Достижения и перспективы развития почвенной микробиологии в Московском университете

Аннотация

В статье обобщены результаты последних исследований сотрудников кафедры биологии почв факультета почвоведения МГУ имени М.В. Ломоносова в области оценки генетического потенциала микробных сообществ почв и их применения в развитии фундаментального почвоведения и природоохранных технологий. Сформулированы перспективные направления дальнейшей работы, связанные с использованием микробного потенциала почв в целях биоремедиации территорий от экотоксикантов, разработки технологий самоочищения почв на основе стимуляции природных сообществ микроорганизмов, а также применения микробных препаратов биодеградации нефтепродуктов, пестицидов и синтетических полимеров. Другое важное направление связано с развитием научных основ индикации биологических объектов в окружающей среде и космических объектах. В рамках этого направления проводится геномный анализ некультивируемых микроорганизмов из Арктики, Антарктики и других экстремальных местообитаний, а полученные знания используются в качестве модели инопланетной жизни. Еще одним актуальным направлением для кафедры биологии почв является разработка агробиотехнологий на основе управления естественным почвенным микробиомом, создание микробных препаратов-стимуляторов роста и развития растений, микробиологических способов повышения доли биологического азота в питании растений, использование микробных эндосимбионтов растений и биоинсектицидов. Не менее важным аспектом является поиск продуцентов биологически активных веществ, таких как фитогормоны, антибиотики, ферменты, пробиотики, гидролитики природных и искусственных полимеров. Рассмотренные направления исследований в области биологии почв имеют важное значение для улучшения земельного хозяйства, охраны окружающей среды и разработки природоохранных технологий.

Литература

1.           Апарин Б.Ф., Сухачева Е.Ю. Земледелие – прошлое, настоящее, будущее. Биосфера. 2019. № 11(3). https://doi.org/: 10.24855/biosfera.v11i3.507

2.           Бызов Б.А. Зоомикробные взаимодействия в почве. М., 2005.

3.           Глушакова А.М., Лысак Л.В., Белов А.А. и др. Локальный мониторинг бактериального комплекса городских почв Сыктывкара в 2019 и 2020 гг. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2021. № 2.

4.           Добровольский Г.В., Куст Г.С., Чернов И.Ю. и др. Почвы в биосфере и жизни человека. М., 2012.

5.           Добровольская Т.Г., Головченко А.В., Панкратов Т.А. и др. Оценка бактериального разнообразия почв: эволюция подходов и методов // Почвоведение. 2009. № 10.

6.           Добровольская Т.Г., Звягинцев Д.Г., Чернов И.Ю. и др. Роль микроорганизмов в экологических функциях почв // Почвоведение. 2015. № 9. https://doi.org/: 10.7868/S0032180X15090038

7.           Исаева О.В., Глушакова А.М., Гарбуз С.А. и др. Эндофитные дрожжевые грибы в запасающих тканях растений // Известия РАН. Сер. биологическая. 2010. № 1.

8.           Кожевин П.А. Показатели почвенного «здоровья» в оценке почв (обзор) // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2023. № 2. https://doi.org/: 10.55959/MSU0137-0944-17-2023-78-2-16-25

9.           Корнейкова М.В., Никитин Д.А., Долгих А.В. и др. Микобиота почв города Апатиты (Мурманская область) // Микология и фитопатология. 2020. № 54(4).

10.        Кудеяров В.Н. Почвы в биосфере и жизни человека // Почвоведение. 2013. № 7. https://doi.org/: 10.7868/S0032180X13050080

11.        Кураков А.В., Харин С.А., Бызов Б.А. Изменение состава и физиолого-биохимических свойств грибов при прохождении через пищеварительный тракт дождевых червей // Известия РАН. Сер. биологическая. 2016. № 4.

12.        Лысак Л.В., Лапыгина Е.В. Разнообразие бактериальных сообществ городских почв // Почвоведение. 2018. № 9. https://doi.org/: 10.1134/S0032180X18090071

13.        Лысак Л.В., Максимова И.А., Никитин Д.А. и др. Микробные сообщества почв российских полярных станций Восточной Антарктиды // Вестн. Моск. ун-та. Сер.16. Биология. 2018. № 73(3).

14.        Манучарова Н.А., Кутейникова Ю.В., Иванов П.В. и др. Молекулярный анализ гидролитической прокариотной компоненты почв, загрязненных нефтепродуктами и восстановленных внесением хитина // Микробиология. 2017. № 86(3). https://doi.org/: 10.7868/S0026365617030119

15.        Манучарова Н.А., Ксенофонтова Н.А., Белов А.А. и др. Прокариотный компонент нефтезагрязненной торфяной олиготрофной почвы при разном уровне минерального питания // Почвоведение. 2021. № 1. https://doi.org/: 10.31857/S0032180X2101010X

16.        Манучарова Н.А., Ксенофонтова Н.А., Каримов Т.Д. и др. Изменение филогенетической структуры метаболически активного прокариотного комплекса почв под влиянием нефтяного загрязнения // Микробиология. 2020. № 89(2). https://doi.org/: 10.31857/S0026365620020093

17.        Манучарова Н.А., Коваленко М.А., Алексеева М.Г. и др. Биотехнологический потенциал прокариотного компонента современных, реликтовых почв и грунтов Антарктиды // Почвоведение. 2023. № 5. https://doi.org/: 10.31857/S0032180X22601311

18.        Никитин Д.А., Лысак Л.В., Мергелов Н.С. и др. Микробная биомасса, запасы углерода и эмиссия СО₂ в почвах Земли Франца-Иосифа: высокоарктические тундры или полярные пустыни? // Почвоведение. 2020. № 4. https://doi.org/: 10.31857/S0032180X20040115

19.        Никитин Д.А., Садыкова В.С., Куварина А.Е. и др. Ферментативная и антимикробная активность полярных штаммов почвенных микроскопических грибов // Микология и фитопатология. 2021. № 55(1). https://doi.org/: 10.31857/S0026364821010086

20.        Никитин Д.А., Лысак Л.В., Кутовая О.В. и др. Эколого-трофическая структура и таксономическая характеристика сообществ микроорганизмов почв северной части архипелага Новая Земля // Почвоведение. 2021. № 11. https://doi.org/: 10.31857/S0032180X21110101

21.        Никитин Д.А., Лысак Л.В., Бадмадашиев Д.В. Молекулярно-биологическая характеристика почвенного микробиома северной части архипелага Новая Земля // Почвоведение. 2022. № 8. https://doi.org/: 10.31857/S0032180X22080135

22.        Никитин Д.А., Семенов М.В., Чернов Т.И. и др. Микробиологические индикаторы экологических функций почв (обзор) // Почвоведение. 2022. № 2. https://doi.org/: 10.31857/S0032180X22020095

23.        Поздняков Л.А., Степанов А.Л., Гасанов М.Э. и др. Влияние лигногумата на биологическую активность почвы о. Бали, Индонезия // Почвоведение. 2020. № 5. https://doi.org/: 10.31857/S0032180X20050111

24.        Прокофьева Т.В., Шоба С.А., Лысак Л.В. и др. Органические компоненты и биота в составе городского атмосферного пылеаэрозоля: потенциальное влияние на городские почвы // Почвоведение. 2021. № 10. https://doi.org/: 10.31857/S0032180X21100099

25.        Семенов М.В. Метабаркодинг и метагеномика в почвенно-экологических исследованиях: успехи, проблемы и возможности // Журнал общей биологии. 2019. № 80(6). https://doi.org/: 10.1134/S004445961906006X

26.        Семенов В.М., Лебедева Т.Н., Зинякова Н.Б. и др. Зависимость разложения органического вещества почвы и растительных остатков от температуры и влажности в длительных инкубационных экспериментах // Почвоведение. 2022. № 7. https://doi.org/: 10.31857/S0032180X22070085

27.        Семенов В.М., Лебедева Т.Н., Зинякова Н.Б. и др. Эвтрофикация пахотной почвы: сравнительное влияние минеральной и органической систем удобрения // Почвоведение. 2023. № 1. https://doi.org/: 10.31857/S0032180X22600676

28.        Семенов М.В., Ксенофонтова Н.А., Никитин Д.А. и др. Микробиологические показатели дерново-подзолистой почвы и ее ризосферы в полувековом полевом опыте с применением разных систем удобрения // Почвоведение. 2023. № 6. https://doi.org/: 10.31857/S0032180X22601220

29.        Семенова Е.М., Бабич Т.Л., Соколова Д.Ш. и др. Микробное разнообразие грунтов архипелага Земля Франца-Иосифа, загрязненных нефтепродуктами // Микробиология. 2021. № 90(6). https://doi.org/: 10.31857/S0026365621060136

30.        Сошникова Е.А., Черобаева А.С., Степанов А.Л. и др. Новые процессы микробной трансформации азота в почвах как источник парниковых газов // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2016. № 3.

31.        Степанов А.Л. Микробная трансформация парниковых газов в почвах. М., 2011.

32.        Умаров М.М., Кураков А.В., Степанов А.Л. Микробная трансформация азота в почвах. М., 2007.

33.        Фролов О.А., Якушев А.В. Влияние на бактериальный гидролитический комплекс гумусо-аккумулятивного горизонта техноурбанозема пассажа через кишечник дождевого червя Aporrectodea caliginosa // Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева. 2018. № 94. https://doi.org/: 10.19047/0136-1694-2018-92-57-73

34.        Чекин М.Р., Лысак Л.В., Лапыгина Е.В. Численность и морфологическое разнообразие бактериофагов в почвах // Почвоведение. 2022. № 3.

35.        Чепцов В.С., Белов А.А., Воробьева Е.А. и др. Устойчивость ферментов к воздействию ионизирующей радиации в модельных условиях реголита Марса // Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы. 2021. Т. 55, № 5. https://doi.org/: 10.31857/S0320930X21040022

36.        Cherobaeva A.S., Kizilova A.K., Stepanov A.L. et al. Molecular analysis of the diversity of nitrifying bacteria in the soils of the forest and steppe zones of European Russia // Microbiology. 2011. Vol. 80, № 3. https://doi.org/: 10.1134/S0026261711030064

37.        Daims H., Lebedeva E.V., Pjevac Р. et al.Complete nitrification by Nitrospira bacteria // Nature. 2015. Vol. 528. https://doi.org/: 10.1038/nature16461

38.        Glushakova А., Kachalkin А.V., Prokof'eva T.V. et al. Enterobacteriaceae in soils and atmospheric dust aerosol accumulations of Moscow city // Current Research in Microbial Sciences. 2022. Vol. 3. https://doi.org/: 10.1016/j.crmicr.2022.100124

39.        Korneykova, M.V., Vasenev V.I., Nikitin D.A. et al. Soil microbial community of urban green infrastructures in a polar city // Urban Ecosystems. 2022. Vol. 25, № 5. https://doi.org/: 10.1007/s11252-022-01233-8

40.        Kachalkin A., Glushakova A., Streletskii R. Diversity of endophytic yeasts from agricultural fruits positive for phytohormone IAA production // BioTech. 2022. Vol. 11, № 3. https://doi.org/: 10.3390/biotech11030038

41.        Kartal B., Kuenen J., Loosdrecht M. Sewage Treatment with Anammox // Science. 2010. Vol. 328. https://doi.org/: 10.1126/science.1185941

42.        Kuenen J.G. Anammox bacteria: from discovery to application // Nature Reviews Microbiology. 2008. Vol. 6.

43.        Kotsyurbenko O.R., Belov A.A., Cheptsov V.S. et al. Exobiology of the venusian clouds: new insights into habitability through terrestrial models and methods of detection // Astrobiology. 2021. Vol. 21, № 10. https://doi.org/: 10.1089/ast.2020.2296

44.        Kuzyakov Y., Mason-Jones K. Viruses in soil: Nano-scale undead drivers of microbial life, biogeochemical turnover and ecosystem functions // Soil Biology and Biochemistry. 2018. Vol. 127. https://doi.org/: 10.1016/j.soilbio.2018.09.032

45.        Nikitin D.A., Ivanova E.A., Semenov M.V. et al. Diversity, Ecological Characteristics and Identification of Some Problematic Phytopathogenic Fusarium in Soil: A Review // Diversity. 2023. Vol. 5, № 1. https://doi.org/: 10.3390/d15010049

46.        Slobodkina G., Reysenbach A-L, Kolganova T. et al. Thermosulfuriphilus ammonigenes gen. nov., sp. nov., a thermophilic, chemolithoautotrophic bacterium capable of respiratory ammonification of nitrate with elemental sulfur // International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 2017. Vol. 67, № 9. https://doi.org/: 10.1099/ijsem.0.002142