Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Задачами первого этапа выполнения проекта являлись описание сообществ микроорганизмов почвы, ризосферы и эндосферы растений галофитов методом высокопроизводительного секвенирования гена 16S рибосомальной РНК на платформе Oxford Nanopore GridION; изолирование солеустойчивых бактерий из ризосферы и эндосферы корня растений галофитов, описание их морфологических, культуральных и ростостимулирующих свойств. Для выполнения задач летом 2025 года были совершены экспедиции в Челябинскую (озеро Курги, Касарги, Треустан, Лаврушино, Кулат) и Курганскую области (озеро Горькое и Атавлы, д. Мартыновка), в ходе которых были собраны образцы почвы без растений, ризосферной почвы и корней растений галофитов Plantago salsa Pall., Halimione verrucifera (Bieb) Aell., Atriplex prostrata Boucher ex DC., Limonium gmelinii (Willd.) Kuntze, Salicornia perennans Willd., Spergularia marina (L.) Griseb., Suaeda prostrata Pall. Показано, что почва 8 исследуемых местообитаний отличается по гранулометрическому составу, уровню засоления (от низкого до высокого) и типу засоления (хлоридное, сульфатно-хлоридное, сульфатное), что позволило глубже описать бактериальные сообщества галофитных растений. Была выделена тотальная ДНК из почвы, ризосферной почвы, тканей корня растений галофитов. Определен таксономический профиль сообществ микроорганизмов по последовательности гена 16S рибосомальной РНК, рассчитаны индексы альфа-разнообразия, выявлены корреляции между относительным обилием таксономических групп микроорганизмов и составом почвы. Выявлено, что в почве засоленных местообитаний Proteobacteria, Bacteroidetes, Gemmatimonadetes, и Actinobacteria были доминирующими типами. Chloroflexi, Acidobacteria, Cyanobacteria, Planctomycetes, Firmicutes, Verrucomicrobia, Chlorobi – субдоминирующими. Показано, что увеличение количества сульфат-ионов в почвах с сульфатно-хлоридным и сульфатным типом засоления приводило к уменьшению обилия бактерий типа Chlorobi, Verrucomicrobia и Planctomycetes в сообществах микроорганизмов. При росте содержания хлоридов статистически достоверно возрастало относительное обилие бактерий типа Bacteroidetes. Увеличение количества ионов натрия в почве приводило к снижению разнообразия и равномерности распределения родов бактерий в сообществах микроорганизмов почвы. В ризосфере галофитных растений тип Proteobacteria был доминирующими и представлен родами Pseudomonas, Flavobacterium, Kaistobacter, Rhodoplanes, Plesiocystis, Halomonas, Marinomonas, Stenotrophomonas, Thiobacillus, Bradyrhizobium. На втором месте были типы Bacteroidetes у A. prostrata, S. prostrata, H. verrucifera, Bacteroidetes и Gemmatimonadetes у L. gmelinii, S. marina, S. perennans, Actinobacteria у P. salsa. Увеличение количества сульфат-ионов приводило к уменьшению альфа-разнообразия сообществ микроорганизмов и уменьшению количества малочисленных родов бактерий. В сообществах эндофитных микроорганизмов доминирующими типом был Proteobacteria, субдоминирующие типы, их доля и состав были видоспецифичны и представлены Bacteroidetes, Actinobacteria, Firmicutes, Planctomycetes. Показано, что ризосфера и эндосфера корня галофитных растений отличались по обилию и составу типов бактерий в сообществах микроорганизмов. В ризосфере обнаружены азотфиксирующие бактерии рода Achromobacter, Azospirillum, Bradyrhizobium, Mesorhizobium, Rhodoplanes, Nostoc; бактерии Bacillus, Pseudomonas, вовлеченные в солюбилизацию фосфатов; Methylobacterium, способные к продукции ACC-деаминазы. Выявлены галофитные бактерии, например Halomonas, которые способны к секреции экзополисахаридов. В сообществах присутствуют бактерии Acinetobacter, Bacillus, Pseudomonas, способные выделять гормоны ИУК, цитокинины, жасмоновую кислоту, и опосредованно повышать устойчивость растений к засолению. Количество выявленных родов бактерий в эндосфере было меньше, чем в ризосфере. Выявлены доминирующие рода типа Proteobacteria: Pseudomonas, Flavobacterium, Shewanella, Marinomonas, Stenotrophomonas, Planctomyces, Rhodobacter, Kaistobacter, Pseudoalteromonas, Sodalis, Vibrio, типа Bacteroidetes Hydrogenophaga, типа Planctomycetes Delfia, типа Firmicutes Bradyrhizobium. В эндосфере в сравнении с ризосферой было показано снижение альфа-разнообразия и увеличение доли доминирующих видов в сообществах, о чем можно судить по увеличению значения индекса Бергера-Паркера. Из ризосферной почвы и эндосферы корня 7 видов галофитов было получено 1097 и 209 первичных изолятов ризобактерий и эндофитных бактерий соответственно. Все изоляты были устойчивы к хлориду натрия (8%) и сульфату натрия (5%). На основании скрининга PGP-свойств, морфологических признаков, отобрано 12 изолятов из ризосферы растений A. prostrata, 5 – из P. salsa и 16 - из H. verrucifera. Также отобрано 15 изолятов эндофитных бактерий из A. prostrata, 20 – из H. verrucifera, 32 – из P. salsa. Методом истощающего штриха было получено 30 чистых культур бактерий, проведена их молекулярно-генетическая идентификация по последовательности гена 16S рибосомальной РНК и выявлены рода бактерий Serratia (18 штаммов), Yersinia (4 штамма), Erwinia (4 штамма), Shewanella (2 штамма), Providencia (1 штамм) и Proteus (1 штамм). Из этих чистых линий 10 обладали наилучшей комбинацией PGP-свойств: продукция фитогормонов, солюбилизация фосфатов, способность к азот-фиксации и образование сидерофоров. На второй год выполнения проекта полученные штаммы бактерий будут протестированы в краткосрочных и длительных вегетационных опытах на растениях пшеницы и ячменя в условиях умеренного хлоридного и сульфатного засоления. Дополнительно планируются работы по получению чистых культур из первичных изолятов, выделенных из ризосферы и эндосферы растений L. gmelinii, S. marina, S. prostrata и S. perrenans. Cсылки на информационные ресурсы в сети Интернет (url-адреса), посвященные проекту: https://glavagronom.ru/news/v-urfu-sozdadut-biopreparat-povyshayushchiy-ustoychivost-selhozkultur-k-solevomu-stressu https://urfu.ru/ru/news/54586/ https://ekaterinburg.bezformata.com/listnews/plodorodie-pochvi/144165434/