Микробное сообщество ризосферы и ризопланы Cucurbita pepo L

УДК 579.262:574.4

МИКРОБНОЕ СООБЩЕСТВО РИЗОСФЕРЫ И РИЗОПЛАНЫ

CUCURBITA PEPO L.

М.Н. Артамонова, Н.И. Потатуркина-Нестерова

Ульяновский государственный университет

Изучен видовой состав микробного сообщества ризосферы и ризопланы тыквы в фазе плодоношения. Установлено, что в микрофлоре ризосферы доминируют флуоресцирующие бактерии рода Pseudomonas. Ризоплана в основном представлена грамотрица-тельными бактериями рода Enterobacter. Установлены различия между микробным населением данных зон.

Ключевые слова: ризосфера, ризоплана, микробное сообщество.

Введение. Известно, что любой высший организм представляет собой систему ниш для обширного микробного сообщества [10]. Растения не являются исключением, более того, как и другие высшие многоклеточные организмы, они не способны выжить в их отсутствие [11].

Совокупность корневой системы с почвой представляет сложную экологическую нишу, заселенную полезными, вредными и нейтральными для растений микроорганизмами. Активная секреция клетками корня различных веществ обеспечивает питательными субстратами микроорганизмы, образующие с ним прочные ассоциации как внутри корневых тканей, так и на корневой поверхности, а также в почве, непосредственно окружающей корни (ризосфере) [3].

Ризосфера изначально определялась как почвенная среда обитания микроорганизмов, находящаяся непосредственно под влиянием жизнедеятельности корневой системы растения-хозяина. Пространство поверхности корня часто определяют как отдельное место обитания микроорганизмов (ризоплана). Микробные сообщества, формирующиеся в этих зонах, оказывают существенное влияние на рост и развитие растений [6, 7].

Основную часть ризосферного микробного сообщества составляют грамотрица-тельные бактерии родов Pseudomonas, Klebsiella, Enterobacter, Alcaligenes. Микроорганизмы, обитающие в этой зоне, представлены видами, которые интенсивно продуци-

руют витамины, аминокислоты, гетероаукси-ны и ферменты и поэтому оказывают определенное влияние на развитие организма хозяина [5, 7].

В настоящее время накоплены данные о видовом составе микрофлоры ризосферы бобовых, злаковых, плодово-ягодных культур. Неизученной остается микрофлора ризосферы и ризопланы тыквы.

Цель исследования. Изучение видового состава микробного сообщества ризосферы и ризопланы тыквы в фазе плодоношения.

Материалы и методы. Объектом исследования явились микроорганизмы, выделенные из ризосферы и ризопланы тыквы обыкновенной (Cucurbita pepo). Оценку качественного состава изучаемого микробиоценоза проводили методом последовательных отмываний корней [9]. Пробы снимали в фазе плодоношения.

Для определения бактериального состава культуры микроорганизмов высевали на плотные питательные среды: Эндо, Симонса, МПА и ЖСА. Инкубацию производили в течение 24 ч при температуре 37 °С. Идентификацию микроорганизмов осуществляли на основе изучения морфологических, тинкто-риальных, культуральных, физиолого-био-химических свойств выделенных микроорганизмов в соответствии с определителем бактерий Берджи [8].

Результаты и обсуждение. Исследования показали, что большинство видов микроорганизмов являются общими для ризосферы

и ризопланы. Микробиоценоз данных биотопов был представлен Pseudomonas fluores-cens, Enterobacter aerogenes, Е. intermedius, E. gergoviae. Однако микрофлора ризосферы по количественному составу значительно преобладала над микробным сообществом ризопланы.

Состав корневых экссудатов в разные вегетационные периоды зависел от протекающих в эти фазы синтетических процессов [2]. В наибольшем количестве в ризосфере тыквы в фазе плодоношения развивались бактерии рода Pseudоmonas и Enterobacter.

В ризосфере, в отличие от свободной от корней почвы, доминировали грамотрица-тельные бактерии с преобладанием флюорес-цириующих бактерий рода Pseudomonas.

Таким образом, в ходе исследования были выделены 3 вида: Enterobacter aerogenes, Enterobacter intermedius и Enterobacter gergoviae. Энтеробактеры широко распространены в природе, бактерии выделяют из воды, сточных вод, с растений, из фекалий животных и человека. Установлено, что резервуаром во внешней среде и звеньями в цепи циркуляции бактерий рода Enterobacter в естественных экосистемах могут служить дождевые черви, субстраты муравейников, пчелы и медоносные растения. Pseudomonas spp. также активно заселяют различные экологические ниши

Псевдомонады представляли собой гра-мотрицательные короткие или длинные бактерии, обладающие подвижностью. Они ферментировали глюкозу, ксилозу, часто сахарозу, были оксидазоположительны, разжижали желатину при 25 °С. Кроме того, представители данного рода продуцировали лизинде-карбоксилазу и флюоресцировали в ультрафиолетовом свете. Изучение перечисленных биохимических свойств позволило идентифицировать вид Pseudomonas fluorescens.

В состав микробиоценоза ризопланы входили бактерии рода Enterobacter. Они представляли собой подвижные палочковидные микроорганизмы. Видовую идентификацию энтеробактеров проводили на основе изучения их биохимической активности (табл. 1).

растений. Некоторые штаммы Pseudomonas fluorescens обладают совокупностью полезных для растений свойств.

Выводы:

1. Микробное сообщество ризосферы и ризопланы Cucurbita pepo l. представлено такими видами бактерий, как Pseudomonas fluorescens, Enterobacter aerogenes, Е. intermedius, E. gergoviae.

2. В ризосфере, в отличие от свободной от корней почвы, доминировали грамотрица-тельные бактерии с преобладанием флюорес-цириующих бактерий рода Pseudomonas.

Таблица 1

Биохимические свойства бактерий рода Enterobacter

Виды бактерий Цитрат натрия на среде Симонса Мочевина Малонат натрия Орнитиндекарбоксилаза Лизиндекарбоксилаза Фенилаланиндезаминаза Подвижность Индол Сероводород Реакция Фогес-Проскауера Окисление глюкозы / ферментация OF

Enterobacter aerogenes + - + + + - + - - + + / +

Enterobacter + + + + + + / +

intermedius

Enterobacter gergoviae + + + + + - + - - + + / +

1. Алесина Н. В. Изучение смены бактериальных компонентов в ризосфере и ризоплане / Н. В. Алесина // Вестник МГОУ. Сер. Естественные науки. - 2010. - № 1. - С. 5-7.

2. Ассоциативный симбиоз / О. В. Бухарин [и др.] ; под. ред. О. В. Бухарина. - Екатеринбург : УрО РАН, 2007. - 264 с.

3. Боронин А. М. Ризосферные бактерии рода Pseudomonas, способствующие росту и развитию растений / А. М. Боронин // Соросовский образовательный журн. - 1998. - № 10. - С. 25-31.

4. Воробейков Г. А. Исследование эффективности штаммов ассоциативных ризобактерий в посевах различных видов растений / Г. А. Воро-бейков, Т. К. Павлова, С. В. Кондрат // Естествознание. - 2011. - № 141. - С. 114-123.

5. Гельцер Ф. Ю. Симбиоз с микроорганизмами - основа жизни растений / Ф. Ю. Гельцер. -М. : Изд-во МСХА, 1990. - 134 с.

6. Емцев В. Т. Микробиология / В. Т. Емцев, Е. Н. Мишустин. - М. : Дрофа, 2006. - 448 с.

7. Кацы Е. И. Молекулярно-генетические процессы, влияющие на ассоциативное взаимодействие почвенных бактерий с растениями / Е. И. Кацы. - Саратов : Изд-во Саратовского унта, 2003. - С. 127.

8. Определитель бактерий Берджи : в 2 т. -М., 1997. - Т. 1. - 432 с.

9. Теппер Е. З. Практикум по микробиологии / Е. З. Теппер, В. К. Шильникова, Г. И. Пере-верзева. - М. : Колос, 1998. - 190 с.

10. Тец Б. В. Пангеном / Б. В. Тец // Цитология. - 2003. - Т. 45, № 5. - С. 526-531.

11. Expression of sugarcane genes induced by inoculation with Gluconacetobacter diazotrophicus and Herbaspirillum rubrisubalbicans / M. N. Nogu-eira [et al.] // Genet. Mol. Biol. - 2001. - Vol. 24. -P. 199-206.

12. Microbial Community Analysis of the Phytosphere Using Culture-Independent Methodologies / A. Saito [et al.] // Microbes Inviron. - 2007. -Vol. 22, № 2. - P. 93-105.

MICROBIAL RHIZOSPHERE'S AND RHIZOPLANA'S COMMUNITY

OF CUCURBITA PEPO L.

M.N. Artamonova, N.I. Potaturkina-Nesterova

Ulyanovsk State University

The species composition of the microbial community of pumpkin's rhizosphere and rhizoplana in a phase of fruiting has been researched. It has founed that fluorescened bacteria Pseudomonad was dominating in rhizosphere's microflora. Rizoplana mainly represented by Gram-negative bacteria of the genus Enterobacter. The differences between the microbial population of these zones were founded.

Keywords: rhizosphere, rhizoplana, microbial community.