Фізіологічні особливості взаємодії сої та люпину з новими штамами повільнорослих бульбочкових бактерій (Bradyrhizobium), отриманими транспозоновим мутагенезом - Автореферат

національна академія наук України інститут фізіології рослин і генетикиРобота виконана у відділі симбіотичної азотфіксації інституту фізіології рослин і генетики НАН України, м. Науковий керівник: доктор біологічних наук, професор Коць Сергій Ярославович, інститут фізіології рослин і генетики НАН України, завідувач відділу Холодного НАН України, завідувач відділу доктор біологічних наук, професор Антипчук Адель Федорівна, Відкритий міжнародний університет розвитку людини “Україна”, професор кафедри мікробіології та сучасних біотехнологій Захист відбудеться: “22” травня 2008 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.212.01 при інституті фізіології рослин і генетики НАН України за адресою: 03022, м.Дисертаційна робота виконувалася в рамках науково-дослідних тем відділу симбіотичної азотфіксації Інституту фізіології рослин і генетики НАН України: 2001-2005 рр. „Вивчити процеси взаємодії бульбочкових бактерій із рослиною-хазяїном та розробити заходи підвищення продуктивності бобових культур за рахунок максимального використання біологічного азоту” (р/№ 0101U000627), 2002-2006 рр. „Методами генної інженерії отримати нові штами азотфіксуючих мікроорганізмів і створити високоефективні азотфіксуючі системи бобових та злакових культур” (р/№ 0102U002460), 2006-2010 рр. „Дослідити фізіологічні процеси функціонування бобово-ризобіального симбіозу і розробити методи його інтенсифікації” (р/№ 0106U006461), 2007-2011 рр. „Біотехнологічними методами створити високоефективні штами повільнорослих бульбочкових бактерій з широким інокуляційним спектром та вивчити їх взаємодію з рослинами” (р/№ 0107U004022). Головною метою досліджень було отримати транспозонові мутанти повільнорослих бульбочкових бактерій і зясувати фізіологічні особливості їх взаємодії з рослинами сої та люпину при формуванні симбіозу. вивчити вплив Tn5-мутантів із контрастними симбіотичними властивостями на формування й функціонування симбіозу з рослиною-хазяїном і оцінити ефективність інокуляції сої та люпину одержаними мутантами у порівнянні з вихідними та виробничими штамами бульбочкових бактерій; у різних органах сої та люпину вивчити активність ферментів антиоксидантної системи захисту рослин - пероксидази і каталази в залежності від інокуляції різними за активністю транспозоновими мутантами; Предмет дослідження - фізіологічні процеси, що відбуваються в симбіотичних системах сої і люпину, мікросимбіонтами яких є штами й транспозонові мутанти відповідних їм повільнорослих бульбочкових бактерій. донор штам реципієнт рослинаДослідження проводили з рослинами сої Glycine max (L.) Merr. сорту Маряна спільної селекції Інституту фізіології рослин і генетики НАН України (ІФРГ НАН України), Селекційно-генетичного інституту та Інституту землеробства УААН, а також люпину жовтого Lupinus luteus L. сортів Промінь і Круглик селекції Інституту землеробства УААН. У роботі були також використані штами й Tn5-мутанти повільнорослих бульбочкових бактерій Bradyrhizobium japonicum та Bradyrhizobium sp. У результаті отримано близько 1600 Tn5-мутантів B. japonicum і 400 мутантів Bradyrhizobium sp. Бульбочки, утворені цими мутантами, характеризувалися меншою загальною масою у порівнянні з бульбочками, сформованими контрольними штамами та іншими транспозоновими мутантами. Отже, в ході досліджень отримано і відібрано Tn5-мутанти штаму 646, що характеризувалися різними симбіотичними властивостями: мутанти 21-2, 17-2, 9-1, які з рослинами сої формували ефективно діючі симбіотичні системи, і мутанти 107, 113 і 118-8, що характеризувалися низькою азотфіксувальною активністю і спричиняли зниження біологічної продуктивності рослин у порівнянні з контролями.Уперше при використанні плазміди PSUP2021::Tn5 отримано колекцію транспозонових мутантів повільнорослих бульбочкових бактерій сої і люпину, здійснено їх первинний скринінг за ознаками „азотфіксація” й „ефективність симбіозу” та встановлено гетерогенність за симбіотичними властивостями. Соя і люпин, інокульовані новими Tn5-мутантами, утворюють симбіотичні системи, в яких інтенсифікація чи гальмування окремих фізіолого-біохімічних процесів повязані з формуванням симбіозу різної ефективності. За інокуляції активними Tn5-мутантами активність цього ферменту зростає. Показано позитивний звязок між активністю каталази в бульбочках сої, інокульованої різними за активністю Tn5-мутантами, і інтенсивністю азотфіксації, тоді як активність даного ферменту в листках і коренях не залежала від симбіотичних властивостей мікросимбіонта.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ