➤

The role of rhizosphere microorganisms in stimulation of growth and development of chickpea and biological control of its root diseases in salinity conditions

Abstract

Topicality and demand of the theme of dissertation. Last years soil salinity became one of the sharpest global problems of agriculture. Especially it concerns the countries with arid and semiarid climate. Thus in the world about 955 million hectare arc saline1 from which approximately one-third is considered saline with Na' ions.2 Salinization promotes fast degradation of agricultural lands. The cause of it is that many crops cannot normally grow in saline soils because the established microbioccnoses get broken and soil becomes practically lifeless.
One of the effective approaches for the solving of this problem is selection and introduction of salt-tolerant plant-microbial symbioses on problem lands. The most suitable for this arc legumes, particularly chickpea. However chickpea is very sensitive to soil salinization. Depending on concentration of salts in soil the quantity of seedlings considerably decreases, plants turn out undersized with poorly developed root system, immunity considerably declines, that as result leads to diseases and destruction of the plant. Soil salinization practically breaks symbiotic relations between legumes and rhizobia. Formation of nodules, atmospheric nitrogen fixation and nitrogenase activity as a result decreases. In particular many strains of nodule bacteria arc lost, that prevent the formation of effective symbioses.
Besides the big problem arc phytopathogcnic fungi causing chickpea root diseases. In separate years they result in to significant losses of crop and to decrease in its quality. It is known, that some microorganisms arc capable to inhibit the growth of phytopathogcnic fungi, for the account of such properties as production of hydrolytic enzymes, siderophores, HCN etc. One of the most effective microorganisms in this respect arc some representatives of genus Pseudomonas, which arc also promote decrease in various stresses at plants, thereby raising their tolerance to unfavorable biotic and abiotic environmental factors. However till now is not clear what role can play these bacteria in rhizobial-leguminous symbiose, and also their influence on a chickpea in the saline soils conditions is not studied enough. In this connection search of the effective salt-tolerant strains of nodule bacteria and pscudomonades, study of their effect on a chickpea in salinization conditions and creation on their basis of the effective competitive biopreparations for a chickpea growth and development improvement and also for its root diseases control in the saline soils conditions is an actual goal.
This dissertation research to some extent serves to carry out the tasks provided in the Resolution of the Cabinet of Ministers of the Republic of Uzbekistan Nol42 «On the Program of measures for protection of the environment of the Republic of Uzbekistan for 2013 - 2017» of May 27, 2013, as well as in other legal documents adopted in this area.
The aim of the research is creation of the effective biopreparation on the basis of growth-promoting rhizosphere microorganisms for improvement of chickpea productivity in the salinization conditions.
Scientific novelty of research consists in the following:
from nodules and rhizosphere of a chickpea cultivated on saline soils, isolated growth promoting bacterial strains, related to genuses Pseudomonas and Mesorhizobium which were identified accordingly as Pseudomonas chlororaphis-66 and Mesorhizobium ciceri-4 by means of method of 16S rRNA nucleotide content sequence definition;
received rifampicin-resistant strains of these bacteria thanks to which it was possible to define their colonizing abilities in chickpea root system;
for the first time established that Pseudononas chlororaphis-bb promotes active nodule formation in chickpea, and also raises its immunity, productivity and resistance to phytopathogcnic fungi;
studied various properties of strains M. ciceri-4 and P. chlororaphis-66, influencing chickpea growth and development, and also factors which arc responsible for biological control of phytopathogcnic fungi, causing chickpea root diseases;
for the first time established, that various chickpea breeds synthesize exudates of different nature (sugars, acids, amino acids) in different quantities and secrete them through the root system;
by fractionating of root exudates in the column with ion-exchange resin Dowex, 3 fractions: cationic (histidine, arginine, lysine, cysteine, serine, glycine, серин, глицин, asparaginic acid, leucine, isoleucine and alanine), anionic (gluconic, galactonic and mannuronic acids), neutral (glucose, galactose, arabinose, xylose and ribose) arc received;
defined that attractive ability of separate fractions (attraction region (cm): cationic-1.0; anionic-0.6; ncutral-0.8) is lower, than total (attraction region - 2.8 cm). The mixture of cationic and neutral fractions possesses higher attractive ability, than mixture of cationic and anionic and mixture of anionic and neutral fractions;
for the first time on the basis of selected strains Pseudomonas chlororaphis-66 and Mesorhizobium ciceri-4 is developed the new biopreparation «Pseudorhizobin».
1. Шурыгин В.В., Лян Ю.В., Жаббарова Д.П., Бурисв Т.Х., Эгамбсрдисва Д.Р., Давранов К. Банк ризосферных бактерий с антифунгальной активностью// УзМУ хабарлари, 2011. - №2. - С. 132-134.
2. Эгамбсрдисва Д., Жабборова Д., Шурыгин В., Эргашева У., Давранов К. Физиологическая характеристика ризосферных бактерий рода Pseudomonas, выделенных из засоленных почв Узбекистана// УзМУ хабарлари, 2011. - №2. - С. 128-131.
3. Egamberdieva D., Shurigin V., Davranov К. Colonisation of Pseudomonas chlororaphis TSAU13 and Pseudomonas extremorientalis TSAU20 in the rhizosphere of wheat under salt stress// Узбекский биологический журнал, 2011. - №4. - С. 26-29.
4. Шурыгин В.В., Нахалбасв Ж.Т., Давранов К. Влияние инокуляции семян нута бактериями Rhizobium и Pseudomonas на рост и развитие нута в условиях засоления// УзМУ хабарлари, 2012. - №4. - С. 35-40.
5. Лян Ю.В., Шурыгин В.В., Эгамбсрдисва Д.Р., Давранов К. Выделение и характеристика новых активных штаммов рода Pseudomonasll Доклады академии наук Республики Узбекистан, 2012. - №4. - С. 65-70.
6. Шурыгин В.В., Эгамбсрдисва Д.Р., Нахалбасв Ж.Т., Хаитов Б. Скрининг некоторых генотипов нута по устойчивости к засолению в засоленных, засушливых почвах Узбекистана// УзМУ хабарлари, 2012. - №4. -С. 38-39,44-45.
7. Лян Ю.В., Шурыгин В.В., Ражабов У.Р., Давранов К. Микробиопрспараты на основе ризосферных бактерий и их использование в сельскохозяйственной практике// УзМУ хабарлари, 2012. - №4. - С. 49-52.
8. Шурыгин В.В., Давранов К. Выделение и очистка бактерий семейства Rhizobiaceae, а также отбор штаммов, способных к образованию эффективных симбиозов с нутом// Узбекский биологический журнал, 2013. — №2.-С. 17-22.
9. Шурыгин В.В., Давранов К. Физиологическая характеристика и изучение свойств штамма Mesorhizobium ciceri-4, способствующего росту и развитию нута в условиях засоления// УзМУ хабарлари, 2013. - №4 (2). - С. 244-250.
10. Шурыгин В.В. Бактерии рода Pseudomonas, стимулирующие рост и развитие нута (скрининг)//УзМУ хабарлари, 2013. -№4 (2).-С. 184-186.
11. Шурыгин В.В., Эгамбсрдисва Д.Р., Давранов К.Д. Азотфиксирующая активность почв прикорневой зоны нута (Cicer arietinum L.), хлопчатника (Gossypium hirsutum L.) и пшеницы (Triticum aestivum Доклады академии наук Республики Узбекистан, 2014. - №4. - С. 69-72.
12. Шурыгин В.В., Эгамбсрдисва Д.Р., Давранов К.Д. Механизмы влияния Pseudomonas chlororaphis-frf> на рост и развитие нута в условиях засоления// Узбекский биологический журнал, 2014. - №3. - С. 16-21.
13. Шурыгин В.В., Эгамбсрдисва Д.Р., Давранов К.Д. Сравнение микробной активности в ризосфере нута (Cicer arietinum L.), хлопчатника (Gossypium hirsutum L.) и пшеницы (Triticum aestivum L.)// Узбекский биологический журнал, 2014. -№4. - С. 14-19.
14. Egambcrdieva D.R., Shurigin V.V., Gopalakrishnan S., Sharma R. Growth and symbiotic performance of chickpea (Cicer arietinum') cultivars under saline soil conditions// Journal of Biological and Chemical Research, 2014. - Vol. 31, No. 1. - P. 333-341. (№5. Global, IF=0,756)
15. Shurigin V.V. Technology of creation of complex microbiological «Pseudorhizobin» preparation improving chickpea growth and productivity in salinity conditions// International Journal of Advanced Biotechnology and Research, 2014. - Vol. 5, No. 2. - P. 262-270. (03.00.00. №9)
16. Shurigin V.V., Davranov K. Abdicv A. Screening of salt tolerant rhizobia for improving growth and nodulation of chickpea (Cicer arietinum) under arid soil conditions of Uzbekistan// Journal of Biological and Chemical Research, 2015. -Vol. 32, No. 2. - P. 534-540. (№5. Global, IF=0,876)
17. Egambcrdieva D., Jabborova D., Lyan Yu., Shurigin V., Davranov K. Colonisation of Pseudomonas chlororaphis TSAU13 and Pseudomonas extermorientalis TSAU20 in the rhizosphere of wheat under salt stress// Proceedings of the 2nd Asian PGPR Conference on Plant Growth-Promoting Rhizobactcria (PGPR) for sustainable agriculture. - Beijing (P.R. China), 2011. -P. 486.
18. Эгамбсрдисва Д.Р., Шурыгин В.В., Давранов К. Увеличение плодородия и продуктивности засоленных засушливых почв при использовании бактериальных удобрений// Аграрная наука - сельскому хозяйству: VII Международная научно-практическая конференция. - Барнаул (Россия), 2012. - Сборник статей, кн. 2. - С. 257-258.
19. Shurigin V.V. Improvement of growth and development of chickpea under arid saline soil conditions// «Охрана окружающей среды в Узбекистане: её состояние в настоящие дни и пути развития»: научно-практический семинар, посвященный Всемирному Дню охраны окружающей среды. -Ташкент, 2013.
20. Шурыгин В.В., Давранов К. Выращивание нута, с применением препарата «Псевдоризобин» - одно из решений проблемы деградации почвы пастбищ// Яйловлардан окилона фойдаланиш ва мухофаза килишнинг институционал масалалари: Республика илмий-амалий конференция. -Ташкент, 2013.-С. 174-178.
21. Shurigin V.V., Davranov К. The new bacterial preparation increasing potential of a chickpea in carbon sequestration and improving soil fertility// The soil resources of Uzbekistan: status, protection and the perspectives of their rational using: scientific-practical conference. - Tashkent, 2013. - P. 113-115.
22. Shurigin V.V., Davranov K. Biotechnological aspects of creation of complex symbiotic «Pseudorhizobin» preparation specific to a chickpea on the basis of aboriginal bacterial strains// Regional conference of young scientists on Recent trends in physical & biological sciences. - Bangalore (India), 2014. - P. 65.
23. Шурыгин В.В. Биоконтроль фитопатогенных грибов, вызывающих корневые болезни нута, при помощи PGPR, в условиях засоления почвы// Ломоносов-2014: Тез. докл. XXI Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных. - Москва (Россия), 2014. -С. 229.
24. Egambcrdieva D., Jabborova D., Shurigin V. Microbial population in the rhizosphere soil of various crop plants as affected by salinity// 20th World congress of soil science. In commemoration of the 90th anniversary of the IUSS. - Jeju (Korea), 2014.-P. 342.
25. Шурыгин В.В. Корневые экссудаты нута (Cicer arietinum L.), как ключевой фактор его урожайности при применении биопрепаратов// Ломоносов-2015: Тез. докл. XXII Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных. - Москва (Россия), 2015. - С. 360-361.
26. Shurigin V.V., Davranov К. «Pseudorhizobin» - the new biological preparation increasing chickpea yield in salinity conditions// Soils of Uzbekistan and resource saving technologies of improvement of their fertility: scientific-practical seminar. - Tashkent, 2015. - P. 10-13.
27. Egambcrdieva D., Shurigin V., Gopalakrishnan S., Shanna R. Microbial strategics for the improvement of legume production in hostile environments// In: Legumes under environmental stress: yield, improvement and adaptations. Editors: Azooz M.M., Ahmad P. - UK: John Wiley & Sons Ltd., 2015. - P. 133-144.
28. Давранов К.Д., Шурыгин В.В., Буриев Х.Ч., Уббиниязова Д. «Псевдоризобин» биологик прспаратини шўрланган тупрокларда нўхат экинига қўллаш самарадорлиги// Тавсиянома. Т.: Тош ДАУ таҳририят-нашриёт бўлими, 2015. - 23 с.
29. Shurigin V.V., Davranov K.D. The new bacterial strains for «Pseudorhizobin» biological preparation increasing chickpea fertility in soil salinity conditions// Атроф муҳитни ўзгариши шароитида ср рссурсларини муҳофаза қилиш ва улардан оқилона фойдаланиш масалалари: Республика илмий-амалий семинар маърузалари тўплами. - Тошкент, 2016. - С. 545-551.

Source type: Abstracts
Years of coverage from 1992
inLibrary
Google Scholar
Catalog of abstracts
Issue:
Branch of knowledge
CC BY f
1-82
29

Downloads

Download data is not yet available.
To share
Download
Shurygin В. (2023). The role of rhizosphere microorganisms in stimulation of growth and development of chickpea and biological control of its root diseases in salinity conditions. Catalog of Abstracts, 1(1), 1–82. Retrieved from https://www.inlibrary.uz/index.php/autoabstract/article/view/48957
1
Citations
Crossref
Сrossref
Scopus
Scopus
Google
Google

Keywords:

Plants / rhizosphere / PGPR bacteria / nitrogen fixation / growth stimulation / antagonism

Abstract

Topicality and demand of the theme of dissertation. Last years soil salinity became one of the sharpest global problems of agriculture. Especially it concerns the countries with arid and semiarid climate. Thus in the world about 955 million hectare arc saline1 from which approximately one-third is considered saline with Na' ions.2 Salinization promotes fast degradation of agricultural lands. The cause of it is that many crops cannot normally grow in saline soils because the established microbioccnoses get broken and soil becomes practically lifeless.
One of the effective approaches for the solving of this problem is selection and introduction of salt-tolerant plant-microbial symbioses on problem lands. The most suitable for this arc legumes, particularly chickpea. However chickpea is very sensitive to soil salinization. Depending on concentration of salts in soil the quantity of seedlings considerably decreases, plants turn out undersized with poorly developed root system, immunity considerably declines, that as result leads to diseases and destruction of the plant. Soil salinization practically breaks symbiotic relations between legumes and rhizobia. Formation of nodules, atmospheric nitrogen fixation and nitrogenase activity as a result decreases. In particular many strains of nodule bacteria arc lost, that prevent the formation of effective symbioses.
Besides the big problem arc phytopathogcnic fungi causing chickpea root diseases. In separate years they result in to significant losses of crop and to decrease in its quality. It is known, that some microorganisms arc capable to inhibit the growth of phytopathogcnic fungi, for the account of such properties as production of hydrolytic enzymes, siderophores, HCN etc. One of the most effective microorganisms in this respect arc some representatives of genus Pseudomonas, which arc also promote decrease in various stresses at plants, thereby raising their tolerance to unfavorable biotic and abiotic environmental factors. However till now is not clear what role can play these bacteria in rhizobial-leguminous symbiose, and also their influence on a chickpea in the saline soils conditions is not studied enough. In this connection search of the effective salt-tolerant strains of nodule bacteria and pscudomonades, study of their effect on a chickpea in salinization conditions and creation on their basis of the effective competitive biopreparations for a chickpea growth and development improvement and also for its root diseases control in the saline soils conditions is an actual goal.
This dissertation research to some extent serves to carry out the tasks provided in the Resolution of the Cabinet of Ministers of the Republic of Uzbekistan Nol42 «On the Program of measures for protection of the environment of the Republic of Uzbekistan for 2013 - 2017» of May 27, 2013, as well as in other legal documents adopted in this area.
The aim of the research is creation of the effective biopreparation on the basis of growth-promoting rhizosphere microorganisms for improvement of chickpea productivity in the salinization conditions.
Scientific novelty of research consists in the following:
from nodules and rhizosphere of a chickpea cultivated on saline soils, isolated growth promoting bacterial strains, related to genuses Pseudomonas and Mesorhizobium which were identified accordingly as Pseudomonas chlororaphis-66 and Mesorhizobium ciceri-4 by means of method of 16S rRNA nucleotide content sequence definition;
received rifampicin-resistant strains of these bacteria thanks to which it was possible to define their colonizing abilities in chickpea root system;
for the first time established that Pseudononas chlororaphis-bb promotes active nodule formation in chickpea, and also raises its immunity, productivity and resistance to phytopathogcnic fungi;
studied various properties of strains M. ciceri-4 and P. chlororaphis-66, influencing chickpea growth and development, and also factors which arc responsible for biological control of phytopathogcnic fungi, causing chickpea root diseases;
for the first time established, that various chickpea breeds synthesize exudates of different nature (sugars, acids, amino acids) in different quantities and secrete them through the root system;
by fractionating of root exudates in the column with ion-exchange resin Dowex, 3 fractions: cationic (histidine, arginine, lysine, cysteine, serine, glycine, серин, глицин, asparaginic acid, leucine, isoleucine and alanine), anionic (gluconic, galactonic and mannuronic acids), neutral (glucose, galactose, arabinose, xylose and ribose) arc received;
defined that attractive ability of separate fractions (attraction region (cm): cationic-1.0; anionic-0.6; ncutral-0.8) is lower, than total (attraction region - 2.8 cm). The mixture of cationic and neutral fractions possesses higher attractive ability, than mixture of cationic and anionic and mixture of anionic and neutral fractions;
for the first time on the basis of selected strains Pseudomonas chlororaphis-66 and Mesorhizobium ciceri-4 is developed the new biopreparation «Pseudorhizobin».
1. Шурыгин В.В., Лян Ю.В., Жаббарова Д.П., Бурисв Т.Х., Эгамбсрдисва Д.Р., Давранов К. Банк ризосферных бактерий с антифунгальной активностью// УзМУ хабарлари, 2011. - №2. - С. 132-134.
2. Эгамбсрдисва Д., Жабборова Д., Шурыгин В., Эргашева У., Давранов К. Физиологическая характеристика ризосферных бактерий рода Pseudomonas, выделенных из засоленных почв Узбекистана// УзМУ хабарлари, 2011. - №2. - С. 128-131.
3. Egamberdieva D., Shurigin V., Davranov К. Colonisation of Pseudomonas chlororaphis TSAU13 and Pseudomonas extremorientalis TSAU20 in the rhizosphere of wheat under salt stress// Узбекский биологический журнал, 2011. - №4. - С. 26-29.
4. Шурыгин В.В., Нахалбасв Ж.Т., Давранов К. Влияние инокуляции семян нута бактериями Rhizobium и Pseudomonas на рост и развитие нута в условиях засоления// УзМУ хабарлари, 2012. - №4. - С. 35-40.
5. Лян Ю.В., Шурыгин В.В., Эгамбсрдисва Д.Р., Давранов К. Выделение и характеристика новых активных штаммов рода Pseudomonasll Доклады академии наук Республики Узбекистан, 2012. - №4. - С. 65-70.
6. Шурыгин В.В., Эгамбсрдисва Д.Р., Нахалбасв Ж.Т., Хаитов Б. Скрининг некоторых генотипов нута по устойчивости к засолению в засоленных, засушливых почвах Узбекистана// УзМУ хабарлари, 2012. - №4. -С. 38-39,44-45.
7. Лян Ю.В., Шурыгин В.В., Ражабов У.Р., Давранов К. Микробиопрспараты на основе ризосферных бактерий и их использование в сельскохозяйственной практике// УзМУ хабарлари, 2012. - №4. - С. 49-52.
8. Шурыгин В.В., Давранов К. Выделение и очистка бактерий семейства Rhizobiaceae, а также отбор штаммов, способных к образованию эффективных симбиозов с нутом// Узбекский биологический журнал, 2013. — №2.-С. 17-22.
9. Шурыгин В.В., Давранов К. Физиологическая характеристика и изучение свойств штамма Mesorhizobium ciceri-4, способствующего росту и развитию нута в условиях засоления// УзМУ хабарлари, 2013. - №4 (2). - С. 244-250.
10. Шурыгин В.В. Бактерии рода Pseudomonas, стимулирующие рост и развитие нута (скрининг)//УзМУ хабарлари, 2013. -№4 (2).-С. 184-186.
11. Шурыгин В.В., Эгамбсрдисва Д.Р., Давранов К.Д. Азотфиксирующая активность почв прикорневой зоны нута (Cicer arietinum L.), хлопчатника (Gossypium hirsutum L.) и пшеницы (Triticum aestivum Доклады академии наук Республики Узбекистан, 2014. - №4. - С. 69-72.
12. Шурыгин В.В., Эгамбсрдисва Д.Р., Давранов К.Д. Механизмы влияния Pseudomonas chlororaphis-frf> на рост и развитие нута в условиях засоления// Узбекский биологический журнал, 2014. - №3. - С. 16-21.
13. Шурыгин В.В., Эгамбсрдисва Д.Р., Давранов К.Д. Сравнение микробной активности в ризосфере нута (Cicer arietinum L.), хлопчатника (Gossypium hirsutum L.) и пшеницы (Triticum aestivum L.)// Узбекский биологический журнал, 2014. -№4. - С. 14-19.
14. Egambcrdieva D.R., Shurigin V.V., Gopalakrishnan S., Sharma R. Growth and symbiotic performance of chickpea (Cicer arietinum') cultivars under saline soil conditions// Journal of Biological and Chemical Research, 2014. - Vol. 31, No. 1. - P. 333-341. (№5. Global, IF=0,756)
15. Shurigin V.V. Technology of creation of complex microbiological «Pseudorhizobin» preparation improving chickpea growth and productivity in salinity conditions// International Journal of Advanced Biotechnology and Research, 2014. - Vol. 5, No. 2. - P. 262-270. (03.00.00. №9)
16. Shurigin V.V., Davranov K. Abdicv A. Screening of salt tolerant rhizobia for improving growth and nodulation of chickpea (Cicer arietinum) under arid soil conditions of Uzbekistan// Journal of Biological and Chemical Research, 2015. -Vol. 32, No. 2. - P. 534-540. (№5. Global, IF=0,876)
17. Egambcrdieva D., Jabborova D., Lyan Yu., Shurigin V., Davranov K. Colonisation of Pseudomonas chlororaphis TSAU13 and Pseudomonas extermorientalis TSAU20 in the rhizosphere of wheat under salt stress// Proceedings of the 2nd Asian PGPR Conference on Plant Growth-Promoting Rhizobactcria (PGPR) for sustainable agriculture. - Beijing (P.R. China), 2011. -P. 486.
18. Эгамбсрдисва Д.Р., Шурыгин В.В., Давранов К. Увеличение плодородия и продуктивности засоленных засушливых почв при использовании бактериальных удобрений// Аграрная наука - сельскому хозяйству: VII Международная научно-практическая конференция. - Барнаул (Россия), 2012. - Сборник статей, кн. 2. - С. 257-258.
19. Shurigin V.V. Improvement of growth and development of chickpea under arid saline soil conditions// «Охрана окружающей среды в Узбекистане: её состояние в настоящие дни и пути развития»: научно-практический семинар, посвященный Всемирному Дню охраны окружающей среды. -Ташкент, 2013.
20. Шурыгин В.В., Давранов К. Выращивание нута, с применением препарата «Псевдоризобин» - одно из решений проблемы деградации почвы пастбищ// Яйловлардан окилона фойдаланиш ва мухофаза килишнинг институционал масалалари: Республика илмий-амалий конференция. -Ташкент, 2013.-С. 174-178.
21. Shurigin V.V., Davranov К. The new bacterial preparation increasing potential of a chickpea in carbon sequestration and improving soil fertility// The soil resources of Uzbekistan: status, protection and the perspectives of their rational using: scientific-practical conference. - Tashkent, 2013. - P. 113-115.
22. Shurigin V.V., Davranov K. Biotechnological aspects of creation of complex symbiotic «Pseudorhizobin» preparation specific to a chickpea on the basis of aboriginal bacterial strains// Regional conference of young scientists on Recent trends in physical & biological sciences. - Bangalore (India), 2014. - P. 65.
23. Шурыгин В.В. Биоконтроль фитопатогенных грибов, вызывающих корневые болезни нута, при помощи PGPR, в условиях засоления почвы// Ломоносов-2014: Тез. докл. XXI Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных. - Москва (Россия), 2014. -С. 229.
24. Egambcrdieva D., Jabborova D., Shurigin V. Microbial population in the rhizosphere soil of various crop plants as affected by salinity// 20th World congress of soil science. In commemoration of the 90th anniversary of the IUSS. - Jeju (Korea), 2014.-P. 342.
25. Шурыгин В.В. Корневые экссудаты нута (Cicer arietinum L.), как ключевой фактор его урожайности при применении биопрепаратов// Ломоносов-2015: Тез. докл. XXII Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных. - Москва (Россия), 2015. - С. 360-361.
26. Shurigin V.V., Davranov К. «Pseudorhizobin» - the new biological preparation increasing chickpea yield in salinity conditions// Soils of Uzbekistan and resource saving technologies of improvement of their fertility: scientific-practical seminar. - Tashkent, 2015. - P. 10-13.
27. Egambcrdieva D., Shurigin V., Gopalakrishnan S., Shanna R. Microbial strategics for the improvement of legume production in hostile environments// In: Legumes under environmental stress: yield, improvement and adaptations. Editors: Azooz M.M., Ahmad P. - UK: John Wiley & Sons Ltd., 2015. - P. 133-144.
28. Давранов К.Д., Шурыгин В.В., Буриев Х.Ч., Уббиниязова Д. «Псевдоризобин» биологик прспаратини шўрланган тупрокларда нўхат экинига қўллаш самарадорлиги// Тавсиянома. Т.: Тош ДАУ таҳририят-нашриёт бўлими, 2015. - 23 с.
29. Shurigin V.V., Davranov K.D. The new bacterial strains for «Pseudorhizobin» biological preparation increasing chickpea fertility in soil salinity conditions// Атроф муҳитни ўзгариши шароитида ср рссурсларини муҳофаза қилиш ва улардан оқилона фойдаланиш масалалари: Республика илмий-амалий семинар маърузалари тўплами. - Тошкент, 2016. - С. 545-551.


background image

ЎЗБЕКИСТОН МИЛЛИЙ УНИВЕРСИТЕТИ ВА МИКРОБИОЛОГИЯ

ИНСТИТУТИ ҲУЗУРИДАГИ ФАН ДОКТОРИ ИЛМИЙ

ДАРАЖАСИНИ БЕРУВЧИ 16.07.2013.В.01.03 РАҚАМЛИ ИЛМИЙ

КЕНГАШ

ЎЗБЕКИСТОН МИЛЛИЙ УНИВЕРСИТЕТИ

ШУРЫГИН ВЯЧЕСЛАВ ВЛАДИМИРОВИЧ

ШЎРЛАНИШ ШАРОИТИДА НЎХАТНИНГ ЎСИШИ ВА

РИВОЖЛАНИШИНИ КУЧАЙТИРИШДА ҲАМДА УЛАРНИНГ

ИЛДИЗ КАСАЛЛИКЛАРИНИ БИОЛОГИК НАЗОРАТ ҚИЛИШДА

РИЗОСФЕРА МИКРООРГАНИЗМЛАРИНИНГ РОЛИ

03.00.04 – Микробиология ва вирусология

(биология фанлари)

ДОКТОРЛИК ДИССЕРТАЦИЯСИ АВТОРЕФЕРАТИ

ТОШКЕНТ – 2016

УДК:

63:576.8+635.657+576.858 (584.4)


background image

Докторлик диссертацияси автореферати мундарижаси

Оглавление автореферата докторской диссертации

Content of the abstract of doctoral dissertation

Шурыгин Вячеслав Владимирович
Шўрланиш шароитида нўхатнинг ўсиши ва ривожланишини
кучайтиришда ҳамда уларнинг илдиз касалликларини биологик назорат
қилишда ризосфера микроорганизмларининг роли ..……...…………...…. 3

Шурыгин Вячеслав Владимирович
Роль ризосферных микроорганизмов в стимуляции роста и развития нута и
биологическом контроле его корневых болезней в условиях
засоления…………………………………………………………………………2
9

Shurigin Vyacheslav Vladimirovich

The role of rhizosphere microorganisms in stimulation of growth and

development of chickpea and biological control of its root diseases in salinity
conditions ………………….…………………………………….….… 55

Эълон қилинган ишлар рўйхати
Список опубликованных работ

List of published works…………………………………………………………...79


background image

2

ЎЗБЕКИСТОН МИЛЛИЙ УНИВЕРСИТЕТИ ВА МИКРОБИОЛОГИЯ

ИНСТИТУТИ ҲУЗУРИДАГИ ФАН ДОКТОРИ ИЛМИЙ

ДАРАЖАСИНИ БЕРУВЧИ 16.07.2013. В.01.03 РАҚАМЛИ ИЛМИЙ

КЕНГАШ

ЎЗБЕКИСТОН МИЛЛИЙ УНИВЕРСИТЕТИ

ШУРЫГИН ВЯЧЕСЛАВ ВЛАДИМИРОВИЧ

ШЎРЛАНИШ ШАРОИТИДА НЎХАТНИНГ ЎСИШИ ВА

РИВОЖЛАНИШИНИ КУЧАЙТИРИШДА ҲАМДА УЛАРНИНГ

ИЛДИЗ КАСАЛЛИКЛАРИНИ БИОЛОГИК НАЗОРАТ ҚИЛИШДА


background image

РИЗОСФЕРА МИКРООРГАНИЗМЛАРИНИНГ РОЛИ

03.00.04 – Микробиология ва вирусология

(биология фанлари)

ДОКТОРЛИК ДИССЕРТАЦИЯСИ АВТОРЕФЕРАТИ

ТОШКЕНТ – 2016

3

Докторлик диссертацияси мавзуси Ўзбекистон Республикаси Вазирлар Маҳкамаси

ҳузуридаги Олий аттестация комиссиясида 30.06.2015/B2015.2.В162 рақам билан рўйхатга
олинган.

Докторлик диссертацияси Ўзбекистон Миллий университетида бажарилган.

Диссертация автореферати уч тилда (ўзбек, рус, инглиз) Илмий кенгаш веб-саҳифасининг

ik-bio.nuu.uz

ҳамда «ZiyoNet» ахборот-таълим портали www.ziyonet.uz манзилларига

жойлаштирилган.

Илмий маслаҳатчи: Давранов Қахрамон Давранович

биология фанлари доктори, профессор

Расмий оппонентлар: Хасанов Батыр Ачилович

биология фанлари доктори, профессор

Ходжибаева Санабар Мирзаевна

биология фанлари доктори, профессор

Атабаева Халима Назаровна

қишлоқ-хўжалиги фанлари доктори, профессор

Етакчи ташкилот: Генетика ва ўсимликлар экспериментал биологияси институти

Диссертация ҳимояси Ўзбекистон Миллий университети ва Микробиология институти

ҳузуридаги 16.07.2013. В.01.03 рақамли Илмий кенгашнинг 2016 йил «___» ____________ куни,
соат ____ даги мажлисида бўлиб ўтади. (Манзил: 100174, Тошкент ш., Олмазор тумани,
Университет-4 кўч., Ўзбекистон Миллий университети, Биология-тупроқшунослик факультети


background image

мажлислар зали (203-хона). Тел.:(+99871) 227-12-24, факс: (+99871) 246-53-21; (+99871) 246-02- 24,
e-mail:

nauka@nuu.uz

).

Докторлик диссертацияси билан Ўзбекистон Миллий университетининг Ахборот-ресурс

марказида танишиш мумкин (____рақам билан рўйхатга олинган). Манзил: 100174, Тошкент
шаҳри, Университет кўчаси, 4-уй. ЎзМУ Маъмурий биноси, 2-қават, 4-хона. Тел.:(+99871)
236-46-55; факс: (+99871) 246-02-24.

Диссертация автореферати 2016 йил «___»_____________куни тарқатилди.

(2016 йил «_____» ___________даги ____ рақамли реестр баённомаси)

Г.И. Джуманиязова

Фан доктори илмий даражасини берувчи илмий кенгаш

раиси, б.ф.д.

З.А. Маматова

Фан доктори илмий даражасини берувчи илмий кенгаш

илмий котиби, б.ф.н.

Т.Г. Гулямова

Фан доктори илмий даражасини берувчи илмий кенгаш

қошидаги илмий семинар раиси, б.ф.д., профессор

4

КИРИШ (Докторлик диссертацияси аннотацияси)

Диссертация мавзусининг долзарблиги ва зарурати

. Оҳирги йилларда

бутун дунёда тупроқни шўрланиши, қишлоқ хўжалигининг глобал
муаммоларига айланиб бормоқда. Айниқса, бу муаммо қурғоқ ва яримқурғоқ
иқлимга эга бўлган мамлакатларда катта ташвишга сабаб бўлмоқда. Дунёда
тахминан 955 млн гектар ер ҳар хил даражада шўрланган бўлиб

1

, уни 1/3

қисми Na

+

ионлари билан шўрланган.

2

Шўрланиш қишлоқ-хўжалик

экинларини тезлик билан деградацияга учрашига олиб келади. Оқибатда,
тупроқ таркибидаги микробиоценоз бузулади, ўсимликлар меъёрида ўсишдан
тўхтайди, тупроқни ҳаётий зарур хусусиятлари чегаралаб қўйилади ва у
яроқсиз холатга ўтади.

Ушбу муаммони ечишнинг самарали йўлларидан бири, шўрга чидамли

ўсимлик-микроб симбиозини шакллантириш ва уни амалиётга тадбиқ
этишдир. Бунинг учун энг самарали усуллардан бири, дуккакли
ўсимликлардан, хусусан нўхатдан фойдаланиш усули хисобланади. Аммо
нўхат, тупроқни шўрланишига ўта сезгир. Тупроқ таркибидаги тузларни
миқдорига боғлиқ равишда, ўсимликни униб чиқиш сони пасайиб, ўсимлик
паст бўйли ва илдиз системаси ривожланмасдан қолади, иммунитети
пасаяди, бу эса, ўсимликни ҳар хил касалликларга дучор қилади, ҳатто нобуд
бўлишига ҳам олиб келади. Тупроқни шўрланиши, дуккакли ўсимликлар


background image

билан ризобийлар орасидаги ўзаро муносабатни бузилишига олиб келади.
Оқибатда, тугунакларни ҳосил бўлиши, атмосфера ҳавоси таркибидаги
азотни фиксацияси ва нитрогеназа фаоллиги пасаяди. Хусусан, шўрланиш
тугунак бактерияларни кўплаб штаммларини нобуд бўлишига олиб келади ва
шўрланган тупроқларда самарали симбиоз шаклланмайди. Булардан ташқари,
нўхатда илдиз касалликларини чақирувчи фитопатоген замбуруғлар ҳам катта
муаммога олиб келувчи омил ҳисобланади. Баъзи йилларда улар
ҳосилдорликни ва уни сифатини пасайиб кетишига сабабчи бўладилар.
Маълумки, баъзи микроорганизмлар ҳар хил гидролитик ферментлар,
сидерофорлар, HCN ва бошқа моддалар синтез қилишлари туфайли,
фитопатоген замбуруғларни ўсишини босиб қўйиш хусусиятига эга
бўладилар. Шундай микроорганизмлардан энг самаралиси,

Pseudomonas

авлодига мансуб бўлган бактериялар бўлиб, улар ўсимликларда ҳар хил
стрессларни пасайтиради ва атроф муҳитни ҳар хил биотик, ҳамда абиотик
омиллари таъсирига чидамлилигини оширади. Аммо, бу бактерияларни
ризобиал-тугунак симбиозидаги роли ҳозиргача аниқланмаган ва уларни
шўрланган тупроқ шароитида нўхат ўсимлигини ўсиши ва ривожланишига
таъсири яхши ўрганилмаган. Шу сабабли, шўрга чидамли ва самарадор
бактерия штаммларини қидириб топиш, уларни шўрланиш шароитида нўхат
ўсимлигига таъсирини ўрганиш ва улар асосида ўсимликларни ўсиши ва

1

Szabolcs I. Soils and salinization// In: Handbook of Plant and Crop Stress. – Edited by Pessarakli M. – New York: Marcel

Dekker, 1994. – pp. 3-11.

2

Saxena N.P., Johansen. C, Saxena M.C., Silim S.N. Selection for drought and salinity tolerance in cool-season food legumes// In:

Breeding for Tolerance in Cool Season Food Legumes. – Edited by Singh K.B. and Saxena M.C. – Chichester, UK: Wiley, 1993.
– pp. 245-270.

5

ривожланишида фаол иштирок этувчи самарадор ва рақобатбардош
биопрепаратлар яратиш, долзарб муаммолардан ҳисобланади. Ўзбекистон
Республикаси Вазирлар Маҳкамасининг 2013 йил 27 майдаги 142-сон
«2013-2017 йилларда Ўзбекистон Республикасининг атроф муҳитни
муҳофаза қилиш ишлари дастури» қарори ҳамда мазкур фаолиятга тегишли
бошқа меъёрий-ҳуқуқий ҳужжатларда белгиланган вазифаларни амалга
оширишга ушбу диссертация тадқиқоти муайян даражада хизмат қилади.

Тадқиқотнинг республика фан ва технологиялари ривожланиши

нинг устувор йўналишларига боғлиқлиги

. Мазкур тадқиқот республика

фан ва технологиялар ривожланишининг V. «Қишлоқ хўжалиги,
биотехнология, экология ва атроф-муҳит муҳофазаси» устувор йўналишига
мувофиқ бажарилган.

Диссертация мавзуси бўйича хорижий илмий-тадқиқотлар шарҳи.

Нўхатни ҳосилдорлигини оширишга йўналтирилган илмий изланишлар
жаҳоннинг етакчи илмий марказлари ва олий таълим муассасалари,
жумладан, Indian Institute of Pulses Research (Ҳиндистон), International Crops
Research Institute for the Semi-Arid Tropics (Ҳиндистон), Centre for Legumes in
Mediterranean Agriculture (Австралия), Australian Centre for International


background image

Agricultural Research (Австралия), Agricultural Research Centre at the
Washington State University (США), Crop Development Centre at the University
of Saskatchewan (Канада), Ayub Agricultural Research Institute (Пакистан),
Northwestern Center of Biological Research (Мексика), Pasteur Institute
(Франция), International Center for Agricultural Research in the Dry Areas
(Ўзбекистон), Тошкент давлат аграр университети (Ўзбекистон) олиб
борилмоқда.

Нўхатни ҳосилдорлигини оширишга оид жаҳонда олиб борилган

тадқиқотлар натижасида қатор, жумладан, қуйидаги илмий натижалар
олинган: ген муҳандислиги усуллари ёрдамида нўхатни хосилдорлигини
ошириш, уруғ таркибидаги оқсил миқдорини кўтариш ва ўсимликни ҳар хил
касалликларга

чидамлилигини

ошириш

бўйича

маълумотлар

тизимлаштирилган (Indian Institute of Pulses Research); селекция усулларидан
фойдаланиб, нўхатни қурғоқчиликка ва шўрланишга чидамли навлари
яратилган, ҳамда нўхат ризосферасидан тугунак бактериялар ажратиб
олинган ва уларни азотфиксация жараёнини кучайтириши аниқланган
(International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics); дуккакли
ўсимликлари донининг сифатини кўтариш усуллари, уларни замбуруғ ва
вирус касалликларидан, ҳамда нематодалар ва бошқа зараркунандалардан
муҳофаза қилиш усуллари ишлаб чиқилган (Agricultural Research Centre at the
Washington State University).

Дунёда нўхатни ҳосилдорлигини ошириш бўйича қатор, жумладан,

қуйидаги устувор йўналишларда тадқиқотлар олиб борилмоқда: нўхатни
ҳосилдор навларини яратиш; ҳосилдорлигини ва ҳар хил касалликларга
чидамлилигини оширувчи самарадор микроб ҳамжамиятларини яратиш;
тугунак бактериялар ёрдамида самарадор тугунаклар ҳосил қилиш;

6

шўрланиш шароитларида бактерияларни молекуляр азотни ўзлаштириш;
дуккакли-ризобиал ва ассоциатив симбиоз холатидаги ўсимликларни
шўрланишга бўлган мослашувини кучайтириш; нўхат уруғи сифатини
кўтариш; ген инженерияси ва микробиологик методлар ёрдамида нўхатни
биотик ва абиотик стресс омилларга чидамли бўлган линияларини яратиш;
нўхатни турли хил касалликларга ва зараркунандаларга қарши курашишини
таъминловчи самарадор методлар яратиш.

Муаммонинг ўрганилганлик даражаси.

Rhizobiaceae

оиласига

кирувчи тугунак бактерияларни (Саимназаров, 2003; Sessitsch et al., 2002;
Bouhmouch et al., 2005; Franzini et al., 2010; Assefa, 2012; Egamberdieva et al.,
2013), ва

Pseudomonas

авлодига мансуб бактерияларни (Акимова, 2007;

Weller, 2007; Лукаткин, 2009; Hassanein, 2009; Egamberdieva, 2012) баъзи-бир
хусусиятлари ўрганиб чиқилган.

Pseudomonas

ни баъзи турларини

антибиотик моддалар, сидерофорлар синтез қилиши ва эримайдиган
фосфатларни ўсимликлар учун енгил ўзлаштирадиган шаклга ўтқазиб бера
олиши аниқланган (Боронин, 1998). Шунингдек, ризобактериялар асосида
биоўғитлар тайёрланган (Джуманиязова, 2004; Моргун, 2009; Соколова ва б.,


background image

2009; Damir et al., 2011). Ушбу маълумотларга кўра,

Rhizobiaceae

оиласига

кирувчи бактерияларни фаол штаммлари, дуккакли ўсимликлар билан
барқарор ва фаол симбиозлар ҳосил қиладилар ва ўсимликларни етарли
миқдорда енгил ўзлаштирувчан азот билан таъминлай оладилар.

Rhizobiaceae

оиласига мансуб кўплаб штаммлар асосида дуккакли ўсимликларни ҳар хил
турлари учун бактериал ўғитлар («Нитрагин», «Ризобин», «Ризоторфин»)
яратилган, аммо бу ўғитлар, шўрланган тупроқларда ҳеч қандай фойда
бермаслиги аниқланган.

Pseudomonas

авлодига кирувчи бактерияларни баъзи

вакиллари (бодринг, буғдой, ғўза) ривожланишини кучайтириши, уларни
шўрланишга чидамлилигини ошириши, минераллар билан таъминлай олиши,
фитопатоген замбуруғларга нисбатан бионазоратлик хусусиятини намоён
қилиши

аниқланган.

Pseudomonas

ларни

ўсимликларга

нисбатан

барқарорлаштирувчилик хусусиятлари, хилма-хил физиолого-биокимёвий
механизмлар асосида намоён бўлиши (Боронин, 1998; Saharan, Nehra, 2011;
Deshwal et al., 2013), бу механизмлар – фитогормонлар синтези,
фосфатмобилизация, фитопатогенларни биологик назорат қилиши билан
боғлик, хусусиятлар батафсил ўрганилган. Айнан мана шу хусусиятлар,

Pseudomonas

ларни баъзи штаммларини биоўғитлар ва биопрепаратлар

таркибига киритиш учун асос бўлиб хизмат қилган.

Адабиётларда

Pseudomonas

билан

Rhizobium

бактерияларини аралаш

культураларини нўхат ўсимлигида тугунаклар хосил бўлишини кучайтириши,
ўсимликни шўрга чидамлилигини ва ҳосилдорлигини ошириши ҳақида
маълумотлар йўқ. Ҳар хил микроорганизмларни фойдали хусусиятлари
асосида, илмий асосланган микробиопрепаратлар яратиш, бир томондан
улардан қишлоқ-хўжалик амалиётида фойдаланиш, нўхат ва бошқа дуккакли
ўсимликлардан шўрланган тупроқларда ҳам юқори ва сифатли ҳосил олиш
имкониятини берса, бошқа томондан, шўрланган тупроқларда нўхат ўстириш,
улар билан симбиозда яшовчи ризобийларни азотфиксация

7

қилиш хусусиятларини ошириш ҳисобидан, тупроқда азотли бирикмалар
тўплаш ва эрозиядан сақлаш имконияти яратилган бўлур эди.

Диссертация

мавзусининг диссертация бажарилган олий таълим муассасасининг
илмий-тадқиқот ишлари билан боғлиқлиги.

Диссертация тадқиқоти

Ўзбекистон Миллий университетининг ва ҳалқаро илмий-тадқиқот ишлари
режасининг «Identification of genetic variation and effective plant microbe
association for salt tolerance in chickpea» Thalwitz Memorial Scholarship IFAR –
World Bank grant (2011

–

2012 йй.); ИТД-9-01. «Янги, рақобатбардош ва

ресурстежамкор микробиопрепаратдан қишлоқ-хўжалик амалиётида
фойдаланиш агротехеикасини ишлаб-чиқиш» (2012

–

2014 йй.); И-2012-30.

«Қорақалпоғистон Республикаси шароитида ўсимликларни ҳосилдорлигини
ва тупроқ унумдорлигини ошириш мақсадида янги микробиологик
препаратларни жорий қилиши» (2012

–

2014 йй.) мавзусидаги амалий лойиҳа

доирасида бажарилган.

Тадқиқотнинг мақсади

ўсимликларни ўстириш хусусиятига эга бўлган


background image

ризосфера микроорганизмлари асосида шўрланиш шароитида нўхатни
ҳосилдорлигини оширувчи самарадор биопрепарат яратишдан иборат.

Тадқиқотнинг вазифалари

:

нўхат тугунаклари ва ризосферасидан шўрга чидамли ва ўстирувчанлик

хусусиятига эга бўлган бактериялар қидириш, ажратиб олиш ва скрининг
қилиш;

нўхатни ўсишини кучайтирувчи ризобактерияларни морфолого культурал

ва физиолого-биокимёвий хусусиятларини ўрганиш, танлаб олинган
штаммларни аниқлаш;

фаол штаммларни ўстиришни оптимал шароитини аниқлаш; шўрланган

тупроқларда нўхатни ўсишини кучайтирувчи ризобактерияларни илдизда
яшаб қолишини ўрганиш, уларни фитогормонал, нитрогеназа ва антифунгал
фаоллигини аниқлаш;

ўстирувчи ризобактерияларни нўхатни фитопатогенларига нисбатан

антифунгал хусусиятларини ўрганиш – гидролитик ферментлар, HCN ва
сидерофорлар синтез қилишини тадқиқ қилиш;

ризобактерияларни нўхат билан ўзаро муносабатларини асосий омили

сифатида, уларни илдиз экссудатларига хемотаксисини ўрганиш; нўхатни
ўсишини ва ривожланишини кучайтирувчи ва уни тупроқни шўрланиш
шароитида илдиз касалликлардан ҳимоя қилувчи, самарали штаммлар
асосида биопрепаратни тайёрлаш.

янги

биопрепарат

олишни

биотехнологиясини

ва

ишлатиш

шароитларини аниқлаш, лаборатория регламенти, технологик чизмасини
ишлаб чиқиш;

тупроқни шўрланиш шароитида янги яратилган биопрепаратни биологик

ва иқтисодий самарадорлигини баҳолаш.

Тадқиқотнинг

объекти

сифатида

Ўзбекистон

Республикаси

тупроқларида ўстирилган нўхат тугунакларидан ва ризосферасидан ажратиб
олинган

Rhizobiaceae

ва

Pseudomonaceae

оилаларига кирувчи тугунак ва

ризосфера бактериялари, ICRISAT, (Патанчеру, Хайдарабад, Хиндистон)

8

ходими, доктор Subramaniam Gopalakrishnan томонидан бизга ином қилинган

Rhizobium

sp.-IC53 штамми (бунинг учун биз унга ўзимизни чексиз

ҳурматимиз ва миннатдорлигимизни билдирамиз); нўхатни 29 нави, улардан
маҳаллий навлар: «

Jaxongir

», «

Xalima

», «

Uzbekiston

-32», «

Lazzat

»,

«

Zimistoni

», «

Muqtadir

», «

Hisor

-32», «

Miroz

», «

CIEW

-45», «

Sino

»; четдан

келтирилган ва бизга Қурғоқ Районларда Қишлоқ-хўжалик Тадқиқотлари
Олиб борувчи Ҳалқаро Марказ (ICARDA) ходими доктор Ram Sharma
томонидан ином қилинган (бунинг учун биз унга ўзимизни чексиз
ҳурматимиз ва миннатдорлигимизни билдирамиз) нўхат навлари: «

Flip

1-01»,

«

Flip

1-04», «

Flip

1-05», «

Flip

1-19», «

Flip

1-21», «

Flip

1-22», «

Flip

1-29»,

«

Flip

1-31», «

Flip

1-33», «

Flip

03-102c», «

Flip

05-59c», «

Flip

03-74», «

Flip

06-

102c», «

Flip

06-66», «

Flip

05-65», «

Flip

06-124c», «

Flip

06-80c», «

Flip

03-27c»,

«

Flip

06-155c».


background image

Тадқиқотнинг предмети

– нўхат ризосфера ва тугунаклардан

бактерияларни ажратиш, скрининг қилиш, танлаб олинган штаммларни
шўрланган тупроқларда нўхатни ўсиши ва ривожланишига таъсирини
аниқлаш; нўхатни ўсиши, ривожланиши ва уни илдиз касалликларини
биологик назорат қилувчи омилларини аниқлаш; танлаб олинган

Mesorhizobium

ва

Pseudomonas

авлодларига кирувчи, тузга чидамли

штаммлар асосида нўхатни ўсиши, ривожланишини кучайтирувчи ва уни
фитопатоген замбуруғлар таъсиридан ҳимоя қилувчи биопрепарат тайёрлаш
регламентини яратиш ва ишлаб-чиқариш шароитида синовлардан ўтқазиш;
биопрепаратдан фойдаланишни оптимал шароитларини аниқлаш.

Тадқиқотнинг усуллари

. Тадқиқот жараёнида микробиологик,

биотехнологик, биокимёвий, спектрофотометрик, молекуляр-биологик,
хроматографик, агрокимёвий ва биометрик методлардан фойдаланилган.

Тадқиқотининг илмий янгилиги

қуйидагилардан иборат: шўрланган

тупроқда ўсган нўхатни тугунакларидан ва ризосферасидан

Pseudomonas

ва

Mesorhizobium

авлодларига кирувчи бактерияларни штаммлари ажратиб

олинган ва уларни 16S рРНК сини нуклеотид кетма кетлиги асосида

Pseudomonas chlororaphis

-66 ва

Mesorhizobium ciceri

-4 эканлиги аниқланган;

бу бактерияларни рифампицинга барқарор штаммлари олинган ва

уларни нўхат илдиз системасига колонияланиш хусусиятлари аниқланган;
биринчи марта

Pseudomonas chlororaphis-

66 нўхатда фаол тугунаклар хосил

бўлишига ёрдам бериши, ўсимликни иммунитетини, хосилдорлигини ва
фитопатоген замбуруғларга нисбатан барқарорлигини ошириши аниқланган;

Mesorhizobium ciceri-

4 ва

Pseudomonas chlororaphis-

66 штаммларини,

нўхатни ўсиши ва ривожланишини кучайтирувчи, ҳамда ўсимликда илдиз
касалликларини чақирувчи фитопатоген замбуруғларини биологик назорат
қилишига жавоб берувчи омиллар аниқланган;

биринчи марта турли хил нўхат навлари ҳар хил табиатга эга бўлган

экссудатлар синтез қилиши (шакарлар, кислоталар, аминокислоталар) ва
уларни ўзларининг илдиз системалари орқали секреция қилиши аниқланган;

9

илдиз экссудатларини ионалмаштирувчи смола – Dowex сақлаган

колонкада фракцияларга ажратиш орқали, 3 фракция: катионли (гистидин,
аргинин, лизин, цистеин, серин, глицин, аспарагин кислота, лейцин,
изолейцин ва аланин), анионли (глюкон, галактон ва маннурон кислоталари),
нейтрал (глюкоза, галактоза, арабиноза, ксилоза ва рибоза) олинган;

алоҳида фракцияларни ўзига жалб қилиш хусусияти (аттракция зонаси

(см): катионли фракция учун – 1,0; анионли – 0,6; нейтрал – 0,8), фракциялар
йиғиндисига қараганда (аттракция зонаси – 2,8 см) паст эканлиги
исботланган. Катионли ва нейтрал фракцияларни аралашмасининг ўзига
жалб қилиш хусусияти, катионли ва анионли фракциялар аралашмасидан
ҳамда анионли ва нейтрал фракциялар аралашмасининг шу хусусиятига
нисбатан баландроқ эканлиги аниқланган;

биринчи марта танлаб олинган

Pseudomonas chlororaphis

-66 ва


background image

Mesorhizobium

ciceri

-4

штаммлар

асосида

янги

«Псевдоризобин»

биопрепарати яратилган.

Тадқиқотнинг

амалий

натижалари

қуйидагилардан

иборат:

«Псевдоризобин»

биопрепаратини

ишлаб-чиқаришни

лаборатория

регламенти яратилган. Регламент, субстратни, бир вақтни ўзида икки:

Mesorhizobium

ciceri-

4

ва

Pseudomonas

chlororaphis-

66

бактерия

штаммларини яхши ривожланишини таъминлай оладиган таркибини ўзига
хослигига асосланган. Регламент ишлаб-чиқариш шароитларида (МЧЖ «Био

ўғит» ва МЧЖ «Mangit mineral») синовлардан ўтқазилган ва 1000 кг
миқдорда биопрепаратни тажриба нусҳаси олинган;

«Псевдоризобин биологик препаратини шўрланган тупроқларда нўхат

экинига қўллаш самарадорлиги» тавсиянома яратилган.

Тадқиқот натижаларининг ишончлилиги.

Ҳар бир тадқиқот

тажрибалари энг камида 3 маротабадан ўтқазилганлиги, бу эса энг ишончли
ва барқарор натижаларни ўртача қийматини ҳисоблаб чиқиш имконини
берганлиги билан асосланган. Экспериментал маълумотларга статистик
ишлов бериш, хато, ўртача, ишончлилик интерваллари, стандарт қочишларни
ҳисоблаш STATISTICA 6.0 компьютер дастури ва стандарт методлар
ёрдамида олиб борилган; математик анализни тўғри келадиган методларини
танлашда,

тегишли

адабиётларда

келтирилган

йўриқномалардан

фойдаланилган. Натижаларни статистик аҳамиятини аниқлаш учун,
Стъюдентни Т-критерийсини ҳисоблаб чиқилган.

Тадқиқот натижаларининг илмий ва амалий аҳамияти.

Тадқиқот

натижаларининг илмий аҳамияти

Mesorhizobium

ва

Pseudomonas

авлодига

кирувчи бактерияларни шўрланиш шароитида нўхатни ўсиши ва
ривожланишини барқарорлаштириш, ва уни фитопатоген замбуруғлар
чақирадиган илдиз касалликларидан ҳимоя қилишдаги роли батафсил
ўрганиб чиқилганлиги билан белгиланган.

Тадқиқот натижаларининг амалий аҳамияти дала шароитида нўхатни

(

Cicer arietinum

L) шўрланган тупроқларда чидамлилигини аниқлаш бўйича

скрининг ишлари олиб борилган. Синалган нўхат навларини кўпчилиги,
аввал Ўзбекистон шароитида ўрганилмаган. Амалга оширилган тадқиқотлар

10

ниҳоясида нўхатни шўрга чидамли бўлган навлари танлаб олинган ва улар
Қорақалпоғистон Республикасининг табиий шўрланган тупроқ шароитларида
«Псевдоризобин» биопрепаратини самарадорлигини аниқлаш бўйича
ўтқазилган тажрибаларда ишлатилган. Нўхат учун ўсимликни ўсишини,
ривожланишини, ҳосилдорлигини оширувчи ва уни фитопатоген замбуруғлар
таъсиридан биологик назорат қила олувчи микробиологик препарати –
«Псевдоризобин» яратилган. Бу биопрепаратни ишлаб-чиқариш учун махсус
технология яратилган. «Псевдоризобин»ни шўрланган тупроқларда ҳам
нўхатдан юқори ҳосил олиш имконини бериши аниқланган. Нўхатни шўрга
чидамчи навлари ва «Псевдоризобин» биопрепаратидан

яратилган

йўриқномалар асосида фойдаланиш, қишлоқ-хўжалиги учун яроқсиз деб


background image

топилган тупроқларда ҳам нўхат экиш, бу технологиядан бирнеча бор
сурункасига фойдаланиш эса, тупроқ холатини қайта тиклаш имконини
бериши аниқланган. «Псевдоризобин» ишлаб-чиқариш учун яратилган
технологик чизма, қишлоқ хўжалиги учун янги микроб препаратлари
яратишда модель сифатида ишлатилиши мумкин.

Тадқиқот натижаларининг жорий қилиниши.

«Псевдоризобин» 7,7

млрд. хуж/мл (

Pseudomonas chlororaphis

-66 – 4 млрд. хуж/мл,

Mesorhizobium

ciceri

-4 – 3,7 млрд. хуж/мл) ЎзР Давлат кимё комиссияси томонидан

«Ўзбекистон Республикаси қишлоқ хўжалигида ишлатиш учун рухсат
этилган пестицидлар ва агрохимикатлар Рўйхати» га киритилган (2016.09.02.
2-6/1-33). «Псевдоризобин» биопрепаратини нўхат ўсимлигининг фузариоз
вилт касаллигига қарши кулланилганда самарадорлиги 83,3%ни ташкил
қилиб, шўрланиш шароитида «Псевдоризобин» нўхат ўсимлигининг
ҳосилдорлигини 22% га ошишига имконини берди.

Тадқиқот натижаларининг апробацияси.

Тадқиқот натижалари: 10

илмий-амалий анжуманда, шу жумладан 6 ҳалқаро конференцияда, хусусан,
PGPR «Plant Growth-Promoting Rhizobacteria (PGPR) for sustainable
agriculture» 2 – Осиё конференциясида (Хитой, Пекин, 2011), VII Ҳалқаро
илмий-амалий конференция «Аграрная наука – сельскому хозяйству»
(Россия, Барнаул, 2012), «Яйловлардан оқилона фойдаланиш ва муҳофаза
қилишнинг

институционал

масалалари»

Республика

илмий-амалий

конференциясида (Тошкент, 2013), Атроф-муҳит мухофазаси Бутун-жаҳон
кунига бағишланган «Ўзбекистонда атроф муҳитни мухофазаси: уни бугунги
кундаги холати ва ривожлантириш йўллари» деб аталган илмий-амалий
семинарда (Тошкент, 2013), «Ўзбекистон тупроқ ресурслари: ҳолати,
муҳофазаси ва улардан самарали фойдаланиш истиқболлари» деб номланган
Республика илмий-амалий конференцияда (Тошкент, 2013), Regional
conference of young scientists «Recent trends in physical & biological sciences»
(Хиндистон, Бангалор, 2014), студентлар, аспирантлар ва ёш олимларни
«Ломоносов-2014» XXI Ҳалқаро илмий конференциясида (Россия, Москва,
2014), 20th World Congress of Soil Science (Корея, 2014), студентлар
аспирантлар ва ёш олимларни «Ломоносов-2015» XXII Ҳалқаро илмий
конференциясида (Россия, Москва, 2015), «Soils of Uzbekistan and resource
saving technologies of improvement of their fertility» илмий-амалий семинарда

11

(Тошкент, 2015), «Атроф муҳитни ўзгариши шароитида ер ресурсларини

муҳофаза қилиш ва улардан оқилона фойдаланиш масалалари» Республика
илмий-амалий семинарда (Тошкент, 2016) апробациядан ўтган.

Тадқиқот натижаларининг эълон қилиниши.

Диссертация мавзуси

бўйича жами 29 та илмий ишлар чоп этилган, шулардан, Ўзбекистон
Республикаси Олий аттестация комиссиясининг докторлик диссертациялари
асосий илмий натижаларини чоп этиш тавсия этилган илмий нашрларда 16
мақола, жумладан 13 таси республика ва 3 таси хорижий журналларда нашр
этилган.


background image

Диссертациянинг тузилиши ва ҳажми.

Диссертация таркиби кириш,

тўртта боб, хулоса, фойдаланилган адабиётлар рўйхати ва иловалардан
иборат. Диссертациянинг ҳажми 160 бетни ташкил этган.

ДИССЕРТАЦИЯНИНГ АСОСИЙ МАЗМУНИ

Кириш

қисмида ўтказилган тадқиқотларнинг долзарблиги ва зарурати

асосланган, тадқиқотнинг мақсади ва вазифалари, объект ва предметлари
тавсифланган, республика фан ва технологиялари ривожланишининг устувор
йўналишларига мослиги кўрсатилган, тадқиқотнинг илмий янгилиги ва
амалий натижалари баён қилинган, олинган натижаларнинг илмий ва амалий
аҳамияти очиб берилган, тадқиқот натижаларини амалиётга жорий қилиш,
нашр этилган ишлар ва диссертация тузилиши бўйича маълумотлар
келтирилган.

Диссертациянинг «

Шўрланишни олдини олиш бўйича ва нўхат

ўсимлиги касалликларини даволашда ишлатиб кўрилган ризосфера ва
тугунак

Pseudomonas

ва

Rhizobium

авлодларига кирувчи бактериялар

ҳақида адабиёт маълумотлар шархи

» деб номланган биринчи бобида

ўсимликларни биологик ҳимоя қилиш, қишлоқ-хўжалик экинларини
ҳосилдорлигини ошириш,

Pseudomonas

ва

Rhizobium

авлодларига мансуб

бўлган бактериялар орасидан ўсимликларни ўсишини кучайтирувчи
биологик стимуляторлар, ҳамда фитопатоген микроорганизмларни биологик
назорат қилувчи агент сифатида фойдаланиш, тупроқни шўрланиш
муаммолари ва уни нўхат ўсимлигини ўсиши ва ривожланишига таъсири,
ўсимликларда тузли стрессни юмшатиш мақсадида микроорганизмлардан
фойдаланиш

истиқболлари,

ўсимликларни

ўсишини

барқарорловчи

ризобактерияларни ўсишини кучайтириш, биологик назорат ўтқазиш ва тузли
стрессни юмшатиш механизмлари ҳамда ҳайвон ва парранда чиқиндиларидан
биоўғит олишда фойдалашнинг замонавий холати анализ қилинган.

Диссертациянинг «

Бактерияларининг ўсишини кучайтирувчанлик

ва бионазоратлик хусусиятларини ўрганиш методлари

» деб номланган

иккинчи бобида тадқиқот материаллари ва методлари келтирилган.

Нўхатни ҳар хил навларини тузга чидамлилиги бўйича скрининги,

уруғни 50 ва 100 ммоль NaCl сақлаган қумли гнотобиотик системада, ва
ўсимликни шўрланган тупроқ (0-40 см чуқурликдаги) билан тўлдирилган

12

тувакчаларда ўстириш орқали ўрганилган.

Нўхат илдизида рақобат колонизаторлари бўлган бактерияларни

ажратиш учун Камилова ва бошқаларни (Kamilova et al., 2005) методларидан
фойдаланилган. Бактерияларни 10 та штамми ажратиб олинган ва уларни
морфолого-культурал ҳамда физиолого-биокимёвий таснифи ўрганиб
чиқилган. Ўрганилган хусусиятларига мувофиқ 10 штаммни ҳаммаси

Pseudomonas

авлодига кириши аниқланган.

Тугунак бактерияларни штаммлари, нўхатни йирик, пушти рангли


background image

тугунакларидан ажратилган (Звягинцев, 1991). Ажратилган штаммларни
тозалигини аниқлаш учун, тугунак бактериялар учун характерли бўлган тест
лакмус-сутда ўсиш методидан (Теппер ва б., 1991) фойдаланилган.

Ажратиб олинган

Rhizobium

ни ҳар хил штаммлари ва

Pseudomonas

sp.-66 нўхатни ўсиши ва ривожланишига таъсирини ўрганиш учун, 2012-2014
йй Тошкент давлат аграр университетининг тажриба станцияси шароитида
дала тажрибалари ўтқазилган. Уруғга штаммларни суспензиялари билан
ишлов бирилиб экилган (хужайра титри 1х10

8

хуж/мл дан кам бўлмаган).

Танлаб олинган

Pseudomonas

sp.-66 ва

Rhizobium

sp.-4 штаммларини 16S

рРНК сини нуклеотид кетма-кетлиги аниқланган. Полимераза-занжирли
реакция (ПЗР) ёрдамида

Pseudomonas

sp.-66 учун тўғри

16SF:

5’-GAGTTTGATCCTGGCTCAG-3’

ва

тескари

16SR:

5’-GAAAGGAGGTGATCCAGCC-3’ праймерлар ёрдамида 16S рРНК
амплификация қилинган.

Бактерия штаммларини морфолого-культурал ва физиолого-биокимёвий

таснифи стандарт методикалар (Герхардт, 1984; Нетрусов ва б., 2005;
Смирнов, Киприанова, 1990; Vincent, 1970) ёрдамида аниқланган.

Pseudomonas

sp.-66 ва

Rhizobium

sp.-4 штаммларини нўхат ўсимлигини

ўсиши ва ривожланишининг кучайтирувчанлик хусусиятлари ўрганиб
чиқилган. Индолил-3-сирқа кислота (ИСК) синтези Bano ва Musarrat (2003)
методи асосида аниқланган.

Бактерия

штаммларини

ягона

азот

манбаи

сифатида

1-

аминоциклопропан-1-карбон кислота (АЦК) да ўсишини аниқлаш учун
тегишли муҳитда (

Mesorhizobium

учун - YMA муҳити, аммо дрожжи

экстракти қўшилмаган,

Pseudomonas

учун – пептонсиз агар) АЦК ва

(NH

4

)

2

SO

4

(позитив назорат), ягона азот манбаи ёки азот манбаи қўшилмасдан

(негатив назорат) ўстириб кўрилган.

Штаммларни

эримайдиган фосфатларни эритиш

хусусияти Г.С.

Муромцев муҳитига эримайдиган фосфат сифатида

Ca

3

(PO

4

)

2

ёки FePO

4

, ёки

AlPO

4

аралаштириб ўрганиб чиқилган.

Интакт дуккак-ризобиал системада нитрогеназа фаоллигини ацетилен

методи билан аниқланган. Ҳосил бўлган этиленни Chrom-5 (Чехия) газ
хроматографияда аниқланган (Теппер ва б., 1993).

Шўрланиш шароитида псевдомонадлар ва ризобийларни штаммларини

биологик назорат қилиш хусусиятларини ўрганиш учун

Fusarium oxysporum

f. sp.

ciceris

,

Fusarium verticillioides

,

Fusarium oxysporum

f. sp.

vasinfectum

,

13

Fusarium solani

,

Rhizoctonia solani

,

Alternaria alternata

замбуруғларидан

фойдаланилган. Фитопатоген замбуруғларга нисбатан антагонистик таъсирни
ўрганиш

учун

бактерияларни

ЎзМУ

нинг

«Микробиология

ва

биотехнология» кафедраси, бактериялар музейида сақланадиган: KR 083, KR
076, 3612, Ep 14, Tivi 7, Rif ep 17, Rube 1326, BB-135, TSAU-20 ва нўхатни
ризосферасидан ва тугунакларидан ажратилган

Mesorhizobium ciceri

-4,

Rhizobium

sp.-6,

Rhizobium

sp.-9,

Pseudomonas chlororaphis

-66 ҳамда ICRISAT


background image

профессори Subramaniam Gopalakrishnan тақдим қилган

Rhizobium

sp. IC-53

штаммларидан фойдаланилган. Бактерияларни антагонистик фаоллиги
агарли блоклар методи билан текширилган, ҳамда қўшимча нўхат уруғига
1х10

8

КОЕ/мл титрга эга бўлган суспензиялар билан ишлов берилиб, уларни

олдиндан замбуруғлар (3,0х10

7

спора/кг тупроқ) билан касаллантирилган

тупроқларда, тувакчаларда тажрибалар олиб борилган.

Штаммларни HCN синтез қилиши, Castric (1975) методи ёрдамида

аниқланган. Штаммларни хитинолитик фаоллиги, Moreal ва Relse (1969)
методи ёрдамида, типаза фаоллиги Твин (Tween) сақлаган тест ёрдамида,
протеаза фаоллиги Brown, Foster (1970) методи билан аниқланган.

Глюканаза

фаоллиги

лишайникларни

глукан

субстратларидан

фойдаланиб, ўрганилган (Walsh, 1995). Тоза зонани ҳосил бўлиши,
субстратни парчаланишини кўрсатган.

Целлюлаза фаоллиги Hankin, Anagnostakis (1977) методи ёрдамида КМЦ

(карбоксиметилцеллюлоза) субстрат сифатида билан аниқланган.
Штаммларни сидерофорлар синтез қилиши, Schwyn ва Neilands (1987)
методи билан аниқланган.

Mesorhizobium ciceri

-4 штаммини,

Pseudomonas chlororaphis

-66

штаммига нисбатан нўхат илдизида колонизацияланишга рақобат қилиш
хусусиятини текшириш ва баҳолаш учун

Pseudomonas chlororaphis

ни

рифампицин-резистент штамми – 66R (рифампицин 200 мкг/мл) дан
фойдаланилган.

Бактерияларни нўхатни илдиз экссудатларига хемотаксисини текшириш

учун, экссудатлар ўстирилган махсус жихозланган эксикаторда дистилланган
сувда нўхат ўсимтаси илдизидан еғиб олинган. Экссудатлар вакуумда
концентрлаштирилиб, Dowex смоласи билан тўлдирилган колонкада 3
фракцияга (кислотали, ишқорли ва нейтрал) ажратиб олинган, ва хемотаксис
учун Adler (1972) ни модификация қилинган методидан фойдаланилган.

«Псевдоризобин» биопрепаратини нўхат хосилдорлигига таъсирини

ўрганиш учун Қорақалпоғистон Республикаси, Амударё туманининг
шўрланган тупроқлари шароитида дала тажрибалари ўтқазилган. Тажриба
майдони тупроғини электр ўтқазувчанлиги (ЭЎ) – 568 мСм/м
(миллисименс/метр) га тенг бўлган. 400 мСм/м дан ЭЎ га тенг бўлган тупроқ
шўрланган ҳисобланади (Райан ва б., 2002).

Диссертациянинг «

Pseudomonas chlororaphis

-66 ва

Mesorhizobium ciceri

-4

бактерияларининг морфолого-культурал, физиолого биокимёвий,

ўсимликларни ўсишини кучайтирувчанлик ва бионазоратлик

хусусиятларини ўрганиш

» деб номланган учинчи бибида

14

P.chlororaphis

-66 ва

M.ciceri

-4 штаммларини нўхат ўсимлигини ўсиши ва

ривожланишини яхшилаш ва шўрланиш шароитида нўхатда илдиз касаллик
қўзғатувчи замбуруғларга қарши курашишда фойдаланиш мумкин эканлиги
исботланган.


background image

Шўрланган тупроқларда нўхатни баъзи генотипларининг шўрга

чидамлилигини скрининг қилиш

Нўхатни ҳар хил навлари (29 нав) уруғларини униб чиқишига тупроқ

шўрланишини таъсири ўрганилган. Уруғни униш энергияси (экилгандан
кейин 10-кунда), назорат вариантга қараганда, нўхатни «

Sino

», «

Flip

1-01»,

«

Flip

1-04», «

Flip

1-05», «

Flip

1-19», «

Flip

03-27c», «

Flip

06-155c» навларида

25% паст эканлиги аниқланган. Нўхатни «

Jahongir

», «

Uzbekiston

-32»,

«

Lazzat

», «

Zimistoni

», «

Flip

1-22», «

Flip

1-31», «

CIEW

-45» ва «

Flip

06-80c»

навларини униб чиқиши, тупроқдаги тузни миқдори 100 ммоль га тенг
бўлганда ҳам бошқа навларга нисбатан яхшироқ (40-45%) эканлиги
аниқланган. 29 навдан 7 таси, яъни: «

Jahongir

», «

Uzbekiston

-32», «

Lazzat

»,

«

Xalima

», «

Miroz

», «

Flip

1-33» ва «

CIEW

-45» навлари шўрга чидамли

эканлиги исботланган.

Тадқиқот натижалари, шўрланган шароитда энг юқори симбиотик

самарадорликга эришиш учун, албатта ўсимликни навига эътибор бериш
зарурлигини кўрсатган.

Нўхатни ўсиши ва ривожланиши кучайтирувчи бактерияларни

скринингги

Pseudomonas авлодига кирувчи бактерияларини ажратиб олиш ва уларни

скринингги

Бактериялар аралашмаси билан инокуляция қилинган уруғдан униб

чиққан кўчатни қум сақлаган гнотобиотик системада ўстириш орқали,
самарали колонизаторлар ажратиб олиш мумкин. Бу методни қайтарилиши,
илдизда ушбу бактерияларни колонизацияланиш хусусиятини яхшилайди.

Ушбу тадқиқотларда нўхат илдизида колонияланувчи

Pseudomonas

авлодига кирувчи, шўрликга чидамли бактериялар ажратиш учун,
тўйинтириш методи ишлатилган. Тўйинтиришни 3-доирасидан кейин, нўхат
илдизида колонияланувчи 10 та штамм танлаб олинган ва уларни морфологик
ва физиолого-биокимёвий хусусиятлари ўрганиб чиқилгандан

сўнг

Pseudomonas

авлодига мансуб эканлиги аниқланган.

Улар орасидан, нўхатга нисбатан энг самарадор штамм сифатида

Pseudomonas

sp.-66 танлаб олинган.

Rhizobium авлодига кирувчи бактерияларини ажратиб олиш ва уларни

скринингги

Нўхат тугунакларидан 10 та тугунак бактерияларни штаммларини

ажратиб олинган. Улардан ташқари 1 та штаммни -

Rhizobium

sp. IC-53

ICRISAT

профессори,

Subramaniam

Gopalakrishnan

тақдим

этган.

Бактериялар YMA муҳитида фаол ўсган ва 3-кунда рангсиз ва сут рангли –

15

оқиш, шилимшиқ ташқи кўринишидан тугунак бактерияларга ўхшаган

колониялар, ҳосил қилганлар. Лакмус-сутда ўстирилганда, бактериялар, 10-


background image

14 суткада муҳитни ишқорлаштириб, кўкиш рангга киритганлар ва тиниқ
зардобсимон ҳалқа ҳосил қилганлар. Барча штаммлар, лакмус-сутда
ўстирилганда ижобий натижа берганликлари учун уларни

Rhizobiaceae

оиласига мансуб, тугунак бактерияларга киритилган.

Штаммларни нўхат илдизида тугунаклар ҳосил қилиши ва нўхат уруғига

экишдан олдин ишлов берилганда, ўсимликни ўсиши ва ривожланишига
кўрсатадиган таъсири бўйича скрининг ўтқазилган (1-расм).

Эслатма

: * р≤0,05 да статистик аҳамиятли

1-расм. Нўхатнинг «

Xalima

» нави илдизида ҳар хил тугунак

бактериялари штаммлари таъсирида тугунакларни шаклланиши.

Скрининг натижасида,

Rhizobium

sp

.

-4,

Rhizobium

sp. IC-53,

Rhizobium

sp

.

-6 ва

Rhizobium

sp

.

-9 штаммлари, энг фаол ва вирулент штаммлар

сифатида, кейинги тажрибалар учун танлаб олинган.

Танлаб олинган штаммларни дала шароитида нўхатни ўсиши ва

ривожланишига таъсири

Қуйилган мақсад кесимида тадқиқотлар олиб бориш мақсадида

2012-2014 йилларда Тошкент давлат аграр университети экспериментал
станциясида нўхатни ўсиши ва ривожланишига танланган штаммларни
таъсирини ўрганиш бўйича дала тажрибалари олиб борилган (1-жадвал).

16


background image

17


background image

Барча танланган штаммлар:

Rhizobium

sp.-4,

Rhizobium

sp.-6,

Rhizobium

sp.-9,

Rhizobium

sp.-IC53, нўхатни ривожланишига ва уни ҳосилдорлигига

ижобий таъсир кўрсатган. Аммо нўхат уруғига

Rhizobium

ва

Pseudomonas

sp.-

66 аралашмаси билан ишлов берилганда, алоҳида

Rhizobium

штаммлари

билан ишлов берилганларга нисбатан, нўхат илдизида тугунаклар сони
кўпайганлиги аниқланган.

Масалан, уруғга фақат

Rhizobium

sp.-4 билан ишлов берилганда,

тугунаклар сони 67,2% ошган бўлса уруғга

Rhizobium

sp.-4 ва

Pseudomonas

sp.-66 аралашмаси билан ишлов берилганда, назоратга нисбатан – 77,4% га
ошган. Нўхат уруғини икки штамм аралашмаси билан коинокуляция
қилинганда, фақат битта штамм билан инокуляция қилинганга қараганда,
пояни ва илдизни узунлиги кўпроқ бўлганлиги кузатилган.
Фақат

Rhizobium

sp.-4 штамми билан инокуляция қилинганда, нўхатни пояси

ва илдизи, назоратга нисбатан мос равишда 17,3 ва 10,8% га ортган бўлса,

Rhizobium

sp.-4 ва

Pseudomonas

sp.-66 штаммларини аралашмаси билан

коинокуляция қилинганда бу рақамлар 22,6 ва 28,6% ни ташкил қилган.

Шундай қилиб,

Rhizobium

sp.-4 ва

Pseudomonas

sp.-66 штаммларни

аралашмаси нўхат уруғини коинокуляция қилишда бир мунча самарали
ҳисобланиб, ўсимликнинг фаол ўсиши ва ривожланишига ижобий таъсир
қилади ҳамда нўхат хосилдорлигини назоратга нисбатан 2,3-4,37 ц/га
оширишни таъминлайди.

Танлаб олинган бактерия штаммларини идентификацияси

Идентификация қилиш учун энг фаол

Pseudomonas

sp.-66 штамми танлаб

олинган ва уни 16S рРНК си анализ қилинган. Натижада,

Pseudomonas

sp.-66

штамми ДНК сини бир қисмининг нуклеотид кетма-кетлиги аниқланган ва бу
қисм GenBan маълумотларига кўра,

Pseudomonas chlororaphis

ATCC 9446

(accession number AF094723) бактерия тури учун 99% ўхшаш бўлган.

Pseudomonas

sp.-66 штамми

Pseudomonas chlororaphis

66 сифатида

идентификация қилинган ҳамда GenBank да KX012005
(

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/KX012005?report=GenBank

) рақами

остида рўйхатга олинган.

Rhizobium

бактериясининг штаммлари орасида энг фаолли

Rhizobium

sp.-4 деб топилган. Бу штаммни 16S рРНК сини нуклеотид кетма-кетлиги
аниқланганда, у GenBan маълумотларига кўра,

Mesorhizobium ciceri

ca181

(accession number NZ_CM002796.1) бактерия тури учун 99% ўхшаш бўлган.

Rhizobium

sp.-4 штамми

Mesorhizobium ciceri-

4 сифатида идентификация

қилинган

ҳамда

GenBank

да

KX012006

(

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/KX012006?report=GenBank

)

рақами

остида рўйхатга олинган.


background image

18

Танлаб олинган Pseudomonas chlororaphis

-66 ва

Mesorhizobium ciceri-

4

бактерия штаммларини морфолого-культурал ва физиолого-биокимёвий

хоссалари

Pseudomonas chlororaphis

-66 штамми колонияларини қаттиқ озуқа

муҳитида ўсгандаги морфологияси:

1) МПА да (гўшт-пептонли агар) – колониялар доирасимон, чегаралари

бир текис, озроқ бўртиб чиққан, тиниқ эмас, маркази яшил, четлари очроқ,
шилимшиқ, диаметри 5-6 мм, сариқ-яшил, флуоресценцияланувчи, муҳитга
чиқадиган пигмент ҳосил бўлиши кузатилади. Ёш колониялар оқроқ,
культурани ёши ортган сари, яшил пигмент ҳосил бўлади.

2) 2% глицерин сақлаган МПА да - колониялар йириқ, рангланиши МПА

га қараганда кучлироқ, муҳитга сариқ-яшил пигментни кучлироқ чиқаради.
3) Кинг Б – сариқ-яшил, флуоресценцияланувчи пигмент ҳосил қилади. Суюқ
муҳитда ўстирилганда,

Pseudomonas chlororaphis

-66 юпқа, қатлам қатлам

плёнка ҳосил қилади, қийшайган агарда (МПА) эса, кўплаб, бутун қирралари,
бир текис штрихлар ҳосил қилади.

Pseudomonas chlororaphis

-66 штамми хужайралари, ҳаракатчан, тўғри,

майда, грамманфий, аэроб таёқчалар, размери: 1,6-1,7 х 0,6-0,8 мкм. Штамм
флуоресценцияланувчи, муҳитда бир текис тарқаладиган пигмент синтез
қилади. 42°С дан баланд ҳароратда ўсмайди. 4°С да жуда секин ривожланади.
Каталаза ва оксидазага реакция ижобий. Денитрификация қилмайди.
Аргининдегидролаза ҳосил қилади. Сахарозани леванга айлантира олади.
Желатина, лицетин ва крахмални гидролиз қилади.

Ўзини ўсиши учун

Pseudomonas chlororaphis

-66 ҳар хил углерод

манбаъларини ишлата олади:

глюкоза, арабиноза

,

ксилоза, сахароза,

мальтоза, раффиноза, фруктоза, рамноза, галактоза, глицерин, бутанол,
гексанол, маннит, пропион кислота, антранил кислота, янтар кислота, α
кетоглутар кислота, ацетат, пируват, лактат, цитрат, L-тирозин

,

D,L-лейцин,

L-аргинин

,

D,L-аланин

,

D,L-валин

,

D,L-триптофан

,

L-пролин

,

D,L-лизин

,

D,L-серин, L-аспарагин, фенилаланин.

Глюкоза, ксилоза, арабиноза, сахароза, фруктоза ва галактозада

ўстирилганда, кислота ҳосил қилади.

Pseudomonas chlororaphis

-66 штаммида,

Mesorhizobium ciceri

-4

штаммига нисбатан антагонистлик фаоллиги йўқ.

Mesorhizobium ciceri

-4 ни 5-кунли культураси размери 1,4-1,6 х 0,3-0,5

мкм га тенг бўлган таёқчасимон шаклга эса. Штамм, спора ҳосил қилмайди,
грамманфий, облигат аэроб. Агарли муҳитларда (нўхатли, горохли агар,
YMA) хужайра колониялари, думалоқ, текис контурга эга, ялтироқ, оқроқ
тиниқ, шишиб чиққан, шилимшиқли, 30°С да 2-3 кунда диаметри 2,0 – 2,5 мм
га етади. 4°С да жуда секин ривожланади.


background image

МПА да яхши ўсади, желатина ва крахмални гидролиз қилаолмайди,

казеин сақлаган агарда амилаза ва оксидаза ҳосил қилмайди, денитрификация
қилиш фаолиятига эга эмас, уреаза ва каталаза фаолиятига эга,
ёғсизлантирилган стерил сутда ўстирилганда муҳитни нордонлаштиради,
флуоресцент ва фенозин пигментларини синтез қилмайди. Штамм қуйидаги

19

углерод манбаъларини ишлата олади: сахароза, глюкоза, арабиноза, ксилоза,
рамноза, мальтоза, лактоза, маннит, сорбит, дульцит. Азот манбаълари
сифатида: аммонийли, нитратли ва амидли азотдан фойдалана олади. Штамм
бромтимол кўк қўшилган YMA муҳитини сариқ рангга ўтқазади, бу эса
кислота ҳосил бўлишини кўрсатади.

Mesorhizobium ciceri

-4 штаммда

Pseudomonas chlororaphis

-66 штаммига

нисбатан антагонистлик фаоллиги йўқ.

Pseudomonas chlororaphis-66 ва Mesorhizobium ciceri-4 штаммларни

ўстиришни оптимал шароитлари

Pseudomonas chlororaphis

-66 ва

Mesorhizobium ciceri

-4 штаммларини

оптимал ўсиш шароитлари аниқланган. Хусусан, ҳар иккала штамм ҳам 4%
гача NaCl қўшилган муҳитда яхши ўсиб ривожланиши аниқланган.

Pseudomonas chlororaphis

-66 учун оптимал ўсиш ҳарорати - 34°С,

Mesorhizobium ciceri

-4 учун эса – 30°С.

Pseudomonas chlororaphis

-66 ни ўсиши учун оптимал рН кўрсатгичи 6,2-

7,5,

Mesorhizobium ciceri

-4 учун эса – 6,0-7,5.

Pseudomonas chlororaphis-66 ва Mesorhizobium ciceri-4 штаммларини ўсишни

стимулловчи хусусиятлари

Штаммларни ИСҚ синтез қилишлари, АЦК-деаминаза фаоллиги,

эримайдиган фосфатларни сўрилиши ҳамда азотфиксация активлиги
хусусиятлари ўрганиб чиқилган.

Ҳар иккала штаммларни, триптофан сақлаган ҳамда триптофан

сақламаган муҳитда ҳам фитогормон ИСҚ синтез қилиши аниқланган
(2-расм).


background image

background image

background image

background image

background image

background image

background image

background image

background image

background image

background image

background image

background image

background image

background image

background image

а

б

Эслатма

: * р≤0,05 да статистик аҳамиятли

2-расм. Бактерия штаммларини ҳар хил концентрацияли NaCl

иштирокида триптофан қўшиб ва қўшмасдан ўтқазилган тажрибаларда

7 кун культивация кейин ИСК синтез қилиши: а)

P. chlororaphis-

66, б)

M. ciceri

-4

20

Фитогормон синтези NaCl бўлмаган муҳитларда фаол кечган бўлсада,

муҳит таркибида 4% гача NaCl бўлганда ҳам бу хусусият йўқотилмаганлиги
аниқланган.

Pseudomonas chlororaphis

-66 ва

Mesorhizobium ciceri

-4 штаммлари Г.С.

Муромцевни қаттиқ муҳитида ҳам суюқ 1,5% NaCl сақлаган NBRIP муҳитда
ҳам эримайдиган фосфат бирикмаларидан Ca

3

(PO

4

)

2

, FePO

4

ва AlPO

4

эритиш


background image

хусусиятига эгалар (2-жадвал).

2-жадвал

P. chlororaphis

-66 ва

M. ciceri-

4 штаммлари иштирокида эримайдиган

фосфатларни эриши

Штамм

Ca

3

(PO

4

)

2

FePO

4

AlPO

4

Қаттик

муҳит⃰

Суюқ

муҳит⃰ ⃰

Қаттик

муҳит

Суюқ
муҳит

Қаттик

муҳит

Суюқ
муҳит

P. chlororaphis-

66

156

2,19

143

1,47

0

1,29

M. ciceri

-4

135

2,09

126

1,23

0

1,33


Эслатма

: * Зонани оқариш методи билан баҳоланган, мм

2

.

**Назоратдаги муҳитга нисбатан фосфатларни концентрациясининг ўртача кўтарилиши.

Тугунак бактерияларнинг бактероидлар шаклида азотфиксация қилиш

хусусиятини аниқлаш мақсадида, ҳар хил нўхат навлари уруғларини

Mesorhizobium ciceri

-4, ҳамда

Pseudomonas chlororaphis

-66 ва

Mesorhizobium

ciceri

-4 аралашмаси билан инокуляция қилингандан кейин ҳосил бўлган

интакт дуккак-ризобиал системанинг нитрогеназа фаоллиги текшилганда,
моно инокуляцияга нисбатан коинокуляция натижасида нитрогеназа
фаоллиги баланд эканлиги аниқланган (3-жадвал).

Бу натижалар,

Pseudomonas chlororaphis

-66 ва

Mesorhizobium ciceri

-4

штаммлари нўхат ўсимлиги билан самарали симбиоз ҳосил қилишини
кўрсатади.

3-жадвал

Тугунак-ризобиал тизимда уруғни

M. ciceri

-4 штамми билан бир

маротаба ҳамда

M. ciceri-

4 ва

P. chlororaphis

-66 штаммлари билан

ҳамқорликда инокуляция қилинганда нитрогеназа фаоллигини

ўзгариши

Нўхат нави

M. ciceri

-4

M. ciceri-

4 +

P. chlororaphis

-66

Ўсимлик

илдизда

тугунаклар
сони, дона.

Нитрогеназа

фаоллиги,

мкг N

2

/раст./час

Ўсимлик

илдизда

тугунаклар
сони, дона.

Нитрогеназа

фаоллиги,

мкг N

2

/раст./час

Xalima

49±3,90*

47±4,10*

72±4,98*

63±4,98*

Uzbekiston

-32

18±2,37

26±3,22

31±3,22

41±3,58

Lazzat

45±3,22

42±3,90

59±4,10

58±4,73

Miroz

24±3,22

19±2,37

35±3,22

36±3,22

Jahongir

33±3,58

37±3,22

49±3,90

54±3,90


background image

CIEW

-45

48±3,90*

51±4,10*

63±4,98*

65±4,73

Flip

1-31

15±2,37

25±3,22

26±3,22

47±3,90


Эслатма

: * р≤0,05 да статистик аҳамиятли

21

PGPR ёрдамида тупроқни шўрланиш шароитида, нўхатда илдиз

касалликларини чақирувчи фитопатоген замбуруғларни ингибирланиши

Танлаб олинган бактерия штаммларини фитопатоген замбуруғларни ўсишини
чегаралаб қўйиш хусусиятини текшириб кўрилган. Штаммлар, у ёки бу
замбуруғларга нисбатан маълум даражада антагонистик фаолликга эга
эканлиги кузатилган (4-жадвал).

4-жадвал

Фитопатоген замбуруғларни ўсишини бактериялар таъсирида

ингибирланиши

(ингибирланиш зонасининг радиуси, мм)

Бактерия

штаммлари

Фитопатоген замбуруғлар

Fusarium

oxysporu

m

f.sp.

ciceris

Fusarium

verticillioide

s

Fusarium

oxysporu

m

f. sp.

vasinfectum

Rhizocton

ia solani

Fusariu

m

solani

Alternar

ia

alternat

a

KR 083

-

20±1,79

18±0,89

32±2,68*

-

23±1,79

M. ciceri-

4

28±1,55

30±2,37*

31±2,37*

16±1,79

29±3,22* 34±2,37*

3612

16±1,55

29±2,37*

32±2,37

-

31±2,37 30±2,37*

Ep 14

-

16±1,55

26±1,55

15±0,89

30±2,37 31±2,37*

Tivi 7

-

18±1,79

33±2,37*

35±2,37

-

25±1,55

KR 076

-

14±0,89

-

30±2,37

27±1,79 29±2,37*

Rhizobium

sp.-6

-

23±2,37*

23±1,55

22±1,55

14±0,89

23±1,55

Rif ep17

16±1,79

-

22±1,79

22±1,79

25±1,55

-

Rhizobium

sp.-9

25±1,55

15±0,89

35±2,37*

26±1,79

26±1,79

5±0,89

Rube 1326

18±1,55

-

20±1,55

24±1,55

22±1,55

17±1,79

P. chlororaphis-66

32±2,37*

23±1,55

34±2,37*

24±1,79

33±2,37 29±2,37*

BB-135

25±2,37*

-

22±1,55

19±1,55

16±1,79

22±1,55

TSAU-20

21±1,79

-

21±1,79

22±1,79

32±2,37

24±1,79

Rhizobium

sp. IC-53

-

18±1,79

18±1,55

25±1,55

21±1,55

20±1,79


background image


Эслатма

: * р≤0,05 да статистик аҳамиятли

Айниқса,

Mesorhizobium ciceri

-4 ва

Pseudomonas chlororaphis

-66

штаммларининг текшириш учун олинган барча замбуруғларга нисбатан
фаоллиги баланд эканлиги аниқланган.

Pseudomonas chlororaphis

-66 -

Fusarium oxysporum

f. sp.

ciceris

га қарши 32 мм ва

Fusarium solani

га қарши

33 мм лик зона ҳосил қилган бўлса,

Mesorhizobium ciceri

-4,

Fusarium

verticillioides

(30 мм) ва

Alternaria alternata

(34 мм) га қарши кучли

антагонист эканлиги кузатилган.

Фитопатоген замбуруғларни биологик назорат қилувчи бактериал омиллар

Pseudomonas chlororaphis

-66 ва

Mesorhizobium ciceri

-4 штаммлари, кўплаб

фитопатоген замбуруғларга нисбатан антифунгал фаолликга эга. Қуйида
фитопатоген замбуруғларни биологик назоратини таъминловчи асосий
омиллар келтирилган.

Pseudomonas chlororaphis

-66 қуйидаги метаболитларни синтез қилади:

гидролитик ферментлар (хитиназа, целлюлаза ва протеаза) ҳамда HCN (5-

жадвал). Бу штамм азот манбаи сифатида АЦК дан фойдалана олади, бу эса,

22

ўсимликларда стресс шароитида этилен ҳосил бўлишини пасайтирувчи,
АЦК-деаминаза ферменти синтез билан боғлиқ.

Mesorhizobium ciceri

-4 HCN,

АЦК-деаминаза ферментни ва целлюлаза синтез қилаолмайди. Аммо, бу
штамм, нўхат ризосферасида замбуруғларни фаоллигини босиб қуйувчи,
глюканаза, липаза ва протеаза ферментларини синтез қилади.

5-жадвал

Pseudomonas chlororaphis-

66 штаммини хитин гидролиз қилиши

Ўстириш вақти, сут

Хитин гидролизининг самарадорлиги⃰

4

1,6

6

2,8

7

3,4

8

5,78


Эслатма

:

⃰

- лойқа муҳитни (хитин сақловчи) колония атрофида оқариш диаметрини

колония диаметрга нисбати, мм/мм

Pseudomonas chlororaphis

-66 ва

Mesorhizobium ciceri

-4 штаммларни ХАС

анализ ёрдамида сидерофорлар синтез қилиши ўрганилган ва

Rhizobium

meliloti

нинг типовой штамми билан солиштирилган (6-жадвал). Натижада,


background image

штаммларни фаол сидерофорлар синтез қилиш хусусияти ва шу сабабли
замбуруғларни ўсиши учун керакли бўлган тупроқдаги темирни, замбуруғга
етиб боришини чегараланганлиги кузатилган.

6-жадвал

Штаммларни сидерофорлар синтез қилишини ХАС анализи

Штамм

ХАС анализ (ҳаворанг агарда

лимон ранг ҳалқа ҳосил бўлиши)

Ҳалқанинг

диаметри (см)

P. chlororaphis

-66

+

1,67±0,2

M. ciceri

-4

+

1,53±0,4

R. meliloti

+

1,70±0,3


Эслатма

: + ХАС анализ ижобий эканлигини кўрсатади.

PGPR

Pseudomonas

фақат ўсимликни ризосферасига колонизация

бўлганидагина унга ижобий таъсир кўрсатаолади. Мана шу фикрни
текшириб кўриш мақсадида, рифампицинга резистент

Pseudomonas

chlororaphis

-66R штаммини нўхат ризосферасида типовой колонизатор

штамм

Ps. fluorescens

WCS365 (Lugtenberg et al., 2001) билан рақобат қила

олиши ўрганилган. Натижада, 1,5% NaCl сақлаган шароитда

Ps. chlororaphis

66R (1 см иддизда 10,5х10

3

КОЕ), нўхат илдизида типовой штаммдан (1 см

иддизда 9,3х10

3

КОЕ) яхшироқ колонизация бўлиши аниқланган.

Mesorhizobium ciceri

-4 штаммини 1,5% NaCl шароитда, нўхат илдизида

Pseudomonas chlororaphis

-66R билан рақобат қилишини ўрганилганда,

M.

ciceri

-4 КОЕ титри (1 см иддизда 8,9х10

3

КОЕ),

Ps. chlororaphis

-66R (1 см

иддизда 11,4х10

3

КОЕ) га нисбатан бироз камроқ эканлиги аниқланган. Бу

натижалар, ҳар иккала штамм ҳам нўхат илдизида фаол колонизация
бўлишини, ҳамда ҳамкорликда яшаб, тупроқ микрофлораси билан рақобат
қилаолиши кўрсатади.

23

Бактерияларни нўхат илдизи экссудатларига хемотаксиси

Ташқаридан киритилган бактерияларни илдизда колонияланиши, шу
бактерияларни ўсимликга таъсирининг самарадорлигини кўрсатувчи асосий
омилдир. Колонизацияни дастлабки босқичи, бактерияларни ўсимлик илдизи
томон таксиси ҳисобланади. Хемотаксис фаоллиги илдиз экссудатларини
таркиби ва миқдорига боғлиқ. Шунинг учун биз нўхатни икки: «

CIEW

-45» ва

«

Hisor

-32» навининг илдиз экссудатларини таркиби ва уларни миқдорини

аниқладик. Бу тажрибалардан олдин мана шу икки навни ҳосилдорлигига
бактерияларни ҳар хил штаммлари билан инокуляция қилишни таъсири дала
шароитида ўрганиб чиқилган эди. Натижада, ҳар икки навни ҳосилдорлиги
ошган бўлсада, «

Hisor

-32» навини ҳосилдорлиги, «

CIEW

-45» навига


background image

қараганда деярли 4 марта кам эканлиги аниқланган эди.

Тадқиқот натижалари, «

CIEW

-45» ва «

Hisor

-32» навлари бир-биридан

секрецияланадиган илдиз экссудатларини миқдори бўйича фарқ қилишини,
хусусан, «

Hisor

-32» навида бу хусусият «

CIEW

-45» навига қараганда паст,

айниқса, экссудатларни катионли фракциясини миқдори, асосан гистидинни
миқдори (деярли 2 марта кам) ҳисобидан кам эканлиги кузатилган.

Экссудатлар секрециясидаги бундай фарқ, бактерияларни нўхатни ҳар

хил навлари илдизлари томон хемотаксис кучига таъсир этганлиги
тадқиқотлар асосида аниқланган. Масалан, «

CIEW

-45» ва «

Hisor

-32» навлари

экссудатларининг бир хил миқдорида,

Pseudomonas chlororaphis

-66 ва

Mesorhizobium ciceri

-4 штаммларини «

CIEW

-45» нави устуворлик билан

ўзига «чақиради». Бунга сабаб, бу навларни экссудатлари таркибидаги
фракциялари орасидаги ўзаро нисбат бўлиши тахмин қилинган. Кейинги
тадқиқотларда

Pseudomonas chlororaphis

-66 штамми нўхат экссудатларига,

Mesorhizobium ciceri

-4 хужайраларига қараганда тезроқ ҳаракат қилиши ва

Mesorhizobium ciceri

-4 концентрациясига тенг бўлган концентрацияга 15

минутда етиши,

Mesorhizobium ciceri

-4 эса бунга 30 мин вақт сарфлаши

аниқлаган.

Mesorhizobium ciceri

-4 штаммини максимал хемотаксиси учун,

экссудатларни миқдори 3,88 мг/мл бўлса етарли бўлган бир вақтда,

Pseudomonas chlororaphis

-66 штамми учун бу рақам 7,75 мг/мл ни ташкил

қилган ва экссудатларни миқдори оширилганда хемотаксис тезлиги деярли
ўзгармаган. Илдиз экссудатларини 3 фракциясини аралашмаси, ҳар иккала
штаммни хемотаксиси учун ҳар қандай 2 фракцияни аралашмасига қараганда
устуворроқ бўлган.

Pseudomonas chlororaphis

-66 штамми учун 2

фракцияларни аралашмаси орасида катионли ва анионли фракцияларни
аралашмаси устуворроқ бўлса,

Mesorhizobium ciceri

-4 штамми учун катионли

ва нейтрал фракциялар аралашмаси устуворроқ бўлган.

Нўхатни 2 навининг илдиз экссудатлари ҳар хил нисбатда, ҳар хил

компонентлар сақлайди. Балки, мана шу кимёвий моддаларни маълум
пропорцияда иштироқ этиши, ҳар иккала навни илдизларида бактерияларни
самарали колонизация бўлишида асосий роль ўйнаши мумкиндир. Нўхат
илдизини

Pseudomonas chlororaphis

-66 штамми билан колонияланиши, нўхат

билан тугунак бактерияларини самарали симбиозида ва ўсимликни
фитопатоген замбуруғлардан ҳимоя қилишда муҳим роль ўйнайди. Шундай

24

қилиб, нўхатни ҳар хил навлари, ҳар хил миқдорда илдиз экссудатлари
секреция қилиши ва экссудатлар таркибидаги компонентларни нисбати ҳар
хил бўлганлиги, фойдали бактерияларни илдизга қараб хемотаксисини
фаоллигини ҳар хил эканлигини белгилайди, бу эса, илдизни бактериялар
билан ҳар хил даражада колонияланишини, оқибатда ўсимликни соғлом
ривожланиб, сер хосил беришини асосий омили бўлиб ҳизмат қилади.

Диссертациянинг

«

Псевдоризобин

»

– нўхат учун самарали

микробиологик препарати

» деб номланган тўртинчи бобида шўрланган


background image

шароитида «Псевдоризобин» биопрепаратини самарадорлигини текшириш
бўйича олинган материалларни натижалари келтирилган.

Танлаб олинган штаммлар асосида, нўхат учун комплекс таъсирга эга

бўлган, самарадор биопрепарат яратилган. Биопрепаратни комплекс таъсири,
нўхатни ўсиши, ривожланишини кучайтириш ва уни илдизда касаллик
қўзғатувчи фитопатоген замбуруғлардан ҳимоя қилиши билан боғлиқ
эканлиги аниқланган.

Ушбу биопрепарат, нўхат уруғига экишдан олдин ишлов бериш – орқали

ишлатилади ва шўрланган ҳамда шўрланмаган тупроқларда ҳам юқори ҳосил
олиш имконини беради. Биопрепаратни «Псевдоризобин» («Pseudorhizobin»)
деган номи, унга асос бўлган 2 бактерия: «

Pseudomonas

» ва «

Rhizobium

»

авлоди номларидан олинган. 3-расмда «Пседоризобин» биопрепарати
тайёрлашни технологик чизмаси келтирилган.

«Псевдоризобин»

биопрепаратининг

самарадорлигини

аниқлаш

мақсадида, Қорақалпоғистон Республикаси, Амударё туманининг табиий
шўрланган тупроқларида дала синови тажрибалари ўтқазилган (2015 й.).

«Псевдоризобин» нухатни «

Xalima

» ва «

Uzbekiston

-32» навларининг

хосилдорлигини 21,9% га, «

CIEW

-45» навининг хосилдорлигини эса 22% га

оширган. Худди шундай натижалар нўхатни бошқа навларида ҳам олинган.

Натижалар, тупроқ намлиги билан тўғридан-тўғри боғлиқ эканлигини

кўрсатган. Тупроқ қуриб қолганда биопрепарат билан киритилган
бактериялар сони камайиб кетган ва ўсимлик хосилдорлиги пасайган.

«Псевдоризобин» биопрепаратини иқтисодий самараси ҳисоб-китоб

қилиб чиқилган. Энг баланд натижа «

CIEW-

45» навида олинган - 1602000

сўм, 2-ўринда нўхатни «

Xalima

» навида кузатилган - 1537000 сўм.

«Псевдоризобин» билан ишлов берилган нўхат уруғи таркибидаги

асосий озуқа элементлари ўрганилганда, биопрепарат нўхатнинг озуқа
бирлигини ошириши, оқсил миқдори 5% га; ёғ – 4% га; углеводлар – 2% га
ошганлиги аниқланган.

Ўзбекистон Усимликларини Ҳимоя Қилиш Илмий Тадқиқот институти

(ЎзУҲҚИТИ) ни тажриба участкасида «Псевдоризобин» ни

Fusarium

oxysporum

f. sp.

ciceris

чақирадиган фузариоз вилт касаллигига қарши

синовлардан ўтқазилган. 1 т нўхат уруғига 70 кг «Псевдоризобин» билан
ишлов берилганда, биопрепаратни биологик самарадорлиги 83,3% ни ташкил
қилган. Бу рақамни эталон препарат – кимёвий «Витавакс 200 ФФ 34% в.с.к.»
да олинган рақамга (86,1%) яқин эканлиги аниқланган.

25

Mesorhizobium ciceri

- 4

Pseudomonas chlororaphis

-66 Йирик шоҳ. ҳайвон. чиқиндиси + қизил калиф.

чуволчангини гибриди

«YMA» муҳити сақлаган

косяклар

«Дуккаклилар қайнатмаси»

муҳитида, ҳажмини

кўпайтириб ферментация

қилиш (3 сут, 30°С да)

M. ciceri

– 4 штамми

сақлаган культурал

суюқлик КОЕ 8х10

7

«Пептонли агар» мўҳити

сақлаган косяклар

«Пептонли шўрва»


background image

муҳитида, ҳажмини

кўпайтириб

ферментация қилиш (3 сут,

34°С да)

P.chlororaphis

– 66 штамми

сақлаган культурал

суюқлик КОЕ 3,6х10

8

ва чуволчангни Тошкент

популяцияси (50/50) 1 м

2

га 10

минг чуволчанг

Биогумусни иссиқ ҳаво

ёрдамида 55% намликгача

қурутиш

Меласса – 3-5%, CaCO

3

-3%,

гумат калия-3%,

MgSO

4

-1%, K

2

HPO

4

-1%,

(NN

4

)

6

Mo

7

O

24

x4H

2

O-0,05%,

MnSO

4

-0,05%, FeSO

4

-0,05%,

КМЦ-2% қўшиб, биогумусни

модификация қилиш

Субстратни культурал
суюқлиги билан экиш
20 мл/кг ҳисобидан

30°С да, 2 ҳафта ўстириш

«Псевдоризобин»

M. ciceri

-4 титри – 8x10

9

КОЕ/г,

P.

chlororaphis

-66 титри – 9x10

9

КОЕ/г

γ-нурлари таъсирида стерилизация 2,5
МРад

3-расм. «Псевдоризобин

»

биопрепарати тайёрлашни технологик чизмаси

Шундай қилиб, «Псевдоризобин» ни юқори даражада биологик

самарадорликга эга эканлиги, уни нўхатни фузариоз вилтига қарши
истиқболли биопрепарат деб аташга асос бўлган.

ХУЛОСА

«Шўрланиш шароитида нўхатнинг ўсиши ва ривожланишини

кучайтиришда ҳамда уларнинг илдиз касалликларини биологик назорат
қилишда ризосфера микроорганизмларининг роли» мавзусидаги докторлик
диссертацияси бўйича олиб борилган тадқиқотлар натижасида қуйидаги
хулосалар тақдим этилди:

1. Скрининг методи ёрдамида нўхатнинг ризосфера ва тугунакларидан

шўрланиш шароитида нўхатнинг ўсиши ва ривожланишини кучайтирувчи

Pseudomonas

ва

Mesorhizobium

авлодларига мансуб бўлган шўрга чидамли

бактерия штаммлари ажратилган ва танлаб олинган.

2. Бактерияларнинг морфолого-культурал ва физиолого-биокимёвий

хоссалари ўрганилган. 16S рРНК анализ ёрдамида танлаб олинган
штаммлари

Pseudomonas chlororaphis

-66 ва

Mesorhizobium ciceri

-4 сифатида

идентификация қилинган ва GenBank да KX012005 ва KX012006 рақамлари
остида рўйҳатга олинган.

3.

Pseudomonas chlororaphis

-66 ва

Mesorhizobium ciceri

-4 штаммларини

26

оптимал ўсиш шароитлари ва уларнинг NaCl нинг 4% концентрацияда ўсиш


background image

қобилияти аниқланган.

Pseudomonas chlororaphis

-66 штаммни ўстириш учун

оптимал ҳарорати 34°С,

Mesorhizobium ciceri

-4 учун эса – 30°С.

Pseudomonas

chlororaphis

-66 ни ўсиши учун оптимал рН кўрсатгичи 6,2-7,5,

Mesorhizobium

ciceri

-4 учун эса – 6,0-7,5.

4.

Pseudomonas chlororaphis

-66 ва

Mesorhizobium ciceri

-4 штаммларини

ИСК ва АЦК-деаминаза синтези, эримайдиган фосфат бирикмаларини
эритиши, нитрогеназа фаоллиги, нўхат илдизида яшаб кетаолиши,
шўрланишга чидамлилиги туфайли, шўрланиш шароитида нўхатни ўсиши ва
ривожланишига ва ҳосилдорлилига ижобий таъсир қилиши аниқланган.

5.

Pseudomonas

chlororaphis

-66

ва

Mesorhizobium

ciceri

-4

штаммларининг нўхат илдиз касалликлари чақирувчи

F. oxysporum

f. sp.

ciceris

,

F. verticillioides

,

F. oxysporum

f. sp.

vasinfectum

,

R. solani

,

F. solani

,

A.

alternata

фитопатоген замбуруғларга нисбатан антифунгал хусусиятлари

ўрганилган.

6. Нўхатни эрта ўсув даврида секреция бўладиган илдиз экссудатларини

таркиби ва миқдорий анализи ўтқазилган. Нўхатни ҳар хил навларини илдиз
экссудатларининг асосий компонентлари аминокислоталар (гистидин,
аргинин, лизин, цистеин, серин, глицин, аспарагин кислотаси, лейцин,
изолейцин ва аланин), шакар кислоталар (глюкон, галактон, маннурон ва 2 та
аниқланмаган кислота Rf=0,56 ва 0,62) ва шакарлар (глюкоза, галактоза,
арабиноза ксилоза, рибоза) эканлиги, уларни миқдори ва нисбати навга
боғлиқ эканлиги аниқланган. Ташқаридан киритиладиган фойдали
бактерияларни

колонизацияланиши

учун

асосий

омил

бўлган

экзометаболитлар (гистидин, глюкон кислота, глюкоза), ўсимликни стресс
шароитларга (шўрланиш, касаллик) чидамлилигини белгилаши ва билвосита
нўхатни ҳосилдорлигини ошишига сабаб бўлиши аниқланган.

7. Биринчи марта маҳаллий, шўрга чидамли бактериялар

Pseudomonas

chlororaphis

-66 ва

Mesorhizobium ciceri

-4 асосида нўхат уруғига экишдан

олдин ишлов беришга мўлжалланган самарадор микробиологик биопрепарат
– «Псевдоризобин» яратилган. «Псевдоризобин» нўхатни ўсиши ва
ривожланишини кучайтиради ҳамда уни ўрта даражада шўрланган тупроқда
фитопатоген замбуруғлар чақирадиган илдиз касалликларидан ҳимоя қилади.

8. «Псевдоризобин» яратиш биотехнологияси, йирик-шоҳли ҳайвонлар

ахлатидан калифорния қизил чуволчанглари гибриди ёрдамида биогумус
олиш, уни меласса, калий гумати, минерал тузлар ва КМЦ билан
аралаштириш, стерилизация қилиш ва унда

Pseudomonas chlororaphis

-66 ва

Mesorhizobium ciceri

-4 штаммларини маълум ҳарорат ва рН кўрсатгичида

ўстириш босқичларини ўз ичига олади. Яратилган технологик регламент
ООО «Био-ўғит» ва ООО «Mangit mineral» корхоналари шароитида синаб
кўрилган ва тасдиқланган. «Псевдоризобин» биопрепаратини нўхат
етиштиришда қўллаш бўйича амалий тавсиялар ишлаб чиқилган,
тасдиқланган ва чоп этилган.

9. «Псевдоризобин» ни нўхатни хосилдорлигини оширишдаги

самарадорлиги баҳоланган. Табиий шўрланган тупроқларида нўхатнинг


background image

27

«

Xalima

» ва «

Uzbekiston

-32» навларини ҳосилдорлиги назоратга нисбатан

21,9% га, «

CIEW-

45» навида эса, 22% га ошгани кўрсатилган.

«Псевдоризобин» ни фузариоз вилтга қарши биологик самарадорлиги
баҳоланган ва у 83,3% ни ташкил эканлиги.


background image

28

НАУЧНЫЙ СОВЕТ по ПРИСУЖДЕНИЮ УЧЁНОЙ СТЕПЕНИ

ДОКТОРА НАУК 16.07.2013.В.01.03 ПРИ НАЦИОНАЛЬНОМ

УНИВЕРСИТЕТЕ УЗБЕКИСТАНА и ИНСТИТУТЕ


background image

МИКРОБИОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ УЗБЕКИСТАНА

ШУРЫГИН ВЯЧЕСЛАВ ВЛАДИМИРОВИЧ

РОЛЬ РИЗОСФЕРНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ В СТИМУЛЯЦИИ

РОСТА И РАЗВИТИЯ НУТА И БИОЛОГИЧЕСКОМ КОНТРОЛЕ ЕГО

КОРНЕВЫХ БОЛЕЗНЕЙ В УСЛОВИЯХ ЗАСОЛЕНИЯ

03.00.04 – Микробиология и вирусология

(биологические науки)

АВТОРЕФЕРАТ ДОКТОРСКОЙ ДИССЕРТАЦИИ

ТАШКЕНТ – 2016

29

Тема докторской диссертации зарегистрирована в Высшей аттестационной комиссии

при Кабинете Министров Республики Узбекистан за № 30.06.2015/B2015.2.В162.


background image

Докторская диссертация выполнена в Национальном университете Узбекистана.

Автореферат диссертации на трёх языках (узбекский, русский, английский) размещён на

веб-странице по адресу www

ik-bio.nuu.uz

и на Информационно-образовательном портале

«ZiyoNet» по адресу www.ziyonet.uz.

Научный консультант: Давранов Кахрамон

доктор биологических наук, профессор

Официальные оппоненты: Хасанов Батыр Ачилович

доктор биологических наук, профессор

Ходжибаева Санабар Мирзаевна

доктор биологических наук, профессор

Атабаева Халима Назаровна

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Ведущая организация: Институт генетики и экспериментальной биологии растений

Защита диссертации состоится « » ___________ 2016 г в «____» часов на заседании

Научного совета 16.07.2013. В.01.03 при Национальном университете Узбекистана и Институте
микробиологии (адрес: 100174, г.Ташкент, Алмазарский район, ул. Университетская-4,
конференц-зал Биолого-почвенного факультета Национального университета Узбекистана (203-
каб). Тел.: (+99871) 227-12-24, факс: (+99871) 246-53-21, (+99871) 246-02-24, e-mail:
nauka@nuu.uz.).

С докторской диссертацией можно ознакомиться в Информационно-ресурсном центре

Национального университета Узбекистана (зарегистрирована за №____). Адрес: 100174,
г.Ташкент, Университетская улица, дом 4. Административное здание Национального университета
Узбекистана, 2-й этаж, 4-й каб. Tел.: (+998 71) 236-46-55; факс: (+99871) 246-02-24.

Автореферат диссертации разослан «_ » __________ 2016 года.

(протокол рассылки № ____ от « ____»____________2016 года).

Г.И. Джуманиязова

Председатель Научного совета по присуждению учёной

степени доктора наук, д.б.н.

З.А. Маматова

Ученый секретарь Научного совета по присуждению

учёной степени доктора наук, к.б.н.

Т.Г. Гулямова

Председатель научного семинара при Научном совете по

присуждению учёной степени доктора наук, д.б.н.,

профессор

30


background image

ВВЕДЕНИЕ (аннотация докторской диссертации)

Актуальность и востребованность темы диссертации.

В последние

годы почвенное засоление стало одной из наиболее острых глобальных
проблем сельского хозяйства во всём мире. Особенно это касается стран с
засушливым и полузасушливым климатом. Так в мире примерно 955 млн
гектар являются засоленными

1

, из которых приблизительно третья часть

считается засоленной ионами Na

+

.

2

Засоление способствует быстрой

деградации сельскохозяйственных угодий. Причиной этого является то, что
многие сельскохозяйственные культуры не могут нормально расти в
засоленных почвах, потому что нарушаются устоявшиеся микробиоценозы и
почва становится практически безжизненной.

Одним из действенных подходов для решения данной проблемы

является селекция и внедрение солеустойчивых растительно-микробных
симбиозов на проблемных землях. Лучше всего для этого подходят бобовые
культуры, в частности нут. Однако нут очень чувствителен к засолению
почвы. В зависимости от концентрации солей в почве значительно снижается
количество всходов, растения становятся низкорослыми со слабо развитой
корневой системой, значительно снижается иммунитет, что в итоге приводит
к заболеваниям и гибели растения. Засоление почвы практически нарушает
симбиотические взаимоотношения между бобовыми культурами и
ризобиями. В результате снижается образование клубеньков, фиксация
атмосферного азота и нитрогеназная активность. В частности погибают
многие штаммы клубеньковых бактерий, что мешает формированию
эффективных симбиозов.

Кроме того, большую проблему представляют фитопатогенные грибы,

вызывающие корневые болезни нута. В отдельные годы они приводят к
значительным потерям урожая и к снижению его качества. Известно, что
некоторые микроорганизмы способны подавлять рост фитопатогенных
грибов за счёт таких свойств, как, продуцирование гидролитических
ферментов, сидерофоров, HCN и др. Одними из самых эффективных в этом
отношении микроорганизмов являются некоторые представители рода

Pseudomonas

, которые также способствуют снижению различных стрессов у

растений, тем самым повышая их устойчивость к неблагоприятным
биотическим и абиотическим факторам окружающей среды. Однако до сих
пор не ясно, какую именно роль могут играть данные бактерии в
ризобиально-бобовом симбиозе, а также не достаточно изучено их влияние
на нут в условиях засоленных почв. В связи с этим поиск эффективных
солеустойчивых штаммов клубеньковых бактерий и псевдомонад, изучение
их влияния на нут в условиях засоления и создание на их основе
конкурентоспособных биопрепаратов для улучшения роста и развития нута, а

1

Szabolcs I. Soils and salinization// In: Handbook of Plant and Crop Stress. – Edited by Pessarakli M. – New York: Marcel

Dekker, 1994. – pp. 3-11.

2

Saxena N.P., Johansen. C, Saxena M.C., Silim S.N. Selection for drought and salinity tolerance in cool-season food legumes// In:

Breeding for Tolerance in Cool Season Food Legumes. – Edited by Singh K.B. and Saxena M.C. – Chichester, UK: Wiley, 1993.


background image

– pp. 245-270.

31

также борьбы с его корневыми болезнями в условиях засоленных почв
является актуальной задачей.

Данное диссертационное исследование в определенной степени служит

выполнению задач, предусмотренных в постановлении № 142 Кабинета
Министров Республики Узбекистан от 27 мая 2013 года «О программе
действий по охране окружающей среды Республики Узбекистан на 2013-2017
годы», а также в других нормативно-правовых документах, принятых в
данной сфере.

Соответствие исследования приоритетным направлениям развития

науки и технологий республики.

Данное исследование выполнено в

соответствии с приоритетным направлением развития науки и технологий
республики: V. «Сельское хозяйство, биотехнология, экология и охрана
окружающей среды».

Обзор зарубежных научных исследований по теме диссертации.

Научные исследования, направленные на повышение урожайности нута,
осуществляются в ведущих научных центрах и высших образовательных
учреждениях мира, в том числе в Indian Institute of Pulses Research (Индия),
International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics (Индия), Centre
for Legumes in Mediterranean Agriculture (Австралия), Australian Centre for
International Agricultural Research (Австралия), Agricultural Research Centre at
the Washington State University (США), Crop Development Centre at the
University of Saskatchewan (Канада), Ayub Agricultural Research Institute
(Пакистан), Northwestern Center of Biological Research (Мексика), Pasteur
Institute (Франция), International Center for Agricultural Research in the Dry
Areas (Узбекистан), Ташкентском государственном аграрном университете
(Узбекистан).

В результате исследований, проведенных в мире по повышению

урожайности нута, получены ряд научных результатов, в том числе:
систематизированы данные по генетическому улучшению нута для
повышения урожайности и увеличения количества белка в зерне, а также по
селекции сортов нута, устойчивых к различным болезням (Indian Institute of
Pulses Research); методом селекции созданы устойчивые к засухе и
засолению сорта нута, подобраны активные штаммы клубеньковых бактерий,
благодаря которым в клубеньках нута повышена азотфиксирующая
активность (International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics);
разработаны методы повышения качества зерна бобовых культур, методы
борьбы с их грибными и вирусными болезнями, нематодами и другими
вредителями (Agricultural Research Centre at the Washington State University).

В мире по повышению урожайности нута по ряду приоритетных

направлений

проводятся

исследования,

в том числе: получение

высокоурожайных сортов нута; создание эффективных микробных
сообществ, повышающих урожай нута; изучение азотфиксирующих свойств
бактерий и усиление адаптации ассоциативных и бобово-ризобиальных


background image

симбиозов в условиях засоления; повышение качества зерна нута;
повышение устойчивости нута к биотическим и абиотическим стрессам, как

32

при помощи методов генетической инженерии, так и при помощи
микробиологических методов; поиск эффективных методов борьбы с
болезнями и вредителями нута.

Степень изученности проблемы.

Ранее были изучены некоторые

свойства клубеньковых бактерий семейства

Rhizobiaceae

(Саимназаров, 2003;

Sessitsch et al., 2002; Bouhmouch et. al, 2005; Franzini et al., 2010; Jida, Assefa,
2012; Egamberdieva et al., 2013), а также свойства бактерий рода

Pseudomonas

(Акимова, 2007; Weller, 2007; Лукаткин, 2009; Hassanein, 2009; Egamberdieva,
2012). Установлено, что некоторые виды

Pseudomonas

способны выделять

антибиотические вещества, сидерофоры и переводить нерастворимые
фосфаты в усваиваемую растениями форму (Боронин, 1998). Ризобактерии
изучены с целью использования их в составе биоудобрений (Джуманиязова,
2004; Моргун, 2009; Соколова и др., 2009; Damir et al., 2011). Согласно этим
данным, активные штаммы бактерий семейства

Rhizobiaceae

способны

образовывать устойчивые и очень активные симбиозы с бобовыми
растениями, обеспечивающие растения легкодоступным азотом в достаточно
больших количествах. На основе бактерий рода

Rhizobium

и других родов

семейства

Rhizobiaceae

созданы удобрения («Нитрагин», «Ризобин»,

«Ризоторфин») для различных видов бобовых культур, но применение этих
препаратов на засоленных почвах практически не приносит прибавки урожая,
а в случае поражения растений фитопатогенными грибами не эффективно. В
то же время некоторые представители бактерий рода

Pseudomonas

способны

стимулировать развитие сельскохозяйственных культур (огурцы, пшеница,
хлопчатник), увеличивая солеустойчивость,

минеральное обеспечение

растений, и благодаря биоконтролю фитопатогенных грибов. Стимуляция
обеспечивается различными

физиолого-биохимическими механизмами,

которые описаны в многочисленных научных работах (Боронин, 1998;
Saharan, Nehra, 2011; Deshwal et al., 2013). Эти механизмы включают синтез
фитогормонов,

фосфатмобилизацию

и

биологический

контроль

фитопатогенов. Именно эти

ценные свойства являются причиной

использования некоторых бактерий

рода

Pseudomonas

в составе

биоудобрений.

В научной литературе практически отсутствуют сведения о стимуляции

образования клубеньков, повышении солеустойчивости растений нута и их
урожайности смешанными культурами

Pseudomonas

и

Rhizobium

. Поэтому

необходим поиск новых солеустойчивых ризосферных микроорганизмов,
способных

стимулировать

рост

и

развитие

нута,

обладающих

антагонистическими свойствами по отношению к фитопатогенным
микроорганизмам, вызывающим корневые болезни, и создание на их основе
биопрепаратов для нута, эффективных для применения на засоленных
почвах. Объединение ценных свойств данных микроорганизмов при их


background image

совместном использовании в составе микробиологических удобрений и их
дальнейшее использование в сельскохозяйственной практике позволило бы
получить гораздо более высокие урожаи бобовых, таких как нут, при
выращивании в засоленных почвах. С другой стороны, выращивание нута в

33

засоленных почвах, позволяло бы накапливать азотные соединения и
предохранять почвы от эрозии, благодаря высокой азотфиксирующей
способности ризобий, живущих в симбиозе с растением.

Связь темы диссертации с научно-исследовательскими работами

высшего образовательного учреждения, где выполнена диссертация.

Диссертационное исследование выполнено в рамках плана научно
исследовательских работ прикладных и международных проектов
Национального университета Узбекистана: «Identification of genetic variation
and effective plant-microbe association for salt tolerance in chickpea» Thalwitz
Memorial Scholarship IFAR – World bank grant (2011-2012 гг.); ИДТ-9-01.
«Разработка агротехники применения нового, конкурентоспособного и
ресурсосберегающего микробиопрепарата в сельскохозяйственной практике»
(2012-2014 гг.); И-2012-30. «Внедрение новых микробиологических
препаратов для повышения урожайности растений и плодородия почв в
условиях Республики Каракалпакстан» (2012-2014 гг.).

Целью исследования

является создание эффективного биопрепарата на

основе ростстимулирующих ризосферных микроорганизмов для повышения
урожайности нута в условиях засоления.

Задачи исследования

:

поиск и выделение бактерий из клубеньков и ризосферы нута, скрининг

активных штаммов по солеустойчивости и ростстимулирующей способности;
изучить морфолого-культуральные и физиолого-биохимические свойства
ростстимулирующих ризобактерий нута, идентифицировать отобранные
штаммы;

определить оптимальные условия культивирования активных штаммов;

изучить выживаемость ростстимулирующих ризобактерий на корнях нута в
засоленных почвах, определить их фитогормональную, нитрогеназную и
антифунгальную активность;

изучить антифунгальные свойства ростстимулирующих ризобактерий по

отношению к фитопатогенам нута - продуцирование гидролитических
ферментов, НCN и сидерофоров;

изучить хемотаксис ризобактерий к корневым экссудатам нута, как

основопологающий фактор их взаимодействия;

разработать новый биопрепарат на основе эффективных штаммов

солеустойчивых ростстимулирующих ризобактерий нута. Изучить влияние
биопрепарата на рост, развитие, урожайность нута и его эффективность в
борьбе с фузариозным вилтом нута в полевых условиях на засоленных
почвах;

разработать

биотехнологию

получения

и

применения нового


background image

биопрепарата - лабораторный регламент, технологическую схему на
производство и практические рекомендации по использованию биопрепарата
в сельском хозяйстве при выращивании нута;

определить биологическую и экономическую эффективность нового

биопрепарата при возделывании нута на засоленных почвах.

Объектом

исследования

служили представители бактерий семейства

34

Rhizobiaceae

, выделенные из клубеньков нута, выращиваемого на территории

Республики

Узбекистан;

штамм

Rhizobium

sp.-IC53

любезно

предоставленный доктором Subramaniam Gopalakrishnan из Международного
Института исследования сельскохозяйственных культур в полузасушливых
тропиках (ICRISAT, Патанчеру, Хайдарабад, Индия), за что выражаем ему
свою искреннюю благодарность; бактерии рода

Pseudomonas

, выделенные из

ризосферы нута, выращенного в различных областях Республики Узбекистан,
а также 29 сортов нута, из которых местные сорта: «

Jaxongir

», «

Xalima

»,

«

Uzbekiston

-32», «

Lazzat

», «

Zimistoni

», «

Muqtadir

», «

Hisor

-32», «

Miroz

»,

«

CIEW

-45», «

Sino

»; импортные сорта: «

Flip

1-01», «

Flip

1-04», «

Flip

1-05»,

«

Flip

1-19», «

Flip

1-21», «

Flip

1-22», «

Flip

1-29», «

Flip

1-31», «

Flip

1- 33»,

«

Flip

03-102c», «

Flip

05-59c», «

Flip

03-74», «

Flip

06-102c», «

Flip

06-66», «

Flip

05-65», «

Flip

06-124c», «

Flip

06-80c», «

Flip

03-27c», «

Flip

06-155c», любезно

предоставленные доктором Ram Sharma из Международного Центра
сельскохозяйственных исследований в засушливых районах (ICARDA).

Предметом исследования

являлось выделение бактерий из клубеньков

и ризосферы нута, проведение скрининга, определение влияния отобранных
штаммов микроорганизмов на рост и развитие нута в засоленных почвах;
установление факторов, влияющих на стимуляцию роста и развития нута и
биологический контроль его корневых болезней солеустойчивыми штаммами
бактерий родов

Pseudomonas

и

Mesorhizobium

, используемых для создания

биопрепарата; разработка лабораторного регламента получения биопрепарата
и испытание его в производственных условиях; оптимизация условий
применения биопрепарата, повышающего урожайность нута и защищающего
его от корневых болезней в условиях почвенного засоления.

Методы исследования.

При проведении исследований использовали

микробиологические, биотехнологические, биохимические, спектрофото
метрические, молекулярно-биологические, хроматографические, агрохими
ческие и биометрические методы.

Научная новизна исследования

заключается в следующем: из

клубеньков и ризосферы нута, выращенного в засоленных почвах, выделены
ростстимулирующие штаммы бактерий, относящиеся к родам

Pseudomonas

и

Mesorhizobium

, которые методом определения последовательности

нуклеотидного состава 16S рРНК отнесены соответственно к

Pseudomonas

chlororaphis

- 66 и

Mesorhizobium ciceri

- 4; получены

рифампицин-резистентные штаммы этих бактерий, благодаря которым
удалось определить их колонизирующие способности в корневой системе


background image

нута;

впервые установлено, что

P. chlororaphis

-66 способствует активному

клубенькообразованию у нута, а также повышает его иммунитет,
продуктивность и устойчивость к фитопатогенным грибам;

изучены различные свойства штаммов

M. ciceri

-4 и

P. chlororaphis

-66,

влияющие на рост и развитие нута, а также факторы, отвечающие за
биологический контроль фитопатогенных грибов, вызывающих корневые
болезни нута;

35

впервые установлено, что различные сорта нута синтезируют экссудаты

различной природы (сахара, кислоты, аминокислоты) в различных
количествах и секретируют их через корневую систему;

путём фракционирования корневых экссудатов на колонке с

ионообменной смолой Dowex, получены 3 фракции: катионная (гистидин,
аргинин, лизин, цистеин, серин, глицин, аспарагиновая кислота, лейцин,
изолейцин и аланин), анионная (глюконовая, галактоновая и маннуроновая
кислоты), нейтральная (глюкоза, галактоза, арабиноза, ксилоза и рибоза);

определено, что аттрагирующая способность отдельных фракций (зоны

аттракции (см): катионная-1,0; анионная-0,6; нейтральная-0,8) ниже, чем
суммарная (зона аттракции – 2,8 см). Смесь катионной и нейтральной
фракций обладает более высокой аттрагирующей способностью, чем смесь
катионной и анионной и смесь анионной и нейтральной фракций;

впервые на основе отобранных штаммов

Pseudomonas chlororaphis-

66 и

Mesorhizobium ciceri-

4 разработан новый биопрепарат «Псевдоризобин».

Практические результаты исследования

заключаются в следующем:

разработан лабораторный регламент получения биопрепарата
«Псевдоризобин», который апробирован в производственных условиях ООО
«Био-Ўғит» и ООО «Mangit mineral», выпущен опытный образец
биопрепарата в количестве 1000 кг;

разработаны рекомендации «Применение биопрепарата Псевдоризобин

при посеве нута в засоленных почвах».

Достоверность результатов исследования

обосновывается тем, что

каждый эксперимент исследования проведён не менее чем в 3 повторностях,
что позволило найти средний наиболее достоверный и стабильный результат.
Статистическую обработку экспериментальных данных осуществляли c
помощью компьютерной программы STATISTICA 6.0 и стандартными
методами расчета ошибок, средних, доверительных интервалов, стандартных
отклонений. При выборе подходящего метода математического анализа,
применённого к результатам конкретного эксперимента, руководствовались
рекомендациями, приведенными в соответствующей литературе. Для
определения статистической значимости результатов, вычисляли t-критерий
Стьюдента.

Научная и практическая значимость результатов исследования.

Научная значимость результатов исследования заключается в изучении роли


background image

бактерий рода

Pseudomonas

и

Mesorhizobium

в стимуляции роста и развития,

и защите нута от корневых болезней в условиях засоления.

Практическая значимость работы заключается в том, что в полевых

условиях проведён скрининг различных сортов нута (

Cicer arietinum

L.) по

устойчивости к засолению почвы. Многие из испытываемых сортов нута
никогда ранее не выращивали в условиях Узбекистана. В результате
отобраны наиболее солеустойчивые сорта нута, которые использовали для
проверки эффективности биопрепарата «Псевдоризобин» в условиях
естественного засоления на территории Республики Каракалпакстан.
Созданный комплексный микробиологический препарат «Псевдоризобин»

36

для нута на основе ассоциации из солеустойчивых ризосферных
микроорганизмов способствует росту, развитию и повышению урожайности
нута, а также защищает его от фитопатогенных грибов, вызывающих
корневые гнили в условиях засоления. Разработана специальная технология
получения данного биопрепарата. Установлено, что использование
биопрепарата «Псевдоризобин» позволяет выращивать нут на засоленных
почвах и получать при этом высокие урожаи, особенно если использовать
при этом рекомендованные в диссертации солеустойчивые сорта нута.
Выращивание солеустойчивых сортов нута с применением биопрепарата
«Псевдоризобин» позволяет использовать уже пришедшие в негодность
засоленные почвы. Разработанная технологическая схема может быть
использована как модель для создания новых микробных препаратов для
сельского хозяйства.

Внедрение результатов исследования.

Биопрепарат «Псевдоризобин»

7,7 млрд. кл/мл (

Pseudomonas chlororaphis

-66 – 4 млрд. кл/мл,

Mesorhizobium

ciceri

-4 – 3,7 млрд. кл/мл) зарегистрирован на заседании Госхимкомиссии РУз

и включён в «Список пестицидов и агрохимикатов, разрешённых для
применения в сельском хозяйстве Республики Узбекистан» (2-6/1-33 от
09.03.2016).

Эффективность

биопрепарата

«Псевдоризобин» против

фузариозного вилта нута составила 83,3%. «Псевдоризобин» способствовал
повышению урожайности нута в условиях засоления на 22%.

Апробация

результатов

исследования.

Основные

положения

диссертации представлены на 2-й Азиатской конференции PGPR «Plant
Growth-Promoting Rhizobacteria (PGPR) for sustainable agriculture» (Китай,
Пекин, 2011), VII Международной научно-практической конференции
«Аграрная наука - сельскому хозяйству» (Россия, Барнаул, 2012),
Республиканской научно-практической конференции «Яйловлардан оқилона
фойдаланиш ва муҳофаза қилишнинг институционал масалалари» (Ташкент,
2013), научно-практическом семинаре, посвящённом Всемирному Дню
охраны окружающей среды «Охрана окружающей среды в Узбекистане: её
состояние в настоящие дни и пути развития» (Ташкент, 2013),
Республиканской научно-практической конференции «Почвенные ресурсы
Узбекистана: состояние, охрана и перспективы их рационального


background image

использования» (Ташкент, 2013), Regional conference of young scientists
«Recent trends in physical & biological sciences» (Индия, Бангалор, 2014), XXI
Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых
учёных «Ломоносов -2014» (Россия, Москва, 2014), 20th World Congress of
Soil Science (Корея, 2014), XXII Международной научной конференции
студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2015» (Россия,
Москва, 2015), научно-практическом семинаре «Soils of Uzbekistan and
resource saving technologies of improvement of their fertility» (Ташкент, 2015),
Республиканском научно-практическом семинаре «Атроф муҳитни ўзгариши
шароитида ер ресурсларини муҳофаза қилиш ва улардан оқилона
фойдаланиш масалалари» (Ташкент, 2016).

Опубликованность результатов исследования.

По теме диссертации

37

опубликованы всего 29 научных работ. Из них 16 научных статей, в том числе

13 в республиканских и 3 в зарубежных журналах рекомендованных Высшей
аттестационной комиссией Республики Узбекистан для публикации основных
научных результатов докторских диссертаций.

Структура и объём диссертации.

Структура диссертации состоит из

введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы,
приложений. Объем диссертации составляет 160 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении

обосновывается актуальность и востребованность

проведенного исследования, цель и задачи исследования, характеризуются
объект и предмет, показано соответствие исследования приоритетным
направлениям развития науки и технологий республики, излагаются научная
новизна и практические результаты исследования, раскрываются научная и
практическая значимость полученных результатов, внедрение в практику
результатов исследования, сведения по опубликованным работам и структуре
диссертации.

В первой главе диссертации «

Обзор литературных данных по

преодолению солевого стресса и борьбе с заболеваниями нута при
помощи ризосферных и клубеньковых бактерий родов

Pseudomonas

и

Rhizobium

» приведён анализ современного состояния исследований в

области создания биопрепаратов для биологической защиты растений от
болезней и повышения урожайности сельскохозяйственных культур,
рассматриваются перспективы использования бактерий родов

Pseudomonas

и

Rhizobium

в качестве биологических стимуляторов роста растений, а также

агентов биологического контроля фитопатогенных микроорганизмов,
рассматривается проблема почвенного засоления и его влияние на рост и
развитие нута, перспективы использования микроорганизмов для ослабления
солевого стресса у растений, механизмы стимуляции роста, биологического
контроля и ослабления солевого стресса растений ростстимулирующими


background image

ризобактериями, а также современные биотехнологические подходы в
переработке отходов животноводства и птицеводства в биоудобрение.

Во второй главе диссертации «

Методы изучения морфолого

культуральных, физиолого-биохимических, ростстимулирующих и
биоконтрольных свойств бактерий»

описаны материалы и методы

исследования.

Скрининг различных сортов нута по солеустойчивости проводили

проращиванием семян (с добавлением 50 и 100 ммоль NaCl), выращиванием
растений в гнотобиотической системе с песком (с добавлением 50 и 100
ммоль NaCl) и выращиванием растений в горшках с засоленной почвой,
взятой с глубины пашни (0-40 см) орошаемого сельскохозяйственного поля,
подвергнутого засолению.

Для выделения бактерий, являющихся конкурентоспособными

колонизаторами корней нута использовали метод обогащения (Kamilova et

38

al., 2005). В результате выделено 10 штаммов бактерий. Исследованы

морфолого-культуральные и физиолого-биохимические свойства штаммов.
Согласно изученным свойствам, 10 штаммов отнесены к роду

Pseudomonas

.

Штаммы клубеньковых бактерий выделены из крупных розовых

клубеньков нута, для чего их поверхностно стерилизовали, измельчали и
делали посев полученной суспензии на питательную среду YMA. Штаммы
расчищали методом предельных разведений (Звягинцев, 1991). Для проверки
чистоты выделенной культуры использовали характерный тест для
клубеньковых бактерий – рост на лакмус-молоке (Теппер и др., 1991).

Для проверки влияния различных отобранных штаммов

Rhizobium

и

Pseudomonas

sp.-66 на рост и развитие нута в 2012–2014 гг. проведены

полевые эксперименты в условиях экспериментальной станции Ташкентского
государственного аграрного университета. Семена инокулировали влажным
(50%) биогумусом со смесью штаммов (титр клеток не менее 1х10

8

кл/г)

затем высевали в почву.

Для идентификации отобранных ростстимулирующих штаммов

Pseudomonas

sp.-66 и

Rhizobium

sp.-4 использовали 16S рРНК анализ. 16S

рРНК амплифицирована при помощи полимеразно-цепной реакции (ПЦР) с
использованием прямого 16SF: 5’-GAGTTTGATCCTGGCTCAG-3’ и
обратного 16SR: 5’-GAAAGGAGGTGATCCAGCC-3’ праймеров.

Определение культуральных и физиолого-биохимических свойств

штаммов бактерий проводили по стандартным методикам (Герхардт, 1984;
Нетрусов и др., 2005; Смирнов, Киприанова, 1990; Vincent, 1970).

Исследованы свойства штаммов

Pseudomonas

sp.-66 и

Rhizobium

sp.-4,

способствующие

стимуляции

роста

и

развития

растений

нута.

Продуцирование индолил 3-уксусной кислоты (ИУК) изучали методом Bano
и Musarrat (2003).

Для измерения роста на 1-аминоциклопропан-1-карбоновой кислоте

(АЦК) в качестве единственного источника азота, бактериальные штаммы


background image

инкубировали на соответствующих средах (для

Mesorhizobium

- YMA без

добавления дрожжевого экстракта, для

Pseudomonas

– безпептонный агар), с

добавлением в среду АЦК как единственного источника азота.

Способность штаммов к растворению нерастворимых фосфатов

оценивали на среде Г.С. Муромцева с добавлением Ca

3

(PO

4

)

2

, или FePO

4

, или

AlPO

4

в качестве нерастворимых фосфатов.

Для определения нитрогеназной активности интактной бобово ризобиальной

системы применяли ацетиленовый метод. Количество образовавшегося

этилена определяли при помощи пламенно-ионизационного детектора на

газовом хроматографе Chrom-5 (Чехия) (Теппер и др., 1993).

При изучении у штаммов псевдомонад и ризобий способности к

биологическому контролю фитопатогенных грибов, вызывающих корневые
болезни нута в условиях засоления, использовали грибы

Fusarium oxysporum

f. sp. ciceris,

Fusarium verticillioides

,

Fusarium oxysporum

f. sp.

vasinfectum

,

Fusarium solani

,

Rhizoctonia solani

,

Alternaria alternata

. Для проверки

антагонистической активности по отношению к фитопатогенным грибам

39

использовали штаммы бактерий: KR 083, KR 076, 3612, Ep 14, Tivi 7, Rif ep
17, Rube 1326, BB-135, TSAU-20 из коллекции кафедры микробиологии и
биотехнологии НУУз, и штаммы

Mesorhizobium ciceri

-4,

Rhizobium

sp.-6,

Rhizobium

sp.-9,

Pseudomonas chlororaphis

-66, выделенные из ризосферы

нута, а также штамм

Rhizobium

sp. IC-53, предоставленный доктором

Subramaniam

Gopalakrishnan

(ICRISAT,

Индия).

Антагонистическая

активность бактерий по отношению к грибам проверена методом агаровых
блоков. Поставлены лабораторные эксперименты, в которых семена
инокулировали бактериальными штаммами (титр клеток 1х10

8

КОЕ/мл) и

засевали в заранее заражённую спорами грибов почву (3,0х10

7

спор/кг

почвы).

Для проверки продуцирования HCN штаммами использовали метод

Castric (1975). Для определения хитинолитической активности штаммов
использовали метод Moreal и Relse (1969). Наличие липазной активности у
бактериальных штаммов проверяли методом теста на индикаторе липазы
Твина (Tween). Продуцирование протеазы определяли при культивировании
штаммов на ТСА/20 (одна двадцатая часть трипсинового соевого бульона с
1,5% агара) с добавлением снятого молока до конечной концентрации 5%.
Кольцо,

появляющееся

вокруг

колоний

на

первый-второй

день

культивирования, указывало на присутствие внеклеточной протеазы (Brown,
Foster, 1970).

Глюканазная активность исследована при использовании лишайникового

глуканового субстрата, образование чистых зон указывало на разрушение
субстрата (Walsh, 1995).

Целлюлазная активность обнаружена при использовании в качестве

субстрата КМЦ (карбоксиметил целлюлозы) (Hankin, Anagnostakis, 1977).
Для определения у штаммов способности продуцировать сидерофоры


background image

использовали метод Schwyn и Neilands (1987).

Для проверки и оценки конкурентоспособности

Mesorhizobium ciceri-4

в

колонизации корня нута против штамма

Pseudomonas chlororaphis-66

,

использовали рифампицин-резистентный штамм

Pseudomonas chlororaphis

66R (рифампицин 200 мкг/мл).

Для исследования хемотаксиса бактерий к корневым экссудатам нута

собирали корневые экссудаты проростков нута путём выращивания их в
эксикаторе с дистиллированной водой. Экссудаты концентрировали в
вакууме, разделяли с использованием различных форм ионообменной смолы
типа Dowex. Для хемотаксиса использовали модифицированный метод Adler
(1972).

Для оценки влияния биопрепарата «Псевдоризобин» на урожайность

нута, проведён полевой эксперимент в условиях засоленных почв
Амударьинского

района

Республики

Каракалпакстан.

Почва

на

экспериментальном поле имела электрическую проводимость (ЭП) – 568
мСм/м (миллисименс/метр). Почвы, имеющие ЭП выше 400 мСм/м,
считаются засоленными (Райан и др., 2002).

40

В третьей главе диссертации «

Изучение морфолого-культуральных,

физиолого-биохимических, ростстимулирующих и биоконтрольных
свойств бактерий

Pseudomonas chlororaphis

-66 и

Mesorhizobium ciceri

-4

»

приведены результаты, показывающие возможность применения штаммов

Pseudomonas chlororaphis

-66 и

Mesorhizobium ciceri

-4 для улучшения роста и

развития нута, и борьбы с грибами, вызывающими корневые болезни нута в
условиях засоления.

Скрининг некоторых генотипов нута по устойчивости к засолению

Исследовано влияние засоления на прорастание семян различных сортов
нута. Установлено, что исследованные 29 сортов нута различаются по своей
устойчивости к различным уровням засоления. Снижение энергии
прорастания семян (на 10 день после посева), по сравнению с контрольным
вариантом, было ниже 25% для «

Sino

», «

Flip

1-01», «

Flip

1-04», «

Flip

1-05»,

«

Flip

1-19», «

Flip

03-27c», «

Flip

06-155c». Семена нута сортов «

Jahongir

»,

«

Uzbekiston

-32», «

Lazzat

», «

Zimistoni

», «

Flip

1-22», «

Flip

1-31», «

CIEW

-45» и

«

Flip

06-80c» показали лучшую всхожесть (40-45%) при концентрации соли

100 ммоль, чем другие сорта. Исследованы рост и образование клубеньков у
различных сортов нута в засоленной почве. Из 29 сортов нута, отобраны 7
(«

Jahongir

», «

Uzbekiston

-32», «

Lazzat

», «

Xalima

», «

Miroz

», «

Flip

1-33» и

«

CIEW

-45»), как наиболее солеустойчивые.

Исходя из результатов исследования, следует, что для достижения

наибольшей симбиотической эффективности в условиях засоления,
обязательно следует учитывать сорта растения.


background image

Скрининг бактерий, способных стимулировать рост и развитие нута

Выделение и скрининг бактерий рода Pseudomonas

Эффективные колонизаторы могут быть получены после инокуляции

проростков смесью различных бактерий и выращивания проростков в
гнотобиотической системе с песком. Повторение этого метода улучшает
способность этих бактерий колонизировать корни.

В настоящем исследовании, мы использовали метод обогащения для

отбора солеустойчивых бактерий рода

Pseudomonas

, колонизирующих корни

нута. После третьего цикла обогащения, отобраны десять лучших
колонизаторов корней нута. Изучены морфологические и физиолого

биохимические свойства штаммов, которые позволили отнести выделенные

штаммы к роду

Pseudomonas

.

Проведён скрининг данных штаммов по способности стимулировать

рост и развитие нута. Штамм

Pseudomonas

sp.-66 обладал наиболее ярко

выраженной ростстимулирующей активностью в отношении нута.

Выделение и скрининг бактерий рода Rhizobium

Нами выделено 10 штаммов бактерий из клубеньков нута. Один штамм -

Rhizobium

sp. IC-53 предоставлен доктором Subramaniam Gopalakrishnan

(ICRISAT, Индия). Бактерии активно росли на среде YMA и образовывали на

41

3 день бесцветные и молочно-белые слизистые колонии, что соответствует

внешнему виду колоний клубеньковых бактерий. Бактерии при росте на
лакмус-молоке на 10-14-е сутки подщелачивали его, при этом оно слегка
синело, и образовывали светлое кольцо – сывороточную зону. Все штаммы
дали положительный результат при росте на лакмус-молоке и были отнесены
к клубеньковым бактериям семейства

Rhizobiaceae

.

Проведён скрининг выделенных штаммов по их способности

образовывать клубеньки на корнях и влиять на рост и развитие нута
посредством предпосевной инокуляции семян (рис.1). В результате
скрининга штаммы

Rhizobium

sp

.

-4,

Rhizobium

sp. IC-53,

Rhizobium

sp

.

-6 и

Rhizobium

sp

.

-9 отобраны для дальнейших экспериментов, как наиболее

активные и вирулентные.


background image

Примечание

: *- статистически значимо при р≤0,05

Рис. 1. Образование клубеньков различными штаммами клубеньковых

бактерий на корнях нута сорта «

Xalima

».

Влияние различных штаммов отобранных бактерий на рост и развитие

нута в полевых условиях

Для проверки эффективности инокуляции семян нута отобранными

штаммами бактерий на рост и развитие нута, в 2012-2014 гг. проведены
полевые испытания на экспериментальной станции при Ташкентском
государственном аграрном университете (табл. 1).

Все отобранные штаммы клубеньковых бактерий:

Rhizobium

sp.-4,

Rhizobium

sp.-6,

Rhizobium

sp.-9,

Rhizobium

sp.-IC53, способствовали

улучшению роста и развития, а также повышению урожайности различных
сортов нута, но после совместной инокуляции семян штаммами

Rhizobium

и

42


background image

43


background image

Pseudomonas

sp.-66 количество клубеньков на корнях нута значительно

возрастало по сравнению с одинарной инокуляцией. Так, например, после
одиночной инокуляции семян штаммом

Rhizobium

sp.-4 количество

клубеньков увеличилось на 67,2%, а после коинокуляции с

Rhizobium

sp.-4 и

Pseudomonas

sp.-66 – на 77,4% по сравнению с контролем. Коинокуляция

семян нута двумя штаммами оказалась более эффективной, чем одиночная
инокуляция и в увеличении длины стеблей и корней нута. Так, после
инокуляции семян только штаммом

Rhizobium

sp.-4 высота стеблей и длина

корней растений нута увеличилась на 17,3 и 10,8%, а после коинокуляции
семян штаммами

Rhizobium

sp.-4 и

Pseudomonas

sp.-66 эти показатели

увеличились на 22,6 и 28,6%, соответственно, по сравнению с контролем.

Таким образом, сочетание бактерий

Rhizobium

sp.-4 и

Pseudomonas

sp.-

66 является наиболее эффективным при коинокуляции семян нута и
способствует активному росту и развитию растений, а также повышает
урожайность нута на 2,3 - 4,37 ц/га по сравнению с контролем.

Идентификация отобранных штаммов бактерий

Для идентификации выбран наиболее активный штамм

Pseudomonas

sp.-

66, способный активно стимулировать рост и развитие нута, и
идентифицирован при помощи анализа генов 16S рРНК. В результате анализа
определена часть нуклеотидной последовательности ДНК штамма

Pseudomonas

sp.-66, которая оказалась на 99% идентичной виду бактерии

Pseudomonas chlororaphis

ATCC 9446 (accession number AF094723) по

данным GenBank

.

Штамм

Pseudomonas

sp.-66 идентифицирован как

Pseudomonas chlororaphis-

66 и зарегистрирован в GenBank под номером

KX012005 (

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/KX012005?report=GenBank

).

Как наиболее эффективный по отношению к росту и развитию нута, штамм
клубеньковых бактерий

Rhizobium

sp.-4 идентифицирован при помощи 16S

рРНК анализа. В результате анализа определена часть нуклеотидной
последовательности ДНК штамма

Rhizobium

sp.-4, которая оказалась на 99%

идентичной виду бактерии

Mesorhizobium ciceri

ca181 (accession number

NZ_CM002796.1)

по

данным

GenBank

.

Штамм

Rhizobium

sp.-4

идентифицирован как

Mesorhizobium ciceri-

4 и зарегистрирован в GenBank

под

номером

KX012006

(

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/KX012006?report=GenBank

)

.

Морфолого-культуральные и физиолого-биохимические свойства штаммов

Pseudomonas chlororaphis

-66 и

Mesorhizobium ciceri

-4

Морфология колоний штамма

Pseudomonas chlororaphis-

66 при росте на

плотной питательной среде: 1) на МПА - колонии округлые с ровными
краями, гладкие, слабовыпуклые, непрозрачные, зелёные в центре с более
светлой окантовкой, слизистой консистенции, диаметром 5-6 мм,
наблюдается

образование

жёлто-зелёного,

флуоресцирующего,

диффундирующего в среду пигмента. Молодые колонии беловатые, зелёный
пигмент появляется с увеличением возраста культуры. 2) на МПА с 2%


background image

44

глицерина - колонии крупнее, интенсивнее окрашены, чем на МПА, более
интенсивная диффузия в среду жёлто-зелёного пигмента; 3) на Кинг Б -
образуется жёлто-зеленый, флуоресцирующий пигмент.

При росте в жидкой среде (МПБ) штамм

Pseudomonas chlororaphis

-66

образует тонкую, сплошную складчатую плёнку, а на скошенном агаре
(МПА) штрих обильный, сплошной с ровным краем.

Клетки штамма

Pseudomonas chlororaphis

-66 представляют собой

подвижные, прямые, мелкие, грамотрицательные, аэробные палочки,
размером 1,6-1,7 х 0,6-0,8 мкм. Штамм продуцирует флуоресцирующий
пигмент, диффундирующий в среду. При 42°С рост отсутствует. Рост при 4°С
есть, но крайне медленный. Реакция на каталазу и оксидазу положительная.
Способностью к денитрификации не обладает. Аргининдегидролазу образует.
Леван из сахарозы образует. Желатину, лецитин и крахмал гидролизует.

Для своего роста штамм

Pseudomonas chlororaphis

-66 способен

использовать различные источники углерода:

глюкоза, арабиноза

,

ксилоза,

сахароза, мальтоза, раффиноза, фруктоза, рамноза, галактоза, глицерин,
бутанол, гексанол, маннит, пропионовая кислота, антраниловая кислота,
янтарная кислота, α-кетоглутаровая кислота, ацетат, пируват, лактат, цитрат,
L-тирозин

,

D,L-лейцин, L-аргинин

,

D,L-аланин

,

D,L-валин

,

D,L-триптофан

,

L-пролин

,

D,L-лизин

,

D,L-серин, L-аспарагин, фенилаланин.

При росте на

глюкозе, ксилозе, арабинозе, сахарозе, фруктозе и галактозе штамм образует
кислоту.

Выявлено, что у штамма

Pseudomonas chlororaphis

-66 отсутствует

антагонистическая активность по отношению к

Mesorhizobium ciceri

-4.

Клетки пятидневной культуры

Mesorhizobium ciceri

-4 имеют палочковидную

форму размером 1,4-1,6 х 0,3-0,5 мкм. Штамм грамотрицательный,
облигатный аэроб. Колонии клеток на агаризованных средах (нутовый,
гороховый агары, YMA) однотипные, круглые с ровным чётким контуром,
блестящие, беловато-прозрачные, выпуклые, слизистые, до 2,0-2,5 мм в
диаметре на 2-3 день при температуре инкубации 30°С.

Рост при 4°С есть, но

крайне медленный.

Штамм способен расти на МПА, желатину не

гидролизует, крахмал не гидролизует, на агаре с казеином не имеет
амилазной и оксидазной активности, денитрификацией не обладает, обладает
уреазной и каталазной активностью, подкисляет среду при выращивании на
обезжиренном стерильном молоке, не продуцирует флуоресцентных и
феназиновых пигментов. Штамм способен использовать следующие
источники углерода: сахарозу, глюкозу, арабинозу, ксилозу, рамнозу, мальтозу,
лактозу, маннит, сорбит, дульцит, а в качестве источников азота: аммонийный,
нитратный, амидный азот. Штамм изменял цвет среды YMA с добавлением
бромтимола синего в жёлтый, что указывает на то, что штамм вырабатывает
кислоту.

У штамма

Mesorhizobium ciceri

-4 отсутствует антагонистическая

активность по отношению к

Pseudomonas chlororaphis

-66.


background image

45

Оптимальные условия культивирования штаммов

Проверены оптимальные условия культивирования штаммов

Pseudomonas chlororaphis

-66 и

Mesorhizobium ciceri

-4. В частности выявлено,

что оба штамма способны расти при концентрации 4% NaCl.

Оптимальной температурой выращивания штамма

Pseudomonas

chlororaphis

-66 является 34°С, а штамма

Mesorhizobium ciceri

-4 - 30°С.

Оптимальное значение pH для роста штамма

Pseudomonas chlororaphis

66 –

6,2-7,5, а для штамма

Mesorhizobium ciceri

-4 – 6,0-7,5.

Ростстимулирующие свойства штаммов Pseudomonas chlororaphis-66 и

Mesorhizobium ciceri-4

Изучены следующие свойства штаммов: продуцирование ИУК, АЦК

деаминазная активность, растворение нерастворимых фосфатов и
азотфиксирующая активность.

В результате экспериментов обнаружено, что штаммы синтезируют

фитогормон ИУК, как в присутствии триптофана, так и в его отсутствии.
Наиболее активный синтез происходит в среде, не содержащей NaCl, однако
ИУК продолжает продуцироваться и при концентрации NaCl 4% (рис. 2).


background image

background image

background image

background image

background image

background image

background image

background image

background image

background image

background image

background image

background image

background image

background image

а б

Примечание

: *- статистически значимо при р≤0,05

Рис. 2. Продуцирование ИУК штаммами бактерий с добавлением и без

добавления триптофана в присутствии различных концентраций NaCl через 7

дней культивирования: а)

P. chlororaphis-

66, б)

M. ciceri

-4

Штаммы

Pseudomonas chlororaphis-

66 и

Mesorhizobium ciceri-

4 способны

растворять Ca

3

(PO

4

)

2

, FePO

4

, AlPO

4

, при культивировании, как на плотной

питательной среде Муромцева, так и на жидкой питательной среде NBRIP в
присутствии 1,5% NaCl (табл. 2).

Для проверки азотфиксирующей способности клубеньковых бактерий в

форме бактероидов проверена нитрогеназная активность интактной бобово
ризобиальной системы после инокуляции семян различных сортов штаммом

Mesorhizobium ciceri

-4, а также сочетанием штаммов

Mesorhizobium ciceri-

4 и

Pseudomonas chlororaphis

-66.


background image

46

Таблица 2

Растворение нерастворимых фосфатов штаммами

P.chlororaphis

-66 и

M. ciceri-

4

Штамм

Ca

3

(PO

4

)

2

FePO

4

AlPO

4

Плотн

ая

среда⃰

Жидк

ая

среда⃰ ⃰

Плотн

ая

среда

Жидк

ая

среда

Плотн

ая

среда

Жидк

ая

среда

P. chlororaphis-

66

156

2,19

143

1,47

0

1,29

M. ciceri

-4

135

2,09

126

1,23

0

1,33


Примечания

: * Оценка по методу зон просветления, мм

2

.

**Средняя кратность превышения концентрации фосфатов в сравнении с контрольной
средой.

При коинокуляции семян нута двумя штаммами, нитрогеназная

активность интактной бобово-ризобиальной системы у всех сортов нута
повысилась по сравнению с моноинокуляцией штаммом

Mesorhizobium

ciceri-

4 (табл. 3).

Таблица 3

Нитрогеназная активность интактной бобово-ризобиальной системы

при одиночной инокуляции семян штаммом

M. ciceri

-4 и при совместной

инокуляции штаммами

M. ciceri-

4 и

P. chlororaphis

-66

Сорт нута

M. ciceri

-4

M. ciceri-

4 +

P. chlororaphis

-66

Число

клубеньков

на корнях

растения, шт.

Нитрогеназн

ая

активность,

мкг N

2

/раст./час

Число

клубеньков

на корнях

растения, шт.

Нитрогеназн

ая

активность,

мкг N

2

/раст./час

Xalima

49±3,90*

47±4,10*

72±4,98*

63±4,98*

Uzbekiston

-32

18±2,37

26±3,22

31±3,22

41±3,58

Lazzat

45±3,22

42±3,90

59±4,10

58±4,73

Miroz

24±3,22

19±2,37

35±3,22

36±3,22

Jahongir

33±3,58

37±3,22

49±3,90

54±3,90

CIEW

-45

48±3,90*

51±4,10*

63±4,98*

65±4,73

Flip

1-31

15±2,37

25±3,22

26±3,22

47±3,90


background image

Примечание

: *- статистически значимо при р≤0,05

Результаты исследований свидетельствуют о том, что штаммы

Mesorhizobium ciceri-

4 и

Pseudomonas chlororaphis

-66 образуют эффективный

симбиоз с растениями нута.

Ингибирование роста фитопатогенных грибов, вызывающих корневые

болезни нута, при помощи PGPR

Проверена способность исследуемых бактерий к ингибированию роста

фитопатогенных грибов. Все исследуемые штаммы обладали более или менее
выраженной

антагонистической

активностью

по

отношению

к

фитопатогенам, о чём свидетельствует образование зон ингибирования роста
гриба вокруг бактериальной колонии (табл. 4).

Особо выделяются штаммы

Mesorhizobium ciceri

-4 и

Pseudomonas

chlororaphis

-66, которые обладают повышенным антагонизмом ко всем

исследуемым видам грибов.

47

Таблица 4

Ингибирование роста фитопатогенных грибов бактериями

(радиус зоны ингибирования, мм)

Бактериальные

штаммы

Фитопатогенные грибы

Fusarium

oxysporu

m

f.sp.

ciceris

Fusarium

verticillioide

s

Fusarium

oxysporu

m

f. sp.

vasinfectum

Rhizocton

ia solani

Fusariu

m

solani

Alternar

ia

alternat

a

KR 083

-

20±1,79

18±0,89

32±2,68*

-

23±1,79

M. ciceri-

4

28±1,55

30±2,37*

31±2,37*

16±1,79

29±3,22* 34±2,37*

3612

16±1,55

29±2,37*

32±2,37

-

31±2,37 30±2,37*

Ep 14

-

16±1,55

26±1,55

15±0,89

30±2,37 31±2,37*

Tivi 7

-

18±1,79

33±2,37*

35±2,37

-

25±1,55

KR 076

-

14±0,89

-

30±2,37

27±1,79 29±2,37*

Rhizobium

sp.-6

-

23±2,37*

23±1,55

22±1,55

14±0,89

23±1,55

Rif ep17

16±1,79

-

22±1,79

22±1,79

25±1,55

-

Rhizobium

sp.-9

25±1,55

15±0,89

35±2,37*

26±1,79

26±1,79

5±0,89

Rube 1326

18±1,55

-

20±1,55

24±1,55

22±1,55

17±1,79

P. chlororaphis-66

32±2,37*

23±1,55

34±2,37*

24±1,79

33±2,37 29±2,37*

BB-135

25±2,37*

-

22±1,55

19±1,55

16±1,79

22±1,55


background image

TSAU-20

21±1,79

-

21±1,79

22±1,79

32±2,37

24±1,79

Rhizobium

sp. IC-53

-

18±1,79

18±1,55

25±1,55

21±1,55

20±1,79


Примечание

: *- Статистически значимо при р≤0,05

Штамм

Pseudomonas chlororaphis

-66 является наилучшим из исследуемых

бактерий антагонистом грибов

Fusarium oxysporum

f. sp.

ciceris

(радиус зоны

подавления роста гриба 32 мм) и

Fusarium solani

(33 мм). Штамм

Mesorhizobium ciceri

-4 показал самый сильный антагонизм против грибов

Fusarium verticillioides

(радиус зоны подавления роста гриба 30 мм) и

Alternaria alternata

(34 мм).

Свойства бактерий, осуществляющих биологический контроль

фитопатогенных грибов

Штаммы

Pseudomonas chlororaphis

-66 и

Mesorhizobium ciceri

-4 обладают

высокой антифунгальной активностью к широкому спектру фитопатогенных
грибов. Результаты изучения основных свойств штаммов, обеспечивающих
биологический контроль фитопатогенных грибов, представлены ниже.

Штамм

Pseudomonas

chlororaphis

-66

способен

продуцировать

следующие гидролитические ферменты (хитиназу, целлюлазу и протеазу), а
также HCN (табл. 5).

Таблица 5

Гидролиз хитина штаммом

Pseudomonas chlororaphis-

66

Время культивирования, сут

Эффективность гидролиза хитина⃰

4

1,6

6

2,8

7

3,4

8

5,78


Примечание

:

⃰

- отношение диаметра зоны просветления мутной среды (содержащей

хитин) вокруг колонии к диаметру колонии, мм/мм

48

Штамм способен использовать АЦК в качестве источника азота, что

указывает на присутствие АЦК-деаминазы, которая играет важную роль в
понижении уровня этилена у растений в условиях стресса.

У

штамма

Mesorhizobium

ciceri

-4

отсутствовала способность

продуцировать HCN, АЦК-деаминазу, хитиназу и целлюлазу. Однако штамм
продуцирует глюканазу, липазу и протеазу, которые также способствуют
подавлению грибной активности в ризосфере нута.


background image

Штаммы

Pseudomonas chlororaphis-

66 и

Mesorhizobium ciceri-

4

проверены на продуцирование сидерофоров при помощи анализа ХАС и
сравнены с типовым штаммом

Rhizobium meliloti

(табл. 6). Обнаружено, что

штаммы обладают способностью продуцировать сидерофоры, тем самым
снижая в почве доступность железа, необходимого для роста грибов. Эта
способность является ещё одним важным бактериальным фактором
ингибирования роста фитопатогенных грибов в почве.

Таблица 6

ХАС анализ на продуцирование штаммами сидерофоров

Штамм

ХАС анализ (образование

оранжевых колец на голубом агаре)

Диаметр колец (в см)

P. chlororaphis

-66

+

1,67±0,2

M. ciceri

-4

+

1,53±0,4

R. meliloti

+

1,70±0,3


Примечание

: + означает, что ХАС анализ оказался положительным.

PGPR

Pseudomonas

могут оказывать положительное действие на

растение только при успешной колонизации ими его ризосферы. Рифампицин
резистентный штамм

Pseudomonas chlororaphis

-66R проверен

на

конкурентоспособность в колонизации корня нута против типового
колонизатора корней

Pseudomonas fluorescens

WCS365 (Lugtenberg et al.,

2001). Оказалось, что в присутствии 1,5% NaCl штамм

Pseudomonas

chlororaphis

-66R (

10,5x10

3

КОЕ/см корня

), колонизирует корни нута лучше

типового штамма (

9,3x10

3

КОЕ/см корня

).

Штамм

Mesorhizobium

ciceri-

4

проверен

на

наличие

конкурентоспособности в колонизации корня нута против штамма

Pseudomonas chlororaphis

-66R, у которого обнаружена способность активно

колонизировать корни нута. В присутствии 1,5% NaCl штамм

Mesorhizobium

ciceri-

4 способен конкурировать в колонизации корня нута, и при этом

концентрация бактерий у этого штамма лишь немного ниже (8,9х10

3

КОЕ/см

корня), чем у

Pseudomonas chlororaphis

-66R (11,4х10

3

КОЕ/см корня

). Это

свидетельствует о том, что оба штамма способны одновременно
сосуществовать на корнях нута.

Хемотаксис бактерий к корневым экссудатам нута

Колонизация корней вносимыми извне бактериями является основным

фактором, влияющим на эффективность их действия на растения. Первым
этапом колонизации корней нута определёнными бактериями является их

49


background image

таксис к корням растения. Активность хемотаксиса зависит от количества и
состава корневых экссудатов. Поэтому нами исследовано количество и состав
корневых экссудатов двух сортов нута – «

CIEW

-45» и «

Hisor

-32». Ранее мы

проводили полевые испытания по инокуляции семян двух сортов
различными штаммами бактерий. В результате урожайность обоих сортов
повысилась, однако у сорта «

Hisor

-32» она оказалась почти в 4 раза ниже,

чем у сорта «

CIEW

-45».

Результаты исследований показали, что сорта «

CIEW-

45» и «

Hisor-

32»

различаются как по количеству секретируемых корневых экссудатов, так и по
качеству, причём сорт «

Hisor-

32» уступает в этом сорту «

CIEW

-45», особенно

по количеству катионной фракции в экссудатах и в основном за счёт гораздо
более низкого содержания гистидина (почти в 2 раза меньше чем у сорта
«

CIEW

-45»), который является наиболее предпочтительным источником

питания для бактерий, среди остальных аминокислот, составляющих
катионную фракцию. Такие различия в секреции экссудатов, влияют на силу
хемотаксиса

бактерий

к

корням

различных

сортов

нута,

что

экспериментально подтверждено. Так, оба исследуемых нами штамма
бактерий

Mesorhizobium ciceri

-4 и

Pseudomonas chlororaphis

-66, при

одинаковом количестве экссудатов сортов нута «

CIEW

-45» и «

Hisor-

32»,

предпочитали экссудаты корней сорта «

CIEW

-45», благодаря разнице в

соотношении фракций и их составляющих у двух разных сортов. Выявлено,
что клетки штамма

Pseudomonas chlororaphis

-66 передвигаются к корневым

экссудатам быстрее, чем

Mesorhizobium ciceri

-4 и достигают концентрации,

равной концентрации

Mesorhizobium ciceri

-4 уже через 15 минут, тогда как

клетки

Mesorhizobium ciceri

-4 затрачивают на это 30 минут. Концентрации

экссудатов 3,88 мг/мл достаточно для максимального хемотаксиса штамма

Mesorhizobium ciceri

-4, а для штамма

Pseudomonas chlororaphis

-66

достаточной является концентрация 7,75 мг/мл, при дальнейшем увеличении
концентрации экссудатов скорость хемотаксиса почти не изменяется. Смесь
всех

трёх

фракций

корневых

экссудатов

является

наиболее

предпочтительной, чем смесь каких-либо двух фракций для обоих штаммов.
Выявлено, что из смеси двух фракций для штамма

Pseudomonas chlororaphis

66 более предпочтительна смесь катионной и анионной, а для штамма

Mesorhizobium ciceri

-4 – смесь катионной и нейтральной.

Корневые экссудаты нута двух сортов содержали различные компоненты

в различных пропорциях. По-видимому, присутствие этих химических
веществ в определённых пропорциях является ключевым моментом для
эффективной колонизации корней

Mesorhizobium ciceri

-4 и

Pseudomonas

chlororaphis

-66, а также для установления эффективного симбиоза между

бобовым растением и ризобиями. Колонизация корней

штаммом

Pseudomonas chlororaphis

-66 является очень важной в повышении

эффективности симбиоза нута и клубеньковых бактерий и защите нута от
фитопатогенных грибов. Таким образом, из-за того, что разные сорта нута
секретируют разное количество корневых экссудатов с разным соотношением
их компонентов, активность хемотаксиса полезных бактерий к


background image

50

корням различна, что в итоге влияет на степень колонизации корней и на
урожайность того или иного сорта нута при инокуляции семян бактериями. В
четвёртой главе диссертации

«Псевдоризобин» - эффективный

микробиологический препарат для нута»

представлены результаты

проверки эффективности биопрепарата «Псевдоризобин» в условиях
засоления.

В результате проведённых исследований на основе отобранных штаммов

нами разработан эффективный биопрепарат комплексного действия для нута.
Биопрепарат назван «Псевдоризобин» («Pseudorhizobin»), как результат
слияния латинских названий родов бактерий «

Pseudomonas

» и «

Rhizobium

»

Комплексное действие биопрепарата заключается в том, что он способен

стимулировать рост и развитие нута, а также защищать его от корневых
болезней, вызываемых фитопатогенными грибами. Данный биопрепарат
предназначен для предпосевной обработки семян нута методом их
инокуляции с целью получения повышенного урожая при выращивании нута
на засоленных почвах. На рисунке 3 представлена технологическая схема
производства биопрепарата «Псевдоризобин».

С целью проверки эффективности биопрепарата «Псевдоризобин» на

рост и развитие нута проведены полевые испытания в условиях
естественного почвенного засоления Амударьинского района Республики
Каракалпакстан (2015 г).

После применения биопрепарата «Псевдоризобин» урожай нута сортов

«

Xalima

» и «

Uzbekiston

-32» увеличился на 21,9%, у сорта «

CIEW

-45» - на

22%. Схожие результаты получены и с другими сортами.

При этом результативность в отношении роста, развития и урожайности

напрямую зависит от влажности почвы, если земля пересыхает, то
количество внесённых с биопрепаратом жизнеспособных бактерий
снижается, что приводит к снижению их влияния на урожайность.

Подсчитана экономическая эффективность от применения биопрепарата

«Псевдоризобин». Наибольшая прибыль получена после применения
«Псевдоризобин» от сорта «

CIEW-

45» - 1602000 сум/га, сорта «

Xalima

» -

1537000 сум/га.

Биопрепарат «Псевдоризобин» улучшает пищевую ценность семян нута.

Количество белка в среднем увеличилось на 5%, жиров – на 4%, углеводов –
на 2%, по сравнению с контролем (без применения «Псевдоризобин»).

На экспериментальном участке Узбекского научно исследовательского

института защиты растерий (УзНИИЗР) проверена эффективность
биопрепарата

«Псевдоризобин»

против

фузариозного

вилта нута,

вызываемого грибом

Fusarium oxysporum

f. sp.

ciceris

. Биологическая

эффективность биопрепарата «Псевдоризобин» против фузариозного вилта
на нуте при норме 70,0 кг/т семян в конце вегетации составила 83,3%. Этот
показатель лишь немного ниже показателя (86,1%) эталона – химического
препарата «Витавакс 200 ФФ 34% в.с.к.».


background image

51

Mesorhizobium ciceri

- 4

Pseudomonas chlororaphis

-66 Навоз кр. рог. скота + смесь червей Гибрид

красн. калиф.

Косяки со средой
«YMA»

Ферментация на среде «бобовый
отвар» с
увеличением объёма (3 сут при
30°С)

Бактериальная суспензия
штамма

M. ciceri

- 4 КОЕ 8х10

7

Косяки со средой
«Пептонный агар»

Ферментация на среде
«пептонный бульон» с
увеличением объёма (3 сут при
34°С)

Бактериальная суспензия

штамма

P.chlororaphis

- 66 КОЕ

3,6х10

8

червя и Ташкентская популяция
кольч. навозн. червей (50/50) 10
тыс червей/1 м

2

Биогумус подсушивается в

потоке горячего воздуха до
влажности 55%

Модификация биогумуса
добавлением солей: меласса –
3-5%, CaCO

3

-3%, гумат

калия-3%, MgSO

4

-1%,

K

2

HPO

4

-1%,

(NN

4

)

6

Mo

7

O

24

x4H

2

O-0,05%,

MnSO

4

-0,05%, FeSO

4

-0,05%,

КМЦ-2%

Засев субстрата
бактериальными
суспензиями по 20 мл/кг

Культивирование при 30°С, 14 суток

«Псевдоризобин»

титр

M. ciceri

-4 – 8x10

9

КОЕ/г, титр

P.

chlororaphis

-66 – 9x10

9

КОЕ/г

Стерилизация γ-излучением, доза
облучения 2,5 МРад

Рис. 3. Технологическая схема производства биопрепарата

«Псевдоризобин»

Таким образом, биопрепарат «Псевдоризобин» показал высокую

биологическую эффективность, что позволяет назвать его перспективным в
борьбе с фузариозным вилтом нута.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе проведённых исследований по докторской диссертации на

тему «Роль ризосферных микроорганизмов в стимуляции роста и развития
нута и биологическом контроле его корневых болезней в условиях
засоления» представлены следующие выводы:

1. Из ризосферы и клубеньков нута выделены и отобраны методом

скрининга солеустойчивые штаммы бактерий родов

Pseudomonas

и


background image

Mesorhizobium

, способные усиливать рост и развитие нута в условиях

засоления.

2. Изучены морфолого-культуральные и физиолого-биохимические

свойства бактерий. С помощью 16S рРНК анализа отобранные штаммы были
идентифицированы как

Pseudomonas chlororaphis

-66 и

Mesorhizobium ciceri

-4

и зарегистрированы в GenBank под номерами KX012005 и KX012006,
соответственно.

52

3. Определены оптимальные условия культивирования выделенных

штаммов

Pseudomonas chlororaphis

-66 и

Mesorhizobium ciceri

-4 и их

способность расти при концентрации NaCl 4%. Оптимальной температурой
выращивания штамма

Pseudomonas chlororaphis

-66 является 34°С, для

Mesorhizobium ciceri

-4 - 30°С. Оптимальное значение pH для роста штамма

Pseudomonas chlororaphis

-66 – 6,2-7,5, для

Mesorhizobium ciceri

-4 – 6,0-7,5.

4. Установлено, что штаммы

Pseudomonas chlororaphis

-66 и

Mesorhizobium ciceri

-4 благодаря синтезу ИУК и АЦК-деаминазы,

растворению

нерастворимых

фосфатов,

нитрогеназной

активности,

выживаемости бактерий на корнях нута, а также солеустойчивости,
способствуют усилению роста, развития и повышению урожайности
солеустойчивых сортов нута в условиях засоления.

5.

Изучены

антифунгальные свойства штаммов

Pseudomonas

chlororaphis

-66 и

Mesorhizobium ciceri

-4 по отношению к фитопатогенным

грибам

F. oxysporum

f. sp.

ciceris

,

F. verticillioides

,

F. oxysporum

f. sp.

vasinfectum

,

R. solani

,

F. solani

,

A. alternata

, вызывающим корневые болезни

нута.

6. Исследован количественный и качественный состав корневых

экссудатов на ранних стадиях вегетации нута. Установлено, что основными
компонентами корневых экссудатов различных сортов нута являются
аминокислоты, сахарные кислоты и сахара, количество и соотношение
которых имеет сортоспецифичный характер. Экзометаболиты (гистидин,
глюконовая

кислота

и

глюкоза)

являются

основным

фактором,

способствующим колонизации корней вносимыми полезными бактериями и
определяют устойчивость растения к внешним стрессовым условиям
(засоление, заболеваемость), а также косвенно способствуют повышению
урожайности нута.

7. Впервые на основе местных солеустойчивых штаммов бактерий

Pseudomonas chlororaphis

-66 и

Mesorhizobium ciceri

-4 создан эффективный

микробиологический препарат «Псевдоризобин», предназначенный для
предпосевной обработки семян нута. «Псевдоризобин» способствует
значительному улучшению роста и развития нута, повышает его
урожайность, а также защищает от фузариозного вилта в условиях
почвенного засоления средней степени.

8.

Разработана

биотехнология

получения

биопрепарата


background image

«Псевдоризобин», которая включает в себя получение биогумуса из навоза
крупного рогатого скота при помощи смеси червей «Гибрид красного
калифорнийского червя» и Ташкентской популяции кольчатых навозных
червей (50/50), дальнейшую модификацию биогумуса добавлением мелассы,
гумата калия, минеральных солей и КМЦ в качестве прилипателя,
стерилизацию биогумуса и культивирование в нём штаммов

Pseudomonas

chlororaphis

-66 и

Mesorhizobium ciceri

-4 при оптимальной температуре и рН

для достижения максимального титра бактерий. Регламент апробирован в
условиях ООО «Био-ўғит» и OOO «Mangit Mineral» с положительным
эффектом. Разработаны, утверждены и выпущены практические

53

рекомендации по использованию биопрепарата «Псевдоризобин» при
выращивании нута.

9. Проведена оценка эффективности биопрепарата «Псевдоризобин» в

увеличении урожайности нута. Показано, что в условиях естественного
почвенного засоления, после инокуляции семян нута биопрепаратом, урожай
нута сортов «

Xalima

» и «

Uzbekiston

-32» увеличился на 21,9%, а у сорта

«

CIEW

-45» - на 22%. Проведена оценка биологической эффективности

биопрепарата «Псевдоризобин» против фузариозного вилта нута, которая
составила 83,3%.


background image

54

SCIENTIFIC COUNCIL No 16.07.2013.B.01.03 ON AWARD OF

SCIENTIFIC DEGREE OF DOCTOR OF SCIENCES AT THE NATIONAL
UNIVERSITY OF UZBEKISTAN AND INSTITUTE OF MICROBIOLOGY

NATIONAL UNIVERSITY OF UZBEKISTAN


background image

SHURIGIN VYACHESLAV VLADIMIROVICH

THE ROLE OF RHIZOSPHERE MICROORGANISMS IN STIMULATION

OF GROWTH AND DEVELOPMENT OF CHICKPEA AND BIOLOGICAL

CONTROL OF ITS ROOT DISEASES IN SALINITY CONDITIONS

03.00.04 – Microbiology and virology

(Biological sciences)

ABSTRACT OF DOCTORAL DISSERTATION

TASHKENT – 2016

55

The theme of the doctoral dissertation is registered at the Supreme Attestation Commission

of the Cabinet of Ministers of the Republic of Uzbekistan with number 30.06.2015/B2015.2.В162

The doctoral dissertation is carried out at the National University of Uzbekistan.


background image

The abstract of the dissertation is posted in three (Uzbek, Russian, English) languages on the

website of the Scientific Council www.

ik-bio.nuu.uz

and on the website of «ZiyoNet» information and

educational portal (www.ziyonet.uz).

Scientific consultant: Davranov Kakhramon Davranovich

doctor of sciences in

biology, professor

Official opponents: Khasanov Batir Achilovich

doctor of sciences in biology, professor

Khodzhibaeva Sanabar Mirzaevna

doctor of sciences in biology, professor

Atabayeva Khalima Nazarovna

doctor of sciences in agriculture, professor

Leading organization: Institute of genetics and experimental biology of plants

The defence of the dissertation will take place on «___» _________ 2016 at ___ at the meeting of

Scientific Council No 16.07.2013.В.01.03 at the National University of Uzbekistan and Institute of
Microbiology (Address: 100174, Tashkent, University street-4, conference hall of Biology and soil
science faculty of the National University of Uzbekistan (cab-203). Tel: (+99871) 227-12-24; fax:
(+99871) 246-53-21, (+99871) 246-02-24; e-mail:nauka@nuu.uz.).

The doctoral dissertation has been registered at the Information Resource Centre of the National

University of Uzbekistan with No____ (Address: 100174, 4 University street, Tashkent, Administrative

Building of the National University of Uzbekistan. Tel.: (+998 71) 236-46-55; fax: (+99871)

246-02-24.

The abstract of the dissertation is distributed on «___» _____________ 2016
(Registry record No _______dated «___» _________ 2016)

G.I. Djumaniyazova

Chairman of Scientific council on award of scientific degree of

doctor of sciences, Dr.S.B.

Z.A. Mamatova

Scientific secretary of Scientific council on award of scientific

degree of doctor of sciences, PhD

T.G. Gulyamova

Chairman of scientific seminar under Scientific council on award

of scientific degree of doctor of sciences, Dr.S.B., professor

INTRODUCTION

(

annotation of the doctoral dissertation)

Topicality and demand of the theme of dissertation.

Last years soil salinity


background image

became one of the sharpest global problems of agriculture. Especially it concerns
the countries with arid and semiarid climate. Thus in the world about 955 million
hectare are saline

1

from which approximately one-third is considered saline with

Na

+

ions.

2

Salinization promotes fast degradation of agricultural lands. The cause

of it is that many crops cannot normally grow in saline soils because the
established microbiocenoses get broken and soil becomes practically lifeless.

One of the effective approaches for the solving of this problem is selection

and introduction of salt-tolerant plant-microbial symbioses on problem lands. The
most suitable for this are legumes, particularly chickpea. However chickpea is very
sensitive to soil salinization. Depending on concentration of salts in soil the
quantity of seedlings considerably decreases, plants turn out undersized with
poorly developed root system, immunity considerably declines, that as result leads
to diseases and destruction of the plant. Soil salinization practically breaks
symbiotic relations between legumes and rhizobia. Formation of nodules,
atmospheric nitrogen fixation and nitrogenase activity as a result decreases. In
particular many strains of nodule bacteria are lost, that prevent the formation of
effective symbioses.

Besides the big problem are phytopathogenic fungi causing chickpea root

diseases. In separate years they result in to significant losses of crop and to
decrease in its quality. It is known, that some microorganisms are capable to inhibit
the growth of phytopathogenic fungi, for the account of such properties as
production of hydrolytic enzymes, siderophores, HCN etc. One of the most
effective microorganisms in this respect are some representatives of genus

Pseudomonas,

which are also promote decrease in various stresses at plants,

thereby raising their tolerance to unfavorable biotic and abiotic environmental
factors. However till now is not clear what role can play these bacteria in rhizobial
leguminous symbiose, and also their influence on a chickpea in the saline soils
conditions is not studied enough. In this connection search of the effective salt
tolerant strains of nodule bacteria and pseudomonades, study of their effect on a

chickpea in salinization conditions and creation on their basis of the effective
competitive biopreparations for a chickpea growth and development improvement
and also for its root diseases control in the saline soils conditions is an actual goal.

This dissertation research to some extent serves to carry out the tasks provided

in the Resolution of the Cabinet of Ministers of the Republic of Uzbekistan No142
«On the Program of measures for protection of the environment of the Republic of
Uzbekistan for 2013 - 2017» of May 27, 2013, as well as in other legal documents
adopted in this area.

1

Szabolcs I. Soils and salinization// In: Handbook of Plant and Crop Stress. – Edited by Pessarakli M. – New York: Marcel

Dekker, 1994. – pp. 3-11.

2

Saxena N.P., Johansen. C, Saxena M.C., Silim S.N. Selection for drought and salinity tolerance in cool-season food legumes// In:

Breeding for Tolerance in Cool Season Food Legumes. – Edited by Singh K.B. and Saxena M.C. – Chichester, UK: Wiley, 1993.
– pp. 245-270.

57


background image

Relevance of the research to priority directions of development of science

and technologies of the republic.

This research was carried out according to

priority directions of science and technology development of the republic V.
«Agriculture, biotechnology, ecology and environmental protection».

Review of international research on the topic of dissertation.

The scientific

researches directed to chickpea yield increase are carried out in the leading
scientific centres and higher educational institutes of the world, including, Indian
Institute of Pulses Research (India), International Crops Research Institute for the
Semi-Arid Tropics (India), Centre for Legumes in Mediterranean Agriculture
(Australia), Australian Centre for International Agricultural Research (Australia),
Agricultural Research Centre at the Washington State University (USA), Crop
Development Centre at the University of Saskatchewan (Canada), Ayub
Agricultural Research Institute (Pakistan), Northwestern Center of Biological
Research (Mexico), Pasteur Institute (France), International Center for Agricultural
Research in the Dry Areas (Uzbekistan), Tashkent State Agrarian University
(Uzbekistan) scientific researches on the yield increase of legumes, in particular of
chickpea are carried out.

As a result of researches carried out in the world on a chickpea yield increase

obtained a number of scientific results including: systematized data on genetic
improvement of a chickpea for yield increase and augmentation of protein quantity
in grain, and also on selection of chickpea breeds, resistant to various diseases
(Indian Institute of Pulses Research); by the selection method created chickpea
breeds tolerant to drought and salinization, selected the active strains of nodule
bacteria thanks to which improved the nitrogen-fixing activity in chickpea nodules
(International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics); by the methods
of legumes grain quality enhancement, methods of struggle with their fungal and
viral diseases, and also nematodes and other pests control are developed
(Agricultural Research Centre at the Washington State University).

The study of a chickpea yield increase is being carried out in the world in a

number of priority areas, including: reception of high-yielding chickpea breeds;
creation of the effective microbial communities raising crop of chickpea; study of
nitrogen-fixing properties of bacteria and improvement of adaptation of the
associative and legume-rhizobial symbioses in salinity conditions; improvement of
chickpea grain quality; increase of chickpea resistance to biotic and abiotic
stresses, both by means of genetic engineering methods, and by means of
microbiological methods; search of the effective methods of chickpea diseases and
pests control.

The extent of study of the problem.

Earlier some properties of nodule

bacteria from family

Rhizobiaceae

(Saimnazarov, 2003; Sessitsch et al., 2002;

Bouhmouch et. al, 2005; Franzini et al., 2010; Jida, Assefa, 2012; Egamberdieva et
al., 2013) and also properties of bacteria from genus

Pseudomonas

(Akimova,

2007; Weller, 2007; Lukatkin, 2009; Hassanein, 2009; Egamberdieva, 2012) have
been studied. It is established that some species of

Pseudomonas

are capable to

secrete antibiotic substances, siderophors and convert unsolvable phosphates in the
form acquired by plants (Boronin, 1998). Rhizobacteria were studied as an object


background image

58

for the purpose of their use in composition of biofertilizers (Djumaniyazova, 2004;

Morgun, 2009; Sokolova, et al., 2009; Damir et al., 2011). According to these data,
the active bacterial strains of family

Rhizobiaceae

are capable to form stable and

very active symbioses with legumes, providing plants readily available nitrogen in
sufficiently considerable quantities. On the basis of

Rhizobium

genus bacteria and

other genuses of family

Rhizobiaceae

fertilizers («Nitragin», «Rizobin»,

«Rizotorfin») for various species of legumes are created, but application of the
present preparations in saline soils practically does not bring crop increase, and in
case of affection by phytopathogenic fungi in general is not efficient. At the same
time some representatives of

Pseudomonas

genus bacteria are capable to stimulate

development of crops (cucumbers, wheat and cotton plant) increasing salt
tolerance, mineral supply of plants, and owing to biocontrol of phytopathogenic
fungi. Stimulation is provided with various physiologic-biochemical mechanisms
which are described in numerous scientific works (Boronin, 1998; Saharan, Nehra,
2011; Deshwal et al., 2013). These mechanisms include synthesis of
phytohormones, phosphate mobilization and biological control of phytopathogens.
These valuable properties are the cause of use of some

Pseudomonas

genus

bacteria as a part of biofertilizers.

There is practically no data on stimulation of nodules formation, increase of

chickpea plants salt-tolerance and their productivity by mixed cultures of

Pseudomonas

and

Rhizobium

in scientific literature. Therefore it is necessary to

search new salt-tolerant rhizosphere microorganisms, capable to stimulate growth
and development of chickpea, possessing antagonistic properties to
phytopathogenic microorganisms causing root diseases, and creation of biological
preparations for chickpea, effective for application in saline soils on their basis.
Unification of valuable properties of the given microorganisms at their sharing as a
part of microbiological fertilizers and their further use in agricultural practice,
would allow receiving much higher yields of legumes, such as chickpea, at
cultivation in saline soils. On the other hand, chickpea cultivation in saline soils,
would allow accumulating nitrogenous substances and protecting the soils from
erosion owing to high nitrogen-fixing ability of rhizobia, living in symbiosis with
plant.

Connection of the theme of thesis with the scientific-research works of

higher educational institution, where the thesis is conducted.

The dissertational

research is carried out within the framework of the plan of scientific researches on
applied and international projects of the National university of Uzbekistan:

«Identification of genetic variation and effective plant-microbe association for salt

tolerance in chickpea» Thalwitz Memorial Scholarship IFAR - World Bank grant
(2011-2012); IDT-9-01 «Working out of agrotechnics of application of the new,
competitive and resource-saving microbiological preparation in agricultural
practice» (2012-2014); IDT-2012-30 «Introduction of the new microbiological
preparations for increase plants yield and soils fertility in the conditions of
Republic of Karakalpakstan» (2012-2014).


background image

The aim of the research

is creation of the effective biopreparation on the

basis of growth-promoting rhizosphere microorganisms for improvement of

59

chickpea productivity in the salinization conditions.

The objectives of the research

:

search and isolation of bacteria from nodules and rhizosphere of a chickpea,

screening of active strains on salt-tolerance and growth promoting ability; to study
morphologically-cultural and physiologically-biochemical properties of a chickpea
growth promoting rhizobacteria, identify selected strains; to define the optimal
conditions of the active strains cultivation; to study the survival rate of growth
promoting rhizobacteria on a chickpea roots in the saline soils, define their
phytohormonal, nitrogenase and antifungal activity;

to study the antifungal properties of growth promoting rhizobacteria to

chickpea phytopathogens – production of hydrolytic enzymes, HCN and
siderophores;

to study the chemotaxis of rhizobacteria to chickpea root exudates as

fundamental factor of their interaction;

to develop the new biopreparation on the basis of effective strains of salt

tolerant growth promoting rhizobacteria of a chickpea. To study the influence of
biopreparation on growth, development and yield of a chickpea and its efficiency
in chickpea fusarial wilt control in the field conditions on saline soils;

to develop the biotechnology of reception and application of the new

biopreparation - laboratory regulations, technological scheme of production and
practical recommendations for application of the biopreparation in agriculture at
chickpea growing;

to define the biological and economical efficiency of the new biopreparation

at chickpea growing on saline soils.

The objects of the research

were representatives of bacteria of family

Rhizobiaceae

isolated from chickpea nodules, cultivated in Republic of

Uzbekistan; strain

Rhizobium

sp.-IC53 kindly given by doctor Subramaniam

Gopalakrishnan from The International crops research Institute for the semi-arid
tropics (ICRISAT, Patancheru, Hyderabad, India) for what we express him our
sincere gratitude; bacteria of genus

Pseudomonas

isolated from rhizosphere of

chickpea cultivated in various regions of the Republic of Uzbekistan, and also 29
chickpea breeds, from which aboriginal breeds: «

Jaxongir

», «

Xalima

»,

«

Uzbekiston

-32», «

Lazzat

», «

Zimistoni

», «

Muqtadir

», «

Hisor

-32», «

Miroz

»,

«

CIEW

-45», «

Sino

»; imported breeds: «

Flip

1-01», «

Flip

1-04», «

Flip

1-05»,

«

Flip

1-19», «

Flip

1-21», «

Flip

1-22», «

Flip

1-29», «

Flip

1-31», «

Flip

1-33»,

«

Flip

03-102c», «

Flip

05-59c», «

Flip

03-74», «

Flip

06-102c», «

Flip

06-66», «

Flip

05-65», «

Flip

06-124c», «

Flip

06-80c», «

Flip

03-27c», «

Flip

06-155c», kindly

given by doctor Ram Sharma from the International Center for agricultural
research in the dry areas (ICARDA).

The subject of the research

was the isolation of bacteria from chickpea

nodules and rhizosphere, screening, definition of selected microorganisms strains


background image

influence on chickpea growth and development in saline soils; establishment of
factors effecting chickpea growth and development stimulation and biological
control of its root diseases with salt-tolerant bacterial strains of genuses

60

Pseudomonas

and

Mesorhizobium

, used for biopreparation creation; development

of laboratory regulations of biopreparation reception and its test under production
conditions; optimization of application conditions of the biopreparation increasing
chickpea productivity and protecting it from root diseases in soil salinization
conditions.

The methods of the research.

In the course of researches microbiological,

biotechnological, biochemical, spectrophotometric, molecular-biological,
chromatographic, agrochemical and biometric methods were used.

Scientific

novelty of research

consists in the following:

from nodules and rhizosphere of a chickpea cultivated on saline soils, isolated

growth promoting bacterial strains, related to genuses

Pseudomonas

and

Mesorhizobium

which were identified accordingly as

Pseudomonas chlororaphis

66 and

Mesorhizobium ciceri-

4 by means of method of 16S rRNA nucleotide

content sequence definition;

received rifampicin-resistant strains of these bacteria thanks to which it was

possible to define their colonizing abilities in chickpea root system; for the first
time established that

Pseudononas chlororaphis

-66 promotes active nodule

formation in chickpea, and also raises its immunity, productivity and resistance to
phytopathogenic fungi;

studied various properties of strains

M

.

ciceri

-4 and

P. chlororaphis

-66,

influencing chickpea growth and development, and also factors which are
responsible for biological control of phytopathogenic fungi, causing chickpea root
diseases;

for the first time established, that various chickpea breeds synthesize exudates

of different nature (sugars, acids, amino acids) in different quantities and secrete
them through the root system;

by fractionating of root exudates in the column with ion-exchange resin

Dowex, 3 fractions: cationic (histidine, arginine, lysine, cysteine, serine, glycine,
серин, глицин, asparaginic acid, leucine, isoleucine and alanine), anionic
(gluconic, galactonic and mannuronic acids), neutral (glucose, galactose,
arabinose, xylose and ribose) are received;

defined that attractive ability of separate fractions (attraction region (cm):

cationic-1.0; anionic-0.6; neutral-0.8) is lower, than total (attraction region - 2.8
cm). The mixture of cationic and neutral fractions possesses higher attractive
ability, than mixture of cationic and anionic and mixture of anionic and neutral
fractions;

for the first time on the basis of selected strains

Pseudomonas chlororaphis-

66

and

Mesorhizobium ciceri-

4 is developed the new biopreparation

«Pseudorhizobin».

Practical results of the research

are as follows: laboratory regulations of


background image

biopreparation «Pseudorhizobin» reception are developed and approved under
production conditions of LLC «Bio – Ugit» and LLC «Mangit mineral»,
biopreparation prototype in amount of 1000 kg is produced;

the guidelines «Application of Pseudorhizobin biological preparation at

chickpea sowing in saline soils» is developed.

61

The reliability of the results

is proved by that each experiment of research is

conducted not less than in 3 replications that allowed finding average most reliable
and stable result. The statistical analysis of experimental data is carried out with
STATISTICA 6.0 computer program and standard methods of calculation of
errors, average, confidence intervals and standard deviations. While choosing the
suitable method of mathematical analysis, applicable to results of concrete
experiment, we were guided by recommendations presented in appropriate
literature. For definition of results statistical significance, calculated Student's t
criterion.

Scientific and practical significance of research results.

The scientific

significance of the research results consists in study of bacteria

Pseudomonas

and

Mesorhizobium

role in growth and development stimulation, and protection of

chickpea against root diseases.

The practical significance of the research results consists, that in the field

conditions the screening of various chickpea (

Cicer arietinum

L) breeds on soil

salinity resistance is conducted. Many of tested chickpea breeds have never
cultivated before in conditions of Uzbekistan. As a result selected the most salt

tolerant chickpea breeds which were used for check of «Pseudorhizobin»
biopreparation efficiency in the conditions of natural salinization in territory of
Kara-Kalpak Republic. The created complex microbiological biopreparation
«Pseudorhizobin» for chickpea on the basis of salt-tolerant rhizosphere
microorganisms association, promote growth, development and productivity
increase of chickpea and also protect it from phytopathogenic fungi causing root
rots in salinization conditions. The special technology of reception of this
biopreparation is developed. Established that the usage of «Pseudorhizobin»
biopreparation allows cultivating chickpea even in saline soils and receiving heavy
harvests, especially at use of salt-tolerant chickpea breeds recommended in
dissertation. Cultivation of salt-tolerant chickpea breeds with application of
«Pseudorhizobin» biopreparation allows to use already became unfit saline soils.
The developed technological scheme can be used as model for creation of new
microbial preparations for agriculture.

Implementation of the research results.

Biopreparation «Pseudorhizobin»

7.7 billion c/ml (

Pseudomonas chlororaphis

-66 - 4 billion c/ml,

Mesorhizobium

ciceri

-4 - 3.7 billion c/ml) is registered at session of the State Chemical

Commission of RUz and included to the «List of pesticides and agrochemicals
permitted for application in agriculture of Republic of Uzbekistan» (2-6/1-33 from
09.03.2016). The efficiency of biopreparation «Pseudorhizobin» against chickpea
fusarium wilt was 83.3%. «Pseudorhizobin» promoted chickpea yield increase in


background image

salinization conditions by 22%.

Approbation of the research results.

The main provisions of dissertation are

presented at the 2

nd

Asian conference «Plant Growth-Promoting Rhizobacteria

(PGPR) for sustainable agriculture» (China, Beijing, 2011), VII International
scientifically-practical conference «Agrarian science - to agriculture» (Russia,
Barnaul, 2012), Republican scientifically-practical conference «Yaylovlardan
oqilona foydalanish va muxofaza qilishning institutsional masalalari» (Tashkent,

62

2013), scientifically-practical seminar devoted to the World day of environmental
control «Environmental control in Uzbekistan: its state in the present days and
development ways» (Tashkent, 2013), Republican scientifically-practical
conference «The Soil Resources of Uzbekistan: status, protection and perspectives
of their rational using» (Tashkent, 2013), Regional conference of young scientists
«Recent trends in physical and biological sciences» (India, Bangalore, 2014), XXI
International scientific conference of students, post-graduate students and young
scientists «Lomonosov-2014» (Russia, Moscow, 2014), 20

th

World Congress of

Soil Science (Korea, 2014), XXII International scientific conference of students,
post-graduate students and young scientists «Lomonosov-2015» (Russia, Moscow,
2015), scientifically-practical seminar «Soils of Uzbekistan and resource saving
technologies of improvement of their fertility» (Tashkent, 2015). Republican
scientifically-practical seminar «Atrof muxitni o’zgarishi sharoitida yer resurslarini
muxofaza qilish va ulardan oqilona foydalanish masalalari» (Tashkent, 2016).

Publication of the research results.

On the theme of the dissertation a total

of 29 scientific papers were published. 16 of them are the articles which were
published in the journals recommended by the Supreme Attestation Commission of
the Republic of Uzbekistan for publishing the main scientific results of doctoral
dissertations, including 13 in republican and 3 in international journals.

The structure and volume of the dissertation.

The dissertation consists of

introduction, four chapters, conclusions, list of references and appendix. The size
of the dissertation is 160 pages.

THE MAIN CONTENT OF THE DISSERTATION

In the introduction

the topicality and demand of the conducted research is

proved, the aim and objectives are formulated, the object and subject of the
research are characterized, the conformity of the research to priority directions of
development of science and technologies of the Republic of Uzbekistan is shown,
the scientific novelty and practical results of the research are stated, the scientific
and practical significance of the received results, implementation of the research
results, data on published papers and dissertation structure are presented.

In the first chapter of dissertation titled «

The review of literary data on

overcoming of salt stress and struggle with chickpea diseases by means of
rhizosphere and nodule bacteria of genuses

Pseudomonas

and

Rhizobium

» the

analysis of the current state of researches in the field of creation of biological


background image

preparations for plants biological protection against diseases and increase of crops
yield is conducted, prospects of use of

Pseudomonas

and

Rhizobium

genuses

bacteria as biological growth stimulants of plants, and also agents of
phytopathogenic microorganisms biological control are considered, the problem of
soil salinization and its effect on chickpea growth and development, prospect of
microorganisms usage for alleviation of salt stress in plants, mechanisms of growth
stimulation, biological control and alleviation of salt stress in plants by growth
promoting rhizobacteria, and also modern biotechnological approaches in livestock
and aviculture wastes processing to biofertilizers are presented.

63

In the second chapter of dissertation titled «

Methods of study of

morphologically-cultural and phisiologycally-biochemical, growth promoting
and biocontrol properties of bacteria

» materials and methods of research are

described.

Screening of various chickpea breeds on salt-tolerance is carried out with

couching of seeds (with addition 50 and 100 mmol NaCl), plants cultivation in
gnothobiotic system with sand (with addition 50 and 100 mmol NaCl) and plants
cultivation in pots with saline soil taken from depth of tillage (0-40 cm) of irrigated
agricultural field subjected to salinization.

For the isolation of bacteria which are competitive colonizers of chickpea

roots used enrichment method (Kamilova et al., 2005). As a result 10 bacterial
strains are isolated. Morphologically-cultural and phisiologycally-biochemical
properties of strains are investigated. According to studied properties, 10 strains
are put into genus

Pseudomonas

.

Nodule bacteria strains are isolated from chickpea large pink nodules for what

them superficially sterilized, ground and final suspension inoculated on YMA
nutrient medium. The strains were cleaned with the method of limited dilutions
(Zvyagintsev, 1991). For check of isolated culture purity used special test for
nodule bacteria - growth on lacmus-milk (Tepper et al., 1991).

For check of various selected

Rhizobium

and

Pseudomonas

sp.-66 strains

influence on chickpea growth and development in 2012-2014 yy. the field
experiments in conditions of the Tashkent state agrarian university experimental
station are carried out. Seeds were inoculated with strains suspension (cells titer
not less 1х10

8

c/ml) and then sowed to soil.

For identification of selected growth promoting strains

Pseudomonas

sp.-66

and

Rhizobium

sp.-4 used 16S rRNA analysis. 16S rRNA amplified by means of

polymerase-chain

reaction

(PCR)

with

use

of

forward

16SF:

5’-GAGTTTGATCCTGGCTCAG-3’

and

reverse

16SR:

5’-GAAAGGAGGTGATCCAGCC-3’ primers.

The definition of morphologically-cultural and physiologically-biochemical

properties of bacterial strains conducted with standard procedures (Gerhardt, 1984;
Netrusov et al., 2005; Smirnov, Kiprianova, 1990; Vincent, 1970).

The properties of

Pseudomonas

sp.-66 and

Rhizobium

sp.-4 strains,

promoting chickpea growth and development stimulation are investigated.


background image

Production of indole-3-acetic acid (IAA) studied with Bano and Musarrat method
(2003).

For measurement of growth on 1-aminocyclopropane-1-carbon acid (ACC) as

a single source of nitrogen, bacterial strains incubated on the suitable mediums (for

Mesorhizobium

- YMA without yeast extract addition, for

Pseudomonas

-

peptoneless agar), with addition of ACC as a single source of nitrogen to medium.

The ability of strains to dissolve unsolvable phosphates is estimated on

G.S.Muromtsev’s medium with addition of Ca

3

(PO

4

)

2

either FePO

4

, or AlPO

4

. For

definition of nitrogenase activity of the intact legume-rhizobial system the

acetylene method was used. The quantity of formed ethilene defined by means of

flame-ionization detector in gas chromatographe Chrom-5 (Czech Republic)

64

(Tepper et al., 1993).

To study pseudomonads and rhizobia strains abilities to biological control of

phytopathogenic fungi causing chickpea root diseases in salinization conditions
used fungi

Fusarium oxysporum

f. sp. ciceris,

Fusarium verticillioides

,

Fusarium

oxysporum

f. sp. vasinfectum,

Fusarium solani

,

Rhizoctonia solani

,

Alternaria

alternata

. For check of antagonistic activity to phytopathogenic fungi used

bacterial strains: KR 083, KR 076, 3612, Ep 14, Tivi 7, Rif ep 17, Rube 1326, BB

135, TSAU-20 from collection of Microbiology and Biotechnology department of

NUU, and strains

Mesorhizobium ciceri

-4,

Rhizobium

sp.-6,

Rhizobium

sp.-9,

Pseudomonas chlororaphis

-66 isolated from chickpea rhizosphere, and also strain

Rhizobium

sp. IC-53, given by doctor Subramaniam Gopalakrishnan (ICRISAT,

India). Antagonistic activity of bacteria in relation to fungi is checked by agar
blocks method. Laboratory experiments in which seeds inoculated with bacterial
strains (cells titer 1х10

8

CFU/ml) and sowed in advance infected with fungi spores

soil (3.0х10

7

spore/kg soil) are conducted.

For check of HCN production by strains the Castric’s method (1975) is used.

For definition of chitinolytic activity of strains used Moreal and Relse’s method
(1969). The presence of lipase activity at bacterial strains is checked by test
method with Tween lipase indicator. The protease production is defined at strains
cultivation on TSB/20 (the one twentieth part of tripsine soybean broth with 1.5%
of agar) with addition of skim milk to a final concentration of 5%. The ring
appearing around colonies for the first-second day of cultivation, indicated on
presence of extracellular protease (Brown, Foster, 1970).

Glucanase activity is studied at use of lichen glucanic substrate, formation of

pure zones indicated on substrate destruction (Walsh, 1995). Cellulase activity is
found at use CMC (carboxymethil cellulose) as substrate (Hankin, Anagnostakis,
1977).

For definition of the ability to produce siderophores at strains used Schwyn

and Neilands’s method (1987).

For check and assessment of

Mesorhizobium ciceri-

4 competitiveness in

chickpea root colonization against strain

Pseudomonas chlororaphis-

66, used

rifampicin-resistant strain

Pseudomonas chlororaphis

-66R (rifampicin 200

μg

/ml).


background image

For research of bacteria chemotaxis to chickpea root exudates, collected

chickpea seedlings root exudates by their cultivation in exsiccator with the distilled
water. Exudates concentrated in vacuum, divided with use of ion-exchange resin
various forms of Dowex type. For chemotaxis used Adler modified method (1972).

For assessment of «Pseudorhizobin» biopreparation effect on chickpea

productivity, the field experiment in saline soils conditions of Amu Darya district
of Kara-Kalpak Republic is conducted. The soil of experimental field had electrical
conductivity (EC) - 568 mSm/m (millisimens/meter). The soils with EC higher 400
mSm/m are considered saline (Rhian et al., 2002).

In the third chapter of dissertation titled «

Study of morphologically cultural,

physiologically-biochemical, plant growth promoting and biocontrol

properties of bacteria

Pseudomonas chlororaphis

-66 and

Mesorhizobium

ciceri

-4

» the results showing possibility of

Pseudomonas chlororaphis

-66 and

65

Mesorhizobium ciceri

-4 strains application for improvement of chickpea growth

and development and struggle with the fungi causing chickpea root diseases in
salinity conditions are presented.

Screening of some chickpea genotypes on salinization resistance

The

influence of salinization on different chickpea breeds germination is analyzed. It is
established, that analyzed 29 chickpea breeds differ on their resistance to different
levels of salinization. Decrease in seeds emergence rate (for 10 day after sowing),
in comparison with control variant, was below 25% for «

Sino

», «

Flip

1-01», «

Flip

1-04», «

Flip

1-05», «

Flip

1-19», «

Flip

03-27c», «

Flip

06-155c». Seeds of a

chickpea breeds «

Jahongir

», «

Uzbekiston

-32», «

Lazzat

», «

Zimistoni

», «

Flip

1-22», «

Flip

1-31», «

CIEW

-45» and «

Flip

06-80c» showed the best germination

(40-45%) at concentration of salt 100 mmol, than other breeds. The growth and
nodules formation at various chickpea breeds in saline soil are studied. From 29
breeds 7 are selected («

Jahongir

», «

Uzbekiston

-32», «

Lazzat

», «

Xalima

»,

«

Miroz

», «

Flip

1-33» and «

CIEW

-45») as most salt-tolerant. Proceeding from the

research results follows, that for achievement of the greatest symbiotic efficiency
in salinization conditions, it is necessary to consider plant breeds.

Screening of bacteria capable to stimulate chickpea growth and development

Isolation and screening of Pseudomonas genus bacteria

Effective colonizers can be received after seedlings inoculation with the

mixture of various bacteria and seedlings cultivation in gnothobiotic system with
sand. Repetition of this method improves the ability of bacteria to colonize roots.

In the present research, we used enrichment method for screening of salt

tolerant bacteria of genus

Pseudomonas

colonizing chickpea roots. After third

cycle of enrichment, ten best chickpea roots colonizers were selected.
Morphological and phisiologycally-biochemical properties of strains which
allowed to put selected strains into genus

Pseudomonas

are studied.

It is carried out the screening of selected strains on ability to stimulate


background image

chickpea growth and development. Strain

Pseudomonas

sp.-66 possessed the most

strongly pronounced growth stimulation activity concerning chickpea.

Isolation and screening of Rhizobium genus bacteria

10 bacterial strains were isolated from chickpea nodules. One strain -

Rhizobium

sp. IC-53 is given by Doctor Subramaniam Gopalakrishnan (ICRISAT,

India). Bacteria actively grew on YMA medium and formed opaque and milky
white mucous colonies for 3 day that corresponds to outward of nodule bacteria
colonies. Bacteria at growth on lacmus-milk for 10-14 days alkalized it, thus it
slightly became blue and formed the light ring - wheyish region. All strains
showed positive result at growth on lacmus-milk and were attributed to nodule
bacteria of family

Rhizobiaceae

.

Screening of isolated strains on their ability to form nodules on roots and

influence chickpea growth and development by means of seeds presowing

66

inoculation (fig. 1). As a result of screening strains

Rhizobium

sp

.

-4,

Rhizobium

sp.

IC-53,

Rhizobium

sp

.

-6 and

Rhizobium

sp

.

-9 are selected for further experiments,

as the most active and virulent.

Note

: *- statistically significant at р≤0.05.

Fig. 1. Nodules formation by different strains of nodule bacteria on chickpea

roots of breed

«

Xalima

»

.

The influence of various strains of selected bacteria on chickpea growth and

development in the field conditions

For check of efficiency of chickpea seeds inoculation with selected bacterial

strains on chickpea growth and development, in 2012-2014 yy. field tests at
experimental station of Tashkent state agrarian university are conducted (table 1)
All selected for field experiments strains of nodule bacteria:

Rhizobium

sp.-4,


background image

Rhizobium

sp.-6,

Rhizobium

sp.-9,

Rhizobium

sp.-IC53, promoted improvement of

growth and development, and also increase yield of various chickpea breeds, but
after joint inoculation of seeds with strains

Rhizobium

and

Pseudomonas

sp.-66 the

nodules number on chickpea roots considerably increased in comparison with
single inoculation. So, for example, after single seeds inoculation with strain

Rhizobium

sp.-4 the quantity of nodules increased by 67.2%, and after

coinoculation with

Rhizobium

sp.-4 and

Pseudomonas

sp.-66 - by 77.4% in

comparison with control. Coinoculation of chickpea seeds with two strains was
more effective than single coinoculation in increase of chickpea shoots and roots
length. So, after seeds inoculation with strain

Rhizobium

sp.-4 the length of

chickpea shoots and roots increased by 17.3 and 10.8%, and after seeds
coinoculation with strains

Rhizobium

sp.-4 and

Pseudomonas

sp.-66 these indexes

increased by 22.6 and 28.6 % respectively in comparison with control.

67


background image

68


background image

Thus, the combination of bacteria

Rhizobium

sp.-4 and

Pseudomonas

sp.-66 is

the most effective at chickpea seeds coinoculation and promotes active growth and
development of plants, and also raises chickpea productivity by 2,3-4,37 c/ha as
compared with control.

Identification of selected bacteria strains

For identification the most active strain

Pseudomonas

sp.-66 capable to

stimulate chickpea growth and development is chosen and identified by means of
16S rRNA genes analysis. As a result of analysis the part of strain

Pseudomonas

sp.-66 DNA nucleotide sequence which appeared identical to bacterium

Pseudomonas chlororaphis

ATCC 9446 (accession number AF094723) on 99%

according to GenBank is defined

.

Strain

Pseudomonas

sp.-66 is identified as

Pseudomonas chlororaphis

-66 and registered in GenBank under the number

KX012005 (

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/KX012005?report=GenBank

).

As the most effective in relation to chickpea growth and development, the strain of
nodule bacteria

Rhizobium

sp.-4 is identified by means of 16S rRNA genes

analysis. As a result of analysis the part of strain

Rhizobium

sp.-4 DNA nucleotide

sequence which appeared identical to bacterium

Mesorhizobium ciceri

ca181

(accession number NZ_CM002796.1) on 99% according to GenBank is defined

.

Strain

Rhizobium

sp.-4 is identified as

Mesorhizobium ciceri

-4 and registered in

GenBank under the number KX012006
(

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/KX012006?report=GenBank

)

.

Morphologically-cultural and physiologically-biochemical properties of selected

bacterial strains Pseudomonas chlororaphis

– 66 and

Mesorhizobium ciceri-4

Morphology of

Pseudomonas chlororaphis-

66 strain colonies at growth on a solid

nutrient medium: 1) on MPA - colonies are roundish with equal edges, smooth,
weakly-prominent, not opaque, green in the centre with light border, with mucous
consistence, diameter 5-6 mm, observed formation of yellow-green, fluorescing
pigment diffusing into medium. Young colonies whitish, the green pigment
appears with augmentation of culture age. 2) on MPA with 2% of glycerine -
colonies are larger, more intensively colored, than on МPА, more intensive
diffusion of yellow-green pigment into medium; 3) on King B - yellow green
pigment is formed.

At growth in liquid medium (MPB) strain

Pseudomonas chlororaphis

-66

forms thin, solid wrinkled film, and on oblique agar (MPA) the streak is abundant,
solid with equal edge.

The cells of strain

Pseudomonas chlororaphis

-66 represent motile, straight,

small, gram-negative, aerobic rods with dimension 1.6-1.7 х 0.6-0.8 μm. The strain
produces fluorescing pigment, diffusing into medium. At 42°С growth is absent.
Growth at 4°С is present, but the slowest. Reaction to catalase and oxidase is
positive. Ability to denitrification does not possess. Arginindehydrolase forms.
Levan from sucrose doesn't forms. Gelatin, lecithin and starch hydrolyzes.

For its growth strain

Pseudomonas chlororaphis

-66 is capable to use various


background image

69

carbon sources:

glucose, arabinose

,

xylose, sucrose, maltose, raffinose, fructose,

rhamnose, galactose, glycerine, butanol, hexanol, mannitol, propionic acid,
antranic acid, succinic acid, α-ketoglutaric acid, acetate, pyruvate, lactate, citrate,
L-tyrosine

,

D,L-leucine, L-arginine

,

D,L-alanine

,

D,L-valine

,

D,L-tryptophan

,

L

proline

,

D,L-lysine

,

D,L-serine, L-asparagine, phenylalanine.

At growth on glucose, xylose, arabinose, sucrose, fructose and galactose the

strain produces acid.

It is revealed, that strain

Pseudomonas chlororaphis

-66 does not have

antagonistic activity to

Mesorhizobium ciceri

-4.

Cells of five-day culture

Mesorhizobium ciceri

-4 have a rod form with

dimension 1.4-1.6 х 0.3-0.5

μm

. The strain is gramme-negative obligate aerobe.

Cell colonies on agar mediums (chickpea, pea agars, YMA) are same, circular with
the equal accurate contour, shining, white-transparent, convex, mucous, to 2.0-2.5
mm in diameter on 2-3 day at incubation temperature 30°С.

Growth at 4°С is take

place, but the slowest.

The strain is capable to grow on MPA medium, does not

hydrolyze the gelatin, does not hydrolyze the starch, has no amilase and oxidase
activity on agar with casein, not capable to denitrification, possesses urease and
catalase activity, acidates medium at cultivation on fat-free sterile milk, does not
produce fluorescent and phenazine pigments. The strain is capable to use the
following carbon sources: sucrose, glucose,

arabinose

, xylose, rhamnose, maltose,

lactose, mannitol, sorbitol, dulcite, and as nitrogen sources: ammonium, nitrate,
amide nitrogen. The strain changed colour of YMA medium to yellow with
addition of bromthymol blue, that indicate that the strain produces acid.

Strain

Mesorhizobium ciceri

-4 does not have antagonistic activity to

Pseudomonas chlororaphis

-66.

Optimal conditions for strains cultivation

Optimal conditions for strains

Pseudomonas chlororaphis

-66 and

Mesorhizobium ciceri

-4 cultivation are checked. In particular it is revealed, that

both strains are capable to grow at concentration of NaCl 4%.

Optimal temperature of strain

Pseudomonas chlororaphis

-66 cultivation is

34

⁰

С, and strain

Mesorhizobium ciceri

-4 - 30

⁰

С.

Optimal pH value for growth of strain

Pseudomonas chlororaphis

-66 is 6.2-

7.5, and for strain

Mesorhizobium ciceri

-4 - 6.0 - 7.5.

Plant growth promoting properties of strains Pseudomonas chlororaphis-66 and

Mesorhizobium ciceri-4

The following properties of strains are studied: IAA production, ACC

deaminaze activity, dissolution of unsolvable phosphates and nitrogen-fixing
activity.

As a result of experiments it is revealed, that strains synthesise IAA

phytohormone, both at presence of tryptophan, and in its absence. The most active


background image

synthesis is take place in the medium free of NaCl, however IAA continues to be
produced and at 4% of NaCl (fig. 2).

70


background image

background image

background image

background image

background image

background image

background image

background image

background image

background image

background image

background image

background image

a b

Note

: *- statistically significant at р≤0.05.

Fig. 2. IAA production by bacteria strains with and without addition of

tryptophane at presence of different concentrations of NaCl after 7 days of

cultivation: a)

P. chlororaphis-

66, b)

M. ciceri

-4


background image

Strains

Pseudomonas chlororaphis-

66 and

Mesorhizobium ciceri-

4 are

capable to dissolve the unsolvable phosphates Ca

3

(PO

4

)

2

, FePO

4

, AlPO

4

, at

cultivation, both on G.S. Muromtsev's solid nutrient medium, and on NBRIP liquid
nutrient medium in the presence of 1.5% NaCl (table 2).

Table 2

Dissolution of the unsolvable phosphates by strains

P.chlororaphis

-66 and

M. ciceri-

4

Strain

Ca

3

(PO

4

)

2

FePO

4

AlPO

4

Solid

midium⃰

Liquid

medium⃰ ⃰

Solid

medium

Liquid

medium

Solid

medium

Liquid

medium

P. chlororaphis-

66

156

2.19

143

1.47

0

1.29

M. ciceri

-4

135

2.09

126

1.23

0

1.33


Note

: * Assessment by method of clarification zones, mm

2

.

**Average multiplicity of phosphates concentration excess as compared with control medium.

To check the nitrogen-fixing ability of nodule bacteria in the form of

bacteroids it is checked nitrogenase activity of the intact legume-rhizobial system
after inoculation of various chickpea breeds seeds with strain

Mesorhizobium

ciceri

-4, and also with combination of strains

Mesorhizobium ciceri-4

and

Pseudomonas chlororaphis

-66. At chickpea seeds coinoculation with strains

Mesorhizobium ciceri-

4 and

Pseudomonas chlororaphis

-66 the nitrogenase activity

of the intact legume-rhizobial system at all chickpea breeds increased in
comparison with single inoculation with strain

Mesorhizobium ciceri-

4 (table 3).

The results of research are indicate that strains

Mesorhizobium ciceri-

4 and

Pseudomonas chlororaphis

-66 form effective symbiosis with chickpea plants.

71

Table 3

Nitrogenase activity of the intact legume-rhizobial system at single inoculation of

seeds with strain

M. ciceri

-4 and at dual inoculation with strains

M. ciceri-

4 and

P. chlororaphis

-66

Chickpea

breed

M. ciceri

-4

M. ciceri-

4 +

P. chlororaphis

-66

Nodules

number on a

plant roots

Nitrogenase

activity,

μg N

2

/plant/hour

Nodules

number on a

plant roots

Nitrogenase

activity,

μg N

2

/plant/hour


background image

Xalima

49±3,90*

47±4,10*

72±4,98*

63±4,98*

Uzbekiston

-32

18±2,37

26±3,22

31±3,22

41±3,58

Lazzat

45±3,22

42±3,90

59±4,10

58±4,73

Miroz

24±3,22

19±2,37

35±3,22

36±3,22

Jahongir

33±3,58

37±3,22

49±3,90

54±3,90

CIEW

-45

48±3,90*

51±4,10*

63±4,98*

65±4,73

Flip

1-31

15±2,37

25±3,22

26±3,22

47±3,90


Note

: *- Statistically significant at р≤0.05

Biological control of phytopathogenic fungi causing chickpea root diseases by

means of PGPR in the conditions of soil salinization

The ability of analyzed bacteria to inhibit growth of phytopathogenic fungi is

checked (table 4).

Table 4

Phytopathogenic fungi growth inhibition by bacteria

(radius of the inhibition zone, mm)

Bacterial strains

Phytopathogenic fungi

Fusarium

oxysporu

m

f.sp.

ciceris

Fusarium

verticillioide

s

Fusarium

oxysporu

m

f. sp.

vasinfectum

Rhizocton

ia solani

Fusariu

m

solani

Alternar

ia

alternat

a

KR 083

-

20±1.79

18±0.89

32±2.68*

-

23±1.79

M. ciceri-

4

28±1.55

30±2.37*

31±2.37*

16±1.79

29±3.22* 34±2.37*

3612

16±1.55

29±2.37*

32±2.37

-

31±2.37 30±2.37*

Ep 14

-

16±1.55

26±1.55

15±0.89

30±2.37 31±2.37*

Tivi 7

-

18±1.79

33±2.37*

35±2.37

-

25±1.55

KR 076

-

14±0.89

-

30±2.37

27±1.79 29±2.37*

Rhizobium

sp.-6

-

23±2.37*

23±1.55

22±1.55

14±0.89

23±1.55

Rif ep17

16±1.79

-

22±1.79

22±1.79

25±1.55

-

Rhizobium

sp.-9

25±1.55

15±0.89

35±2.37*

26±1.79

26±1.79

5±0.89

Rube 1326

18±1.55

-

20±1.55

24±1.55

22±1.55

17±1.79

P. chlororaphis-66

32±2.37*

23±1.55

34±2.37*

24±1.79

33±2.37 29±2.37*


background image

BB-135

25±2.37*

-

22±1.55

19±1.55

16±1.79

22±1.55

TSAU-20

21±1.79

-

21±1.79

22±1.79

32±2.37

24±1.79

Rhizobium

sp. IC-53

-

18±1.79

18±1.55

25±1.55

21±1.55

20±1.79


Note

: *- Statistically significant at р≤0.05

All investigated strains possessed more or less expressed antagonistic activity

to phytopathogens on what indicates the formation of fungi growth inhibition
zones around bacterial colony.

Strains

Mesorhizobium ciceri

-4 and

Pseudomonas chlororaphis

-66 are

72

especially stand out. The present strains possess heightened antagonism to all

studied fungi species. Strain

Pseudomonas chlororaphis

-66 is the best, of

investigated bacteria, antagonist of fungi

Fusarium oxysporum

f. sp.

ciceris

(radius

of fungi growth inhibition is 32 mm) and

Fusarium solani

(33 mm). Strain

Mesorhizobium ciceri

-4 showed the strongest antagonism against fungi

Fusarium

verticillioides

(radius of fungi growth inhibition is 30 mm) and

Alternaria

alternata

(34 mm).

Properties of bacteria realizing biological control of phytopathogenic fungi

Strains

Pseudomonas chlororaphis

-66 and

Mesorhizobium ciceri

-4 possess high

antifungal activity in relation to wide spectrum of phytopathogenic fungi. Results
of study of the main factors realizing biological control of phytopathogenic fungi
are presented below.

Strain

Pseudomonas chlororaphis

-66 is capable to produce following

hydrolytic enzymes (chitinase, cellulase and protease), and also HCN (table 5).
This strain is capable to use АCC as a nitrogen source that indicate on presence of
ACC-deaminase which plays an important role in ethylene level lowering at plants
in stress conditions. Strain

Mesorhizobium ciceri

-4 did not have ability to produce

HCN, ACC-deaminase, chitinase and cellulase. However the strain produces
glucanase, lipase and protease which also promote inhibition of fungal activity in a
chickpea rhizosphere.

Table 5

Chitin hydrolysis by strain

Pseudomonas chlororaphis-

66

Time of cultivation, days

Efficiency of chitin hydrolysis⃰

4

1.6

6

2.8

7

3.4


background image

8

5.78


Note

:

⃰

- ratio of the diameter of a turbid medium halo zone (containing chitin) around the colony

to diameter of a colony, mm/mm

Strains

Pseudomonas chlororaphis-

66 and

Mesorhizobium ciceri-

4 are

checked on siderophore production by means of CAS analysis and compared to
typical strain

Rhizobium meliloti

(table 6). It is revealed, that strains possess ability

to produce siderophores, thereby reducing in soil availability of iron necessary for
fungi growth. This ability is one more important bacterial factor of
phytopathogenic fungi growth inhibition in soil.

PGPR Pseudomonas can influence positively on a plant only at successful

colonization of its rhizosphere by them. Rifampicin resistant strain

Pseudomonas

chlororaphis

-66R is checked on competitiveness in chickpea root colonization

against the typical roots colonizer

Pseudomonas fluorescens

WCS365 (Lugtenberg

et al., 2001). It is appeared, that in the presence of 1.5% NaCl strain

Pseudomonas

chlororaphis

-66R (

10.5x10

3

CFU/cm of root

), colonizes chickpea roots better than

typical strain (

9.3x10

3

CFU/cm of root

).

Strain

Mesorhizobium ciceri-

4 is checked on competitiveness in colonization of

73

chickpea root against strain

Pseudomonas chlororaphis

-66R in which the ability to

active colonization of chickpea roots is found. In the presence of 1.5% NaCl strain

Table 6

CAS analysis for siderophores production by strains

Strain

CAS analysis (formation of

orange rings on a blue agar)

Ring diameter (cm)

P. chlororaphis

-66

+

1.67±0.2

M. ciceri

-4

+

1.53±0.4

R. meliloti

+

1.70±0.3


Note

: + means that CAS analysis was positive.

Mesorhizobium ciceri-

4 is capable to compete in chickpea roots colonization, and

thus concentration of this strain is only a little lower (8.9х10

3

CFU/cm of root

),

than of

Pseudomonas chlororaphis

-66R (11.4х10

3

CFU/cm of root

). It means that

both strains are competitive in chickpea root colonization; both strains are capable
to live simultaneously on chickpea roots and compete to phytoedaphon.


background image

Chemotaxis of bacteria to chickpea root exudates

Roots colonization by bacteria introduced from the outside is the main factor

influencing efficiency of their action on plants. The first stage of chickpea roots
colonization by certain bacteria is their taxis to plant roots. Chemotaxis activity
depends on quantity and composition of root exudates. Therefore we studied
quantity and composition of two chickpea breeds root exudates – «

CIEW

-45» and

«

Hisor

-32». Earlier we carried out field experiments on two breeds’ seeds

inoculation with various bacteria strains. As a result productivity of both breeds
raised, however at a breed «

Hisor

-32» it has appeared almost in 4 times lower,

than at a breed «

CIEW

-45».

Research results showed, that breeds «

CIEW-

45» and «

Hisor-

32» differ both

on quantity of secreted root exudates, and on quality, and the breed «

Hisor-32

»

concedes in it to breed «

CIEW

-45», especially in quantity of cationic fraction in

exudates and generally because of much lower content of histidine (almost in 2
times less than at a breed «

CIEW

-45») which is the most preferable nutrition

source for bacteria among other amino acids amounting cationic fraction. Such
distinctions in exudates secretion influence the power of bacteria chemotaxis to
roots of various chickpea breeds that is experimentally confirmed. Thus both
bacteria strains

Mesorhizobium ciceri

-4 and

Pseudomonas chlororaphis

-66

investigated by us, at same quantity of root exudates of chickpea breeds «

CIEW

45» and «

Hisor-

32» prefered exudates of breed «

CIEW

-45», thanks to a difference

in the ratio of fractions and their components at two breeds. It is revealed, that cells
of strain

Pseudomonas chlororaphis

-66 move to root exudates faster, than

Mesorhizobium ciceri

-4 and reach the concentration equal to concentration of

Mesorhizobium ciceri

-4 already in 15 minutes whereas cells of

Mesorhizobium

ciceri

-4 spend 30 minutes for this. Concentration of exudates 3.88 mg/ml is

enough for maximal chemotaxis of strain

Mesorhizobium ciceri

-4, and for strain

74

Pseudomonas chlororaphis

-66 concentration 7.75 mg/ml is sufficient, at the

further increase of exudates concentration the speed of chemotaxis almost does not
change. The mixture of all three fractions of root exudates is the most preferable,
than mixture of any two fractions for both strains. It is revealed, that from the
mixture of two fractions for strain

Pseudomonas chlororaphis

-66 cationic and

anionic mixture is more preferable, and for strain

Mesorhizobium ciceri

-4 - the

mixture of cationic and neutral.

Chickpea root exudates of two breeds contained various components in

different proportions. Apparently, the presence of these chemicals at certain
proportions is a key point for effective roots colonization by

Mesorhizobium

ciceri

-4 and

Pseudomonas chlororaphis

-66, and also for establishment of effective

symbiosis between pulse and rhizobia. Roots colonization by strain

Pseudomonas

chlororaphis

-66 is very important in increase of chickpea and nodule bacteria

symbiosis efficiency and chickpea protection against phytopathogenic fungi. Thus,
because different chickpea breeds secrete different quantity of root exudates with


background image

different ratio of their components, the activity of beneficial bacteria chemotaxis to
roots is different that as a result influences degree of roots colonization and on
productivity of this or that chickpea breeds at seeds inoculation with bacteria.

In the fourth chapter of dissertation titled «

Pseudorhizobin

»

- the effective

microbiological preparation for chickpea

» the results of check of

«Pseudorhizobin» preparation efficiency in salinity conditions are presented.

As a result of conducted researches on the basis of selected strains we

developed an effective biological preparation of complex action for chickpea. The
biopreparation is named «Pseudorhizobin», as result of joining of bacteria genuses
Latin names «

Pseudomonas

» and «

Rhizobium

».

In figure 3 the technological scheme of biological preparation

«Pseudorhizobin» production is presented.

The complex actions of the biopreparation consist that it can stimulate

chickpea growth and development, and also protect it from root diseases caused by
phytopathogenic fungi. This biopreparation is designed for presowing treatment of
chickpea seeds by method of their inoculation for the purpose of increased crop
acquisition at chickpea cultivation in saline soils.

For the purpose of check of «Pseudorhizobin» biopreparation efficiency on

chickpea growth and development the field test in the conditions of natural soil
salinization of Amu Darya district of Kara-Kalpak Republic is carried out (2015).

After application of «Pseudorhizobin» biopreparation the yield of «

Xalima

»

and «

Uzbekiston

-32» chickpea breeds increased by 21,9%, at breed «

CIEW

-45» -

by 22%. Similar results are received with other breeds. Thus effectiveness in
growth ratio, development and productivity directly depends on soil moisture, if
the soil dries up the quantity of viable bacteria introduced with biopreparation goes
down that result in decrease in their influence on productivity.

Economic efficiency from application of biopreparation «Pseudorhizobin» is

counted up. The greatest profit is received after «Pseudorhizobin» application from
the breed «

CIEW-

45» - 1602000 sum, on the second place the breed «

Xalima

» -

75

1537000 sum.

Mesorhizobium ciceri

- 4

Pseudomonas chlororaphis

-66 Livestock dung + worms mixture of red

Californian worm hybrid and

Slopes with «YMA» medium

Fermentation on «Legume broth»
medium with the volume increase
(3 days at 30°С)

Bacterial suspension of strain

M.

ciceri

- 4

CFU 8х10

7

Slopes with «Peptone agar»

medium

Fermentation on «Peptone broth»
medium with the volume increase
(3 days at 34°С)

Bacterial suspension of strain

P.

chlororaphis

- 66

CFU 3.6х10

8

Tashkent population of annelid

manure worms (50/50),
10 thous. worms/1 m

2

Biohumus predrying in hot air flow
till 55% humidity

Biohumus modification by
addition of salts:

molasses –

3-5%, CaCO

3

- 3%, potassium

humate-3%,


background image

MgSO

4

-1%, K

2

HPO

4

-1%,

(NN

4

)

6

Mo

7

O

24

x4H

2

O-0.05%,

MnSO

4

-0.05%, FeSO

4

-0.05%,

Substrate inoculation with bacterial
suspensions,
20 ml/kg

Cultivation at 30°С, 14 days

«Pseudorhizobin»

titer of

M. ciceri

-4 – 8x10

9

CFU/g, titer of

P.

chlororaphis

-66 – 9x10

9

CMC-2%

Sterilization by γ-radiation, radiation dose is
2.5 MRad

Fig. 3. Technological scheme of biopreparation

«

Pseudorhizobin

»

production

Biopreparation «Pseudorhizobin» enriches nutritive value of chickpea seeds.

The quantity of protein on the average increased by 5%, fat - by 4 %,
carbohydrates - by 2% in comparison with control (without application of
«Pseudorhizobin»).

On the experimental plot of Uzbek scientific research institute of plants

protection (UzSRIPP) checked the efficiency of biopreparation «Pseudorhizobin»
against fusarium wilt of chickpea caused by

Fusarium oxysporum

f. sp.

ciceris

.

Biological efficiency of biopreparation «Pseudorhizobin» against fusarium wilt of
chickpea at norm 70.0 kg/t seeds in the end of vegetation was 83.3%. This result is
just a little bit lower than result (86.1%) of etalon - chemical preparation «Vitavaks
200 FF 34% v.s.k.».

Thus, biological preparation «Pseudorhizobin» showed high biological

efficiency that allows calling it perspective in chickpea fusarium wilt control.

CONCLUSION

As a result of the researches carried out on the theme of the doctoral

dissertation «The role of rhizosphere microorganisms in stimulation of growth and

76

development of chickpea and biological control of its root diseases in salinity
conditions» presented the following conclusions:

1. From the rhizosphere and nodules of chickpea by the screening method

isolated and selected salt-tolerant strains of bacteria of genuses

Pseudomonas

and

Mesorhizobium

capable to enhance growth and development of a chickpea in

salinity conditions.

2. Morphologically-cultural and physiologically-biochemical properties of the

selected strains are studied. By means of 16S rRNA analysis the selected bacteria


background image

strains are identified as

Pseudomonas chlororaphis

-66 and

Mesorhizobium ciceri

-4

and registered in GenBank under the numbers KX012005 and KX012006
respectively.

3. The optimal conditions of the isotaled strains

Pseudomonas chlororaphis

66

and

Mesorhizobium ciceri

-4 cultivation and their ability to grow at NaCl

concentration 4% are defined. The optimal temperature of strain

Pseudomonas

chlororaphis

-66 cultivation is 34

⁰

С, for strain

Mesorhizobium ciceri

-4 - 30

⁰

С. The

optimal pH value for growth of strain

Pseudomonas chlororaphis

-66 is 6.2-7.5, for

strain

Mesorhizobium ciceri

-4 – 6.0-7.5.

4. It is established that strains

Pseudomonas chlororaphis

-66 and

Mesorhizobium ciceri

-4 due to IAA and ACC-deaminase synthesis, dissolution of

unsolvable phosphates, nitrogenase activity, survival rate of bacteria on chickpea
roots, and also salt-tolerance, promote growth and development improvement and
productivity increase of salt-tolerant chickpea breeds in salinization conditions.

5. The antifungal properties of strains

Pseudomonas chlororaphis

-66 and

Mesorhizobium ciceri

-4 in relation to phytopathogenic fungi

F. oxysporum

f. sp.

ciceris

,

F. verticillioides

,

F. oxysporum

f. sp.

vasinfectum

,

R. solani

,

F. solani

,

A.

alternata

causing chickpea root diseases are studied.

6. It is studied the quantitative and qualitative composition of root exudates at

early stages of chickpea vegetation. It is established, that the main components of
root exudates of various chickpea breeds are amino acids, sugar acids and sugars
which quantity and ratio has breed-specific nature. Exometabolites (histidine,
gluconic acid, glucose) are the main factor promoting roots colonization by
introduced beneficial bacteria and define plant resistance to external stressful
conditions (salinization, morbidity), and also indirectly promote chickpea yield
increase.

7. On the basis of aboriginal salt-tolerant bacterial strains

Pseudomonas

chlororaphis

-66 and

Mesorhizobium ciceri

-4 the effective microbiological

preparation «Pseudorhizobin» designed for chickpea seeds presowing treatment is
created. «Pseudorhizobin» promotes significant improvement of chickpea growth
and development, increases its productivity and also protects from fusarial wilt in
the conditions of middle-degree soil salinization.

8. The biotechnology of «Pseudorhizobin» biopreparation reception is

worked-out and includes acquisition of biohumus from livestock dung by means of
worms mixture «red Californian worm hybrid» and Tashkent population of annelid
dung worms (50/50), further biohumus modification by addition of molasses,
potassium humate, mineral salts and CMC as a sticker, biohumus sterilisation and

77

strains

Pseudomonas chlororaphis

-66 and

Mesorhizobium ciceri

-4 cultivation in it

at optimal temperature and рН for achievement of maximal titer of bacteria. The
regulations are tested in the conditions of LLC «Bio-ugit» and LLC «Mangit
Mineral» with positive effect (certificates are attached). The laboratory regulations
are approved in the conditions of LLC «Bio-Ugit» and LLC «Mangit Mineral»
with positive effect. The practical recommendations on application of


background image

«Pseudorhizobin» biopreparation at chickpea growing are developed, approved and
published.

9. The assessment of «Pseudorhizobin» biopreparation efficiency in a

chickpea crop increase is carried out. It is shown that in the natural soil salinization
conditions, after chickpea seeds inoculation with the biopreparation, the yield of
chickpea breeds «

Xalima

» and «

Uzbekiston

-32» increased by 21.9% and at breed

«

CIEW-45

» - by 22%. The assessment of «Pseudorhizobin» biopreparation

biological efficiency against chickpea fusarium wilt which was 83.3% is carried
out.

78

ЭЪЛОН ҚИЛИНГАН ИШЛАР РЎЙХАТИ

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

LIST of PUBLISHED WORKS

I бўлим (часть I; part I)


background image

1. Шурыгин В.В., Лян Ю.В., Жаббарова Д.П., Буриев Т.Х., Эгамбердиева

Д.Р., Давранов К. Банк ризосферных бактерий с

антифунгальной

активностью// УзМУ хабарлари, 2011. – №2. – С. 132-134.

2. Эгамбердиева Д., Жабборова Д., Шурыгин В., Эргашева У., Давранов

К.

Физиологическая

характеристика

ризосферных

бактерий

рода

Pseudomonas

, выделенных из засоленных почв Узбекистана// УзМУ

хабарлари, 2011. – №2. – С. 128-131.

3. Egamberdieva D., Shurigin V., Davranov K. Colonisation of

Pseudomonas

chlororaphis

TSAU13 and

Pseudomonas extremorientalis

TSAU20 in the

rhizosphere of wheat under salt stress// Узбекский биологический журнал, 2011.
– №4. – С. 26-29.

4. Шурыгин В.В., Нахалбаев Ж.Т., Давранов К. Влияние инокуляции

семян нута бактериями

Rhizobium

и

Pseudomonas

на рост и развитие нута в

условиях засоления// УзМУ хабарлари, 2012. – №4. – C. 35-40.

5. Лян Ю.В., Шурыгин В.В., Эгамбердиева Д.Р., Давранов К. Выделение

и характеристика новых активных штаммов рода

Pseudomonas

// Доклады

академии наук Республики Узбекистан, 2012. – №4. – С. 65-70.

6. Шурыгин В.В., Эгамбердиева Д.Р., Нахалбаев Ж.Т., Хаитов Б.

Скрининг некоторых генотипов нута по устойчивости к засолению в
засоленных, засушливых почвах Узбекистана// УзМУ хабарлари, 2012. – №4.
– С. 38-39, 44-45.

7. Лян Ю.В., Шурыгин В.В., Ражабов У.Р., Давранов К.

Микробиопрепараты на основе ризосферных бактерий и их использование в
сельскохозяйственной практике// УзМУ хабарлари, 2012. – №4. – С. 49-52.

8. Шурыгин В.В., Давранов К. Выделение и очистка бактерий семейства

Rhizobiaceae

, а также отбор штаммов, способных к образованию

эффективных симбиозов с нутом// Узбекский биологический журнал, 2013. –
№2. – С. 17-22.

9. Шурыгин В.В., Давранов К. Физиологическая характеристика и

изучение свойств штамма

Mesorhizobium ciceri

-4, способствующего росту и

развитию нута в условиях засоления// УзМУ хабарлари, 2013. – №4 (2). – С.
244-250.

10. Шурыгин В.В. Бактерии рода

Pseudomonas

, стимулирующие рост и

развитие нута (скрининг)// УзМУ хабарлари, 2013. – №4 (2). – С. 184-186. 11.
Шурыгин В.В., Эгамбердиева Д.Р., Давранов К.Д. Азотфиксирующая
активность почв прикорневой зоны нута (

Cicer arietinum

L.), хлопчатника

(

Gossypium hirsutum

L.) и пшеницы (

Triticum aestivum

L.)// Доклады академии

наук Республики Узбекистан, 2014. – №4. – С. 69-72.

12. Шурыгин В.В., Эгамбердиева Д.Р., Давранов К.Д. Механизмы

79

влияния

Pseudomonas chlororaphis

-66 на рост и развитие нута в условиях

засоления// Узбекский биологический журнал, 2014. – №3. – С. 16-21. 13.
Шурыгин В.В., Эгамбердиева Д.Р., Давранов К.Д. Сравнение микробной


background image

активности в ризосфере нута (

Cicer arietinum

L.), хлопчатника (

Gossypium

hirsutum

L.) и пшеницы (

Triticum aestivum

L.)// Узбекский биологический

журнал, 2014. – №4. – С. 14-19.

14. Egamberdieva D.R., Shurigin V.V., Gopalakrishnan S., Sharma R. Growth

and symbiotic performance of chickpea (

Cicer arietinum

) cultivars under saline

soil conditions// Journal of Biological and Chemical Research, 2014. – Vol. 31,
No. 1. – P. 333-341. (№5. Global, IF=0,756)

15. Shurigin V.V. Technology of creation of complex microbiological

«Pseudorhizobin» preparation improving chickpea growth and productivity in
salinity conditions// International Journal of Advanced Biotechnology and
Research, 2014. – Vol. 5, No. 2. – P. 262-270. (03.00.00. №9)

16. Shurigin V.V., Davranov К. Abdiev A. Screening of salt tolerant rhizobia

for improving growth and nodulation of chickpea (

Cicer arietinum

) under arid soil

conditions of Uzbekistan// Journal of Biological and Chemical Research, 2015. –
Vol. 32, No. 2. – P. 534-540. (№5. Global, IF=0,876)

II бўлим (часть II; part II)

17. Egamberdieva D., Jabborova D., Lyan Yu., Shurigin V., Davranov K.

Colonisation of

Pseudomonas chlororaphis

TSAU13 and

Pseudomonas

extermorientalis

TSAU20 in the rhizosphere of wheat under salt stress//

Proceedings of the 2

nd

Asian PGPR Conference on Plant Growth-Promoting

Rhizobacteria (PGPR) for sustainable agriculture. – Beijing (P.R. China), 2011. –
P. 486.

18. Эгамбердиева Д.Р., Шурыгин В.В., Давранов К. Увеличение

плодородия и продуктивности засоленных засушливых почв при
использовании бактериальных удобрений// Аграрная наука - сельскому
хозяйству: VII Международная научно-практическая конференция. – Барнаул
(Россия), 2012. – Сборник статей, кн. 2. – С. 257-258.

19. Shurigin V.V. Improvement of growth and development of chickpea under

arid saline soil conditions// «Охрана окружающей среды в Узбекистане: её
состояние в настоящие дни и пути развития»: научно-практический семинар,
посвящённый Всемирному Дню охраны окружающей среды. – Ташкент,
2013.

20. Шурыгин В.В., Давранов К. Выращивание нута, с применением

препарата «Псевдоризобин» - одно из решений проблемы деградации почвы
пастбищ// Яйловлардан оқилона фойдаланиш ва муҳофаза қилишнинг
институционал масалалари: Республика илмий-амалий конференция. –
Ташкент, 2013. – С. 174-178.

21. Shurigin V.V., Davranov K. The new bacterial preparation increasing

potential of a chickpea in carbon sequestration and improving soil fertility// The
soil resources of Uzbekistan: status, protection and the perspectives of their

80

References

Шурыгин В.В., Лян Ю.В., Жаббарова Д.П., Бурисв Т.Х., Эгамбсрдисва Д.Р., Давранов К. Банк ризосферных бактерий с антифунгальной активностью// УзМУ хабарлари, 2011. - №2. - С. 132-134.

Эгамбсрдисва Д., Жабборова Д., Шурыгин В., Эргашева У., Давранов К. Физиологическая характеристика ризосферных бактерий рода Pseudomonas, выделенных из засоленных почв Узбекистана// УзМУ хабарлари, 2011. - №2. - С. 128-131.

Egamberdieva D., Shurigin V., Davranov К. Colonisation of Pseudomonas chlororaphis TSAU13 and Pseudomonas extremorientalis TSAU20 in the rhizosphere of wheat under salt stress// Узбекский биологический журнал, 2011. - №4. - С. 26-29.

Шурыгин В.В., Нахалбасв Ж.Т., Давранов К. Влияние инокуляции семян нута бактериями Rhizobium и Pseudomonas на рост и развитие нута в условиях засоления// УзМУ хабарлари, 2012. - №4. - С. 35-40.

Лян Ю.В., Шурыгин В.В., Эгамбсрдисва Д.Р., Давранов К. Выделение и характеристика новых активных штаммов рода Pseudomonasll Доклады академии наук Республики Узбекистан, 2012. - №4. - С. 65-70.

Шурыгин В.В., Эгамбсрдисва Д.Р., Нахалбасв Ж.Т., Хаитов Б. Скрининг некоторых генотипов нута по устойчивости к засолению в засоленных, засушливых почвах Узбекистана// УзМУ хабарлари, 2012. - №4. -С. 38-39,44-45.

Лян Ю.В., Шурыгин В.В., Ражабов У.Р., Давранов К. Микробиопрспараты на основе ризосферных бактерий и их использование в сельскохозяйственной практике// УзМУ хабарлари, 2012. - №4. - С. 49-52.

Шурыгин В.В., Давранов К. Выделение и очистка бактерий семейства Rhizobiaceae, а также отбор штаммов, способных к образованию эффективных симбиозов с нутом// Узбекский биологический журнал, 2013. — №2.-С. 17-22.

Шурыгин В.В., Давранов К. Физиологическая характеристика и изучение свойств штамма Mesorhizobium ciceri-4, способствующего росту и развитию нута в условиях засоления// УзМУ хабарлари, 2013. - №4 (2). - С. 244-250.

Шурыгин В.В. Бактерии рода Pseudomonas, стимулирующие рост и развитие нута (скрининг)//УзМУ хабарлари, 2013. -№4 (2).-С. 184-186.

Шурыгин В.В., Эгамбсрдисва Д.Р., Давранов К.Д. Азотфиксирующая активность почв прикорневой зоны нута (Cicer arietinum L.), хлопчатника (Gossypium hirsutum L.) и пшеницы (Triticum aestivum Доклады академии наук Республики Узбекистан, 2014. - №4. - С. 69-72.

Шурыгин В.В., Эгамбсрдисва Д.Р., Давранов К.Д. Механизмы влияния Pseudomonas chlororaphis-6(> на рост и развитие нута в условиях засоления// Узбекский биологический журнал, 2014. - №3. - С. 16-21.

Шурыгин В.В., Эгамбсрдисва Д.Р., Давранов К.Д. Сравнение микробной активности в ризосфере нута (Cicer arietinum L.), хлопчатника (Gossypium hirsutum L.) и пшеницы (Triticum aestivum L.)// Узбекский биологический журнал, 2014. -№4. - С. 14-19.

Egambcrdieva D.R., Shurigin V.V., Gopalakrishnan S., Sharma R. Growth and symbiotic performance of chickpea (Cicer arietinum') cultivars under saline soil conditions// Journal of Biological and Chemical Research, 2014. - Vol. 31, No. 1. - P. 333-341. (№5. Global, IF=0,756)

Shurigin V.V. Technology of creation of complex microbiological «Pseudorhizobin» preparation improving chickpea growth and productivity in salinity conditions// International Journal of Advanced Biotechnology and Research, 2014. - Vol. 5, No. 2. - P. 262-270. (03.00.00. №9)

Shurigin V.V., Davranov K. Abdicv A. Screening of salt tolerant rhizobia for improving growth and nodulation of chickpea (Cicer arietinum) under arid soil conditions of Uzbekistan// Journal of Biological and Chemical Research, 2015. -Vol. 32, No. 2. - P. 534-540. (№5. Global, IF=0,876)

Egambcrdieva D., Jabborova D., Lyan Yu., Shurigin V., Davranov K. Colonisation of Pseudomonas chlororaphis TSAU13 and Pseudomonas extermorientalis TSAU20 in the rhizosphere of wheat under salt stress// Proceedings of the 2nd Asian PGPR Conference on Plant Growth-Promoting Rhizobactcria (PGPR) for sustainable agriculture. - Beijing (P.R. China), 2011. -P. 486.

Эгамбсрдисва Д.Р., Шурыгин В.В., Давранов К. Увеличение плодородия и продуктивности засоленных засушливых почв при использовании бактериальных удобрений// Аграрная наука - сельскому хозяйству: VII Международная научно-практическая конференция. - Барнаул (Россия), 2012. - Сборник статей, кн. 2. - С. 257-258.

Shurigin V.V. Improvement of growth and development of chickpea under arid saline soil conditions// «Охрана окружающей среды в Узбекистане: её состояние в настоящие дни и пути развития»: научно-практический семинар, посвященный Всемирному Дню охраны окружающей среды. -Ташкент, 2013.

Шурыгин В.В., Давранов К. Выращивание нута, с применением препарата «Псевдоризобин» - одно из решений проблемы деградации почвы пастбищ// Яйловлардан окилона фойдаланиш ва мухофаза килишнинг институционал масалалари: Республика илмий-амалий конференция. -Ташкент, 2013.-С. 174-178.

Shurigin V.V., Davranov К. The new bacterial preparation increasing potential of a chickpea in carbon sequestration and improving soil fertility// The soil resources of Uzbekistan: status, protection and the perspectives of their rational using: scientific-practical conference. - Tashkent, 2013. - P. 113-115.

Shurigin V.V., Davranov K. Biotechnological aspects of creation of complex symbiotic «Pseudorhizobin» preparation specific to a chickpea on the basis of aboriginal bacterial strains// Regional conference of young scientists on Recent trends in physical & biological sciences. - Bangalore (India), 2014. - P. 65.

Шурыгин В.В. Биоконтроль фитопатогенных грибов, вызывающих корневые болезни нута, при помощи PGPR, в условиях засоления почвы// Ломоносов-2014: Тез. докл. XXI Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных. - Москва (Россия), 2014. -С. 229.

Egambcrdieva D., Jabborova D., Shurigin V. Microbial population in the rhizosphere soil of various crop plants as affected by salinity// 20th World congress of soil science. In commemoration of the 90th anniversary of the IUSS. - Jeju (Korea), 2014.-P. 342.

Шурыгин В.В. Корневые экссудаты нута (Cicer arietinum L.), как ключевой фактор его урожайности при применении биопрепаратов// Ломоносов-2015: Тез. докл. XXII Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных. - Москва (Россия), 2015. - С. 360-361.

Shurigin V.V., Davranov К. «Pseudorhizobin» - the new biological preparation increasing chickpea yield in salinity conditions// Soils of Uzbekistan and resource saving technologies of improvement of their fertility: scientific-practical seminar. - Tashkent, 2015. - P. 10-13.

Egambcrdieva D., Shurigin V., Gopalakrishnan S., Shanna R. Microbial strategics for the improvement of legume production in hostile environments// In: Legumes under environmental stress: yield, improvement and adaptations. Editors: Azooz M.M., Ahmad P. - UK: John Wiley & Sons Ltd., 2015. - P. 133-144.

Давранов К.Д., Шурыгин В.В., Буриев Х.Ч., Уббиниязова Д. «Псевдоризобин» биологик прспаратини шўрланган тупрокларда нўхат экинига қўллаш самарадорлиги// Тавсиянома. Т.: Тош ДАУ таҳририят-нашриёт бўлими, 2015. - 23 с.

Shurigin V.V., Davranov K.D. The new bacterial strains for «Pseudorhizobin» biological preparation increasing chickpea fertility in soil salinity conditions// Атроф муҳитни ўзгариши шароитида ср рссурсларини муҳофаза қилиш ва улардан оқилона фойдаланиш масалалари: Республика илмий-амалий семинар маърузалари тўплами. - Тошкент, 2016. - С. 545-551.

inLibrary — is a scientific electronic library built on the paradigm of open science (Open Science), the main tasks of which are the popularization of science and scientific activities, public quality control of scientific publications, the development of interdisciplinary research, a modern institute of scientific review, increasing the citation of Uzbek science and building a knowledge infrastructure.

CONTACTS:

Republic of Uzbekistan, Tashkent, Parkent street 51, floor 2

(+998) 99-006-61-10

info@inscience.uz

NAVIGATION:

Journals
Conferences
Organizations
Authors
Blog
Contact
© Copyright 2025 in Science All Rights Reserved | Developed by in Science | Site create by in Designer