Влияние абиотических факторов на динамику выработки ИУК ризосферными микроорганизмами
ВВЕДЕНИЕ
Многие ризосферные микроорганизмы, в том числе и патогенные, могут синтезировать фитогормоны разных классов. Выделяя фитогормоны, ризобактерии могут влиять непосредственно на рост и развитие растений или опосредованно, изменяя активность процессов метаболизма в растительном организме (Мельникова, 2018).Многочисленные исследования свидетельствуют о значительной роли фитогормонов в регуляции важнейших физиологических процессов, протекающих в растениях, в частности роста и развития, прорастания семян, устойчивости растительного организма к действию стрессовых факторов и т. д. (Максимов, 2015; Мельникова, 2018).Среди биологически активных веществ гормональной природы, продуцируемых микроорганизмами, важная роль принадлежит веществам типа ауксинов, главным представителем которых является индолил-3-уксусная кислота (ИУК), проявляющая наибольшую активность в стимулировании роста растенийБиохимический процесс синтеза ауксина и его регуляция всё ещё изучаются, что особенно актуально для микроорганизмов ризосферы, у которых процесс биосинтеза ИУК происходит под влиянием химических соединений и условий, существующих в ризосфере.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 3
Глава 1. Особенности биосинтеза индолил-3-уксусной кислоты микроорганизмами 6
1.1 Индолил-3-уксусная кислота и её функции 6
1.2 Микроорганизмы, способные к синтезу ИУК7
1.3 Пути синтеза индолил-3-уксусной кислоты 9
1.4 Влияние абиотических факторов на синтез ИУК11
Глава 2. Объекты и методы исследования 13
2.1 Объекты исследования 13
2.2 Схема эксперимента 14
2.3 Определение концентрации индoлил-3-уксуснoй кислоты в культуральной жидкости 15
2.4 Определение ростстимулирующей активности микроорганизмов 16
2.5 Метод постановки двухфакторного эксперимента 16
2.6 Определение численности микроорганизмов 17
Глава 3. Влияние абиотических факторов на выработку ИУК ризосферными микроорганизмами 19
3.1 Определение продукции ИУК штаммами ризобактерий в условиях различных температур и концентраций соли 19
3.2 Изучение ростстимулирующей активности ризосферных микроорганизмов – продуцентов ИУК22
3.3 Оптимизация продукции ИУК штаммом БУР 1 25
Выводы 33
Список литературы 34
ПРИЛОЖЕНИЕ 40
Приложение Презентация бакалаврской работы 40
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Александрова, Т. И. Перспективы развития сельского хозяйства Астраханской области / Т. И. Александрова, В. П. Зволинский. – Текст : непосредственный // Вестник Прикаспия. – 2016. – № 4(15). – С. 56-58.
Артамонова, М. Н. Ризосферные бактерий Bacillus subtilis и их ростстимулирующее влияние на Cucurbita pepo l. : специальность 03.02.03 «Микробиология» : диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук / Артамонова Марина Николаевна ; Ульяновский государственный университет. – Ульяновск, 2017. – 181 с. – Библиогр.: с. 149–181. – Текст : непосредственный.
Архипова, Т. Н. Влияние титра микроорганизмов на результаты их ростстимулирующей активности в условиях гетеротрофного питания растений / Т. Н. Архипова, Л. Ю. Кузьмина, Г. Р. Кудоярова. – Текст : непосредственный // Экобиотех. – 2018. – Т. 1. – № 2. – С. 97-104.
Гильванова, Е. А. Колонизация корней пшеницы галотолерантными бактериями и их влияние на рост растений в условиях солевого стресса. / Е. А. Гильванова, Т. Н. Архипова. – Текст : непосредственный // Экобиотех. – 2019. – Т. 2. №4. – С. 439–444.
Гильванова, Е. А. Биосинтез ауксина и каротина PGPR-бактерий Pantoea sp. на питательных средах различного состава / Е. А. Гильванова, П. Ю. Мильман. – Текст : непосредственный // Биомика. – 2020. – Т.12(2). - С. 218–223.
Григорьева, Т. В. Свойства бактерий, стимулирующих рост растений (Plant-Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR)): учебно-методическое пособие к спецдисциплинам по микробиологии / Т. В. Григорьева, И. В. Хиляс, А. В. Лайков // Казань: Казанский (Приволжский) федеральный университет, 2015 – 19 с. – Библиогр.: с. 17 – 19. – Текст : непосредственный.
Екимова, Г. А. Филогенетическая и биохимическая характеристика 1-аминоциклопропан-1-карбоксилатдезаминаз и D-цистеиндесульфогидраз у представителей рода Methylobacterium : специальность 03.02.03 «Микробиология» : диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук / Екимова Галина Александров.
Известно, что микроорганизмы, обитающие в прикорневой зоне растений, обеспечивают доступ питательных веществ растениям, защищают их от фитопатогенов, а также продуцируют физиологически активные и ростостимулирующие вещества, к которым относятся и фитогормоны.Фитогормоны – низкомолекулярные органические вещества, вырабатываемые растениями, и являющиеся регуляторами роста и развития растений. К этой категории относится небольшое число групп растительных метаболитов: ауксины, цитокинины, гиббереллины, абсцизовая кислота и этилен (Артамонова, 2017).У микроорганизмов данные соединения стали использоваться как инструмент регуляции растительного роста, поэтому многие грибы и бактерии до сих пор способны к синтезу фитогормонов и могут, при определенных обстоятельствах, влиять на рост и развитие растений. При этом сами микроорганизмы чаще всего мало подвержены влиянию фитогормонов, и они не являются необходимыми для существования соединениями (Стрелецкий, 2017).Микроорганизмы синтезируют ряд фитогормонов, которые способствуют поглощению растениями из почвы фосфора, калия, азота, железа. При низких концентрациях фитогормоны оказывают влияние на биохимические, физиологические и морфологические процессы в растениях и применяются в сельском хозяйстве для повышения урожайности растений (Шеховцова, 2011).Ауксин является наиболее важным фитогормоном, прямо или косвенно стимулирующим развитие корневой системы растений. Являясь самым распространенным растительным гормоном в природе, ауксин хорошо изучен не только в аспекте его роли в росте и развитии высших растений, но также как вторичный метаболит очень многих грибов и бактерий (Гильванова, 2020).Индолилуксусная кислота (ИУК) – один из наиболее физиологически активных ауксинов. Она является характерным продуктом метаболизма L-триптофана многих микроорганизмов, в том числе и ризосферных ростстимулирующих бактерий (PGPR – Plant Growth Promoting Rhizobacteria) (Григорьева, 2015).