IX Всероссийская конференция молодых ученых с международным участием «Почвоведение: Горизонты будущего. 2025»

Мониторинг функциональных генов микробного сообщества ризосферы тимьяна обыкновенного (Thymus vulgaris L.) при его интродукции в Нечерноземную зону (г. Москва)
24.09.2025 , Стенд-холл 1 (коридор 3 этажа)

Актуальность изучения растительно-микробного взаимодействия при интродукции видов растений, не характерных для сложившегося биоценоза, связана с потенциальным смещением видового разнообразия и численности микробных сообществ под воздействием интродуцента, способным повлечь за собой дестабилизацию сложившегося почвенного микробиома. Целью исследования был мониторинг генов азотного цикла и генов, важных для почвенной стабильности и самоочищения, впервые проводимый при акклиматизации тимьяна обыкновенного (Thymus vulgaris L.) в Нечерноземной зоне (г. Москва) при помощи ПЦР-РВ. Ризосферный эффект, вычисленный для генов азотного цикла, отличался в зависимости от обуславливаемых ими процессов. Так, гены азотфиксации в ризосфере преобладали по сравнению с контролем не менее, чем в 9,07 раз, а в почве междурядий их превышение составляло более, чем 2,71 раза по сравнению с почвой, свободной от растений. Обилие генов, вовлеченных в аммонификацию в почве междурядий, было в 2,01 раза больше по сравнению с контролем, в то время как для ризосферы превышение составляло порядка 1,33 раза, при этом в ризоплане количество генов аммонификации было ниже по сравнению с ризосферой в 0,46 раз. Количество копий генов, отвечающих за денитрификацию, было несколько выше в ризоплане как молодых, так и старых корней по сравнению с ризосферой (превышение составляло не менее, чем 1,10 раза), однако наибольшим обилием данных генов обладала почва междурядий, превышая показатель, полученный для почвы, свободной от растений, в 1,22 раза, что может быть связано с ее наибольшей плотностью среди исследуемых образцов. При определении количества копий генов, кодирующих некоторые важные для почвенной стабильности и самоочищения процессы, были выявлены следующие различия между ризосферой и почвой, свободной от растений. Гены, характеризующие способность к образованию сидерофоров, присутствовали в ризосфере в значительно большем количестве, чем в контрольной почве (превышение количества копий генов составляло порядка 19,11 раз), в почве междурядий их численность так же была высокой, но превышала контроль только в 2,83 раза. Представленность генов, ответственных за формирование целлюлозолитических ферментов, была более высока в контроле (превышая ризосферу и почву междурядий в 1,29 и 1,61 раз соответственно). Гены, обуславливающие хитинолитическую активность, так же были более представлены в ризосфере по сравнению с почвой-контролем (величина ризосферного эффекта – 1,80 единиц), а их превышение в ризоплане по сравнению с ризосферой составляло 2,25 и 1,97 раз для молодых и старых корней соответственно. Представленность генов, отвечающих за биодеградацию полифенолов, существенно возрастала (в 1,99 раза) при приближении к корням растения в ризосфере, а при сравнении ризопланы и ризосферы наблюдалось большее превышение таких генов в ризоплане старых корней по сравнению с их ризосферой (2,16 раз превышения), чем в ризоплане молодых, для которых соотношение ризоплана : ризосфера равнялось 1,50 единицам. Выявленные различия между ризосферой тимьяна обыкновенного (T. vulgaris L.) и почвой, свободной от растений, свидетельствовали об увеличении числа копий генов азотного цикла и генов, важных для почвенной стабильности и самоочищения. На основе полученных данных можно предполагать, что при интродукции средиземноморского вида тимьяна (T. vulgaris L.) в зону дерново-подзолистых почв сложившееся микробное сообщество успешно «принимает» не характерный для Нечерноземной зоны вид, формирует в его ризосфере устойчивую систему, способную к саморегуляции и росторегулированию нового растения-хозяина, обеспечивая тем самым увеличение его адаптационного потенциала.


ризосфера, микробное сообщество, функциональные гены


Соавторы доклада и их аффилиации:

-

Федеральный исследовательский центр «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН