ПОЛУЧЕНИЕ МОНОИЗОЛЯТОВ АРБУСКУЛЯРНО-МИКОРИЗНЫХ ГРИБОВ ПРИ ВЫДЕЛЕНИИ СПОР ИЗ ЧЕРНОЗЕМА ЮЖНОГО

OBTAINING MONOISOLATES OF ARBUSCULAR-MYCORRHIZAL FUNGI IN THE ALLOCATION OF SPORES FROM THE SOUTHERN BLACK SOIL

Olga Ovsienko

scientific researcher, Dep. of plant-microbe interaction, Federal state budgetary institution of science “Scientific Research Institute of agriculture of Crimea”,

Russia, Simferopol

Ludmila Chaikovska

doctor of Agriculture Science, Senior staff scientist, department of plant-microbe interaction, FSBIS “SRI AC of Crimea”,

Russia, Simferopol

Marina Baranska

phD, Head of plant-microbe interaction department, FSBIS “SRI AC of Crimea”, Russia, Simferopol

АННОТАЦИЯ

Проведено выделение спор арбускулярно-микоризных грибов (АМГ) из чернозема южного и получение моноспоровых культур АМГ при инокуляции проростков плектрантуса. Для наращивания инокулюма изолятов АМГ использован способ культивирования на корнях сорго. Определена частота встречаемости микоризной инфекции в корнях Plectranthus australis и Sorghum sudanense.

ABSTRACT

The allocation of arbuscular-mycorrhizal fungi (AMF) spores from the southern black soil and obtain of monosporus cultures of AMF by inoculation of seedlings Plectranthus had been conducted. For increasing inoculum of the isolates AMF used method of cultivation on the roots of sorghum. Was determined the frequency of occurrence of mycorrhizal infection in the roots of Plectranthus australis and Sorghum sudanense.

Ключевые слова: арбускулярно-микоризные грибы; моноспоровые изоляты; чернозем южный; Plectranthus australis; Sorghum sudanense.

Keywords: arbuscular-mycorrhizal fungi; monosporus isolates; southern black soil; Plectranthus australis; Sorghum sudanense.

Арбускулярно-микоризные грибы (АМГ) – микромицеты, вступающие в симбиотические взаимоотношения с широким спектром растений на Земле. При взаимодействии с АМГ улучшается минеральное питание макросимбионта за счет дополнительной всасывающей поверхности, образуемой мицелием гриба, а также увеличивается поступление доступных форм фосфора, что приводит к увеличению роста и урожайности растений, в особенности при их выращивании на грунтах с низким содержанием NPK [5, с. 58–62]. Таким образом, применение АМГ в сельском хозяйстве является одним из экологически безопасных приемов улучшения питания культурных растений.

Цикл развития АМГ включает биотрофную стадию, протекающую в почве (споры), и симбиотрофную, протекающую в растении (образование мицелия, арбускул и везикул). Для отбора эффективных культур АМ грибов необходимо проводить их выделение из почвы, что дает возможность получения моноспоровых изолятов. Показано, что чаще всего эффективные культуры АМ грибов выделяются из хорошо окультуренных почв [3, с. 166–168; 4, с. 89–90]. Для последующей инокуляции сельхозкультур применяют микоризованные корни растений, чувствительных к микоризации и дающих большую массу корней за короткий промежуток времени (сорго, лук, плектрантус и др.).

В наших исследованиях мы провели выделение спор АМГ из чернозема южного с целью получения чистых и накопительных монокультур АМГ.

Все работы с АМ грибами проведены согласно указаниям, изложенным в методических рекомендациях [1, с. 28; 2, с. 11] и включали несколько этапов.

Выделение спор АМГ из чернозема южного проводили в лабораторных условиях методом влажного просеивания (по Гердеману). Образцы чернозема для анализа отбирали на опытном поле Ордена Трудового Красного Знамени Агропромышленного колледжа (с. Маленькое, Симферопольский р-н, АР Крым). Предшественник – пшеница озимая. Агрохимическая характеристика почвы: содержание гумуса 2,5 %; подвижных форм азота и фосфора – 5,3 и 2,6 мг/100 г грунта соответственно; рН водной вытяжки 7,0–7,2.

Результаты опытов показали, что среднее значение количества спор АМГ в исследованных 5 образцах чернозема южного составило 122 штуки / 100 г воздушно-сухой почвы.

Из общего числа спор было отобрано 100 штук (наиболее жизнеспособных) для проращивания на мембранных фильтрах, помещенных на голодный агар в чашках Петри. После 2 недель экспозиции выявлено, что из 100 спор проросли лишь 22, которые и были использованы нами для получения моноспоровых культур АМГ.

Для получения аксенических культур АМ применяли один из способов получения моноспоровой культуры. Для этого, выделенные и проросшие споры (вместе с кусочками фильтра) были наложены на корешки проростков плектрантуса (Plectranthus australis) – растения, которое хорошо микоризуется и быстро образует большое количество корней. При этом использовали черенки плектрантуса с двумя междоузлиями, выдержанные в стерильной воде до образования корней. Каждое растение (с наложенной на корешки спорой) высаживали в полиэтиленовый сосуд объемом 200 мл с простерилизованным вермикулитом. В субстрат предварительно вносили нерастворимое соединение фосфора (ортофосфат кальция) из расчета 1 г/кг. Каждые 2 недели проводили подкормку опытных растений модифицированным раствором Прянишникова (без фосфатов). Получение моноспоровой культуры АМГ занимает достаточно длительное время, вследствие чего, учет микоризной инфекции целесообразно проводить не ранее 2 месяцев после инокуляции.

По истечении вышеуказанного периода, у каждого опытного растения отсекали часть корней для определения возможной микоризной инфекции. Отсеченные корни мацерировали и окрашивали по методике Крюгера красителем на основе анилинового синего. Частоту встречаемости (F) микоризной инфекции в корнях плектрантуса оценивали по модифицированной методике Травло [2, с. 8]. Для изучения развития структур АМ в корнях использовали МБС – 9 (×80–100). В результате нами установлено, что из 22-ух исследованных растений, микоризация корней прошла только у 9 образцов, при этом частота встречаемости (F) микоризной инфекции колебалась в пределах 20–40 % (в среднем 30 %) (табл. 1).

Таблица 1.

Частота встречаемости (F) микоризной инфекции в корнях Plectranthus australis (моноспоровые культуры АМГ)

Структуры АМ грибов, образовавшиеся в корнях плектрантуса, были, в основном, представлены развитым мицелием.

Для наращивания культуры полученных изолятов АМ нами применен метод культивирования их в корнях различных растений-хозяев. В наших исследованиях это сорго суданское.

Сосуды объемом 2 л наполняли стерильным песком с добавлением ортофосфата кальция из расчета 1 г/кг. На поверхности, наполненного субстратом сосуда, помещали микоризованные измельченные корни плектрантуса и высевали простерилизованные семена сорго (Sorghum sudanense). Инокулированные растения выращивали в теплице в течении 2-х месяцев. Каждые 2 недели проводили подкормку модифицированным раствором Прянишникова. По истечении 4-х, 6-ти и 8 недельного периода роста сорго, у растений из каждого сосуда отсекали часть корней для определения возможной микоризной инфекции. Подготовку корней для окрашивания и определение частоты встречаемости микоризной инфекции также проводили по модифицированной методике Травло [2, с. 8].

На основании проведенных исследований установлено, что в корнях молодых растений сорго (четвертая неделя культивирования) не было выявлено развития структур АМГ.

После 6 недель наращивания в корнях был обнаружен молодой мицелий (рис.), частота встречаемости которого в этот период составила 20 %.

Рисунок 1. Развитие структур АМГ в корнях Sorghum sudanense (возраст 6 недель): молодой мицелий (М)

По истечении 8 недель выращивания растений, этот показатель уже достиг 35 %, а также, помимо хорошо развитого мицелия, в корнях сорго было отмечено образование везикул.

Всего проводили наращивание 9 аксенических культур АМГ. Следует отметить, что из 9 вариантов только в 5 (после 8-недельного периода выращивания) прошла микоризация и образовались вегетативные структуры АМГ. После 2 месяцев культивирования у растений срезали фитомассу, а корни тщательно отмывали от субстрата, высушивали до воздушно-сухого состояния и измельчали.

Таким образом, был получен моноксенический инокулюм 5 моноспоровых изолятов АМ грибов. Наработка инокуляционного материала позволила получить достаточное количество инокулюма для проведения дальнейших исследований по изучению эффективности выделенных нами изолятов АМГ.

Список литературы:

1. Зольникова Н.В. Методы исследования грибов, образующих с растениями микоризу арбускулярно-везикулярного типа. / Н.В. Зольникова – С.-Пб., 1992. – 44 с.
2. Лабутова Н.М. Методы исследования арбускулярных микоризных грибов. / Н.М. Лабутова – С.-Пб., 2000. – 24 с.
3. Маршунова Г. Принципы отбора эффективных культур эндомикоризных грибов / Г. Маршунова, Л. Якоби // Микроорганизмы в сельском хозяйстве: тезисы докл. – Кишинев, 1988. – С. 166–168.
4. Abbot L. Selection of efficient VAM fungi // In Proceedings of the 60^th North American conference of Micorrhizae. / L. Abbot, A. Robson – Oregon State University. – 1985. – P. 89–90.
5. Fitter et al. Diversity and function of arbuscular mycorrhizas in natural ecosystems // In.: Mycorrhizas in integrated systems from genes to plant development. Proc. of 4^th European symposium on mycorrhizas. Edit. by Azcon-Aguilar C., Barea J.M. – Luxembourg, 1996. – P. 58–62.