Изучение потенциала штаммов Pseudomonas protegens A-CMC-05 и Gordonia paraffinivorans A-CMC-11 для использования в сельскохозяйственной биотехнологии | Вестник Томского государственного университета. Биология. 2025. № 71. DOI: 10.17223/19988591/71/4

Изучение потенциала штаммов Pseudomonas protegens A-CMC-05 и Gordonia paraffinivorans A-CMC-11 для использования в сельскохозяйственной биотехнологии

В статье приведены результаты экспериментов по изучению стимулирования роста растений и биопротекторных свойств изолятов из сточных вод городских очистных сооружений Pseudomonas protegens и Gordonia paraffinivorans. Исследовали ингибирующую активность штаммов P. protegens А-СМС-05 и G. paraffinivorans А-СМС-11 по отношению к фитопатогенному грибу Fusarium equiseti. Ингибирование радиального роста мицелия составило от 11% до 13% для штамма А-CMC-11 и от 36% до 67% для штамма А-СМС-05. Показано, что штамм А-СМС-05 обладает выраженными свойствами, способствующими ризогенезу у эксплантов барбариса (Berberis thunbergii Aurea). В опытах с проращиванием семян пшеницы (Triticum aestivum L.) не обнаружено какого-либо влияния штаммов G. paraffinivorans А-СМС-11 и P. protegens А-СМС-05, в том числе в составе консорциума, на всхожесть семян. Однако выявлены статистически значимые (р < 0,05) отличия по признаку длины проростков и корней пшеницы при обработке семян штаммами G. paraffinivorans А-СМС-11 и P. protegens А-СМС-05 соответственно. Обработка эксплантов малины (Rubus ideus L.) культуральной жидкостью штамма А-СМС-05 способствовала увеличению средней длины побегов по сравнению с отрицательным и положительным контролями на 40% и на 73% соответственно. Использование штаммов в составе консорциума не показало значимых результатов. Для штамма P. Pro-tegens А-СМС-05 выявлены более высокие показатели по всем исследованным характеристикам, таким как эффективность ингибирования фитопатогена и процент эксплантов с признаками ризогенеза. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Скачать электронную версию публикации

Загружен, раз: 9

Ключевые слова

микроорганизмы - продуценты биоактивных веществ, ингибирование роста фитопатогенных микроорганизмов, стимулирование роста растений, ризогенез

Авторы

ФИО	Организация	Дополнительно	E-mail
Сысоева Анастасия Николаевна	Томский государственный университет; ООО «Дарвин»	аспирант, Биологический институт; начальник отдела производства биопрепаратов	nastena.sysoeva.97@bk.ru
Ивасенко Мария Денисовна	Томский государственный университет; ООО «Дарвин»	студент, Биологический институт; аппаратчик	ivasenko.mary@mail.ru
Ивасенко Денис Александрович	Томский государственный университет; ООО «Дарвин»	канд. биол. наук, доцент кафедры ихтиологии и гидробиологии, Биологический институт; директор	ivasenko.da@mail.ru
Герасимчук Анна Леонидовна	Томский государственный университет	канд. биол. наук, доцент кафедры ихтиологии и гидробиологии, Биологический институт	gerasimchuk_ann@mail.ru

Всего: 4

Ссылки

Frona D., Szenderak J., Harangi-Rakos M. The challenge of feeding the World // Sustainability. 2019. Vol. 11, № 20. 5816. doi: 10.3390/su11205816.

Pathak V.M., Verma V.K., Rawat B.S., Kaur B., Babu N., Sharma A., Dewali S., Yadav M., Kumari R., Singh S., Mohapatra A., Pandey V., Rana N., Cunill J.M. Current status of pesticide effects on environment, human health and it’s eco-friendly management as bioremediation: A comprehensive review // Frontiers in Microbiology. 2022. Vol. 13. 962619. doi: 10.3389/fmicb.2022.962619.

Khan A., Upadhayay V.K., Panwar M., Singh A.V. Soil microbiota: A key bioagent for revitalization of soil health in hilly regions // Microbiological advancements for higher altitude agro-ecosystems & sustainability / ed. by R. Goel, R. Soni, D.C. Suyal. Singapore : Springer, 2020. PP. 183-200. doi: 10.1007/978-981 -15-1902-4_10.

Ayilara M.S., Adeleke B.S., Akinola S.A., Fayose C.A., Adeyemi U.T., Gbadegesin L.A., Omole R.K., Johnson R.M., Uthman Q.O., Babalola O.O. Biopesticides as a promising alternative to synthetic pesticides: A case for microbial pesticides, phytopesticides, and nanobiopesticides // Frontiers in Microbiology. 2023. Vol. 14. 1040901. doi: 10.3389/fmicb.2023.1040901.

Максимов И., Веселова С., Нужная Т., Сарварова Е., Хайруллин Р. Стимулирующие рост растений бактерии в регуляции устойчивости растений к стрессовым факторам // Физиология растений. 2015. Т. 62, № 6. С. 763-775. doi: 10.7868/ S0015330315060111.

Vejan P., Abdullah R., Khadiran T., Ismail S., Nasrulhaq B.A. Role of plant growth promoting rhizobacteria in agricultural sustainability - a review // Molecules. 2016. Vol. 21, № 5. 573. doi: 10.3390/molecules21050573.

Taheri P., Puopolo G., Santoyo G. Plant growth-promoting microorganisms: New insights and the way forward // Microbiological Research. 2025. Vol. 297. 128168. doi: 10. 1016/j.micres.2025.128168.

Glick B.R. Plant growth-promoting bacteria: Mechanisms and applications // Scientifica (Cairo). 2012. Vol. 2012. 963401. doi: 10.6064/2012/963401.

Martinez-Viveros O., Jorquera M.A., Crowley D.E., Gajardo G., Mora M.L. Mechanisms and practical considerations involved in plant growth promotion by rhizobacteria // Journal of Soil Science and Plant Nutrition. 2010. Vol. 10, № 3. PP. 293-319. doi: 10.4067/ S0718-95162010000100006.

Choudhary D.K., Sharma K.P., Gaur R.K. Biotechnological perspectives of microbes in agro-ecosystems // Biotechnology Letters. 2011. Vol. 33, № 10. Pp. 1905-1910. doi: 10. 1007/s10529-011 -0662-0.

Nakkeeran S., Fernando W.G.D., Siddiqui Z.A. Plant growth promoting rhizobacteria formulations and its scope in commercialization for the management of pests and dideases // PGPR: Biocontrol and biofertilization / ed. by Z.A. Siddiqui. Dordrecht, The Netherlands : Springer, 2005. PP. 257-296. doi: 10.1007/1-4020-4152-7_10.

Whipps J.M. Effect of media on growth and interactions between a range of soil-borne glasshouse pathogens and antagonistic fungi // New Phytologist. 1987. Vol. 107, № 1. PP. 127-142. doi: 10.1111/J.1469-8137.1987.TB04887.X.

Afonso L., Gionco-Cano B., Simionato A.S., Niekawa E.T.G., Pega G.E.A. et al. Chapter 3 - Microbial bioactive compounds in plant disease management // Food security and plant disease management / ed. by A. Kumar, S. Droby. Woodhead Publishing, 2021. PP. 37-61. doi: 10.1016/B978-0-12-821843-3.00013-1.

Silva N.M., de Oliveira A.M.S.A., Pegorin S., Giusti C.E., Ferrari V.B., Barbosa D. et al. Characterization of novel hydrocarbon-degrading Gordonia paraffinivorans and Gordonia sihwensis strains isolated from composting // PLoS ONE. 2019. Vol. 14, № 4. e0215396. doi: 10.1371/journal.pone.0215396.

Ramette A., Frapolli M., Fischer-Le S.M., Gruffaz C., Meyer J.-M., Defago G., Sutra L., Moenne-Loccoz Y. Pseudomonas protegens sp. nov., widespread plant-protecting bacteria producing the biocontrol compounds 2,4-diacetylphloroglucinol and pyoluteorin // Systematic and Applied Microbiology. 2011. Vol. 34, № 3. PP. 180-188. doi: 10.1016/ j.syapm.2010.10.005.

Kayasth M., Kumar V., Gera R. Gordonia sp.: A salt tolerant bacterial inoculant for growth promotion of pearl millet under saline soil conditions // 3 Biotech. 2014. Vol. 4, № 5. PP. 553-557. doi: 10.1007/s13205-013-0178-5.

El Hazzat N., Adnani M., Msairi S., El Alaoui M.A., Mouden N., Chliyeh M. et al. Fusarium equiseti as one of the main Fusarium species causing wilt and root rot of chickpeas in Morocco // Acta Mycologica. 2023. Vol. 58. PP. 1-10. doi: 10.5586/am.576.

Bibi A., Mubeen F., Rizwan A., Ullah I., Hammad M., Waqas M.A.B., Ikram A., Abbas Z., Halterman D., Saeed N.A. Morpho-molecular identification of Fusarium equiseti and Fusarium oxysporum associated with symptomatic wilting of potato from Pakistan // Journal of Fungi. 2024. Vol. 10, № 10. 701. doi: 10.3390/jof10100701.

Pecoraro F., Giannini M., Beccari G., Covarelli L., Filippini G., Pisi A., Nipoti P., Prodi A.Comparative studies about fungal colonization and deoxynivalenol translocation in barley plants inoculated at the base with Fusarium graminearum, Fusarium culmorum and Fusarium pseudograminearum // Agricultural and Food Science. 2018. Vol. 27, № 1. PP. 74-83. doi: 10.23986/afsci.67704.

Moya-Elizondo E.A., Rew L.J., Jacobsen B.J., Hogg A.C., Dyer A.T. Distribution and prevalence of Fusarium crown rot and common root rot pathogens of wheat in Montana // Plant Disease. 2011. Vol. 95, № 9. PP. 1099-1108. doi: 10.1094/PDIS-11-10-0795.

Scherm B., Balmas V., Spanu F., Pani G., Delogu G., Pasquali M., Migheli Q. Fusarium culmorum: Causal agent of foot and root rot and head blight on wheat // Molecular Plant Pathology. 2012. Vol. 14, № 4. PP. 323-341. doi: 10.1111/mpp.12011.

Rohweder D., Valenta H., Sondermann S., Schollenberger M., Drochner W., Pahlow G., Doll S., Danicke S. Effect of different storage conditions on the mycotoxin contamination of Fusarium culmorum-infected and non-infected wheat straw // Mycotoxin Research. 2011. Vol. 27, № 2. PP. 145-153. doi: 10.1007/s12550-011-0087-6.

Nordkvist E., Haggblom P. Fusarium mycotoxin contamination of cereals and bedding straw at Swedish pig farms // Animal Feed Science and Technology. 2014. Vol. 198. PP. 231-237. doi: 10.1016/j.anifeedsci.2014.10.002.

Mejia-Bautista M., Cristobal-Alejo J., Tun-Suarez J., Reyes-Ramírez A. In vitro activity of Bacillus spp. on mycelial growth inhibition of Fusarium equiseti and Fusarium solani isolated from habanero peppers (Capsicum chinense Jacq.) // Agrociencia. 2016. Vol. 50, № 8. PP. 1123-1135.

Haddoudi I., Cabrefiga J., Mora I., Mhadhbi H., Montesinos E., Mrabet M. Biological control of Fusarium wilt caused by Fusarium equiseti in Vicia faba with broad spectrum.

Шемшура О.Н., Байдалинов А.И., Сулейменова Ж.Б., Джакибаева Г.Т., Баймаханова Г.Б., Момбекова Г.А. Штамм Chryseobacterium rhizoplanae 1М - основа биопрепарата против фузариозной гнили Vidna radiata и оценка его биобезопасности // микробиология жэне вирусология. 2022. Т. 2, № 37. С. 80-91. doi: 10.53729/MV-AS.2022.02.0.

Bensidhoum L., Nabti E., Tabli N., Kupferschmied P., Weiss A., Rothballer M., Schmid M., Keel C., Hartmann A. Heavy metal tolerant Pseudomonasprotegens isolates from agricultural well water in northeastern Algeria with plant growth promoting, insecticidal and antifungal activities // European Journal of Soil Biology. 2016. Vol. 75. PP. 38-46. doi: 10.1016/j.ejsobi.2016.04.006.

Andreolli M., Zapparoli G., Angelini E., Lucchetta G., Lampis S., Vallini G. Pseudomonas protegens MP12: A plant growth-promoting endophytic bacterium with broad-spectrum antifungal activity against grapevine phytopathogens // Microbiological Research. 2019. Vol. 219. PP. 123-131. doi: 10.1016/j.micres.2018.11.003.

Uno S., Preece J. Micro and cutting propagation of ‘Crimson Pygmy’ Barberry // Hort Science. 1987. Vol. 22, № 3. PP. 488-491. doi: 10.21273/HORTSCI.22.3.488.

Жарасова Д.Н., Толеп Н.А. Особенности введения в культуру in vitro барбариса илийского (Berberis iliensis M. Pop.) // Вестник Карагандинского университета. Серия «Биология. Медицина. География». 2022. Т. 4, № 108. C. 29-33. doi: 10.31489/ 2022BMG4/29-33.

Бакаева М.Д., Кенджиева А.А., Стариков С.Н., Четвериков С.П., Четверикова Д.В. Влияние стимулирующей рост бактерии Pseudomonas protegens DA1.2 и ее метаболитов на повреждение рапса почвенными остатками метсульфурон-метила // Агрохимия. 2024. № 12. C. 30-35. doi: 10.31857/S0002188124120041.

Ajmal A.W., Saroosh S., Mulk S., Hassan M.N., Yasmin H., Jabeen Z., Nosheen A. et al. Bacteria isolated from wastewater irrigated agricultural soils adapt to heavy metal toxicity while maintaining their plant growth promoting traits // Sustainability. 2024. Vol. 13. 7792. doi: 10.3390/su13147792.

Sarawaneeyaruk S., Lorliam W., Krajangsang S., Pringsulaka O. Enhancing plant growth under municipal wastewater irrigation by plant growth promoting rhizospheric Bacillus spp // Journal of King Saud University - Science. 2019. Vol. 31, № 3. PP. 384-389. doi: 10.1016/j.jksus.2018.04.027.

Barbaccia P., Gaglio R., Dazzi C., Miceli C., Bella P., Lo Papa G., Settanni L. Plant growth-promoting activities of bacteria isolated from an anthropogenic soil located in Agrigento province // Microorganisms. 2022. Vol. 10, № 11. 2167. doi: 10.3390/ microorganisms10112167.

Goswami D., Vaghela H., Parmar S., Dhandhukia P., Thakker J.N. Plant growth promoting potentials of Pseudomonas spp. strain OG isolated from marine water // Journal of Plant Interactions. 2013. Vol. 8, № 4. PP. 281-290. doi: 10.1080/17429145.2013.768360.

Przemieniecki S.W., Kurowski T.P., Karwowska A. Plant growth promoting potential of Pseudomonas sp. SP0113 isolated from potable water from a closed water well // Archives of Biological Science. 2015. Vol. 67, № 2. PP. 663-673. doi: 10.2298/ ABS141002029P.

Przemieniecki S.W., Kurowski T.P., Kotlarz K., Krawczyk L., Damszel M. et al. Bacteria isolated from treated wastewater for biofertilization and crop protection against Fusarium spp. pathogens // Journal of Soil Science and Plant Nutrition. 2019. Vol. 19, № 1. PP. 1-11. doi: 10.1007/s42729-018-0001-9.

Brijwal L., Tamta S. Agrobacterium rhizogenes mediated hairy root induction in endangered Berberis aristata DC // SpringerPlus. 2015. Vol. 4, № 1. 443. doi: 10.1186/s40064-015-1222-1.

Przemieniecki S.W., Kurowski P.T., Kotlarz K., Krawczyk K., Damszel M., Karwowska A. Plant growth promoting properties of Serratia fonticola ART-8 and Pseudomonas putida ART-9 and their effect on the growth of spring wheat (Triticum aestivum L.) // Environmental Biotechnology. 2016. Vol. 12, № 2. PP. 35-39. doi: 10.14799/ebms263.

Bakaeva M., Chetverikov S., Timergalin M., Feoktistova A., Rameev T., Chetverikova D., Kenjieva A., Starikov S., Sharipov D., Hkudaygulov G. PGP-bacterium Pseudomonas protegens improves bread wheat growth and mitigates herbicide and drought stress // Plants. 2022. Vol. 11, № 23. 3289. doi: 10.3390/plants11233289.