doi: 10.15389/agrobiology.2015.5.648rus

УДК 631.8:632.9:579.64

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 14-16-00146).

ЭНДОФИТНЫЕ БАКТЕРИИ КАК ПЕРСПЕКТИВНЫЙ
БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РЕСУРС И ИХ РАЗНООБРАЗИЕ

В.К. ЧЕБОТАРЬ, А.В. ЩЕРБАКОВ, Е.Н. ЩЕРБАКОВА,
С.Н. МАСЛЕННИКОВА, А.Н. ЗАПЛАТКИН, Н.В. МАЛЬФАНОВА

Эндофитными называются бактерии, способные колонизировать внутренние ткани растения, не вызывая его заболеваний и не оказывая отрицательного влияния на развитие. Открываются большие перспективы по поиску, выделению и изучению новых видов эндофитных бактерий, положительно влияющих на развитие растений, с целью создания новых микробиологических препаратов для адаптивного растениеводства. Бактериальные эндофиты колонизируют те же экологические ниши, что и фитопатогенные микроорганизмы, поэтому рассматриваются как перспективный агент биоконтроля фитопатогенов. Классические исследования биоразнообразия эндофитных бактерий основаны на характеристике изолятов, полученных из внутренних тканей растений после поверхностной стерилизации. Эндофитные бактерии способны улучшать фосфорное питание растений, продуцировать ИУК и сидерофоры. Показано, что эндофитные бактерии могут продуцировать витамины, а также обладают дополнительными свойствами, необходимыми для улучшения развития растений, такими как регуляция осмотического давления и работы устьиц, модификация развития корневой системы растений, регуляция азотного питания. Эндофитные бактерии способны уменьшать или предотвращать отрицательное воздействие фитопатогенных микроорганизмов. Инокуляция растений эндофитными бактериями способна значительно уменьшать вред, наносимый патогенными грибами, бактериями, вирусами, насекомыми и нематодами. Уникальные штаммы эндофитных бактерий могут быть использованы непосредственно для инокуляции семян или саженцев, уменьшая таким образом влияние биотических и абиотических факторов за счет активной колонизации внутренних тканей и последующего позитивного биохимического и физиологического воздействия на растение. Находясь в эндосфере, эндофиты имеют существенное преимущество перед организмами, обитающими в ризосфере и филлосфере за счет стабильного рН, влажности, потока питательных веществ и отсутствия конкуренции со стороны большого числа микроорганизмов. Для инокуляции растений эндофитными бактериями не требуется больших количеств инокулюма, учитывая высокую специфичность этого растительно-микробного симбиоза и конкурентоспособность эндофитных бактерий. Такой прием может быть весьма привлекательным для биотехнологических производств, ищущих замену традиционным химическим пестицидам.

Ключевые слова: эндофитные бактерии, биоразнообразие, растительно-микробное взаимодействие, ростстимуляция, биоконтроль, вторичные метаболиты, геном бактерий, микробные препараты.

 

Полный текст

 

BIODIVERSITY OF ENDOPHYTIC BACTERIA AS A PROMISING
BIOTECHNOLOGICAL RESOURCE

V.K. Chebotar’, A.V. Shcherbakov, E.N. Shcherbakova, S.N. Maslennikova,
A.N. Zaplatkin, N.V. Mal’fanova

Endophytic called bacteria are those colonizing the internal tissues of plants without causing disease and not rendering negative influence on its development. There are great prospects for search, selection and study of new species of endophytic bacteria, improving the development of plants, with the aim of creating new microbial preparations for adaptive crop production. Since bacterial endophytes colonize the same ecological niches in the plant as phytopathogenic microorganisms, they are a promising agent for biocontrol of phytopathogens. Classical studies of biodiversity of endophytic bacteria based on a characterization of isolates obtained from internal plant tissues after surface sterilization. Endophytic bacteria are able to improve phosphorus nutrition of plants, to produce IAA and siderophores. It is shown that endophytic bacteria are capable of producing vitamins, have a number of additional properties necessary for the improvement of plant development, such as: regulation of osmotic pressure, regulation of stomata, modification of root development of plants, regulation of nitrogen nutrition of plants. Endophytic bacteria are able to reduce or prevent the negative effects of pathogenic microorganisms on plants. Inoculation of plants by endophytic bacteria is able to significantly reduce the harm caused to plants by pathogenic fungi, bacteria, viruses, insects and nematodes. Unique strains of endophytic bacteria can be used directly for inoculation of seeds or seedlings, reducing, thus, the influence of biotic and abiotic factors on the plant, due to the active colonization of internal tissues of plants and subsequent positive biochemical and physiological effect on the plant. While in endosphere, endophytes have a significant advantage over organisms that live in the rhizosphere and phyllosphere due to the stable pH, humidity, flow of nutrients and lack of competition from a large number of microorganisms. For the inoculation of plants with endophytic bacteria do not require large amounts of inoculum, taking into account high specificity of such plant-microbe symbiosis and competitiveness of endophytic bacteria. This technique can be very attractive for biotechnological productions, seeking the replacement of traditional chemical pesticides.

Keywords: endophytic bacteria, biodiversity, plant-microbial interaction, plant growth promotion biocontrol, secondary metabolites, the genome of bacteria, microbial preparations.

 

ФГБНУ Всероссийский НИИ сельскохозяйственной
микробиологии,

196608 Россия, г. Санкт-Петербург—Пушкин, ш. Подбельского, 3,
е-mail: vladchebotar@rambler.ru

Поступила в редакцию
24 апреля 2015 года

 

Оформление электронного оттиска

назад в начало