Фізіологічні основи використання асоціацій діазотрофів з метою підвищення ефективності симбіотичної азотфіксації - Автореферат

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ТАРАСА ШЕВЧЕНКААвтореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук Робота виконана на кафедрі фізіології та екології рослин біологічного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Паршикова Тетяна Вікторівна, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, завідувач кафедри фізіології та екології рослин. Захист відбудеться "25" жовтня 2010 року о 1400 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.001.24 Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: м. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: м.Тривалий час одним із способів підвищення інтенсивності симбіотичної азотфіксації була аналітична селекція активних штамів бульбочкових бактерій із природних популяцій [Коць С.Я., 2007; Курдіш І.К., 2005]. Одним із таких методів є транспозоновий мутагенез, застосування якого дозволяє маркувати симбіотичні гени ризобій, які не мають самостійного фенотипового прояву, відкриваючи тим самим можливість виявлення основних рис структурно-функціональної організації симбіотичних ризобіальних генів, аналізу механізмів їхньої експресії в процесі взаємодії бактерій з рослиною-хазяїном і зясування окремих ланок механізму формування симбіотичних взаємовідносин між бобовими рослинами і діазотрофами [Курчак О.Н., 2001]. Пошук та підбір мікроорганізмів, здатних виступати як біологічні нодуляційні агенти і формувати симбіози на коренях рослин (серед яких перспективною в цьому плані є група фототрофних ціанобактерій) та створення на їх основі біопрепаратів для ефективного використання біологічного азоту є всі підстави вважати стратегічним напрямом досліджень, що відкриває широкі можливості підвищення врожайності агробіоценозів [Патика В.П., 2005]. Дисертаційна робота виконувалася у рамках планів наукових досліджень НДЛ "Фізіологічних основ продуктивності рослин” кафедри фізіології та екології рослин Київського національного університету імені Тараса Шевченка, бюджетної програми "Вивчення екологічних особливостей та біоіндикаторних властивостей різних організмів та їх угруповань в умовах трансформованого середовища для розвязання проблем біобезпеки України" (№ДР 0106U005749); проектів Міністерства освіти і науки України "Використання НВЧ-діелектрометрії для оцінки змін фізіологічного стану мікроводоростей під дією токсичних факторів” (№ ДР 0106U009254), "Дослідження фізіологічного стану мікроводоростей при дії біологічно активних сполук та підбір культур біосенсорів" (№ ДР 0105U006360) та "Вивчення особливостей вирощування Dunaliella salina Teod. з метою оптимізації умов її інтенсивного культивування" (№ ДР 0105U001075), де дисертантка була виконавцем окремих розділів за планом науково-дослідних робіт. Для досягнення мети були поставлені такі завдання: підібрати та апробувати ефективні композиції живих культур діазотрофів на основі синьозеленої водорості Nostoc punctiforme та бульбочкових бактерій Sinorhizobium meliloti, Bradyrhizobium japonicum (штамів аналітичної селекції та конкурентоспроможних штамів, отриманих методом транспозонового мутагенезу);Визначено стратегії оптимізації функціонування композицій автотрофних і симбіотичних азотфіксуючих організмів у агроценозах Medicago sativa (L.) та Glycine max (L.) для регуляції їхньої азотфіксувальної здатності й продуктивності. Первинний скринінг інтегральних фізіологічних реакцій рослин хазяїв (Medicago sativa (L.) та Glycine max (L.) дав можливість визначити високопродуктивні альгобактеріальні композиції автотрофних і симбіотичних азотфіксуючих організмів (діазотрофів). Доведено, що фізіологічна ефективність симбіотичного апарату рослин за інокуляції бульбочковими бактеріями та водоростями визначається комплементарністю інокуляційних партнерів. Встановлено, що інокуляція рослин люцерни та сої активними Tn5-мутантами Sinorhisobium melliloti та Bradyrhizobium japonicum підвищує ефективність функціонування симбіотичних систем і зумовлює збільшення їхньої продуктивності за рахунок регуляції активності генів, що контролюють рівень азотфіксації, нодуляції, визначають конкурентоздатність та стійкість у певних екологічних нішах.

Основний зміст роботи