Особливості ризосферної мікробіоти лікарських рослин

Abstract

Лікарські рослини є джерелом біологічно активних сполук, на які існує постійний попит фармакологічної галузі. Активне продукування рослиною вторинних метаболітів можливе лише за оптимальних умов росту та розвитку рослини. Стан лікарських рослин контролюється не тільки генотипом та умовами довкілля, але і якісним та кількісним складом їх мікробіоти. Вивчення структури та функцій ризосферних угруповань лікарських рослин є важливим для отримання високоякісної лікарської сировини. Мікроорганізми є постійними супутниками вищих рослин, які можна використовувати і в якості лікарської сировини. Мікробіота ризосфери відрізняється високою специфічністю, навіть між різними сортами одного і того ж виду рослин. Кожен вид рослини має специфічний мікробіом ризосфери, залежний від наявної грунтової спільноти. Ризосфера лікарських рослин відзначається особливим високо специфічним мікробіомом через специфіку кореневих ексудатів. Активна секреція клітинами кореня різних речовин забезпечує поживними субстратами мікроорганізми, що утворюють з ним міцні асоціації як всередині кореневих тканин, так і на кореневій поверхні, а також в грунті, безпосередньо навколо коренів. Метою роботи було вивчення впливу лікарських рослин різних систематичних груп на склад мікробного угруповання ризосфери. Досліди проводили в 2018‒2019 рр. на ділянці-розсаднику, лікарських рослин кафедри екології та ботаніки Сумського національного аграрного університету (СНАУ). Еколого-трофічні групи мікроорганізмів, асоційовані з коренями лікарських рослин в досліді, були представлені амоніфікуючими бактеріями, бактеріями, що фіксують азот (олігонітрофіли) та бактеріями-деструкторами рослинних залишків (целюлозо-руйнівні бактерії). при проведенні аналізу загальної кількості мікроорганізмів ризосфери виявили відмінності у кількісному та якісному складі мікробіоти, обумовлені видовими особливостями тієї чи іншої лікарської рослини. Виражений позитивний вплив щодо розвитку мікрофлори в зоні коренів та окремих еколого-трофічних груп мала м΄ята вузьколиста, а негативний вплив спостерігали у рослин – бадану товстолистого. Найбільш чисельною була мікробіота в ризосфері м’яти вузьколистої. різних видів лікарських рослин на кількісний та якісний склад ризосфери. Встановлено, що чисельність мікроорганізмів та різноманітність еколого-трофічних груп обумовлена належністю лікарської рослини до певного таксону. Кількість мікроорганізмів та їх різноманітність зменшувалася в напрямі: Mentha longifolia L. – Lysimachia vulgaris L. – Aristolochia clematitis L. – Achillea submillefolium Klok. et Krytzka – Bergenia crassifolia L. Лекарственные растения являются источником биологически активных соединений, на которые существует постоянный спрос фармакологической отрасли. Активное продуцирование растением вторичных метаболитов возможно лишь при оптимальных условиях роста и развития растения. Состояние лекарственных растений контролируется не только генотипом и условиями окружающей среды, но и качественным и количественным составом их микробиоты. Изучение структуры и функций ризосферных сообществ лекарственных растений является важным для получения высококачественного лекарственного сырья. Микроорганизмы являются постоянными спутниками высших растений, которые можно использовать в качестве лекарственного сырья. Микробиота ризосферы отличается высокой специфичностью, даже для разных сортов одного и того же вида. Каждый вид растения имеет специфический микробиом ризосферы, зависящий от существующего почвенного сообщества. Ризосфера лекарственных растений отличается особым высоко специфическим микробиомом в силу специфики корневых экссудатов. Активная секреция клетками корня различных веществ обеспечивает питательными субстратами микроорганизмы, образующие с ним прочные ассоциации как внутри тканей корня, так и на его поверхности, а также в почве, непосредственно вокруг корней. Целью работы было изучение влияния лекарственных растений различных систематических групп на состав микробных сообществ ризосферы. Опыты проводили в 2018–2019 гг. на участке-питомнике, лекарственных растений кафедры экологии и ботаники Сумского национального аграрного университета. Эколого-трофические группы микроорганизмов, ассоциированные с корнями лекарственных растений в опыте, были представлены бактеріями-аммонификаторами, микробами, фиксирующими азот (олигонитрофилами) и бактериями-деструкторами растительных остатков (целлюлозно-разлагающими бактериями). При проведении анализа общего количества микроорганизмов ризосферы обнаружили различия в количественном и качественном составе микробиоты, обусловленные видовыми особенностями того или иного лекарственного растения. Выраженное положительное влияние относительно развития микрофлоры в зоне корней и отдельных эколого-трофических групп имела мята узколистная, а негативное влияние наблюдали у растений бадана толстолистного. Установлено, что численность микроорганизмов и разнообразие эколого-трофических групп обусловлено принадлежностью лекарственного растения к определенному таксону. Количество микроорганизмов и их разнообразие уменьшалась в направлении: Mentha longifolia – Lysimachia vulgaris – Aristolochia clematitis – Achillea submillefolium – Bergenia crassifolia.