Registration Number
0826U004464, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
22-09-2026
popup.evolution
o
Title
Physiological activity and influence of endophytic bacteria on the symbiosis of Bradyrhizobium japonicum – Glycine max
Author
Nadiia V. Shevchuk,
popup.head Halyna O. Iutynsʹka
popup.opponent Yevhenii P. Kopylov
popup.opponent Svitlana V. Pyda
popup.review Iryna O. Skorohod
popup.review Ivan Kurdish
popup.rada
Institute of Microbiology and Virology named after D. K. Zabolotny of the National Academy of Sciences of Ukraine
Description
Дисертаційну роботу присвячено дослідженню фізіологічних та функціональних властивостей нових ендофітних штамів, виділених з поверхнево стерилізованих бульбочок сої.
Наукова новизна роботи полягає у вивченні властивостей нововиділених ендофітних штамів та встановленні їх впливу на симбіотичну систему «ризобіальні бактерії – соя». Показано, що досліджувані ендофітні бактерії були стійкими до більшості сучасних фунгіцидних та інсектицидних препаратів, що робить можливим їх сумісне використання за умов масового поширення шкідників та фітопатогенів. Досліджувані ендофітні штами Bacillus sp. 4, Bacillus sp. 5 та Pseudomonas sp. 6 були здатними рости за впливу температур у діапазоні 20ºС - 42ºС, що свідчить про їх стійкість до температурних коливань за використання як інокулянтів у різних кліматичних зонах.
Було виявлено значний біоконтролюючий потенціал ендофітних штамів проти як бактеріальних, так і грибних фітопатогенів. Штами Ochrobactrum sp. 2 та Paenibacillus sp. 3 інгібували ріст патогенів бобових культур – Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli УКМ B-1066 та УКМ B-1065, а Bacillus sp. 5 – X. axonopodis pv. glycines УКМ В-1162. Найсильніші антагоністичні властивості проти X. vesicatoria 7790 проявили штами Ochrobactrum sp. 2 та Pseudomonas sp. 6, а проти X. cucurbitae УКМ В-1063 – Paenibacillus sp. 3. Ріст Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis 102 найефективніше пригнічував Ochrobactrum sp. 2. Ендофітні штами проявляли антагонізм і до патогенних мікроміцетів, інгібуючи проростання спор та спричиняючи зміни у морфології їх міцелію. Найвищу інгібуючу активність щодо Alternaria alternata 150721 проявили супернатанти штамів Bacillus sp. 4 та Pseudomonas sp. 6, а щодо Fusarium oxysporum 080721 – Ochrobactrum sp. 2 та Paenibacillus sp. 3.
У дослідженнях ex vivo була підтверджена ефективність ендофітних бактерій проти фітопатогенних мікроміцетів. Застосування ендофітно-ризобіальної інокуляції насіння за штучного зараження фітопатогенами A. alternata 150721 та F. oxysporum 080721 сприяло значному зменшенню площ ураження листкових пластин. У той же час, додаткове обприскування вегетуючих рослин супернатантами ендофітів забезпечило захисний ефект проти мікозів на рівні 81,2% - 95,9%. Показано, що усі ендофітні штами продукували сидерофори гідроксаматного типу, а штами Paenibacillus sp. 3 , Bacillus sp. 4 та Bacillus sp. 5 синтезували також і катехолатні типи. За кількісного визначення продукції сидерофорів ендофітними штамами було встановлено, що найактивнішими продуцентами були Paenibacillus sp. 1 (75,9%), Bacillus sp. 4 (57,7%) та Pseudomonas sp. 6 (78,3%).
За комплексом морфологічних ознак, фізіолого-біохімічних властивостей, результатами повногеномного секвенування та філогенетичного аналізу активні ендофітні ізоляти Bacillus sp. 4 та Bacillus sp. 5 було ідентифіковано як Bacillus velezensis ІМВ B-8134 та B-8135 та задепоновано у DDBJ/ENA/GenBank за номерами GCA_051550635.1 та GCA_052976605.1 відповідно. Анотація геномів даних штамів та аналіз біосинтетичних генних кластерів продемонстрували значний біотехнологічний потенціал. Було виявлено гени, відповідальні за синтез антибіотичних сполук (бацилізину, макролактину, бацилаєну, фенгіцину, дифіцидину) та сидерофорів (бацилібактину).
У польових дослідженнях показано, що комплексна передпосівна інокуляція насіння сої сприяла адаптації рослин до несприятливих умов шляхом активування ферментативних та неферментативних механізмів антиоксидантного захисту. Було відмічено підвищення каталазної активності на 52,2% порівняно з контролем, що свідчить про активацію ферментативного шляху нейтралізації надлишку пероксиду водню (H2O2). Одночасно спостерігали, що антирадикальна активність екстрактів коренів та листя інокульованих рослин сої була нижчою, ніж у контролі на 10,0% та 39,06% відповідно, що зумовлено зниженням оксидативного стресу. Окрім цього, інокуляція сприяла підвищенню водозабезпечення та водоутримуючої здатності рослин. Важливо зазначити, що описані ефекти зберігалися і у рослин сої другого покоління, вирощених з насіння, інокульованого минулого року. Такий феномен розглядається як прояв біопраймінгу, який, ймовірно, включає вертикальну передачу ендофітів наступному поколінню рослин з насінням.
У польових дослідах, у посушливих умовах Південного Степу України, було відзначено позитивний вплив комплексної інокуляції насіння сої на представленість мікроорганізмів основних еколого-функціональних груп та агрохімічний склад ґрунтів, що сприяло підвищенню стійкості та продуктивності рослин сої. Поєднання корисних ефектів забезпечило стабільне зростання урожайності, приріст склав 19,4-40,4%, порівняно з необробленим контролем.
Registration Date
2026-08-10
popup.nrat_date
2026-08-10 / 2026-10-21
