Влияние эндофитных грибов на рост и развитие кормовых бобов (Vicia faba L.)

   Представлены результаты изучения влияния энтомопатогенных грибов Metarhizium robertsii и Beauvéria bassiаna на рост и развитие кормовых бобов сорта Сибирские. Исследования проведены в 2019, 2020 гг. Предпосевная обработка семян кормовых бобов (Vicia faba L.) эндофитными грибами M. robertsii и B. bassiana с последующим выращиванием в полевых условиях способствовала ускорению ростовых процессов, формированию большей биологической массы и увеличению урожайности. Эффективность энтомопатогенных грибов M. robertsii и B. bassiana оценивали в полевом опыте в условиях лесостепной зоны Западной Сибири на черноземе выщелоченном. Использование на кормовых бобах M. robertsii достоверно увеличивало урожайность зерна на 2,0–4,2 ц/га (Man–W, р = 0,01565), высоту растений на 6–16 см, а также облиственность и массу 1000 зерен. Использование B. bassiana не привело к увеличению урожайности. Установлено достоверное увеличение числа активных клубеньков на корнях растений кормовых бобов, на которых применяли обработку M. robertsii. В фазу цветения отмечены существенные различия между контролем и вариантом с применением В. bassiana (Fisher, p = 0,000085). Обработка семян бобов энтомопатогенными грибами M. robertsii и В. bassiana перед посевом позволяет повысить урожайность культуры и стимулировать ростовые процессы. В перспективе этот прием может использоваться в сельскохозяйственной практике на других бобовых культурах. Настоящая работа является первым исследованием влияния энтомопатогенных грибов на кормовые бобы при выращивании в условиях континентального климата Западной Сибири.

1. Malloch D. W., Pirozynski K. A., Raven P. H. Ecological and evolutionary significance of mycorrhizal symbioses in vascular plants (a review) // Proceedings of the National Academy of sciences of the United Stated of America. 1980. Vol. 77 (4). P. 2113–2118. DOI: 10.1073/pnas.77.4.2113.

2. Parniske M. Arbuscular mycorrhiza: the mother of plant root endosymbioses // Nature Reviews Microbiology. 2008. N 6. P. 763–775. DOI: 10.1038/nrmicro1987.

3. Lu Y., Liu X., Chen F., Zhou S. Shifts in plant community composition weaken the negative effect of nitrogen addition on community-level arbuscular mycorrhizal fungi colonization // Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 2020. Vol. 287 (1927). P. 20200483. DOI: 10.1098/rspb.2020.0483.

4. Kuzyakov Y., Xu X. Competition between roots and microorganisms for nitrogen: mechanisms and ecological relevance // New Phytol. 2013. Vol. 198 (3). P. 656–669. DOI: 10.1111/nph.12235.

5. Bahram M., Hildebrand F., Forslund S. K., Anderson J. L., Soudzilovskaia N. A., Bodegom P. M., Bengtsson-Palme J., Anslan S., Coelho L. P., Harend H., Huerta-Cepas J., Medema M. H., Maltz M. R., Mundra S., Olsson P. A., Pent M., Põlme S., Sunagawa S., Ryberg M., Tedersoo L., Bork P. Structure and function of the global topsoil icrobiome // Nature. 2018. Vol. 560 (7717). P. 233–237. DOI: 10.1038/s41586-018-0386-6.

6. Hikosaka K. Leaf canopy as a dynamic system: Ecophysiology and optimality in leaf turnover // Annals of Botane. 2005. Vol. 95. P. 521–533. DOI: 10.1093/aob/mci050.

7. Partida-Martinez L. P., Heil M. The microbefree plant: factor artifact? //Front Plant Sci. 2011. Vol. 2. P. 100. DOI: 10.3389/fpls.2011.00100.

8. Hu G., St. Leger R. J. (2002) Field Studies Using a Recombinant Mycoinsecticide (Metarhiziumanisopliae) Reveal that It Is Rhizosphere Competent // Appl Environ Microbiol. 2002. Vol. 68. P. 6383-6387. DOI: 10.1128/AEM.68.12.6383–6387.2002.

9. Behie S. W., Zelisko P. M., Bidochka M. J. Endophytic insect-parasitic fungi translocate nitrogen directly from insects to plants // Science. 2012. Vol. 336. P. 1576–1577. DOI: 10.1126/science.1222289.

10. Moonjely S., Barelli L., Bidochka M. J. Insect pathogenic fungi as endophytes // Advances in Genetics. 2016. Vol. 94. P. 107–135. DOI: 10.1016/bs.adgen.2015.12.004.

11. Branine M., Bazzicalupo A., Branco S. Biology and applications of endophytic insect-pathogenic fungi // PLOS Pathogens. 2019. Vol. 15 (7). P. 1007831. DOI: 10.1371/journal.ppat.1007831.

12. Behie S. W., Moreira C. C., Sementchoukova I., Barelli L., Zelisko P. M., Bidochka M. J. Carbon translocation from a plant to an insect-pathogenic endophytic fungus // Nat Commun. 2017. Vol. 8. P. 14245. DOI: 10.1038/ncomms14245.

13. Rosenblueth M., Martinez-Romero E. Bacterial endophytes and their interactions with hosts // Mol Plant Microbe Interact. 2006. Vol. 19 (8). P. 827–837. DOI: 10.1094/MPMI-19-0827.

14. Zinniel D. K., Lambrecht P., Harris N. B., Zhengyu F., Kuczmarski D., Higley P., Ishimaru С. A., Arunakumari A., Barletta R. G. ,Vidaver A. K. Isolation and characterization of endophytic colonizing bacteria from agronomic crops and prairie plants // Applied and Environmental Microbiology. 2002. Vol. 68 (5). P. 2198–2208. DOI: 10.1128/AEM.68.5.2198-2208.2002.

15. Sun L., Qiu F., Zhang X., Dai X., Dong X., Song W. Endophytic bacterial diversity in rice (Oryza sativa L.) roots estimated by 16S rDNA sequence analysis // Microbial Ecjlogy. 2008. Vol. 55 (3). P. 415–424. DOI: 10.1007/s00248-007-9287-1.

16. Pugalenthi M., Vadivel V., Siddhuraju P. Alternative food/feed perspectives of an underutilized legume Mucuna pruriens var. utilis-a review // Plant Foods Hum Nutr. 2005. Vol. 60 (4). P. 201–218. DOI: 10.1007/s11130-005-8620-4.

17. Tomilova O. G., Shaldyaeva E. M., Kryukova N. A., Pilipova Y. V., Schmidt N. S., Danilov V. P., Kryukov V. Y., Glupov V. V. Entomopathogenic fungi decrease Rhizoctonia disease in potato in field conditions // Free J Full text. 2020. Vol. 8. P. 9895. DOI: 10.7717/peerj.9895.

18. Hammer Ø, Harper D. A. T., Ryan P. D. PAST: paleontological statistics software package for education and data analysis // Palaeontologia Electronica. 2001. Vol. 4 (1). P. 1–9.