ANALYSIS OF THE EFFECTS OF JOINT INOCULATION BY ARBUSCULAR MYCORRHIZAL FUNGI AND RHIZOBIA ON THE GROWTH AND DEVELOPMENT OF PEA PLANTS Pisum sativum L

I.V. Leppyanen, All-Russian Research Institute for Agricultural Microbiology
2021 Sel skokhozyaistvennaya Biologiya  
Совместная инокуляция грибами арбускулярной микоризы и азотфиксирующими бактериями порядка Rhizobiales (ризобиями) способна стимулировать рост и развитие растений. Такое влияние может быть как проявлением синергического эффекта двух микроорганизмов на растение в многокомпонентной системе, так и результатом взаимного воздействия микроорганизмов друг на друга, однако механизмы, которые лежат в основе взаимного влияния микроорганизмов, остаются недостаточно полно изученными. В представленной
more » ... впервые показано, что при совместной инокуляции растений гороха грибами арбускулярной микоризы и ризобиями важен способ внесения микроорганизмов. При последовательной инокуляции наблюдалась конкуренция микроорганизмов за нишу в растении. Нашей целью было изучение возможности использования комбинации штаммов грибов арбускулярной микоризы Rhizophagus irregularis BEG144 и ризобий Rhizobium leguminosarum bv. viciae RCAM 1026 для совместной инокуляции гороха посевного Pisum sativum L. У растений оценивали индукцию маркеров развития двух типов симбиоза, степень микоризации корней, а также биометрические показатели. Исследования проводили на проростках гороха сорта Frisson, выращенных в стерильных условиях. Для инокуляции использовали изолят гриба Rhizophagus irregularis BEG144. Получали инокулюм на основе микоризованных корней плектрантуса (Plecthrantus australis). Инокулюм вносили в увлажненный субстрат перед посадкой проростков гороха. Через 7 сут после посадки в систему вносили штамм ризобий Rhizobium leguminosarum bv. viciae RCAM 1026. Схема опыта включала следующие варианты: без инокуляции (контроль), R. leguminosarum (Rlv), R. irregularis (АМ), R. irregularis + R. leguminosarum (АМ + Rlv). Через 9 и 21 сут после посадки (через 2 и 14 сут после бактериальной инокуляции) собирали материал для анализа экспрессии генов -маркеров развития бобово-ризобиального симбиоза. На 21-е сут после посадки проводили сбор растений с целью определения их биометрических параметров, а также контроля развития симбиозов. Боковые корни обрезали и замораживали в жидком азоте. После выделения суммарной РНК синтезировали кДНК на матрице РНК с помощью обратной транскриптазы с использованием олиго(дT) праймеров и проводили анализ методом количественной ПЦР, совмещенной с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР) (CFX96 Real-Time, «Bio-Rad Laboratories», США). Было показано, что общая масса растений и масса корневой системы достоверно (р < 0,05) повышались при инокуляции Rlv, АМ и АМ+ Rlv по сравнению с контрольным вариантом. Однако достоверных различий по этим биометрическим показателям между вариантом с Rlv или АМ и двойной инокуляцией выявлено не было. Вероятно, при последовательной инокуляции несколькими эндосимбионтами между ними возникала конкуренция на стадии проникновения в растение, что приводило к уменьшению интенсивности инфекции растений ризобиями. Об этом свидетельствовал тот факт, что при двойной инокуляции отсутствовала дополнительная стимуляция экспрессии генов Enod5 и Sym37, которые активируются у растения в процессе развития ризобиальной инфекции. При двойной инокуляции мы также не выявили дополнительной стимуляции экспрессии маркерных генов симбиоза с грибами АМ -PT4, TI, RAM1 и DELLA3. Полученные данные не позволяют сделать вывод о положительном влиянии двойной инокуляции на рост и развитие растений гороха при использованной схеме внесения микроорганизмов. Результаты могут указывать на наличие конкуренции микроорганизмов за нишу в растении, приводящей к снижению внутрикорневой микоризной колонизации и степени индукции маркеров, которые активируются в процессе развития ризобиальной инфекции.
doi:10.15389/agrobiology.2021.3.475eng fatcat:dvc4tx2oh5eefkxqjnlwyo72ki