Спосіб підвищення симбіотичних властивостей бульбочкових бактерій сої

Спосіб підвищення симбіотичних властивостей бульбочкових бактерій сої Bradynzobium japonicum 6346 передбачає попередню обробку бактеріальної суспензії штаму 6346 екзометаболітами, основну частину яких складають позаклітинні екзополісахариди і білок, а обробку проводять шляхом змішування у співвідношенні 1 1 бактеріального інокуляту штаму 6346 (107 кл/мл) з надосадовою рідиною штаму 6346, яку отримано після центрифугування культури ризобій при 60000 g протягом ЗО хвилин Винахід відноситься до сільськогосподарської мікробіологи, зокрема, до біотехнологм, а саме до підвищення симбіотичних властивостей бульбочкових бактерій сої при утворенні соєво-ризобіальної азотфіксувальної системи Відомо, ЩО продуктивність бобових рослин визначається ефективністю їх симбіозу з бульбочковими бактеріями Підвищити ступінь реалізації симбіотичного потенціалу бобово-ризобіальних систем можна за допомогою різних чинників, зокрема метаболітів мікробного походження, які приймають участь у процесі бульбочкоутворення (Косенко Л В, Антипчук А Ф , Рангелова В Н Влияние экзополисахаридов на формирование и эффективность симбиоза растений гороха с гомологичными клубеньковыми бактериями//Микробиология —1995 —64, №2 — С 205-210) Задача нашого винаходу полягає у підвищенні симбіотичних властивостей (бульбочкоутворюючої здатності та азотфіксувальної активності) бульбочкових бактерій сої штаму Bradyrhizobium japonicum 6346 Поставлена задача вирішується тим, що передбачає передінокуляційну обробку бактеріальної суспензії Bradyrhizobium japonicum 6346 (107кл/мл) екзометаболггами (ЕМ) штаму 6346, основну частину яких складають позаклітинні екзополісахариди (19 7мкг/мл) і білок (60,0мкг/мл), а обробку проводять шляхом змішування у співвідношенні 1 1 бактеріального інокуляту штаму 6346 із надосадовою рідиною (супернатантом) штаму 6346, яку отримано після центрифугування культури ризобій при бООООд протягом ЗО хвилин Ефективність способу, що пропонується, підтверджується експериментальними результатами Об'єктами дослідження були рослини сої сорту Мар'яна селекції Інституту фізіологи рослин і генетики НАН України та бульбочкові бактерії сої Bradyrhizobium japonicum 6346, які утворюють на коренях рослин азотфіксуючі бульбочки Бульбочкові бактерії вирощували на манітнодріжджовому агарі протягом 10 діб Екзометаболіти ризобій отримували шляхом центрифугування клітинної суспензії при бООООд протягом ЗО хвилин і збирали супернатант, яким обробляли бактеріальний інокуляту співвідношенні 1 1 Сумішшю суспензії бактерій з екзометаболітами інокулювали дводобові проростки сої і висаджували у посудини з піщаним субстратом Дослідний варіант порівнювали з абсолютним контролем (обробка проростків водою) і моношокуляцією штамом 6346 без додаткового внесення екзометаболгпв штаму 6346 У дослідах оцінювали бульбочкоутворюючу здатність ризобій, нітрогеназну активність кореневих бульбочок і ефективність симбіозу Результати представлені в таблицях 1-3 00 (О 62819 Таблиця 1 Формування симбіотичного апарату у рослин сої сорту Мар'яна при використанні ЕМ І II Варіант шт 0,0±0,0 4,7±0,8 9,8±1,0 Контроль (вода) 6346 6346+ЕМєздб III КІЛЬКІСТЬ бульбочок на рослині шт /о 0,0±0,0 19,9±2,0 100 28,5±1,3 143 /о 100 209 шт 16,7±1,6 44,3±3,8 71,7±,9 /о 100 162 Примітка ЕМ - є кзо метабол іти Рослини у фазі розвитку І - примордіального - першого справжнього листка, II - двох пар справжніх листків, І - бутонізації Отримані результати свідчать, що КІЛЬКІСТЬ бульбочок, утворених на коренях сої при інокуляції проростків штамом 6346 із додатковим внесенням в інокулят екзометаболгпв штаму 6346 була максимальною як на початку розвитку рослин (9,8 та 28,5 бульбочок), так і в фазу бутонізації (71,7 бульбочок) (табл 1) Комплексний інокулят, який складається із специфічного сої штаму 6346 з екзометаболггами даного штаму, виявився ефективнішим за показником бульбочкоутворення у порівнянні з моноінокуляцією штамом 6346 у два рази на початку періоду утворен ня бульбочок та на 62%-у фазу бутонізації рослин Отже, додаткове внесення до штаму-шокуляту екзометаболітів даного штаму, основну частину яких складають позаклітинні екзополісахариди і білок, підсилює вірулентність і бульбочкоутворюючу здатність мікросимбюнту Вивчення нггрогеназної активності кореневих бульбочок сої показало (табл 2), що обробка бактеріальної суспензії екзометаболггами сприяла збільшенню показника загальної азотфіксувальної активності у фазу бутонізації рослин майже ВДВІЧІ порівняно з моношокуляцією штамом 6346 Таблиця 2 Загальна нітрогеназна активність кореневих бульбочок сої Фаза розвитку трьох пар справжніх листків МкМоль С2Н4/ на рослину за годину 0,0±0,0 2,3±0,1 7,0±0,3 Варіант Контроль (вода) 6346 6346+ЕМєздб /о 100 304 Фаза бутонізації МкМоль С2Н4/ на рослину за годину 4,4 ±0,5 15,3±1,1 30,4±2,9 /о 100 198 Примітка ЕМ-екзометаболіти Аналізуючи показники ефективності соєворизобіального симбіозу, зокрема розвиток надземної частини рослин, встановлено (табл 3), що інокуляція сої сумішшю штаму 6346 із екзометаболггами при звела до суттєвого збільшення вагових показників рослин у фазу бутонізації, які відрізнялись від рослин у варіанті з моношокуляцією штамом 6346 на 81% Таблиця З Ефективність соєво-ризобіального симбіозу (фаза бутонізації) Маса надземної частини Г III IV 5,7 7,3 10,8 9,8 13,3 15,5 Варіант Контроль (обробка водою) 6346 6346+ЕМєздб І 7,5 8,6 18,1 II 9,5 6,1 16,8 Середня 7,5±0,8 8,8±1,0 15,9±1,0 Лі 100 117/100 212/181 Примітка ЕМ - екзометаболіти В чисельнику - % за відношенням до абсолютного контроля, в знаменнику - % за відношенням до мо но інокуляції штамом 6346 Таким чином, запропонований нами спосіб передпосівної обробки бактеріального інокуляту штаму 6346 його екзометаболггами забезпечує посилення бульбочкоутворюючої здатності мікросимбюнту у фазу бутонізації на 62%, нітрогеназної активності Комп'ютерна верстка А Крулевський кореневих бульбочок у 2 рази та призводить до більшої активізації процесу формування зеленої маси (на 81%) порівняно з варіантом, де застосовували лише традиційну інокуляцію стандартним штамом Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119