Survival of Bradyrhizobium japonicum Strains in Soil at their Introduction into Soybean Agrocenosis

Abstract

Оцінити здатність штамів Bradyrhizobium japonicum з повільним та інтенсивним ростом приживатись у ґрунті та тривалий час зберігати симбіотичну активність. Методи. Приживаність штамів-інокулянтів у ґрунті вивчали у польових дослідах із соєю (Glycine max (L.) Merr.). Як рослини-пастки для ризобій сої використовували вигну китайську (Vigna unguiculata (L.) Walp.), маш (Vigna radiata (L.) Wilczek) та квасолю адзукі (Vigna angularis (Willd.) Ohwi & H.Ohashi). Наявність досліджуваних штамів у бульбочках визначали у реакції аглютинації із застосуванням специфічних антисироваток. Морфолого-культуральні властивості ізолятів бульбочкових бактерій вивчали згідно загальноприйнятих методик. Секвенування 16S-23S рДНК ризобій здійснювали на автоматичному ДНК-секвенаторі ABI 3130 Genetic Analyser. Результати. Штами B. japonicum з різною швидкістю росту були інтродуковані в агроценоз сої у перший рік експерименту. За вирощування сої в монокультурі спостерігалось поступове витіснення штамом з інтенсивним ростом B. japonicum КВ11 повільнорослих ризобій (B. japonicum 46, B. japonicum М8 та B. japonicum 634б) із бульбочкових популяцій. На четвертий рік досліджень зазначені штами були відсутні у бульбочках сої, однак зберігались у ґрунті як сапрофітні мікроорганізми. Їх присутність виявлена за використання рослин-пасток, які вступали з інтродукованими мікроорганізмами у симбіотичні взаємовідносини. Частка штамів із повільним ростом у бульбочках різних видів вигни коливалась у межах від 2,1 до 58,3%. Наявність повільнорослих штамів у бульбочкових популяціях вигни китайської, машу та квасолі адзукі доведена мікробіологічними, серологічними (належність до серогруп 46, М8, 634б) та молекулярно-генетичними методами. За результатами сиквенсу послідовностей ITS-регіону ризобії з бульбочок машу показали 99,4-99,8% ідентичності зі штамами B. japonicum, депонованими у GenBank. Найвищий рівень гомології (99,9-100,0%) відмічено із штамом B. japonicum КС23, який є типовим представником серологічної групи М8. Висновки. Інтродуковані у агроценоз сої штами B. japonicum з повільним та інтенсивним ростом зберігаються у ґрунті тривалий час. Вони займають свою екологічну нішу в місцевому ризобіальному угрупованні, але мають різні стратегії існування ex planta та in planta. Впродовж п'яти років співвідношення досліджуваних штамів у бульбочкових популяціях сої суттєво змінюється: від наявності всіх штамів у бульбочках до повного домінування штаму з інтенсивним ростом B. japonicum КВ11 та переходу повільнорослих ризобій до сапрофітного існування.

Efficiency of joint inoculation of soya bean by strains of Bradyrhizobium japonicum with different growth rate

“…The investigation of their biological properties showed that strains of soybean rhizobia with different growth rates have significant differences in phenotypic and genotype characteristics. It has been established that intensely grown strains actively colonize the roots of plants and are better settled down in the soil than slowly grown, that is, they are characterized by increased saprophytic competence [7]. This feature of the studied strains of nodule bacteria can be used in practice when creating new microbial preparations with a wide range of beneficial effects.…”