CC BY
87
УДК 581.557
РЕАКЦИЯ СОИ НА ИНОКУЛЯЦИЮ АЛЬГО-РИЗОБИАЛЬНЫМИ КОМПОЗИЦИЯМИ
Д. М. Сытников1 1Институт ботаники имени Н. Г. Холодного НАН Украины, Киев
Н. А. Воробей2 2Институт физиологии растений и генетики НАН Украины, Киев
Е. В. Пацко3 3Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко
Е-mail: [email protected]
Изучена реакция сои Glycine max (L.) Merr. на инокуляцию альго-ризобиальными композициями на основе клубеньковых бактерий Bradyrhizobium japonicum и синезеленой водоросли Nostoc puncti-forme. Показано, что инокуляция семян сои альго-ризобиальными композициями способствует повышению всхожести и положительно влияет на формирование проростков. Включение синезеленых водорослей в инокуляционную суспензию ризобий и их Тп5-мутантов в определенных сочетаниях может стимулировать рост и развитие сои, накопление фотосинтетических пигментов в листьях и содержание протеина в семенах, однако при этом не оказывать существенного влияния на азотфикси-рующую активность клубеньков, а также продуктивность растений. Полученные данные указывают на необходимость поиска эффективных комплексных альго-ризобиальных композиций для инокуляции растений сои путем оптимального подбора штаммов бактерий и соотношения инокуляцион-ных агентов. Также необходимо исследовать альго-ризобиальные композиции, созданные на основе микроорганизмов с генетически измененными свойствами.
Ключевые слова: бобово-ризобиальный симбиоз, альго-ризобиальные композиции.
Синезеленые водоросли являются перспективным объектом биотехнологии благодаря их способности к фотосинтезу, азот-фиксации, синтезу комплекса биологически активных и ростактивирующих веществ, положительно влияющих на плодородие почв и активность почвенной биоты [1-3]. Цианобактерии тесно связаны с бактериями, обитающими в их слизи, например Rhizo-bium, Agrobacterium, Pseudomonas, и способны образовывать новые устойчивые ассоциации, что открывает перспективу для конструирования эффективных микробных консорциумов и препаратов на их основе [4-6]. Положительные результаты были получены при использовании в агробиотехнологии искусственных альго-ризобиальных ассоциаций для инокуляции семян лядвен-ца, гороха и клевера [4, 7]. На сегодняшний день доказано усиление эффекта нитрогени-зации бобовых растений под влиянием искусственных консорциумов на основе Nostoc и различных видов Rhizobium [5].
Применение биологических препаратов на основе азотфиксирующих микроорганизмов, в частности клубеньковых бактерий, — один из основных приемов повышения про-
дуктивности растений, позволяющий сохранять плодородие почв и экологическое равновесие окружающей среды [8]. В частности, совместная обработка семян люцерны азотфиксирующими бактериями и синезеленой водорослью Nostoc punctiforme, а также их бинарными композициями стимулирует рост и развитие растений. При этом установлено, что наиболее эффективна совместная инокуляция цианобактериями с отдельными Тп5-мутантами ризобий в сравнении с инокуляцией их монокультурами [9, 10].
Создание и подбор совместимых альго-ри-зобиальных ассоциаций, включающих аксе-нические культуры синезеленых водорослей и клубеньковых бактерий, а также их Тп5-му-тантов, может стать одним из способов биологической стимуляции бобово-ризобиального симбиоза, повышающего значимость взаимодействия ризобий с растениями и эффективность бактериальных препаратов на их основе.
Цель настоящей работы заключалась в изучении реакции сои, а также эффективности ее симбиотических систем на инокуляцию семян альго-ризобиальными композициями, состоящими из клубеньковых бактерий, их Тп5-мутантов и синезеленых водорослей.
Материалы и методы
Семена сои Glycine max (L.) Merr. (сорт Марьяна) инокулировали альго-ризобиаль-ными композициями на основе клубеньковых бактерий Bradyrhizobium japonicum из музейной коллекции азотфиксирующих микроорганизмов Института физиологии растений и генетики НАН Украины (производственный штамм 634б, Тп5-мутанты штамма 646 — Т66, Т118 и 17-2) и синезеленой водоросли Nostoc punctiforme (Kutz) Hariot, полученной из Института гидробиологии НАН Украины. Работу с микроорганизмами проводили по общепринятым в микробиологии правилам.
После хранения в условиях музея при температуре 4 С физиологическую активность медленнорастущих клубеньковых бактерий сои восстанавливали в реактива-ционной среде. Для этого культуру ризобий выращивали на маннитно-дрожжевом агаре (МДА) [11] при 28 С в течение 7-8 сут после чего массу клеток смывали физиологическим раствором (0,9% NaCl), переносили в жидкую маннитно-дрожжевую среду [11] и выдерживали при постоянной аэрации и 28 С на качалке до 7 сут.
Культуру синезеленой водоросли N. punctiforme выращивали до стационарной фазы роста на питательной среде Фитцджеральда (Fitzgerald) в модификации Zender и Gorham [12]. Водоросли культивировали в колбах Эрленмейера при температуре 22 ± 2 С и освещенности 4,5-5,0 тыс. люкс. Концентрацию хлорофилла (Схл) в клетках водорослей определяли методом дифференциальной флюорометрии (Planctofluorometer FL300 3М, Россия) [13]. Параллельно определяли степень жизнеспособности водорослей по разнице интенсивности флюоресценции (ДЕ) до и после внесения симазина — ингибитора электронного транспорта фотосинтезирующих клеток. Показатель ДЕ характеризует степень жизнеспособности водорослей по величине их потенциальной фотосинтезирующей активности [14].
Инокулят для семян готовили путем смешивания бактериальных суспензий, состоявших из клубеньковых бактерий (1109 клеток/мл) и синезеленой водоросли (Схл = 1506,6 ± 13,4 мкг/мл, ДЕ = 0,088) в соотношении 1:1.
В лабораторном опыте с проростками сои семена проращивали в стерильных чашках Петри по 50 штук на фильтровальной бумаге, смоченной стерильной водопроводной водой. Перед проращиванием семена подвер-
гали поверхностной стерилизации 70%-м этанолом в течение 20 мин, после чего многократно промывали стерильной водопроводной водой в течение 30 мин и инокулиро-вали бактериями или их композициями. Повторность опытов — четырехкратная.
Энергия пророста семян — способность семян культур к быстрому одновременному прорастанию, как и всхожесть,определяется числом пророщенных семян (в %) в течение определенного для каждой культуры срока.
Снятие показаний энергии прорастания и всхожести семян производили в соответствии с ГОСТ 12038-84 [15].
Исследования также проводили в условиях модельных опытов на вегетационной площадке при естественном освещении и влажности субстрата 60%. В опытах использовали сосуды Вагнера на 15 кг песка, в которых выращивали по 6 растений сои. Сосуды предварительно стерилизовали 20%-м раствором Н2О2. В качестве субстрата использовали промытый речной песок с добавлением минеральной питательной смеси по Гельригелю, содержавшей «стартовое» количество азота — 0,25 нормы (1 норма соответствует 708 мг Са^03)2 х 4 Н2О на 1 кг песка). Перед высевом семена стерилизовали 70%-м этанолом в течение 15 мин, а затем промывали проточной водой в течение 30 мин. Продолжительность бактеризации семян композициями микроорганизмов составляла 60 мин. Растения для анализа отбирали в фазах бутонизации (39-е сутки от появления всходов), цветения (53-и сутки) и начала плодообразования (57-е сутки). После учета урожая в семенах сои определяли общее содержание протеина [16].
Определение содержания фотосинтети-ческих пигментов производили по методике Wellburn [17]. Хлорофилл экстрагировали диметилсульфоксидом (на 0,1 г растительного материала 10 мл ДМСО) из высечек листьев, после чего измеряли оптическую плотность раствора на спектрофотометре Smart Spec Plus (Biorad, США) при 665 и 649 нм в кювете толщиной 1 см. Для измерений брали пробы средних долей тройчатых листьев, закончивших рост и без видимых признаков старения. Листья отбирали из средних ярусов пяти рандомизированных растений одного варианта. Измерения выполняли в трехкратной повторности.
Нитрогеназную активность (азотфиксацию) определяли по уровню ацетиленвосстанавлива-ющей активности корневых клубеньков
ацетиленовым методом [18] и выражали в микромолях этилена, образованного клубеньками одного растения за 1 ч. Газовую смесь анализировали на газовом хроматографе СЬгоша'1^га£-504 (Мега Е^го, Польша). Определения проводили в пятикратной повторности.
Полученные результаты обрабатывали статистически. В таблицах приведены средние арифметические из 3-5 биологических повторностей и их стандартные ошибки. В обсуждении результатов привлекали данные, стандартная ошибка которых превышала 10%. Для главного показателя — урожайности — был применен показатель НСР (наименьшая существенная разница).
Результаты и обсуждение
Показано, что при обработке семян сои монокультурой N. punctiforme увеличиваются энергия прорастания семян, их всхожесть, а также длина и масса сформировавшихся проростков (табл. 1). При инокуляции семян ризобиями или их активными Тп5-мутанта-ми (634б, Т66 и Т118) изучаемые показатели существенно не отличались от контрольных. Применение альго-ризобиальных композиций на основе N. рипс^огте и В. ]аротсит приводило к увеличению изучаемых показателей (табл. 1). При этом в вариантах с обработкой композициями N. punctiforme + Тп5-мутант показатели всхожести превосходили не только контроль, но и показатели всхожести в вариантах с монокультурой N.punctiforme.
Известно, что критериями эффективности комплементарного взаимодействия мак-ро- и микросимбионтов являются количество
и масса корневых клубеньков, которые, в основном, коррелируют с интенсивностью фиксации атмосферного азота [19]. В ходе вегетационного эксперимента мы определяли вирулентность ризобий и массу клубеньков, образовавшихся при инокуляции семян штаммами и Тп5-мутантами B. japonicum, а также композициями на основе ризобий и N. punctiforme (табл. 2). Максимальное количество клубеньков образовывал активный Тп5-мутант Т66. Применение бинарной инокуляции (ризобии + водоросли) не приводило к существенному изменению количества и массы клубеньков, индуцированных штаммом 634б и Тп5-мутантом 17-2 в фазе бутонизации, при этом угнетало клубенько-образование Тп5-мутанта Т66. Обращает на себя внимание тот факт, что в фазе цветения инокуляция альго-ризобиальными композициями приводила к усилению вирулентности Тп5-мутанта Т66 и, напротив, к ее снижению у штамма 17-2. Таким образом, совместная инокуляция клубеньковыми бактериями и синезелеными водорослями существенно не влияет на клубенькообразование производственного штамма 634б, полученного методом аналитической селекции, и может оказывать как стимулирующее, так и ингибирующее влияние на количество и массу клубеньков, индуцированных Тп5-мутанта-ми штамма 646.
Известно, что симбиотические свойства клубеньковых бактерий могут влиять на содержание пигментов в листьях бобовых растений [20]. Предполагают, что содержание фотосинтетических пигментов в листьях инокулированных растений является одним из косвенных показателей эффективности симбиоза. Инокуляция семян ризобиями и их активными Тп5-мутантами, а также
Таблица 1. Формирование проростков сои при инокуляции семян альго-ризобиальными композициями
Вариант Энергия прорастания Всхожесть Длина проростков Масса проростков
количество проросших семян мм % к контролю мг % к контролю
шт % шт %
Контроль (вода) 29,5±1,22 59 37,5±1,57 75 47,8±3,8 100 95,6±1,76 100
Nostoc punctiforme 33,0±0,58 66 42,0±0,82 84 57,9±4,1 121 117,2±2,9 123
B. japonicum 634б 31,5±0,74 63 40,0±2,08 80 45,1±3,7 94 106,9±7,7 112
634б + N. punctiforme 32,5±1,65 65 41,5±2,11 83 56,6±3,0 118 106,8±3,3 112
І^-мутант Т66 31,5±2,70 63 37,0±1,35 74 46,8±2,9 98 98,7±3,4 103
Т66+ N. punctiforme 33,0±1,63 66 44,0±1,73 88 56,8±4,1 119 106,8±3,3 112
І^-мутант Т118 28,5±1,70 57 33,5±2,26 67 43,2±3,01 90 98,7±3,0 103
Т118+ N. punctiforme 31,0±1,80 62 42,0±0,58 84 51,3±3,7 107 115,1±5,8 120
Примечание. Шт. — число проросших семян в штуках.
Таблица 2. Количество (шт/растение) и масса (г/растение) клубеньков сои, образовавшихся при инокуляции семян штаммами и ^5-мутантами Bradyrhizobium japonicum, а также композициями на основе ризобий и Nostoc punctiforme
Вариант Фаза развития
Бутонизация Цветение
шт/растение г/растение шт/растение г/растение
Контроль (без инокуляции) 0 0 0 0
Nostoc punctiforme 0 0 0 0
Штамм 634б 74,25 ± 5,86 0,34 ± 0,04 73,00 ± 7,82 0,85 ± 0,09
Штамм Т66 96,75 ± 6,06 0,47 ± 0,02 109,25 ± 10,35 1,12 ± 0,06
І^-мутант 17-2 89,25 ± 8,32 0,43 ± 0,04 105,00 ± 5,58 1,12 ± 0,10
Штамм 634б + N. punctiforme 72,75 ± 4,64 0,34 ± 0,01 79,75 ± 2,29 0,82 ± 0,09
Штамм Т66 + N. punctiforme 69,00 ± 6,36 0,26 ± 0,02 121,67 ± 9,60 1,29 ± 0,12
І^-мутант 17-2 + N. punctiforme 95,75±5,57 0,49 ± 0,04 91,50 ± 6,24 1,04 ± 0,10
синезеленой водорослью приводила к увеличению содержания в листьях хлорофилла а и b в сравнении с контролем без инокуляции (табл. 3). Применение альго-ризобиальных композиций на основе этих бактерий дополнительно повышало содержание фотосинте-тических пигментов, в сравнении как с контролем без инокуляции, так и с вариантами инокуляции монокультурами.
Таблица З. Содержание хлорофилла а и b в листьях растений сои, инокулированной Nostoc punctiforme, штаммами и T^-мутантами Bradyrhizobium japonicum, а также композициями на их основе (фаза цветения)
Инокуляция семян монокультурами синезеленой водоросли и клубеньковых бактерий положительно влияла также на накопление вегетативной массы растений сои в онтогенезе (табл. 4). Применение бинарной инокуляции стимулировало рост расте-
ний, однако только в фазе бутонизации эти растения достоверно опережали в росте растения вариантов с использованием монокультур ризобий. В период цветения и пло-дообразования показатели надземной массы и массы корней существенно не зависели от сочетания инокуляционных агентов.
На поздних этапах становления бобово-ризобиального симбиоза проявляются такие важные признаки, как азотфиксирующая активность (скорость восстановления N в №Н3) и симбиотическая эффективность (способность растений интенсивно развиваться, используя симбиотрофное питание азотом). Симбиотическая эффективность в решающей степени определяется азотфик-сирующей активностью клубеньков, особенно в условиях дефицита связанного азота. При этом эффективность симбиоза может зависеть и от ряда факторов, не связанных непосредственно с азотфиксацией. Важную роль в определении продуктивности симбиоза играет совместимость метаболических систем партнеров (например, путей транспорта азота и углерода), а также отсутствие активных защитных реакций у растений в ответ на присутствие микроорганизмов [21].
Известно, что как находящиеся в клубеньках ризобии, так и другие бактерии, обитающие в ризосфере, могут синтезировать вещества, стимулирующие (фитогормоны, витамины) или угнетающие (ризобиотокси-ны, бактерицидные вещества, антибиотики с гербицидной активностью) развитие растения-хозяина [1, 2, 21]. В нашем случае включение водорослей в инокуляционную суспензию совместно с клубеньковыми бактериями сои приводило к снижению азотфиксирую-щей активности образовавшихся клубеньков или же, на более поздних этапах развития растений, не оказывало существенного влияния
Вариант Хлорофилл а (мг/г сырого вещества) Хлорофилл b (мг/г сырого вещества)
Контроль (без инокуляции) 1,65 ± 0,02 0,72 ± 0,07
Nostoc punctiforme 1,78 ± 0,04 0,64 ± 0,03
Штамм 634б 2,25 ± 0,01 0,86 ± 0,02
Штамм Т66 2,71 ± 0,07 1,04 ± 0,03
І^-мутант 17-2 2,39 ± 0,15 0,96 ± 0,04
Штамм 634б + N. punctiforme 2,34 ± 0,08 0,95 ± 0,05
Штамм Т66 + N. punctiforme 2,93 ± 0,08 1,18 ± 0,08
І^-мутант 17-2 + N. punctiforme 2,67 ± 0,11 1,05 ± 0,06
Таблица 4. Влияние инокуляции Nostoc punctiforme, штаммами и ^5-мутантами Bradyrhizobium japonicum, а также их совместными композициями на формирование вегетативной массы растений сои
(г/растение)
Вариант Фаза развития
Бутонизация Цветение Начало плодообразования
Надземная масса Масса корня Надземная масса Масса корня Надземная масса Масса корня
Контроль (без инокуляции) 4,88±0,44 2,86±0,26 11,89±0,33 7,56±0,40 13,50±0,95 8,91±0,84
Nostoc punctiforme 7,43±0,41 4,62±0,19 13,47±0,53 8,77±0,49 18,25±1,37 10,12±0,62
Штамм 634б 7,56±0,61 3,49±0,29 14,48±0,92 8,65±0,63 20,12±1,64 9,43±0,91
Штамм Т66 8,47±0,68 4,03±0,27 15,87±0,72 8,74±0,60 20,84±1,84 10,49±0,85
І^-мутант 17-2 7,10±0,64 3,70±0,33 19,50±1,34 8,56±0,37 19,52±1,12 10,33±0,61
Штамм 634б + N. punctiforme 8,67±0,49 4,09±0,23 23,38±1,86 9,75±0,88 23,70±2,15 11,34±1,07
Штамм Т66 + N. punctiforme 10,01±0,92 5,17±0,37 17,20±0,71 8,97±0,59 23,45±1,78 11,44±0,88
І^-мутант 17-2 + N. punctiforme 8,77±0,84 4,71±0,29 19,75±1,21 8,02±0,63 20,45±1,14 10,90±0,62
на изменение данного показателя (табл. 5). Из представленных в табл. 5 показателей урожая следует, что применение альго-ризо-биальных композиций для инокуляции семян сои не приводило к существенному изменению интегрального показателя эффективности взаимодействия партнеров симбиоза — зерновой продуктивности растений (НСР005 — 2,26 г/сосуд). В то же время при обработке семян сои бинарными композициями микроорганизмов (Т66 + N. puncti-forme и Т17-2 + N. punctiforme) отмечено повышение содержания протеина в семенах соответственно на 10,2 и 13,0% в сравнении с вариантами моноризобиальной инокуляции (табл. 5).
Таким образом, включение синезеленых водорослей в инокуляционную суспензию ризобий и их Тп5-мутантов в определенных сочетаниях может стимулировать рост и развитие сои, накопление фотосинтетических пигментов в листьях и содержание протеина в семенах, однако при этом не оказывать существенного влияния на азотфиксирующую активность клубеньков, а также продуктивность растений. Полученные данные не исключают возможности поиска эффективных комплексных альго-ризобиальных композиций путем оптимального подбора штаммов бактерий и соотношения инокуляционных агентов. Также необходимо исследовать аль-го-ризобиальные композиции, созданные на основе микроорганизмов с генетически измененными свойствами.
Таблица Б. Азотфиксирующая активность клубеньков (АФА), урожай и содержание протеина в семенах сои, инокулированной Nostoc punctiforme, штаммами и ^5-мутантами Bradyrhizobium japonicum, а также композициями на их основе
Вариант АФА, мкмоль С2Н4/(растение ч) Урожай, г/сосуд Прирост урожая в сравнении с контролем без инокуляции, % Содержание протеина в семенах, %
бутониза- ция начало плодообра- зования
Контроль без инокуляции 0 0 25,21±0,41 0 30,2
Nostoc punctiforme - - 28,21±0,81 11,9 33,8
Штамм 634б 39,00±2,46 67,92±7,07 33,67±1,03 33,6 38,9
Штамм Т66 35,44±3,47 57,52±6,00 35,60±0,46 41,2 39,2
І^-мутант 17-2 22,93±2,66 44,46±5,82 33,55±0,89 33,1 38,48
Штамм 634б + N. punctiforme 24,85±1,34 44,48±3,49 34,18±0,95 35,6 42,1
Штамм Т66 + N. punctiforme 23,23±0,92 55,94±3,63 33,03±0,89 31,0 43,2
І^-мутант 17-2 + N. punctiforme 16,17±0,84 37,71±2,33 32,00±0,44 26,9 43,5
НСР0,05 2,26 1,54
ЛИТЕРАТУРА
1. Громов Б. В. Цианобактерии в биосфере // Сорос. образ. журн. — 1996. — № 9. — С.33-39.
2. Патика В. П., Коць С. Я., Волкогон В. В. та ін. Біологічний азот. — К.: Світ, 2003. — 424 с.
3. Паршикова Т. В., Пацко Е. В., Сиренко Л. А. Использование микроскопических водорослей эвтрофных вод для поддержания плодородия почв и повышения урожайности сельскохозяйственных растений // Альгология. — 2007. — Т. 17, № 2. — С. 262-272.
4. Панкратова Е. М., Зяблых Р. Ю., Калинин А А и др. Конструирование микробных культур на основе синезеленой водоросли Nostoc paludosum Kutz // Там же. — 2004. — Т. 14, № 4. — С. 445-458.
5. Панкратова Е. М., Трефилова Л. В., Зяблых Р. Ю., Устюжанин И. А. Цианобактерия Nostoc paludosum Kutz как основа для создания агрономически полезных микробных ассоциаций на примере бактерий рода Rhizobium // Микробиология. — 2008. — Т. 77, № 2. — С. 266-272.
6. Трефилова Л. В. Использование цианобактерий в агробиотехнологии: Автореф. дисс. ... канд. биол. наук: спец. 03.00.07. «Микробиология», 03.00.23. «Биотехнология». — Саратов, 2008. — 26 с.
7. Пацко Е. В., Воробей Н. А., Паршикова Т. В., Коць С. Я. Перспективность использования ассоциаций азотфиксирующих микроорганизмов для повышения урожайности растений // Бюлл. Моск. общ. испыт. природы. — 2009. — Т. 114, Вып. 2. — С. 84-86.
8. Сытников Д. М., Коць С. Я., Даценко В. К. Эффективность биопрепаратов клубеньковых бактерий сои, модифицированных гомологичным лектином // Прикл. биохим. мик-робиол. — 2007. — Т. 43, № 3. — С. 304-310.
9. Пацко О. В., Воробей Н. А., Коць С. Я., Пар-шикова Т. В. Дослідження ефективності агроконсорціумів азотфіксувальних мікроорганізмів // Физиол. биохим. культ. раст. — 2010. — Т. 42, № 2. — С. 137-145.
10. Sytnikov D. M., Vorobey N. A., Kots S. Ya. Physiological reaction of legume plants to inoculation with algal-rhizobial association
// Acta Agron. Hungar. — 2009. — V. 57, N 2. — P. 239-244.
11. Child J. J. Nitrogen Fixation by a Rhizobium sp. Association with Non-Leguminous Plant Cell Cultures // Nature. — 1975. — V. 253. — P. 350(351.
12. Zender A., Gorham, P. R. Factors influencing the growth of Microcystis aeruginosa Kutz. emend. Elenkin // Can. J. Microbiol. — 1960. — V. 6. — P. 645-660.
13. Гольд В. М., Гаевский Н. А., Григорьев Ю. С. и др. Теоретические основы и методы изучения флуоресценции хлорофилла. — Красноярск: Изд-во Красноярск. ун-та, 1984. — 84 с.
14. Мусієнко М. М., Паршикова Т. В., Славний П. С. Спектрофотометричні методи в практиці фізіології, біохімії та екології рослин. — К.: Фітосоціоцентр, 2001. — С. 99-101.
15. Справочник по семеноводству // Н. В. Лобода, Б. А. Весна, М. М. Сирота и др. — К.: Урожай, 1991. — 352 с.
16. Lowry O. H., Rosebrough N. J., Farr A. L., Randall R. J. Protein measurement with the Folin phenol reagent // J. Biol. Chem. — 1951. — V. 192. — P. 265-275.
17. Wellburn A. R. The spectral determination of chlorophylls a and b, as well as total carotenoids, using various solvents with spectrophotometers of different resolutions // J. Plant Physiol. — 1994. — V. 144, N 3. — P. 307-313.
18. Hardy R. W. F., Holsten R. D., Jackson E. K., Burns R. C. The Acetylene-Ethylene Assay for N2-Fixation: Laboratory and Field Evaluation // Plant Physiol. — 1968. — V. 43. — P. 1185-1207.
19. Даценко В. К., Лагута С. К., Старченков Е. П. и др. Эффективность бобово-ризобиального симбиоза различных сортов сои и штаммов Bradyrhizobium japonicum // Физиол. биохим. культ. растений. — 1997. — Т. 29. —
С. 299-303.
20. Коць С. Я., Михалків Л. М. Фізіологія симбіозу та азотне живлення люцерни. — К.: Логос, 2005. — 300 с.
21. Генетика симбиотической азотфиксации с основами селекции / Под ред. Тихоновича И. А., Проворова Н. А. — СПб.: Наука, 1998. — 194 с.
РЕАКЩЯ СОЇ НА ІНОКУЛЯЦІЮ АЛЬГО-РИЗОБІАЛЬНИМИ КОМПОЗИЦІЯМИ
Д. М. Ситніков1 Н. А. Воробей2 О. В. Пацко3
Институт ботаніки імені М. Г. Холодного НАН України, Київ Институт фізіології рослин і генетики НАН України, Київ 3Київський національний університет імені Тараса Шевченко
Е-mail: [email protected]
Досліджено реакцію сої Glycine max (L.) Merr. на інокуляцію альго-ризобіальними композиціями на основі бульбочкових бактерій Bradyrhizobium japonicum і синьозеленої водорості Nostoc punctiforme. Показано, що інокуляція насіння сої альго-ризобіальними композиціями сприяє підвищенню схожості та позитивно впливає на формування проростків. Включення синьозелених водоростей до іноку-ляційної суспензії ризобій та їхніх ^б-му-тантів за певних поєднань може стимулювати ріст та розвиток сої, накопичення фотосинтетичних пігментів в листках і вміст протеїну в насінні, однак при цьому не впливати суттєво на азотфіксуючу активність бульбочок, а також продуктивність рослин. Отримані дані вказують на необхідність пошуку ефективних комплексних альго-ризобіальних композицій для інокуляції рослин сої шляхом оптимального підбору штамів бактерій та співвідношення інокуляційних агентів. Необхідні також дослідження альго-ризобіальних композицій, створених на основі мікроорганізмів з генетично зміненими властивостями.
Ключові слова: бобово-ризобіальний симбіоз, альго-ризобіальні композиції.
SOYBEAN REACTION ON INOCULATION WITH ALGAL-RHIZOBIAL COMPOSITIONS
D. M. Sytnikov1 N. A. Vorobey2 O. V. Patsko3
1N. G. Kholodnyi Institute of Botany of National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv 2Institute of Plant Physiology and Genetics of National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv 3Taras Shevchenko Kyiv National University
Е-mail: [email protected]
The reaction of soybean (Glycine max (L.) Merr.) on inoculation with algal-rhizobial compositions based on Bradyrhizobium japonicum nodule bacteria and Nostoc punctiforme cyanobacteria was studied. It was shown that soybean seed inoculation with algal-rhizobial compositions promotes germination ability and influences positively on germ forming. Inclusion of cyanobacteria into inoculation suspension of rhizobia and their Tn5-mutants in some combination is able to stimulate soybean growth and development, accumulation of photosynthetic pigments in leaves and increase protein content in the seeds. However the algal-rhizobial compositions have no essential effect on nitrogen-fixing activity and plant productivity as well. The obtained data show that it needs to seek the efficient algal-rhizobial compositions for soybean inoculation by optimal selection of bacteria strains and corellation of inoculation agents. The algal-rhizobial compositions based on microorganisms with genetic modified properties are required for further investigation.
Key words: legume-rhizobial symbiosis, algal-rhizobial compositions.
