Растително-почвени взаимодействия – Научна група 3
Научна група
Симбиотични взаимодействия микроорганизъм-растение. Влияние на различни стресови фактори на средата при самостоятелна и комбинирана инокулация с микроорганизми, върху продуктивност и качество на добива при растенията
- Изследван е ефектът на двойна инокулация върху растежа на босилек (Ocimum basilicum) и е направена физиологична характеристика чрез определяне на следните индикатори: микоризна колонизация; гломалин-свързан почвен белтък; активност на кисела фосфатаза (в корени и почва); въглерод-азотен метаболитен статус; ензимен и неензимен антиоксидантен капацитет.
- Проучени са промените в естествените антиоксиданти след инокулация на ин витро размножена градинска мащерка (Thymus vulgaris, Lamiaceae) с арбускуларни микоризни гъби (АМГ).
- Проследено е влиянието на симбиозата между папуда (Vigna unguiculata (L.) Walp.), арбускуларни микоризни гъби (Glomus intraradices) и два щама Bradyrhizobium japonicum върху микоризацията, активността на киселата фосфатаза, ензимите, свързани с фиксацията и асимилацията на азот, и акумулацията на биомаса, при три различни нива на почвена влага.
Ризосферното микробно общество е комплекс от тясно свързани помежду си организми, въздействащи както едни на други, така и върху заобикалящата ги среда. За пръв път е направена оценка на влиянието на микроводораслите Scenedesmus incrassatulus R83 и Synechocystis sp. R10, самостоятелно и в комбинация с арбускуларни микоризни гъби, върху ензимния и неензимния антиоксидантен капацитет при босилек (Ocimum basilicum L.), микоризната колонизация, съдържанието на гломалин-свързан почвен белтък, активността на киселата фосфатаза (в корени и почва), растителния растеж и активността на растителните ензими свързани с азотния и въглеродния метаболизъм (глутамат синтаза, аспартат аминотрансфераза и НАДФ-малик ензим).
Най-високи стойности на биометричните показатели са отчетени под влияние на микоризата, приложена самостоятелно и в комбинация с двата щама микроводорасли. Двойната инокулация с двата щама микроводорасли заедно с арбускуларните микоризни гъби стимулират микоризната функция (концентрация на гломалин-свързани белтъци).
Резултатите, получени за активностите на ензимите участващи в азотния и въглеродния метаболизъм, показват тясна връзка с растежа на растенията. Инокулацията на босилек с арбускуларни микоризни гъби и микроводорасли (самостоятелно или в комбинация) повишава антиоксидантния капацитет на растенията, като степента на стимулация варира в зависимост от третирането. Растенията в симбиоза с арбускуларни микоризни гъби проявяват най-висок антиоксидантен потенциал, изразяващ се с повишена активност на всички изследвани листни антиоксидантни ензими: 1.5-, 2- и повече пъти по-висока активност на супероксид дисмутаза (SOD), глутатион-S-трансфераза (GST) и глутатион редуктаза (GR), съответно. Най-значително повишаване на общата естеразна активност и на концентрацията на феноли, флавоноиди и аскорбат е отчетено при растения, инокулирани едновременно с микоризни гъби и зелени водорасли. Резултатите от методите DPPH (2,2-diphenyl-1-pycril-hydrazyl free radical scavenging method) и FRAP (ferric reducing antioxidant power) доказват повишен антиоксидантен капацитет на растенията след едновременна колонизация със зелени водорасли и микоризни гъби. Колонизацията на корените на босилек с микоризни гъби може да бъде от важно икономическо значение. Добавянето на подходящи AMF към ризосферата може значително да повиши растежа и продуктивността на култивирания с търговска цел босилек.
Градинската мащерка (Thymus vulgaris L., Lamiaceae) е важна ароматна билка, поради нейните медицински качества, включващи антиоксидантни и антибактериални свойства. Изследвани са промените в естествените антиоксиданти след инокулация на ин витро размножена градинска мащерка с AMF.
Експлантите са култивирани на ½ MS среда, съдържаща 0.1 mg L−1 ИМК за период от четири седмици. Успешно адаптираните екс витро растения (с 95% преживяемост) са инокулирани с АМГ (Claroideoglomus claroideum, ref. EEZ 54). След това растенията са пренесени в полски условия. Микоризните гъби повишават активността на някои почвени ензими, кисела и алкална фосфатаза, уреаза, както и нивата на екстрахируеми гломалин-свързани белтъци в ризосферата на растенията. Симбиозата между арбускуларните микоризни гъби и висшите растения провокира натрупването на антиоксидантни метаболити като феноли и флавоноиди и повишава активността на антиоксидантните ензими. Повишената антиоксидантна активност на инокулираните растения мащерка се дължи главно на повишената акумулация на фенолни съединения (общи феноли и флавоноиди), заедно със стимулацията на супероксид дисмутазната и гваякол пероксидазната активности.
Взаимодействието между бобовите растения, ризобиалната и арбускуларната микориза подобрява минералното хранене на растенията и повишава тяхната толерантност към воден стрес. Направена е оценка на ефективността на симбиозата между растения папуда (Vigna unguiculata (L.) Walp.), арбускуларни микоризни гъби (Glomus intraradices) и два щама Bradyrhizobium japonicum върху микоризацията, активността на киселата фосфатаза, ензимите, свързани с фиксацията и усвояването на азот и продукцията на биомаса при три различни нива на почвена влажност. Резултатите показват, че оптималната почвена влажност за образуване на активна симбиотрофна асоциация при култивирането на папуда е около 60% водозадържащ капацитет, при който както щамовете Bradyrhizobium, така и арбускуларните микоризни гъби се характеризират с добра инокулация, прием на азот и фосфор, азот-фиксация и продукция на растителна биомаса. В условия на ниска почвена влажност, симбиозата между Br. japonicum-273 и Gl. intraradices е по-благоприятна за култивирането на папуда, докато при висока почвена влажност по-подходяща е комбинацията между Br. japonicum-269 и Gl. intraradices.
