vguitВестник Воронежского государственного университета инженерных технологийProceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies2226-910X2310-1202VSUET10.20914/2310-1202-2024-4-136-141vguit-3539Research ArticleПищевая биотехнологияFood biotechnologyИсследование способности культур ризобактерий колонизировать корневую систему сахарной свеклыStudy of the ability of cultures of rhizobacteria to colonize the root system of sugar beethttps://orcid.org/0000-0001-9371-9564БезлерН. В.BezlerN. V.

д.с-х.н, ведущий научный сотрудник, ВНИИСС, 19, Рамонский район, 396030, Россия

Dr. Sci. (Agric.), leading researcher, VNISS, 19, Ramonsky district, 396030, Russia

bezler@list.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7581-6141ФедороваО. А.FedorovaO. A.

к.б.н., старший научный сотрудник, ВНИИСС, 19, Рамонский район, 396030, Россия

Cand. Sci. (Biol.), senior researcher, VNISS, 19, Ramonsky district, 396030, Russia

fed-olga78@mail.ruСанееваЮ. Н.SaneevaJ. N.

магистр, младший научный сотрудник, ВНИИСС, 19, Рамонский район, 396030, Россия

Cand. Sci. (Econ.), engineer, junior researcher, VNISS, 19, Ramonsky district, 396030, Russia

usaneeva69@gmail.comЦомаяВ. Д.TsomaiaV. D.

магистр, младший научный сотрудник, ВНИИСС, 19, Рамонский район, 396030, Россия

master, junior researcher, VNISS, 19, Ramonsky district, 396030, Russia

valera-comaya@ya.ruВНИИСС им. А.Л. МазлумоваVNIISS named after A.L. Mazlumov202423122024864136141Copyright © Безлер Н.В., Федорова О.А., Санеева Ю.Н., Цомая В.Д., 20252025Безлер Н.В., Федорова О.А., Санеева Ю.Н., Цомая В.Д.Bezler N.V., Fedorova O.A., Saneeva J.N., Tsomaia V.D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnik-vsuet.ru/vguit/article/view/3539

В статье рассматривается способность ризобактерий Agrobacterium tumefaciens 184 и Streptomyces sp. 3 колонизировать корневую систему сахарной свеклы. Исследование проводилось методом выращивания растений в полужидком (0,7%) голодном агаре, инокулированном указанными штаммами бактерий. Показано, что данные микроорганизмы могут приживаться и развиваться в ризосфере за счет корневых экссудатов, что подтверждает их фитопротекторные и ростстимулирующие свойства. Авторы анализируют влияние факторов окружающей среды на процесс колонизации, а также оценивают степень влияния исследуемых бактерий на полезную почвенную микрофлору. Выявлено, что внесенные микроорганизмы не оказывают ингибирующего воздействия на основные эколого-трофические группы микробиоты, участвующей в обеспечении плодородия почвы. Установлено, что процесс колонизации зависит от ряда факторов, включая состав корневых выделений, способность бактерий к адгезии, скорость их размножения и выживаемость в ризосфере. Метод оценки колонизирующей способности, основанный на выращивании растений в полужидком голодном агаре, показал свою эффективность и позволяет проводить быструю первичную диагностику перспективных штаммов ризобактерий. Экспериментально доказано, что в присутствии корневых экссудатов Agrobacterium tumefaciens 184 и Streptomyces sp. 3 активно образуют микроколонии на корневой поверхности сахарной свеклы, начиная со 2–5 суток после инокуляции. Развитие бактериальных колоний усиливается к 14-м суткам, при этом наибольшая плотность наблюдается в области корневой верхушки. Полученные результаты подчеркивают перспективность использования данных штаммов в агротехнологиях, направленных на повышение устойчивости сахарной свеклы к фитопатогенам и улучшение ее роста. Важным выводом является отсутствие негативного воздействия ризобактерий на естественную микрофлору почвы, что подтверждает возможность их применения в качестве биопрепаратов в сельском хозяйстве.

The article discusses the ability of the rhizobacteria Agrobacterium tumefaciens 184 and Streptomyces sp. 3 Colonize the root system of sugar beet. The study was conducted by growing plants in semi-liquid (0.7%) starved agar inoculated with these bacterial strains. It has been shown that these microorganisms can take root and develop in the rhizosphere due to root exudates, which confirms their phytoprotective and growth-stimulating properties. The authors analyze the influence of environmental factors on the colonization process, as well as assess the degree of influence of the studied bacteria on the beneficial soil microflora. It was revealed that the introduced microorganisms do not have an inhibitory effect on the main ecological and trophic groups of the microbiota involved in ensuring soil fertility. It has been established that the colonization process depends on a number of factors, including the composition of root secretions, the ability of bacteria to adhere, the rate of their reproduction and survival in the rhizosphere. The method of assessing the colonizing ability, based on growing plants in semi-liquid starved agar, has shown its effectiveness and allows for rapid primary diagnosis of promising strains of rhizobacteria. It has been experimentally proven that in the presence of root exudates of Agrobacterium tumefaciens 184 and Streptomyces sp. 3 actively form microcolonies on the root surface of sugar beet, starting from 2-5 days after inoculation. The development of bacterial colonies increases by the 14th day, with the highest density observed in the area of the root apex. The results obtained emphasize the prospects of using these strains in agricultural technologies aimed at increasing the resistance of sugar beet to phytopathogens and improving its growth. An important conclusion is the absence of negative effects of rhizobacteria on the natural microflora of the soil, which confirms the possibility of their use as biological products in agriculture.

ризобактериисахарная свеклаколонизирующая способностьAgrobacterium tumefaciens 184Streptomyces sp. 3rhizobacteriasugar beetcolonizing abilityAgrobacterium tumefaciens 184Streptomyces sp. 3ReferencesНетрусов, А. И., Бонч-Осмоловская, Е. А., Горленко, В. М., Иванов, М. В. и др. Экология микроорганизмов. 2016. 267 с.1 Netrusov, A. I., Bonch-Osmolovskaya, E. A., Gorlenko, V. M., Ivanov, M. V. and others. Ecology of microorganisms. 2016. 267 p. (in Russian).Giller P. Community structure and the niche. Springer Science & Business Media. 2012. 184 p.2 Giller P. Community structure and the niche. Springer Science & Business Media. 2012. 184 p.Феоктистова, А.М. Марданова, М.Р. Хадиева, Н.В. Шарипова. Ризосферные бактерии. Ученые записки казанского университета. Серия естественные науки. 2016. Т. 158. С. 207–224.3 Feoktistova, A.M. Mardanova, M.R. Khadieva, N.V. Sharipova. Rhizospheric bacteria. Scientific notes of Kazan University. The Natural sciences series. 2016. Vol. 158. pp. 207-224. (in Russian).Шапошников А.И., Белимов А.А, Кравченко Л.В, Виванко Д.М. Взаимодействие ризосферных бактерий с растениями: механизмы образования и факторы эффективности ассоциативных симбиозов (обзор). Сельскохозяйственная биология. 2011. № 3. С. 16–22.4 Shaposhnikov A.I., Belimov A.A., Kravchenko L.V., Vivanko D.M. Interaction of rhizospheric bacteria with plants: mechanisms of formation and factors of effectiveness of associative symbioses (review). Agricultural biology. 2011. no. 3. pp. 16-22. (in Russian).Беззубенкова О.Е., Юхлимова М.Н., Нестерова Н.И. Микрофлора ризосферы и ризопланы и её влияние на растительный организм. Естественные и технические науки. 2012. Т. 4. С. 99–102.5 Bezzubenkova O.E., Yukhlimova M.N., Nesterova N.I. Microflora of the rhizosphere and rhizoplanes and its effect on the plant organism. Natural and technical sciences. 2012. Vol. 4. pp. 99-102. (in Russian).Tate III R. L. Soil microbiology. John Wiley & Sons. 2020.6 Tate III R. L. Soil microbiology. John Wiley & Sons. 2020.Федорова О.А., Ходжибаева С.М. Приживаемость микроорганизмов-антагонистов Verticillium dahliae в ризосфере растений хлопчатника. Доклады Академии Наук Республики Узбекистан. 2010. № 4. С. 89–95.7 Fedorova, O.A., Khodzhibaeva, S.M. Survival of Verticillium dahliae antagonist microorganisms in the rhizosphere of cotton plants. Reports of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan. 2010. no. 4. pp. 89-95. (in Russian).Ржевская В.С., Теплицкая Л.М., Отурина И.П. Колонизация ризопланы корней огурцов микроорганизмами, входящими в состав микробного препарата «Эмбико». Regulatory Mechanisms in Biosystems. 2013. Т. 2. № 4. С. 63-70.8 Rzhevskaya, V.S., Teplitskaya, L.M., Oturina, I.P. Colonization of cucumber root rhizoplanes by microorganisms included in the microbial preparation Embiko. Regulatory Mechanisms in Biosystems. 2013. Vol. 2. no. 4. pp. 63-70. (in Russian).Bottomley P. J., Angle J. S., Weaver R. W. Methods of soil analysis, Part 2: Microbiological and biochemical properties. John Wiley & Sons. 2020.V. 12.9 Bottomley P. J., Angle J. S., Weaver R. W. (ed.). Methods of soil analysis, Part 2: Microbiological and biochemical properties. John Wiley & Sons, 2020. Vol. 12.Федорова О.А., Безлер Н.В. Антифунгальный потенциал актиномицетов из ризосферы сахарной свеклы. Сахарная свекла. 2021. № 4. С. 29–32.10 Fedorova O.A., Bezler N.V. Antifungal potential of actinomycetes from the rhizosphere of sugar beet. Sugar beet. 2021. no. 4. pp. 29-32. (in Russian).Ларикова Ю.С., Волобуева О.Г. Современные представления об эколого-физиологической роли корневых экссудатов растений (обзорная статья). Зернобобовые и крупяные культуры. 2021. №4 (40). С. 93-101. doi: 10.24412/2309-348X-2021-4-93-10111 Larikova Y.S., Volobueva O.G. Modern ideas about the ecological and physiological role of root exudates of plants (review article). Leguminous and cereal crops. 2021. №4 (40). pp. 93-101. doi: 10.24412/2309-348X-2021-4-93-101 (in Russian).Шапошников А.И. Белимов А.А., Кравченко Л.В., Виванко Д.М. Взаимодействие ризосферных бактерий с растениями: механизмы образования и факторы эффективности ассоциативных симбиозов (обзор). Биология. 2011. № 3. С. 16–22.12 Shaposhnikov, A.I. Belimov, A.A., Kravchenko, L.V., Vivanko, D.M. Interaction of rhizospheric bacteria with plants: mechanisms of formation and factors of effectiveness of associative symbioses (review). Biology. 2011. no. 3. pp. 16-22. (in Russian).Akram M. S., Shahid M., Tahir M., Mehmood F. Plant-microbe interactions: current perspectives of mechanisms behind symbiotic and pathogenic associations. Plant-Microbe Interactions in Agro-Ecological Perspectives. 2017. V. 1. Р. 97-126.13 Akram M. S., Shahid M., Tahir M., Mehmood F. Plant-microbe interactions: current perspectives of mechanisms behind symbiotic and pathogenic associations. Plant-Microbe Interactions in Agro-Ecological Perspectives. 2017. Vol. 1. pp. 97-126.Минаева, О.М., Акимова Е.Е., Евдокимов Е.В. Кинетические аспекты ингибирования роста фитопатогенных грибов ризосферными бактериями. Прикладная биохимия и микробиология. 2008. № 5. С. 565–570.14 Minaeva, O.M., Akimova E.E., Evdokimov E.V. Kinetic aspects of inhibition of the growth of phytopathogenic fungi by rhizospheric bacteria. Applied Biochemistry and microbiology. 2008. no. 5. pp. 565-570. (in Russian).Wheatley R. M., Ford, B. L., Li, L., Aroney, S. T. et al. Lifestyle adaptations of Rhizobium from rhizosphere to symbiosis //Proceedings of the National Academy of Sciences. 2020. V. 117. №. 38. P. 23823-23834.15 Wheatley R. M., Ford, B. L., Li, L., Aroney, S. T. et al. Lifestyle adaptations of Rhizobium from rhizosphere to symbiosis //Proceedings of the National Academy of Sciences. 2020. Vol. 117. no. 38. pp. 23823-23834.Han Q., Ma, Q., Chen, Y., Tian, B. et al. Variation in rhizosphere microbial communities and its association with the symbiotic efficiency of rhizobia in soybean //The ISME journal. 2020. V. 14. №. 8. P. 1915-1928.16 Han Q., Ma, Q., Chen, Y., Tian, B. et al. Variation in rhizosphere microbial communities and its association with the symbiotic efficiency of rhizobia in soybean //The ISME journal. 2020. Vol. 14. no. 8. pp. 1915-1928.Choudhary D. K., Varma A., Tuteja N. Plant-microbe interaction: an approach to sustainable agriculture. Springer. 2016. Р. 1-509.17 Choudhary D. K., Varma A., Tuteja N. Plant-microbe interaction: an approach to sustainable agriculture. Springer. 2016. pp. 1-509.Santoyo G., Urtis-Flores C. A., Loeza-Lara P. D., Orozco-Mosqueda M. D. C. et al. Rhizosphere colonization determinants by plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) //Biology. 2021. V. 10. №. 6. P. 475.18 Santoyo G., Urtis-Flores C. A., Loeza-Lara P. D., Orozco-Mosqueda M. D. C et al. Rhizosphere colonization determinants by plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) //Biology. 2021. Vol. 10. no. 6. pp. 475.Liu Y., Xu, Z., Chen, L., Xun, W. et al. Root colonization by beneficial rhizobacteria //FEMS Microbiology Reviews. 2024. V. 48. №. 1. P. 60-66.19 Liu Y., Xu, Z., Chen, L., Xun, W. et al. Root colonization by beneficial rhizobacteria //FEMS Microbiology Reviews. 2024. Vol. 48. no. 1. pp. 60-66.Bhat M. A., Mishra A. K., Jan S., Kamal, M. A. et al. Plant growth promoting rhizobacteria in plant health: a perspective study of the underground interaction //Plants. 2023. V. 12. №. 3. P. 629.20 Bhat M. A., Mishra A. K., Jan S., Kamal, M. A. et al. Plant growth promoting rhizobacteria in plant health: a perspective study of the underground interaction //Plants. 2023. Vol. 12. no. 3. pp. 629.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.