Микроорганизмы, населяющие эндо- и ризосферу эндемичного растения Прибайкалья Hedysarum zundukii (Fabaceae)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Бактерии обеспечивают дополнительную устойчивость растений к неблагоприятным факторам окружающей среды, таким как недостаток питательных веществ в почве, наличие антропогенного загрязнения, присутствие фитопатогенов и т.д. Поиск ценных биотехнологических штаммов целесообразно проводить среди микроорганизмов, ассоциированных с растениями, произрастающими в неблагоприятных условиях среды обитания. Целью данной работы было выделение и описание микроорганизмов, населяющих эндо- и ризосферу узколокального эндемика Приольхонья (Ольхонский район Иркутской области) Hedysarum zundukii. В результате проделанной работы было выделено 88 штаммов микроорганизмов, причем грамположительные микроорганизмы преобладали как в ризо-, так и в эндосфере. В ризосфере подавляющее большинство штаммов относилось к актиномицетам. Из 25 идентифицированных изолятов 4 относятся к семейству Rhizobiaceae. Ризобактерия Phyllobacterium zundukense ранее была описана в составе микробиома корневых клубеньков бобового растения Oxytropis triphylla, также произрастающего в этом регионе. Обнаружение ее в ризосферной почве H. zundukii позволяет сделать предположение о том, что данный микроорганизм не связан с одним хозяином, а ассоциирован с разными видами бобовых. Особый интерес представляют штаммы Actinomycetia, а также Lysobacter sp. и Variovorax paradoxus, которые перспективны для дальнейшего изучения в качестве продуцентов биологически активных соединений, стимуляторов роста и развития растений или деструкторов поллютантов. Таким образом, изоляты, выделенные из ризо- и эндосферы H. Zundukii, могут обладать признаками, полезными для использования в биотехнологии, и требуют дальнейшего изучения.

Об авторах

И. А. Васильев

Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН

Email: ilvasil85@gmail.com

Д. А. Кривенко

Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН

Email: krivenko.irk@gmail.com

И. С. Петрушин

Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН

Email: ivan.kiel@gmail.com

И. Г. Кондратов

Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека

Email: kondratovig@mail.ru

О. Б. Огарков

Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека

Email: obogarkov@mail.ru

Ю. А. Маркова

Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН

Email: juliam06@mail.ru

Список литературы

  1. Gamalero E., Bona E., Glick B.R. Current techniques to study beneficial plant-microbe interactions // Microorganisms. 2022. Vol. 10, no. 7. P. 1380. doi: 10.3390/microorganisms10071380.
  2. Zolla G., Badri D.V., Bakker M.G., Manter D.K., Vivanco J.M. Soil microbiomes vary in their ability to confer drought tolerance to Arabidopsis // Applied Soil Ecology. 2013. Vol. 68. P. 1–9. doi: 10.1016/j.apsoil.2013.03.007.
  3. Kour D., Rana K.L., Kaur T., Sheikh I., Yadav A.N., Kumar V., et al. Microbe-mediated alleviation of drought stress and acquisition of phosphorus in great millet (Sorghum bicolour L.) by drought-adaptive and phosphorus-solubilizing microbes // Biocatalysis and Agricultural Biotechnology. 2020. Vol. 23. P. 101501. doi: 10.1016/j.bcab.2020.101501.
  4. Rane N.R., Tapase S., Kanojia A., Watharkar A., Salama E.-S., Jang M., et al. Molecular insights into plant– microbe interactions for sustainable remediation of contaminated environment // Bioresource Technology. 2022. Vol. 344. P. 126246. doi: 10.1016/j.biortech.2021.126246.
  5. Costa O.Y.A., Raaijmakers J.M., Kuramae E.E. Microbial extracellular polymeric substances: ecological function and impact on soil aggregation // Frontiers in Microbiology. 2018. Vol. 9. P. 1636. doi: 10.3389/fmicb.2018.01636.
  6. Gorgi O.E., Fallah H., Niknejad Y., Tari D.B. Effect of plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) and mycorrhizal fungi inoculations on essential oil in Melissa officinalis L. under drought stress // Biologia. 2022. Vol. 77. P. 11–20. doi: 10.1007/s11756-021-00919-2.
  7. Xu L., Pierroz G., Wipf H.M.-L., Gao C., Taylor J.W., Lemaux P.G., et al. Holo-omics for deciphering plant-microbiome interactions // Microbiome. 2021. Vol. 9. P. 69. doi: 10.1186/s40168-021-01014-z.
  8. Petrushin I.S., Vasilev I.A., Markova Yu.A. Drought tolerance of legumes: physiology and the role of the microbiome // Current Issues in Molecular Biology. 2023. Vol. 45, no. 8. P. 6311–6324. doi: 10.3390/cimb45080398.
  9. Ali S., Tyagi A., Park S., Mir R.A., Mushtaq M., Bhat B., et al. Deciphering the plant microbiome to improve drought tolerance: mechanisms and perspectives // Environmental and Experimental Botany. 2022. Vol. 201. P. 104933. doi: 10.1016/j.envexpbot.2022.104933.
  10. Rolli E., Vergani L., Ghitti E., Patania G., Mapelli F., Borin S. ‘Cry-for-help’ in contaminated soil: a dialogue among plants and soil microbiome to survive in hostile conditions // Environmental Microbiology. 2021. Vol. 23, no. 10. P. 5690–5703. doi: 10.1111/1462-2920.15647.
  11. Белозерцева И.А., Лопатина Д.Н., Зверева Н.А. Почвы восточного Приольхонья на побережье озера Байкал: современное состояние и использование // Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 2019. N 97. С. 21–51. doi: 10.19047/0136-1694-201997-21-51. EDN: UAIHJB.
  12. Пешкова Г.А. Флорогенетический анализ степной флоры гор Южной Сибири. Новосибирск: Наука, 2001. 192 с.
  13. Карнаухова Н.А., Селютина И.Ю., Казановский С.Г., Черкасова Е.С. Онтогенез и структура ценопопуляций Hedysarum zundukii (Fabaceae) – эндемика западного побережья озера Байкал // Ботанический журнал. 2008. Т. 93. N 5. С. 744–755. EDN: JTCQJT.
  14. Красная книга Российской Федерации (растения и грибы) / ред. Ю.П. Трутнев, P.P. Гизатулин, О.Л. Митволь, А.М. Амирханов, Р.В. Камелин, В.А. Орлов. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2008. 885 с. EDN: TCNFXR.
  15. Красная книга Иркутской области / ред. С.М. Трофимова; отв. ред. В.В. Попов; сост. М.Г. Азовский, С.С. Алексеев, В.А. Барицкая, А.Д. Ботвинкин, Н.А. Букшук, А.В. Верхозина. Улан-Удэ: Республиканская типография, 2020. 552 с. EDN: LWLAJL.
  16. Safronova V.I., Sazanova A.L., Kuznetsova I.G., Belimov A.A., Andronov E.E., Chirak E.R., et al. Phyllobacterium zundukense sp. nov., a novel species of rhizobia isolated from root nodules of the legume species Oxytropis triphylla (Pall.) Pers. // International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 2018. Vol. 68, no. 5. P. 1644–1651. doi: 10.1099/ijsem.0.002722.
  17. Panthee S., Hamamoto H., Paudel A., Sekimizu K. Lysobacter species: a potential source of novel antibiotics // Archives of Microbiology. 2016. Vol. 198. P. 839–845. doi: 10.1007/s00203-016-1278-5.
  18. Han J.-I., Spain J.C., Leadbetter J.R., Ovchinnikova G., Goodwin L.A., Han C.S., et al. Genome of the root-associated plant growth-promoting bacterium Variovorax paradoxus strain EPS // Genome Announcements. 2013. Vol. 1, no. 5. P. e00843-13. doi: 10.1128/genomea.00843-13.
  19. Naylor D., DeGraaf S., Purdom E., Coleman-Derr D. Drought and host selection influence bacterial community dynamics in the grass root microbiome // The ISME Journal. 2017. Vol. 11. P. 2691–2704. doi: 10.1038/ismej.2017.118.
  20. Чайковская Л.А., Овсиенко О.Л. Фосфатмобилизующие микроорганизмы: 1. Биоразнообразие, влияние на минеральное питание растений и их продуктивность // Таврический вестник аграрной науки. 2021. N 4. С. 159–182. doi: 10.33952/2542-0720-2021-4-28-159-182.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).