Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Отправной точкой реализации проекта послужила подготовка программы исследования, содержащая подробный план выполнения работ на 2025 год. Учитывая широту распространения борщевика Сосновского в Нечерноземной зоне России, где природно-климатические условия затрудняют возделывание культур и требуют как внесения дополнительного питания, так и использование средств защиты растений, данный объект видится интересным для поиска в его микробиоме перспективных для агропроизводства бактерий. В рамках реализации проекта в 2025 году было осуществлено два выезда в сообщества с плотными зарослями H. sosnowskyi. Модельным регионом Нечерноземной зоны России была выбрана Вологодская область, участками сбора растительных образцов стали окрестности д. Мухино (59.296602, 38.220652; разнотравный луг с доминированием борщевика) и д. Васильевское (59.088254, 40.108698; осоково-злаковый луг с доминированием борщевика). Всего в рамках каждой экспедиции было собрано по 9 образцов каждого органа (36 растительных образцов с экспедиции). Выделение эпифитных и эндофитных бактерий позволило получить 189 изолятов (95 эпифитных и 94 эндофитных). В целом, с двух локаций сбора, среди выделенных 189 изолятов, 79% обнаруживали способность синтезировать индолы (149 изолятов), при этом 43% способны к их синтезу в количестве 20 мг/л и выше, 31% – в количестве 50 мг/л и выше. Отметим, что доля штаммов с содержанием индолов в культуральной жидкости в большом количестве была выше среди эндофитов: 43% эндофитных изолята синтезировали ИУК в количестве 50 мг/л и выше. В целом, штаммы, выделенные с поверхности и из внутренних тканей плодов H. sosnowskyi, более значительно синтезировали индолы. Среди изолятов наиболее интересны с точки зрения биосинтеза индолов были следующие эндофиты (синтез выше 100 мг/л): БП-04-25эн, БЛ-03-25эн, БЛ-01-25эн, БЛ-02-25эн, БК-05-25эн, БК-08-25эн, БЛ-20-25 эн, БЛ-27-25 эн, БЛ-28-25 эн, БС-07-25эн, БС-10-25эн, БС-24-25эн, БП-09-25эн, БП-14-25эн, БП-15-25эн, БП-19-25эн, БП-20-25эн, БП-22-25эн, БП-23-25эн, и эпифиты: БП-08-25, БП-03-25, БП-15-25, БП-06-25, БП-01-25, БЛ-15-25, БЛ-11-25, БЛ-14-25, БП-16-25, БК-15-25, БП-23-25. Учитывая, что микробная солюбилизация фосфатов и фиксация молекулярного азота выступают ключевыми звеньями в интегративной системе управления питанием растений, 189 изолятов были изучены на способность проявления данных свойств. Так, 34% штаммов оказались способны фиксировать молекулярный азот, а 44% – трансформировать фосфаты. Однако, наиболее интересны для дальнейшего исследования оказалось 15% выделенных изолятов, которые одновременно были способны как фиксировать молекулярный азот, трансформировать фосфаты, так и синтезировать ИУК. Дальнейшая работа целесообразна, прежде всего, со следующими изолятами: БК-15-25, БЛ-06-25, БП-01-25, БП-03-25, БП-07-25, БП-15-25, БП-16-25, БП-23-25, БК-07-25эн, БК-08-25эн, БЛ-02-25эн, БЛ-03-25эн, БС-09-25эн, БС-19-25эн, БС-24-25эн, БП-10-25эн, БП-19-25 эн. При этом, БЛ-02-25эн, БЛ-03-25эн и БК-08-25эн, которые были выделены из внутренних тканей H. sosnowskyi, будут подвергаться дальнейшему наиболее подробному исследованию, как обладающие сильно выраженной фиксацией азота, трансформацией фосфатов и способностью синтезировать ИУК в количестве выше 100 мг/л. Учитывая, что многие фитопатогенные организмы способны к гидролизу растительных остатков, в т.ч. и целлюлозы, при отборе перспективных для стимуляции роста сельскохозяйственных культур изолятов мы производили оценку их ферментативной, прежде всего, целлюлозолитической активности. В этой связи важно, что у наиболее интересных штаммов, БЛ-02-25эн и БЛ-03-25эн, данного свойства выражено не было. Среди выделенных в рамках первой экспедиции изолятов 18% были способны к амилолитической активности, 61% – к протеолитической и 37% – к целлюлозолитической. Среди выделенных в рамках второй экспедиции изолятов 4% были способны к амилолитической активности, 16% – к протеолитической и 21% – к целлюлозолитической. Отметим, что БС-05-25эн оказался наиболее активным: зона гидролиза достигала 21–41 мм. Учитывая, что одним из механизмов, обеспечивающих биоконтроль фитопатогенной микрофлоры, также является синтез бактериями гидролитических ферментов, в том числе протеаз, амилаз, целлюлаз и др., изоляты с высокой амило-, протео- и целлюлозолитической активностью могут быть потенциально интересны и для защиты растений. Способность бактерий подавлять развитие фитопатогенов (представителей родов Fusarium, Trichoderma, Erwinia, а также вида Pseudomonas syringae) осуществляли методом поверхностного совместного культивирования (метод бруска). Результаты показали, что около 30% изолятов способны сдерживать развитие фитопатогенных организмов. Например, в отношении Fusarium наиболее интересными оказались изоляты: БС-01-25, БС-08-25, БП-01-25, БС-03-25эн, БК-15-25, БК-12-25эн, БС-22-25эн, БП-10-25эн, БП-13-25эн, а в отношении Trichoderma – БС-08-25, БС-22-25эн, БП-16-25эн. Таким образом, в отношении фитопатогенных грибов наибольшую антагонистическую активность по результатам 2025 года проявили изоляты БС-08-25 и БС-22-25эн (результаты в 2026 году будут расширены). На основе результатов исследования и изучения потенциала выделенных изолятов начато создание собственной коллекции (базы данных) перспективных микроорганизмов, которые выделены из ризосферы и внутренних тканей H. sosnowskyi. Во второй год реализации проекта база данных будет опубликована в общем доступе (на сайте ФГБУН ВолНЦ РАН), а также будет обновляться и расширяться. По итогам выполнения первого этапа проекта подготовлен промежуточный отчет. Основные результаты исследования представлены в рамках 3 очных докладов на международных и всероссийских научно-практических конференциях, а также в 2 публикациях в рецензируемых научных изданиях перечня RSCI.