CC BY
49
№ 4 (58)
апрель, 2019 г.
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ
МИКРОБИОЛОГИЯ
РИЗОБИАЛЬНЫЕ БАКТЕРИИ РОДА SINORHIZOBIUM FREDII И BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM ВСТУПАЮЩИЕ В СИМБИОЗ С РАСТЕНИЯМИ СОИ
Умаров Бахтиёр Рахматович
канд. биол. наук, ст. науч. сотр. докторант Центра Геномики и биоинформатики АН Республики Узбекистан,
Узбекистан, г. Ташкент E-mail: b.r.umarov@mail.ru
SYMBIOSIS OF SOYBEAN PLANTS WITH BACTERIA OF SINORHIZOBIUM FREDII
AND BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM
Bakhtiyor Umarov
Senior scientists, doctoral science student. Center of Genomics and bioinformatics AS RU Uzbekistan,
Uzbekistan, Tashkent
АННОТАЦИЯ
В статье приводятся результаты исследований по изучению клубневых бактерий и фиксации азота с бобовыми растениями. Опыты проводили в Научно-производственном институте риса и бобовых растений в Ташкентской области Республики Узбекистан, где выращивают рис и бобовые растения. Два ризобиальных изолятов Sinorhizobium fredii, Bradyrhizobium japonicum, были выделены из корневых клубеньков сои, опытного участка института, рядом с местом выращивания рис, имеющие множество влажных мест. Эти бактерии были идентифицированы с помощью микробиологических методов.
ABSTRACT
The article presents the results of research on the study of nodule bacteria and nitrogen fixation with leguminous plants. The experiments were carried out at the Scientific-Production Institute of Rice and Legumes in the Tashkent Region of the Republic of Uzbekistan, where rice and leguminous plants are grown. Two rhizobial isolates of Sinorhizo-bium fredii, Bradyrhizobium japonicum, were isolated from nodules, from the experimental site of the institute near rice, which has many moist places. These bacteria were identified by microbiological methods.
Ключевые слова: клубенекобразования, фиксация азота, ризобия.
Keywords: nodulation, nitrogen fixation, rhizobia.
ВВЕДЕНИЕ
Бобовые растения представляют собой одно из самых больших семейств цветковых растений и играют жизненно важную роль в агроэкосистеме, основываясь на их способности образовывать симбиоз с почвенными бактериями рода ризобиум, которая фиксирует N атмосферный азот [4]. Клубеньковые бактерии Rhizobium spp. Bradyrhizobium spp. являются грамотрицательными почвенными бактериями,
вступающие в азотфиксирующий симбиоз с бобовыми растениями, и имеющие большое значение для улучшения плодородия почв [1]. Имеются данные, что некоторые виды ризобии являются более эффективными в симбиозе и фиксации азота с разными видами бобовых растений с другими хозяевами, чем их совместимые хозяева [5]. На образование клубеньков и фиксацию азота на бобовых сильно влияют оптимальные условия почвы, такие как экстремальные температуры, солевой стресс, высокий или низкий
Библиографическое описание: Умаров Б.Р. Ризобиальные бактерии рода Sinorhizobium fredii и Bra dyrhizobium j aponicum вступающие в симбиоз с растениями сои // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. 2019. № 4(58). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/7083
№ 4 (58)
pH почвы, низкое или высокое содержание воды, применение пестицидов и дефицит питательных веществ [2].
Центральная Азия имеет большие площади суши, а также много площадей, состоящих из влажных территорий, где выращивают рис. Взаимодействие микроорганизмов и растений благодаря сим-биотической фиксации азота помогают расти таким бобовым растением как соя, маш и люцерна в разных географических зонах, не требуя минеральных азотных удобрений. Известно, что активность клубеньков изменяется ежедневно и сезонно, также может изменяться фиксация атмосферного азота в разных видах бобовых растений в зависимости от их среды обитания. Настоящие исследования направлены на изучение биоразнообразия и биогеографии ризобий, связанных с некоторыми видами бобовыми культурами, и их способности вступать в симбиоз и фиксировать атмосферный азот.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Для химического анализа были отобраны пробы почвы из разных экспериментальных полей опытного участка института. Состав почвы был определен в соответствии с Русин Г.Г [3]. Определены также значение рН и содержание воды в почве. Данное исследование проводилось в течение двух последовательных лет 2015-2016 гг. в научно исследовательском институте риса и зернобобовых растений при Мин. с/х Узбекистана, были выбраны разные участки по месторасположению, с каждого участка собрали из одной и той же популяции каждого вида растений сои, и разделили на корни и побеги. Побеги и корни промывали несколько раз дистиллированной водой, осторожно промокали фильтровальной бумагой и быстро взвешивали для определения свежей биомассы и сушили в печи при 100 0С в течение 48 часов для определения сухой биомассы. Образование клубенька оценивали путем укоренения растения, смывая прилипающие частицы почвы и подсчета количества присутствующих в них клубеньков. Некоторые клубеньки отделялись от других клубеньков по виду и по наличия красного пигмента (лег-гемоглобина). Определена разница свежей и сухой биомассы. Азот-фиксирующую активность определяли на 35 дневных растениях, используя газовый хроматограф, как описано Hardy et al., [6]. Калибровочную кривую конструировали с использованием чистого этилена.
Для выделения ризобиальных бактерий выбрали по 5 растения из разных участков, и выделили изо-ляты из клубеньков.
Данные были подвергнуты статистическому анализу с использованием программы ANOVA
РЕЗУЛЬТАТЫ
апрель, 2019 г.
Ризобиальные бактерии, выделенные из различных видов бобовых, были собраны из разных мест обитания и идентифицированы с помощью микробиологических методов как быстрорастущие и медленнорастущие бактерии. Клубеньковые бактерии, выделенные из влажной местности, где раньше выращивали рис были классифицированы ЗгпогкгюЫит а клубеньковые бактерии, выделенные с сухой местности были классифицированы как БгаёугЫ2оЬшт ]аротсыт. Настоящее исследование указывает на условия среды обитания, что растения сои могут вступать в симбиоз с ризобиальными бактериями; не только с БгаёугЫ2оЬшт ]аротсыт, но и с родами ЯкгюЬшт /геёи, и образовывать на корнях клубеньки, фиксирующие атмосферный азот. Анализы почвы показали, что не существуют существенных различий между физическими и химическими свойствами, а также ^^компоненты были в норме в двух регионах, где проводились эксперименты, различия, были только в географической местности. Растения, выращенные в почве с сырым климатом, с самым высоким содержанием воды, имели самые низкие корни, а у растений, почва которых было относительно сухой, наблюдали мало развитые боковые корни, поглощающие мало минералов и воды. Образованные клубеньки значительно отличались друг от друга. Среди изученных видов растений вполне вероятно, что клубеньки, помимо поставки органического N делали растения более устойчивыми к разным природным стрессам. [2]. Результаты показали, что существует значительная разница в развитии корнеобразования между изучаемыми видами, что отражается на развитии корня. Выделенные клубеньковые бактерии в растениях, произрастающих в влажных регионах, являются очень привлекательными и перспективными. Эти местные гкгюЫа могут характеризоваться широким диапазоном хозяев, которые делают эти бобовые экологически чистыми растениями.
Таким образом, выделенные ризобии из таких среды могут вступать в симбиозов с бобовыми растениями в экстремальных средах, в независимости от хозяйской специфичности растении и снабжать растении с атмосферным азотом для получения хорошего урожая.
Выводы
Данное исследование показало, образование азотфиксирующих клубеньков у растении сои существенно зависит от среды обитания. Клубеньковые бактерии рода ЯкгюЬтт /геёи характеризовались высокой степенью образовывать клубеньки и фиксировать атмосферного азота в симбиозе с растениями сои.
Список литературы:
1. Лысак, В.В. Микробиология: учеб. пособие / В. В. Лысак. - Минск: БГУ, 2007.426 с.
2. Ибрагимова М.В., Румянцева М.Л., Онищук О.П. и др., Симбиоз клубеньковых бактерий Sinorhizobium meliloti с люцерной Medicago sativa в условиях засоления. Микробиология. 2006, Т.75. №1. с.1-6.
3. Русин Г.Г. Физико-химические методы анализа в агрохимии // М.: ВО Агропромиздат. 1990. 304 с.
№ 4 (58)
апрель, 2019 г.
4. Симаров Б.В., Аронштам А.А., Новикова Н.И. Генетические основы селекции клубеньковых бактерий / Под ред. Симарова Б.В. Л.: Агропромиздат, 1990. 192 с.
5. Тильба В.А. О развитии клубеньков на корнях сои в лугово-черноземовидных почвах Приамурья // Биология, генетика и микробиология сои. Новосибирск, 1976. - С. 80 -85.
6. R. W. F. Hardy, R. D. Holsten, E. K. Jackson, and R. C. Burns. The Acetylene - Ethylene Assay for N2 Fixation: Laboratory and Field Evaluation. Plant Physiol. (1968) 43, 1185-1207.
