CC BY
0
s
S
(-4
о к о к
и
<и н о Л
и
<
УДК 579.64 Код ВАК 4.1.1 DOI: 10.32417/1997-4868-2023-236-07-2-13
Оценка ростостимулирующих свойств ризобактерий Bacillus sp. и их влияние на морфофизиологические характеристики рапса
Г. Г. БорисоваО. В. Воропаева1, М. Г. Малева1Н, А. Кумар1, Трипти1
1 Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б. Н. Ельцина, Екатеринбург, Россия
нE-mail: maria.maleva@mail.ru
Аннотация. Использование биопрепаратов на основе бактерий, способствующих росту растений, является перспективным направлением сельскохозяйственной биотехнологии. Цель исследования - оценить ростостимулирующие свойства Bacillus sp. и выявить морфофизиологические особенности рапса ярового (Brassica napus L.) при инокуляции почвы этими ризобактериями. Методы. Изучена способность штамма Bacillus sp. TO15c, выделенного из ризосферы Taraxacum officinale на безазотистой питательной среде Зака, продуцировать индолил-3-уксусную кислоту (ИУК) и доступные фосфаты. В горшечных опытах выполнена оценка изменения морфофизиологических характеристик рапса при инокуляции ризобактериями как в отсутствие, так и в присутствии азотного удобрения. В конце 100-дневной вегетации рапса определяли длину побега, суммарную площадь листьев, сырую биомассу, содержание азота, фосфора, калия и фотосинтетических пигментов. Результаты. Доказана способность штамма Bacillus sp. TO15c продуцировать ИУК (до 26 мг/л) и солюбилизировать фосфаты (до 60 мг/л). Инокуляция почвы ризобактериями в присутствии аммонийной селитры приводила к увеличению длины побега рапса на 24 % и суммарной площади листьев на 16 %. При этом надземная сырая биомасса возрастала в 1,5 раза, подземная - в 2,5 g раза, а в биомассе увеличивалось содержание макроэлементов. При инокуляции Bacillus sp. TO15c отме-^ чено также увеличение содержания фотосинтетических пигментов в листьях рапса (в среднем в 1,5 раза). я Максимальный эффект достигался при совместном внесении ризобактерий и азотного удобрения. В конце Е эксперимента число колониеобразующих единиц в почвенных образцах, инокулированных Bacillus sp., ^ было почти в 10 раз выше, чем в контроле, что свидетельствует о жизнеспособности изученного штам-. ма. Научная новизна. Доказано, что эффективность действия ростостимулирующего штамма Bacillus sp. TO15c на растения рапса повышалась в присутствии азотного удобрения, несмотря на то, что эти бактерии способны фиксировать атмосферный азот. ^ Ключевые слова: Brassica napus, бактериальное биоудобрение, растительно-микробные взаимодействия, ,, индолил-3-уксусная кислота, солюбилизация фосфатов, макроэлементы, фотосинтетические пигменты.
1-ч
S Для цитирования: Борисова Г. Г., Воропаева О. В., Малева М. Г., Кумар А., Трипти. Оценка ростостимули-g рующих свойств ризобактерий Bacillus sp. и их влияние на морфофизиологические характеристики рапса //
g Аграрный вестник Урала. 2023. № 07 (236). С. 2-13. DOI: 10.32417/1997-4868-2023-236-07-2-13.
а
Постановка проблемы (Introduction) использование ядохимикатов - к нарушению функ-
и Неуклонный рост численности населения со- ционирования экосистем, снижению в них биологи-
¡3 провождается растущим спросом на продукты ческого разнообразия и качества самой продукции
питания [1]. За последние десятилетия масштабы [3, с. 69]. Потенциальная опасность агрохимикатов
pq сельскохозяйственного производства возросли за для здоровья человека и среды его обитания вызы-
счет использования высокоурожайных сортов и уве- вает необходимость разработки новых подходов к
1_; личения потребления агрохимикатов, которые ис- организации защитных и восстанавливающих по-
св пользуются в качестве как удобрений, так и средств чвенное плодородие мероприятий, одним из кото-
о защиты от фитопатогенов [2]. Несбалансированное рых является использование микробиологических
внесение удобрений ведет к отрицательному балан- удобрений и средств защиты растений [4, с. 19].
су питательных веществ в почвах, а неправильное Кроме того, биологические подходы с использова-
©
Дата поступления статьи: 05.03.2023, дата рецензирования: 25.03.2023, дата принятия: 03.04.2023.
нием микроорганизмов приобретают все большее значение как экологически чистые технологии для смягчения техногенных нагрузок. Микроорганизмы могут выживать в дивергентной среде и производить метаболиты, которые способны разлагать и трансформировать загрязняющие вещества техногенной природы [5].
Микробиологическая активность почвы имеет большое значение для поддержания устойчивости агроэкосистем. Взаимодействия растений и микроорганизмов могут быть полезными или вредными в зависимости от особенностей микроорганизмов и способа их взаимодействия с растениями [2]. Среди ассоциированных микроорганизмов широкое распространение получили бактерии, способствующие росту растений (от англ. plant growth promoting -PGP), к которым относятся как эндофитные (PGPE), так и ризобактерии (PGPR) [2].
Значительную роль в процессах роста и развития растений играет ризосфера, зона ближайшего окружения корней, заселенная бактериями, микроскопическими грибами, нематодами, водорослями [6, с. 2]. Ростостимулирующие бактерии оказывают на растения как прямые, так и косвенные воздействия. Прямой эффект PGPR заключается в увеличении доступности важнейших макроэлементов, таких как азот, фосфор, калий, а также регулировании уровня гормонов для получения необходимых ресурсов растением. Благодаря этому индуцируются механизмы системной устойчивости к биотическим и абиотическим стрессам [6, с. 4]. Косвенное воздействие проявляется в подавлении развития патогенных микроорганизмов, синтезе антибиотиков, сидерофоров, цианистого водорода, образовании гидролитических ферментов (хитиназ, глюконаз, протеаз и липаз), которые разрушают структурные полисахариды клеточной стенки патогенных грибов и лизируют их гифы [6, с. 7].
Применение микробиологических удобрений является важным шагом на пути развития агробио-технологий. При этом используются разные способы инокуляции: инокуляция семян методами посевной суспензии или дражирования; инокуляция проростков; метод твердой инокуляции почвы [7, c. 328]. В растениях, инокулированных PGPR, происходят морфологические и биохимические изменения, повышающие их толерантность к абиотическим стрессам [4, с. 20]. Важнейшими проявлениями PGP-активности являются выработка гормонов и солюбилизация фосфатов [2].
Отмечено, что большинство выделенных из ризосферы растений бактерий обладают способностью синтезировать и выделять ауксины [6, с. 5]. Они играют решающую роль в делении и диффе-ренцировке растительных клеток, прорастании, фототропизме, геотропизме, биосинтезе метаболитов и стрессоустойчивости [8, с. 98]. Амино-
кислота Z-триптофан в корневых экссудатах растений выступает предшественником биосинтеза индолил-3-уксусной кислоты (ИУК). Показано, что изоляты Bacillus cereus и Bacillus subtilis демонстрировали примерно одинаковую способность к продукции ИУК: в среднем 36 мг/л [9, с. 9]. Причем оба штамма были способны к синтезу ИУК как в присутствии, так и в отсутствие Z-триптофана [9, с. 7]. Отмечено также, что выработка ИУК увеличивалась с повышением концентрации Z-триптофана [10, с. 574; 11, с. 674].
Одним из жизненно важных макроэлементов, необходимых растениям для оптимального роста, является фосфор. Более 90 % фосфора в почве находится в нерастворимой, иммобилизованной и осажденной форме. Фосфатсолюбилизирующие бактерии широко распространены в ризосферной почве. Они синтезируют некоторые низкомолекулярные органические кислоты, а также используют фермент фосфатазу для растворения соединений неорганического фосфора до ионов, которые могут поглощаться корнями растений. Основными солюбилизаторами фосфатов в почве являются представители родов Bacillus, Enterobacter, Erwinia и Pseudomonas [6, с. 4]. Фосфатсолюби-лизирующая способность у разных видов микроорганизмов и разных штаммов может варьировать в значительных пределах. Так, например, у изоля-та силикатных бактерий Bacillus sp. она составляла 135 мг/л [12, с. 2], у Bacillus altitudinis (штамм TF16a) - 215 мг/л [13, с. 6], а у эндофитной бактерии Pseudomonas lurida (штамм E0026) - 437 мг/л [14, с. 6]. Еще более высокая способность солюби-лизировать фосфаты была отмечена у изолятов ри-зобактерий Bacillus sp. (штамм STJP) - до 610 мг/л [15, с. 126].
Таким образом, бактерии, обладающие PGP-активностью, достаточно часто встречаются в природе, однако механизмы их влияния на растения, а также связь между микробным разнообразием и экосистемными процессами изучены недостаточно [2].
Цель исследования - оценить такие ростостиму-лирующие свойства штамма ризобактерий Bacillus sp. ТО15с, как способность к синтезу ИУК и солю-билизации фосфатов, а также выявить морфофи-зиологические особенности рапса при инокуляции почвы этими бактериями.
Методология и методы исследования (Methods)
Штамм бактерий Т015с был выделен из ризосферы Taräxacum officinäle Wigg. s. L., произрастающего на глинистом субстрате вблизи села Баженово Свердловской области. Посевы были сделаны на агаризованную питательную среду Зака, не содержащую азота, в которой могут размножаться только микроорганизмы, способные к фиксации атмосферного азота. По морфологическим и физиолого-био-
> CTQ
I-!
О
г+
п>
0 tr ¡3
1
CTQ h-
п>
сл
И
0
1 s
aa p
p
r
l-l
о p
p et
v p
p u
3
p
i-i p
i p
ю о to
OJ
s s
(-4
о к о к
и
<и н о Л
и
<
химическим характеристикам бактерии были идентифицированы как Bacillus sp. [16, с. 567].
Жидкая культура была выращена на модифицированной среде Зака, в которую вносили минеральную форму азота (1,0 г/л), чтобы обеспечить возможность образования спор [17, с. 254].
Для оценки способности исследуемого штамма синтезировать ИУК ризобактерии культивировали на среде Зака с добавлением Z-триптофана. Концентрацию ИУК в супернатанте измеряли на планшетном спектрофотометре (Infinité M200 PRO, Tecan, Австрия) при 530 нм в течение 11 суток после добавления реактива Сальковского [18, с. 302]. В качестве стандарта использовали ИУК (Sigma-Aldrich, США). Параллельно оценивали динамику роста культуры Bacillus sp. на среде Зака. Количество бактерий в культуре подсчитывали с помощью микроскопического метода Виноградского - Брида [19, с. 188].
Для определения способности выделенных штаммов к солюбилизации фосфатов бактерии инкубировали на жидкой среде NBRIP (National Botanical Research Institute's phosphate growth medium). В качестве контроля использовали среду NBRIP без добавления бактерий. В течение 11 суток определяли количество доступных форм фосфора при длине волны 420 нм после реакции с ванадиево-молибденовым реагентом. В качестве стандарта для построения калибровочной кривой использовали растворимую форму фосфата KH2PO4 [18, с. 302]. Параллельно оценивали динамику роста культуры Bacillus sp. на среде NBRIP. Количество жизнеспособных клеток в почве по окончании эксперимента оценивали путем определения количества колони-еобразующих единиц (КОЕ) в 1 г сухого субстрата чашечным методом.
В качестве модельного растения был выбран рапс яровой (Brassica napus L.), сем. Brassicaceae. Это травянистое растение является одной из основных масличных культур технического назначения, активно используется в качестве сидеральной и кормовой культуры, а семена находят широкое применение в текстильной, фармацевтической, пищевой и других отраслях [20, с. 128].
Эксперимент по оценке влияния PGPR на мор-фофизиологические показатели B. napus проводили в модельных условиях в двух независимых повторностях (апрель - июль 2021 года). Эксперимент включал следующие варианты: контрольный субстрат (КС) без добавления бактерий и азотного удобрения; субстрат, инокулированный штаммом Bacillus sp. TO15c (PGPR); субстрат с добавлением азотного удобрения (N); субстрат с добавлением бактерий и азотного удобрения (PGPR + N).
Для проведения эксперимента использовали пластиковые горшки объемом 300 мл (4 горшка в каждом варианте), в которые высевали семена рап-
са (по 15 штук/горшок). В качестве субстрата использовали смесь торфяного почвогрунта и глины (в соотношении 60:40 по объему). Величина pH по-чвенно-водной суспензии составляла 6,2, удельная электропроводность - 980 мкСи/см, общее содержание солей - 489 мг/кг.
Для оценки эффективности PGPR при дополнительном внесении азотного удобрения в почву двух последних вариантов добавляли по 55 мг аммонийной селитры. Растения выращивали в течение 100 суток в двух растильных камерах с использованием фитоламп ULI-P10-18W/SPFR (фотопериод -14:10, освещенность - 150 цмоль/м2*с, температура 24 ± 3 °С). В конце вегетации были определены следующие параметры рапса: длина побега, суммарная площадь листьев, надземная и подземная биомасса. Все морфометрические характеристики изучали на живых растениях: длину побега оценивали путем линейного измерения; площадь листовой пластинки определяли посредством обработки фотографий (4-й лист каждого растения рядом с линейкой) в программе JMicroVision, версия 1.2.7; надземную и подземную биомассу - путем взвешивания.
Общее содержание азота и фосфора в надземной и подземной биомассе определяли после мокрого озоления растительного материала со смесью концентрированной серной и хлорной кислот (10:1 по объему). Содержание азота в растительных образцах определяли на планшетном спектрофотометре (Infinite 200 PRO, Tecan, Австрия) при 400 нм после проведения реакции с реактивом Несслера [21, с. 29]. Содержание общего фосфора в биомассе определяли спектрофотометрически при 660 нм после проведения реакции с молибдатом аммония в кислой среде [21, с. 31]. Содержание общего калия в растительном материале измеряли на атомно-аб-сорбционном спектрометре AAS vario 6 (Analytic Jena, Германия). Определению общего калия предшествовало озоление растительного материла 70-процентной азотной кислотой.
Для анализа содержания фотосинтетических пигментов их экстрагировали из навесок листьев (50 мг) в 80-процентном растворе ацетона. Содержание хлорофиллов а, b (Хл а, Хл b) и каротино-идов (Карот.) определяли спектрофотометрически при 470, 626 и 663 нм и рассчитывали согласно Lichtenthaler [22, с. 366].
Величину рН, удельную электропроводность и общее содержание солей определяли в почвен-но-водной суспензии в соотношении 1:2,5 (почва : деионизированная вода, масса к объему) с помощью портативного рН-метра/кондуктометра (Hanna Instruments GmbH, Graz, Австрия).
Статистическая обработка включала в себя расчет средних арифметических значений каждого параметра и их стандартных ошибок, которые отражены в таблицах и на рисунках. Результаты двух
независимых горшечных экспериментов усреднялись (n = 8). Проверку на нормальность распределения выборок параметров проводили с помощью W-теста Шапиро - Уилка. Для оценки достоверности различий между вариантами использовали непараметрический критерий Манна - Уитни (в программе STATISTICA 12.0). В таблицах, на рис. 2 и 3 разными буквами латинского алфавита обозначены достоверные различия между вариантами при p < 0,05.
Результаты (Results)
Оценку ростостимулирующей способности культивируемых изолятов Bacillus sp. TO15c проводили путем их тестирования на способность к синтезу ИУК и солюбилизации фосфатов (рис. 1). В культуральной жидкости ИУК была обнаружена на вторые сутки культивирования. За весь период роста бактериальной культуры количество ИУК не превышало 26 мкг/мл (рис. 1, а).
Динамика роста культуры Bacillus sp. на питательной среде Зака представлена на рис. 1, б. Сле-
дует отметить, что максимальный синтез ИУК приходился на стационарную фазу роста исследуемой бактериальной культуры (рис. 1).
Показано, что изоляты Bacillus sp. способны к солюбилизации фосфатов в форме Ca3(PO4)2 в жидкой среде NBRIP. Солюбилизацию фосфатов бактерии осуществляли с первых суток культивирования, но максимальное количество (60 мг/л) растворенного фосфата в культуральной жидкости было обнаружено на 5-е сутки (рис. 2, а), что соответствует стационарной фазе роста бактериальной культуры на питательной среде NBRIP (рис. 2, б).
Наблюдения за прорастанием семян рапса показали, что всходы начали появляться уже на 3-й день после посева. По скорости появления всходов между вариантами достоверных различий не выявлено. Содержание PO43-, мг/л
Инокуляция почвы штаммом Bacillus sp. Т015с без азотного удобрения существенно не влияла на длину побега, площадь листьев и величину надземной и подземной биомассы (таблица 1).
>
CTQ
i-i О
г+
п>
0 tr ¡3
1
CTQ h-
п>
СЛ
s
и
X
Я
£ &
30 -,
20 -
10 -
(а)
30 -,
20 -
10 -
О Л
к &
80 60 -40 -20
-
о
ьг
80 60 40 -20 0
10
12
2468 Экспозиция, сут.
4 6 8 Экспозиция, сут.
Рис. 1. Динамика синтеза ИУК (а) и pост культуры Bacillus sp. на среде Зака (б)
(a)
80
<
J
о 60
J2
о 40 -
£
к
£ 20
S
0 <
4 6 8 Exposition, days
10
12
2 4 6 8 Exposition, days
10
Fig. 1. Dynamics of IAA production (a) and growth of Bacillus sp. on Zack's medium (b)
(a) 80 60 -40 -20 -0
12
(б)
468 Экспозиция, сут.
12
0
2
10
468 Экспозиция, сут.
Рис. 2. Динамика солюбилизации фосфатов (а) и рост культуры Bacillus sp. на среде NBRIP (б)
12
0
0
2
0
0
2
0
Аграрный вестник Урала № 07 (236), 2023 г.
о
80 60 40 20 0
(a)
4 6 8 Exposition, days
10
12
(b)
4 6 8 Exposition, days
10
12
Fig. 2. Dynamics of phosphate solubilization (a) and growth of Bacillus sp. on NBRIP medium (b)
Таблица 1
Морфометрические параметры B. napus
0
2
0
2
Параметр Вариант
PGPR N PGPR + N
Длина побега, см 23,4 ± 2,2 a 24,4 ± 3,1 a 25,0 ± 3,4 a 29,0 ± 2,6 b
Суммарная площадь листьев одного растения, см2 8,6 ± 0,6 a 8,7 ± 0,6 a 8,7 ± 0,6 a 10,0 ± 0,1 b
Надземная сырая биомасса одного растения, г 1,2 ± 0,2 a 1,1 ± 0,2 a 1,0 ± 0,0 a 1,8 ± 0,1 b
Подземная сырая биомасса одного растения, г 0,02 ± 0,01 a 0,02 ± 0,01 a 0,02 ± 0,01 a 0,05 ± 0,01 b
Примечание. КС - контрольный субстрат, PGPR - изолят Bacillus sp. TO15c, N - аммонийная селитра.
Table 1
Morphometricparameters of B. napus
Parameter Treatment
CS PGPR N PGPR + N
Shoot length, cm 23.4 ± 2.2 a 24.4 ± 3.1 a 25.0 ± 3.4 a 29.0 ± 2.6 b
Total leaf area of one plant, cm2 8.6 ± 0.6 a 8.7 ± 0.6 a 8.7 ± 0.6 a 10.0 ± 0.1 b
Aboveground wet biomass of one plant, g 1.2 ± 0.2 a 1.1 ± 0.2 a 1.0 ± 0.0 a 1.8 ± 0.1 a
Underground wet biomass of one plant, g 0.02 ± 0.01 a 0.02 ± 0.01 a 0.02 ± 0.01 a 0.05 ± 0.01 b
Note. CS - control substrate, PGPR - isolate of Bacillus sp. TO15c, N - ammonium nitrate.
Таблица 2
Общее содержание азота, фосфора и калия в биомассе B. napus
Макроэлемент, % сухого веса Вариант
КС PGPR N PGPR + N
Надземная биомасса
Азот 3,3 ± 0,2 a 3,8 ± 0,1 b 3,9 ± 0,3 b 4,0 ± 0,3 b
Фосфор 0,19 ± 0,02 a 0,25 ± 0,01 b 0,23 ± 0,01 b 0,28 ± 0,01 b
Калий 3,1 ± 0,1 a 3,6 ± 0,2 b 3,8 ± 0,1 b 3,9 ± 0,3 b
Подземная биомасса
Азот 2,6 ± 0,1 a 2,7 ± 0,2 a 2,7 ± 0,2 a 2,7 ± 0,3 a
Фосфор 0,12 ± 0,00 a 0,21 ± 0,00 b 0,12 ± 0,01 a 0,21 ± 0,01 b
Калий 3,5 ± 0,1 a 4,5 ± 0,2 b 3,5 ± 0,1 a 4,5 ± 0,3 b
Примечание. КС - контрольный субстрат, PGPR - изолят Bacillus sp. TO15c, N - аммонийная селитра.
Table 2
Total content of nitrogen, phosphorus and potassium in B. napus biomass
Macronutrient, % of dry weight Treatment
CS PGPR N PGPR + N
Aboveground biomass
Nitrogen 3.3 ± 0.2 a 3.8 ± 0.1 b 3.9 ± 0.3 b 4.0 ± 0.3 b
Phosphorus 0.19 ± 0.02 a 0.25 ± 0.01 b 0.23 ± 0.01 b 0.28 ± 0.01 b
Potassium 3.1 ± 0.1 a 3.6± 0.2 b 3.8 ± 0.1 b 3.9 ± 0.3 b
Underground biomass
Nitrogen 2.6 ± 0.1 a 2.7± 0.2 a 2.7± 0.2 a 2.7± 0.3 a
Phosphorus 0.12 ± 0.00 a 0.21 ± 0.00 b 0.12 ± 0.01 a 0.21 ± 0.01 b
Potassium 3.5 ± 0.1 a 4.5 ± 0.2 b 3.5 ± 0.1 a 4.5 ± 0.3 b
Note. CS - control substrate, PGPR - isolate of Bacillus sp. TO15c, N - ammonium nitrate.
(a)
(б)
л S
a
«
о U
я
о -
s
о
аХл (a+b) нКарот.
s I
о
в
о
о о U
6 п
4 -
2 -
□ Хл a/b Ш Хл (а+Ь)/Карот.
0
КС PGPR N PGPR+N
КС PGPR N PGPR+N
Рис. 3. Содержание (а) и соотношение (б) фотосинтетических пигментов в листьях рапса
(а)
(b)
Q л
iChl (a+b) rnCÄR
ab
sChl a/b rnChl (a+b)/CÄR 6 n Ä
Ä
о
43
а
4
2
Ä
ft
B
CS PGPR N PGPR+N
CS PGPR N PGPR+N
Fig. 3. The photosyntheticpigment content (a) and their ratio (b) in the leaves of rapeseed
Совместное внесение PGPR и аммонийной селитры приводило к увеличению средней длины побега на 24 %, а средней площади листовой поверхности - на 16 % по сравнению с контролем. При этом надземная сырая биомасса возрастала в 1,5 раза, а подземная - в 2,5 раза.
Добавление к почве PGPR способствовало повышению в биомассе рапса общего содержания важнейших макроэлементов (таблица 2). Однако наиболее существенное увеличение их количества наблюдалось при совместном использовании бактерий и азотного удобрения. При этом содержание азота, фосфора и калия в надземной биомассе увеличивалось по сравнению с контролем на 20, 47 и 26 % соответственно (таблица 2).
Что касается подземной биомассы В. пари', достоверных различий между вариантами по содержанию азота не было выявлено, в то время как содержание фосфора и калия было максимальным при инокуляции PGPR (на 75 и 28 % выше, чем в контроле, соответственно), независимо от добавления аммиачной селитры.
Важной характеристикой фотосинтетического аппарата растений при действии различных факторов является состояние пигментного комплекса, поскольку от него зависят интенсивность фотосинтеза и продуктивность растений [23, с. 6]. При раздельном внесении PGPR и азотного удобрения суммарное содержание хлорофиллов в листьях В. пари' увеличивалось в среднем на 25 % по сравнению с
> CTQ
I-!
О
г+
п>
0 tr ¡3
1
CTQ h-
п>
СЛ
контролем, а при совместном - на 58 % (рис. 3, a). Аналогичная тенденция наблюдалась и по содержанию каротиноидов: при раздельном применении Bacillus sp. оно возрастало на 35 % относительно контроля, а при совместном - на 85 %.
По соотношению фотосинтетических пигментов можно судить об адаптационных процессах фотосинтетического аппарата. Низкая (в среднем 1,4) величина соотношения Хл a/b (рис. 3, б) у B. napus свидетельствует о том, что значительная часть хлорофиллов находилась в светособирающем комплексе фотосистем [23, с. 4]. Отношение суммы хлорофиллов к каротиноидам характеризует в целом светособирающую функцию пигментного комплекса. В среднем оно составляло 5,3, что является характерной особенностью теневых листьев [23, с. 5]. Достоверные различия по соотношению пигментов были отмечены только при совместном использовании PGPR и аммонийной селитры.
В конце вегетационного периода были определены некоторые физико-химические параметры почвы (таблица 3). Реакция среды была нейтральной или близкой к нейтральной. Достоверных различий между вариантами по величине рН водной вытяжки не обнаружено. Максимальные значения удельной электропроводности и общего содержания солей были отмечены при инокуляции почвы PGPR, что, очевидно, свидетельствует о процессах солюбили-зации нерастворимых соединений не только фосфора, но, возможно, и калия.
c
B
a
b
a
a
C
a
B
B
c
b
a
b
a
a
C
B
B
0
Таблица 3
Физико-химические параметры почвенных образцов
Вариант pH Удельная электропроводность, мкСи/см Общее содержание солей, мг/кг
КС 7,00 ± 0,15 a 280,00 ± 5,77 a 138,00 ± 1,67 a
PGPR 6,90 ± 0,10 a 391,00 ± 24,67 b 181,00 ± 8,97 b
N 6,80 ± 0,06 a 276,00 ± 9,45 a 134,00 ± 3,06 a
PGPR + N 6,78 ± 0,20 a 389,00 ± 15,51 b 178,00 ± 7,57 b
S S
(-4
о к о к
и
<и H
о Л
и
<
Примечание. КС - контрольный субстрат, PGPR - изолят Bacillus sp. TO15c, N - аммонийная селитра.
Table 3
Physical and chemical parameters of soil samples
Treatment pH Specific electrical conductivity, pS/cm Total salt content, mg/kg
CS 7.00 ± 0.15 a 280.00 ± 5.77 a 138.00 ± 1.67 a
PGPR 6.90 ± 0.10 a 391.00 ± 24.67 b 181.00 ± 8.97 b
N 6.80 ± 0.06 a 276.00 ± 9.45 a 134.00 ± 3.06 a
PGPR + N 6.78 ± 0.20 a 389.00 ± 15.51 b 178.00 ± 7.57 b
Note. CS - control substrate, PGPR - isolate of Bacillus sp. TO15c, N - ammonium nitrate.
По окончании эксперимента число КОЕ бактерий Bacillus sp. в почвенных образцах вариантов без внесения PGPR достоверно не отличалось и составляло в среднем 2,2 х 105, в то время как при инокуляции - в среднем 1,9 х 106. Следовательно, на протяжении всего эксперимента культура PGPR сохраняла свою жизнеспособность и оказывала положительное влияние на характеристики почвы и растений.
Обсуждение и выводы (Discussion and Conclusion)
Использование биопрепаратов на основе ризос-ферных бактерий, способствующих росту растений, является перспективным направлением сельскохозяйственной биотехнологии. Роль биоудобрений особенно важна в современной ситуации, когда стоимость химических удобрений растет, а тенденция смещается в сторону потребления экологически безопасных продуктов питания [8, с. 96].
Известно, что многие ризосферные виды рода Bacillus, а также представители других родов способствуют росту растений за счет увеличения доступности макроэлементов и производства фито-гормонов [24, с. 2008].
В результате проведенного исследования была доказана способность штамма бактерий Bacillus sp. TO15c, выделенных из ризосферы T. officinale, продуцировать ИУК и солюбилизировать фосфаты и выполнена оценка влияния этих PGPR на некоторые характеристики растений рапса и почвы. Показано, что максимальный синтез ИУК приходился на стационарную фазу роста исследуемой бактериальной культуры. Это соответствует результатам других исследователей, полученных при изучении зависимости синтеза ауксинов от фазы роста бактериальной культуры [25]. Аналогичная тенденция наблюдалась и при оценке динамики солюбилиза-ции фосфатов.
Увеличение длины побега, листовой поверхности и биомассы B. napus при инокуляции почвы PGPR, свидетельствует о положительном влиянии 8
бактерий на рост и развитие рапса. Позитивное действие разных представителей рода Bacillus на рост и развитие растений было отмечено и другими авторами. Так, инокуляция ризобактериями B. subtilis увеличивала длину проростков Solanum lycopersicum на 17-45 % [26, c. 8]. Имеются данные об увеличении длины корня (на 14 %), длины побега (на 41 %), биомассы корней (на 75 %) и побегов (на 82 %) у томатов, инокулированных штаммом B. subtilis KA(1)5r [24, c. 2013]. Исследования, направленные на оценку влияния разных штаммов рода Bacillus на морофометрические характеристики Capsicum annuum, показали существенное увеличение длины проростков и корней [27, с. 6].
Следует отметить, что в нашем исследовании позитивный эффект PGPR на морфометрические параметры B. napus проявлялся в наибольшей степени при совместном внесении с азотным удобрением. Ранее было отмечено, что изученные бактерии способны фиксировать атмосферный азот, поскольку успешно размножались на агаризованной питательной среде Зака, не содержащей азота. Однако, очевидно, потребность растений в азоте была значительно выше того количества, которое могли обеспечить изученные PGPR.
Фотосинтез, азотфиксацию и почвообразование следует рассматривать как структурные компоненты одной системы, взаимодействующие друг с другом [28, с. 4]. При инокуляции почвы ризобактерия-ми возрастало количество хлорофиллов и каротино-идов в листьях B. napus. При этом максимальное содержание всех фотосинтетических пигментов было обнаружено при совместном добавлении PGPR и азотного удобрения. Аналогичная закономерность была обнаружена нами ранее, при изучении эффектов биудобрения на основе силикатных бактерий на пигментный комплекс Brassica juncea [29, с. 148].
Таким образом, на основании полученных результатов можно сделать вывод о том, что инокуляция почвы штаммом PGPR Bacillus sp. TO15c
способствовала увеличению длины побега, площади листовой поверхности, надземной и подземной биомассы В. париПри этом возрастало содержание биогенных элементов в биомассе и фотосинтетических пигментов. Очевидно, дополнительное продуцирование бактериями регуляторов роста растений способствовало более активному развитию корневой системы, что приводило к более интенсивному поглощению биогенных элементов из почв. Солюбилизация фосфатов обеспечивала растения рапса доступным фосфором. Однако максимальный положительный эффект PGPR дости-
гался при их использовании совместно с азотным удобрением. Следовательно, биоудобрения на основе наиболее эффективных штаммов PGPR могут успешно применяться как самостоятельно, так и в качестве добавки к азотным удобрениям, в агропромышленном секторе для повышения устойчивости агроценозов и урожайности сельскохозяйственных культур.
Благодарности (Acknowledgements)
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-26-00292, https://rscf.ru/ project/23-26-00292.
Библиографический список
1. Aloo B. N., Tripathi V, Makumba B. A., Mbega E. R. Plant-growth promoting rhizobacterial biofertilizers for crop production: The past, present, and future // Frontiers in Plant Science. 2022. Vol. 13. Article number 1002448. DOI: 10.3389/fpls.2022.1002448.
2. Yadav A. N., Verma P., Singh B., Chauahan V S., Suman A., Saxena A. K. Plant growth promoting bacteria: biodiversity and multifunctional attributes for sustainable agriculture // Advances in Biotechnology and Microbiology. 2017. Vol. 5 (5). Article number 555671. DOI: 10.19080/AIBM.2017.05.5556671.
3. Дубовицкий А. А., Климентова Э. А. Готовность к биологизации как субъективный фактор формирования устойчивых систем землепользования // Аграрный вестник Урала. 2022. № 06 (221). С. 68-77. DOI: 10.32417/1997-4868-2022-221-06-68-77.
4. Соболева О. М. Роль ризосферных бактерий в повышении экологизации агроценозов // Достижения науки и техники АПК. 2018. № 5. С. 19-22. DOI: 10.24411/0235-2451-2018-10504.
5. Chandran H., Meena M., Sharma K. Microbial biodiversity and bioremediation assessment through omics approaches // Frontiers of Environmental Chemistry. 2020. Vol. 1. Article number 570326. DOI: 10.3389/ fenvc.2020.570326.
6. Chandran H., Meena M., Swapnil P. Plant growth-promoting rhizobacteria as a green alternative for sustainable agriculture // Sustainability. 2021. Vol. 13 (19). Article number 10986. DOI: 10.3390/su131910986.
7. Aggani S. L. Development of bio-fertilizers and its future perspective // Scholars Academic Journal of Pharmacy. 2013. Vol. 2 (4). Pp. 327-332.
8. Gupta G., Parihar S. S., Ahirwar N. K., Snehi S. K., Singh V. Plant growth promoting rhizobacteria (PGPR): Current and future prospects for development of sustainable agriculture. Journal of Microbial and Biochemical Technology. 2015. Vol. 7. Pp. 96-102. DOI: 10.4172/1948-5948.1000188.
9. Wagi S., Ahmed A. Bacillus spp.: potent microfactories of bacterial IAA // Peer Journal. 2019. Vol. 7. Article number e7258. DOI: 10.7717/peerj.7258.
10. Kiruthika S., Arunkumar M. A Comprehensive study on IAA production by Bradyrhizobium japonicum and Bacillus subtilis and its effect on Vigna radiata plant growth // Indian Journal of Agricultural Research. 2021. Vol. 55 (5). Pp. 570-576. DOI: 10.18805/IJARe.A-5521.
11. Khan M. S., Gao J., Chen X., Zhang M., Yang F., Du Y., Moe T. S., Munir I., Xue J., Zhang X. The endophytic bacteria Bacillus velezensis Lle-9, isolated from Lilium leucanthum, harbors antifungal activity and plant growth-promoting effects // Journal of Microbiology and Biotechnology. 2020. Vol. 30 (5). Pp. 668-680. DOI: 10.4014/ jmb.1910.10021.
12. Voropaeva O. V., Maleva M. G., Borisova G. G. Estimation of plant growth promoting activity of silicate solubilizing rhizobacteria for use in agricultural biotechnology // AIP Conference Proceedings. 2022. Vol. 2390. Article number 030097. DOI: 10.1063/5.0069228.
13. Kumar A., Borisova G., Maleva M., Tripti, Shiryaev G., Tugbaeva A., Sobenin A., Kiseleva I. Biofertilizer based on biochar and metal-tolerant plant growth promoting rhizobacteria alleviates copper impact on morphophysiological traits in Brassica napus L. // Microorganisms. 2022. Vol. 10. Article number 2164. DOI: 10.3390/microorganisms10112164.
14. Kumar A., Tripti, Voropaeva O., Maleva M., Panikovskaya K., Borisova G., Rajkumar M., Bruno L.B. Bioaugmentation with copper tolerant endophyte Pseudomonas lurida strain EOO26 for improved plant growth and copper phytoremediation by Helianthus annuus // Chemosphere. 2021. Vol. 266. Article number 128983. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2020.128983.
15. Prakash J., Arora N. K. Phosphate-solubilizing Bacillus sp. enhances growth, phosphorus uptake and oil yield of Mentha arvensis L. // 3 Biotech. 2019. Vol. 9. Article number 126. DOI: 10.1007/s13205-019-1660-5.
s s
(-4
о R О
к
и
<и н о л
и
<
16. Определитель бактерий Берджи: В 2 т. / Пер. с англ. ; под ред. Дж. Хоулта [и др.]. Москва: Мир, 1997. Т. 2. 368 с.
17. Селибер Г. Л. Большой практикум по микробиологии. Москва: Высшая школа, 1962. 492 с.
18. Воропаева О. В., Борисова Г. Г., Малева М. Г., Подставкина А. В., Ермошин А. А., Тугбаева А. С., Филимонова Е. И. Ростстимулирующая активность и металлоустойчивость изолятов бактерий из ризосферы орхидеи Epipactis atrorubens, произрастающей на серпентинитовых субстратах Среднего Урала // Журнал Сибирского федерального ун-та. Биология. 2022. Т. 15 (3). С. 297-313. DOI: 10.17516/1997-1389-0389.
19. Кульнева Н. Г., Гойкалова О. Ю., Шматова А. И. Исследование бактериостатических свойств хлорсо-держащего препарата для свеклосахарного производства // Вестник ВГУИТ. 2014. № 4. С. 187-190.
20. Демьянова Е. И. Ботаническое ресурсоведение: учеб. пособие по спецкурсу. Пермь: Перм. гос. ун-т, 2007. 172 с.
21. Биохимия: практикум: учебно-методическое пособие / Сост. Г. Г. Борисова, Н. В. Чукина, И. С. Киселева, М. Г. Малева. Екатеринбург: Изд-во Уральского ун-та, 2017. 116 с.
22. Lichtenthaler H. K. Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic membranes // Methods in Enzymology. 1987. Vol. 148. Pp. 350-382. DOI: 10.1016/0076-6879(87)48036-1.
23. Lichtenthaler H., Babani F. Contents of photosynthetic pigments and ratios of chlorophyll a/b and chlorophylls to carotenoids (a+b) (x+c) in C4 plants as compared to C3 plants // Photosynthetica. 2021. Vol. 60. Pp. 1-7. DOI: 10.32615/ps.2021.041.
24. Minakshi, Sharma S., Sood G., Chauhan A. Optimization of IAA production and P-solubilization potential in Bacillus subtilis KA(1)5r isolated from the medicinal herb Aconitum heterophyllum-growing in western Himalaya, India // Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry. 2020. Vol. 9 (1). Pp. 2008-2015.
25. Ковалевская Н. П., Шаравин Д. Ю. Биорегуляторная активность ассоциативных азотфиксирующих бактерий, выделенных из техногенно-засолённых почв // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 3. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=17441 (дата обращения: 03.03.2023).
26. Cabello A. J. C., Olivas F. A., Portugal O. V., Valdés A. R., Alcalá L. E. I. Evaluation of Bacillus subtilis as promoters of plant growth // Revista Bio Ciencias. 2019. Vol. 6. Article number e418. DOI: 10.15741/revbio.06. e418.
27. Widowati T., Nuriyanah, Nurjanah L., Lekatompessy S. J. R., Simarmata R. Bioproduction of indole acetic acid by endophytic bacteria of Bacillus strains isolated from chili (Capsicum annuum L.) and its potential for supporting the chili seedlings // AIP Conference Proceedings. 2023. Vol. 2606. Article number 020018. DOI: 10.1063/5.0118396.
28. Овсянников Ю. А. О единстве процессов фотосинтеза, азотфиксации и почвообразования // Аграрный вестник Урала. 2022. № 01 (216). С. 39-46. DOI: 10.32417/1997-4868-2022-216-01-39-46.
29. Борисова Г. Г., Воропаева О. В., Малева М. Г., Лыкова О. В. Биоудобрения на основе силикатных бактерий повышает продуктивность почв и культурных растений (на примере Brassica juncea (L.) Czern.) // Субтропическое и декоративное садоводство. 2022. № 80. С. 140-151. DOI: 10.31360/2225-3068-2022-80140-151.
Об авторах:
Галина Григорьевна Борисова1, доктор географических наук, профессор кафедры экспериментальной биологии и биотехнологий, ORCID 0000-0001-6663-9948, AuthorID 64374; +7 908 902-26-00, G.G.Borisova@urfu.ru
Ольга Викторовна Воропаева1, ассистент кафедры экспериментальной биологии и биотехнологий, ORCID 0000-0002-5055-797Х, AuthorID 1124917; +7 912 223-18-84, olga.voropaeva@urfu.ru Мария Георгиевна Малева1, кандидат биологических наук, доцент кафедры экспериментальной биологии и биотехнологий, ORCID 0000-0003-1686-6071, AuthorID 152548; +7 912 248-77-26, maria.maleva@mail.ru
Адарш Кумар1, PhD, ведущий научный сотрудник лаборатории биотехнологий поддержания и восстановления компонентов природных и трансформированных биосистем, ORCID 0000-0001-5343-0117;
+ 7 982 735-06-36, adarsh.biorem@gmail.com
Трипти1, PhD, ведущий научный сотрудник лаборатории биотехнологий поддержания и восстановления компонентов природных и трансформированных биосистем, ORCID 0000-0001-7184-5850;
+ 7 912 630-54-02, tripti.academic@gmail.com
1 Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б. Н. Ельцина, Екатеринбург, Россия
Evaluation of the growth-promoting attributes of rhizobacteria Bacillus sp. and their influence on the morphophysiological characteristics of rapeseed
G. G. Borisova1, O. V. Voropaeva1, M. G. Maleva1^, A. Kumar1, Tripti1
1 Ural Federal University named after the first President of Russia B. N. Yeltsin, Ekaterinburg, Russia
M E-mail: maria.maleva@mail.ru
Abstract. The use of biofertilizers based on plant growth promoting (PGP) bacteria is a promising direction in agri-biotechnology. The purpose was to evaluate the PGP-attributes of Bacillus sp. and to reveal the morphophysiological features of rapeseed (Brassica napus L.) when inoculated with these rhizobacteria. Methods. The ability of Bacillus sp. strain TO15c isolated from the rhizosphere of Taraxacum officinale on Zack's nitrogen-free medium to produce indol-3-acetic acid (IAA) and phosphates was studied. In pot-scale experiments, the assessment of changes in the morphophysiological characteristics of rapeseed upon inoculation with rhizobacteria both in the absence and in the presence of nitrogen fertilizer was performed. At the end of 100-day vegetation, shoot length, total leaf area, fresh biomass, content of macronutrients and photosynthetic pigments were determined. Results. The ability of TO15c to produce IAA (up to 26 mg/L) and solubilize phosphate (up to 60 mg/L) has been proven. Soil inoculation with rhizobacteria in the presence of ammonium nitrate led to the increase in shoot length by 24 % and total leaf area by 16 %. The aboveground fresh biomass increased by 1.5 times, the underground by 2.5 times, and the content of macronutrients improved. The rise in the photosynthetic pigment content (1.5 times on average) was also noted when inoculated with TO15c. The maximum effect was achieved with the rhizobacteria and nitrogen fertilizer combined application. Scientific novelty. The effectiveness of Bacillus sp. TO15c on rapeseed increased in the presence of nitrogen fertilizer, despite the fact that these PGPR were able to fix atmospheric nitrogen. Keywords: Brassica napus, bacterial biofertilizer, plant-microbial interactions, indol-3-acetic acid, phosphate solubilization, macronutrients, photosynthetic pigments.
>
CTQ
i-i O
rift)
0 tr ¡3
1
CTQ h-1*
rt)
Vi
For citation: Borisova G. G., Voropaeva O. V, Maleva M. G., Kumar A., Tripti. Otsenka rostostimuliruyushchikh svoystv rizobakteriy Bacillus sp. i ikh vliyaniye na morfofiziologicheskiye kharakteristiki rapsa [Evaluation of the growth-promoting attributes of rhizobacteria Bacillus sp. and their influence on the morphophysiological characteristics of rapeseed] // Agrarian Bulletin of the Urals. 2023. No. 07 (236). Pp. 2-13. DOI: 10.32417/19974868-2023-236-07-2-13.
Date ofpaper submission: 05.03.2023, date of review: 25.03.2023, date of acceptance: 03.04.2023.
References
1. Aloo B. N., Tripathi V, Makumba B. A., Mbega E. R. Plant-growth promoting rhizobacterial biofertilizers for crop production: The past, present, and future // Frontiers in Plant Science. 2022. Vol. 13. Article number 1002448. DOI: 10.3389/fpls.2022.1002448.
2. Yadav A. N., Verma P., Singh B., Chauahan V S., Suman A., Saxena A. K. Plant growth promoting bacteria: biodiversity and multifunctional attributes for sustainable agriculture // Advances in Biotechnology and Microbiology. 2017. Vol. 5 (5). Article number 555671. DOI: 10.19080/AIBM.2017.05.5556671.
3. Dubovitskiy A. A., Klimentova E. A. Gotovnost' k biologizatsii kak sub"ektivnyy faktor formirovaniya ustoychivykh sistem zemlepol'zovaniya [Readiness for biologization as a subjective factor of formation of sustainable land-utulization systems in agriculture] // Agrarian Bulletin of the Urals. 2022. No. 06 (221). Pp. 6877. DOI: 10.32417/1997-4868-2022-221-06-68-77. (In Russian.)
4. Soboleva O. M. Rol' rizosfernykh bakteriy v povyshenii ekologizatsii agrotsenozov [Role of rhizosphere bacteria in enhancing the ecologization of agrocenosis] // Achievements of Science and Technology of AIC. 2018. Vol. 32. No. 5. Pp. 19-22. DOI: 10.24411/0235-2451-2018-10504. (In Russian.)
5. Chandran H., Meena M., Sharma K. Microbial biodiversity and bioremediation assessment through omics approaches // Frontiers of Environmental Chemistry. 2020. Vol. 1. Article number 570326. DOI: 10.3389/ fenvc.2020.570326.
6. Chandran H., Meena M., Swapnil P. Plant growth-promoting rhizobacteria as a green alternative for sustainable agriculture // Sustainability. 2021. Vol. 13 (19). Article number 10986. DOI: 10.3390/su131910986.
s s
(-4
о R О
к
и
<и H
о л
и
<
7. Aggani S. L. Development of bio-fertilizers and its future perspective // Scholars Academic Journal of Pharmacy. 2013. Vol. 2 (4). Pp. 327-332.
8. Gupta G., Parihar S. S., Ahirwar N. K., Snehi S. K., Singh V. Plant growth promoting rhizobacteria (PGPR): Current and future prospects for development of sustainable agriculture. Journal of Microbial and Biochemical Technology. 2015. Vol. 7. Pp. 96-102. DOI: 10.4172/1948-5948.1000188.
9. Wagi S., Ahmed A. Bacillus spp.: potent microfactories of bacterial IAA // Peer Journal. 2019. Vol. 7. Article number e7258. DOI: 10.7717/peerj.7258.
10. Kiruthika S., Arunkumar M. A Comprehensive study on IAA production by Bradyrhizobium japonicum and Bacillus subtilis and its effect on Vigna radiata plant growth // Indian Journal of Agricultural Research. 2021. Vol. 55 (5). Pp. 570-576. DOI: 10.18805/IJARe.A-5521.
11. Khan M. S., Gao J., Chen X., Zhang M., Yang F., Du Y., Moe T. S., Munir I., Xue J., Zhang X. The endophytic bacteria Bacillus velezensis Lle-9, isolated from Lilium leucanthum, harbors antifungal activity and plant growth-promoting effects // Journal of Microbiology and Biotechnology. 2020. Vol. 30 (5). Pp. 668-680. DOI: 10.4014/ jmb.1910.10021.
12. Voropaeva O. V., Maleva M. G., Borisova G. G. Estimation of plant growth promoting activity of silicate solubilizing rhizobacteria for use in agricultural biotechnology // AIP Conference Proceedings. 2022. Vol. 2390. Article number 030097. DOI: 10.1063/5.0069228.
13. Kumar A., Borisova G., Maleva M., Tripti, Shiryaev G., Tugbaeva A., Sobenin A., Kiseleva I. Biofertilizer based on biochar and metal-tolerant plant growth promoting rhizobacteria alleviates copper impact on morphophysiological traits in Brassica napus L. // Microorganisms. 2022. Vol. 10. Article number 2164. DOI: 10.3390/microorganisms10112164.
14. Kumar A., Tripti, Voropaeva O., Maleva M., Panikovskaya K., Borisova G., Rajkumar M., Bruno L. B. Bioaugmentation with copper tolerant endophyte Pseudomonas lurida strain EOO26 for improved plant growth and copper phytoremediation by Helianthus annuus // Chemosphere. 2021. Vol. 266. Article number 128983. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2020.128983.
15. Prakash J., Arora N. K. Phosphate-solubilizing Bacillus sp. enhances growth, phosphorus uptake and oil yield of Mentha arvensis L. // 3 Biotech. 2019. Vol. 9. Article number 126. DOI: 10.1007/s13205-019-1660-5.
16. Opredelitel' bakteriy Berdzhi: V 2 t. [Burgey's Bacteria Determinant: In 2 vol.] / Translate from English ; under the editorship of J. Hoult et al. Moscow: Mir, 1997. Vol. 2. 368 p. (In Russian.)
17. Seliber G. L. Bol'shoy praktikum po mikrobiologii [Big workshop on microbiology]. Moscow: Vysshaya shkola, 1962. 492 p. (In Russian.)
18. Voropaeva O. V, Borisova G. G., Maleva M. G., Podstavkina A. V., Ermoshin A. A., Tugbaeva A. S., Filimonova E. I. Roststimuliruyushchaya aktivnost' i metalloustoychivost' izolyatov bakteriy iz rizosfery orkhidei Epipactis atrorubens, proizrastayushchey na serpentinitovykh cubstratakh Srednego Urala [Plant growth promoting activity and metal tolerance of bacteria isolated from rhizosphere of the orchid Epipactis atrorubens growing on serpentine substrates of the Middle Urals] // Journal of Siberian Federal University. Biology. 2022. Vol. 15 (3). Pp. 297-313. DOI: 10.17516/1997-1389-0389. (In Russian.)
19. Kul'neva N. G., Goykalova O. Yu., Shmatova A. I. Issledovanie bakteriostaticheskikh svoystv khlorsoderzhashchego preparata dlya sveklosakharnogo proizvodstva [Investigation of bacteriostatic properties of chlorinated compounds for beet-sugar industry] // Proceedings of VSUET. 2014. No. 4. Pp. 187-190. (In Russian.)
20. Dem'yanova E. I. Botanicheskoe resursovedenie: ucheb. posobie po spetskursu [Botanical resource science: a textbook for a special course]. Perm: Perm. gos. un-t, 2007. 172 p. (In Russian.)
21. Biokhimiya: praktikum: uchebno-metodicheskoe posobie [Biochemistry: workshop: teaching aid] / Compilers G. G. Borisova, N. V. Chukina, I. S. Kiseleva, M. G. Maleva. Ekaterinburg: Izdatel'stvo Ural'skogo un-ta, 2017. 116 p. (In Russian.)
22. Lichtenthaler H. K. Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic membranes // Methods in Enzymology. 1987. Vol. 148. Pp. 350-382. DOI: 10.1016/0076-6879(87)48036-1.
23. Lichtenthaler H., Babani F. Contents of photosynthetic pigments and ratios of chlorophyll a/b and chlorophylls to carotenoids (a+b) (x+c) in C4 plants as compared to C3 plants // Photosynthetica. 2021. Vol. 60. Pp. 1-7. DOI: 10.32615/ps.2021.041.
24. Minakshi, Sharma S., Sood G., Chauhan A. Optimization of IAA production and P-solubilization potential in Bacillus subtilis KA(1)5r isolated from the medicinal herb Aconitum heterophyllum-growing in western Himalaya, India // Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry. 2020. Vol. 9 (1). Pp. 2008-2015.
25. Kovalevskaya N. P., Sharavin D. Yu. Bioregulyatornaya aktivnost' assotsiativnykh azotfiksiruyushchikh bakteriy, vydelennykh iz tekhnogenno-zasolennykh pochv [Bioregulatory activity of associative nitrogen-fixing bacteria isolated from technogenically saline soils] [e-resource] // Modern problems of science and education. 2015. No. 3. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=17441 (date of access: 03.03.2023). (In Russian.)
26. Cabello A. J. C., Olivas F. A., Portugal O. V., Valdés A. R., Alcalá L. E. I. Evaluation of Bacillus subtilis as promoters of plant growth // Revista Bio Ciencias. 2019. Vol. 6. Article number e418. DOI: 10.15741/revbio.06.e418.
27. Widowati T., Nuriyanah, Nurjanah L., Lekatompessy S. J. R., Simarmata R. Bioproduction of indole acetic acid by endophytic bacteria of Bacillus strains isolated from chili (Capsicum annuum L.) and its potential for supporting the chili seedlings // AIP Conference Proceedings. 2023. Vol. 2606. Article number 020018. DOI: 10.1063/5.0118396
28. Ovsyannikov Yu. A. O edinstve protsessov fotosinteza, azotfiksatsii i pochvoobrazovaniya [On the unity of the processes of photosynthesis, nitrogen fixation and soil formation] // Agrarian Bulletin of the Urals. 2022. No. 01 (216). Pp. 39-46. DOI: 10.32417/1997-4868-2022-216-01-39-46. (In Russian.)
29. Borisova G. G., Voropaeva O. V., Maleva M. G., Lykova O. V Bioudobreniya na osnove silikatnykh bakteriy povyshaet produktivnost' pochv i kul'turnykh rasteniy (na primere Brassica juncea (L.) Czern.) [Biofertilizer based on silicate bacteria increases the productivity of soils and cultivated plants (on the example of Brassica juncea (L.) Czern.)] // Subtropical and ornamental horticulture. 2022. Vol. 80. Pp. 140-151. DOI: 10.31360/22253068-2022-80-140-151. (In Russian.)
Authors' information:
Galina G. Borisova1, doctor of geographical sciences, professor of department of experimental biology and biotechnologies, ORCID 0000-0001-6663-9948, AuthorlD 64374; +7 908 902-26-00, G.G.Borisova@urfu.ru Olga V. Voropaeva1, assistant of department of experimental biology and biotechnologies, ORCID 0000-0002-5055-797X, AuthorlD 1124917; +7 912 223-18-84, olga.voropaeva @urfu.ru Maria G. Maleva1, candidate of biological sciences, associate professor of department of experimental biology and biotechnologies, ORCID 0000-0003-1686-6071, AuthorlD 152548; +7 912 248-77-26, maria.maleva@mail.ru Adarsh Kumar1, PhD, leading researcher at the laboratory "Biotechnologies for maintaining and restoring components of natural and transformed biosystems", ORCID 0000-0001-5343-0117; +7 982 735-06-36, adarsh.biorem@gmail.com
Tripti1, PhD, leading researcher at the laboratory "Biotechnologies for maintaining and restoring components of natural and transformed biosystems", ORCID 0000-0001-7184-5850; +7 912 630-54-02, tripti.academic@gmail.com
1 Ural Federal University named after the first President of Russia B. N. Yeltsin, Ekaterinburg, Russia
