Утворення біоплівки на коренях сільськогосподарських культур мікроорганізмами-агентами органо-мінерального добрива Diamond grow марки HUMI [K] BIO + «PLUS»
DOI:
https://doi.org/10.33730/2077-4893.2.2025.333839Ключові слова:
адгезія, корені, ґрунт, мікробіом, угруповання мікроорганізмів, консорціїАнотація
Мікробіом ґрунту сільськогосподарських культур є ключовим компонентом агроекосистем, що впливає на ріст, розвиток та стійкість рослин агроценозу. Всі взаємодії рослина−мікроорганізми не є випадковими, а − результат тривалої коеволюції, що часто призводить до асоціацій, у яких господар (рослина) та його мікробіота співпрацюють у взаємовигідний спосіб. Формування біоплівок ‒ це стратегія, що використовують мікроорганізми для стабільної колонізації поверхні кореня рослин. Біоплівки складаються з мікроорганізмів, упроваджених у самостійно вироблений позаклітинний матрикс, який забезпечує захист від стресів навколишнього середовища та імунних реакцій рослини. Дослідження здатності мікроорганізмів до утворення біоплівки та адгезії на коренях рослин є одним з елементів формування мікробіому сільськогосподарських рослин за дії біопрепаратів, окремих штамів чи багатокомпонентних композицій ґрунтових мікроорганізмів. Розуміння процесу утворення біоплівок на коренях рослин дає можливість прогнозувати та розробляти стратегії взаємодій між рослинами і мікроорганізмами для пом’якшення абіотичного стресу, а саме посухи, засолення та забруднення важкими металами і формування сталих продуктивних агроекосистем. У процесі дослідження встановлено, що рівень утворення та сформованості біоплівки на коренях проростків тест-культур істотно залежав від видової належності рослин, і менше залежав від концентрації застосованого ОМД DG H[K]B «Plus». Через 48 год дослідження на коренях усіх досліджуваних тест-культур відмічали формування біоплівок, але з різним рівнем сформованості. Виявлено, що і найнижчу щільність біоплівки демонстрували тест-культури родини Fabacae, найвищу — Poacae. У результаті дослідження виявлено, що інтенсивність утворення біоплівок та мікробної адгезії зменшувалась у такій послідовності: кукурудза > пшениця > ячмінь > помідори > перець > огірки > кабачки > горох посівний > нут > горох овочевий > квасоля.
Посилання
Koskella, B. & Bergelson, J. (2020). The study of host-microbiome (co)evolution across levels of selection. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 375. DOI: https://doi.org/10.1098/rstb.2019.0604.
Fisher, R. M., Henry, L. M., Cornwallis, C. K., Kiers, E. T., & West, S. A. (2017). The evolution of host-symbiont dependence. Nat. Commun., 8, 1−8. DOI: https://doi.org/10.1038/ncomms15973.
Metcalf, C. J. E., Henry, L. P., Rebolleda-Gómez, M., & Koskella, B. (2019). Why Evolve Reliance on the Microbiome for Timing of Ontogeny. MBIO, 10, 5. DOI: https://doi.org/10.1128/mbio.01496-19.
Tobin, J. H., Sanders, J. G., & Fierer, N. (2019). Not all animals need a microbiome. FEMS Microbiology Letters, 366, 10. DOI: https://doi.org/10.1093/femsle/fnz117.
Schmidt, J. E., Kent, A. D., & Brisson, V. L. (2019). Agricultural management and plant selection interactively affect rhizosphere microbial community structure and nitrogen cycling. Microbiome, 7, 146. DOI: https://doi.org/10.1186/s40168-019-0756-9.
Chen, S.-J., Hong, X.-Y., Wang, L.-Zh., & Wu, H.-M. (2025). Plant exudates-driven microbiome recruitment and assembly facilitates plant health management. FEMS Microbiology Reviews, 49. DOI: https://doi.org/10.1093/femsre/fuaf008.
Ghitti, E., Rolli, E., Vergani, L., & Borin, S. (2024). Flavonoids influence key rhizocompetence traits for early root colonization and PCB degradation potential of Paraburkholderia xenovorans LB400. Sec. Plant Symbiotic Interactions, 15. DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2024.1325048.
Musa, O. I., Akande, S. A., Ijah, U. J. J., & Abioye, O. P. (2024). Biofilms communities in the soil: characte ristic and interactions using mathematical model. Research in Microbiology, 175, 3, 104−149. DOI: https://doi.org/10.1016/j.resmic.2023.104149
Li, Y., Narayanan, M., Shi, X., Chen, X., Li, Zh., & Ma, Y. (2024). Biofilms formation in plant growthpromoting bacteria for alleviating agro-environmental stress. Science of The Total Environment, 907. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.167774.
Pandit, A., Adholeya, A., Cahill, D., Brau, L., & Kochar, M. (2020). Microbial biofilms in nature: unlocking their potential for agricultural applications. Journal of Applied Microbiolology, 129, 199−211. DOI: https://doi.org/10.1111/jam.14609.
Valle, I. D., Webster, T. M., Cheng, H.-Y., Thies, J. E., & Kessler, A. (2020). Soil organic matter attenuates the efficacy of flavonoid-based plant-microbe communication. Science Advances, 6. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.aax8254.
Srivastava, P, Jamir, A., Jamir, S., Uikey, P., & Singh, B. V. (2023). Harnessing Microorganisms for Sustainable Agriculture: Promoting Environmental Protection and Soil Health. Bionature, 43(1), 26−29. DOI: https://doi.org/10.56557/bn/2023/v43i11851.
Demyanyuk, O. S., Patyka, V. P., Sherstoboeva, О. V., & Bunas, A. A. (2018). Formation of the structure of microbiocenoses of soils of agroecosystems depending on trophic and hydrothermal factors. Biosystems Diversity, 26(2), 103–110. DOI: https://doi.org/10.15421/011816.
Волкогон, В. В. (2024). Роль мікроорганізмів у первинних процесах формування родючості ґрунтів. Сільськогосподарська мікробіологія, 39, 3−21. DOI: https://doi.org/10.35868/1997-3004.39.3-21.
Bhattacharyya, A., Mavrodi, O., Bhowmik, N., Weller, D., Thomashow, L., & Mavrodi, D. (2023). Bacterial biofilms as an essential component of rhizosphere plant-microbe interactions. Methods Microbiol., 53, 3−48. DOI: https://doi.org/10.1016/bs.mim. 2023.05.006.
Vorobey, N. A., Kukol, K. P., Pukhtaievych, P. P., & Kots, S. Y. (2023). Complex inoculation of soybeans with nodule bacteria bradyrhizobium japonicum as a measure to optimize symbiotic nitrogen fixation. Agriciltural Microbiology, 38, 29−39. DOI: https://doi.org/10.35868/1997-3004.38.29-39.
Volkogon, V. V., Dimova, S. B., Volkogon, K. I., Sidorenko, V. P., & Volkogon, M. V. (2021). Biological nitrogen fixation and denitrification in rhizosphere of potato pin response to the fertilization and inoculation. Front. Sustain. Food Syst., 5, 606379. DOI: https://doi.org/10.3389/fsufs.2021.606379.
Bunas, A. & Tkach, Y. (2023). Activity of the microbiocenose of the root zone of corn plants under the action of plant protection agents. International Journal of Ecosystems & Ecology Sciences, 13(4), 11. DOI: https://doi.org/10.31407/ijees13.402.
Крутило, Д. В., Надкернична, О. В., Шерстобоєва, О. В., & Ушакова, М. А. (2018). Корекція ризобіальних угруповань ґрунту за інтродукції Bradyrhizobium japonicum різних генетичних груп. Агроекологічний журнал, 2, 73−81. DOI: https://doi.org/10.33730/2077-4893.2.2018.157839.
Шерстобоєва, О. В., Бунас, А. А., & Дем’янюк, О. С. (2020). Вплив попередників та передпосівної інокуляції насіння штамом Azotobacter vinelandii 12M на врожайність кукурудзи і активність процесу азотфіксації. Збалансоване природокористування, 1, 120−128. DOI: https://doi.org/10.33730/2310-4678.1.2020.203941.
Галкін, М. Б., Ліманська, Н. В., Філіпова, Т. О., & Іваниця, В. О. (2012). Формування біоплівки бактеріями Lactobacillus plantarum на коренях рослин Lepidium sativum L. Мікробіологія і біотехнологія, 3, 34−43.
Tverdokhlib, V. S., Limanska, N. V., Krylova, K.D., & Ivanytsia, V. O. (2018). Ability of Lactobacillus plantarum ONU 12 and Bacillus megaterium ONU 484 to stimulate growth of wheat seedlings and to form biofilms. Мікробіологія і біотехнологія, 4, 6−18. DOI: http://dx.doi.org/10.18524/2307-4663.2018.4(44).149360.
Shaffique, S., Imran, M., Wani, S. H., Khan, M. A., Kang, S. M., Adhikari, A., & Lee, I.-J. (2022). Eva luating the adhesive potential of the newly isolated bacterial strains in research exploitation of plant microbial interaction. Sec. Plant Abiotic Stress., 13. DOI:
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Авторське право і ліцензування
Умови ліцензії: автори зберігають авторські права і надають журналу право першої публікації з роботою, одночасно ліцензованої за ліцензією Creative Commons Attribution License International CC-BY, яка дозволяє іншим ділитися роботою з визнанням авторства роботи і початкової публікації в цьому журналі.
Якщо стаття прийнята до публікації в «Агроекологічний журнал», автор повинен підписати угоду про передачу авторських прав. Угода відправляється на поштову (оригінал) або адресу електронної пошти (відсканована копія) редакції журналу.
Цією угодою автор підтверджує, що представлені матеріали:
- не порушують авторських прав інших осіб або організацій;
- раніше не публікувались в інших видавництвах і не були представлені для публікації в інших виданнях.
Автор передає редакції «Агроекологічного журналу» права на:
- публікації статті українською (англійською) мовою і поширення її друкованої копії;
- поширення електронної копії статті, а також електронної копії перекладу статті на англійську мову (для статей українською мовою), будь-якими електронними засобами (розміщення на офіційному сайті журналу, електронних баз даних, сховищ тощо) друкована копія перекладу.
Автор залишає за собою право без згоди редакції та засновників:
- Використовувати матеріали статті повністю або частково в ознайомлювальних цілях.
- Використовувати матеріали статті повністю або частково для написання власних дисертацій.
- Використовувати матеріали статті для підготовки тез доповідей, доповідей конференцій, а також усних доповідей.
- Додати електронні копії статті (включаючи остаточну електронну копію, завантажену з офіційного сайту журналу) за адресою:
- персональні веб-ресурси всіх авторів (веб-сайти, веб-сторінки, блоги тощо);
- веб-ресурси установ, в яких працюють автори;
- некомерційні веб-ресурси відкритого доступу (наприклад, arXiv.org).
У всіх випадках наявність бібліографічного посилання на статтю або гіперпосилання на її електронну копію на офіційному сайті журналу є обов'язковим.
