Экологические функции растительно-микробных симбиозов и их роль в развитии ресурсосберегающих биотехнологий
https://doi.org/10.29235/1029-8940-2022-67-2-243-256
Аннотация
Обоснована возможность использования полифункциональных свойств растительно-микробных симбиозов при разработке ресурсосберегающих технологий в растениеводстве. Проведена экологическая оценка взаимодействия генотипов бобовых культур с ризосферной микрофлорой и показана роль растительно-микробных систем в накоплении биологического азота. Выявлено положительное влияние растительно-микробных взаимодействий на биогенность почвы и адаптацию растений к биотическим стрессам.
Об авторе
Я. К. Куликов
Белорусский государственный университет
Беларусь
Беларусь
Куликов Ярослав Константинович – доктор биологических наук, профессор.
Пр-т Независимости, 4, 220030, Минск
Список литературы
1. Проворов, Н. А. Эколого-генетические принципы селекции растений на повышение эффективности взаимодействия с микроорганизмами / Н. А. Проворов, И. А. Тихонович // Сельскохоз. биология. – 2003. ‒ Т. 38, № 3. – С. 11‒25.
2. Чеботарь, В. К. Эффективность применения биопрепарата Экстрасол / В. К. Чеботарь, А. А., Завалин, Е. Н. Кипрушкина. – М. : ВНИИ агрохимии, 2007. – 216 с.
3. Тихонович, И. А. Симбиогенетика микробно-растительных взаимодействий / И. А. Тихонович, Н. А. Проворов // Экол. генетика. – 2004. – Т. 1, № 1. – С. 36‒46.
4. Advances in agronomy and ecology of the Azospirillum plant association / Y. Okon [et al.] // Nytrogen fixation: fundamentals and applications : proc. of the 10th Int. congress on nitrogen fixation / eds. I. A. Tikhonovich, N. A. Provorov, V. E. Romanov, W. E. Newton. ‒ St. Petersburg, 1995. – P. 635‒640.
5. Умаров, М. М. Азотфиксация в ассоциациях микроорганизмов с растениями / М. М. Умаров, Н. Г. Куракова, Б. Ф. Садыков // Минеральный и биологический азот в земледелии СССР / редкол. : Е. Н. Мишустин (отв. ред.) [и др.]. – М., 1985. – С. 205‒213.
6. Тихонович, И. А. Симбиозы растений и микроорганизмов: молекулярная генетика агросистем будущего / И. А. Тихонович, Н. А. Проворов. – СПб. : Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2009. – 210 с.
7. Физиолого-экологические основы оптимизации продукционного процесса агрофитоценозов (поликультура в растениеводстве) / В. Н. Прохоров [и др.]. – Минск : Право и экономика, 2005. – 368 с.
8. Парахин, Н. В. Сельскохозяйственные аспекты симбиотической азотфиксации / Н. В. Парахин, С. Н. Петрова. – М. : Колос, 2006. – 158 с.
9. Завалин, А. А. Эффективность использования минеральных удобрений и биопрепаратов в зернотравяных севооборотах / А. А. Завалин, Н. С. Алметов, Л. С. Чернова // Агрохимия. – 2014. ‒ № 9. – С. 35‒47.
10. Мишустин, Е. Н. Роль биологического азота в азотном балансе земледелия СССР и в повышении плодородия почв / Е. Н. Мишустин, Н. И. Черепков // Изв. АН СССР. Сер. биол. наук. – 1987. ‒ № 5. – С. 649‒660.
11. Персикова, Т. Ф. Роль бобовых предшественников в азотном питании культур севооборота / Т. Ф. Персикова // Бюл. ВНИИ агрохимими им. Д. Н. Прянишникова. – 2001. ‒ № 115. – С. 57‒58.
12. Smith, S. E. Mycorhizal Symbiosis / S. E. Smith, D. J. Read. – 2nd ed. – San Diego ; London ; New York ; Boston ; Sidney ; Tokyo ; Toronto : Academic Press, 1997. – 590 p.
13. Лактионов, Ю. В. Роль клубеньков бактерий в возделывании бобовых культур / Ю. В. Лактионов, А. П. Кожемяков, В. В. Елисеев // Агроинформ. – 2014. – № 2. – С. 34‒36.
14. Biologia ed applicazioni agronomiche dell’associazione graminacee-Azospirillum / M. Del Gallo [et al.] // Impiegi degli azotofissatori in agricultura. Limitazioni e persreitive. CNR-IPRA. – Rome, 1985. ‒ N 7. – P. 31‒52.
15. Целесообразность совмещения полифункциональных препаратов-регуляторов роста растений с современными системными фунгицидами / Т. А. Рябчинская [и др.] // Агрохимия. – 2014. ‒ № 2. – С. 26‒32.
16. Impact of arbuscular micorrhizas on sustainable agriculture and natural ecosystems / ed. : S. Gianinazzi, H. Schüepp. – Basel : Birkhäuser Verlag, 2002. – 227 p.
17. Schüssler, A. A new fungal phylum, the Glomeromycota: phylogeny and evolution / A. Schüssler, D. Schwarzott, C. Walker // Mycol. Res. – 2001. – Vol. 105, N 12. – P. 1412‒1421. https://doi.org/10.1017/s0953756201005196
18. Read, D. J. An ecological point of view on arbuscular mycorrhiza research / D. J. Read // Mycorrhizal technology in agriculture. From genes to bioproducts / eds. S. Gianinazzi, H. Schüepp, J. M. Barea, K. Haselwandter. – Basel, 2002. – P. 129‒137.
19. Helal, H. M. Zur Bedeutung der Mykorrhiza in einer umweltschonenden Landwirtschaft / H. M. Helal // Anwendung arbuskulärer Mykorrhizapilze im Pflanzenbau : Arbeitstagung am 13. und 14. Januar 1997 in Braunschweig. ‒ Berlin, 1997. – S. 47‒53.
20. Balt, H. Infuence of nitrogen fertilization and green manure in continuous monoculture and in crop rotation on the inoculum potential of winter barley / H. Baltruschat, H. W. Dehne // Plant and Soil. – 1989. – Vol. 113, N 2. – P. 251‒256. https://doi.org/10.1007/bf02280188
21. Páradi, I. Influence of arbuscular mycorrhiza and phosphorus supply on polyamine content, growth and photosynthesis of Plantago lanceolate / I. Páradi, Z. Bratek, F. Láng // Biol. Plantarum. – 2003. – Vol. 46, N 4. – P. 563‒569. https://doi.org/10.1023/a:1024819729317
22. Gianinazzi-Pearson, V. Have common plant system co-evolved in fungal and bacterial root symbiosis? / V. GianinazziPearson // Biological Fixation of Nitrogen for Ecology and Sustainable Agriculture / eds. A. Legocki, G. Boethe, A. Pueler. ‒ Berlin ; Heidelberg, 1997. ‒ P. 321‒324.
23. Okon, Y. Agronomic applications of Azospirillum/Improving plant productivity with rhozosphere bacteria / Y. Okon, C. A. Labandera-Gonzales // Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization / еd. by M. H. Ryder, P. M. Stephens, G. D. Bowen. – Adelaide, Australia, 1994. – P. 1274‒1278.
24. Структурно-функциональная организация генов pseudomonas fluorescens, кодирующих ферменты биосинтеза фенозин-1-карбоновой кислоты / Д. В. Мавроди [и др.] // Молекуляр. биология. – 1997. – Т. 31, № 1. – С. 74‒80.
25. Popova, E. V. Biocontrol of Fusarium oxisporum and Verticillium dahlia on tomato and cucumber by Serratia marcescens / E. V. Popova, L. K. Khatskevich // Biology of Plant-Microbe Interactions. Vol. 4: Molecular Plant-Microbe Interactions: New Bridges between Past and Future (Proc. of the 11th Int. congress on molecular plant-microbe interactions) / ed. : I. Tikhonovich, B. Lugtenberg, N. Provorov. ‒ St. Paul, Minn., USA, 2004. – P. 315‒318.
26. Genom-based discovery, structure, prediction and functional analyses of cyclic lipopeptide antibiosis in Pseudomonas species / I. de Bruijin [et al.] // Mol. Microbiol. – 2007. – Vol. 63, N 2. – P. 417‒428. https://doi.org/10.1111/j.1365-2958.2006.05525.x
27. Боронин, А. М. Ризосферные бактерии рода Pseudomonas, способствующие росту и развитию растений / А. М. Боронин // Сорос. oбразов. журн. – 1998. ‒ № 10. – С. 26‒31.
28. Medicago truncatula gene responses specific to arbuscular mycorrhiza interactions with different species and genera of Glomeromycota / Massoumou M. [et al.] // Mycorrhiza. – 2007. – Vol. 17, N 3. – P. 223‒234. https://doi.org/10.1007/s00572006-0099-9
29. Многокомпонентный симбиоз бобовых с полезными почвенными микроорганизмами: генетическое и эволюционное обоснование использования в адаптивном растениеводстве / О. Ю. Штарк [и др.] // Экол. генетика. – 2011. ‒ Т. 9, № 2. – С. 80‒94.
30. Rhizobacteria that produce auxins and contain 1-amino-cyclopropane-1-carboxylic acid deaminase amino acid concentrations in the rhizosphere and improve growth and yield of well-watered and water-limited potato (Solanum tuberosum) / A. Belimov [et al.] // Ann. Appl. Biol. – 2015. – Vol. 167, N 1. – P. 11‒25. https://doi.org/10.1111/aab.12203
31. Посыпанов, Г. С. Биологический азот. Проблемы экологии и растительного белка / Г. С. Посыпанов. – М. : Изд-во Моск. с.-х. акад., 1993. – 272 с.
32. Основы сельскохозяйственной биотехнологии / Г. С. Муромцев [и др.]. – М. : Агропромиздат, 1990. – 384 с.
33. Reynders, I. Use of Azospirillum brasilense as bio-fertilizer in intensive wheat cropping / I. Reynders, K. Vlassak // Plant and Soil. – 1982. – Vol. 66. – P. 217‒223.
34. Шильникова, В. К. Анатомия и закономерности развития клубеньковых бактерий в симбиозе с растениями и в условиях искусственной питательной среды : автореф. дис … д-ра биол. наук / В. К. Шильникова. – М., 1970. – 28 с.
35. Establishment of inoculated Azospirillum spp. in the rhizosphere and in roots of field grown wheat and sorghum / V. L. D. Baldani [et al.] // Plant and Soil. – 1986. ‒ Vol. 90, N 1‒3. – P. 35‒46.
36. Sau, F. Response to water stress and nitrogen-fixing faba bean / F. Sau, M. J. Minguez // J. Exp. Bot. – 1990. – Vol. 41, N 9. – P. 1207‒1211. https://doi.org/10.1093/jxb/41.9.1207
37. Schnotz G. Stickstoff-Fixierungsvermögen mehrjähriger Leguminosen des Dauergrünlandes / G. Schnotz. – Stuttgart : Grauer, 1995. – 128 p.
38. Орлов, В. П. Влияние влажности почвы на формирование клубеньков и урожай фасоли в условиях вегетационного опыта / В. П. Орлов, Л. Д. Князева // Бюл. науч.-техн. информации Всесоюз. НИИ зернобобовых и крупяных культур. ‒ 1980. ‒ № 26. – С. 62‒65.
39. Воробьев, В. А. Симбиотическая азотфиксация и температура / В. А. Воробьев. – Новосибирск : Наука. Сиб. предприятие РАН, 1998. – 128 с.
40. Handbook of microbial bioferilizer / ed. M. K. Rai. – New York : Haworth Press Inc., 2006. – 579 p.
41. Martin, P. Enfluß von Mineralstoffen auf das symbiotische N2 – Bindungssystem bei Leguminosen / P. Martin // KaliBriefe (Büntehof). – 1990. – Bd. 20, N 1. – S. 93‒110.
42. Aikio, S. The modeled growth of mycottrizal plants under constant versus soil nutrient concentrations / S. Aikio, A. L. Ruotsalainen // Mycorrhiza. – 2002. ‒ Vol. 12, N 5. ‒ P. 257‒261. https://doi.org/10.1007/s00572-002-0178-5
43. Yahalom, E. Azospirillum effect on susceptibility to Rhizobim nodulation and on nitrogen fixation of several forage legumes / E. Yahalom, Y. Ocon, A. Dovrat // Can. J. Microbiol. – 1987. – Vol. 33, N 6. – P. 510‒514. https://doi.org/10.1139/m87-085
44. Посыпанов, Г. С. Методические аспекты изучения симбиотического аппарата бобовых культур в полевых условиях / Г. С. Посыпанов // Изв. Тимирязев. с.-х. акад. ‒ 1983. ‒ № 5. – С. 17‒26.
45. Пейве, Я. В. Роль микроэлементов в симбиотической азотфиксации / Я. В. Пейве // Изв. АН СССР. Сер. биол. ‒ 1970. ‒ № 2. ‒ С. 238‒245.
46. Lazarovits, G. Rhizobacteria for improvement of plant growth and establishment / G. Lazarovits, J. Nowak // HortScience. – 1997. – Vol. 32, N 2. – P. 188‒192. https://doi.org/10.21273/hortsci.32.2.188
47. Бонарцева, Г. А. Влияние разных концентраций кислорода, сахарозы и нитрата на синтез поли-бета-оксибутирата Rhizobium phaseoli / Г. А. Бонарцева, В. Л. Мышкина, Е. Д. Загреба // Микробиология. – 1995. – Т. 64, № 1. – С. 40‒43.
48. Absorption efficience of N, P, K through triple inoculation of wheat (Triticum aestivum L.) by Azospirillum brasilense, Streptomyces sp., Glomus intraradices and manure application / M. R. Ardakani [et al.] // Physiol. Mol. Biol. Plants. – 2011. – Vol. 17, N 2. – P. 181‒192. https://doi.org/10.1007/s12298-011-0065-7
49. Phillips, D. A. Efficiency of symbiotic nitrogen fixation in legumes / D. A. Phillips // Annu. Rev. Plant Physiol. ‒ 1980. – Vol. 31, N 1. – P. 29‒49. https://doi.org/10.1146/annurev.pp.31.060180.000333
50. Effect of tomato pathogen Fusarium oxisporum f. sp. radices-lycopersici and biocontrol bacterium Pseudomonas fluorescens WCS635 on the compositions of organic acids and sugars in tomato root exudates / F. Kamilova [et al.] // Mol. Plant-Microbe Interact. – 2006. – Vol. 19, N 10. – P. 1121‒1126. https://doi.org/10.1094/mpmi-19-1121
51. Тихонович, И. А. Использование генетических факторов макросимбионта для повышения эффективности биологической азотфиксации / И. А. Тихонович // Биологический азот в сельском хозяйстве СССР : сб. ст. / отв. ред. Е. Н. Мишустин. – М., 1989. – С. 166‒181.
Рецензия
Просмотров:
381
Послать статью по эл. почте 
