Achievements and perspectives of development in soil microbiology at moscow university

Abstract

The article summarizes the results of recent research by the staff of Soil Biology Department Faculty of Soil Science of Lomonosov Moscow State University in the field of assessing the genetic potential of microbial communities of soils and their application in the development of fundamental soil and environmental technologies. Promising areas of further work related to the use of the microbial potential of soils for the purpose of bioremediation territories from ecotoxicants, the development of technologies for self-purification of soils based on the stimulation of natural communities of microorganisms, as well as the use of microbial cultures for biodegradation of petroleum products, pesticides and synthetic polymers. Another important direction is related to the development of scientific basis for the indication of biological objects in the environment and space objects. Within the framework of this direction, genomic analysis of uncultivated microorganisms from the Arctic, Antarctic and other extreme habitats is carried out, and the knowledge gained apply as a model of alien life. Another relevant direction for the Department of Soil Biology is the development of agrobiotechnologies based on the management of the natural soil microbiome, the creation of microbial preparations-stimulators of plant growth and development, microbiological ways to increase the proportion of biological nitrogen in plant nutrition, application of microbial plant endosymbionts and bioin- secticides. An equally important aspect is the search of producers of biologically active substances, such as phyto- hormones, antibiotics, enzymes, probiotics, hydrolytics of natural and artificial polymers. The considered areas of research in the field of soil biology are important for improving land management, environmental protection and the development of environmental technologies.

References

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