ВПЛИВ МІСЦЕВИХ ШТАМІВ АЗОТФІКСУЮЧИХ БУЛЬБОЧКОВИХ БАКТЕРІЙ НА ДЕЯКІ БІОХІМІЧНІ ПОКАЗНИКИ РОСЛИН ГОРОХУ
Анотація
У бобових рослин існує тісний взаємозв’язок між процесами фотосинтезу і азотфіксації. Від азотного живлення залежить вміст пігментів у листку. Продукти фотосинтезу є головним джерелом енергії для росту і підтримки бульбочок, дихання бактероїдів і азотфіксації, джерелом молекул-попередників для асиміляції фіксованого азоту. У роботі вивчено вплив передпосівної обробки насіння бульбочковими бактеріями роду Rhizobium на концентрацію пігментів і крохмалю у рослин гороху посівного. Ефективності бульбочкових бактерій оцінювали у польових експериментах, які проводили у три вегетаційні сезони. Об’єктом дослідження були швидкорослі бульбочкові бактерії Rhizobium leguminosarum bv. viciae штамів RRL1-RRL12, ізольовані нами з рослин гороху посівного на території Івано-Франківської області. Для порівняння ефективності місцевих штамів використовували референтний високоефективниий штам R. leguminosarum 245а. Пігменти екстрагували з листків рослин гороху 96% етанолом. Концентрацію пігментів визначали спектрофотометричним методом. Концентрацію крохмалю визначали калориметричним методом за принципом утворення забарвленого комплексу крохмаль-йод в осадах, утворених після екстракції пігментів. Встановлено, що за умов інокуляції насіння бактеріями місцевих штамів RRL8 і RRL9 концентрація хлорофілів у листках гороху у фазах бутонізації і цвітіння була більшою, порівняно з контролем і обробленим стандартним штамом рослин. Це дає можливість використання даних штамів у сільському господарстві для передпосівної інокуляції, з метою інтенсифікації азотфіксації і підвищення врожайності гороху. У фазі цвітіння концентрація хлорофілу а була максимальною, порівняно з іншими фазами росту гороху. Показано, що у фазі 4-5 листків концентрація крохмалю в листках рослин гороху, насіння яких обробляли бактеріями штамів RRL4-RRL6, RRL8 та 245а, була нижчою порівняно з контролем на 38-57%. Це може бути пов’язане з інтенсивним формуванням бульбочок, куди і спрямовується частина фотоасимілятів.
Ключові слова: бульбочкові бактерії; Rhizobium leguminosarum; горох посівний; пігменти; крохмаль.
Посилання
Aranjuelo I., Molero G., Erice G., Aldasoro J., Arrese‐Igor C., Nogués, S. Effect of shoot removal on remobilization of carbon and nitrogen during regrowth of nitrogen‐fixing alfalfa. Physiologia plantarum. 201; 153(1): 91–104.
Biolohichnyi azot. / za redaktsiieiu V.P. Patyky. – Kyiv: Svit, 2003; 424.
Chang C.W. Starch and its component ratio in developing cotton leaves. Plant physiology.1979; 63: 973–977.
Hu L., Yu J., Liao W., Zhang, G, Xie J., Lv J., Bu, R. Moderate ammonium: nitrate alleviates low light intensity stress in mini Chinese cabbage seedling by regulating root architecture and photosynthesis. Scientia Horticulturae. 2015; 186: 143–153.
Trainer M.A., Capstick D., Zachertowska A. Identification and characterization of the intracellular poly-3-hydroxybutyrate depolymerase enzyme PhaZ of Sinorhizobium meliloti. BMC Microbiology. 2010; 10(92): 1–10.
Khromykh N.O., Rossykhina-Halycha H.S., Lykholat Yu.V. Pisliadiia herbitsydnoi obrobky na okysno-vidnovnu aktyvnist ta vmist khlorofilu u roslyn pshenytsi nastupnoi heneratsii. Naukovyi chasopys Natsionalnoho pedahohichnoho universytetu im. M.P. Drahomanova. Seriia 20. Biolohiia. 2013; 5: 81–88.
Lichtenthaler H.К. Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes. Methods in enzymology.1987; 148: 331–382.
Okhrimenko S.M. Vmist pihmentiv u roslynakh horokhu pry inokuliatsii klonamy bulbochkovykh bakterii, stiikymy do mineralnoho azotu. Fyzyolohyia i byokhymyia kulturnikh rastenyi. 2001; 33 (6): 535–538.
Priadkyna H.A., Dmytryeva V.V. Ontohenetycheskye izmenenyia soderzhanyia karotynoydov i ksantofyllov v lystiakh yarovoi pshenytsi v zavysymosty ot urovnia azotnoho pytanyia. Fyzyolohyia i byokhymyia kulturnukh rastenyi. 2007; 39(3): 212–219.
Sehnke P.C., Chung H., Wu K., Ferl R.J. Regulation of starch accumulation by granule-associated plant 14-3-3 proteins. Proceedings of the national academy of sciences of the Unated States of America. 2001; 98(2): 765–770.
Stambulska U.I., Lushchak V.I. Vplyv mistsevykh izoliativ Rhizobium leguminosarum bv. viciae na morfolohichni pokaznyky roslyn horokhu. Silskohospodarska mikrobiolohiia: Mizhvidomchyi tematychnyi naukovyi zbirnyk. 2008; 7: 131–137.
Vorobei V.S., Hryhorieva O.M., Androshchuk S.T., Kovalevska T.M. Efektyvnist shtamu Rhizobium galegae K-3 dlia inokuliatsii kozliatnyka skhidnoho v riznykh gruntovo-klimatychnykh umovakh Ukrainy. Silskohospodarska mikrobiolohiia: Mizhvidomchyi tematychnyi naukovyi zbirnyk. 2010; 11: 21–33.
Wang T.L., Bogracheva T.Ya., Hedley C.L. Starch: as simple as A, B, C. Journal of experimental botany. 1998; 49(320): 481 – 502.
White J.P., Prell J., Ramachandran V. K., Poole P.S. Characterization of γ-aminobutyric acid transport system of Rhizobium leguminosarum bv. viciae 3841. Journal of bacteriology. 2009; 191(5): 1547 –1 555.
Xu H., Vavilin D., Vermaas W. Chlorophyll b can serve as the major pigment in fuctional photosystem II complex of cyanobacteria. PNAS USA. 2001; 98(24): 14168–14173.
