Ризобактерии – это бактерии, обитающие в ризосфере растений (области вокруг корней), которые могут оказывать вредное (паразитические разновидности), нейтральное или благотворное влияние на рост растений. Те из них, что положительно влияют на рост и продуктивность растений, называются ризобактериями, стимулирующими рост растений (PGPR). Название происходит от греческого слова «rhiza», что означает «корень». Термин PGPR был впервые использован Джозефом В. Клёппером в конце 1970-х годов и стал широко применяться в научной литературе. 

Бактерии колонизируют поверхность корней растений, питаясь выделяемыми ими органическими веществами (аминокислотами, сахарами и органическими кислотами). Большинство бактерий (кроме цианобактерий) гетеротрофны и зависят от органических соединений, производимых автотрофами, в основном растениями. Стимуляция роста корней выгодна ризобактериям, так как корни служат и местом обитания, и источником питанияBailey-Serres, J. Genetic strategies for improving crop yields / J. Bailey-Serres, J.E. Parker, E.A. Ainsworth, G.E.D. Oldroyd, J.I. Schroeder // Nature. –2019. – V. 575. – № 7781. – P. 109-118..

Представители Зарегистрированные PGPR включают представителей родов: Acinetobacter, Aeromonas, Agrobacterium, Allorhizobium, Arthrobacter, Azoarcus, Azorhizobium, Azospirillum, Azotobacter, Bacillus, Bradyrhizobium, Burkholderia, Caulobacter, Chromobacterium, Delftia, Enterobacter, Flavobacterium, Frankia, Gluconacetobacter, Klebsiella, Mesorhizobium, Micrococcus, Paenibacillus, Pantoea, Pseudomonas, Rhizobium, Serratia, Streptomyces, Thiobacillus и дрVessey, J.K. Plant growth promoting rhizobacteria as biofertilizers / J.K. Vessey // Plant Soil. – 2003. – V. 255. – P. 571-586.Ahemad, M.; Kibret, M. Mechanisms and applications of plant growth promoting rhizobacteria: Current perspective / M. Ahemad, M. Kibret // Journal of King Saud University. – 2014. – V. 26. – P. 1-20.Parray, J.A. Current perspectives on plant growth-promoting rhizobacteria / J.A. Parray, S. Jan, A.N. Kamili, R.A. Qadri, D. Egamberdieva, P. Ahmad // Journal of Plant Growth Regulation. – 2016. – V. 35. – P. 877-902..

Среди грамотрицательных бактерий наиболее эффективным колонизатором корней является род Pseudomonas. В одном грамме ризосферной почвы содержится приблизительно 10⁸–10¹² бактериальных клеток.

Применение

Альтернатива удобрениям и пестицидам PGPR – экологичная альтернатива химическим удобрениям и пестицидам, особенно важная при засухе, которая усугубляется изменением климата. PGPR помогают растениям переносить засуху несколькими способами:

Снижение уровня этилена: PGPR с ACC-деаминазной активностью расщепляют предшественник этилена, уменьшая негативное влияние этого гормона на рост корней при засухе. Фиксация азота: Некоторые PGPR фиксируют атмосферный азот, делая его доступным для растений, что важно в стрессовых условиях. Синтез фитогормонов: PGPR производят ауксины, цитокинины и гиббереллины, стимулирующие рост и развитие растений. Улучшение корневой системы: PGPR способствуют развитию более мощных корней, улучшая поглощение воды.

Совместное применение PGPR с органическими добавками (биоуголь, компост) усиливает их эффективность. Эти добавки улучшают структуру почвы, удерживают влагу и питают растения и микроорганизмы, повышая устойчивость растений к засухе.

Биоремедиация Промышленная деятельность привела к накоплению тяжёлых металлов в почве, негативно влияя на рост и урожайность сельскохозяйственных культур. Превышение допустимой концентрации тяжёлых металлов вызывает генетические изменения в растениях, изменяя состав белков, что опасно для здоровья человека и животных. Биоремедиация с использованием ризобактерий, стимулирующих рост растений (PGPR),  — эффективный метод снижения токсичности тяжёлых металлов. PGPR защищают растения, адсорбируя и связывая металлы вне клетки, снижая их концентрацию и образуя внутриклеточные комплексы.

Примечания

Категория:Бактерии Категория:Агробиология Категория:Почвоведение