РОСТОСТИМУЛИРУЮЩАЯ АКТИВНОСТЬ АЗОТФИКСИРУЮЩИХ МИКРООРГАНИЗМОВ

Введение 4
Глава 1. Характерные особенности свободноживущих азотфиксирующих бактерий ризосферы
6
1.1 Разнообразие свободноживущих азотфиксирующих бактерий ризосферы
6
1.2 Влияние свободноживущих азотфиксирующих бактерий на рост и развитие растений
10
1.3 Механизмы положительного влияния свободноживущих азотфиксирующих бактерий на растения
12
1.3.1 Прямая стимуляция роста растений 12
1.3.2 Продукция фитогормонов 12
1.3.3 Фиксация молекулярного азота из атмосферы 14
1.4 Опосредованная стимуляция роста растений 16
1.4.1 Антагонистическая активность 16
1.4.2 Продукция сидерофоров 17
Глава 2. Объекты и методы исследований 19
2.1 Объекты исследования 19
2.2 Методы исследования 19
2.2.1 Проверка чистоты выделенных культур 19
2.2.2 Изучение культурально-морфологических свойств 20
2.2.3 Определение ростостимулирующей активности 20
2.2.4 Определение концентрации содержание ауксинов 20
Глава 3. Ростостимулирующая активность азотфиксирующих микроорганизмов
22
3.1 Изучение особенностей азотфиксирующих бактерий ризосферы плодовых культур
22
3.2. Изучение ростостимулирующей активности ризосферных азотфиксирующих микроорганизмов
22
3.3 Изучение кинетики роста исследуемых культур 27
3.4 Оценка зависимости показателей ростостимулирующей активности от численности исследуемых культур
32
Заключение 43
Выводы 45
Список литературы 46
Приложение 1. Список работ, опубликованных по теме исследования 54
Приложение 2. Презентация выпускной бакалаврской работы 55

Весь текст будет доступен после покупки

Микрофлора, населяющей поверхность корней и размножающейся в прикорневом слое почвы находятся в тесном контакте с растениями (Игнатов, 2005; Михалин, 2006). В многочисленных работах, посвященных изучению микрофлоры ризосферы технических, древесных и овощных культур, показано их влияние на продуктивность и урожайность растений (Максимов, 2011; Иванчина, 2012; Rashedul, 2009; Sivasakthi, 2013; Kudoyarova, 2014; Pieterse, 2014).
Колонизирующие ризосферу микроорганизмы обеспечивают доступ питательных веществ растениям, защищают от фитопатогенов, а также продуцируют физиологически активные и ростостимулирующие вещества.
Азотфиксирующие бактерии, обитающие в прикорневой зоне влияют главным образом на процессы жизнедеятельности растительного организма. Для них характерно ряд положительных эффектов осуществляющих фиксацию молекулярного азота, синтез гормональной природы, в том числе ауксиновой (стимулирует рост клеток в зоне растяжения, что приводит к росту побегов), гиббериллиновой (усиливает рост стебля, листьев), цитокининовой (увеличение энергии прорастания) аминокислот, помимо этого выделяют продукты метаболизма антибиотической природы и витамины. Наиболее эффективное действия микроорганизмов происходит в симбиотических и ассоциативных взаимоотношениях.
Таким образом, совершенно очевидна перспективность проведения работ, раскрывающих использования новых штаммов азотфиксаторов в практике в качестве биоудобрения для ростостимуляциии различных растений (Кожемяков, 2017).
В связи с вышесказанным, целью исследования является определение ростостимулирующих свойств почвенных азотфиксирующих бактерий.
На основание поставленной цели были сформулированы следующие задачи:
1. Изучить особенности коллекционных азотфиксирующих бактерий ризосферы плодовых культур.
2.Изучить ростостимулирующую активность исследуемых штаммов в отношении семян редиса красного с белым кончиком (Raphanus sativus var. radicula).
3.Изучить кинетику роста исследуемых культур.
4.Оценить зависимость показателей ростостимулирующей активности от численности исследуемых культур.

Весь текст будет доступен после покупки

ГЛАВА 1. ХАРАКТЕРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СВОБОДНОЖИВУЩИХ АЗОТФИКСИРУЮЩИХ БАКТЕРИЙ РИЗОСФЕРЫ
1.1 Разнообразие свободноживущих азотфиксирующих бактерий ризосферы

Азот – необходимое вещество в жизни всего живого. Азот входит в состав клеток организма, содержится в белках и нуклеиновых кислотах.
В организме азот варьируется от 1 до 3 % на сухую массу. Абсолютное содержание азота в природе мало, основное его содержание это атмосфера.
Обитающие в почве микроорганизмы, которые способны использовать молекулярный азот атмосферы для построения своего органического вещества, называются свободноживущими азотфиксаторами. Главное особенностью является то, что после отмирания клеток в почве происходит минерализация органического азота до аммиака, доступного для питания растений. Биологический азот поступает в почву за счёт деятельности свободноживущих в ней азотфиксаторов, при этом масштабы значительны и могут составлять 15-50 кг азота на гектар и более (Умаров, 2007).
На сегодняшней момент времени установлено, что многие свободноживущие бактерии — представители около 30 видов — могут фиксировать молекулярный азот. Большое значение в фиксации азота имеет семейство Azotobacteriaceae (бактерия Azotobacter chroococcum, открытая М. Бейеринком).
На начальном этапе роста клетки азотобактера представляют собой палочки размером от 2—3 до 4—6 мкм. По мере развитие клетки превращаются в крупные кокки диаметром до 4 мкм. Кокковидные клетки обычно покрываются капсулой и содержат разные включения (жир, крахмал).

Весь текст будет доступен после покупки

1. Алехина, Н.Д. Физиология растений / Н.Д. Алехина, Ю.В. Балнокин, В.Ф. Гавриленко // Под ред. Ермакова И.П. – М.: Academia, 2005. – С. 640. – Библиогр.: с. 520–640. – Текст : непосредственный.
2. Баубекова, Д.Г. Ростостимулирующая активность микроорганизмов рода Bacillus / Д.Г. Баубекова – Текст : непосредственный // Universum: химия и биология. – 2014. – №7. – С. 25. –Библиогр.: с. 20–25.
3. Боронин, А.М. Ризосферные бактерии рода Pseudomonas, способствующие росту и развитию растений / А.М. Боронин – Текст : непосредственный // Саратовский образовательный журнал. – 2008. – № 10.– С. 31. Библиогр.: с. 25–31.
4. Возняковская, Ю.М. Использование метода идентификации бактерий в исследованиях ризосферной микрофлоры и её роли в жизни растений / Ю.М. Возняковская – Текст : непосредственный // Труды ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии. – 2008. – № 49. – С. 63. – Библиогр.: с. 52–63.
5. Гуревич, П.А. Антагонистическая активность некоторых штаммов рода Bacillus против фитопатогенных микромицетов / П. А. Гуревич, В. М. Крутьков, Б. П. Струнин – Текст: непосредственный // Вестник Казанского технологического университета. – 2012. – №11. – С. 139. – Библиогр.: с. 120–139.
6. Гурьев, Г.П. К вопросу о симбиотической азотфиксации в условиях Орловской области / Г. П. Гурьев – Текст: непосредственный // Зернобобовые и крупяные культуры. – 2012. – № 2. – С. 139. – Библиогр.: с. 137–139.
7. Емцев, В.Т. Критерий ассоциативности для бактерий, находящихся в диазотрофном биоценозе с небобовыми растениями / В.Т. Емцев, М.И. Чумаков – Текст : непосредственный // Микробиол. Ж. - 2008 – Т. 50 – №.3. – С. 101. – Библиогр.: с. 93–101.
8. Емцев, В. Т. Микробиология: учебник для вузов / В. Т. Емцев, Е. Н. Мишустин.– М.: Дрофа, 2005. – С. 445. – Библиогр.: с. 325–445. – Текст : непосредственный.
9. Иванчина, Н.В. Влияние ростостимулирующих бактерий (PGPB) на продуктивность и устойчивость растений / Н.В. Иванчина, С.Р. Гарипова – Текст : непосредственный // Агрохимия. – 2012. - № 7. – С. 95. – Библиогр.: с. 87–95.
10. Игнатов, В.В. Биологическая фиксация азота и азотфиксаторы /В.В. Игнатов – Текст : непосредственный // Сорос.образоват. журн. – 2014. – № 9. – С. 33. – Библиогр.: с. 28–33.
11. Игнатов, В.В. Молекулярные основы взаимоотношений ассоциативных микроорганизмов с растениями: научное издание / В.В. Игнатов. – М.: Наука. – 2005. – С. 262. – Библиогр.: с. 216–262. – Текст : непосредственный.
12. Исаева, К.Х. Образование гиббереллина и гиббереллиноподобных веществ углеводородокисляющими бактериями / К.Х. Исаева – Текст : непосредственный // Вестник МГОУ. – 2009. – № 4. – С. 101. – Библиогр.: с. 96–101.
13. Исмаилов, Н.М. Микробиология и ферментативная активность в нефтезагрязненныхпочвах / Н.М. Исмаилов – Текст : непосредственный // Под ред. М. А. Глазовской. – М.: Наука. – 2008. – С. 56. – Библиогр.: с. 42–56.
14. Кожемяков, А.П. Продуктивность азотфиксации в агроценозах /А. П. Кожемяков – Текст : непосредственный // Микробиол. журн. – 2017 – № 4 – С. 28. – Библиогр.: с. 22–28.
15. Кудоярова, Г.Р. Образование фитогормонов почвенными и ризосферными бактериями как фактор стимуляции роста растений / Г.Р. Кудоярова, И.К. Курдиш, А.И. Мелентьев – Текст : непосредственный // Известия Уфимского научного центра РАН. – 2011. – № 3–4.– С. 16. –Библиогр.: с. 13–16.
16. Кацы, Е.И. Молекулярная генетика ассоциативного взаимодействия бактерий и растений / Е.И. Кацы – Текст : непосредственный // Микробиол. журн. – 2007. – С. 86. – Библиогр.: 72–86.
17. Максимов, И.В. Влияние бактерий B. subtilis 26Д на содержание пероксида водорода и активность пероксидазы в растениях яровой пшеницы / И.В. Максимов, Р.Р. Абизгильдина, З.Р. Юсупова – Текст : непосредственный // Агрохимия. – 2010. - № 1. – С. 60. – Библиогр.: 55–60.
18. Максимов, И.В. Стимулирующие рост растений микроорганизмы как альтернатива химическим средствам защиты от патогенов / И.В. Максимов, Р.Р. Абизгильдина, Л.И. Пусенкова – Текст : непосредственный // Прикладная биохимия и микробиология. – 2011.– Т. 47. – С. 385. – Библиогр.: с. 373–385.
19. Максимов, И.В. Регуляция пероксидазной активности под влиянием сигнальных молекул и Bacillus subtilis 26Д инфицированных Phytophthorainfestans растениях картофеля / И.В. Максимов, Р.Р. Абизгильдина, А. В. Сорокань – Текст : непосредственный / Прикладная биохимия и микробиология. – 2014. – Т. 50. – С. 202. – Библиогр.: 197–202.
22. Мелентьев, А.И. Аэробные спорообразующие бактерии Bacillus Coh. в агроэкосистемах / А.И. Мелентьев. – М.: Наука, 2007. – 147 с. –Библиогр.: с. 135–147. – Текст : непосредственный.
21. Михалин, С.Е. Влияние предпосадочной инокуляции клубней картофеля микробиологическими препаратами на урожайность и качество продукции: специальность 06.01.09: дис. канд. на с.-х. наук / С.Е. Михалин ; Немчиновский государственный университет. – Немчиновка, 2006. – 201 с. – Библиогр.: 192–201. – Текст : непосредственный.
22. Мишке, И.В. Микробные фитогормоны в растениеводстве : учебник / И.В. Мишке. – Рига : Зинатне, 2008. – 151 с. – Библиогр.: с. 110–151. – Текст : непосредственный.
23. Мордухова, Е.А. Синтез индолил-3-уксусной кислоты ризосфернымипсевдомонадами: влияние плазмид биодеградации нафталина / Е.А. Мордухова, В.В. Кочетков, Ф.Я. Поликарпова, А.М. Боронин – Текст : непосредственный // Прикладная биохимия и микробиология. – 2008. – Т.34. – №3. – С. 292. – Библиогр.: с. 183–292.
24. Нетрусов А.И. Практикум по микробиологии / А.И. Нетрусов. – М.: ACADEMA», 2005. – 603 с. – Текст : непосредственный.
25. Новицкая, Н.В. Влияние минерального азота на эффективность симбиотической азотфиксации и урожайность бобовых культур в лесостепи Украины / Н.В. Новицкая – Текст : непосредственный // Вестник Алтайского государственного университета. – 2014. – № 9 (119). – С. 17. –Библиогр.: с. 15–17.
26. Отбор проб на микробиологические исследования из природной и производственной сред для самостоятельной работы студентов : учебно-методическое пособие / сост.: Ю.В. Батаева, И.С. Дзержинская. –Астрахань: Астраханский государственный университет, Издательский дом «Астраханский университет», 2015. – 132 с. – Библиогр.: с. 123–132 – Текст : непосредственный.
27. Плешков, Б. А. Практикум по биохимии растений / Б. А. Плешков. – М.: Колосс, 2015. – 178 с. – Библиогр.: с. 162–178. – Текст : непосредственный.
28. Свешникова, Е. В. Новые бактерии рода Pseudomonas – антагонисты фитопатогенов и перспективы их использования в сельскохозяйственной практике: специальности 03.00.07 : дис. канд. биол. наук / Е.В. Свешникова. – Уфа, 2003. - 189 c. – Библиогр.: с. 172–189. – Защищена : 26.05.2003. – Утверждена : 03.09.2003. – Текст : непосредственный.
29. Соколова, А.Я. Изучение протекторного действия бактерий рода Klebsiella на газонные травы в условиях засоления почвы: специальности 03.00.07 : дис. канд. биол. наук / А.Я. Соколова ; Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова. – Москва, 2006. – 143 с. – Библиогр.: с. 125–143. – Защищена : 06.07.2006. – Утверждена : 14.11.2006. – Текст : непосредственный.
30. Сытников, Д.М. Биотехнология микроорганизмов азотфиксаторов и перспективы применения препаратов на их основе / Д.М. Сытников – Текст : непосредственный // Биотехнология. – №4. – 2013. – С. 22. – Библиогр.: с. 16–22.
31. Терещенко, Н.Н. Практикум по микробиологии для оценки плодородия почвы и качества грунтов: учебно-методическое пособие для студ, биол. специальностей / Н.Н. Терещенко, Е.Е. Акимова, О.М. Минаева – Томск: ТГУ, 2011. – 96 с. – Библиогр.: с. 82–96. – Текст : непосредственный.
32. Умаров, М.М. Микробиологическая трансформация азота в почве / М.М. Умаров, А.В. Кураков, А.Л. Степанов – Текст : непосредственный // М.: ГЕОС. – №12. – 2007. – С. 138. – Библиогр.: с. 124–138.
33. Чеботарь, В.К. Эффективность применения биопрепарата экстрасол / В.К. Чеботарь, А.А. Завалин, Е.И Кипрушкина. – М.: ВНИИА, 2007. – 216 с. – Библиогр.: с. 186–216. – Текст : непосредственный.
34. Шапошников, А.И. Взаимодействие ризосферных бактерий с растениями: механизмы образования и факторы эффективности ассоциативных симбиозов (обзор) / А.И. Шапошников, А.А. Белимов, Л. В. Кравченко – Текст : непосредственный // Сельскохозяйственная биология. – 2011. - № 3. – С.22. Библиогр.: с. 16–22.
35. Щербаков, А.В. Эндофитные сообщества сфагновых мхов как источник бактерий – эффективных ассоциантов сельскохозяйственных культур: специальность 03.02.03 : дисс. канд. биол. наук / А. В. Щербаков.- Санкт-Петербург, 2014. – 179 с. – Защищена : 05.09.2014. – Текст: непосредственный.
36. Ahmad, F. Screening of free-living rhizospheric bacteria for their multiple plant growth promoting activities / F. Ahmad, I. Ahmad, M.S. Khan. – Text : direct //Microbiological research. – 2008. – Т. 163. – №. 2. – P. 173–181.
37. Costacurta, A Synthesis of phytohormones by plant-associated bacteria / A. Costacurta, J. Vanderleyden. – Text : direct // Critical reviews in microbiology. – 2015. – Т. 21 – V. 1 – P. 1–18.
38. Dodd, I.C. Rhizobacterial mediation of plant hormone status / I.C. Dodd, N.Y. Zinovkina, V.I. Safronova. – Text : direct // Ann. Appl. Biol. – 2010. – V. 157. – P. 361–379.
39. Farag, M.A. Dynamic chemical communication between plants and bacteria through airborne signals: induced resistance by bacterial volatiles / M.A. Farag, H. Zhang, C.M. Ryu. – Text : direct // J. Chem. Ecol. – 2013. – V. 39. – P. 1007–1018.
40. Ghosh A. C. Growth behaviour and bioproduction of indole acetic acid by a Rhizobium sp. isolated from root nodules of a leguminous tree Dalbergialanceolaria / A.C. Ghosh. – Text : direct // J. Chem. Ecol. – 2002. – V.15. – P. 115–231.
41. Hirsch, A.M. The role of phytohormones in plant-microbe symbioses / A.M. Hirsch, Y. Fang, S. Asad. – Text : direct // Plant and Soil. — 2007. — V. 194, N. 1–2. — Р. 171–184.
42. Kudoyarova, G.R. Cytokinin producing bacteria stimulate amino acid deposition by wheat roots / G.R. Kudoyarova, A.I. Melentiev, E.V. Martynenko. – Text : direct // Plant Physiol. Biochem. – 2014. – V. 83. – P. 285-291.
43. Pieterse, C.M. Induced systemic resistance by beneficial microbes / C.M.Pieterse, C. Zamioudis, R.L. Berendsen. – Text : direct // Annu. Rev. Phytopathol. – 2014. – V. 52. – P. 347–375.
44. Rashedul, I.M. Characterization of plant growth-promoting traits of free-living diazotrophic bacteria and their inoculation effects on growth and nitrogen uptake of crop plants / I.M. Rashedul, M. Madhaiyan, H.P.D. Boruah. – Text : direct // J. Microbiol. Biotechnol.– 2009. – V. 19. – P. 1213–1222.
45. Shokri D. Indole-3-acetic acid (IAA) production in symbiotic and non-symbiotic nitrogen-fixing bacteria and its optimization by Taguchi design / D. Shokri, G. Emtiazi. . – Text : direct //Current microbiology. – 2010. – Т. 61. – V. 3. – P. 217-225.
46. Shakirova, F.M. Role of endogenous hormonal system in the realization of the antistress action of plant growth regulators on plants/ F.M. Shakirova, A.M. Avalbaev, M.V. Bezrukova. – Text : direct // Plant Stress. – 2010. – V. 4. – P. 32–38.
47. Sivasakthi, S. Production of plant growth promoting substance by Pseudomonas fluorescens and Bacillus subtilis isolates from paddy rhizospheresoil of Cuddalore district, Tamil Nadu, India / S. Sivasakthi, D. Kanchana, G. Usharani. – Text : direct / Int. J. Microbiol.Res. – 2013. – V. 4. – P. 227–233.
48. Spaepen, S. Indole-3-acetic acid in microbial and microorganism-plant signaling / S. Spaepen, J. Vanderleyden, R. Remans. – Text : direct // FEMS Microbiol. Rev. – 2007. – V. 31. – P. 425–448.
49. Swain, M.R. Indole–3–acetic acid production and effect on sprouting of yam (Dioscorearotundata L.) minisetts by Bacillus subtilis isolated from culturablecowdungmicroflora / M.R. Swain, S.K. Naskar, R.C. Ray. – Text : direct // Pol. J. Microbiol. – 2007. – V. 56. – P. 103–110.
50. Tien T. M., Gaskins M. H., Hubbell D. H. Plant growth substances produced by Azospirillum brasilense and their effect on the growth of pearl millet (Pennisetumamericanum L.) / T.M. Tien, M.H. Gaskins, D.H. Hubbell. – Text : direct //Applied and Environmental Microbiology. – 2009. – Т. 37. – V. 5. – P. 1016–1024.
51. Tsavkelova E.A. Microbial producers of plant growth stimulators and their practical use: a review. – Text : direct //Applied biochemistry and microbiology. – 2006. – Т. 42. – V. 2. – С. 117–126.

Весь текст будет доступен после покупки