Ростстимулирующий эффект симбиотических микроорганизмов на сорго под действием вододефицита

   Сорго зерновое – одна из культур, способных сохранять продуктивность в условиях водного дефицита. В настоящее время биопрепараты комплексного действия на основе эффективных штаммов бактерий и арбускулярных микоризных (АМ) грибов активно внедряют в сельскохозяйственное производство. Данные препараты улучшают минеральное питание растений, а также повышают адаптацию к различным стресс-факторам, в том числе и растений сорго. Рассмотрено воздействие микробных препаратов на уровень колонизации корней грибами АМ и ее влияние на продуктивность Sorghum bicolor в условиях вододефицита. Исследовано влияние ассоциации Funnelliformis mosseae 1-16 и биопрепарата Микробиоком-Агро на сорго зерновое сорта Крымбел. Вегетационный опыт проводили в горшечной культуре на стерильной песчано-вермикулитной смеси. Водный и питательный режим регулировали искусственным поливом. Для создания засушливых условий в сосудах поддерживали 30 %-й уровень наименьшей влагоемкости субстрата, в оптимальных условиях – 60 %. Выявлено, что Микробиоком-Агро и ассоциация F. mosseae 1-16 в условиях вододефицита оказывают положительное влияние на рост и развитие S. bicolor, увеличивая высоту растений на 6,6–11,5 %, сухую массу – на 6,3–30,8 %. Этому способствовала интенсификация колонизации корней S. bicolor ассоциацией АМ 1-16 на 14,7 % под действием бактериального препарата. Показано, что используемые микроорганизмы способствовали увеличению содержания фосфора и калия в листьях сорго зернового на 29,8–60,6 % по сравнению с контролем без обработки, что положительно коррелировало с продуктивностью культуры. Эти показатели также зависели от развития ассоциации грибов АМ 1-16 в корнях изучаемого растения со средней степенью корреляции (r = 0,46). Подтверждено, что сорго как засухоустойчивая культура способна выдерживать значительное время с пересыханием субстрата, однако грибы арбускулярной микоризы и ассоциативные бактерии способны поддерживать растения во время стресса и быстрее выводить из него.

1. Hassan A.M., Ahmed M.F., Rashed M.A. Performance and transcriptomic analysis of sorghum bicolor responding to drought stress // SABRAO Journal of Breeding and Genetics. 2022. Vol. 54 (4). P. 814–825. DOI: 10.54910/sabrao2022.54.4.12.

2. Kamali S., Mehraban A. Nitroxin and arbuscular mycorrhizal fungi alleviate negative effects of drought stress on Sorghum bicolor yield through improving physiological and biochemical characteristics // Plant Signal Behavior. 2020. Vol. 15 (11). E: 1813998. DOI: 10.1080/15592324.2020.1813998.

3. Abdurashytova E.R., Melnichuk T.N., Abdurashytov S.F., Egovtseva A.Yu., Turin E.N., Gongalo A.A. Adaptability of the Sorghum Bicolor Rhizosphere Microbiocoenosis Inoculated by Microbial Agents in Southern Chernozem Soils // Russian Agricultural Sciences. 2022. Vol. 48. N 3. P. 212–218. DOI: 10.3103/s1068367422030028.

4. Noceto P.A., Bettenfeld P., Boussageon R., Hériché M., Sportes A., Van Tuinen D., Courty P.-E., Wipf D. Arbuscular mycorrhizal fungi, a key symbiosis in the development of quality traits in crop production, alone or combined with plant growth-promoting bacteria // Mycorrhiza. 2021. Vol. 31 (6). P. 655–669. DOI: 10.1007/s00572-021-01054-1.

5. Figueiredo A.F., Boy J. Guggenberger G. Common Mycorrhizae Network: A Review of the Theories and Mechanisms Behind Underground Interactions // Frontiers Fungal Biology. 2021. Vol. 2. E: 735299. DOI: 10.3389/ffunb.2021.735299.

6. Püschel D., Bitterlich M., Rydlová J., Jansa J. Facilitation of plant water uptake by an arbuscular mycorrhizal fungus: a Gordian knot of roots and hyphae // Mycorrhiza. 2020. Vol. 30. P. 299–313. DOI: 10.1007/s00572-020-00949-9.

7. Wang D., Ni Y., Xie K., Li Y., Wu W., Shan H., Cheng B., Li X. Aquaporin ZmTIP2;3 Promotes Drought Resistance of Maize through Symbiosis with Arbuscular Mycorrhizal Fungi // International Journal Molecular Sciences. 2024. Vol. 25 (8). Е: 4205. DOI: 10.3390/ijms25084205.

8. Ullah A., Gao D., Wu F. Common mycorrhizal network: the predominant socialist and capitalist responses of possible plant–plant and plant–microbe interactions for sustainable agriculture // Frontieres in Microbiology. 2024. Vol. 15. E: 1183024. DOI: 10.3389/fmicb.2024.1183024.

9. Behrooz A., Vahdati K., Rejali F., Lotfi M., Sarikhani S., Leslie C. Arbuscular Mycorrhiza and Plant Growth-promoting Bacteria Alleviate Drought Stress in Walnut // HortScience. 2019. Vol. 54 (6). P. 1087–1092. DOI: 10.21273/HORTSCI13961-19.

10. Yu L., Zhang H., Zhang W., Liu K., Liu M., Shao X. Cooperation between arbuscular mycorrhizal fungi and plant growth-promoting bacteria and their effects on plant growth and soil quality // Peer Journal. 2022. Vol. 10. E: 13080. DOI: 10.7717/peerj.13080.

11. Nanjundappa A., Bagyaraj D.J., Saxena A.K., Chakdar H. Interaction between arbuscular mycorrhizal fungi and Bacillus spp. in soil enhancing growth of crop plants // Fungal Biology and Biotechnology. 2019. Vol. 6 (23). DOI: 10.1186/s40694-019-0086-5.

12. Nacoon S., Jogloy S., Riddech N., Mongkolthanaruk W., Kuyper T., Boonlue S. Interaction between Phosphate Solubilizing Bacteria and Arbuscular Mycorrhizal Fungi on Growth Promotion and Tuber Inulin Content of Helianthus tuberosus L. // Scientific Reports. 2020. Vol. 10. E: 4916. DOI: 10.1038/s41598-020-61846-x.

13. Raklami A., Bechtaoui N., Tahiri A., Anli M., Meddich A., Oufdou K. Use of Rhizobacteria and Mycorrhizae Consortium in the Open Field as a Strategy for Improving Crop Nutrition, Productivity and Soil Fertility // Frontieres in Microbiology. 2019. Vol. 10. E: 01106. DOI: 10.3389/fmicb.2019.01106.

14. Серегина И.И., Ниловская Н.Т. Фотосинтетическая активность и донорно-акцепторные отношения растений яровой пшеницы при применении молибденовокислого аммония в условиях засухи // Агрохимия. 2020. № 7. C. 26–35.

15. Qi S., Wang J., Wan L., Dai Z., Da Silva Matos D.M., Du D., Egan S., Bonser S.P., Thomas T., Moles A.T. Arbuscular Mycorrhizal Fungi Contribute to Phosphorous Uptake and Allocation Strategies of Solidago canadensis in a Phosphorous-Deficient Environment // Frontiers in Plant Science. 2022. Vol. 13. E: 831654. DOI: 10.3389/fpls.2022.831654.