Ауксин-продуцирующая активность штаммов бактерий и дрожжевых грибов, выделенных из компонентов почвенных конструкций

Аннотация

Был исследован комплекс культивируемых сапротрофных бактерий и дрожжевых грибов в компонентах почвенных конструкций различного генезиса (гумусовый почвенный горизонт и торф) одновременно с оценкой ауксин-продуцирующей активности (синтез 3-индолилуксусной кислоты, ИУК) выделенных из них штаммов бактерий и дрожжевых грибов. Исследование проводили на этапе закладки двух вариантов конструкций в г. Сыктывкар, сформированных из компонентов местного происхождения (вариант 1) и привезенных (гумусовый почвенный горизонт, Москва, торф «Селигер-агро», Тверская область) (вариант 2).

Таксономическая структура комплексов микроорганизмов, выделенных из изученных субстратов, обладала значительным сходством. В то же время в компонентах варианта 1 было выявлено большее разнообразие устойчивых к неблагоприятным условиям окружающей среды видов культивируемых сапротрофных бактерий рода Bacillus, а также присутствие психрофильных базидиомицетовых дрожжей Leucosporidium scottii, которые не были встречены в компонентах варианта 2.

Средняя продукция ИУК штаммами дрожжевых грибов исследованной выборки составила 647.6 мкг/л, сапротрофных бактерий — 741.3 мкг/л. Наибольшие значения концентрации ИУК в культуральной жидкости были обнаружены у дрожжевых грибов Tausonia pullulans (штамм Y-6) - 3362,6 мкг/л, выделенного из гумусового почвенного горизонта варианта 1, и сапротрофных бактерий Flavobacterium рsychrophilum (штаммы: B-7 — 2616.8 мкг/л и B-5 — 1056.3 мкг/л, выделенных из гумусового почвенного горизонта варианта 1 и из торфа вариант 2. Для дрожжей Leucosporidium scottii и бактерий Flavobacterium рsychrophilum способность к синтезу ИУК показана впервые.

 

Литература

1. Белов А.А., Чепцов В.С., Лысак Л.В. Методы идентификации почвенных микроорганизмов. М., 2020. 196 с.

2. Герасимова М.И. Антропогенные почвы / М.И. Герасимова, М.Н. Строганова, Н.В. Можарова, Т.В. Прокофьева. Смоленск, 2003. 268 с

3. Глушакова А.М., Качалкин А.В. Эндофитные дрожжи в сочных плодах Malus domestica и Pyrus communis в условиях антропогенизации // Микробиология. 2017. Т. 86. № 1. С. 114–122.

Glushakova A.M., Kachalkin A.V. Endophytic yeasts in Malus domestica and Pyrus communis fruits under anthropogenic impact // Microbiology. 2017. Vol. 86. № 1. P. 128–135. https://doi.org/10.1134/S0026261716060102

4. Глушакова А.М., Лысак Л.В., Качалкин А.В., Иванова А.Е., Умарова А.Б., Абрамян И.А., Ежелев З.С., Максимова И.А. Трансформация микробных комплексов в компонентах почвенных конструкций разного генезиса (Апах, торф, песок) при процессах замораживания-оттаивания // Микробиология. 2021. № 2. С. 166-178. Glushakova A.M., Lysak L.V., Kachalkin A.V., Ivanova A.E., Umarova A.B., Abramyan I.A., Ezhelev Z.S., Maksimova I.A. Transformation of microbial complexes in components of soil constructions of different origin (soil, peat, sand) during freezing-thawing processes // Microbiology. 2021. Vol. 90. № 2. P. 166-178. https://doi.org/10.1134/S002626172102003X

5. Иванников Ф.А. Трансформация почвоподобных техногенных образований в условиях урбоэкосистемы (на примере г. Москвы). Автореф. дисс. … канд. биол. н. М., 2011. 25 с.

6.  Климатические данные городов по всему миру [Электронный ресурс]. URL: https://ru.climate-data.org/, (дата обращения: 28.05.2021).

7. Николаева В.В. Целлюлозолитические грибы в городских почвах. Автореф. дисс. … канд. биол. н. М., 2015. 24 с.

8. Смагин А.В., Садовникова Н.Б. Создание почвоподобных конструкций // Почвоведение. 2015. № 9. С. 1112–1123. 

Smagin A.V., Sadovnikova N.B. Creation of soil-like constructions // Eurasian Soil Sci. 2015. Vol. 48. № 9. P. 981–990. https://doi.org/10.1134/S1064229315090100

9. Стрелецкий Р.А., Глушакова А.М., Завгородняя Ю.А., Демин В.В., Чернов И.Ю. Образование 3-индолилуксусной кислоты дрожжевыми грибами разных экологических групп // Микология и фитопатология. 2013. Т. 47. № 2. С. 116-119.

10. Умарова А.Б., Сусленкова М.М., Бутылкина М.А., Салимгареева О.А., Кокорева А.А., Ежелев З.С., Гасина А.И. Гидросорбционные и микроструктурные характеристики почвенных субстратов разного генезиса и их изменение в составе конструктоземов // Почвоведение. 2019. №11. С. 1346–1355. 

Umarova A.B., Suslenkova M.M., Butylkina M.A., Salimgareeva O.A., Kokoreva A.A., Ezhelev Z.S., Gasina A.I. Hydrosorption and microstructural characteristics of soil horizons of different geneses and their change in constructozems // Eurasian Soil Sci. 2019. Vol. 52. № 11. P. 1369–1377. https://doi.org/10.1134/S1064229319110127

11. Baker G.S. Review and reanalysis of domain-specific 16S primers / Baker G.S., Smith J., Cowan D.A. // J. Microbiol. Methods. 2003. № 55. P. 541–555.

12. Duca D., Lorv J., Patten C.L., Rose D., Glick B.R. Indole-3- acetic acid in plant-microbe interactions // Antonie Van Leeuwenhoek. 2014. Vol. 106. P. 85–125.

13. Duarte A.W.F., Lopes A.M., Molino J.V.M., Pessoa A., Sette L.D. Liquid–liquid extraction of lipase produced by psychrotrophic yeast Leucosporidium scottii L117 using aqueous two-phase systems // Separation and Purification Technology. 2015. Vol. 156. Part. 2. P. 215-225.

14. Fell. J., Blatt. G. Separation of strains of the yeasts Xanthophyllomyces dendrorhous and Phaffia rhodozyma based on rDNA IGS and ITS sequence analysis // J. Ind. Microbiol. Biotech. 1999. Vol. 23. P. 677–681.

15. Kazan K., Manners J.M. Linking development to defence: auxin in plant-pathogen interactions // Trends Plant Sci. 2009. Vol. 14. P. 373-382.

16. Kurtzman C., Fell J. (eds. The Yeasts, a taxonomic study). Fourth revised and enlarged edition. Amsterdam: Elsevier Science B.V., 1998, 1055p.

17. Limtong S., Koowadjanakul N. Yeasts from phylloplane and their capability to produce indole-3-acetic acid // World Journal of Microbiology and Biotechnology. 2012. Vol. 28. № 12. P. 3323-3335.

18. McDonald R.I., Forman R.T., Kareiva P. Open Space Loss and Land Inequality in United States' Cities, 1990–2000 // PLoS ONE. 2010. № 5(3): e9509. 

19. Mestre M.C., Fontenla S., Bruzone M.C., Fernández N.V., Dames J. Detection of plant growth enhancing features in psychrotolerant yeasts from Patagonia (Argentina) // J. Basic Microbiol. 2016. Vol. 56. Is. 10. P. 1098-1106.

20. Nicholson W.L., Munakata N., Horneck G., Melosh H.J., Setlow P. Resistance of Bacillus endospores to extreme terrestrial and extraterrestrial environments // Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2000. V. 64. P. 548-572.

21. Patten C.L., Glick B.R. Bacterial biosynthesis of indole-3- acetic acid // Can. J. Microbiol. 1996. Vol. 42. P. 207–220.

22. Petti C., Reiber K., Ali S.S., Berney M., Doohan F.M.  Auxin as a player in the biocontrol of Fusarium head blight disease of barley and its potential as a disease control agent // BMC Plant Biol. 2012. Vol. 12. Number 224. https://doi.org/10.1186/1471-2229-12-224

23. Priest F.G. Systematics and ecology of Bacillus // In A.L. Sonenshein, J.A. Hoch, and R. Losick (ed.) Bacillus subtilis and other gram-positive bacteria. American Society for Microbiology, Washington. D.C. 1993. P. 3–33.

24. Sachdev D.P., Chaudhari H.G., Kasture V.M., Dhavale D.D., Chopade B.A. Isolation and characterization of indole acetic acid (IAA) producing Klebsiella pneumoniae strains from rhizosphere of wheat (Triticum aestivum) and their effect on plant growth // Indian J. Exp. Biol. 2009. Vol. 47. № 12. P. 993-1000.

25. Streletskii R.A., Kachalkin A.V., Glushakova A.M., Yurkov A.M., Demin V.V. Yeasts producing zeatin // PeerJ. 2019. № 7. e6474. https://doi.org/10.7717/peerj.6474

26.  Tsavkelova E.A., Cherdyntseva T.A., Netrusov A.I. Auxin production by bacteria associated with orchid roots // Microbiology. 2005. Vol. 74. №. 1. P. 46-53.

27. Tsavkelova E.A., Klimova S.Yu., Cherdyntseva T.A., Netrusov A.I. Microbial producers of plant growth stimulators and their practical use: a review // Appl. Biochem. Microbiol. (Moscow). 2006. Vol. 42. № 2. P. 117–126.