Микробное сообщество ризосферы и ризопланы Cucurbita pepo L
Автор: Артамонова Марина Николаевна, Потатуркинанестерова Наталия Иосифовна
Журнал: Ульяновский медико-биологический журнал @medbio-ulsu
Рубрика: Фундаментальная биология и медицина
Статья в выпуске: 2, 2013 года.
Бесплатный доступ
Изучен видовой состав микробного сообщества ризосферы и ризопланы тыквы в фазе плодоношения. Установлено, что в микрофлоре ризосферы доминируют флуоресцирующие бактерии рода Pseudomonas. Ризоплана в основном представлена грамотрицательными бактериями рода Enterobacter. Установлены различия между микробным населением данных зон.
Ризосфера, ризоплана, микробное сообщество
Короткий адрес: https://sciup.org/14112900
IDR: 14112900
Текст научной статьи Микробное сообщество ризосферы и ризопланы Cucurbita pepo L
Введение. Известно, что любой высший организм представляет собой систему ниш для обширного микробного сообщества [10]. Растения не являются исключением, более того, как и другие высшие многоклеточные организмы, они не способны выжить в их отсутствие [11].
Совокупность корневой системы с почвой представляет сложную экологическую нишу, заселенную полезными, вредными и нейтральными для растений микроорганизмами. Активная секреция клетками корня различных веществ обеспечивает питательными субстратами микроорганизмы, образующие с ним прочные ассоциации как внутри корневых тканей, так и на корневой поверхности, а также в почве, непосредственно окружающей корни (ризосфере) [3].
Ризосфера изначально определялась как почвенная среда обитания микроорганизмов, находящаяся непосредственно под влиянием жизнедеятельности корневой системы растения-хозяина. Пространство поверхности корня часто определяют как отдельное место обитания микроорганизмов (ризоплана). Микробные сообщества, формирующиеся в этих зонах, оказывают существенное влияние на рост и развитие растений [6, 7].
Основную часть ризосферного микробного сообщества составляют грамотрица-тельные бактерии родов Pseudomonas, Klebsiella, Enterobacter, Alcaligenes. Микроорганизмы, обитающие в этой зоне, представлены видами, которые интенсивно продуци- руют витамины, аминокислоты, гетероауксины и ферменты и поэтому оказывают определенное влияние на развитие организма хозяина [5, 7].
В настоящее время накоплены данные о видовом составе микрофлоры ризосферы бобовых, злаковых, плодово-ягодных культур. Неизученной остается микрофлора ризосферы и ризопланы тыквы.
Цель исследования. Изучение видового состава микробного сообщества ризосферы и ризопланы тыквы в фазе плодоношения.
Материалы и методы. Объектом исследования явились микроорганизмы, выделенные из ризосферы и ризопланы тыквы обыкновенной (Cucurbita pepo). Оценку качественного состава изучаемого микробиоценоза проводили методом последовательных отмываний корней [9]. Пробы снимали в фазе плодоношения.
Для определения бактериального состава культуры микроорганизмов высевали на плотные питательные среды: Эндо, Симонса, МПА и ЖСА. Инкубацию производили в течение 24 ч при температуре 37 ° С. Идентификацию микроорганизмов осуществляли на основе изучения морфологических, тинкто-риальных, культуральных, физиолого-биохимических свойств выделенных микроорганизмов в соответствии с определителем бактерий Берджи [8].
Результаты и обсуждение. Исследования показали, что большинство видов микроорганизмов являются общими для ризосферы и ризопланы. Микробиоценоз данных биотопов был представлен Pseudomonas fluores-cens, Enterobacter aerogenes, Е. intermedius, E. gergoviae. Однако микрофлора ризосферы по количественному составу значительно преобладала над микробным сообществом ризопланы.
Состав корневых экссудатов в разные вегетационные периоды зависел от протекающих в эти фазы синтетических процессов [2]. В наибольшем количестве в ризосфере тыквы в фазе плодоношения развивались бактерии рода Pseudоmonas и Enterobacter.
В ризосфере, в отличие от свободной от корней почвы, доминировали грамотрица-тельные бактерии с преобладанием флюорес-цириующих бактерий рода Pseudomonas.
Псевдомонады представляли собой гра-мотрицательные короткие или длинные бактерии, обладающие подвижностью. Они ферментировали глюкозу, ксилозу, часто сахарозу, были оксидазоположительны, разжижали желатину при 25 ° С. Кроме того, представители данного рода продуцировали лизиндекарбоксилазу и флюоресцировали в ультрафиолетовом свете. Изучение перечисленных биохимических свойств позволило идентифицировать вид Pseudomonas fluorescens.
В состав микробиоценоза ризопланы входили бактерии рода Enterobacter. Они представляли собой подвижные палочковидные микроорганизмы. Видовую идентификацию энтеробактеров проводили на основе изучения их биохимической активности (табл. 1).
Таблица 1
Биохимические свойства бактерий рода Enterobacter
Виды бактерий |
© 8 Я X X э * © Н ” S S У и |
Я X X X © © |
S X н © X н © X © |
X © © X X О |
X X |
© е |
S S 5 е |
© |
5 § © © и |
© © S' е X © On |
3 х О о 3 |
Enterobacter aerogenes |
+ |
- |
+ |
+ |
+ |
- |
+ |
- |
- |
+ |
+ / + |
Enterobacter intermedius |
+ |
- |
+ |
+ |
- |
- |
+ |
- |
- |
+ |
+ / + |
Enterobacter gergoviae |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
- |
+ |
- |
- |
+ |
+ / + |
Таким образом, в ходе исследования были выделены 3 вида: Enterobacter aerogenes, Enterobacter intermedius и Enterobacter gergo-viae. Энтеробактеры широко распространены в природе, бактерии выделяют из воды, сточных вод, с растений, из фекалий животных и человека. Установлено, что резервуаром во внешней среде и звеньями в цепи циркуляции бактерий рода Enterobacter в естественных экосистемах могут служить дождевые черви, субстраты муравейников, пчелы и медоносные растения. Pseudomonas spp. также активно заселяют различные экологические ниши растений. Некоторые штаммы Pseudomonas fluorescens обладают совокупностью полезных для растений свойств.
Выводы:
M.N. Artamonova, N.I. Potaturkina-Nesterova
Ulyanovsk State University
Список литературы Микробное сообщество ризосферы и ризопланы Cucurbita pepo L
- Алесина Н. В. Изучение смены бактериальных компонентов в ризосфере и ризоплане/Н. В. Алесина//Вестник МГОУ. Сер. Естественные науки. -2010. -№ 1. -С. 5-7.
- Ассоциативный симбиоз/О. В. Бухарин [и др.]; под. ред. О. В. Бухарина. -Екатеринбург: УрО РАН, 2007. -264 с.
- Боронин А. М. Ризосферные бактерии рода Pseudomonas, способствующие росту и развитию растений/А. М. Боронин//Соросовский образовательный журн. -1998. -№ 10. -С. 25-31.
- Воробейков Г. А. Исследование эффективности штаммов ассоциативных ризобактерий в посевах различных видов растений/Г. А. Воробейков, Т. К. Павлова, С. В. Кондрат//Естествознание. -2011. -№ 141. -С. 114-123.
- Гельцер Ф. Ю. Симбиоз с микроорганизмами -основа жизни растений/Ф. Ю. Гельцер. -М.: Изд-во МСХА, 1990. -134 с.
- Емцев В. Т. Микробиология/В. Т. Емцев, Е. Н. Мишустин. -М.: Дрофа, 2006. -448 с.
- Кацы Е. И. Молекулярно-генетические процессы, влияющие на ассоциативное взаимодействие почвенных бактерий с растениями/Е. И. Кацы. -Саратов: Изд-во Саратовского ун-та, 2003. -С. 127.
- Определитель бактерий Берджи: в 2 т. -М., 1997. -Т. 1. -432 с.
- Теппер Е. З. Практикум по микробиологии/Е. З. Теппер, В. К. Шильникова, Г. И. Переверзева. -М.: Колос, 1998. -190 с.
- Тец Б. В. Пангеном/Б. В. Тец//Цитология. -2003. -Т. 45, № 5. -С. 526-531.
- Expression of sugarcane genes induced by inoculation with Gluconacetobacter diazotrophicus and Herbaspirillum rubrisubalbicans/M. N. Nogu-eira [et al.]//Genet. Mol. Biol. -2001. -Vol. 24. -P. 199-206.
- Microbial Community Analysis of the Phytosphere Using Culture-Independent Methodo-logies/A. Saito [et al.]//Microbes Inviron. -2007. -Vol. 22, № 2. -P. 93-105.