ФІТОСТИМУЛЮВАЛЬНІ ВЛАСТИВОСТІ МЕТАЛОРЕЗИСТЕНТНИХ БАКТЕРІЙ, ВИДІЛЕНИХ З РИЗОСФЕРИ COLOBANTHUS QUITENSIS (KUNTH) BARTL. (О. ДЕСЕПШН, МОРСЬКА АНТАРКТИКА)
DOI:
https://doi.org/10.18524/2307-4663.2025.2(64).337010Ключові слова:
антарктичні мікроорганізми, фітостимулювальні бактерії, сидерофори, ауксиноподібні сполуки, металорезистентні мікроорганізмиАнотація
Враховуючи зміни клімату, забруднення ґрунтів внаслідок діяльності людини, зокрема військових дій, виділення стійких до чинників середовища мікроорганізмів з фітостимулювальними властивостями є актуальним. Середовища з екстремальними умовами є джерелом для виділення мікроорганізмів, які можуть мати перспективу використання в біотехнології.
Мета роботи: дослідити здатність металорезистентних галотолерантних ізолятів бактерій, виділених із зони ризосфери C. quitensis (Kunth) Bartl. (о. Десепшн, Морська Антарктика), синтезувати сидерофори й ауксиноподібні сполуки, фіксувати молекулярний азот, солюбілізувати сполуки цинку, синтезувати деякі ферменти та стимулювати ріст ярої пшениці Triticum aestivum сорту Tybalt, а також відібрати перспективні штами для ідентифікації та включення до складу мікробних препаратів.
Матеріали і методи. Виділення ізолятів бактерій та дослідження їхніх властивостей проводили класичними мікробіологічними методами. Здатність продукувати сидерофори виявляли з використанням хромазуролу S і гексадецилтриметиламоній броміду, ауксиноподібні сполуки – з реактивом Сальковського. Насіння пшениці інокулювали суспензіями бактерій та висівали у ґрунт. Досліджували схожість насіння, вологість, суху масу, вміст пігментів у листках, морфометричні показники проростків.
Результати. Шість з 19 відібраних галотолерантних металорезистентних ізолятів бактерій, які утворювали сидерофори, ауксиноподібні сполуки та за наявності ензиматичної активності (D388 і D391 – амілазної, D389 і D394 – протеазної, D390 – ліпазної, D395 – протеазної, амілазної, ліпазної, лецитиназної, целюлазної) відібрали для дослідження впливу на ріст пшениці. Загальний вміст хлорофілу був найбільшим у листках пшениці, обробленої ізолятами D389 і D388. Вміст хлорофілу а у листках пшениці, обробленої ізолятами D389, D395 і D388 був на 13,4–28,7% вищим, порівняно з контролем. Найвищий вміст сидерофорів виявлено у середовищі культивування ізоляту D388 (10,94±1,2 ум. од.), ауксиноподібних сполук (10,93±1,0 мкг/мл) – ізоляту D387.
Висновки. Металорезистентні галотолерантні ізоляти бактерій із ризосфери C. quitensis виявляють фітостимулювальний вплив на ріст пшениці. За здатністю синтезувати сидерофори, ауксиноподібні сполуки, фіксувати N2, солюбілізувати ZnO, стимулювати ріст T. aestivum, наявністю амілазної активності для ідентифікації та перевірки у складі бактерійного препарату відібрали ізолят D388.
Посилання
Bunyak VH. Vlastyvosti bakterii, vydilenykh z rizosfery Сolobanthus quitensis (Kunth) Bartl. (o. Desepshn, Morska Antarktyka) [Properties of bacteria isolated from the rhizosphere of Colobanthus quitensis (Kunth) Bartl. (Deception Island, Maritime Antarctic)] [Bachelor’s qualification work]. Lviv: Ivan Franko National University of Lviv, Department of Microbiology; 2025. 48 p. [in Ukrainian].
Hudz SP, Hnatush SO, Yavorska HV, Bilinska IS, Borsukevych BM. Praktykum z mikrobiolohii [Guidebook on Microbiology]. Lviv: LNU imeni Ivana Franka; 2014. 436 p. [in Ukrainian].
DSTU 4138–2002. Nasinnia silskohospodarskykh kultur: metody vyznachennia yakosti: chynnyi vid 01.01.2004 [National Standard of Ukraine 4138–2002. Seeds of agricultural crops: methods for determining quality: valid as of 01.01.2004]. Kyiv: Derzhspozhyvstandart Ukrainy; 2003. 170 p. [in Ukrainian].
Petrovska IR, Salyha YuT, Vudmaska IV. Statystychni metody v biolohichnykh doslidzhenniakh [Statistical methods in biological research]. Kyiv: Ahrarna nauka; 2022. 172 p. [in Ukrainian].
Romaniuk ND, Tsvilyniuk OM, Mykiievych IM, Terek OI. Fiziolohiia roslyn [Plant physiology]. Lviv: Piramida; 2005. 160 p. [in Ukrainian].
Acuña-Rodríguez IS, Hansen H, Gallardo-Cerda J, Atala C, Molina-Montenegro MA. Antarctic extremophiles: biotechnological alternative to crop productivity in saline soils. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2019;7:22. https://doi.org/10.3389/fbioe.2019.00022
Ahmed S, Rahman MS, Hasan MM, Paul N, Sajib AA. Microbial degradation of lignocellulosic biomass: discovery of novel natural lignocellulolytic bacteria. BioTechnologia. 2018;99(2):137–146. https://doi.org/10.5114/bta.2018.75657
Arora NK, Verma M. Modified microplate method for rapid and efficient estimation of siderophore produced by bacteria. Biotechnology. 2017;7:381. https://doi.org/10.1007/s13205-017-1008-y
Ausuri J, Dell’Anno F, Vitale GA, Palma Esposito F, Funari V, Franci G, Galdiero M, Della Sala G, Tedesco P, Coppola D, de Pascale D. Bioremediation of multiple heavy metals mediated by Antarctic marine isolated Dietzia psychralcaliphila JI1D. Journal of Marine Science and Engineering. 2022;10(11):1669. https://doi.org/10.3390/jmse10111669
Bhakat K, Chakraborty A, Islam E. Characterization of zinc solubilization potential of arsenic tolerant Burkholderia spp. isolated from rice rhizospheric soil. World Journal of Microbiology and Biotechnology. 2021;37(3):39. https://doi.org/10.1007/s11274-021-03003-8
Biliavska L, Iutynska G, Loboda M, Ropotilov B, Skrotskyi S. Diagnostics and bioremediation of soils affected by military operations in Ukraine. Biological Systems: Theory and Innovation. 2024;15(3):67–78. https://doi.org/10.31548/biologiya/3.2024.67
Gang S, Sharma S, Saraf M, Buck M, Schumacher J. Analysis of indole-3-acetic acid (IAA) production in Klebsiella by LC-MS/MS and the Salkowski method. Bio-protocol. 2019;9(09):e3230. https://doi.org/10.21769/BioProtoc.3230
Gómez-Godínez LJ, Aguirre-Noyola JL, Martínez-Romero E, Arteaga-Garibay RI, Ireta-Moreno J, Ruvalcaba-Gómez JM. A look at plant-growth-promoting bacteria. Plants. 2023;12(8):1668. https://doi.org/10.3390/plants12081668
Hasan MdM, Marzan LW, Hosna A, Hakim A, Azad AK. Optimization of some fermentation conditions for the production of extracellular amylases by using Chryseobacterium and Bacillus isolates from organic kitchen wastes. Journal of Genetic Engineering and Biotechnology. 2017;15(1):59–68. https://doi.org/10.1016/j.jgeb.2017.02.009
Lougen BC, Haarmann D, Lynne AM. Use of blue agar CAS assay for siderophore detection. Journal of Microbiology and Biology Education. 2011;20(1):51–53. https://doi.org/10.1128/jmbe.v12i1.249
Mudryk ZJ. Decomposition of organic and solubilisation of inorganic phosphorus compounds by bacteria isolated from a marine sandy beach. Marine Biology. 2004;145:1227–1234. https://doi.org/10.1007/s00227-004-1397-4
Nautiyal CS. An efficient microbiological growth medium for screening phosphate solubilizing microorganisms. FEMS Microbiology Letters. 1999;170(1):265–270. https://doi.org/10.1111/j.1574-6968.1999.tb13383.x
Pandey SS, Singh P, Samal B, Verma RK, Chatterjee S. Xanthoferrin siderophore estimation from the cell-free culture supernatants of different Xanthomonas strains by HPLC. Bioprotocol. 2017;7(14):e2410. https://doi.org/10.21769/BioProtoc.2410
Pérez-Miranda S, Cabirol N, George-Téllez R, Zamudio-Rivera LS, Fernández FJ. O-CAS, a fast and universal method for siderophore detection. Journal of Microbiological Methods. 2007;70(1):127–131. https://doi.org/10.1016/j.mimet.2007.03.023
Souza Rd, Ambrosini A, Passaglia LM. Plant growth-promoting bacteria as inoculants in agricultural soils. Genetics and Molecular Biology. 2015;38(4):401–419. https://doi.org/10.1590/S1415-475738420150053
Wang G, Ren Y, Bai X, Su Y, Han J. Contributions of beneficial microorganisms in soil remediation and quality improvement of medicinal plants. Plants. 2022;11(23):3200. https://doi.org/10.3390/plants11233200
Yerkhova A, Parnikoza I, Pavlovska M, Yevchun H, Prekrasna-Kviatkovska Y. Microbiomes of Antarctic pearlwort (Colobanthus quitensis) of the maritime Antarctic: distinct diversity and core microbes in rhizosphere and endosphere compartments of the plant. Ukrainian Antarctic Journal. 2022;20(2(25)):212–240. https://doi.org/10.33275/1727-7485.2.2022.70
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 О. Д. Масловська, С. Я. Комплікевич, В. Г. Буняк, О. М. Мороз, С. О. Гнатуш
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автор передає журналу (університету) на безоплатній основі невиключні права на використання статті (на весь строк дії авторського права починаючи з моменту публікації, розміщення статті на веб-сторінці журналу, в репозитарії відкритого доступу) без одержання прибутку; на відтворення статті чи її частин в електронній формі (включаючи цифрову); виготовлення ії електронних копій для постійного архівного зберігання; виготовлення електронних копій статті для некомерційного розповсюдження; внесення статті до бази даних репозитарію; надання електронних копій статті в доступі мережі інтернет.
Автор гарантує, що у статті не використовувалися статті або авторські права, які належать третім особам; гарантує, що на момент розміщення статті на веб-сторінці, в репозитарії ОНУ лише йому належать виключні майнові права на статтю, що розміщується; майнові права на статтю ні повністю, ні в частині нікому не передано (не відчуджено), майнові права на статтю ні повністю, ні в частині не є предметом застави, судового спору або претензій з боку третіх осіб.
Автор зберігає за собою право використовувати самостійно чи передавати права на використання статті третім особам.
Автор надає журналу право на використання статті такими способами:
переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати її за погодженням з автором; перекладати статтю у випадку, коли стаття викладена мовою іншою, ніж мова, якою передбачена публікація у виданні. Якщо журнал виявить бажання використовувати статтю іншими способами: перекладати, розміщувати повністю або частково у мережі інтернет, публікувати статтю в інших, в тому числі іноземних виданнях, включати статтю як складову частину до інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, умови оформлюються додатковою угодою.
Автор підтверджує, що він є автором (співавтором) цієї статті; авторські права на дану статтю не передані іншому видавцю; дана стаття не була раніше опублікована у будь-якому іншому виданні до публікації її журналом.
Публікація праць в Журналі здійснюється на некомерційній основі. Комісійна плата за оформлення статті не стягується.
