Search academic texts

Registration Number

0824U001271, PhD dissertation

Title

Allelopathic properties of metabolites of Glycine max (L.) Merr. as an ecological factor in the regulation of the phytopathogenic mycobiome. ‒ Qualification work on manuscript rights.

Author

Nadiya A. Kosovska,

popup.head Vira V. Borodai
popup.opponent Victoria Oliferchuk
popup.opponent Natalia V. Zaimenko
popup.review ALLA S. LEVISHKO
popup.review INNA M. HORODYSKA

Status

Доктор філософії, 101, Екологія

Date

14-05-2024

Description

Дисертаційну роботу присвячено вивченню механізмів взаємодії алелопатичних метаболітів Glycine max (L.) Merr. у системі із фітопатогенним мікобіомом – ґрунтом та агрономічно цінними мікроорганізми. Доведено, що частота трапляння фітопатогенних мікроміцетів у філосфері та ризосфері рослин Glycine max є показником екологічого ризику в агроценозі сої, в умовах Центрального Лісостепу України, в мікобіомі рослин сої домінують гриби роду Fusarium, серед яких провідне місце займають види F. solani та F. keratoplasticum. Сорти рослин G. max Вишиванка, Сузір’я та Кент, за взаємодії з мікроорганізмами ‒ складовими біопрепаратів Мікохелп та Фітоцид, утворюють кореневі екзометаболіти, які істотно диференціюються за впливом на швидкість радіального росту міцелію грибів F. keratoplasticum та F. solani. Це контролюється антифунгальною активністю кореневих екзометаболітів рослин сої, що залежить від сигналінгу бактерій, які є основою біопрепаратів. Інтенсивність споруляції грибів роду Fusarium залежить від впливу кореневих екзометаболітів рослин G. max, утворених за взаємодії з біопрепаратами і диференціюється за цією ознакою. За взаємодії рослин сої сорту Кент з біопрепаратом Фітохелп чисельність олігонітрофільних бактерій у ризосфері рослин істотно знижується (на 48,7%), в той час як у ризосфері сорту сої Сузір’я – залишається незмінною як за взаємодії з Фітохелпом, так і Мікохелпом. Чисельність неактивних спорових форм бактерій у ризосфері сої знижується в 2,9–5,0 разів відповідно, а за значеннями коефіцієнтів оліготрофності, мінералізації, іммобілізації азоту та педотрофності рослин послаблюються процеси деструкції органічної речовини. За взаємодії рослин сої сортів Сузір’я і Кент з біопрепаратами Мікохелп і Фітохелп, створеними на основі мікроміцетів і бактерій: B. subtilis, Azotobacter, Enterobacter та Enterococcus, значно підвищується мікробіологічна активність ризосферного ґрунту (в 3,3–18,3 рази та активізується розвиток мікроорганізмів (у 5,3–18,8 разів); Чисельність олігонітрофільних бактерій у ризосфері рослин сої істотно залежить як від сорту так і біопрепарату. В той час як, за взаємодії рослин сої сорту Кент з біопрепаратом Фітохелп чисельність олігонітрофільних знижується (на 48,7 %), а з біопрепаратом Мікохелп зростає в 3,8 рази, то за взаємодії рослин сої сорту Сузір’я як з Фітохелпом так і з Мікохелпом залишається незмінною. Чисельність неактивних спорових форм бактерій у ризосфері рослин сої знижується в 2,9–5,0 разів відповідно, а також, за значеннями коефіцієнтів оліготрофності, мінералізації, іммобілізації азоту та педотрофності у ризосфері рослин послаблюються процеси деструкції органічної речовини і посилюється її синтез. За взаємодії рослин сої Кент і Сузір’я з мікроорганізмами ‒ складовими біопрепарату Фітохелп підвищується активність лакази, яка є показником швидкості деструкції лігнінвмісних рослинних решток, та зростає чисельність меланінвмісних мікроміцетів, задіяних у формуванні гумусової матриці по меланіновому шляху, про що свідчить більш високий відсоток лабільних форм гумусу. Взаємодія рослин сої (сорт Сузір’я) з мікроорганізмами біопрепаратів (Фітохелп і Мікохелп) призводить до зменшення вмісту Cr, Pb, Sr, Ti у ризосфері рослин сої. За взаємодії рослин з Мікохелпом, який містить фосфатмобілізуючі мікроорганізми, у ризосфері в 1,2 рази збільшується кількість фосфору. Кореневі ексудати рослин сої сортів Сузір’я та Кент, за взаємодії з біопрепаратами Фітохелп і Мікохелп, різняться за кількісним складом комплексу фенольних сполук. Біохімічний профіль сорту сої Сузір’я представлено шістьма речовинами з коефіцієнтами утримання: Rf~0,12; 0,32; 0,37; 0,43; 0,60; 0,98, а біохімічний профіль сорту сої Кент лише двома речовинами із коефіцієнтами утримання: Rf~0,37 і 0,43. Кореневі водні екстракти рослин сої сортів Вишиванка та Сузір’я, за взаємодії з біопрепаратами Фітохелп і Мікохелп, містять монокарбонові кислоти та спирти, прості феноли, флавоноїди, поліфеноли з системою кон’югованих зв’язків. Серед них переважають монокарбонові кислоти та спирти. За взаємодії рослин сої сортів Сузір’я та Вишиванка з біопрепаратами Фітохелп та Мікохелп знижується процес дифузії речовин та посилюється цілісність плазматичної мембрани клітин кореня. У кореневих екзометаболітах суттєво знижується вміст монокарбонових кислот та спиртів порівняно з контрольним варіантом (відповідно 0,32‒1,41 мкг/мл проти 2,42 мкг/мл, та 0,63‒1,04 проти 1,09 мкг/мл). Генетично ідентифікований ендофітний штам P. putida PPEP2-SEGM-0220 (GenBank: MW255059.1), виділений з тканин насіннєвої шкірки сої, характеризується рістстимулюючою активністю щодо коренеутворення проростків сої (довжина кореневої системи становила 44,4 см проти 19,1 см у контролі), стимулює ріст головних і бічних коренів, виявляє позитивний хемотаксис до рутин-амонійного комплексу, іонізована форма якого є біологічно активною і виконує функцію селективного атрактанту для симбіотичних мікроорганізмів у ризосфері рослин сої.