Изучение эндофитного микробиома сосны кедровой сибирской (Pinus sibirica Du Tour.), поражённой бактериальной водянкой

ВВЕДЕНИЕ 5
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 7
1.1 Эндофитная микробиота растений 7
1.1.1 Разнообразие эндофитных симбионтов древесных растений 7
1.1.2 Типы взаимоотношений внутри микробных сообществ 9
1.1.3 Роль эндофитных бактерий в жизни растений 13
1.2 Бактериозы лесных пород, как важный раздел фитопатологии 14
1.2.1 Классификация бактериальных болезней лесных пород 14
1.2.2 Основные возбудители бактериозов в лесах 19
1.2.3 Методы идентификации фитопатогенных бактерий 21
1.3 Бактериальная водянка 23
1.3.1 Распространение бактериальной водянки в России и за рубежом 23
1.3.2 Симптоматика и патогенез бактериальной водянки 25
1.3.3 Проблема этиологии бактериальной водянки 27
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 29
2.1 Объекты исследования 29
2.2 Методы исследования 29
2.2.1 Получение чистых культур бактерий 29
2.2.2 Изучение свойств и особенностей выделенных изолятов бактерий 30
2.2.3 Молекулярно-генетический анализ 30
2.2.4 Определение вирулентных свойств бактерий по реакции сверхчувствительности на индикаторном растении 32
2.2.5 Влияние метаболитов эндофитных бактерий на рост и развитие семян сосны обыкновенной (in vitro) 33
2.2.6 Исследование антагонистических отношений в эндофитном сообществе микроорганизмов 37
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ 40
3.1 Результаты молекулярно - генетического анализа и характеристика свойств идентифицированных бактерий 40
3.2 Ответная реакция фасоли на заражение бактериальными культурами 44
3.3 Влияние выделенных изолятов бактерий на рост и развитее семян и сохранность проростков сосны обыкновенной в эксперименте in vitro 45
3.4 Оценка антагонистической активности в эндофитном сообществе 52
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 55
БЛАГОДАРНОСТИ 58
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 59

Весь текст будет доступен после покупки

Иркутская область, занимающая значительную часть территории Восточной Сибири, относится к числу наиболее многолесных субъектов Российской Федерации с площадью лесного фонда около 70 млн га, представленного преимущественно хвойными массивами.
Доля кедровников в Иркутской области составляет 18% общей площади кедровых лесов страны, наиболее ценные из которых выделены в орехо-промысловую зону. Однако в последние годы ухудшение санитарного состояния темнохвойных лесов Прибайкалья вызывает серьёзные опасения. В 2012 г. в Слюдянском, Усольском и Шелеховском лесничествах Иркутской области впервые было зафиксировано массовое усыхание высокопродуктивных кедровых сосен с типичными признаками опасного инфекционного заболевания лесных пород - бактериальной водянки. Среди возможных причин заражения бактериозом называют общее ослабление древостоев в результате повреждения древесины агрессивными методами добычи кедрового ореха. По данным на 2018г. площадь насаждений, поврежденных данным бактериальным заболеванием на Байкальской природной территории, составляет более 50 тыс. га, в том числе площадь погибших насаждений - 5,7 тыс. га [1, 2].

Весь текст будет доступен после покупки

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1 Эндофитная микробиота растений
1.1.1 Разнообразие эндофитных симбионтов древесных растений
Аутомикробиота, то есть нормальная микробиота (сапротрофная и патогенная, разной степени патогенности и вирулентности), которая находится внутри или на поверхности органов растений, представлена различными в систематическом положении и по функциональным возможностям видами микроорганизмов, и принимает непосредственное участие в метаболических процессах.
Всю микробиоту, ассоциированную с растениями, можно разделить на 3 группы: эпифитная микробиота (м/о, обитающие на поверхности наземных частей растения), микробиота ризосферы (м/о, обитающие в слое почвы,прилегающем к корню растения), эндофитная микробиота (м/о, колонизирующие внутренние ткани растения).
Эндофиты – это бактерии и микроскопические грибы, способные колонизировать внутриклеточно или внеклеточно растительную ткань и в норме не вызывающие каких-либо явных симптомов заболевания. Эндофитные организмы распространены повсеместно, они обнаружены практически во всех известных к настоящему времени растениях и выделены из разных их частей: примордий, меристемы и смоляных протоков, сегментов листа со средней жилкой и корней, а также из стебля, коры, листовой пластинки, черешка и почек. Они проявляют сложные взаимодействия со своими хозяевами, включающие мутуализм и антагонизм. Растения строго ограничивают рост эндофитов, и эндофиты используют множество механизмов для постепенной адаптации к жизни внутри растения. Для поддержания стабильного симбиоза эндофитные микроорганизмы продуцируют различные соединения, которые способствуют росту растений и помогают им лучше адаптироваться к окружающей среде [4].
Большое количество работ в настоящее время направлено на изучение грибных популяций лесных деревьев, и имеется очень мало данных об эндофитных бактериях и особенно их функциях в тканях дерева. Эндофитные бактерии родов Pseudomonas, Bacillus, Paenibacillus, Erwinia и Burkholderia обнаружены практически во всех древесных тканях. Эндофитные бактерии, ассоциированные с корнями древесных растений, по всей видимости, отличаются по разнообразию и функциям от бактерий, ассоциированных с побегами, так как надземная часть деревьев подвергается УФ излучению, быстроменяющейся температуре, влажности и обладает лимитированным количеством питательных веществ по сравнению с корнями [5].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Воронин, В. И. Бактериальное повреждение кедровых лесов Прибайкалья / В. И. Воронин [и др.] // Лесное хозяйство. - 2013. - № 3. - С. 39-41.
2. Справочные материалы к заседанию Межведомственной комиссии по вопросам охраны озера Байкал от 29 ноября 2018 года [Электронный ресурс] // ФГБУ «Росгеолфонд». Сибирское отделение. – Режим доступа: http://www.geol.irk.ru
3. Черпаков, В.В. Этиология бактериальной водянки древесных растений / В.В. Черпаков // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. – 2017. – Вып. 220. – С. 125-139.
4. Nair, D.N. Impact of Endophytic Microorganisms on Plants, Environment and Humans / Dhanya N. Nair, S. Padmavathy // The Scientific World Journal. – 2014. – P. 1-11.
5. Pirttila, A.М. Endophytes of Forest Trees: Biology and Applications (Second edition) / A.М. Pirttila, A.С.Frank. - Cham, Switzerland: Springer, 2018. – 462 p.
6. Ulrich, K. Paenibacillus—a predominant endophytic bacterium colonising tissue cultures of woody plants / K.Ulrich [et al.] //Plant Cell, Tissue and Organ Culturе. – 2008. –Vol. 93, No. 3. - P. 347–351.
7. Pirttila, A.M. Detection of intracellular bacteria in the buds of Scotch pine (Pinus sylvestris L.) by in situ hybridization / A.M. Pirttila [et al.] // Applied Environmental Microbiol. – 2000. - Vol. 66. – P. 3073–3077.
8. Madmony, A. Enterobacter cloacae, an obligatory endophyte of pollen grains of Mediterranean pines/ A. Madmony [et al.] // Folia Microbiologica. – 2005. - Vol. 50, No. 3. - P. 209–216.
9. Cankar, K. Bacterial endophytes from seeds of Norway spruce ( Picea abies L. Karts) / K. Cankar [et al.] // FEMS Microbiol. Lett. - 2005. –Vol. 244. –P. 341–345.
10. Гвоздяк, Р.И. О протравливании семян сосны обыкновенной в контексте взаимодействий между видами их аутомикрофлоры / Р.И. Гвоздяк, А.Ф. Гойчук, В.В. Розенфельд // Плодоводство, семеноводство, интродукция древесных растений. - 2009. - Т. 12. - С. 24-28.

Весь текст будет доступен после покупки