Аннотация. Использование биопрепаратов на основе бактерий, способствующих росту растений, является перспективным направлением сельскохозяйственной биотехнологии. Цель исследования – оценить ростостимулирующие свойства Bacillus sp. и выявить морфофизиологические особенности рапса ярового (Brassica napus L.) при инокуляции почвы этими ризобактериями. Методы. Изучена способность штамма Bacillus sp. TO15c, выделенного из ризосферы Taraxacum officinale на безазотистой питательной среде Зака, продуцировать индолил-3-уксусную кислоту (ИУК) и доступные фосфаты. В горшечных опытах выполнена оценка изменения морфофизиологических характеристик рапса при инокуляции ризобактериями как в отсутствие, так и в присутствии азотного удобрения. В конце 100-дневной вегетации рапса определяли длину побега, суммарную площадь листьев, сырую биомассу, содержание азота, фосфора, калия и фотосинтетических пигментов. Результаты. Доказана способность штамма Bacillus sp. TO15c продуцировать ИУК (до 26 мг/л) и солюбилизировать фосфаты (до 60 мг/л). Инокуляция почвы ризобактериями в присутствии аммонийной селитры приводила к увеличению длины побега рапса на 24 % и суммарной площади листьев на 16 %. При этом надземная сырая биомасса возрастала в 1,5 раза, подземная – в 2,5 раза, а в биомассе увеличивалось содержание макроэлементов. При инокуляции Bacillus sp. TO15c отмечено также увеличение содержания фотосинтетических пигментов в листьях рапса (в среднем в 1,5 раза). Максимальный эффект достигался при совместном внесении ризобактерий и азотного удобрения. В конце эксперимента число колониеобразующих единиц в почвенных образцах, инокулированных Bacillus sp., было почти в 10 раз выше, чем в контроле, что свидетельствует о жизнеспособности изученного штамма. Научная новизна. Доказано, что эффективность действия ростостимулирующего штамма Bacillus sp. TO15c на растения рапса повышалась в присутствии азотного удобрения, несмотря на то, что эти бактерии способны фиксировать атмосферный азот.
Brassica napus, бактериальное биоудобрение, растительно-микробные взаимодействия, индолил-3-уксусная кислота, солюбилизация фосфатов, макроэлементы, фотосинтетические пигменты
1. Aloo B. N., Tripathi V., Makumba B. A., Mbega E. R. Plant-growth promoting rhizobacterial biofertilizers for crop production: The past, present, and future // Frontiers in Plant Science. 2022. Vol. 13. Article number 1002448. DOI:https://doi.org/10.3389/fpls.2022.1002448.
2. Yadav A. N., Verma P., Singh B., Chauahan V. S., Suman A., Saxena A. K. Plant growth promoting bacteria: biodiversity and multifunctional attributes for sustainable agriculture // Advances in Biotechnology and Microbiology. 2017. Vol. 5 (5). Article number 555671. DOI:https://doi.org/10.19080/AIBM.2017.05.5556671.
3. Дубовицкий А. А., Климентова Э. А. Готовность к биологизации как субъективный фактор формирования устойчивых систем землепользования // Аграрный вестник Урала. 2022. № 06 (221). С. 68-77. DOI:https://doi.org/10.32417/1997-4868-2022-221-06-68-77.
4. Соболева О. М. Роль ризосферных бактерий в повышении экологизации агроценозов // Достижения науки и техники АПК. 2018. № 5. С. 19-22. DOI:https://doi.org/10.24411/0235-2451-2018-10504.
5. Chandran H., Meena M., Sharma K. Microbial biodiversity and bioremediation assessment through omics approaches // Frontiers of Environmental Chemistry. 2020. Vol. 1. Article number 570326. DOI:https://doi.org/10.3389/fenvc.2020.570326.
6. Chandran H., Meena M., Swapnil P. Plant growth-promoting rhizobacteria as a green alternative for sustainable agriculture // Sustainability. 2021. Vol. 13 (19). Article number 10986. DOI:https://doi.org/10.3390/su131910986.
7. Aggani S. L. Development of bio-fertilizers and its future perspective // Scholars Academic Journal of Pharmacy. 2013. Vol. 2 (4). Pp. 327-332.
8. Gupta G., Parihar S. S., Ahirwar N. K., Snehi S. K., Singh V. Plant growth promoting rhizobacteria (PGPR): Current and future prospects for development of sustainable agriculture. Journal of Microbial and Biochemical Technology. 2015. Vol. 7. Pp. 96-102. DOI:https://doi.org/10.4172/1948-5948.1000188.
9. Wagi S., Ahmed A. Bacillus spp.: potent microfactories of bacterial IAA // Peer Journal. 2019. Vol. 7. Article number e7258. DOI:https://doi.org/10.7717/peerj.7258.
10. Kiruthika S., Arunkumar M. A Comprehensive study on IAA production by Bradyrhizobium japonicum and Bacillus subtilis and its effect on Vigna radiata plant growth // Indian Journal of Agricultural Research. 2021. Vol. 55 (5). Pp. 570-576. DOI:https://doi.org/10.18805/IJARe.A-5521.
11. Khan M. S., Gao J., Chen X., Zhang M., Yang F., Du Y., Moe T. S., Munir I., Xue J., Zhang X. The endophytic bacteria Bacillus velezensis Lle-9, isolated from Lilium leucanthum, harbors antifungal activity and plant growth-promoting effects // Journal of Microbiology and Biotechnology. 2020. Vol. 30 (5). Pp. 668-680. DOI:https://doi.org/10.4014/jmb.1910.10021.
12. Voropaeva O. V., Maleva M. G., Borisova G. G. Estimation of plant growth promoting activity of silicate solubilizing rhizobacteria for use in agricultural biotechnology // AIP Conference Proceedings. 2022. Vol. 2390. Article number 030097. DOI:https://doi.org/10.1063/5.0069228.
13. Kumar A., Borisova G., Maleva M., Tripti, Shiryaev G., Tugbaeva A., Sobenin A., Kiseleva I. Biofertilizer based on biochar and metal-tolerant plant growth promoting rhizobacteria alleviates copper impact on morphophysiological traits in Brassica napus L. // Microorganisms. 2022. Vol. 10. Article number 2164. DOI:https://doi.org/10.3390/microorganisms10112164.
14. Kumar A., Tripti, Voropaeva O., Maleva M., Panikovskaya K., Borisova G., Rajkumar M., Bruno L.B. Bioaugmentation with copper tolerant endophyte Pseudomonas lurida strain EOO26 for improved plant growth and copper phytoremediation by Helianthus annuus // Chemosphere. 2021. Vol. 266. Article number 128983. DOI:https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.128983.
15. Prakash J., Arora N. K. Phosphate-solubilizing Bacillus sp. enhances growth, phosphorus uptake and oil yield of Mentha arvensis L. // 3 Biotech. 2019. Vol. 9. Article number 126. DOI:https://doi.org/10.1007/s13205-019-1660-5.
16. Определитель бактерий Берджи: В 2 т. / Пер. с англ. ; Под ред. Дж. Хоулта [и др.]. Москва: Мир, 1997. Т. 2. 368 с.
17. Селибер Г. Л. Большой практикум по микробиологии. Москва: Высшая школа, 1962. 492 с.
18. Воропаева О. В., Борисова Г. Г., Малева М. Г., Подставкина А. В., Ермошин А. А., Тугбаева А. С., Филимонова Е. И. Ростстимулирующая активность и металлоустойчивость изолятов бактерий из ризосферы орхидеи Epipactis atrorubens, произрастающей на серпентинитовых cубстратах Среднего Урала // Журнал Сибирского федерального ун-та. Биология. 2022. Т. 15 (3). С. 297-313. DOI:https://doi.org/10.17516/1997-1389-0389.
19. Кульнева Н. Г., Гойкалова О. Ю., Шматова А. И. Исследование бактериостатических свойств хлорсодержащего препарата для свеклосахарного производства // Вестник ВГУИТ. 2014. № 4. С. 187-190.
20. Демьянова Е. И. Ботаническое ресурсоведение: учеб. пособие по спецкурсу. Пермь: Перм. гос. ун-т, 2007. 172 с.
21. Биохимия: практикум: учебно-методическое пособие / Сост. Г. Г. Борисова, Н. В. Чукина, И. С. Киселева, М. Г. Малева. Екатеринбург: Изд-во Уральского ун-та, 2017. 116 с.
22. Lichtenthaler H. K. Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic membranes // Methods in Enzymology. 1987. Vol. 148. Pp. 350-382. DOI:https://doi.org/10.1016/0076-6879(87)48036-1.
23. Lichtenthaler H., Babani F. Contents of photosynthetic pigments and ratios of chlorophyll a/b and chlorophylls to carotenoids (a+b) (x+c) in C4 plants as compared to C3 plants // Photosynthetica. 2021. Vol. 60. Pp. 1-7. DOI:https://doi.org/10.32615/ps.2021.041.
24. Minakshi, Sharma S., Sood G., Chauhan A. Optimization of IAA production and P-solubilization potential in Bacillus subtilis KA(1)5r isolated from the medicinal herb Aconitum heterophyllum-growing in western Himalaya, India // Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry. 2020. Vol. 9 (1). Pp. 2008-2015.
25. Ковалевская Н. П., Шаравин Д. Ю. Биорегуляторная активность ассоциативных азотфиксирующих бактерий, выделенных из техногенно-засолённых почв // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 3. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=17441 (дата обращения: 03.03.2023).
26. Cabello A. J. C., Olivas F. A., Portugal O. V., Valdés A. R., Alcalá L. E. I. Evaluation of Bacillus subtilis as promoters of plant growth // Revista Bio Ciencias. 2019. Vol. 6. Article number e418. DOI:https://doi.org/10.15741/revbio.06.e418.
27. Widowati T., Nuriyanah, Nurjanah L., Lekatompessy S. J. R., Simarmata R. Bioproduction of indole acetic acid by endophytic bacteria of Bacillus strains isolated from chili (Capsicum annuum L.) and its potential for supporting the chili seedlings // AIP Conference Proceedings. 2023. Vol. 2606. Article number 020018. DOI:https://doi.org/10.1063/5.0118396.
28. Овсянников Ю. А. О единстве процессов фотосинтеза, азотфиксации и почвообразования // Аграрный вестник Урала. 2022. № 01 (216). С. 39-46. DOI:https://doi.org/10.32417/1997-4868-2022-216-01-39-46.
29. Борисова Г. Г., Воропаева О. В., Малева М. Г., Лыкова О. В. Биоудобрения на основе силикатных бактерий повышает продуктивность почв и культурных растений (на примере Brassica juncea (L.) Czern.) // Субтропическое и декоративное садоводство. 2022. № 80. С. 140-151. DOI:https://doi.org/10.31360/2225-3068-2022-80-140-151.
