Effect of heavy metals on mycorrhization roots of legume-¬rhizobia symbiosystems of Pisum sativum L.

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

The influence of a microbial consortium consisting of the nodule bacterium Rhizobium leguminosarum bv. viciae strain CIAM1079, the associative rhizobacterium Variovorax paradoxus strain 5C-2 and the arbuscular fungus Glomus sp. 1Fo was studied. on the biomass of roots and the formation of mycorrhizal infection in various genotypes of peas grown on fallow sod-podzolic soil contaminated with heavy metals. It was shown that artificial inoculation of plants on average contributed to an increase in mycorrhization parameters by about 4 times. At the same time, in most cases, this practically did not affect the intensity of growth of the root system of plants against the background of soil contamination with toxicants. The use of the neural network data analysis method showed that morphometric indicators were not a reliable criterion for assessing the degree of mycorrhization of a macrosymbiont. The calculation of cognitive significance indices provided a prerequisite for the creation of a program for assessing the ecochemical processes underlying the integral interaction of symbiotic partners in conditions of multiple symbiosis and the stressful influence of environmental factors.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

N. Vorobyov

All-¬Russia Research Institute for Agricultural Microbiology

Email: puhalskyyan@gmail.com
Rússia, 196608, Saint-¬Petersburg–Pushkin, Podbelskogo sh. 3

J. Puhalsky

All-¬Russia Research Institute for Agricultural Microbiology; Pushkin Leningrad State University

Autor responsável pela correspondência
Email: puhalskyyan@gmail.com
Rússia, 196608, Saint-¬Petersburg–Pushkin, Podbelskogo sh. 3; 196605, St. Petersburg–Pushkin, Petersburgskoye sh. 10

T. Azarova

All-¬Russia Research Institute for Agricultural Microbiology

Email: puhalskyyan@gmail.com
Rússia, 196608, Saint-¬Petersburg–Pushkin, Podbelskogo sh. 3

S. Loskutov

Pushkin Leningrad State University; V. M. Gorbatov Research Center for Food Systems

Email: puhalskyyan@gmail.com

All-Russian Scientific Research Institute of Food Additives

Rússia, 196605, St. Petersburg–Pushkin, Petersburgskoye sh. 10; 191014, St. Petersburg, Liteiny prosp. 55

Yu. Laktionov

All-¬Russia Research Institute for Agricultural Microbiology

Email: puhalskyyan@gmail.com
Rússia, 196608, Saint-¬Petersburg–Pushkin, Podbelskogo sh. 3

Yu. Kosulnikov

All-¬Russia Research Institute for Agricultural Microbiology

Email: puhalskyyan@gmail.com
Rússia, 196608, Saint-¬Petersburg–Pushkin, Podbelskogo sh. 3

A. Kovalchuk

All-¬Russia Research Institute for Agricultural Microbiology

Email: puhalskyyan@gmail.com
Rússia, 196608, Saint-¬Petersburg–Pushkin, Podbelskogo sh. 3

A. Kozhemyakov

All-¬Russia Research Institute for Agricultural Microbiology

Email: puhalskyyan@gmail.com
Rússia, 196608, Saint-¬Petersburg–Pushkin, Podbelskogo sh. 3

Bibliografia

  1. Давыдова С.Л., Тагасов В.И. Тяжелые металлы как супертоксиканты XXI века: учеб. пособ. М.: Изд-во РУДН, 2002. 140 с.
  2. Медведев И.Ф., Деревягин С.С. Тяжелые металлы в экосистемах. Саратов: Ракурс, 2017. 178 с.
  3. Елькина Г.Я. Реакция растений на полиэлементное загрязнение подзолистых почв тяжелыми металлами // Агрохимия. 2017. № 7. С. 78–85.
  4. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. СПб.: Изд-во ПИЯФ РАН, 2008. 216 с.
  5. Водяницкий Ю.Н., Ладонин Д.В., Савичев А.Т. Загрязнение почв тяжелыми металлами: учеб. пособ. М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева РАСХН, 2012. 304 с.
  6. Борисов А.Ю., Штарк О.Ю., Жуков В.А., Неманкин Т.А., Наумкина Т.С., Пинаев А.Г., Ахтемова Г.А., Ворошилова В.А., Овчинникова Е.С., Рычагова Т.С., Цыганов В.Е., Жернаков А.И., Кузнецова Е.В., Гришина О.А., Сулима А.С., Федорина Я.В., Чеботарь В.К., Бисселинг Т., Лемансо Ф., Джианиназзи–Пирсон В., Ратэ П., Санхуан Х., Стоугаард Й., Берг Г., Макфи К., Эддис Н., Тихонович И.А. Взаимодействие бобовых с полезными почвенными микроорганизмами: от генов растений к сортам // Сел.-хоз. биол. 2011. № 3. С. 41–47.
  7. Штарк О.Ю., Борисов А.Ю., Жуков В.А., Неманкин Т.А., Тихонович И.А. Многокомпонентный симбиоз бобовых с полезными почвенными микроорганизмами: генетическое и эволюционное обоснование использования в адаптивном растениеводстве // Экол. генетика. 2011. № 9. С. 80–94.
  8. Dilworth M.J. Dinitrogen fixation // Ann. Rev. Plant Physiol. 1974. V. 25. № 1. P. 81–114.
  9. Леппянен И.В., Штарк О.Ю., Павлова О.А., Бовин А.Д., Иванова К.А., Серова Т.А., Долгих Е.А. Анализ эффектов совместной инокуляции грибами арбускулярной микоризы и ризобиями на рост и развитие растений гороха Pisum sativum L. // Сел.-хоз. биол. 2021. Т. 56. № 3. С. 475–486.
  10. Шапошников А.И., Пухальский Я.В., Кравченко Л.В., Белимов А.А. Роль корневой экссудации в трофических взаимодействиях растений с ризосферными микроорганизмами. СПб.: Информ-Навигатор, 2016. 104 c.
  11. Смит С.Э., Рид Д. Дж. Микоризный симбиоз. М.: То- варищество научн. изд. КМК, 2012. 776 с.
  12. Белимов А.А., Кунакова А.М., Сафронова В.И., Степанок В.В., Юдкин Л.Ю., Алексеев Ю.В., Кожемяков А.П. Использование ассоциативных бактерий для инокуляции ячменя в условиях загрязнения почвы свинцом и кадмием // Микробиология. 2004. Т. 73. С. 118–125.
  13. Hu N., Zhao B. Key genes involved in heavy-metal resistance in Pseudomonas pulida CD2 // FEMS Microbiol. Lett. 2007. V. 267. P. 17–22.
  14. Tsyfanov V.E., Belimov A.A., Borisov A.Y., Safro- nova V.I., Georgi M., Dietz K.–J., Tikhonovich I.A. A chemically induced new pea (Pisum sativum L.) mutant SGECdt with increased tolerance to and accumulation of cadmium // Annal. Botany. 2007. № 99. P. 227–237.
  15. Phillips J.M., Hayman D.S. Improved procedures for clearing roots and staining parasitic and vesicular-arbuscular mycorrhizal fungi for rapid assessment of infection // Transact. British Mycor. Soc. 1970. V. 55. P. 158–161.
  16. Trouvelot A., Kough J.L., Gianinazzi-Pearson V. Mesure du taux de mycorhization VA d’un systeme radi-culaire // Physiol. Genet. Aspect. Mycorrhizae. Paris: INRA-Press, 1986. P. 217–221.
  17. Воробьев Н.И., Юрков А.П., Проворов Н.А. Свид-во № 2016612112 от 12.02.2016 о регистрации программы ЭВМ “Программа вычисления индексов микоризации корней растений”. М.: Федерал. служба по интеллект. собственности. 2016.
  18. Sutrop U. List task and a cognitive salience index // Field metods. 2001. V. 13(3). P. 263–276.
  19. Воробьев Н.И., Пухальский Я.В., Пищик В.Н. Программа нейросетевого анализа корреляционных связей в биосистемах. Свид-во гос. регистр. программы для ЭВМ № 2023611435 от 19.01.2023.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. Average values ​​of mycorrhizal structure development parameters for all pea genotypes grown on TM-contaminated sod-podzolic soil. Root mycorrhization parameters: mycorrhizal infection frequency (F), arbuscule abundance in the sample (M), arbuscule abundance in mycorrhized fragments (m), vesicle abundance in the sample (V), and vesicle abundance in mycorrhized fragments (v). Vertical segments indicate errors of the means.

Baixar (61KB)
Metadados
3. Fig. 2. Effect of inoculation on accumulation of shoot biomass (a), root biomass (b). □ – non-inoculated plants, ■ – inoculated plants. Vertical segments indicate errors of the means. Genotypes are arranged from left to right in order of increasing collection number.

Baixar (211KB)
Metadados
4. Fig. 3. CSI index values ​​in experimental variants, □ – non-inoculated plants, ■ – inoculated plants.

Baixar (81KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © The Russian Academy of Sciences, 2024