Анотація до роботи:

Василюк В.М. Фізіологічні особливості взаємодії сої та люпину з новими штамами бульбочкових бактерій (Bradyrhizobium), отриманими транспозоновим мутагенезом. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.12 – фізіологія рослин. Інститут фізіології рослин і генетики НАН України, Київ, 2008.

Дисертація присвячена вивченню фізіологічних особливостей формування і функціонування симбіотичних систем, утворених за участю нових Tn5-мутантів повільнорослих бульбочкових бактерій і рослин сої та люпину. Показана можливість застосування транспозонового мутагенезу для селекції високоактивних штамів ризобій.

Уперше при використанні плазміди pSUP2021::Tn5 отримано колекцію Tn5-мутантів повільнорослих бульбочкових бактерій сої і люпину, здійснено первинний скринінг за ознаками „азотфіксація” і „ефективність симбіозу” та встановлено гетерогенність цих мутантів за симбіотичними властивостями. У бобово-ризобіальних системах сої, утворених за участю транспозонових мутантів Bradyrhizobium japonicum, активність пероксидази у листках, коренях та бульбочках залежала від ефективності симбіозу. У бульбочках сої, інокульованої Tn5-мутантами, показано позитивний зв’язок між активністю каталази та інтенсивністю азотфіксації. У симбіотичних системах, сформованих за участю люпину і штамів та транспозонових мутантів Bradyrhizobium sp. (Lupinus) не виявлено чіткої залежності між активністю мікросимбіонта і пероксидазною та каталазною активністю у різних органах. У різних за ефективністю симбіотичних системах сої, інокульованої штамами і Tn5-мутантами ризобій виявлено два типи динаміки азотфіксувальної активності та інтенсивності фотосинтезу листків. Перший тип характеризувався максимальною активністю вказаних процесів у фазу бутонізації, а другий – у період цвітіння рослин. Показано перспективність застосування методу транспозонового мутагенезу при селекції активних штамів повільнорослих бульбочкових бактерій для підвищення ефективності симбіозу.

1. Уперше при використанні плазміди pSUP2021::Tn5 отримано колекцію транспозонових мутантів повільнорослих бульбочкових бактерій сої і люпину, здійснено їх первинний скринінг за ознаками „азотфіксація” й „ефективність симбіозу” та встановлено гетерогенність за симбіотичними властивостями.

2. Соя і люпин, інокульовані новими Tn5-мутантами, утворюють симбіотичні системи, в яких інтенсифікація чи гальмування окремих фізіолого-біохімічних процесів пов’язані з формуванням симбіозу різної ефективності.

3. Активність пероксидази в листках, коренях і бульбочках сої, інокульованої транспозоновими мутантами Bradyrhizobium japonicum 646, пов’язана з ефективністю симбіозу. За інокуляції активними Tn5-мутантами активність цього ферменту зростає.

4. Показано позитивний зв’язок між активністю каталази в бульбочках сої, інокульованої різними за активністю Tn5-мутантами, і інтенсивністю азотфіксації, тоді як активність даного ферменту в листках і коренях не залежала від симбіотичних властивостей мікросимбіонта.

5. У симбіотичних системах, сформованих за участю рослин люпину і штамів та транспозонових мутантів Bradyrhizobium sp. (Lupinus), нами не виявлено чіткої залежності між активністю мікросимбіонта і пероксидазною та каталазною активністю у різних органах.

6. У неефективних симбіотичних системах Glycine max (L.) Merr. – Tn5-мутанти B. japonicum 646 низький рівень асиміляції N₂ супроводжується зменшенням вмісту хлорофілів у листках, інгібуванням активності процесів газообміну СО₂ і зниженням насіннєвої продуктивності рослин.

7. У різних за ефективністю симбіотичних системах сої виявлено два типи динаміки азотфіксувальної активності та інтенсивності фотосинтезу, перший з яких характеризується максимальною активністю цих процесів у фазу бутонізації, а другий – у фазу цвітіння. Насіннєва продуктивність рослин не залежала від типу динаміки асиміляційної активності симбіотичних систем, утворених штамами і Tn5-мутантами ризобій сої, які використовували для інокуляції.

8. Показано, що використання для інокуляції бобових рослин високоактивних Tn5-мутантів B. japonicum і Bradyrhizobium sp. (Lupinus) підвищує урожай насіння сої і люпину відповідно на 15–23 % і 10 %, а також сприяє збільшенню вмісту протеїну в насінні на 1–1,5 абс. %.

9. Транспозонові мутанти повільнорослих бульбочкових бактерій сої (21-2, 17-2, 9-2) та люпину (168-23) з покращеними симбіотичними властивостями можуть бути використані для отримання нових штамів із господарсько-цінними ознаками та виготовлення на їх основі бактеріальних добрив.

Публікації автора:

1. Маліченко С.М., Даценко В.К., Василюк В.М. Ефективність симбіотичних систем, утворених за участю сої і транспозантів бульбочкових бактерій Bradyrhizobium japonicum 646 // Наук. вісн. Ужгород. ун-ту: Серія Біологія. – 2006. – Вип. 18. – С. 144–148.

2. Василюк В.М., Мельникова Н.М., Михалків Л.М., Омельчук С.В., Коць С.Я. Формування симбіотичних взаємовідносин рослин люпину з транспозоновими мутантами Bradyrhizobium sp. (Lupinus) // Физиология и биохимия культ. растений. – 2007. – 39, № 3. – С. 233–241.

3. Василюк В.М., Кругова О.Д., Мандровська Н.М., Коць С.Я. Активність пероксидази і каталази у сої, інокульованої Tn5-мутантами Bradyrhizobium japonicum // Физиология и биохимия культ. растений. – 2007. – 39. – № 4. – С. 334–342.

4. Маліченко С.М., Даценко В.К., Василюк В.М., Коць С.Я. Транспозоновий мутагенез штамів Bradyrhizobium japonicum // Физиология и биохимия культ. растений. – 2007. – 39, № 5. – С. 409–418.

5. Василюк В.М., Маменко П.М., Береговенко С.К. Дослідження симбіотичних властивостей Tn5-мутантів бульбочкових бактерій сої // Сільськогосподарська мікробіологія: міжвідомчий тематичний науковий збірник // 2007. – № 6. – С. 39–50.

6. Василюк В.М., Кірізій Д.А., Коць С.Я. Динаміка фотосинтетичної й азотфіксувальної активностей та продуктивність сої, інокульованої Tn5-мутантами Bradyrhizobium japonicum // Доповіді НАН України. – 2008. – № 1. – С. 147–152.

7. Мельникова Н.М., Михалків Л.М., Василюк В.М., Омельчук С.В., Маменко П.М. Формування симбіотичних систем люпину при інокуляції транспозантами Bradyrhizobium sp. (Lupinus) // Сучасні проблеми фізіології рослин і біотехнології: Тези доп. конференції молодих учених (Ужгород, 1–3 грудня 2005 р.). – Ужгород, 2005. – С. 85.

8. Василюк В.Н., Маличенко С.М., Даценко В.К., Коць С.Я. Эффективность симбиотических систем сои при инокуляции Tn5-мутантами Bradyrhizobium japonicum 646 // Биология – наука ХХІ века: 10-я Пущинская школа-конференция молодых ученых (Пущино, 17–21 апреля 2006 г.). – Пущино, 2006. – С. 185.

9. Коць С.Я., Даценко В.К., Маліченко С.М., Василюк В.М. Tn5-мутанти Bradyrhizobium japonicum 646 – можливі біологічні компоненти бактеріальних добрив під сою // Екологія: наука, освіта, природоохоронна діяльність: Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції, присвяченої 15-річчю науково-дослідної лабораторії „Екологія і освіта”. – К.: Наук. світ, 2007. – С. 35–36.

10. Vasyliuk V., Melnykova N., Mykhalkiv L. Formation of symbiotic interactions between lupine plants and Tn5-mutants of Bradyrhizobium sp. (Lupinus) in soil experiments // Матеріали ІІІ Міжнародної конференції молодих вчених „Розмаїття живого. Екологія. Адаптація. Еволюція.”, присвяченій 100-річчю з дня народження видатного українського ліхенолога М.Ф. Макаревича (Одеса, 15–18 травня 2007 р.). – Одеса: Печатний дом, 2007. – С. 76.

11. Василюк В.М. Особливості взаємодії Glycine max (L.) Merr. із Tn5-мутантами Bradyrhizobium japonicum 646 // Сучасні проблеми фізіології та інтродукції рослин: Матеріали ІІ Всеукраїнської науково-практичної конференції до 80-річчя професора Л.Г. Долгової (Дніпропетровськ, 22–23 травня 2007 р.). – Дніпропетровськ: ДНУ, 2007. – С. 18–19.

12. Василюк В.М., Маліченко С.М., Даценко В.К. Вплив інокуляції Tn5-мутантами Bradyrhizobium japonicum 646 на нодуляційну активність симбіотичних систем сої // Різноманіття фітобіоти: шляхи відновлення і збереження. Історія та сучасні проблеми: Матеріали Міжнародної наукової конференції, присвяченої 200-річчю заснування Кременецького ботанічного саду (Кременець, 18–23 червня 2007 р.). – Кременець–Тернопіль: Підручники і посібники, 2007. – С. 118–119.

13. Vasyliuk V.M., Malichenko S.M., Datsenko V.K., Kots S.Ya. Symbiotic properties of Tn5-mutants of Bradyrhizobium japonicum 646 // Современная физиология растений: от молекул до экосистем: Материалы VI съезда общества физиологов растений России (Сыктывкар, 18–24 июня 2007 г.). – Сыктывкар, 2007. – С. 47.

14. Vasyliuk V., Kirisij D., Kots S. Photosynthetic activity of the Glycine max (L.) Merr. inoculated with Tn5-mutants of Bradyrhizobium japonicum // XXXVII Esna annual meeting Jinr – Dubna, Russia (September 10–14, 2007) 2007. – Book of abstracts. – Dubna, 2007. – P. 58.

15. Василюк В.М., Коць С.Я. Вплив Tn5-мутантів Bradyrhizobium japonicum на азотфіксувальну активність, вміст пігментів та продуктивність Glycine max (L.) Merr. // Онтогенез рослин у природному та трансформованому середовищі. Фізіолого-біохімічні та екологічні аспекти: Тези доп. ІІІ Міжнародної конференції (Львів, 4–6 жовтня). – Львів, 2007. – С. 59.

16. Василюк В.М., Якимчук Р.А., Коць С.Я. Ефективність симбіозу сої і люпину з Tn5-мутантами Bradyrhizobium в умовах Черкаської області // Сучасний стан і пріоритети розвитку фізіології рослин, генетики і біотехнології: Тези доп. Х конференції молодих вчених (Київ, 25–26 жовтня 2007 р.). – К., 2007. – С. 87.

17. Василюк В.Н., Киризий Д.А., Маличенко С.М. Влияние Tn5-мутантов Bradyrhizobium japonicum на азотфиксирующую активность и интенсивность фотосинтеза сои // Биология – наука ХХІ века: 11-я Пущинская международная школа-конференция молодых ученых (Пущино, 29 октября – 2 ноября 2007 г.). – Пущино, 2007. – С. 185.