sibvestСибирский вестник сельскохозяйственной наукиSiberian Herald of Agricultural Science0370-87992658-462XSiberian Federal Scientific Centre of Agro-BioTechnologies of the Russian Academy of Sciences10.26898/0370-8799-2026-1-1sibvest-2874Research ArticleЗЕМЛЕДЕЛИЕ И ХИМИЗАЦИЯAGRICULTURE AND CHEMICALIZATIONПервичные результаты оценки потенциала микробиома Heracleum sosnowskyi для агропроизводства Нечерноземной зоны РоссииInitial results of the assessment of the microbiome potential of Heracleum sosnowskyi for agricultural production in the Non-Chernozem Zone of Russiahttps://orcid.org/0000-0002-6129-6912РассохинаИ. И.RassokhinaI. I.

Рассохина Ирина Игоревна, научный сотрудник 

Вологда

Irina I. Rassokhina, Researcher 

Vologda

https://orcid.org/0000-0002-1069-0856СухареваЛ. В.SukharevaL. V.

Сухарева Любовь Владимировна, научный сотрудник 

Вологда

Lubov V. Sukhareva, Researcher 

Vologda

https://orcid.org/0000-0001-8136-4663ЕрегинаС. B.EreginaS. V.

Ерегина Светлана Викторовна, старший научный сотрудник, кандидат географических наук 

Вологда

Svetlana V. Eregina, Senior Researcher, Candidate of Science in Georgraphy 

Vologda

https://orcid.org/0000-0002-1110-7116ПлатоновА. В.PlatonovA. V.

Платонов Андрей Викторович, ведущий научный сотрудник, кандидат биологических наук, доцент 

160014, Вологда, ул. Горького, 56А

Andrey V. Platonov, Lead Researcher, Candidate of Science in Biology, Associate Professor 

56 A, Gorkogo St., Vologda, 160014

platonov70@yandex.ruВологодский научный центр Российской академии наукРоссияVologda Research Center of the Russian Academy of SciencesRussian Federation202615022026561515Copyright © Рассохина И.И., Сухарева Л.В., Ерегина С.B., Платонов А.В., 20262026Рассохина И.И., Сухарева Л.В., Ерегина С.B., Платонов А.В.Rassokhina I.I., Sukhareva L.V., Eregina S.V., Platonov A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sibvest.elpub.ru/jour/article/view/2874

Отставание АПК России от стратегических установок на внедрение экологически безопасных технологий в сельскохозяйственное производство подчеркивает необходимость исследований, направленных в том числе на создание и изучение новых микробных препаратов. Цель исследования – поиск перспективных для агропроизводства Нечерноземной зоны России бактерий. Объектом для получения таких бактерий выбран борщевик Сосновского (Heracleum sosnowskyi), обладающий высокой экологической пластичностью и способностью к быстрой экспансии. В рамках исследования в 2025 г. проведен выезд в луговое сообщество с плотными зарослями H. sosnowskyi неподалеку от д. Мухино Череповецкого округа Вологодской области. Собрано 36 растительных образцов различных органов данного вида, из которых в лаборатории выделено 76 бактериальных изолятов (44 эпифитных штамма и 32 эндофитных). Оценке подвергали следующие свойства штаммов: способность синтезировать индолилуксусную кислоту, фиксировать молекулярный азот, трансформировать фосфаты в доступную для растений форму, проявлять целлюлозо-, протеои амилолитическую активность. Результаты изучения выделенных изолятов показали, что штаммы БЛ-02-25эн и БЛ-03-25эн обладают высоким ростостимулирующим потенциалом, синтезируют индолилуксусную кислоту в количестве 129,8– 151,7 мг/л, отличаются развитой способностью трансформировать фосфаты и фиксировать атмосферный азот. К тому же данные изоляты не проявили целлюлозолитической активности. При этом для разложения растительных остатков перспективным оказался изолят БС-05-25эн, который одновременно достаточно хорошо гидролизует целлюлозу, крахмал и казеин. Штаммы БК-11-25, БЛ-03-25, БП-11-25, БК-02-25эн, БЛ-01-25эн, БС-04-25эн, БС-05-25эн обладают высокой амилои протеолитической активностью, что может указывать на их потенциальную способность подавлять развитие фитопатогенов.

The Russian agro-industrial complex's disadvantage in strategic directions for the introduction of environmentally friendly technologies into agricultural production highlights the need for research aimed, among other things, at the creation and study of new microbial preparations. The purpose of the study is to search for bacteria that are promising for agricultural production in the Non-Chernozem Zone of Russia. The object chosen for obtaining such bacteria was Sosnowsky's hogweed (Heracleum sosnowskyi), which has high ecological plasticity and the ability to rapidly expand. As part of the study, in 2025 a field visit was made to a meadow community with dense thickets of H. sosnowskyi near the village of Mukhino in the Cherepovets district of the Vologda region. 36 plant samples of various organs of this species were collected, from which 76 bacterial isolates (44 epiphytic strains and 32 endophytic) were isolated in the laboratory. The following properties of the strains were assessed: the ability to synthesize indoleacetic acid, fix molecular nitrogen, transform phosphates into a form accessible to plants, and exhibit cellulose, proteolytic, and amylolytic activity. The results of the study of the isolated strains showed that the BL-02-25en and BL-03-25en strains have a high growth-stimulating potential, synthesize indoleacetic acid in an amount of 129.8–151.7 mg/l, and are distinguished by a developed ability to transform phosphates and fix atmospheric nitrogen. Moreover, these isolates did not exhibit cellulolytic activity. Moreover, the isolate BS-05-25en has proven promising for the decomposition of plant residues, as it hydrolyzes cellulose, starch, and casein quite well at the same time. Strains BK-11-25, BL-03-25, BP-11-25, BK-02-25en, BL-01-25en, BS-04-25en, BS-05-25en have high amyloand proteolytic activity, which may indicate their potential ability to suppress the development of phytopathogens.

борщевик Сосновскогомикробиомстимуляция ростаауксиныфосфоразотHeracleum sosnowskyimicrobiomegrowth stimulationauxinsphosphorusnitrogenИсследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда № 25-26-00204 «Биотехнологические потенциал микробиома Heracleum sosnowskyi Manden. для агропроизводства Нечерноземной зоны России» (https://rscf.ru/ project/25-26-00204/).The study was supported by the Russian Science Foundation Grant No. 25-26-00204 "Biotechnological potential of the Heracleum sosnowskyi Manden. microbiome for agricultural production in the Non-Chernozem Zone of Russia" (https://rscf.ru/project/25-26-00204/).ReferencesШуганов В.М., Лешкенов А.М. Современное состояние и перспективы повышения производства органической растениеводческой продукции в России на основе применения цифровых и умных технологий // Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН. 2025. Т. 27. № 1. С. 31–41. DOI: 10.35330/1991-6639-2025-27-1-31-41.Shuganov V.M., Leshkenov A.M. Current state and prospects for increasing production of organic crop products in Russia based on the use of digital and smart technologies. Izvestiya Kabardino-Balkarskogo nauchnogo tsentra RAN = News of the Kabardino-Balkarian Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 2025, vol. 27, no. 1, pp. 31–41. (In Russian). DOI: 10.35330/1991-6639-2025-27-1-31-41.Коршунов С.А., Любоведская А.А., Асатурова А.М., Исмаилов В.Я., Коноваленко Л.Ю. Закон об органической продукции есть: что меняется в России // Контроль качества продукции. 2019. № 12. С. 25–31.Korshunov S.A., Lyubovedskaya A.A., Asaturova A.M., Ismailov V.Ya., Konovalenko L.Yu. The law on organic products is in place: what is changing in Russia? Kontrol’ kachestva produktsii = Product Quality Control, 2019, no. 12, pp. 25–31. (In Russian).Maitra S., Brestic M., Bhadra P., Shankar T., Praharaj S., Palai J.B., Rahman Shah M.M., Barek V., Ondrisik P., Skalický M., Hossain A. Bioinoculants-Natural Biological Resources for Sustainable Plant Production // Microorganisms. 2021. Vol. 10 (1). Р. 51. DOI: 10.3390/microorganisms10010051.Maitra S., Brestic M., Bhadra P., Shankar T., Praharaj S., Palai J.B., Rahman Shah M.M., Barek V., Ondrisik P., Skalický M., Hossain A. Bioinoculants-Natural Biological Resources for Sustainable Plant Production. Microorganisms, 2021, vol. 10 (1), p. 51. DOI: 10.3390/microorganisms10010051.Knežević M., Berić T., Buntić A., Delić D., Nikolić I., Stanković S., Stajković-Srbinović O. Potential of root nodule nonrhizobial endophytic bacteria for growth promotion of Lotus corniculatus L. and Dactylis glomerata L. // Journal of applied microbiology. 2021. Vol. 131 (6). P. 2929–2940. DOI: 10.1111/jam.15152.Knežević M., Berić T., Buntić A., Delić D., Nikolić I., Stanković S., Stajković-Srbinović O. Potential of root nodule nonrhizobial endophytic bacteria for growth promotion of Lotus corniculatus L. and Dactylis glomerata L. Journal of applied microbiology, 2021, vol. 131 (6), pp. 2929–2940. DOI: 10.1111/jam.15152.Бушнев А.С., Курилова Д.А., Котлярова И.А. О ризосфере полевых культур и факторах, влияющих на динамику ее микробиоты (обзор) // Масличные культуры. 2023. № 4 (196). С. 97–109. DOI: 10.25230/2412-608Х-2023-4196-97-109.Bushnev A.S., Kurilova D.A., Kotlyarova I.A. About rhizosphere of field crops and factors influencing on dynamics of its microbiota (review). Maslichnyye kul'tury = Oil Crops, 2023, no. 4 (196), pp. 97–109. (In Russian). DOI: 10.25230/2412-608Х-2023-4-196-97-109.Максимов И.В., Сингх Б.П., Черепанова Е.А., Бурханова Г.Ф., Хайруллин Р.М. Перспективы применения бактерий – продуцентов липопептидов для защиты растений (обзор) // Прикладная биохимия и микробиология. 2020. Т. 56. № 1. С. 19–34. DOI: 10.31857/S0555109920010134.Maksimov I.V., Singkh B.P., Cherepanova Ye.A., Burkhanova G.F., Khayrullin R.M. Prospects and applications of lipopeptide – producing bacteria for plant protection (review). Prikladnaya biokhimiya i mikrobiologiya = Applied Biochemistry and Microbiology, 2020, vol. 56, no. 1, pp. 19–34. (In Russian). DOI: 10.31857/S0555109920010134.Soumya P., Jayachandran K., Radhakrishnan E.K. Endophytic Microbiome: An Insight into the Hidden World of Microorganisms Within Plants // Plant-Microbe Interaction and Stress Management. Singapore: Springer Nature Singapore, 2024. P. 265–287. DOI: 10.1186/s12934-023-02234-8.Soumya P., Jayachandran K., Radhakrishnan E.K. Endophytic Microbiome: An Insight into the Hidden World of Microorganisms Within Plants. Plant-Microbe Interaction and Stress Management. Singapore: Springer Nature Singapore, 2024, pp. 265–287. DOI: 10.1186/s12934023-02234-8.Иванов В.А. Стратегия развития сельского хозяйства Европейского Севера России: монография. Сыктывкар, 2023. 140 c.Ivanov V.A. Strategy for the Development of Agriculture in the European North of Russia. Syktyvkar, 2023, 140 p. (In Russian).Озерова Н.А., Кривошеина М.Г. Особенности формирования вторичных ареалов борщевиков Сосновского и Мантегацци (Heracleum sosnowskyi, H. mantegazzianum) на территории России // Российский журнал биологических инвазий. 2018. № 1. С. 78–87.Ozerova N.A., Krivosheina M.G. Patterns of secondary range formation for Heracleum sosnowskyi and H. mantegazzianum on the territory of Russia. Rossiyskiy zhurnal biologicheskikh invaziy = Russian Journal of Biological Invasions, 2018, no. 1, pp. 78–87. (In Russian).Товстик Е.В., Широких И.Г., Соловьёва Е.С., Широких А.А., Ашихмина Т.Я., Савиных В.П. Изменение почвенной актинобиоты под влиянием инвазии борщевика Сосновского // Теоретическая и прикладная экология. 2018. № 4. С. 114–118. DOI: 10.25750/1995-4301-2018-4-114-118.Tovstik E.V., Shirokikh I.G., Solovyova E.S., Shirokikh A.A., Ashikhmina T.Ya., Savinykh V.P. The changes in soil actinobiote under the influence of Heracleum sosnowskyi invasion. Teoreticheskaya i prikladnaya ekologiya = Theoretical and Applied Ecology, 2018, no. 4, pp. 114–118. (In Russian). DOI: 10.25750/1995-4301-2018-4-114-118.Товстик Е.В., Широких А.А., Широких И.Г. Микробиологическое состояние почв под инвазивными зарослями борщевика Сосновского (Heracleum sosnowskyi) // Вестник современных исследований. 2018. № 2.2 (17). С. 5–8.Tovstik E.V., Shirokikh A.A., Shirokikh I.G. Microbiological state of soils under invasive thickets of Sosnovsky hogweed (Heraculum sosnowskyi). Vestnik sovremennykh issledovaniy = Vestnik sovremennyh issledovanij, 2018, no. 2.2 (17), pp. 5–8. (In Russian).Товстик Е.В., Широких И.Г., Сазанов А.В. Биотехнологический потенциал актинобактерий, выделенных из почв под Heracleum sosnowskyi Manden // Актуальная биотехнология. 2019. № 3. С. 153–155. DOI: 10.20914/2304-4691-2019-3-153-155.Tovstik E.V., Shirokikh I.G., Sazanov A.V. Biotechnological potential of actinobacteria isolated from soils under Heracleum sosnowskyi Manden. Aktual’naya biotekhnologiya = Topical Biotechnology, 2019, no. 3, pp. 153–155. (In Russian). DOI: 10.20914/2304-4691-2019-3153-155.Timofeeva A.M., Galyamova M.R., Sedykh S.E. How do plant growth-promoting bacteria use plant hormones to regulate stress reactions // Plants. 2024. N 13 (17). P. 2371. DOI: 10.3390/plants13172371.Timofeeva A.M., Galyamova M.R., Sedykh S.E. How do plant growth-promoting bacteria use plant hormones to regulate stress reactions. Plants, 2024, no. 13 (17), p. 2371. DOI: 10.3390/plants13172371.Gupta R., Anand G., Bar M. Developmental phytohormones: key players in host-microbe interactions // Journal of Plant Growth Regulation. 2023. Vol. 42. N 12. P. 7330–7351. DOI: 10.1007/s00344-023-11030-y.Gupta R., Anand G., Bar M. Developmental phytohormones: key players in host-microbe interactions. Journal of Plant Growth Regulation, 2023, vol. 42, no. 12, pp. 7330–7351. DOI: 10.1007/s00344-023-11030-y.Etesami H., Glick B.R. Bacterial indole-3-acetic acid: A key regulator for plant growth, plant-microbe interactions, and agricultural adaptive resilience // Microbiological Research. 2024. Vol. 281. P. 127602. DOI: 10.1016/j.micres.2024.127602.Etesami H., Glick B.R. Bacterial indole-3-acetic acid: A key regulator for plant growth, plant-microbe interactions, and agricultural adaptive resilience. Microbiological Research, 2024, vol. 281, p. 127602. DOI: 10.1016/j.micres.2024.127602.Etesami H., Adl S.M. Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) and their action mechanisms in availability of nutrients to plants // Phyto-Microbiome in stress regulation. Singapore: Springer Nature Singapore, 2020. P. 147–203. DOI: 10.1007/978-981-15-2576-6_9.Etesami H., Adl S.M. Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) and their action mechanisms in availability of nutrients to plants. Phyto-Microbiome in stress regulation. Singapore: Springer Nature Singapore, 2020, pp. 147–203. DOI: 10.1007/978-981-15-2576-6_9.Singh S.K., Wu X., Shao C., Zhang H. Microbial enhancement of plant nutrient acquisition // Stress Biology. 2022. Vol. 2. N 1. P. 3. DOI: 10.1007/s44154-021-00027-w.Singh S.K., Wu X., Shao C., Zhang H. Microbial enhancement of plant nutrient acquisition. Stress Biology, 2022, vol. 2, no. 1, p. 3. DOI: 10.1007/s44154-021-00027-w.Mitra R., Yadav P., Usha K., Singh B. Regulatory role of organic acids and phytochelators in influencing the rhizospheric availability of phosphorus and iron and their uptake by plants // Plant Physiology Reports. 2022. Vol. 27. N 2. P. 193– 206. DOI: 10.1007/s40502-022-00650-3.Mitra R., Yadav P., Usha K., Singh B. Regulatory role of organic acids and phytochelators in influencing the rhizospheric availability of phosphorus and iron and their uptake by plants. Plant Physiology Reports, 2022, vol. 27, no. 2, pp. 193–206. DOI: 10.1007/s40502-022-00650-3.Rawat P., Das S., Shankhdhar D., Shankhdhar S.C. Phosphate-solubilizing microorganisms: mechanism and their role in phosphate solubilization and uptake // Journal of Soil Science and Plant Nutrition. 2021. Vol. 21 (1). P. 49–68. DOI: 10.1007/s42729-020-00342-7.Rawat P., Das S., Shankhdhar D., Shankhdhar S.C. Phosphate-solubilizing microorganisms: mechanism and their role in phosphate solubilization and uptake. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 2021, vol. 21 (1), pp. 49–68. DOI: 10.1007/s42729-020-00342-7.Minhas W.A., Hussain M., Mehboob N., Nawaz A., UL-Allah S., Rizwan M.S., Hassan Z. Synergetic use of biochar and synthetic nitrogen and phosphorus fertilizers to improves maize productivity and nutrient retention in loamy soil // Journal of plant nutrition. 2020. Vol. 43. N 9. P. 1356–1368. DOI: 10.1080/01904167.2020.1729804.Minhas W.A., Hussain M., Mehboob N., Nawaz A., UL-Allah S., Rizwan M.S., Hassan Z. Synergetic use of biochar and synthetic nitrogen and phosphorus fertilizers to improves maize productivity and nutrient retention in loamy soil // Journal of plant nutrition. 2020. Vol. 43. N 9. P. 1356–1368. DOI: 10.1080/01904167.2020.1729804.Юсова О.А., Шулико Н.Н., Николаев П.Н., Киселёва А.А., Тукмачева Е.В. Влияние ассоциативной азотфиксации в ризосфере на рост и развитие зернофуражных культур // Плодородие. 2025. № 1 (142). С. 46–50. DOI: 10.25680/S19948603.2025.142.10.Yusova O.A., Shuliko N.N., Nikolayev P.N., Kiselova A.A., Tukmacheva Ye.V. The influence of associative nitrogen fixation in the rhizosphere on the growth and development of forage crops. Plodorodie = Plodorodie, 2025, no. 1 (142), pp. 46–50. (In Russian). DOI: 10.25680/S19948603.2025.142.10.Гальперина А.Р., Пархоменко А.Н., Сопрунова О.Б. Эпифитные микроорганизмы растений Астраханской области и оценка их фитопатогенных свойств // Бюллетень Государственного Никитского ботанического сада. 2024. № 150. С. 50–57. DOI: 10.25684/0513-1634-2024-150-50-57.Gal'perina A.R., Parkhomenko A.N., Soprunova O.B. Epiphytic microorganisms of plants of the Astrakhan region and assessment of their phytopathogenic properties. Byulleten' Gosudarstvennogo Nikitskogo botanicheskogo sada = Bulletin of the State Nikitsky Botanical Gardens, 2024, no. 150, pp. 50–57. (In Russian). DOI: 10.25684/0513-1634-2024-150-50-57.Panicker S., Sayyed R.Z. Hydrolytic enzymes from PGPR against plant fungal pathogens // Antifungal Metabolites of Rhizobacteria for Sustainable Agriculture. Cham: Springer Int. Publ., 2022. P. 211–238. DOI: 10.1007/978-3031-04805-0_10.Panicker S., Sayyed R.Z. Hydrolytic enzymes from PGPR against plant fungal pathogens. Antifungal Metabolites of Rhizobacteria for Sustainable Agriculture. Cham: Springer Int. Publ., 2022, pp. 211–238. DOI: 10.1007/978-3-03104805-0_10.Riseh R.S., Vatankhah M., Hassanisaadi M., Ait Barka E. Unveiling the role of hydrolytic enzymes from soil biocontrol bacteria in sustainable phytopathogen management // Frontiers in Bioscience-Landmark. 2024. Vol. 29. N 3. P. 105. DOI: 10.31083/j.fbl2903105.Riseh R.S., Vatankhah M., Hassanisaadi M., Ait Barka E. Unveiling the role of hydrolytic enzymes from soil biocontrol bacteria in sustainable phytopathogen management. Frontiers in Bioscience-Landmark, 2024, vol. 29, no. 3, p. 105. DOI: 10.31083/j.fbl2903105.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.