NEW STRAINS ISOLATED FROM NATURAL POPULATIONS OF RHIZOBIA PRIAMURYE
Бегун С.А.1, Якименко М.В.2
1Ведущий научный сотрудник,
2Зав. лабораторией биологических исследований, кандидат биологических наук,
ФГБНУ Всероссийский НИИ сои
НОВЫЕ ШТАММЫ, ВЫДЕЛЕННЫЕ ИЗ ПРИРОДНЫХ ПОПУЛЯЦИЙ РИЗОБИЙ ПРИАМУРЬЯ
Аннотация
Выявлено, что 68...93 % новых штаммов ризобий, выделенных в чистую культуру из клубеньков маша и вигны, вызывают активное клубенькообразование на корнях сои, маша и вигны вида V. radiata. Штаммы Ву-4, Ву-5 и Ву-6 активно образуют клубеньки не только на корнях сои, маша и вигны вида V. radiata, но и на корнях другого вида вигны V.unguiculata.
Ключевые слова: ризобии, штаммы, виды, коллекция, соя, вигна, маш.
Begun S.A.1, Yakimenko M.V.2
1Vidushi researcher,
2Head. laboratory biological research, candidate of biological research,
FSBI all-Russian research Institute of soybean
NEW STRAINS ISOLATED FROM NATURAL POPULATIONS OF RHIZOBIA PRIAMURYE
Abstract
It is revealed that 68-93 % of new strains of rhizobia isolated in Chi-out culture of nodules Masha and Vigny, causing tuber-labretonie on the roots of soybean, mung bean and Vigny type of V. radiata. Strains WS-4, WS-5 and WS-6 active form nodules not only on the roots of soybean, mung bean and Vigna species V. radiata, but also on the roots of other species Vigna V. unguiculata.
Keywords: rhizobia, strains, types, collection, soybean, cowpea, green gram.
В 2012 году из клубеньков двух видов вигны (V. radiata и V.unguiculata) и фасоли золотистой (P.aureus) было выделено в чистую культуру 28 штаммов ризобий [1]. В коллекции оставлено 10 штаммов ризобий (индекс Ву), выделенных из клубеньков Vigna unguiculata, 14 штаммов ризобий (индекс Вр) выделенных из клубеньков Vigna radiata, а также 4 штамма выделенных из Paseolus aureus (таблица 1). При выращивании выделенных культур ризобий на минерально-растительной питательной агаризованной среде (МРС) с маннитом штрих имеет однородную беловатую, реже бесцветную окраску.
На среде МРС с маннитом, выделенные в чистую культуру штаммы ризобий могут иметь умеренный, хороший и обильный рост [1]. На среде МРС с лактозой, выделенные в чистую культуру ризобии заметно отличаются по интенсивности роста. Ряд штаммов ризобий (Ву-4, Ву-6, Вр-2, Вр-3, Вр-8, Вр-11, Вр-12, Вр-13) имеют скудный рост на среде МРС с лактозой. В тоже время новые штаммы ризобий Ву-5, Ву-9, Вр-15, Вр-17, ФЗ-23 и ФЗ-25 дали обильный рост штриха на этой среде (таблица 1).
По показателям роста на мясо-пептонном агаре (МПА) новые штаммы разделены на две группы: 11 штаммов ризобий растут на мясо-пептонном агаре, a 17 штаммов не способны расти на этой среде.
В 2013 году была изучена вирулентность новых штаммов ризобий при инокуляции сои (сорт Гармония), маша (P.aureus) и вигны двух видов (V. radiata и V.unguiculata) [1]. Во всех лабораторных опытах в качестве стандарта использовался штамм 648а вида B.japonicum.
Установлено, что все 28 новых штаммов ризобий, выделенных из клубеньков вигны двух видов и маша, хорошо образуют клубеньки на корнях сои сорта Гармония. Большинство новых штаммов (20) имели вирулентность на сое 70...100%. Стопроцентную вирулентность на сое показали штаммы Ву-3, Ву-4, Вр-4, Вр-6, а также штамм-стандарт 648а (таблица 2).
Таблица 1 – Происхождение и культуральные свойства чистых культур штаммов ризобий, выделенных из природных популяций соесеющего региона Приамурья, 2013 г
| Происхождение штаммов | Индекс штамма | Окраска штриха культуры, выращенной на среде МРС с маннитом | Интенсивность роста штриха на среде МРС с углеводами | Рост На МПА | |
| маннит | лактоза | ||||
| Тамбовский район, с. Садовое, зернобобовая культура Вигна (V.unguiculata) август 2012 г. | Ву-2 | беловатая | 3 | 3 | + |
| Ву-3 | беловатая | 3 | 3 | Н | |
| Ву-4 | беловатая | 2 | 1 | Н | |
| Ву-5 | слабо-беловатая | 4 | 4 | Н | |
| Ву-6 | беловатая | 2 | 1 | Н | |
| Ву-8 | бесцветная | 4 | 2 | + | |
| Ву-9 | беловатая | 3 | 4 | + | |
| Ву-10 | слабо-беловатая | 3 | 2 | Н | |
| Ву-11 | беловатая | 3 | 3 | + | |
| Ву-12 | бесцветная, газ | 3 | 3 | + | |
| Тамбовский район, с. Садовое, зернобобовая культура Вигна (V.radiata) август 2012 г. | Вр-1 | беловатая | 2 | 2 | Н |
| Вр-2 | беловатая | 3 | 1 | + | |
| Вр-3 | беловатая | 3 | 1 | Н | |
| Вр-4 | беловатая | 3 | 2 | Н | |
| Вр-5 | бесцветная, газ | 4 | 3 | + | |
| Вр-6 | бесцветная, газ | 4 | 2 | Н | |
| Вр-8 | слабо беловатая | 2 | 1 | Н | |
| Вр-9 | беловатая | 3 | 2 | Н | |
| Вр-11 | беловатая | 2 | 1 | Н | |
| Вр-12 | беловатая | 2 | 1 | Н | |
| Вр-13 | бесцветная, газ | 4 | 1 | Н | |
| Вр-15 | бесцветная | 4 | 4 | + | |
| Вр-16 | бесцветная, газ | 4 | 2 | Н | |
| Вр-17 | бесцветная, газ | 4 | 4 | + | |
| Тамбовский район, с. Садовое, фасоль золотистая (P.aureus) август 2012 | ФЗ-22 | беловатая | 3 | 2 | Н |
| ФЗ-23 | беловатая, неоднородная | 3 | 4 | + | |
| ФЗ-25 | бесцветная, слегка желтоватая | 4 | 4 | + | |
| ФЗ-27 | бесцветная | 4 | 3 | Н | |
| Примечание 1 – скудный рост; 2 – умеренный рост; 3 – хороший рост; 4 – обильный рост; + или Н - наличие или отсутствие роста штаммов на МПА. | |||||
При испытании новых штаммов ризобий на фасоле золотистой (маш) из 28 испытываемых культур только один штамм (Вр-5) оказался не способным образовывать клубеньки на корнях маша. Шестнадцать штаммов, выделенных из клубеньков вигны двух видов и маша, показали высокие (70...100 %) показатели вирулентности. Штаммы Ву-4, Вр-1, ФЗ-23 и ФЗ-25 обладают стопроцентной вирулентностью на маше. Однако соевый штамм 648а при инфицировании растений маша показал 50% вирулентности (таблица 2).
Таблица 2 – Вирулентность штаммов ризобий, выделенных в чистую культуру из клубеньков маша и вигны (V. radiata и V.unguiculata) при инокуляции семян сои, маша, вигны (в среднем)
| Номер штамма | Соя Сорт Гармония | Маш P.aureus | Вигна V. radiata | Вигна V.unguiculata | ||||||||
| клубеньки | Вирул. % | клубеньки | Вирул. % | клубеньки | Вирул. % | клубеньки | Вирул. % | |||||
| Средн. | lim | Средн. | lim | Средн. | lim | Средн. | lim | |||||
| 648а | 7,6 | 2-18 | 100 | 2,5 | 0-14 | 50 | 0,1 | 0-1 | 11 | 0 | 0 | 0 |
| Ву-2 | 3,6 | 0-7 | 90 | 11 | 0-6 | 40 | 0,3 | 0-1 | 33 | 0 | 0 | 0 |
| Ву-3 | 5,4 | 1-12 | 100 | 4,1 | 0-11 | 90 | 7,9 | 0-30 | 90 | 0 | 0 | 0 |
| Ву-4 | 4,8 | 2-9 | 100 | 4,7 | 1-10 | 100 | 6.4 | 0-16 | 90 | 19,4 | 3-50 | 100 |
| Ву-5 | 2,1 | 0-6 | 70 | 1,0 | 0-2 | 60 | 0,1 | 0-1 | 10 | 11,4 | 0-30 | 80 |
| Ву-6 | 3,0 | 0-6 | 80 | 2,1 | 0-4 | 90 | 8,8 | 0-22 | 90 | 22,3 | 2-45 | 100 |
| Ву-8 | 2,8 | 0-6 | 80 | 1,5 | 0-4 | 70 | 1,5 | 0-6 | 50 | 0 | 0 | 0 |
| Ву-9 | 1,9 | 0-5 | 60 | 2,4 | 0-5 | 90 | 14,4 | 5-35 | 100 | 0 | 0 | 0 |
| Ву-10 | 4.9 | 0-9 | 80 | 3,0 | 0-6 | 80 | 8,7 | 0-20 | 90 | 5,1 | 0-30 | 22 |
| Ву-11 | 3,7 | 0-7 | 90 | 1,4 | 0-4 | 70 | 0,2 | 0-2 | 10 | 0 | 0 | 0 |
| Ву-12 | 4,5 | 0-15 | 60 | 0,7 | 0-3 | 30 | 7,2 | 0-15 | 90 | 0 | 0 | 0 |
| Вр-1 | 5,2 | 0-12 | 90 | 4,5 | 1-10 | 100 | 9,6 | 1-26 | 100 | 0 | 0 | 0 |
| Вр-2 | 2,0 | 0-9 | 50 | 6,4 | 0-32 | 67 | 42,4 | 28-67 | 100 | 0 | 0 | 0 |
| Вр-3 | 4,2 | 0-9 | 80 | 6,2 | 0-17 | 70 | 8,9 | 0-30 | 80 | 0 | 0 | 0 |
| Вр-4 | 4,9 | 1-8 | 100 | 3,5 | 0-14 | 50 | 7,2 | 0-20 | 80 | 0 | 0 | 0 |
| Вр-5 | 3,5 | 0-7 | 90 | 0 | 0 | 0 | 0,1 | 0-1 | 10 | 0 | 0 | 0 |
| Вр-6 | 3,3 | 1-6 | 100 | 3,5 | 0-8 | 50 | 5,5 | 0-19 | 70 | 0 | 0 | 0 |
| Вр-8 | 2,2 | 0-5 | 50 | 3,3 | 0-10 | 78 | 8,3 | 0-22 | 70 | 0 | 0 | 0 |
| Вр-9 | 3,9 | 0-10 | 70 | 2,8 | 0-7 | 60 | 10,1 | 0-25 | 80 | 0 | 0 | 0 |
| Вр-11 | 2,8 | 0-5 | 80 | 7,5 | 0-40 | 40 | 4,5 | 0-15 | 70 | 0 | 0 | 0 |
| Вр-12 | 2,5 | 0-6 | 70 | 2,6 | 0-14 | 50 | 4,9 | 0-38 | 30 | 0 | 0 | 0 |
| Вр-13 | 1,2 | 0-3 | 60 | 1,6 | 0-4 | 70 | 5,6 | 0-14 | 80 | 0 | 0 | 0 |
| Вр-15 | 2,3 | 0-6 | 70 | 1,9 | 0-5 | 80 | 5,6 | 0-16 | 80 | 0 | 0 | 0 |
| Вр-16 | 4,0 | 0-11 | 80 | 1,4 | 0-6 | 25 | 2,8 | 0-8 | 67 | 0 | 0 | 0 |
| Вр-17 | 1,0 | 0-5 | 50 | 1,7 | 0-8 | 60 | 2,0 | 0-9 | 50 | 0 | 0 | 0 |
| ФЗ-22 | 3,3 | 0-7 | 90 | 5,9 | 0-18 | 75 | 0,8 | 0-3 | 40 | 0 | 0 | 0 |
| ФЗ-23 | 2,8 | 0-5 | 80 | 15,0 | 8-25 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| ФЗ-25 | 0,5 | 0-3 | 22 | 20,1 | 3-40 | 100 | 0,1 | 0-1 | 10 | 0,5 | 0-5 | 11 |
| ФЗ-27 | 0,9 | 0-7 | 30 | 8,4 | 0-26 | 75 | 0,4 | 0-2 | 33 | 0,4 | 0-4 | 11 |
| Средние показатели | 3,1 | 0-15 | 74 | 4,2 | 0-44 | 66 | 6,2 | 0-67 | 61 | 2,1 | 0-50 | 11 |
На вигне вида V. radiata из 28 испытываемых штаммов не вирулентным оказался штамм ФЗ-23, выделенный в чистую культуру из клубеньков фасоли золотистой. Шестнадцать штаммов, выделенных из клубеньков вигны обоих видов (V. radiata и V.unguiculata) показали вирулентность 70...100 %. Низкой вирулентностью (10...11 %) на вигне (V. radiata) обладают штаммы ФЗ-25, Вр-5, Ву-11, Ву-5, а также соевый штамм 648а (таблица 2).
В следующем эксперименте испытывались все 28 новых штаммов ризобий, выделенных в чистую культуру из клубеньков зернобобовых культур, на новом виде вигны (V.unguiculata). Оказалось, что 22 штамма ризобий, выделенных в чистую культуру из клубеньков вигны и маша не вирулентны на растениях Vigna unguiculata. Не вирулентным оказался штамм 648а, который испытывался в качестве стандарта. Высокими показателями вирулентности, а также количества клубеньков на корнях вигны (V.unguiculata) обладают штаммы Ву-5, Ву-6, Ву-4, выделенные в чистую культуру из клубеньков вигны этого же вида. Три штамма (Ву-10, ФЗ-25 и ФЗ-27) показали невысокую вирулентность (11...22 %) на вигне (V.unguiculata) (таблица 2).
По усредненным данным (таблица 3) на культуре сои 100 % вирулентностью и высокой активностью клубенькообразования обладает соевый штамм 648а. Штаммы, выделенные из клубеньков вигны двух видов (V. radiata и V.unguiculata), также обладают достаточно высокой вирулентностью на сое (74...81%).
На фасоле золотистой (маш) лучшие показатели вирулентности (87%) у штаммов, выделенных из клубеньков этого же вида. Штаммы, выделенные из клубеньков вигны вида V.unguiculata, также обладают высокой вирулентностью (73%) на маше. У соевого штамма 648а и штаммов, выделенных из клубеньков вигны вида V. radiata, показатели вирулентности при инфицировании маша составили 51 и 57 % соответственно (таблица 3).
При инфицировании вигны вида V. radiata штаммами, выделенными из клубеньков вигны обоих видов, показатели вирулентности и интенсивности клубенькообразования были достаточно высокие, в то время как штаммы, выделенные из клубеньков маша, а также соевый штамм 648а, оказались слабовирулентными.
Соевый штамм 648а, а также штаммы, выделенные из клубеньков вигны V. radiata, оказались не вирулентными при инфицировании вигны V.unguiculata. Слабую вирулентность показали штаммы, выделенные из клубеньков маша. Однако среди 10 чистых культур, выделенных из клубеньков вигны V.unguiculata, штаммы Ву-4, Ву-5, Ву-6 оказались высоковирулентными (80...100%) и с высокими показателями клубенькообразования (11,4…22,3 клубенька на 1 растение). Остальные штаммы ризобий, выделенные из клубеньков V.unguiculata, оказались не вирулентными или слабовирулентными на этом виде вигны (таблица 2, 3).
Таким образом, из 28 штаммов выделенных в чистую культуру из клубеньков вигны и маша подавляющее количество активно образуют клубеньки на корнях сои, маша и вигны вида V. radiata. Показатель вирулентности этих штаммов на сое, маше и V. radiata составил 61...74 %. Штаммы Ву-4, Ву-5 и Ву-6 активно образуют клубеньки не только на корнях сои, маша и V. radiata, но и на корнях другого вида вигны V.unguiculata, тогда как остальные из вновь выделенных штаммов не нодулируют эту культуру.
Работы по изучению свойств штаммов, выделенных из клубеньков зернобобовых культур будут продолжены.
Таблица 3 – Вирулентность штаммов ризобий, выделенных в чистую культуру из клубеньков зернобобовых культур при инокуляции семян сои, маша, вигны двух видов (усредненные данные)
| Происхождение штамма, количество | Соя сорт Гармония | Маш P.aureus | Вигна V. radiata | Вигна V.unguiculata | ||||||||
| клубеньки | Вирул., % | клубеньки | Вирул., % | клубеньки | Вирул.,% | клубеньки | Вирул., % | |||||
| Средн. | lim | Средн. | lim | Средн. | lim | Средн. | lim | |||||
| V.unguiculata, 10 штаммов | 3,7 | 0-15 | 81 | 2,2 | 0-11 | 73 | 5,5 | 0-35 | 65 | 5,8 | 0-50 | 30 |
| V. radiata, 14 штаммов | 3,1 | 0-12 | 74 | 3,3 | 0-40 | 57 | 8,4 | 0-67 | 69 | 0 | 0 | 0 |
| P.aureus, 4 штамма | 1,9 | 0-7 | 51 | 12,3 | 0-40 | 87 | 0,3 | 0-3 | 21 | 0,2 | 0-5 | 5 |
| Соя, штамм 648а | 7,6 | 2-18 | 100 | 2,5 | 0-14 | 50 | 0,1 | 0-1 | 11 | 0 | 0 | 0 |
Литература
- Бегун С. А. Способы, приёмы изучения и отбора эффективных штаммов клубеньковых бактерий сои. Методы аналитической селекции / С. А. Бегун, В. А. Тильба. – Благовещенск: Изд-во «Зея», 2005. – 70 с.
References
- Begun S.A. Methods, methods of study and selection of effective strains of nodule bacteria of soybeans. Analytical methods of selection / S.A. Begun, V.A. Tilba. – Blagoveshensk: Publishing house "Zeya", 2005. – 70 p.