Первичные результаты оценки потенциала микробиома Heracleum sosnowskyi для агропроизводства Нечерноземной зоны России

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.

1. Шуганов 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. Иванов В.А. Стратегия развития сельского хозяйства Европейского Севера России: монография. Сыктывкар, 2023. 140 c.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. 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.

15. 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.

16. 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.

17. 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.

18. 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.

19. 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.

20. 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.

21. 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.

22. 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.

23. 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.

24. 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.