EFFECTIVENESS OF NITROGEN-FIXING SYMBIOSIS OF GUAR (Cyamopsis tetragonoloba) WITH STRAINS Bradyrhizobium retamae RCAM05275 AND Ensifer aridi RCAM05276 IN POT EXPERIMENT

Abstract

Бобовая культура гуар (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.) -источник гуаровой камеди (комплекс полисахаридов, который используется в различных отраслях промышленности). Эта культура широко возделывается в основном в Индии и Пакистане, но в последние годы возрастает интерес к промышленному выращиванию гуара в южных регионах России. Одна из проблем внедрения этой культуры в сельское хозяйство Российской Федерации -отсутствие в почвах бактерий, способных образовывать симбиотические клубеньки на корнях гуара в почвенно-климатических условиях России. В представляемой работе получены первые данные по эффективности инокуляции клубеньковыми бактериями гуара при выращивании в почвах России. Цель нашего исследования состояла в оценке эффективности симбиоза перспективных штаммов клубеньковых бактерий гуара Bradyrhizobium retamae RCAM05275 и Ensifer aridi RCAM05276 при выращивании растений в почвах, отобранных в разных районах Российской Федерации и не содержащих комплементарных клубеньковых бактерий. Для инокуляции семян гуара сорта Кубанский Юбилейный использовали инокулюмы в виде водных суспензий бактерий, полученные по стандартной методике приготовления жидких биопреператов клубеньковых бактерий. Эффективность симбиоза изучали в вегетационном опыте с выращиванием растений в дерново-подзолистой почве и чернозёме. Инокуляция обоими штаммами привела к активному образованию клубеньков (около 20-40 шт. на растение), в то время как на корнях контрольных растений клубеньков обнаружено не было. Количество клубеньков на растении было максимальным в вариантах инокуляции штаммом B. retamae RCAM05275. Значения общей массы клубеньков на одно растение были максимальными в вариантах инокуляции штаммом E. aridi RCAM05276 благодаря образованию более крупных клубеньков. Клубеньки формировались на боковых корнях, имели округлую неправильную форму, розоватый цвет (свидетельство наличия в них леггемоглобина) и существенно варьировали по размеру. Оба штамма повысили биомассу побегов и всего растения примерно на 70 % при выращивании на дерново-подзолистой почве и черноземе, но не повлияли на биомассу корней. Инокулированные растения обладали примерно одинаковой нитрогеназной активностью независимо от штамма ризобий и типа почвы. Удельная нитрогеназная активность (на единицу биомассы клубенька) была примерно в 2 раза выше по сравнению с другими вариантами при инокуляции растений штаммом B. retamae RCAM05275 в дерново-подзолистой почве. Во всех вариантах опыта в побегах инокулированных растений выявлено повышение содержания общего азота примерно в 1,4 раза и накопления азота -в 3-4 раза. Таким образом, оба изученных штамма оказались способны формировать азотфиксирующий симбиоз, что привело к значительному росту биомассы растений и накоплению азота в побегах. Результаты показали перспективность дальнейших исследований по испытанию штаммов в полевых экспериментах с целью создания биопрепаратов для улучшения азотного питания этой сельскохозяйственной культуры. Ключевые слова: азотфиксация, гуар, клубеньки, симбиоз, Cyamopsis tetragonoloba. Гуар Cya...

Drought Stress Response in Guar (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub): Physiological and Molecular Genetic Aspects

“…Therefore, they are considered for further evaluation and addressed in comprehensive field experiments to establish biopreparations promising in improving the nitrogen supply of guar plants. These experiments revealed an increase in total nitrogen contents (compared to the non-inoculated controls) by about 1.4-fold and nitrogen accumulation in shoots by 3-4-fold [129,137]. These facts indicate the high efficiency of symbiosis with representatives of these bacterial species [129,137].…”

“…These experiments revealed an increase in total nitrogen contents (compared to the non-inoculated controls) by about 1.4-fold and nitrogen accumulation in shoots by 3-4-fold [129,137]. These facts indicate the high efficiency of symbiosis with representatives of these bacterial species [129,137].…”

“…Nitrogen-fixation capacity of guar is estimated to reach 34 to 54 kg of nitrogen per ha of soil per year [128]. It is important to take into account, however, that the introduction of the crop in new areas requires inoculants, which are typically not available in the soils where the species was not cultured before [129].…”

“…Recently, guar plants grown in different soils in Russia were inoculated with the strains of nodule bacteria Bradyrhizobium retamae RCAM05275 and Ensifer aridi RCAM05276 [129]. These strains were isolated from the root nodules of the guar plants grown in Indian soils.…”

Optimization of the Search for Highly Efficient Nod-Ule Bacteria Strains for Inoculation of Legume Plants

“…С тех пор для выращивания многих бобовых растений применяются различные биопрепараты, основу которых составляет штаммы клубеньковых бактерий. Поскольку ризобии обладают специфичностью по отношению к растению-хозяину, каждый препарат можно применять только на определенной культуре в зависимости от того, какой штамм бактерий в нем содержится (2)(3)(4).…”