Исследование физиолого-биохимических особенностей взаимоотношения между растением-хозяином и микромицетами ризосферы

Руководитель направления к.б.н. Березина Екатерина Васильевна, к.б.н., доц. Стручкова Ирина Валерьевна, коллектив к.б.н., доц. Брилкина Анна Александровна, Агеева Мария Николаевна, Абашева Ксения Александровна, Приписнова Екатерина Сергеевна

Цель работы: выявить возможные механизмы формирования и поддержания симбиотических отношений между вересковыми растениями и микромицетами ризосферы.

Задачи:

• выделение эндофитных микромицетов из корней вересковых растений, произрастающих на территории Нижегородской области, создание рабочей коллекции наиболее перспективных микромицетов;
• исследование физиолого-биохимических характеристик вересковых растений и микромицетов, важных для их культивирования в условиях in vitro и ex vitro;
• сокультивирование вересковых растений и микромицетов ризосферы в условиях in vitro и ex vitro, оценка степени микоризации растений в динамике;
• исследование морфологических и биохимических особенностей вересковых растений при их сокультивировании с микромицетами в условиях in vitro и ex vitro, в т.ч. при засухе;
• оценка минерального питания растений;
• исследование корневой экссудации микоризованных растений.

Методы исследования:

• культивирование и сокультивирование стерильных микрорастений и микромицетов на питательных средах в условиях in vitro;
• идентификация микромицетов  и анализ их ферментативной активности;
• сокультивирование растений и микромицетов в грунте в условиях ex vitro;
• широкопольная световая и конфокальная микроскопия для выявления микромицетов;
• морфометрия растений;
• спектрофотометрические методы анализа содержания фосфора, индолов, белков, фотосинтетических пигментов, разных групп фенольных соединений, активности ферментов;
• электрофоретические методы анализа ферментов микромицетов;
• хроматографические методы идентификации индолов, органических кислот, фенольных соединений;
• ионометрические методы анализа содержания азота и калия;
• хроматомасс-спектрометрические методы анализа содержания индивидуальных фенольных соединений, фитогормонов.

Результаты

Из корней вересковых растений выделены и идентифицированы эндофитные микромицеты. При искусственном сокультивировании выделенного изолята темного септированного эндофита Phialocephala fortinii, а также музейного штамма гриба эрикоидной микоризы Oidiodendron maius, описана устойчивая колонизация корней вересковых растений.

Гранты

1. Разработка высокоэффективной технологии производства посадочного материала ягодных и декоративных растений семейства Вересковые (Фонд Бортника, 2021-2022 гг., руководитель Агеева М.Н.)
2. Участие фенольных соединений, фитогормонов и фосфатов в поддержании симбиотических отношений между вересковыми растениями и грибами рода Phialocephala (Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, 2021-2022 гг., руководитель Березина Е.В.)
3. Участие фенольных соединений и фитогормонов в формировании и поддержании симбиотических отношений между вересковыми растениями и микромицетами Oidiodendron sp. и Phialocephala fortinii (РНФ, 2022-2024 гг., руководитель Березина Е.В.)

Публикации

1. Стручкова И.В., Юрлова А.В., Брилкина А.А., Березина Е.В. Перспективность использования гриба Trichoderma virens для стимуляции роста адаптируемых растений клюквы крупноплодной // Вестн. защиты растений. №3. С. 160-161.
2. Mikheev V.S., Struchkova I.V., Ageyeva M.N., Brilkina A.A., Berezina E.V. The role of Phialocephala fortinii in improving plants’ phosphorus nutrition: new puzzle pieces // Fungi. 2022. V. 8, iss. 11. doi: 10.3390/jof8111225.
3. Mikheev V.S., Struchkova I.V., Churkina L.M., Brilkina A.A., Berezina E.V. Several characteristics of Oidiodendron maiusL. Barron important for heather plants’ controlled mycorrhization // J. Fungi. 2023. V. 9, iss. 7. doi: 10.3390/jof9070728.
4. Struchkova I.V., Mikheev V.S., Berezina E.V., Brilkina A.A. Phosphorus supply to plants of Vaccinium genus: proven patterns and unexplored issues // Agronomy. 2024. V. 14, iss. 6. doi: 10.3390/agronomy14061109.

Патенты

Агеева М.Н., Стручкова И.В., Михеев В.С., Брилкина А.А., Березина Е.В., Рыбин Д.А. Способ заселения корней растений клюквы микромицетом Oidiodendron maius Barron. Пат. 2821889 Рос. Федерация. №2022110579; заявл. 19.04.22; опубл. 27.06.24, Бюл. №18.