Ростстимулирующие бактерий и их влияние на продуктивность и устойчивость растений - Влияние инокуляции семян растений на микоризацию корней
Сложные организмы, к которым относятся не только животные, но и высшие растения, существуют в природе в виде многоорганизменных сообществ, что достигается обильной колонизацией макроорганизма-хозяина бактериями, грибами, вирусами и в некоторых случаях археями. Что касается растений, их здоровье и продуктивность во многом зависят от того, какие микробы и в каком количестве колонизируют поверхность и внутренние компартменты растения [Антонюк C. 6].
Жизненный цикл растений осуществляется в тесном контакте с микроорганизмами. Бактерии, в свою очередь, развили ряд стратегий, позволяющих им использовать растения как своеобразную экологическую нишу. Эти взаимоотношения в одних случаях формируются по типу антагонизма, в других - мы наблюдаем взаимовыгодное симбиотическое сосуществование, позволяющее им выжить в среде обитания [Игнатов 262 с].
Патогенетические взаимоотношения с растениями формируют вироиды, вирусы, бактерии и грибы. Описано около 11 тыс. заболеваний растений, вызванных 120 видами грибов, 30 типами вирусов и 80 родами бактерий.
В зоне прямого влияния растений, прилегающей к корням почве обитают ассоциативные микрорганизмы, формирующие на корнях растений сложные по таксономическому составу и структурно-функциональной организации сообщества, которые оказывают на растения полифункциональное воздействие [Бухарин 264 с.]. Изучение ассоциативных бактерий началось в 70-х годах прошлого столетия, когда было впервые установлено, что некоторые бактерии в растительно-микробных ассоциациях способны стимулировать рост и развитие растений. Это дало возможность для использования ассоциативных ризобактерий для разработки на их основе биопрепаратов и использования в сельском хозяйстве. В настоящее время спектр бактерий, оказывающих положительное влияние на растения, расширяется благодаря активным исследованиям в этой области. Но вопрос о взаимоотношениях бактерий и растений растительно-микробных ассоциациях требует фундаментального изучения.
Растительно-бактериальные ассоциации подразделяют на трофический тип, обеспечивающий питание растений, и защитный, способствующий устойчивости растений к фитопатогенным микробам и фитофагам [Проворов С. 521-525.]. При трофической ассоциации главную роль играют бактерии родов Azospirillum, Flavobacterium, Enterobacter. При защитном симбиозе ассоциантами являются Pseudomonas Fluorescens, P. chloraphis, P. putida, Serratia Marcestens, Bacillus subtilis [Шапошников С. 16-22.].
Аэробные спорообразующие бактерии рода Bacillus Cohn, широко используются в микробиологической и медицинской промышленности как продуценты ферментных препаратов, антибиотиков и пробиотиков. В сельскохозяйственном производстве их применение ограничивалось лишь в качестве основы инсектицидных препаратов. В последнее время, в связи с насущной проблемой перехода к биологическому земледелию, интенсивно разрабатываются методы биологической защиты растений от болезней и соответствующие биопрепараты, призванные минимизировать применение химических пестицидов. Бактерии рода Bacillus рассматриваются как перспективные агенты биологического контроля болезней растений в силу их широко распространенного природного антагонизма ко многим фитопатогенным грибам. Бактерии синтезируют цианистый водород, который лизирует часть клеточных стенок многих патогенныхгрибов [Frankowski, Lorito, 2001, с. 421 - 426]. В последнее десятилетие во многих ведущих агропромышленных странах были созданы и испытаны некоторые препараты на основе бацилл-антагонистов.
Bacillus subtilis ? грамположительная спорообразующая аэробная почвенная бактерия широко распространена в природе, благодаря способности образовывать эндоспоры и переносить неблагоприятные условия окружающей среды в течение продолжительного периода. Первоначально были описаны в 1835 Эренбергом как Vibrio subtilis, в 1872 были переименованы Коном в Bacillus subtilis. Название "сенная палочка" вид получил из-за того, что накопительные культуры этого микроорганизма получают из сенного экстракта. Является продуцентом некоторых полипептидных антибиотиков, а также ферментов (амилазы, протеазы), получаемых промышленно. Сенная палочка (Bacillus subtilis) широко распространена в природе, имеет палочковидную форму. В присутствии кислорода образует споры, что позволяет ей длительный период сохраняться во внешней среде. Высокая биологическая активность является ее отличительной особенностью. Согласно данным литературных источников, сенная палочка имеет высокую изменчивость, что затрудняет ее идентификацию по культуральным свойствам. Так, у B. subtilis отмечается до 10 типов колоний при выращивании на различных агаризированных средах [Красилышков, 1952, с. 48].
Бактерии Bacillus способны к синтезу широкого спектра антибиотических соединений и гидролитических ферментов [P. Nielsen, J. Sorensen, 1997, c. 183-192]. Могут осуществлять прямую стимуляцию роста растений за счет индукции резистентности к фитопатогенам, снижения уровня этилена, синтеза регуляторов роста. Ризобактерии улучшают фосфорное питание растений посредством гидролиза органических фосфатов под действием фосфатаз, а так же способствует фиксации атмосферного азота диазотрофами.
Показан положительный эффект бактериальных ауксинов на инициацию и удлинение корней, развитие боковых корней и корневых волосков, что может иметь значение для ускоренного роста, потребления питательных элементов и устойчивости растения к стрессам [Bais H. P P. 233-266.]. Стресс у растений сопровождается активацией биосинтеза АЦК и этилена. Аминокислота АЦК служит непосредственным предшественником при биосинтезе фитогормона этилена. Этилен вовлечен во многие звенья процессов роста и развития растений, включая прорастание семян, инициацию и удлинение тканей и органов, цветение, созревание плодов, старение тканей и реакции на стрессовые факторы. В стрессовых реакциях этилен выступает как негативный регулятор ростовых процессов [Белимов С. 23-28.]. Бактерии повышают адаптацию растений к стрессу, вызванному дефицитом влаги в почве, стимулируя рост корней и увеличивая доступ к дополнительным ресурсам находящейся в почве влаги. В этих условиях АЦК-утилизирующие бактерии способны стимулировать рост корней за счет регуляции уровня этилена. Концентрация гормона абсцизовой кислоты при этом остается высокой, что ограничивает потери воды листьями за счет транспирации [Белимов А. А 2009. 320 с.].
Внедрение штаммов эндофитных бактерий во внутренние структуры семян рассматривают как перспективный способ расширения физиологических возможностей семян. В литературе данный метод биологической обработки семян получил название биопрайминга.
В последнее десятилетие отмечается устойчивый рост применения биопрепаратов в растениеводстве в России, производственные испытания которых подтверждают их высокую экономическую эффективность. К преимуществам микробиологических препаратов в отличие от химических можно отнести безопасность использования, снижение химической нагрузки на агроценоз и ландшафт прилегающих территорий, восстановление нормальной структуры микробиоценоза обрабатываемых почв.
В связи с этим другим перспективным способом применения эндофитных бактерий растений могут стать микробиологические препараты для сельского хозяйства, поэтому их разработка и применение является весьма актуальной и своевременной [Meyer P. 188-205.].
Похожие статьи
-
Введение - Влияние инокуляции семян растений на микоризацию корней
В последние годы внимание многих исследователей направлено на изучение влияния глобальных климатических изменений на растения. Это связано с тем, что...
-
Влияние засухи и бактерий Bacillus subtilis на морфометрические показатели растений В проведенных исследований были получены следующие результаты. Длина...
-
Роль микоризы в жизни растений Микориза - неотъемлемая часть большинства растений в природе. На инфицированных корнях грибы развивают внешний мицелий,...
-
В проведенных исследований были получены следующие результаты. Корни контрольных растений гороха, выросших при влажности почвы 70% из семян, не...
-
Объект и предмет исследования В качестве Объекта исследования была выбраны сельскохозяйственные культуры: горох (( Pisum sativum L.), сорта...
-
Засуха характеризуется комплексом неблагоприятных условий, приводящих к глубокому дефициту воды в почве и в растении [ Третьяков С. 243-244]. Угнетающее...
-
Окрашивание корней производилось по следующему методу [Trouvelot, Kough, Gianinazzi-Pearson, 1986, с. 217-221]: 1. Отбирали корни 10-20 шт. с одного...
-
Выводы, Список литературы - Влияние инокуляции семян растений на микоризацию корней
1. В условиях имитации почвенной засухи изменялись морфометрические показатели растений. Длина надземной части (побегов) уменьшалась у гороха и кукурузы...
-
Функция сапротр. грибов : разложение и минерализация отмерших органов растений, трупов, экскрементов животных. В результате растение обеспечивается...
-
Широкие исследования вирусов насекомых и, в частности, бакуловирусов, начавшиеся во всем мире в середине прошлого столетия, были обусловлены, главным...
-
Амая многочисленная группа облигатных подземных паразитов -- заразиховые. Род заразиха -- Оrobanche по сравнению с другими родами семейства отличается...
-
БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ - Сорные растения
Для успешной борьбы с сорняками необходимо знать их биологические особенности и способы распространения. За долгий период своего существования среди...
-
Нами была проведена сравнительная оценка различных механизмов персистенции вируса в организме гусениц непарного шелкопряда и условия ее перехода в острое...
-
При влиянии болезнетворных бактерий на человека в самом простом случае болезнетворные микроорганизмы лишь "крадут" питательные вещества хозяина. При этом...
-
Влияние атмосферного давления и газового состава атмосферы на растения
В тех местах, где сейчас пустыни, полупустыни и почти безжизненные пространства, полыхал пожар, охвативший почти 70 млн. квадратных километров площади...
-
Омемла-- вечнозеленое кустарниковое растение, род полупаразитных кустарников. Паразитирует на очень многих древесных растениях: тополях, кленах, соснах,...
-
Этапы микроклонального размножения растений - Биотехнология микроклонального размножения особей
Процесс клонального микроразмножения можно разделить на 4 этапа: 1. Выбор растения-донора, изолирование эксплантов и получение хорошо растущей стерильной...
-
ВРЕД, ПРИЧИНЯЕМЫЙ СОРНЯКАМИ - Сорные растения
Сорняки, поглощая из почвы большое количество воды и питательных веществ, угнетают рост и развитие культурных растений, снижают их урожайность....
-
Закаливание растений - Морозоустойчивость растений
Морозоустойчивость -- не постоянное свойство растений. Она зависит от физиологического состояния растений и условий внешней среды. Растения, выращенные...
-
При исследовании содержания аллелохемиков в листве интактных и поврежденных берез нами показано, что содержание оксибензойных кислот и простых...
-
КЛАССИФИКАЦИЯ СОРНЫХ РАСТЕНИЙ, БОРЬБА С СОРНЫМИ РАСТЕНИЯМИ - Сорные растения
Сорные растения классифицируют по важнейшим биологическим признакам: способу питания, продолжительности жизни, способу размножения (табл.). Классификация...
-
Условия внешней среды оказывают огромное влияние на развитие растений, на их внешний облик и долговечность. Основные экологические факторы в городах...
-
В фармацевтической практике используют высушенные, реже свежие подземные органы многолетних растений, собранные чаще осенью или ранней весной, очищенные...
-
Актуальность проблемы. Среди многообразия взаимоотношений между растениями и насекомыми важное место занимает фитофагия. В результате коэволюции как у...
-
Одна из особенностей граната -- "незасыпаемость". Если стебель и ветви растения занесет песок, то растение пускает новые придаточные корни. Растения как...
-
Обратимость процессов закаливания - Морозоустойчивость растений
В период прохождения фаз закаливания формируется морозоустойчивость растений. Морозоустойчивость представляет собой процесс, а не постоянное свойство...
-
Род Klebsiella. Род Klebsiella относится к семейству энтеробактерий. Особенность представителей рода -- способность образовывать капсулу. Основной вид --...
-
Современные стандартизованные методы определения чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам подразделяют на две группы: 1. Диффузные...
-
Чувствительность микроорганизмов к антибиотикам и химиопрепаратам - это свойство микроорганизмов реагировать на действие данных препаратов приостановкой...
-
Материал для исследования следует брать по возможности до начала химиотерапии и лучше во время вскрытия или дренирования гнойного очага. Особенно...
-
Половые железы у млекопитающих реагируют на действие радиации однотипно. Основное видовое отличие - величина повреждающей дозы, которая тесно связана с...
-
Влияние вирусной инфекции на клеточном уровне - Строгие постулаты Коха
Различают три вида воздействий, оказываемых вирусами животных на клетки. Легче всего выявляется деструктивный, или цитолитический, эффект, для которого...
-
Как амарант используют в медицине, Польза амарантового масла - Рожденный в Южной Америке
Амарант активно добавляют в лекарственные препараты и используют в виде пищевого масла. Самыми частыми медицинскими показаниями к его употреблению в...
-
Развитие идеи И. И. Мечникова по целенаправленному изменению состава микрофлоры желудочно-кишечного тракта путем энтерального введения культур...
-
Вирус белок генетический фаг Основные проблемы и явления Бактериофаги являются паразитами представителей почти всех групп прокариотических организмов от...
-
Условия произрастания - Экологические группы растений по отношению к свету, воде и теплу
В большинстве случаев розы теплолюбивы, но есть виды, растущие в условиях сурового климата. Розы предпочитают яркое освещение и при значительном...
-
Видовое разнообразие растительных сообществ - Виды и структура растительного сообщества
Формирование растительных сообществ происходило в течение длительного времени, в период которого подбирались виды растений, способные существовать...
-
Цветки и их опыление - Выращивание кактусов в условиях школьного кабинета биологии
Цветки у кактусов различной величины. Прекрасные цветки селеницереуса, например, достигают 36 см в диаметре, а перламутрово-прозрачные цветки -...
-
Зоохория - распространение семян с помощью животных. 3 типа зоохории: 1. Эпизоохория - распространение с помощью плодов с прищепками(лопух, репейничек...
-
Кормовой вирусный генетический шелкопряд Представленные результаты исследований указывают на взаимосвязь онтогенеза и динамики популяций непарного...
Ростстимулирующие бактерий и их влияние на продуктивность и устойчивость растений - Влияние инокуляции семян растений на микоризацию корней