Влияние тяжелых металлов на микоризацию корней бобово-ризобиальной симбиосистемы гороха посевного(Pisum sativum L.)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Изучили влияние микробного консорциума, состоящего из клубеньковой бактерии Rhizobium leguminosarum bv. viciae штамм CIAM1079, ассоциативной ризобактерии Variovorax paradoxus штамм 5C-2 и арбускулярного гриба Glomus sp. 1Fo. на биомассу корней и формирование микоризной инфекции у различных генотипов гороха, выращенных на загрязненной тяжелыми металлами залежной дерново-подзолистой почве. Показано, что искусственная инокуляция растений в среднем способствовала увеличению параметров микоризации примерно в 4 раза. При этом в большинстве случаев это практически не влияло на интенсивность роста корневой системы растений на фоне загрязнения почв токсикантами. Использование метода нейросетевого анализа данных показало, что морфометрические показатели не были достоверным критерием оценки степени микоризации макросимбионта. Расчет индексов когнитивной значимости дал предпосылку создания программы оценки экохимических процессов, лежащих в основе интегрального взаимодействия симбиотических партнеров в условиях множественного симбиоза и стрессового влияния факторов внешней среды.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. И. Воробьев

Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии

Email: puhalskyyan@gmail.com
Россия, 196608, Санкт-Петербург–Пушкин, ш. Подбельского, 3

Я. В. Пухальский

Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии; Ленинградский государственный университет им. А. С. Пушкина

Автор, ответственный за переписку.
Email: puhalskyyan@gmail.com
Россия, 196608, Санкт-Петербург–Пушкин, ш. Подбельского, 3; 196605, Санкт-Петербург– Пушкин, Петербургское ш., 10

Т. С. Азарова

Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии

Email: puhalskyyan@gmail.com
Россия, 196608, Санкт-Петербург–Пушкин, ш. Подбельского, 3

С. И. Лоскутов

Ленинградский государственный университет им. А. С. Пушкина; ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова

Email: puhalskyyan@gmail.com

Всероссийский научно-исследовательский институт пищевых

Россия, 196605, Санкт-Петербург– Пушкин, Петербургское ш., 10; 191014, Санкт-Петербург, Литейный просп., 55

Ю. В. Лактионов

Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии

Email: puhalskyyan@gmail.com
Россия, 196608, Санкт-Петербург–Пушкин, ш. Подбельского, 3

Ю. В. Косульников

Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии

Email: puhalskyyan@gmail.com
Россия, 196608, Санкт-Петербург–Пушкин, ш. Подбельского, 3

А. И. Ковальчук

Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии

Email: puhalskyyan@gmail.com
Россия, 196608, Санкт-Петербург–Пушкин, ш. Подбельского, 3

А. П. Кожемяков

Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии

Email: puhalskyyan@gmail.com
Россия, 196608, Санкт-Петербург–Пушкин, ш. Подбельского, 3

Список литературы

  1. Давыдова С.Л., Тагасов В.И. Тяжелые металлы как супертоксиканты XXI века: учеб. пособ. М.: Изд-во РУДН, 2002. 140 с.
  2. Медведев И.Ф., Деревягин С.С. Тяжелые металлы в экосистемах. Саратов: Ракурс, 2017. 178 с.
  3. Елькина Г.Я. Реакция растений на полиэлементное загрязнение подзолистых почв тяжелыми металлами // Агрохимия. 2017. № 7. С. 78–85.
  4. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. СПб.: Изд-во ПИЯФ РАН, 2008. 216 с.
  5. Водяницкий Ю.Н., Ладонин Д.В., Савичев А.Т. Загрязнение почв тяжелыми металлами: учеб. пособ. М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева РАСХН, 2012. 304 с.
  6. Борисов А.Ю., Штарк О.Ю., Жуков В.А., Неманкин Т.А., Наумкина Т.С., Пинаев А.Г., Ахтемова Г.А., Ворошилова В.А., Овчинникова Е.С., Рычагова Т.С., Цыганов В.Е., Жернаков А.И., Кузнецова Е.В., Гришина О.А., Сулима А.С., Федорина Я.В., Чеботарь В.К., Бисселинг Т., Лемансо Ф., Джианиназзи–Пирсон В., Ратэ П., Санхуан Х., Стоугаард Й., Берг Г., Макфи К., Эддис Н., Тихонович И.А. Взаимодействие бобовых с полезными почвенными микроорганизмами: от генов растений к сортам // Сел.-хоз. биол. 2011. № 3. С. 41–47.
  7. Штарк О.Ю., Борисов А.Ю., Жуков В.А., Неманкин Т.А., Тихонович И.А. Многокомпонентный симбиоз бобовых с полезными почвенными микроорганизмами: генетическое и эволюционное обоснование использования в адаптивном растениеводстве // Экол. генетика. 2011. № 9. С. 80–94.
  8. Dilworth M.J. Dinitrogen fixation // Ann. Rev. Plant Physiol. 1974. V. 25. № 1. P. 81–114.
  9. Леппянен И.В., Штарк О.Ю., Павлова О.А., Бовин А.Д., Иванова К.А., Серова Т.А., Долгих Е.А. Анализ эффектов совместной инокуляции грибами арбускулярной микоризы и ризобиями на рост и развитие растений гороха Pisum sativum L. // Сел.-хоз. биол. 2021. Т. 56. № 3. С. 475–486.
  10. Шапошников А.И., Пухальский Я.В., Кравченко Л.В., Белимов А.А. Роль корневой экссудации в трофических взаимодействиях растений с ризосферными микроорганизмами. СПб.: Информ-Навигатор, 2016. 104 c.
  11. Смит С.Э., Рид Д. Дж. Микоризный симбиоз. М.: То- варищество научн. изд. КМК, 2012. 776 с.
  12. Белимов А.А., Кунакова А.М., Сафронова В.И., Степанок В.В., Юдкин Л.Ю., Алексеев Ю.В., Кожемяков А.П. Использование ассоциативных бактерий для инокуляции ячменя в условиях загрязнения почвы свинцом и кадмием // Микробиология. 2004. Т. 73. С. 118–125.
  13. Hu N., Zhao B. Key genes involved in heavy-metal resistance in Pseudomonas pulida CD2 // FEMS Microbiol. Lett. 2007. V. 267. P. 17–22.
  14. Tsyfanov V.E., Belimov A.A., Borisov A.Y., Safro- nova V.I., Georgi M., Dietz K.–J., Tikhonovich I.A. A chemically induced new pea (Pisum sativum L.) mutant SGECdt with increased tolerance to and accumulation of cadmium // Annal. Botany. 2007. № 99. P. 227–237.
  15. Phillips J.M., Hayman D.S. Improved procedures for clearing roots and staining parasitic and vesicular-arbuscular mycorrhizal fungi for rapid assessment of infection // Transact. British Mycor. Soc. 1970. V. 55. P. 158–161.
  16. Trouvelot A., Kough J.L., Gianinazzi-Pearson V. Mesure du taux de mycorhization VA d’un systeme radi-culaire // Physiol. Genet. Aspect. Mycorrhizae. Paris: INRA-Press, 1986. P. 217–221.
  17. Воробьев Н.И., Юрков А.П., Проворов Н.А. Свид-во № 2016612112 от 12.02.2016 о регистрации программы ЭВМ “Программа вычисления индексов микоризации корней растений”. М.: Федерал. служба по интеллект. собственности. 2016.
  18. Sutrop U. List task and a cognitive salience index // Field metods. 2001. V. 13(3). P. 263–276.
  19. Воробьев Н.И., Пухальский Я.В., Пищик В.Н. Программа нейросетевого анализа корреляционных связей в биосистемах. Свид-во гос. регистр. программы для ЭВМ № 2023611435 от 19.01.2023.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Средние для всех выращенных на загрязненной ТМ дерново-подзолистой почве генотипов гороха величины параметров развития микоризных структур. Параметры микоризации корней: встречаемость микоризной инфекции (F), обилие арбускул в образце (М), обилие арбускул в микоризованных фрагментах (m), обилие везикул в образце (V) и обилие везикул в микоризованных фрагментах (v). Вертикальные отрезки обозначают ошибки средних.

Скачать (61KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Влияние инокуляции на накопление биомассы побегов (а), биомассы корней (б). □ – неинокулированные растения, ■ – инокулированные растения. Вертикальные отрезки обозначают ошибки средних. Генотипы расположены слева направо по увеличению их коллекционного номера.

Скачать (211KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Показатели CSI-индекса в вариантах опыта, □ – неинокулированные растения, ■ – инокулированные растения.

Скачать (81KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024