardan iborat bo'ladi, uchta rombsimon ikki jinsli gullar novdalar qo'ltig'ida joylashadi [6]. Gullash va meva berish bosqichi iyuldan noyabrgacha davom etadi. Mevasi tuk bilan qoplangan, urug'i cho'zinchoq va qizil-jigarrang bo'lib, yarim doira shaklidagi murtak va ko'p miqdorda endosperm (oziq moddalar)ga ega [5].
H.belangeriana cho'l hududlarida to'yimli ozuqaviy xususiyatlarga ega yuqori mahsuldor yem-xashak sifatida ishlatiladi [2]. O'simlik to'g'ri parvarish bilan oson ko'payishi tufayli sho'rlangan hududlarda fitosenozlarni yaxshilash va barqaror rivojlanish uchun ishlatilishi mumkin. Qorabaroq tarkibida mikroorganizmlarga qarshi iqtisodiy ahamiyatga ega fitokimyoviy moddalar va antioksidant xususiyatlarga ega flavonoidlar bo'ladi [7].
Yuqoridagilardan kelib chiqqan holda, biz o'z tadqiqotlarimizda H.belangeriana dan ajratib olingan endofit bakteriyalar istiqbolli shtammlar suspenziyalari bilan urug'larga ishlov berish orqali ayrim qishloq xo'jalik ekinlari rivojlanishini stimullash imkoniyatlarini baholashni maqsad qildik.
1-jadval
Qishloq xo'jalik ekinlari urug'lariga qorabaroq endofit bakteriyalari shtaiiinilari bilan ishlov berishning o'simlikning rivojlanishiga ta'siri* (suspenzion suyuqlik konsentrasiyasi 20%, ishlov berish vaqti 12 soat, n=15)
Bug'doy G'o'za Bodring
Ildiz uzunligi, Maysa uzunligi, ldiz uzunligi, Maysa uzunligi, Ildiz uzunligi, Maysa uzunligi, sm
Urug'ga ishlov berish vositasi sm sm sm sm sm
Tajr iba Fa rq, N 1 Tajri ba Fa rq, N 1 Tajr iba Fa rq N 1 N Tajri ba Far ^ N1 Tajr iba Fa rq N 1 N Tajri ba Farq, N1 N2
N 2 N 2 N2
2 2
Ishlov 4,7 ±0, 1 4,1 ±0, 1 4,3 ±0, 1
berilmaga n 0 17,6 ±0,2 0 0 10,2 ±0,2 0 0 11,1 ±0,2 0
(Nazorat1)
H2O (Nazorat2) 5,0 ±0, 1 +0 ,3 18,1 ±0,2 +0 ,5 4,3 ±0, 1 +0 ,2 10,6 ±0,1 +0, 4 4,5 ±0, 1 +0 ,2 11,9 ±0,1 +0,8
Bacillus pumilus SSU-4 7,2 ±0, 1 +2 +3 5,1 ±0, 1 +1 +1, 5,9 ±0, 1 +1
,5 +2 ,2 20,9 ±0,2 ,3 +2 ,8 ,0 +0 ,8 12,0 ±0,2 8 +1, 4 ,6 +1 ,4 14,0 ±0,2 +2,9 +2,1
Bacillus 6,5 +1 Q 19,8 ±0,2 +2 ,2 +1 ,7 4,8 +0 ,7 +0 ,5 11,4 ±0,2 +1, 2 +0, 8 5,7 +1 ,4 +1 ,2 14,1 ±0,2 +3,0 +2,2
endophyti cus SSU-7 ±0, 2 + 1 ,5 ±0, 1 ±0, 2
Bacillus subtilis SSU-16 6,2 ±0, 1 +1 ,5 20,1 +2 ,5 4,6 ±0, 1 +0 ,5 11,1 +0, 9 4,9 ±0, 2 +0 ,6 13,0 +1,9
+1 ,2 ±0,2 +2 ,0 +0 ,3 ±0,2 +0, 5 +0 ,4 ±0,2 +1,1
Isoptericol a 5,9 ±0, 1 +1 ,2 19,4 +1 ,8 5,0 ±0, 2 +0 ,9 11,4 +1, 2 5,1 ±0, 2 +0 ,8 13,1 +2,0
halotolera +0 ±0,2 +1 +0 ±0,1 +0, +0 ±0,2 +1,2
ns SSU-18 ,9 ,3 ,7 8 ,6
Pseudomo 5,6 ±0, 1 +0 +1 4,9 ±0, 2 +0 +0, 5,4 ±0, 2 +2
nas ,9 19,2 ,6 ,8 11,0 8 ,1 13,0 +1,9
kilonensis +0 ±0,2 +1 +0 ±0,2 +0, +1 ±0,2 +1,1
SSU-21 ,6 ,1 ,6 4 ,9
Izoh. *Barcha ko'rsatkichlar tajribalarning 14-kunida o'lchangan; ** P<0,05 da statistik ahamiyatga ega.
Tajriba Nazorat Tajriba
1-rasm. Bodring o'simligi rivojlanishi (A) va ildiz shakllanishi (B)ga Bacillus pumilus SSU-4 shtammi suspenziyasi bilan ishlov berishning ta'siri
Vegetatsion tajribalar sharoitida galofitlar endofit bakteriyalari istiqbolli shtammlari suspenziyalari bilan urug'larga ishlov berishning qishloq xo'jalik ekinlari o'sish va rivojlanishiga ta'sirini aniqlash bo'yicha tajribalar Sharof Rashidov nomidagi Samarqand davlat universiteti Molekulyar biotexnologiya ilmiy-tadqiqot laboratoriyasida olib borildi. Tanlangan endofit bakteriyalar shtammlari ozuqa muhitida 96 soat davomida 30 °C da o'stirildi va hujayralar kontsentratsiyasi 10 KOE /ml ga yetkazildi. O'simlik (g'o'za, bug'doy va bodring) urug'lari standart tartib [8] bo'yicha sirt sterilizatsiya qilindi. Steril urug'lar bakteriya suspenziyasi (tajriba) va suvda (nazorat) 12 soat saqlash orqali bakteriyalar bilan inokulyatsiya qilindi hamda 400 gr qumli-tuproq bilan to'ldirilgan 500 ml hajmli plastik idishlarga ekildi. Tajribada qo'shimcha nazorat sifatida quruq urug'lardan ham foydalanildi. Tajribada istiqbolli shtammlar sifatida tanlangan shtammni o'z ichiga olgan alohida suspenziyalar inokulyatsiya uchun ishlatilgan. Barcha tuvaklar har bir bakteriya shtammi uchun beshta takrorlanish tayyorlandi. Har bir idishga uchtadan urug' sepildi (jami n=15). Tajribalar xona haroratida olib borildi va o'simliklar vodoprovod suvi bilan sug'orildi. 14 kunda poya va ildizlarning uzunligi o'lchandi (tajriba natijalari 1-jadvalda keltirilgan).
Bug'doy o'simligida ishlov berilmagan va suv bilan ishlov berilgan nazorat variantlarida ildiz uzunligi o'zaro mos holda 4,7±0,1 va 5,0±0,1 sm, maysa uzunligi 17,6±0,2 va 18,1±0,2 sm ga teng bo'ldi. Ildiz va maysa uzunligi o'zaro mos holda, Bacillus pumilus SSU-4 da 7,2±0,1 va 20,9±0,2 smni, Bacillus endophyticus SSU-7 da 6,5±0,2 va 19,8±0,2 smni, Bacillus subtilis SSU-16 da 6,2±0,1 va 20,1±0,2 smni, Isoptericola halotolerans SSU-18 da 5,9±0,1 va 19,4±0,2 sm ni hamda Pseudomonas kilonensis SSU-21 da 5,6±0,1 va 19,2±0,2 smni tashkil etdi. Bakterial shtammlar orasida Bacillus pumilus SSU-4 shtammi bilan ishlov berilgan variantda o'rsatkichlar, nazorat variantga nisbatan eng yaxshi ijobiy farqlanishga ega bo'ldi, ildiz uzunligi birinchi nazorat variantiga nisbatan 2,5 smga, ikkinchi nazorat variantiga nisbatan 2,2 smga, maysa uzunligi birinchi nazorat variantiga nisbatan 3,3 smga, ikkinchi nazorat variantiga nisbatan 2,8 smga oshdi.
G'o'za o'simligida ishlov berilmagan va suv bilan ishlov berilgan nazorat variantlarida ildiz uzunligi o'zaro mos holda 4,1±0,1 va 4,3±0,1 sm, maysa uzunligi 10,2±0,2 va 10,6±0,1 sm ga teng bo'ldi. Ildiz va maysa uzunligi o'zaro mos holda, Bacillus pumilus SSU-4 da 5,1±0,1 va 12,0±0,2 smni, Bacillus endophyticus SSU-7 da 4,8±0,1 va 11,4±0,2 smni, Bacillus subtilis SSU-16 da 4,6±0,1 va 11,1±0,2 smni, Isoptericola halotolerans SSU-18 da 5,0±0,2 va 11,4±0,1 sm ni
hamda Pseudomonas kilonensis SSU-21 da 4,9±0,2 va 11,0±0,2 smni tashkil etdi. Bakterial shtammlar orasida Bacilluspumilus SSU-4 shtammi bilan ishlov berilgan variantda o'rsatkichlar, nazorat variantga nisbatan eng yaxshi ijobiy farqlanishga ega bo'ldi, ildiz uzunligi birinchi nazorat variantiga nisbatan 1,0 smga, ikkinchi nazorat variantiga nisbatan 0,8 smga, maysa uzunligi birinchi nazorat variantiga nisbatan 1,8 smga, ikkinchi nazorat variantiga nisbatan 1,4 smga oshdi.
Bodring o'simligida ishlov berilmagan va suv bilan ishlov berilgan nazorat variantlarida ildiz uzunligi o'zaro mos holda 4,3±0,1 va 4,5±0,1 sm, maysa uzunligi 11,1±0,2 va 11,9±0,1 sm ga teng bo'ldi. Ildiz va maysa uzunligi o'zaro mos holda, Bacillus pumilus SSU-4 da 5,9±0,1 va 14,0±0,2 smni, Bacillus endophyticus SSU-7 da 5,7±0,2 va 14,1±0,2 smni, Bacillus subtilis SSU-16 da 4,9±0,2 va 13,0±0,2 smni, Isoptericola halotolerans SSU-18 da 5,1±0,2 va 13,1±0,2 sm ni hamda Pseudomonas kilonensis SSU-21 da 5,4±0,2 va 13,0±0,2 smni tashkil etdi. Bakterial shtammlar orasida Bacillus pumilus SSU-4 shtammi bilan ishlov berilgan variantda o'rsatkichlar, nazorat variantga nisbatan eng yaxshi ijobiy farqlanishga ega bo'ldi, ildiz uzunligi birinchi nazorat variantiga nisbatan 1,6 smga, ikkinchi nazorat variantiga nisbatan 1,4 smga, maysa uzunligi birinchi nazorat variantiga nisbatan 3,0 smga, ikkinchi nazorat variantiga nisbatan 2,2 smga oshdi.
Xulosa qilib aytganda, Halostachys belangeriana (Moq) Botsch endofit bakteriyalari bug'doy, g'o'za va bodring kabi qishloq xo'jalik ekinlari rivojlanishiga ijobiy ta'sir ko'rsatadi. Qishloq xo'jalik amaliyotida qishloq xo'jalik ekinlari urug'larini ekishdan oldin Bacillus pumilus SSU-4 shtammining 20 % li suspenziyasi bilan 12 soat davomida ishlov berishni tavsiya etamiz.
REFERENCES
1. https://wad.irc.ec.europa.eu/soilsalinization#:~:text=Saline%20soils%20Classified%20as%2 QSolonchaks
2. Rasuoli B., Amiri B., Assareh M.H., Jafari M. Nutritional value of a halophyte species, Halostachys caspica in three different phaenological stages and three different sites // Iranian Journal of Range and Desert Research. — 2011. — Vol. 18, no. 1 (42). — P. 32—41.
3. Assareh MH, Rasouli B, Amiri B. Effects of NaCl and Na2SO4 on germination and initial growth phase of Halostachys caspica. Desert. 2010; 15:119-125.
4. Alikulov BS, Shuryhin VV, Davranov KD, Ismailov ZF. The halophytic plant Halostachys belangeriana (Moq.) Botsch as a Source of Plant Growth-Promoting Endophytic Bacteria. Microbiological journal. 2022; 4: 31-39. https://doi.org/10.15407/microbiolj84.04.030
5. Zhu G, Sergei L. Mosyakin & Steven E. Clemants. Halostachys caspica (англ.) // Flora of China : en. — 2004. — 15 March (vol. 5). — P. 357.
6. Kadereit, G., Mucina, L. & Freitag, H. Phylogeny of Salicornioideae (Chenopodiaceae): diversification, biogeography, and evolutionary trends in leaf and flower morphology (англ.) // Taxon. — 2006. — Vol. 55, iss. 3. — P. 617-642.
7. Liu H, Wang K, Zhao J, Wang M, Zhou L. Secondary metabolites from Halostachys caspica and their antimicrobial and antioxidant activities. Rec Nat Prod. 2012; 6(1):57-61.
8. Egamberdieva D, Wirth SJ, Shurigin VV, Hashem A, Abd_Allah EF. Endophytic bacteria improve plant growth, symbiotic performance of chickpea (Cicer arietinum L.) and induce suppression of root rot caused by Fusarium solani under salt stress. Front Microbiol. 2017; 8:1887. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.01887
