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 моноспоровыхизолятов. 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 (Plectranthusaustralis) – 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 Plectranthusaustralis (моноспоровые культуры АМГ)
| № растения | F, % | F, % (среднее) |
| 40,0 | 30,0±1,92 | |
| 26,7 | ||
| 33,3 | ||
| 30,0 | ||
| 20,0 | ||
| 26,7 | ||
| 26,7 | ||
| 33,3 | ||
| 33,3 |
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 (Sorghumsudanense). Инокулированныерастения 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 Sorghumsudanense (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 моноксеническийинокулюм 5 моноспоровыхизолятов 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. Selectionofefficient VAM fungi // InProceedingsofthe 60th NorthAmericanconferenceofMicorrhizae. / L. Abbot, A. Robson – OregonStateUniversity. – 1985. – P. 89–90.
5. Fitteretal. Diversityandfunctionofarbuscularmycorrhizasinnaturalecosystems // In.: Mycorrhizasinintegratedsystemsfromgenestoplantdevelopment. Proc. of 4th Europeansymposiumonmycorrhizas. Edit. byAzcon-Aguilar C., Barea J.M. – Luxembourg, 1996. – P. 58–62.