РЕАКЦІЯ BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM У ЧИСТІЙ КУЛЬТУРІ ТА У СИМБІОТИЧНИХ СИСТЕМАХ НА ЗАСТОСУВАННЯ НАНОКАРБОКСИЛАТІВ МІКРОЕЛЕМЕНТІВ

  • С.Я. Коць Інститут фізіології рослин і генетики Національної академії наук України
  • Л.І. Рибаченко Інститут фізіології рослин і генетики Національної академії наук України
  • П.П. Пухтаєвич Інститут фізіології рослин і генетики Національної академії наук України
  • О.Р. Рибаченко Інститут фізіології рослин і генетики Національної академії наук України
Ключові слова: Bradyrhizobium japonicum, бобово-ризобіальний симбіоз, азотфіксувальна активнісь, нанокарбоксилати мікроелементів

Анотація

Мета. Дослідити вплив різних концентрацій нанокарбоксилатів германію, молібдену, ванадію, кобальту, заліза, міді та цинку на динаміку росту бульбочкових бактерій, відібрати найбільш ефективні з них для вивчення їх ролі як компонентів живильного середовища при вирощуванні ризобій та фактору оптимізації формування і функціонування симбіотичних систем соя – Bradyrhizobium japonicum.

Методи. Мікробіологічні, фізіологічні, спектрофотометрія, газова хроматографія.

Результати. Виявлено, що додавання більшості досліджуваних мікроелементів до середовища вирощування ризобій мало позитивний ефект на динаміку росту бактеріальної культури. Виключенням був нанокарбоксилат цинку, внесення якого в середовище культивування суттєво знижувало приріст біомаси бактерій. При цьому, незалежно від концентрації, найбільшим стимулювальним впливом на динаміку росту ризобій в умовах чистої культури характеризувалися нанокарбоксилати заліза, германію і молібдену. Максимальна їх дія проявлялася за концентрації 1 : 1000. Дані сполуки є перспективними при додаванні у середовище культивування бульбочкових бактерій та для вивчення їх впливу на процеси формування і функціонування бобово-ризобіальних симбіотичних систем. Аналіз результатів вегетаційних дослідів показав, що використання нанокарбоксилатів заліза, германію і молібдену як компонентів середовища вирощування ризобій у концентрації 1 : 1000 позитивно впливало на процеси формування та функціонування симбіотичних систем, сформованих за участі різних за активністю штамів Bradyrhizobium japonicum – 634б та 604к, а також на наростання вегетативної маси рослин сої. При цьому найбільш ефективним був нанокарбоксилат германію.

Висновки. Експериментально доведено перспективність використання активного штаму Bradyrhizobium japonicum 634б у поєднанні з нанокарбоксилатом германію при вирощуванні сої, для підвищення ефективності симбіотичних систем.

 

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Petrychenko, V. F., & Kots, S. Ya. (2014). Symbiotychni systemy u suchasnomu sil's'kogospodars'komu vyrobnyctvi [Symbiotic systems in modern agricultural production]. Visnyk of the National Academy of Sciences of Ukraine. 3, 57–66 [in Ukrainian].

Kots, S. Ya., Morgun, V. V., Patyika, V. F., Datsenko, V. K., Krugova, E. D., Kirichenko, E. V., … Mihalkiv, L. M. (2010). Biologicheskaya fiksatsiya azota: bobovo-rizobial'nyy simbіoz [Biological nitrogen fixation: legume-rhizobial symbiosis]. Vol. 1. Kiev: Logos [in Ukrainian].

Volobueva, O. G. (2011). Vliyanie kornevina na bobovo-rizobial'nyy simbioz rasteniy fasoli [Effect of root on legume-rhizobial symbiosis of bean plants]. Scientific notes of orel state university, 3, 124–129 [in Russian].

Proyda, Yu. O. (1999). The effectiveness of the use of trace elements in the cultivation of soybean in the South-West of the CPR. (Extended abstract of Candidate thesis). Kursk State Agricultural Academy named after I. I. Ivanova. Kursk, Russia [in Russian].

Petrychenko, V. F., Lykhochvor, V. V., Ivaniuk, S. V., Korniichuk, O. V., Kolisnyk, S. I., Kobak, S. Ya. … Zakharova, O. M. (2016). Soja [Soybean]. Vinnytsia: Dilо [ in Ukrainian].

Timofeeva, Ya. O. & Golov, V. I. (2012). Mikroelementy v rasteniyakh soi i pshenitsy dal'nevostochnogo regiona [Trace elements in soybean and wheat plants of the Far Eastern region] Oilseeds. Scientific and technical bulletin of the All-Russian Scientific Research Institute of Oilseeds, 2, 151–152 [ in Russian].

Mottaghian, A., Pirdashti, H., Bahmanyar, M. A. & Abbasian, A. (2008). Leaf seed micronutrient accumulation in soybean cultivars in response to integrated organic and chemical fertilizers application. Pakistan journal of biological sciences, 9(11), 1227–1233. https:/doi.org/10.3923/pjbs.2008.1227.1233

Spaynk, G., Kondoroshi, A., Hukas, P. (Eds.). (2002). Rhizobiaceae. Molecular biology of bacteria interacting with plants (rus translation eds. Tihonovich, I. A., Provorov, N. A.). Saint Petersburg [in Russian].

Avdoshina, K. A., Tabarova, K. P., & Ryazanova, G. E. (1978). Nanotekhnologii v sel'skom khozyaystve. Mikroudobreniya: spravochnaya kniga [Nanotechnology in agriculture Microfertilizers: a reference book]. Leningrad: Kolos [in Russian].

Sekhon, B. S. (2014). Nanotechnology in agri-food production: an overview. Nanotechnology, Science and Applications, 2(7), 31–53. https:/doi.org/ 10.2147/NSA.S39406

Scott, N. & Chen, H. (2013). Nanoscale science and engineering for agriculture and food systems. Industrial Biotechnology, 9, 17–18. http:/doi.org/10.1089/ind.2013.1555

Khot, L. R., Sankaran, S., Maja, J. M., Ehsani, R., & Schuster E. W. (2012). Applications of nanomaterials in agricultural production and crop protection: a review. Crop Protection, 35, 64–70. https://doi.org/10.1016/j.cropro.2012.01.007

Sitar, O. V., Novitska, N. V., Taran, N. Yu., Kalenska, S. M., & Ganchurin, V. V. (2010). Nanotehnologii' v suchasnomu sil's'komu gospodarstvi [Nanotechnology in the state-of-the-art state partnership]. Physics of the Alive, 3(18), 113–116 [in Ukrainian].

Child, J. J. (1975). Nitrogen fixation by a Rhizobium sp. child association with nonleguminous plant cells. Nature, 253, 350–351.

Hardy, R. W. F, Holsten, R. D., Jackson, E. K., & Burns, R. C. (1968). The acetylene-ethylene assay for N2 fixation: laboratory and field evaluation. Plant Physiol, 43, 1185–1207. https://doi.org/10.1104/pp.43.8.1185

Dospehov, B. A. (1979). Metodika polevogo opyta [Methodology of field experiment]. Moscow: Agropromizdat [in Russian].

Knight, R. D., & Shimeld, S. M. (2011). Identification of conserved C2H2 zinc-finger gene families in the Bilateria. Genome Biology, 5(2), 1–8. https://doi.org/10.1186/gb-2001-2-5-research0016

Singh, G., Singh, A. K., Bhatt, R. P., & Pant, S. (2012). Effects of zinc on cell viability and cell surface components of Rhizobium sp. isolated from root nodules of Trifolium alexandrinum. Journal of Agricultural Technology, 3(8), 941–959.

Rahman, M. M., Bhuiyan, M. M. H., Sutradhar, G. N. C., Rahman, M. M., & Paul, A. K. (2008). Effect of phosphorus, molybdenum and rhizobium inoculation on yield and yield attributes of mungbean. International journal of Sustainable Crop Prod., 3, 26–33.

Albino, U. B., & Campo, R. J. (2001). Effect of sources and levels of molybdenum on Bradyrhizobium survival and on biological nitrogen fixation in soybean. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 3(36), 527–534. http:/doi.org/10.1590/S0100-204X2001000300018

Goudar, G., Mudenoor, M. G., & Savalgi, V. P. (2008). Effect of micronutrient supplemented Bradyrhizobium biofertilizers on nodulation, dry matter production and yield of soybean (Glycine max (L) merrill). Legume Res, 1(31), 20–25.

Prasad, R., Bhattacharyya, A., & Nguyen, Q. D. (2017). Nanotechnology in Sustainable Agriculture: Recent Developments, Challenges, and Perspectives. Frontier of Microbiology, 8, 1–13. http:/doi.org/10.3389/fmicb.2017.01014

Mukhopadhyay, S. (2014). Nanotechnology in agriculture: prospects and constraints Nanotechnology. Science and Applications, 7, 63–71. https:/doi.org/10.2147/NSA.S39409

Kots, S. Ya., & Peterson, N. V. (2009). Mineral'ni elementy i dobryva v zhyvlenni roslyn [Mineral elements and fertilizers in plant nutrition]. Kiev: Logos [in Ukrainian].

Ndakidemi, P. A., Bambara, S., & Makoi, J. H. J. R. (2011). Micronutrient uptake in Common Bean (Phaseolus vulgaris L.) as affected by rhizobium inoculation, and supply of molybdenum and lime. Plant Omics Journal, 1(4), 40–52.

Lukevich, E. Ya., Gar, T. K., Ignatovich, L. M., & Mironov, V. F. (1990). Biologicheskaya aktivnost' soedineniy germaniya [Biological activity of germanium compounds]. Riga: Zinatne [in Latvian].

Brear, E. M., Day, D. A., & Smith, P. M. C. (2013). Iron: an essential micronutrient for the legume-rhizobium symbiosis. Frontiers in plant science, 4, 359–374. https:/doi.org/10.3389/fpls.2013.00359


Переглядів анотації: 137
Завантажень PDF: 217
Опубліковано
2018-07-10
Як цитувати
Коць, С., Рибаченко, Л., Пухтаєвич, П., & Рибаченко, О. (2018). РЕАКЦІЯ BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM У ЧИСТІЙ КУЛЬТУРІ ТА У СИМБІОТИЧНИХ СИСТЕМАХ НА ЗАСТОСУВАННЯ НАНОКАРБОКСИЛАТІВ МІКРОЕЛЕМЕНТІВ. Сільськогосподарська мікробіологія, 28, 41-52. https://doi.org/10.35868/1997-3004.28.41-52