New rhizosphere herbicide-degrading strains capable of biocontrol of phytopathogenic microorganisms

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Biotechnologically significant strains of bacteria of the Pseudomonas genus have been isolated from the rhizosphere of wild and cultivated cereals. The isolated strains are able to biocontrol the phytopathogenic fungi and bacteria and degrade the herbicide glyphosate as the only source of phosphorus (P. chlororaphis subsp. chlororaphis G16, P. chlororaphis subsp. aureofaciens G27, P. protegens G23-4) and the herbicide Axial as the only carbon source (P. chlororaphis G27). These strains exhibit lipolytic and proteolytic activities and P. chlororaphis G27 can also produce hydrogen cyanide, which has an antifungal effect. The studied strains can be useful as the basis of biopreparations for protecting plants from phytopathogenic microorganisms and treating soils polluted with herbicides.

Full Text

Restricted Access

About the authors

T. Z. Esikova

G.K. Skryabin Institute of Biochemistry and Physiology of Microorganisms, Pushchino Scientific Center for Biological Research of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: das3534@rambler.ru
Russian Federation, Pushchino, Moscow Region, 142290

V. N. Polivtseva

G.K. Skryabin Institute of Biochemistry and Physiology of Microorganisms, Pushchino Scientific Center for Biological Research of the Russian Academy of Sciences

Email: das3534@rambler.ru
Russian Federation, Pushchino, Moscow Region, 142290

T. O. Anokhina

G.K. Skryabin Institute of Biochemistry and Physiology of Microorganisms, Pushchino Scientific Center for Biological Research of the Russian Academy of Sciences

Email: das3534@rambler.ru
Russian Federation, Pushchino, Moscow Region, 142290

References

  1. Методы общей бактериологии. Том 3. Под ред. Герхардта Ф. и др. М.: Мир, 1984. 243 с.
  2. Esikova T. Z., Anokhina T. O., Abashina T. N., Suzina N. E., Solyanikova I. P. Characterization of soil bacteria with potential to degrade benzoate and antagonistic to fungal and bacterial phytopathogens // Microorganisms. 2021. V. 9. Art. 755.
  3. Feigl F., Anger V. Replacement of benzidine by copper ethylacetoacetate and tetra base as spot-test reagent for hydrogen cyanide and cyanogen // Analyst (London). 1966. V. 1081. P. 282–284.
  4. Mansfield J., Genin S., Magori S., Citovsky V., Sriariyanum M., Ronald P., Dow M., Verdier V., Beer S. V., Machado M. A., Toth I., Salmond G., Foster G. D. Top 10 plant pathogenic bacteria in molecular plant pathology // Mol. Plant Pathol. 2012. V. 13. P. 614–629.
  5. Mishra J., Arora N. K. Secondary metabolites of fluorescent pseudomonads in biocontrol of phytopathogens for sustainable agriculture // Appl. Soil Ecol. 2018. V. 125. P. 35–45.
  6. Raio A., Puopolo G. Pseudomonas chlororaphis metabolites as biocontrol promoters of plant health and improved crop yield // World J. Microbiol. Biotechnol. 2021. V. 37. Art. 99.
  7. Ramette A., Frapolli M., Fischer-Le Saux M., Gruffaz C., Meyer J. M., Défago G., Sutra L., Moënne-Loccoz Y. Pseudomonas protegens sp. nov., widespread plant-protecting bacteria producing the biocontrol compounds 2,4-diacetylphloroglucinol and pyoluteorin // Syst. Appl. Microbiol. 2011. V. 34. P. 180–188.
  8. Ravensberg W. J. Commercialization of microbes: Present situation and future prospects // Principles of plant-microbe interactions: microbes for sustainable agriculture / Ed. Ben Lugtenberg. Cham: Springer, 2015. Part VI. Ch. 32. P. 309–318.
  9. Sambrook J., Fritsch E. F., Maniatis T. Molecular cloning: a laboratory manual. 2nd ed. N.Y.: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989. 479 p.
  10. Shahid M., Ahmed B., Khan M. S. Evaluation of microbiological management strategy of herbicide toxicity to green gram plants // Biocatal. Agric. Biotechnol. 2018. V. 14. P. 96–108.
  11. Sidorova T. M., Tomashevich N. S., Allahverdyan V. V., Tupertsev B. S., Kostyukevich Y. I., Asaturova A. M. New Pseudomonas bacterial strains: biological activity and characteristic properties of metabolites // Microorganisms. 2023. V. 11. Art. 1943.
  12. Sviridov A. V., Shushkova T. V., Epiktetov D. O., Tarlachkov S. V., Ermakova I. T., Leontievsky A. A. Biodegradation of organophosphorus pollutants by soil bacteria: biochemical aspects and unsolved problems // Appl. Biochem. Microbiol. 2021. V. 57. P. 836–844.
  13. Veliz E. A., Martínez-Hidalgo P., Hirsch A. M. Chitinase-producing bacteria and their role in biocontrol // AIMS Microbiol. 2017. V. 3. P. 689–705.
  14. Zdor R. E. Bacterial cyanogenesis: impact on biotic interactions // J. Appl. Microbiol. 2015. V. 118. P. 267–274.
  15. Zhumakayev A. R., Vörös M., Szekeres A., Rakk D., Vágvölgyi C., Szűcs A., Kredics L., Škrbić B. D., Hatvani L. Comprehensive characterization of stress tolerant bacteria with plant growth-promoting potential isolated from glyphosate-treated environment // World J. Microbiol. Biotechnol. 2021. V. 37. Art. 94.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Antagonistic activity of selected rhizosphere strains against phytopathogenic fungi Fusarium graminearum VKM F-1668 and Cladosporium sphaerospermum T34. The control strain P. chlororaphis BS1393, a producer of phenazine antibiotics, and the studied strains G16, G23-4, G27 were applied to the dish in three replicates.

Download (404KB)
3. Fig. 2. Growth dynamics of rhizosphere antagonist strains in a liquid mineral medium: a ‒ with glyphosate as the only source of phosphorus; b ‒ with Axial as the only source of carbon and energy. 1 – strain G27, 2 – G23-4, 3 – G16.

Download (144KB)

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».