A model bioassay for influence of heavy metal salts toxicity on the viability of nodule-forming bacteria Rhizobium meliloti

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The study consists of a bioassay of a medium experimentally contaminated with heavy metals using Rhizobium meliloti microorganisms as a test object. In vitro, the viability reaction of clover and alfalfa nodule bacteria to lead, cadmium, copper and zinc was established. The effect of the studied metals on the number of colonies depends on the concentration of the chemical element, physiological action of the microelement and biological characteristics of the strains used. The studies performed have determined a direct relationship of reducing the growth in the rhizobia colonies number of clover and alfalfa with an increase in the concentration of salts of heavy metals. Inhibition of the colonies number had a high regularity when the environment was contaminated with lead, copper and cadmium at a concentration of 0,3%; with a subsequent increase, complete death of microorganisms was observed. With the introduction of zinc into the nutrient medium in small concentrations, a positive resistance tendency of the clover and alfalfa bacteria was observed: thus, at 0,01–0,1% of the zinc salt content, the number of grown colonies was above the control level and amounted to 714–987 pcs. at the control value of 578 pcs. In an environment with a concentration of zinc 0,5%, a significant decrease in the growth of clover rhizobia was noted up to 65 pieces of colonies. At the same time, in the alfalfa rhizobia colonies in these concentrations a lower degree of survival was observed and the environment of zinc 0,3% became critical.

About the authors

Anastasia Olegovna Oznobikhina

Industrial University of Tyumen

Author for correspondence.
Email: n_a_s_t_y_a86@mail.ru

postgraduate student, assistant of Technosphere Safety Department

Russian Federation, Tyumen

Anatoly Yuryevich Pershakov

Northern Trans-Urals State Agricultural University

Email: pershakov.93@mail.ru

postgraduate student of Production Technology, Storage and Processing Crop Production Department

Russian Federation, Tyumen

Dmitry Ivanovich Yeremin

Northern Trans-Urals State Agricultural University

Email: soil-tyumen@yandex.ru

doctor of biological sciences, professor of Soil Science and Agrochemistry Department

Russian Federation, Tyumen

References

  1. Скипин Л.Н., Храмцов Н.В., Петухова В.С. Подбор штаммов клубеньковых бактерий для рекультивации засоленных почв, грунтов и буровых шламов // Аграрный вестник Урала. 2014. № 7 (125). С. 81–83.
  2. Синдирева А.В., Майданюк Г.А. Экологическая оценка действия свинца в системе «почва – растение – животное» и разработка научно обоснованных приемов его детоксикации // Вестник КрасГАУ. 2018. № 6. С. 244–249.
  3. Ерёмин Д.И., Попова О.Н. Формирование почвенной микрофлоры в антропогенно-преобразованных почвах // Вестник ГАУ СЗ. 2015. № 4 (31). С. 7–12.
  4. Ерёмин Д.И., Попова О.Н. Агроэкологическая характеристика микромицетов, обитающих в почве // Вестник ГАУ СЗ. 2016. № 1 (32). С. 12–18.
  5. Зенова Г.М., Степанов А.Л., Лихачева А.А., Манучарова Н.А. Практикум по биологии почв: учеб. пособие. М.: Изд-во МГУ, 2002. 120 с.
  6. Лактионов Ю.В., Попова Т.А., Кожемяков А.П. Биопрепарат под бобовую культуру жидкой формы на основе клубеньковых бактерий патент на изобретение RUS 2514217 29.11.2012.
  7. Тихонович И.А., Завалин А.А., Благовещенская Г.Г., Кожемяков А.П. Использование биопрепаратов – дополнительный источник элементов питания растений // Плодородие. 2011. № 3 (60). С. 9–13.
  8. Артемьев Е.Г., Ерёмин Д.И. Роль азотфиксации в формировании гороха в условиях северной лесостепи Тюменской области // Вестник КрасГАУ. 2009. № 3. С. 60–66.
  9. Скипин Л.Н., Гузеева С.А., Петухова В.С. Активизация симбиотического аппарата бобовых трав при освоении солонцов // Вестник КрасГАУ. 2013. № 10 (85). С. 85–90.
  10. Скипин Л.Н., Петухова В.С., Богданова О.Г., Митриковский А.Я. Активность клубеньковых бактерий в условиях засоления буровых шламов // Актуальные проблемы строительства, экологии и энергосбережения в условиях Западной Сибири: сборник материалов междунар. науч.-практ. конф. В 3-х т. Т. II. Тюмень: РИО ТюмГАСУ, 2014. С. 196–202.
  11. Скипин Л.Н., Петухова В.С., Перфильев Н.В., Храмцов Н.В. Параметры жизнедеятельности клубеньковых бактерий при изменении эдафических факторов // Вестник КрасГАУ. 2014. № 6 (93). С. 103–108.
  12. Лактионов Ю.В., Кожемяков А.П., Елисеев В.В. Роль клубеньковых бактерий в возделывании бобовых культур // Агро-Информ. 2014. № 2 (184). С. 34–36.
  13. Завалин А.А., Кожемяков А.П. Новые технологии производства и применения биопрепаратов комплексного действия. СПб.: Химиздат, 2010. 60 с.
  14. Емцев В.Т. Рубежи биотехнологии. М.: Агропромиздат, 1986. 157 с.
  15. Доросинский Л.М. Клубеньковые бактерии и нитрагин. Л.: Колос, 1970. 184 с.
  16. Ознобихина А.О. Границы всхожести семян фитомелиорантов в присутствии токсичных концентраций тяжелых металлов // Самарский научный вестник. 2019. Т. 8, № 1 (26). С. 82–86.
  17. Кожемяков А.П., Тимофеева С.В., Попова Т.А. Разработка и перспективы использования биопрепаратов комплексного действия // Защита и карантин растений. 2008. № 2. С. 42–43.
  18. Звягинцев Д.Г. Методы почвенной микробиологии и биохимии: учебное пособие. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1980. 224 с.
  19. Разумовская З.Г., Чижик Р.Я., Громов Б.В. Лабораторные занятия по почвенной микробиологии. Л.: Изд-во Ленинградского ун-та, 1960. 179 с.
  20. Посыпанов Г.С. Методы изучения биологической фиксации азота воздуха: справочное пособие. М.: Агропромиздат, 1991. 299 с.
  21. Аристовская Т.В., Владимирская М.Е., Голлербах М.М. Большой практикум по микробиологии. М.: Высш. шк., 1962. 487 с.
  22. Скипин Л.Н. Солонцы Сибири: экологические аспекты освоения. Ялуторовск: Тюм. издат. дом, 2000. 260 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1

Download (75KB)
3. Fig. 2

Download (56KB)

Copyright (c) 2019 Oznobikhina A.O., Pershakov A.Y., Yeremin D.I.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies