Plant Growth Promoting Activity and Metal Tolerance of Bacteria Isolated from Rhizosphere of the Orchid Epipactis atrorubens Growing on Serpentine Substrates of the Middle Urals

• Published in: Žurnal Sibirskogo federalʹnogo universiteta. Seriâ Biologiâ (Online) 2022-07, Vol.15 (3), p.297-313
• Main Authors: Voropaeva, Olga V, Borisova, Galina G, Maleva, Maria G, Podstavkina, Anastasia V, Ermoshin, Alexander A, Tugbaeva, Anastasia S, Filimonova, Elena I
• Format: Article
• Language: Russian
• Subjects: Acetic acid; Asbestos; Bacteria; Biochemical characteristics; Biochemistry; Biotopes; Buttiauxella; Copper; Echinacea atrorubens; Epipactis atrorubens; Forest communities; Genetic analysis; Germination; Habitats; Heavy metals; Inoculation; Metal concentrations; Metals; Microbiological strains; Nickel; Nitrogen fixation; Nitrogenation; Phosphates; Physical characteristics; Plant growth; Pseudomonas; Rhizosphere; Seedlings; Seeds; Serpentine; Strains (organisms); Substrates; Zinc
• ISSN: 1997-1389; 2313-5530
• DOI: 10.17516/1997-1389-0389

Аннотация. В статье представлены данные, полученные при изучении бактерий, выделенных из ризосферы орхидеи Epipactis atrorubens (Hoffm.) Besser. Проведен сравнительный анализ некоторых морфологических, физиологических и биохимических характеристик ризобактерий растений, произрастающих в двух биотопах на серпентинитовых породах: в естественном лесном фитоценозе (фоновый участок) и на отвале после добычи асбеста (Свердловская область, Средний Урал). Оценка ростстимулирующей (PGP) активности выделенных штаммов не показала достоверных различий между исследованными участками по способности ризобактерий к синтезу индолил-3-уксусной кислоты (ИУК) и солюбилизации фосфатов. Однако доля изолятов, способных к азотфиксации, была выше в ризосфере E. atrorubens, произрастающего на отвале, по сравнению с фоновым местообитанием. Устойчивость изолятов к тяжелым металлам оценивали по максимальной концентрации металла (400, 600 и 1000 мг/л соответственно для Ni, Cu и Zn), при которой отмечался рост бактерий. Показано, что ризобактерии с отвала оказались более устойчивыми к повышенным концентрациям металлов по сравнению с естественным лесным фитоценозом. На основе молекулярно-генетического анализа изолятов с наиболее выраженной PGP-активностью (ИУК >1,0 мг/л; PO43- >50,0 мг/л) обнаружено сходство между изученными местообитаниями по родовой принадлежности ризобактерий E. atrorubens: выделенные штаммы принадлежали преимущественно к родам Buttiauxella и Pseudomonas. В модельных экспериментах протестирована ростстимулирующая способность четырех отобранных штаммов на семенах циннии. Инокуляция семян Pseudomonas sp. и Buttiauxella sp. не оказывала значимого влияния на их всхожесть, однако Buttiauxella sp. способствовала увеличению длины проростков в сравнении с контролем (в среднем на 25 %). Сделано предположение, что отобранные изоляты ризобактерий E. atrorubens, благодаря их ростстимулирующей активности и металлоустойчивости, могут способствовать натурализации орхидеи на техногенно нарушенной территории.