Фосфатмобилизирующие микроорганизмы как фактор устойчивости растений к солевому стрессу

Исследование проводили с целью первичного скрининга 27 штаммов ризосферных фосфатмобилизирующих микроорганизмов, относящихся к родам Enterobacter, Klebsiella и Bacillus, по способности противостоять солевому стрессу и повышать устойчивость к нему растений (на примере семян горчицы белой Sinapis alba). Отношение к солевому воздействию устанавливали методом посева на плотной питательной среде NBRIP (National Botanical Research Institute’s Phosphate growth medium) с концентрациями NaCl 0,2; 0,4; 0,6 %. Во всех опытных вариантах интенсивный рост сохраняли 17 штаммов, высокую фосфатмобилизирующую активность – 6 штаммов. В лабораторном эксперименте простерилизованные семена горчицы белой сорта Омега инокулировали водными суспензиями 6 бактериальных штаммов, проявивших галотолерантные свойства (титр 1×106 кл/мл), и проращивали на среде Кнопа с NaCl. Всхожесть семян в присутствии 0,2 и 0,4 % NaCl под действием штамма Bacillus sp.1 возрастала на 25 и 42 % соответственно; в присутствии 0,6 % NaCl под действием штамма Enterobacter sp.2 – на 51 %.Стимулирование длины корней проростков в присутствии 0,2 % NaCl обеспечил штамм Enterobacter sp.11 (на 104 %); в присутствии 0,4 % NaCl – штамм Bacillus sp.1 (на 110 %); 0,6 % NaCl – штамм Enterobacter sp.2 (на 238 %). Увеличение длины гипокотиля в присутствии 0,2 % NaCl отмечали в варианте со штаммом Enterobacter sp.1 (на 68 %); 0,6 % NaCl – со штаммом Enterobacter sp.2 (на 53 %). Повышению сырой биомассы проростков в присутствии 0,2 % NaCl способствовали штаммы: Enterobacter sp.11 и Enterobacter sp.1 (на 20 %); в присутствии 0,4 и 0,6 % NaCl – Enterobacter sp.2 (на 75 и 133 % соответственно). Изученные галотолерантные штаммы эффективно смягчают осмотический и ионный стресс, что позволяет рекомендовать их для использования в рамках агробиотехнологий на засоленных почвах.

1. Моисеев К. Г. Физическое обеспечение моделирования процессов образования почвенных солевых корок // Таврический вестник аграрной науки. 2023. № 4 (36). С. 124–134. doi:10.5281/zenodo.10297840.

2. Курамшина З. М., Хайруллин Р. М. Повышение толерантности Triticum aestivum L. к солевому стрессу с помощью эндофитных штаммов Bacillus subtilis // Физиология растений. 2023. Т. 70. № 3. С. 293–300. doi: 10.31857/S001533032260070X.

3. Чеботарь В. К., Щербаков А. В. Эндофитные бактерии как перспективный биотехнологический ресурс и их разнообразие // Сельскохозяйственная биология. 2015. Т. 50. № 5. С. 648‒654. doi: 10.15389/agrobiology.2015.5/648rus.

4. Mitigation of salt stress in plants by the salt-tolerant bacteriumPantoea ananatisJBR3-16 isolated from sand sedge (Carex pumila Thunb.) / Y. Peng, L. Jiang, D. Jeon, et al. // Plant Growth Regul. 2023. Vol. 101. P. 489–502. doi: 10.1007/s10725-023-01036-7.

5. Ilangumaran G., Smith D. L. Plant growth promoting rhizobacteria in amelioration of salinity stress: a system biology perspective // Frontiers in Plant Science. 2017. Vol. 8. Article 1768. URL: https://www.frontiersin.org/journals/plantscience/articles/10.3389/fpls.2017.01768/full (дата обращения: 13.02.2026). doi: 10.3389/fpls.2017.01768.

6. Alleviation of salt stress by Enterobacter sp. EJ01 in tomato and Arabidopsis is accompanied by up-regulation of conserved salinity responsive factors in plants / K. Kim, Y. J. Jang, S. M. Lee, et al. // Molecules and Cells. 2014. Vol. 37. No. 2. P. 109‒117. doi:10.14348/molcells.2014.2239.

7. Inoculation of Klebsiella variicola alleviated salt stress and improved growth and nutrients in wheat and maize / S. P. Kusale S., Y. C. Attar, R. Z. Sayyed, et al. // Agronomy. 2021. Vol. 11. Article 927. URL: https://www.mdpi.com/2073-4395/11/5/927 (дата обращения: 13.02.2026). doi: 10.3390/agronomy11050927.

8. Singh R. P., Jha P., Jha P. N. Bio-inoculation of plant growth-promoting rhizobacteriumEnterobacter cloacaeZNP-3 increased resistance against salt and temperature stresses in wheat plant (Triticum aestivum L.) // Journal of Plant Growth Regulation. 2017. No. 36. Р. 783–798. doi: 10.1007/s00344-017-9683-9.

9. PGPR-mediated salt tolerance in maize by modulating plant physiology, antioxidant defense, compatible solutes accumulation and bio-surfactant producing genes / B. Ali, X.Wang, M. H. Saleem, et al. // Plants. 2022. Vol.11. No. 3. Article 345. URL: https://www.mdpi.com/2223-7747/11/3/345 (дата обращения: 13.02.2026). doi: 10.3390/plants11030345.

10. Serratia liquefaciens KM4 improves salt stress tolerance in maize by regulating redox potential, ion homeostasis, leaf gas exchange and stress-related gene expression / M. A. El-Esawi, I.A. Alaraidh, A.A. Alsahli, et al. // Int. J. Molecular Science. 2018. Vol. 19. No. 11. Article 3310. URL: https://www.mdpi.com/1422-0067/19/11/3310 (дата обращения: 13.02.2026). doi: 10.3390/ijms19113310.

11. Halotolerant native bacteria Enterobacter 64S1 and Pseudomonas 42P4 alleviate saline stress in tomato plants / M. M. Pérez-Rodriguez, M. Pontin, P. Piccoli, et al. // Physiol. Plant. 2022. Vol.174. No. 4. Article 13742. URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/ppl.13742 (дата обращения: 13.02.2026). doi: 10.1111/ppl.13742.

12. Sapre S., Gontia-Mishra I., Tiwari S. Klebsiella sp. сonfers enhanced tolerance to salinity and plant growth promotion in oat seedlings (Avena sativa) // Microbiol. Res. 2018. Vol. 206. P. 25–32. doi: 10.1016/j.micres.2017.09.009.

13. Изучение способности ризосферных микроорганизмов к продукции ИУК и влиянию на рост растений / Д. М. Юсупова, А. Ш. Бареева, А. Р. Гальперина и др. // Инновации и продовольственная безопасность. 2023. №3. С.83– 90. doi: 10.31677/2311-0651-2023-41-3-83-90.

14. Фосфатмобилизующие микроорганизмы сельскохозяйственных растений аридных экосистем Астраханской области / А. Р. Гальперина, О. Б. Сопрунова, А. Н. Пархоменко и др. // Теоретическая и прикладная экология. 2024. № 3. С. 107–114. doi: 10.25750/1995-4301-2024-3-107-114.

15. Гальперина А. Р., Сопрунова О. Б., Бареева А. Ш. Идентификация ризосферных микроорганизмов аридных экосистем Астраханской области // Генофонд и селекция растений: материалы 7-й Международной конференции, посвященной 95-летию академика РАН П. Л. Гончарова. Новосибирск: Федеральный исследовательский центр институт цитологии и генетики СО РАН, 2024. С. 97–100. doi: 10.18699/GPB2024-25.

16. Nautiyal C. S. An efficient microbiological growth medium for screening phosphate solubilizing microorganisms // FEMS Microbiology Letters. 1999. Vol. 170. P. 265–270. doi: 10.1111/j.1574-6968.1999.tb13383.x.

17. Gairola K. C., Nautiyal A., Dwivedi A. Effect of temperatures and germination media on seed germination of Jatropha curcas Linn. // Advance in Bioresearh.2011.Vol. 2. No. 2. P. 66–71.

18. Демиденко Г. А. Морфометрические особенности проростков семян разных сортов яровой пшеницы при использовании азотных удобрений // Вестник КрасГАУ. 2020. №6. С. 20–27. doi: 10.36718/1819-4036-2020-6-20-27.

19. Salt stress tolerance-promotingproteins and metabolites underplant-bacteria-salt stress tripartiteinteractions / R. Krishnamoorthy, A. R. Choudhury, D. I. Walitang, et al. // Appl. Sci. 2022. Vol. 12. Article 3126. URL: https://www.mdpi.com/2076-3417/12/6/3126 (дата обращения: 13.02.2026). doi: 10.3390/app12063126.

20. Giannelli G., Potestio S., Visioli G. The contribution ofPGPR in salt stress tolerance in crops: unravelling the molecular mechanisms of cross-talk between plant and bacteria // Plants. 2023. Vol. 12. No. 11. Article 2197. URL: https://www.mdpi.com/2223-7747/12/11/2197 (дата обращения: 13.02.2026). doi: 10.3390/plants12112197.

21. Bhattacharyya P. N., Jha D. K. Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR): emergence in agriculture // World J. Microbiol. Biotechnol. 2012. Vol. 28. No.4. P. 1327–1350. doi: 10.1007/s11274-011-0979-9

22. Drought-tolerant phosphorus-solubilizing microbes: biodiversity and biotechnological applications for alleviation of drough tstress in plants / D. Kour, K. L. Rana, A. N. Yadav, et al. // Plant Growth Promoting Rhizobacteria for sustainable stress management. Microorganisms for sustainability. Rhizobacteria in abiotic stress managment / R. Z. Sayyed, N. K. Arora, M. S. Reddy. Singapore: Springer Nature: 2019. P. 255–308. doi: 10.1007/978-981-13-6536-2_13.

23. Гальперина А. Р., Сопрунова О. Б., Пархоменко А. Н. Первичный скрининг ростостимулирующих свойств ризосферных микроорганизмов по отношению к семенам томата // Вестник российской сельскохозяйственной науки.2024. № 5. С. 37–41. doi: 10.31857/S2500208224050083

24. Kumari A., Bhatla S. C. Regulation of salt-stressed sunflower (Helianthus annuus) seedling's water status by the coordinated action of Na+/K+ accumulation, nitric oxide, and aquaporin expression // Functional Plant Biology. 2021. Vol. 48. No. 6. Article 573. URL: https://connectsci.au/fp/article/48/6/573/55413/Regulation-of-salt-stressed-sunflower-Helianthus (дата обращения: 13.02.2026). doi: 10.1071/FP20334.

25. Effects of halotolerant rhizobacteria on rice seedlings under salinity stress / Ashik Mahmud F. M., Aminul Islam Md., Rubel M. H., et al. // Science of The Total Environment. 2023. Vol. 892. Article 163774. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969723023951 (дата обращения: 13.02.2026). doi: 10.1016/j.scitotenv.2023.163774.

26. Osmotolerant plant growth promoting bacteria mitigate adverse effects of drought stress on wheat growth /N. Bouremani, H. Cherif-Silini, A. Silini1, et al. // AIMS Microbiology. 2024. Vol. 10. No. 3. P. 507–541. doi: 10.3934/microbiol.2024025.

27. Insight into the role of PGPR in sustainable agriculture and environment / P. Mohanty, P. K. Singh, D. Chakraborty, et al. // Front. Sustain. Food System. 2021. Vol. 5. Article 667150. URL: https://www.frontiersin.org/journals/sustainable-food-systems/articles/10.3389/fsufs.2021.667150/full (дата обращения: 13.02.2026). doi: 10.3389/fsufs.2021.667150.

28. Plant growth-promoting rhizobacteria and root system functioning / J. Vacheron, G. Desbrosses, M. L. Bouffaud, et al. // Front. Plant Sci. 2013. Vol. 4. Article 356. URL: https://www.frontiersin.org/journals/plant-science/articles/10.3389/fpls.2013.00356/full (дата обращения: 13.02.2026). doi: 10.3389/fpls.2013.00356.

29. Naylor D., Coleman-DerrD. Drought stress and root-associated bacterial communities // Front. Plant Sci. 2017. Vol. 8. Article 2223. URL: https://www.frontiersin.org/journals/plant-science/articles/10.3389/fpls.2017.02223/full (дата обращения: 13.02.2026) doi: v10.3389/fpls.2017.02223.

30. Recent advances in PGPR-mediated resilience toward interactive effects of drought and salt stress in plants / A. Al-Turki, M.Murali, A. F. Omar, et al. // Front. Microbiol. 2023. Vol. 14. Article 1214845. URL: https://www.frontiersin.org/journals/microbiology/articles/10.3389/fmicb.2023.1214845/full (дата обращения: 13.02.2026). doi: 10.3389/fmicb.2023.1214845.

31. Drought tolerant Ochrobactrum sp. inoculation performs multiple roles in maintaining the homeostasis in Zea mays L. subjected to deficit water stress / S. K. Mishra, M. H.Khan, S. Misra, et al. // Plant Physiol. Biochem. 2020. Vol. 150. P. 1–14. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0981942820300796 (дата обращения: 13.02.2026). doi: 10.1016/j.plaphy.2020.02.025.

32. Plant growth promoting rhizobacteria enhances germination andbioactive compound in cucumber seed lings under saline stress/ L. A. Pérez-García, J. Sáenz-Mata, R. Palacio-Rodríguez, et al. // Ecosistemasy Recursos Agropecuarios. 2025. Vol. 12. No. 2. Article 4276. URL: https://era.ujat.mx/rera/en/article/view/4276 (дата обращения: 13.02.2026). doi:10.19136/era.a12n2.4276.

33. Multifarious Plant Growth-Promoting Rhizobacterium Enterobacter sp. CM94 – mediated systemic tolerance and growth promotion of chickpea (Cicer arietinum L.) under salinity stress / A. Sharma, H. Chakdar, A. Vaishnav, et al. // Frontiers in Bioscience (Landmark ED). 2023. Vol. 28. No. 10. Article 241. URL: https://www.imrpress.com/journal/FBL/28/10/10.31083/j.fbl2810241 (дата обращения: 13.02.2026). doi: 10.31083/j.fbl2810241.

34. Mechanisms involved in plant growth promotion by Enterobacter cloacae DJ under salinity-alkalinity stress / Ya. Fan, H. Wang, Yu. X. Li, et al. // Chemical and Biologycal Technologies in Agriculture. 2024. Vol. 11. Article12. URL: https://link.springer.com/article/10.1186/s40538-024-00537-5 (дата обращения: 13.02.2026). doi: 10.1186/s40538-024-00537-5.

35. Еремин Д. И. Устойчивость сортов овса краснодарской селекции к солевому стрессу на начальном этапе онтогенеза // Достижения науки и техники АПК. 2022. T. 36. №8. С.14–19. doi: 10.52859/02352451_2022_36_8_14.

36. Ali Dinar H. M., Ebert G., Ludders P. Growth, chlorophyll content, photosynthesis and water relations in Guava (Psidium guajava L.) under salinity and different nitrogen supply // European Journal ofHorticultural Science. 1999. Vol. 64.No. 2. P. 54–59. doi: 10.1079/ejhs.1999/71.

37. Grieve С., Francois L., Maas E. Salinity affects the timing of phasic development in spring wheat // Crop science. 1994. Vol. 34.No. 6. P. 1544–1549. doi: 10.2135/cropsci1994.0011183X003400060024x.

38. Upadhyay S. K., Singh D. P. Effect of salt-tolerant plant growth-promoting rhizobacteria on wheat plants and soil health in a saline environment // Plant Biology. 2015. Vol.17. No.1.P. 288–293.doi: 10.1111/plb.12173.

39. Dere S. Mitigating the adverse effects of salt stress on Pepper plants through arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and beneficial bacterial (PGPR) inoculation // Horticulturae. 2024. Vol. 10. No. 11. Article 1150. URL: https://www.mdpi.com/2311-7524/10/11/1150 (дата обращения: 13.02.2026). doi: 10.3390/horticulturae10111150.

40. Mitigation of salt stress in rice by the halotolerant plant growth-promoting bacterium Enterobacter asburiae D2 / Z. Ning, K. Lin, M. Gao, et al. // Journal of Xenobiotics. 2024.Vol. 14. No. 1. P. 333–349. doi: 10.3390/jox14010021.