Рибаченко Лілія

кандидат біологічних наук

Коць Сергій

член-кореспондент НАНУ, д.б.н., професор

Михалків Людмила

кандидат біологічних наук

Інститут фізіології рослин і генетики НАН України

м. Київ

ВПЛИВ ЕКЗОГЕННОГО ЛЕКТИНУ НА ВРОЖАЙНІСТЬ СОЇ, ІНОКУЛЬОВАНОЇ РИЗОБІЯМИ ТА ВИРОЩЕНОЇ В УМОВАХ РІЗНОГО ВОДОЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

Важливим чинником, який безпосередньо впливає на формування урожайності сої, є погодні умови. Затяжні бездощові періоди і підвищення середньодобових температур, які спостерігаються останніми роками, часто припадають на час цвітіння і наливу бобів, коли соя особливо чутлива до дефіциту вологи. Наслідком цього є опадання бутонів і квіток, що призводить до значного зниження урожаю [1, 2]. Тому останнім часом особливої актуальності набуває пошук нових, екологічно безпечних шляхів адаптації і підвищення продуктивності бобових у посушливих умовах. На сьогодні перспективним в цьому плані є використання біологічно активних речовин природнього походження – лектинів.

Тому метою наших досліджень було визначення впливу екзогенного лектину на насіннєву продуктивність рослин сої в умовах оптимального та недостатнього водозабезпечення.

Об’єктами дослідження були симбіотичні системи, створені за участю рослин сої сорту Васильківська та бульбочкових бактерій Bradyrhizobium japonicum 634б (активний виробничий штам – стандарт).

Досліди проводили на вегетаційному майданчику Інституту фізіології рослин і генетики НАН України. Перед посівом насіння стерилізували 70 %-ним розчином етанолу і промивали проточною водою. За контроль брали варіант із інокуляцією насіння ризобіями, без використання лектину. У досліді було два контрольних варіанти: контроль 1 – рослини вирощені за оптимального водозабезпечення, та контроль 2 – рослини вирощені за недостатнього водозабезпечення. Тривалість інокуляції насіння бактеріальною суспензією (10⁸ кл/мл) становила 1 год. Було досліджено два способи використання лектину: обробка насіння та обробка ризобій. Насіння або ризобії (у відповідних варіантах) перед інокуляцією інкубували із розчином комерційного лектину насіння сої (Львів, «Лектинотест») у концентрації 100 мкг/мл протягом 20 год (у контрольних варіантах замість лектину використовували воду). Джерелом мінерального живлення була суміш Гельрігеля (0,25 норми азоту). Посуху підтримували протягом двох тижнів контрольованим поливом рослин, після чого полив відновлювали до рівня 60% ПВ.

Аналіз проведених досліджень показав, що використання екзогенного лектину підвищує врожайність та збільшує кількість бобів у рослин сої порівняно із бактеризацією насіння ризобіями без застосування даного білка. Максимальне зростання (на 11 %) врожаю рослин, насіння яких було проінкубовано із лектином, на фоні 60 % ПВ, відносно контролю 1, зафіксовано у 2012 р. У 2013 та 2014 рр. продуктивність сої цього варіанту була на рівні того ж контролю. Використання білка як компонента інокуляційної суспензії покращило насіннєву продуктивність сої на 14 % (2012 р.) та 7 % (2014 р.), при цьому в даному варіанті зростала і кількість сформованих бобів.

Продемонстровано, що внесення екзогенного лектину сприяло збільшенню продуктивності сої, вирощеної за стресових умов, а у деяких випадках навіть підвищувало її до рівня показників рослин, вирощених за оптимальних умов. Такий ефект від дії білка яскраво демонструє його захисну роль за відношенням до бобово-ризобіальних симбіотичних систем. У 2012 р. обробка насіння лектином призвела до зростання врожайності відносно контролю 2 на 19 %, до того ж, даний показник був на рівні контролю 1. У наступні роки суттєвого приросту врожаю при застосуванні лектину для обробки насіння не зафіксовано, лише тенденцію до зростання, тоді як інокуляція насіння модифікованими лектином ризобіями виявилась ефективнішою. Так, у 2013 й 2014 рр. приріст врожаю відносно контролю 2 становив 9 та 20 % відповідно, і був на рівні контролю 1. Слід відмітити, що у цьому варіанті відзначено й збільшення кількості бобів у порівнянні з іншими варіантами досліду.

Отже, за результатами дослідів 2012–2014 рр. встановлено, що використання екзогенного лектину для обробки насіння, а також як компонента інокуляційної суспензії приводить до зростання насіннєвої продуктивності сої, вирощеної як за оптимального, так і за недостатнього водозабезпечення. Проте, слід зазначити, що ефект від застосування даного білка значною мірою залежить від способу його використання. Таким чином, екзогенний лектин може розглядатися як один із важливих засобів підвищення стійкості а, відтак, і продуктивність рослин сої в умовах недостатнього водозабезпечення.

Література

1. Січкар, В. Підвищення адаптивності сої в посушливих умовах як основний напрям сучасної селекції на півдні України / В. Січкар, О. Ганжело, Г. Лаврова // Вісник Львівського національного аграрного університету. Сер: Агрономія . – 2013. – № 17 (2). – С. 187-195.
2. Сичкар В.И. Пути повышения урожайности сои в условиях неостаточного увлажнения / В.И. Сичкар, О.И. Ганжело., Г.Д. Лавров // Корми і кормовиробництво. – 2008. – №62. – С. 163-173.