RU2728641C1 - Flavobacterium sp_ 72 associative bacteria strain, active nitrogen fixator and producer of physiologically active substances used to increase rice yield - Google Patents

Flavobacterium sp_ 72 associative bacteria strain, active nitrogen fixator and producer of physiologically active substances used to increase rice yield Download PDF

Info

Publication number
RU2728641C1
RU2728641C1 RU2019127586A RU2019127586A RU2728641C1 RU 2728641 C1 RU2728641 C1 RU 2728641C1 RU 2019127586 A RU2019127586 A RU 2019127586A RU 2019127586 A RU2019127586 A RU 2019127586A RU 2728641 C1 RU2728641 C1 RU 2728641C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flavobacterium
strain
rice
producer
associative
Prior art date
Application number
RU2019127586A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алла Ивановна Якубовская
Андрей Алексеевич Белимов
Татьяна Николаевна Мельничук
Ирина Алексеевна Каменева
Владимир Степанович Паштецкий
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма" filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма"
Priority to RU2019127586A priority Critical patent/RU2728641C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2728641C1 publication Critical patent/RU2728641C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N63/00Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing microorganisms, viruses, microbial fungi, animals or substances produced by, or obtained from, microorganisms, viruses, microbial fungi or animals, e.g. enzymes or fermentates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)

Abstract

FIELD: agriculture.SUBSTANCE: invention relates to agricultural microbiology and agriculture, namely to microbiological agents used for optimization of mineral nutrition of plants. Presented is Flavobacterium sp. 72, extracted from epiphytic microbocenosis of apical part of rice root and deposited in Departmental collection of useful microorganisms of agricultural purpose (Federal State Budgetary Scientific Institution the All-Russian Research Institute of Agricultural Meteorology) under registration number RCAM 04328. Strain is an active nitrogen fixator, a producer of physiologically active substances, can be used by pre-sowing treatment of seeds and get used in cereal plants rhizosphere, in particular rice, forming associative symbiosis.EFFECT: strain Flavobacterium sp_ 72 can be effectively used to increase rice yield.1 cl, 8 tbl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к сельскохозяйственной микробиологии, биотехнологии, микробиологической промышленности и сельскому хозяйству, а именно к микробиологическим средствам оптимизации минерального питания растений путем предпосевной обработки семян эффективными ростстимулирующими бактериями, способными приживаться в ризосфере злаковых растений, в частности риса, формируя ассоциативный симбиоз.The invention relates to agricultural microbiology, biotechnology, microbiological industry and agriculture, namely to microbiological means for optimizing the mineral nutrition of plants by pre-sowing seed treatment with effective growth-stimulating bacteria capable of taking root in the rhizosphere of cereal plants, in particular rice, forming an associative symbiosis.

Для снижения антропогенной нагрузки на затопляемые почвы рисовых полей необходимо внедрение биологических элементов в агротехнологии выращивания культуры риса. Эффективным приемом оптимизации питания растений, обеспечивающим повышение урожайности и качества полученной продукции, является предпосевная обработка семян ассоциативными штаммами микроорганизмов.To reduce the anthropogenic load on the flooded soils of rice fields, it is necessary to introduce biological elements into agricultural technology for growing rice crops. Pre-sowing treatment of seeds with associative strains of microorganisms is an effective method for optimizing plant nutrition, ensuring an increase in yield and quality of the resulting product.

Известен ряд штаммов, выделенных из ризоферы и ризопланы риса, которые используются в сельском хозяйстве для стимуляции роста и повышения продуктивности зерновых культур.A number of strains isolated from rice rhizophera and rhizoplana are known, which are used in agriculture to stimulate the growth and increase the productivity of grain crops.

Известен выделенный из ризопланы риса штамм Enterobacter aerogenes 30Ф (А.с. SU 1356454 A1, C12N 1/20, C05F 11/08), являющийся несимбиотическим азотфиксатором под рис и позволяющий увеличивать его урожай. Штамм также показал высокую эффективность в посевах зерновых культур и является основой микробного препарата Ризоэнтерин, рекомендованного для предпосевной обработки семян ячменя (Литивинцева Т.А. Эффективность применения ризоэнтерина на посевах пивоваренного ячменя // Агрохимический вестник, 2007. - №5. - С. 37-38).Known isolated from rice rhizoplana strain Enterobacter aerogenes 30F (AS SU 1356454 A1, C12N 1/20, C05F 11/08), which is a non-symbiotic nitrogen fixer for rice and allows you to increase its yield. The strain also showed high efficiency in crops of grain crops and is the basis of the microbial preparation Rhizoenterin, recommended for pre-sowing treatment of barley seeds (Litivintseva T.A. The effectiveness of using rhizoenterin on crops of malting barley // Agrochemical Bulletin, 2007. - No. 5. - P. 37 -38).

Известен штамм Agrobacterium (Rhizobium) radiobacter 204, выделенный из почвы ризосферы риса и используемый для предпосевной обработки семян риса и пшеницы с целью повышения урожайности (А.с. 1621433, C05F 11/08, C12N 1/20, 15.10.1990). Штамм Agrobacterium (Rhizobium) radiobacter 204 - азотфиксатор, ростстимулятор, является биоагентом микробного препарата Диазофит (ризоагрин), рекомендованного для обработки семян пшеницы, риса и других зерновых культур (Завалин А. А. Биопрепараты, удобрения и урожай. М.: Изд-во ВНИИА, 2005. - 302 с.; Мельничук Т., Каменева I, Ярошенко С. Застосування мiкробних препаратiв при вирощуваннi пшеницi

Figure 00000001
в умовах Степу/ Науково-практичний щорiчник. Посiбник
Figure 00000002
хлiбороба, 2013. - Т. 1. - С. 209-210).Known strain Agrobacterium (Rhizobium) radiobacter 204, isolated from the soil of the rhizosphere of rice and used for pre-sowing treatment of rice and wheat seeds in order to increase yields (AS 1621433, C05F 11/08, C12N 1/20, 15.10.1990). Strain Agrobacterium (Rhizobium) radiobacter 204 - nitrogen fixer, growth stimulator, is a bioagent of the microbial preparation Diazofit (rhizoagrin), recommended for the treatment of seeds of wheat, rice and other grain crops (Zavalin A.A. Biopreparations, fertilizers and harvest. M .: Publishing house VNIIA, 2005. - 302 p .; Melnichuk T., Kameneva I, Yaroshenko S. Stagnation of microbial preparations for viroshuvanny of wheat
Figure 00000001
in the minds of Stepu / Scientific and Practical Shorichnik. Posibnik
Figure 00000002
hliboroba, 2013. - T. 1. - S. 209-210).

Известен штамм азотфиксирующих бактерий Alcaligenes paradoxus 060207, который выделен из ризосферы риса, выращиваемого в монокультуре без минеральных удобрений, и используется для производства бактериального удобрения под рис и пшеницу (Патент UA №17694, C05F 11/08, C12N 1/20, опубл. 31.10.1997, бюл. №5).Known strain of nitrogen-fixing bacteria Alcaligenes paradoxus 060207, which is isolated from the rhizosphere of rice grown in monoculture without mineral fertilizers, and is used for the production of bacterial fertilizers for rice and wheat (Patent UA No. 17694, C05F 11/08, C12N 1/20, publ. 31.10 .1997, bul. No. 5).

Причинами, препятствующими достижению повышения продуктивности агроценоза монокультуры риса, является снижение азотфиксирующей активности известных штаммов вследствие высокой пестицидной нагрузки на почву. Агрохимикаты препятствуют приживаемости полезных форм микроорганизмов в ризосфере растений, а именно штаммов, являющихся основой микробных препаратов, тем самым, снижают потенциальную функциональность системы «ассоциативные бактерии - растения риса».The reasons that impede the achievement of an increase in the productivity of the agrocenosis of a monoculture of rice is a decrease in the nitrogen-fixing activity of the known strains due to the high pesticide load on the soil. Agrochemicals prevent the survival of beneficial forms of microorganisms in the rhizosphere of plants, namely, strains that are the basis of microbial preparations, thereby reducing the potential functionality of the system "associative bacteria - rice plants".

Известен штамм ассоциативных бактерий Phyllobacterium ifriqiyense 6, который был выделен из апикальной части корней риса сорта Хазар, выращиваемого в монокультуре, и депонирован в Ведомственной коллекции полезных микроорганизмов сельскохозяйственного назначения (ФГБНУ ВНИИСХМ, г. Санкт-Петербург) под регистрационным номером RCAM 04327. Штамм адаптирован к условиям юга России, является активным азотфиксатором, ростстимулятором, повышает продуктивность риса (Патент RU 2649362 C1, C12N 1/20, C01N 63/02, C12R 1/01, опубл. 02.04.2018, бюл. №10). Однако, несмотря на высокую степень ассоциативности, через 25 суток вегетации в ризосфере бактеризованных растений численность Phyllobacterium ifriqiyense 6 составляла 97 тыс. колониеобразующих единиц (КОЕ) в 1 г. почвы, что может быть обусловлено тем, что Phyllobacterium ifriqiyense не являются типичными представителями ризосферы растений риса и почв, предназначенных для выращивания данной культуры.Known strain of associative bacteria Phyllobacterium ifriqiyense 6, which was isolated from the apical part of the roots of rice varieties Khazar, grown in monoculture, and deposited in the Departmental collection of beneficial microorganisms for agricultural purposes (FGBNU VNIISHM, St. Petersburg) under registration number RCAM 04327. The strain is adapted to the conditions of the south of Russia, is an active nitrogen fixer, growth stimulator, increases the productivity of rice (Patent RU 2649362 C1, C12N 1/20, C01N 63/02, C12R 1/01, publ. 02.04.2018, bul. No. 10). However, despite the high degree of associativity, after 25 days of growing in the rhizosphere of bacterized plants, the number of Phyllobacterium ifriqiyense 6 was 97 thousand colony-forming units (CFU) in 1 year of soil, which may be due to the fact that Phyllobacterium ifriqiyense are not typical representatives of the rhizosphere of plants rice and soil intended for growing this crop.

Характерными представителями микробоценоза ризосферы и ризопланы различных растений являются бактерии рода Flavobacterium. (Оразова М.Х., Полянская Л.М., Звягинцев Д.Г. Гетерогенность корня как среда местообитания микроорганизмов //Микробиология. - 1994. - Т. 63. - №4. - С. 706-714.). Известен микробный препарат Флавобактерин (на основе штамма Flavobacterium sp.), подавляющий развитие фитопатогенных микроорганизмов как на самом семени, так и при попадании его в почву. (Завалин А.А., Алметов Н.С. Применение биопрепаратов и биологический азот в земледелии Нечерноземья. - М.: Издательство ВНИИА, 2009. - 152 с.; Лактионов Ю.В. Новые технологии возделывания озимых культур, основанные на использовании микробиологических препаратов ризоагрин и флавобактерин производства ФГУП «ЭКОС» Россельхозакадемии (г. Санкт-Петербург) // Главный агроном. - 2011. - №8. - С. 20-21). Недостатком препарата является его нестабильная эффективность в посевах риса, выращиваемого в условиях длительного затопления, при которых создаются специфические условия для почвенных микроорганизмов.Bacteria of the genus Flavobacterium are characteristic representatives of the microbocenosis of the rhizosphere and rhizoplana of various plants. (Orazova M.Kh., Polyanskaya L.M., Zvyagintsev D.G. Root heterogeneity as a habitat for microorganisms // Microbiology. - 1994. - T. 63. - No. 4. - S. 706-714.). The known microbial preparation Flavobacterin (based on the Flavobacterium sp. Strain) suppresses the development of phytopathogenic microorganisms both on the seed itself and when it enters the soil. (Zavalin A.A., Almetov N.S. The use of biological products and biological nitrogen in agriculture in the Non-Black Earth Region. - Moscow: VNIIA Publishing House, 2009. - 152 p .; Laktionov Yu.V. New technologies for the cultivation of winter crops based on the use of microbiological preparations of rhizoagrin and flavobacterin produced by the Federal State Unitary Enterprise "EKOS" of the Russian Agricultural Academy (St. Petersburg) // Chief Agronomist. - 2011. - No. 8. - P. 20-21). The disadvantage of the drug is its unstable efficiency in rice crops grown under conditions of prolonged flooding, which create specific conditions for soil microorganisms.

В основу изобретения поставлена задача получения штамма почвенных бактерий с комплексом полезных для растений свойств, способных к образованию ассоциативного симбиоза с растениями риса, выращиваемого в монокультуре и проявляющих адаптационный потенциал к затопляемым условиям на темно-каштановых почвах юга России, обеспечивающего повышение урожайности культуры.The basis of the invention is the task of obtaining a strain of soil bacteria with a complex of properties useful for plants, capable of forming an associative symbiosis with rice plants grown in monoculture and showing an adaptive potential to flooded conditions on dark chestnut soils of southern Russia, providing an increase in crop yield.

Поставленная задача решена путем выделения из микробоценоза апикальной части корней риса, выращиваемого в монокультуре, штамма ассоциативных бактерий Flavobacterium sp. 72, обладающего способностью фиксировать азот атмосферы и продуцировать физиологически активные вещества. Использование штамма Flavobacterium sp. 72 обеспечивает прибавку урожая риса на 25-30%.The problem was solved by isolating from the microbocenosis of the apical part of the roots of rice grown in monoculture, a strain of the associative bacteria Flavobacterium sp. 72, which has the ability to fix atmospheric nitrogen and produce physiologically active substances. The use of the Flavobacterium sp. 72 provides an increase in rice yield by 25-30%.

Существенным преимуществом штамма Flavobacterium sp. 72 является его способность формировать ассоциативный симбиоз с Oriza sativa L., так как селекция штамма осуществлялась по принципу ассоциативности к конкретному виду растений (именно рису, выращиваемому в условиях периодического затопления). Штамм является факультативным анаэробом с высоким адаптационным потенциалом к интенсивному возделыванию данной культуры. Также к преимуществам штамма можно отнести его распространенность (численное представительство). При выделении изолятов с высокой степенью ассоциативности с растениями обилие данного вида в эпифитном микробоценозе риса составило 13,4%, а частота встречаемости - 30%.A significant advantage of the Flavobacterium sp. 72 is its ability to form an associative symbiosis with Oriza sativa L., since the selection of the strain was carried out according to the principle of associativity to a particular plant species (namely, rice grown under conditions of periodic flooding). The strain is a facultative anaerobe with a high adaptive potential for intensive cultivation of this crop. Also, the advantages of the strain include its prevalence (numerical representation). When isolates with a high degree of associativity with plants were isolated, the abundance of this species in the epiphytic microbocenosis of rice was 13.4%, and the frequency of occurrence was 30%.

Штамм выделен из эпифитного микробоценоза апикальной части корня риса по усовершенствованной методике (Шерстобоев М.К., Мельничук Т.М., Мельник Л.I. Методичнi аспекта вивчення асоцiативностi бактерiй до рослин пшеницi та ячменю // Сiльскогосподарська мiкробiологiя: Мiжвiд. темат. наук. зб. - Чернiгiв, 2006. - Вип. 3. - С. 34-42) на капустной среде (среда №19).The strain was isolated from the epiphytic microbocenosis of the apical part of the rice root using an improved technique (Sherstoboev M.K., Melnichuk T.M., Melnik L.I. Zb. - Chernigiv, 2006. - Vip. 3. - P. 34-42) on cabbage medium (Wednesday No. 19).

Состав среды №19:Composition of medium No. 19:

Капустный отвар - 1 лCabbage broth - 1 l

Кукурузный экстракт - 1,25 мл/лCorn extract - 1.25 ml / l

сусло пивное - 25 мл/лbeer wort - 25 ml / l

агар-агар - 20 г/лagar-agar - 20 g / l

рН 7,0-7,2pH 7.0-7.2

В качестве субстрата для выделения использовали лугово-каштановую почву рисовых чеков, где монокультура риса 10 лет (Крым, Красноперекопский район).As a substrate for isolation, we used the meadow-chestnut soil of rice paddies, where the monoculture of rice was 10 years old (Crimea, Krasnoperekopsky district).

Идентификация штамма произведена на основании морфологических и биохимических признаков согласно определителю Берги 1984 г. и методическим рекомендациям (Возняковская Ю.М., Попова Ж.П. Методические рекомендации по идентификации неспоровых бактерий, доминирующих в ризосфере растений. Ленинград, 1985 г.).The identification of the strain was made on the basis of morphological and biochemical characteristics according to Bergi's determinant 1984 and methodological recommendations (Voznyakovskaya Yu.M., Popova Zh.P. Methodical recommendations for the identification of non-spore bacteria dominating in the rhizosphere of plants. Leningrad, 1985).

Клетки бактерий имеют вид палочек. Споры не образуют, неподвижны. Колонии на агаризованных средах ризоидной формы, диаметром до 3 мм, плоские, блестящие, оранжевые, гладкие, края неровные. Культура использует минеральный и органический азот, желатин не разжижает; слабый рост на средах с углеводами (лактоза, арабиноза) с подкислением; способен гидролизовать крахмал; при 37°С рост отсутствует; каталазоположительны; факультативный анаэроб. Температурный интервал роста штамма 22-30°С. Оптимальная температура для роста и размножения данного штамма 25-28°С, он стабильно хранится на капустной агаризованной среде при температуре +4°С, рН 6,9-7,2. Периодичность пересева 1 раз в 6 месяцев.Bacterial cells look like rods. Spores do not form, motionless. Colonies on rhizoid agar media, up to 3 mm in diameter, flat, shiny, orange, smooth, uneven edges. The culture uses mineral and organic nitrogen, gelatin does not thin; poor growth on media with carbohydrates (lactose, arabinose) with acidification; able to hydrolyze starch; no growth at 37 ° C; catalase positive; optional anaerobic. The temperature range for the growth of the strain is 22-30 ° C. The optimum temperature for the growth and reproduction of this strain is 25-28 ° C, it is stably stored on cabbage agar medium at a temperature of + 4 ° C, pH 6.9-7.2. The frequency of reseeding is 1 time in 6 months.

Генетическая идентификация произведена в 2016 году в ФГБНУ ВНИИСХМ г. Санкт-Петербург (при поддержке гранта №16-34-50060 Идентификация и характеристика симбиотических свойств ростстимулирующих бактерий ризосферы риса).Genetic identification was performed in 2016 at FGBNU VNIISKhM, St. Petersburg (with the support of grant No. 16-34-50060 Identification and characterization of the symbiotic properties of growth-stimulating bacteria in the rice rhizosphere).

На основании анализа нуклеотидной последовательности гена 16S rRNA нововыделенный штамм идентифицирован как Flavobacterium sp. и депонирован в Ведомственной коллекции полезных микроорганизмов сельскохозяйственного назначения (ФГБНУ ВНИИСХМ, г. Санкт-Петербург) под регистрационным номером RCAM 04328 от 21.10.2016 г. Ближайшими родственниками заявляемого штамма являются: Flavobacterium pectinovorum strain NBRC 15945 (Identity - 98,52%), Flavobacterium pectinovorum strain DSM 6368 (Identity - 98,45%), Flavobacterium saccharophilum strain NBRC 15944 (Identity - 98,17%).Based on the analysis of the nucleotide sequence of the 16S rRNA gene, the newly isolated strain was identified as Flavobacterium sp. and deposited in the Departmental collection of beneficial microorganisms for agricultural purposes (FGBNU VNIISHM, St. Petersburg) under registration number RCAM 04328 dated October 21, 2016.The closest relatives of the claimed strain are: Flavobacterium pectinovorum strain NBRC 15945 (Identity - 98.52%), Flavobacterium pectinovorum strain DSM 6368 (Identity - 98.45%), Flavobacterium saccharophilum strain NBRC 15944 (Identity - 98.17%).

Ассоциативный симбионт имеет нуклеотидную последовательность SEQIDNO: 1.The associative symbiont has a nucleotide sequence of SEQIDNO: 1.

Штамм Flavobacterium sp. 72 характеризуется высокой технологичностью, т.к. хорошо растет в регламентированных для производства биопрепаратов средах, набирает высокий титр, который сохраняется длительное время. При глубинном культивировании в течение трех суток в кукурузно-мелассной среде при 220 об/мин титр бактерий достигал 18 млрд КОЕ/мл - достаточный для обработки семян риса и других зерновых культур из расчета оптимальной нагрузки на одно семя.Flavobacterium sp. 72 is characterized by high manufacturability, because grows well in environments regulated for the production of biological products, gains a high titer, which lasts for a long time. With submerged cultivation for three days in corn molasses medium at 220 rpm, the bacterial titer reached 18 billion CFU / ml - sufficient for the treatment of rice seeds and other grain crops based on the optimal load per seed.

Исследования, проведенные с целью изучения механизма действия штамма Flavobacterium sp. 72, подтвердили его способность фиксировать азот атмосферы и продуцировать физиологически активные вещества ауксиновой природы.Studies carried out to study the mechanism of action of the strain Flavobacterium sp. 72, confirmed its ability to fix atmospheric nitrogen and produce physiologically active substances of auxin nature.

Потенциальная азотфиксирующая активность культуры была определена методом ацителен-редукции на газовом хроматографе «Chrom-5» с пламенно-ионизационным детектором и составила 22,1 С2Н4 нМоль/мл/час.The potential nitrogen-fixing activity of the culture was determined by the acithelen reduction method on a Chrom-5 gas chromatograph with a flame ionization detector and was 22.1 C 2 H 4 nMol / ml / hour.

Flavobacterium sp. 72 в концентрациях 1:10 и 1:100 стимулировал увеличение длинны колеоптелей пшеницы за одни сутки на 44 и 32% соответственно в сравнении с контролем и на 33 и 22% соответственно в сравнении с аутентичным раствором (ИУК 10-5), что свидетельствует о фитостимулирующих свойствах данного штамма (табл. 1)Flavobacterium sp. 72 at a concentration of 1:10 and 1: 100 stimulated an increase in the length of wheat healers per day by 44 and 32%, respectively, compared with the control and by 33 and 22%, respectively, in comparison with an authentic solution (IAA 10 -5 ), which indicates phytostimulating properties of this strain (Table 1)

Figure 00000003
Figure 00000003

Количественный и качественный анализ ауксинов в культуральной жидкости Flavobacterium sp. 72, проведенный методом высокоэффективной жидкостной хроматографии, выявил продукцию индолил-3-молочной кислоты (ИМК), индолил-3-карбоновой кислоты (ИКК), индолилуксусной кислоты (ИУК) (таблица 2).Quantitative and qualitative analysis of auxins in the culture liquid of Flavobacterium sp. 72, carried out by high performance liquid chromatography, revealed the production of indolyl-3-lactic acid (IMA), indolyl-3-carboxylic acid (ICA), and indoleacetic acid (IAA) (Table 2).

Figure 00000004
Figure 00000004

Эффект стимуляции установлен на растениях риса в условиях вегетационного опыта 2014 года (таблица 3). Показано, что бактеризация семян способствует росту растения и развитию корней риса. При этом штамм Flavobacterium sp. 72 увеличивает длину побега на 40,5% относительно контроля и на 15,6% относительно референтного штамма A. radiobacter 204, длину корня на 103,5% и 12,3%, воздушно-сухую массу на 76,2% и 68,2% соответственно. При этом повышается содержание хлорофиллов в листьях растений на 25,7 и 9,1% соответственно в сравнении с контролем и референтным штаммом A. radiobacter 204. На фиг. 1 представлена диаграмма содержания хлорофилла в листьях растений риса в фазу цветения.The effect of stimulation was established on rice plants under the conditions of the growing experience in 2014 (Table 3). It has been shown that bacterization of seeds promotes plant growth and development of rice roots. Moreover, the Flavobacterium sp. 72 increases the shoot length by 40.5% relative to the control and by 15.6% relative to the reference strain A. radiobacter 204, root length by 103.5% and 12.3%, air-dry mass by 76.2% and 68, 2% respectively. This increases the content of chlorophylls in the leaves of plants by 25.7 and 9.1%, respectively, in comparison with the control and the reference A. radiobacter 204 strain. FIG. 1 shows a diagram of the chlorophyll content in the leaves of rice plants in the flowering phase.

Figure 00000005
Figure 00000005

Штамм бактерий Flavobacterium sp. 72 формирует активные ассоциации с растениями риса и при интродукции с семенами в почву приживается в ризосфере растений. Так, через 25 суток вегетации риса количество Flavobacterium sp. 72 составляло 687 тыс. колониеобразующих единиц (КОЕ) в 1 грамме ризосферной почвы, что превышало численность Phyllobacterium ifriqiyense 6 в 7 раз.Flavobacterium sp. 72 forms active associations with rice plants and, when introduced into the soil with seeds, takes root in the plant rhizosphere. So, after 25 days of rice vegetation, the amount of Flavobacterium sp. 72 was 687 thousand colony forming units (CFU) in 1 gram of rhizosphere soil, which exceeded the number of Phyllobacterium ifriqiyense 6 by 7 times.

Обработка семян перед посевом штаммом Flavobacterium sp. 72 способствовала повышению численности диазотрофов в ризосфере риса в фазы кущения, цветения и созревания соответственно на 46,9%, 42,9% и 26,5% относительно контролей (таблица 4).Seed treatment before sowing with the Flavobacterium sp. 72 promoted an increase in the number of diazotrophs in the rhizosphere of rice in the tillering, flowering and ripening phases, respectively, by 46.9%, 42.9% and 26.5% relative to controls (Table 4).

Figure 00000006
Figure 00000006

Установлено повышение биологической активности в ризосфере риса. Эмиссия СО2 в варианте с обработкой семян Flavobacterium sp. 72 в фазу кущения увеличивалась на 53% к контролю и на 76,9% и 64,3% - соответственно к референтам штаммам A. radiobacter 204 и P. ifriqiyense 6 (таблица 5). В фазу созревания этот показатель превышал контроль на 40% и штаммы-референты соответственно на 16,7% и 27,3%.An increase in biological activity in the rhizosphere of rice was found. Emissions of CO 2 in the embodiment with the processing of seeds Flavobacterium sp. 72 in the tillering phase increased by 53% compared to the control and by 76.9% and 64.3%, respectively, to the reference strains A. radiobacter 204 and P. ifriqiyense 6 (Table 5). In the maturation phase, this indicator exceeded the control by 40% and the reference strains by 16.7% and 27.3%, respectively.

Figure 00000007
Figure 00000007

Обработка семян перед посевом обеспечила прибавку урожая риса в среднем за три года на 40% и превышала референтный штамм на 9,6% (таблица 6).Seed treatment before sowing provided an increase in rice yield by an average of 40% over three years and exceeded the reference strain by 9.6% (Table 6).

Figure 00000008
Figure 00000008

При изучении способности Flavobacterium sp. 72 мобилизовать питательные элементы в почве отмечено, что штамм приводил к снижению содержания водорастворимых форм Al, однако повышал содержание Fe, Cu и Mn в лугово-каштановой почве. При интродукции в темно-каштановую слабосолонцеватую почву обнаружено повышение содержания водорастворимого Al и Mn.When studying the ability of Flavobacterium sp. 72 to mobilize nutrients in the soil, it was noted that the strain led to a decrease in the content of water-soluble forms of Al, but increased the content of Fe, Cu, and Mn in the meadow chestnut soil. An increase in the content of water-soluble Al and Mn was found upon introduction into the dark chestnut weakly solonetsous soil.

Учитывая способность штамма продуцировать ауксины, а также с целью расширения спектра культур для интродукции штамма исследовали его влияние на посевные свойства пшеницы и перспективной для Крыма культуры рыжик посевной. Стимулирующий эффект Flavobacterium sp. 72 установлен на проростках озимой пшеницы разных сортов. Обработка семян пшеницы суспензией штамма Flavobacterium sp. 72 способствует повышению их всхожести у сорта Станичная на 2%, Виктория - 4,3%, Васса - 1%.Taking into account the ability of the strain to produce auxins, and also with the aim of expanding the range of crops for the introduction of the strain, we studied its influence on the sowing properties of wheat and a promising for Crimea crop of camelina. The stimulating effect of Flavobacterium sp. 72 was installed on seedlings of different varieties of winter wheat. Treatment of wheat seeds with a suspension of the Flavobacterium sp. 72 helps to increase their germination in the Stanichnaya variety by 2%, Victoria - 4.3%, Vassa - 1%.

Исследуемый штамм ассоциативных бактерий способствует увеличению длины корней озимой пшеницы сортов Станичная, Виктория и Краснодарская 99 на 15,8, 46,0 и 13,2% соответственно. В вариантах с обработкой семян штаммом Flavobacterium sp. 72 также отмечена стимуляция длины проростков пшеницы на 10-33% в зависимости от сорта (таблица 7).The investigated strain of associative bacteria increases the length of the roots of winter wheat varieties Stanichnaya, Victoria and Krasnodarskaya 99 by 15.8, 46.0 and 13.2%, respectively. In variants with seed treatment with the Flavobacterium sp. 72 also noted the stimulation of the length of wheat seedlings by 10-33%, depending on the variety (table 7).

Figure 00000009
Figure 00000009

Выявлена стимуляция роста корней и проростков масличной культуры рыжик посевной при обработке ассоциативным штаммом бактерий Flavobacterium sp. 72 на 29,4% и 4,1%, соответственно (таблица 8).The stimulation of the growth of roots and seedlings of the oilseed crop camelina when treated with an associative strain of bacteria Flavobacterium sp. 72 by 29.4% and 4.1%, respectively (table 8).

Figure 00000010
Figure 00000010

Таким образом, в результате решения технической задачи, выделен штамм ассоциативных бактерий Flavobacterium sp. 72, способный фиксировать азот атмосферы и продуцировать фитогормоны ауксиновой природы. Предпосевная обработка семян штаммом Flavobacterium sp. 72 способствует стимуляции роста, увеличению суммы хлорофиллов в листьях и повышению урожая зерна риса, а так же повышению биологической активности в ризосфере растений. Предпосевная обработка семян суспензией штамма ассоциативных бактерий Flavobacterium sp. 72 способствует стимуляции роста не только риса, но и пшеницы, а также масличной культуры рыжик посевной, что дает возможность расширить спектр сельскохозяйственных культур для применения штамма.Thus, as a result of solving a technical problem, a strain of associative bacteria Flavobacterium sp. 72, capable of fixing atmospheric nitrogen and producing phytohormones of auxin nature. Presowing seed treatment with Flavobacterium sp. 72 promotes growth stimulation, an increase in the amount of chlorophylls in leaves and an increase in rice grain yield, as well as an increase in biological activity in the rhizosphere of plants. Presowing seed treatment with a suspension of a strain of associative bacteria Flavobacterium sp. 72 promotes the stimulation of the growth of not only rice, but also wheat, as well as the oilseed camelina, which makes it possible to expand the range of crops for the use of the strain.

--->--->

Перечень последовательностейSequence listing

<110> Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма» (ФГБУН «НИИСХ Крыма»)<110> Federal State Budgetary Institution of Science "Research Institute of Agriculture of Crimea" (FGBUN "Research Institute of Agriculture of Crimea")

<120> Штамм ассоциативных бактерий Flavobacterium sp. 72, активный азотфиксатор и продуцент физиологически активных веществ, используемый для повышения урожайности риса<120> Strain of associative bacteria Flavobacterium sp. 72, an active nitrogen fixer and producer of physiologically active substances used to increase rice yields

<140> RU 2019127586<140> RU 2019127586

<141> 2019-08-30<141> 2019-08-30

<160> 1<160> 1

<210> 1<210> 1

<211> 1424<211> 1424

<212> DNA<212> DNA

<213> Flavobacterium sp.<213> Flavobacterium sp.

<400> 1 <400> 1

gcttaacaca tgcaagtcga ggggtatggt tcttcggaac cagagaccgg cgcacgggtg 60gcttaacaca tgcaagtcga ggggtatggt tcttcggaac cagagaccgg cgcacgggtg 60

cgtaacgcgt atgcaatcta ccttttacag agggatagcc cagagaaatt tggattaata 120cgtaacgcgt atgcaatcta ccttttacag agggatagcc cagagaaatt tggattaata 120

cctcatagta taacatgacc gcatggtcga gttattaaag tcacaacggt aaaagatgag 180 cctcatagta taacatgacc gcatggtcga gttattaaag tcacaacggt aaaagatgag 180

catgcgtccc attagctagt tggtaaggta acggcttacc aaggctacga tgggtagggg 240catgcgtccc attagctagt tggtaaggta acggcttacc aaggctacga tgggtagggg 240

tcctgagagg gagatccccc acactggtac tgagacacgg accagactcc tacgggaggc 300tcctgagagg gagatccccc acactggtac tgagacacgg accagactcc tacgggaggc 300

agcagtgagg aatattggac aatgggcgca agcctgatcc agccatgccg cgtgcaggat 360agcagtgagg aatattggac aatgggcgca agcctgatcc agccatgccg cgtgcaggat 360

gacggtccta tggattgtaa actgctttta tacgagaaga aacactccga cgtgtcggag 420gacggtccta tggattgtaa actgctttta tacgagaaga aacactccga cgtgtcggag 420

cttgacggta tcgtaagaat aaggatcggc taactccgtg ccagcagccg cggtaatacg 480cttgacggta tcgtaagaat aaggatcggc taactccgtg ccagcagccg cggtaatacg 480

gaggatccaa gcgttatccg gaatcattgg gtttaaaggg tccgtaggcg gtttggtaag 540gaggatccaa gcgttatccg gaatcattgg gtttaaaggg tccgtaggcg gtttggtaag 540

tcagtggtga aagcccatcg ctcaacggtg gaacggccat tgatactgcc agacttgaat 600tcagtggtga aagcccatcg ctcaacggtg gaacggccat tgatactgcc agacttgaat 600

tattaggaag taactagaat atgtagtgta gcggtgaaat gcttagagat tacatggaat 660tattaggaag taactagaat atgtagtgta gcggtgaaat gcttagagat tacatggaat 660

accaattgcg aaggcaggtt actactaatt gattgacgct gatggacgaa agcgtgggta 720accaattgcg aaggcaggtt actactaatt gattgacgct gatggacgaa agcgtgggta 720

gcgaacagga ttagataccc tggtagtcca cgccgtaaac gatggatact agctgttgga 780gcgaacagga ttagataccc tggtagtcca cgccgtaaac gatggatact agctgttgga 780

agcaatttca gtggctaagc gaaagtgata agtatcccac ctggggagta cgttcgcaag 840agcaatttca gtggctaagc gaaagtgata agtatcccac ctggggagta cgttcgcaag 840

aatgaaactc aaaggaattg acgggggccc gcacaagcgg tggagcatgt ggtttaattc 900aatgaaactc aaaggaattg acgggggccc gcacaagcgg tggagcatgt ggtttaattc 900

gatgatacgc gaggaacctt accaaggctt aaatgtagat tgaccggttt ggaaacagat 960gatgatacgc gaggaacctt accaaggctt aaatgtagat tgaccggttt ggaaacagat 960

ctttcgcaag acaatttaca aggtgctgca tggttgtcgt cagctcgtgc cgtgaggtgt 1020ctttcgcaag acaatttaca aggtgctgca tggttgtcgt cagctcgtgc cgtgaggtgt 1020

caggttaagt cctataacga gcgcaacccc tgttgttagt tgccagcgag tcaagtcggg 1080caggttaagt cctataacga gcgcaacccc tgttgttagt tgccagcgag tcaagtcggg 1080

aactctaaca agactgccag tgcaaactgt gaggaaggtg gggatgacgt caaatcatca 1140aactctaaca agactgccag tgcaaactgt gaggaaggtg gggatgacgt caaatcatca 1140

cggcccttac gcccttgggc tacacacgtg ctacaatggc cggtacagag agcagccact 1200 cggcccttac gcccttgggc tacacacgtg ctacaatggc cggtacagag agcagccact 1200

gggcgaccag gagcgaatct ataaaaccgg tcacagttcg gatcggagtc tgcaactcga 1260 gggcgaccag gagcgaatct ataaaaccgg tcacagttcg gatcggagtc tgcaactcga 1260

ctccgtgaag ctggaatcgc tagtaatcgg atatcagcca tgatccggtg aatacgttcc 1320 ctccgtgaag ctggaatcgc tagtaatcgg atatcagcca tgatccggtg aatacgttcc 1320

cgggccttgt acacaccgcc cgtcaagcca tggaagctgg gggtgcctga agtcggtgac 1380 cgggccttgt acacaccgcc cgtcaagcca tggaagctgg gggtgcctga agtcggtgac 1380

cgcaaggagc tgcctagggt aaaactggta actagggcta agtc 1424cgcaaggagc tgcctagggt aaaactggta actagggcta agtc 1424

<---<---

Claims (1)

Штамм ассоциативных бактерий Flavobacterium sp. 72, депонированный в Ведомственной коллекции полезных микроорганизмов сельскохозяйственного назначения (ВКСМ) ФГБНУ ВНИИСХМ под регистрационным номером RCAM 04328, активный азотфиксатор и продуцент физиологически активных веществ, используемый для повышения урожайности риса.The strain of associative bacteria Flavobacterium sp. 72, deposited in the Departmental collection of beneficial microorganisms for agricultural purposes (VKSM) FGBNU VNIISHM under registration number RCAM 04328, is an active nitrogen fixer and producer of physiologically active substances used to increase the yield of rice.
RU2019127586A 2019-08-30 2019-08-30 Flavobacterium sp_ 72 associative bacteria strain, active nitrogen fixator and producer of physiologically active substances used to increase rice yield RU2728641C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019127586A RU2728641C1 (en) 2019-08-30 2019-08-30 Flavobacterium sp_ 72 associative bacteria strain, active nitrogen fixator and producer of physiologically active substances used to increase rice yield

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019127586A RU2728641C1 (en) 2019-08-30 2019-08-30 Flavobacterium sp_ 72 associative bacteria strain, active nitrogen fixator and producer of physiologically active substances used to increase rice yield

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2728641C1 true RU2728641C1 (en) 2020-07-30

Family

ID=72085627

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019127586A RU2728641C1 (en) 2019-08-30 2019-08-30 Flavobacterium sp_ 72 associative bacteria strain, active nitrogen fixator and producer of physiologically active substances used to increase rice yield

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2728641C1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2489841C1 (en) * 2011-12-09 2013-08-20 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт риса Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИ риса Россельхозакедемии) Method of rice cultivation
RU2649362C1 (en) * 2017-06-02 2018-04-02 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма" Strain of associative bacteria phyllobacterium ifriqiyense 6, active nitrogen fixer and growth stimulant for improving rice productivity

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2489841C1 (en) * 2011-12-09 2013-08-20 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт риса Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИ риса Россельхозакедемии) Method of rice cultivation
RU2649362C1 (en) * 2017-06-02 2018-04-02 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма" Strain of associative bacteria phyllobacterium ifriqiyense 6, active nitrogen fixer and growth stimulant for improving rice productivity

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БАЙМИЕВ АН.Х., ИВАНОВА Е.С. и др., Анализ влияния ризосферых бактерий Phyllobacterium sp. штамма СА8 на урожайность бобовых культур, Известия Самарского научного центра РАН. Серия биотехнология, 2013, т. 15, N 3 (5). с. 1559-1562. *
ЛАГУТА А.Г. и др. Влияние регулятора роста растений препарата фуролан на продуктивность растений риса. Бюл. ВИУА, 2003, 118, с.63-65. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ali et al. Rhizobacterial potential to alter auxin content and growth of Vigna radiata (L.)
Shaharoona et al. Effectiveness of various Pseudomonas spp. and Burkholderia caryophylli containing ACC-Deaminase for improving growth and yield of wheat (Triticum aestivum I.)
Gopalakrishnan et al. Plant growth-promoting activities of Streptomyces spp. in sorghum and rice
AU2002227228B2 (en) Bacterial inoculants for enhancing plant growth
Gopalakrishnan et al. Plant growth-promoting traits of biocontrol potential bacteria isolated from rice rhizosphere
Berger et al. Nitrogen supply influences plant growth and transcriptional responses induced by Enterobacter radicincitans in Solanum lycopersicum
CN108728374B (en) Campylobacter-mucosae dt8 strain and application thereof in degrading paclobutrazol
RU2671174C2 (en) Glomus iranicum var. tenuihypharum var. nov. strain and use thereof as bio-stimulant
Chaibub et al. Efficacy of Cladosporium cladosporioides C24G as a multifunctional agent in upland rice in agroecological systems
CN113832060B (en) Anti-continuous cropping microbial agent and application thereof in agricultural production
RU2728641C1 (en) Flavobacterium sp_ 72 associative bacteria strain, active nitrogen fixator and producer of physiologically active substances used to increase rice yield
Kolesnikov et al. Identification of the effectiveness of associative rhizobacteria in spring wheat cultivation
Fayez et al. Effect of inoculation with different strains of Azospirillum brasilense on cotton (Gossipium barbadense)
RU2649362C1 (en) Strain of associative bacteria phyllobacterium ifriqiyense 6, active nitrogen fixer and growth stimulant for improving rice productivity
KR20130016917A (en) Serratia nematodiphila wcu338 strain, composition for control plant disease and control method of plant disease with same
Zarea Azospirillum and wheat production
JP2019165676A (en) Plant disease control agent and method of controlling plant disease
Firdous et al. Screening of cultivable endophytic bacterial isolates for their plant growth promoting activity in rice
RU2675503C1 (en) Method of obtaining biological preparation for stimulation of growth and protection of plants against diseases
Shukla et al. Harnessing cyanobacterium-fungal interactions to develop potting mixes for disease-free tomato nursery
Abdel-Moghies et al. In vivo application of potent probiotics for enhancing potato growth and controlling Ralstonia solanacearum and Fusarium oxysporum infections
RU2676926C1 (en) Phosphate-mobilizing strain of soil bacteria lelliottia nimipressuralis ccm 32-3 and a biological preparation based on it to optimize the mineral nutrition of plants, stimulate their growth and increase yields
Sundaram et al. Isolation and characterization of bacteria from rhizospheric soils of Curcuma longa for different plant growth promotion (PGPR) activities
RU2760337C1 (en) Preparation for increasing the yield of spring wheat
Gamzaeva et al. Effect of biological products on the microbiological activity of soddy-podzolic soil and productivity of winter triticale in the conditions of the Leningrad Region