Мікоризація як інструмент регуляції стресостійкості черешні у зеленому сільському господарстві
Анотація
Стимулювання імплементації сталих практик в сільському господарстві є важливим рішенням для здоров’я рослин, збереження біорізноманіття і вирішення проблем продовольчої безпеки. Одним із важливих сталих рішень є використання арбускулярних мікоризних грибів для функціонування мікоризних асоціацій. Метою роботи було з’ясувати вплив мікоризації на інтенсивність заселення коренів ендомікоризою та реакцію черешні для впровадження сталих практик. У роботі вивчали ефективність інокуляції коренів черешні препаратом, що містить пропагули 4-х видів грибів Glomus intraradices, Glomus mosseae, Glomus agregatum і Glomus etunicatum. Дослідження проводили в умовах Південного Степу України. У процесі експерименті було використано такі наукові методи – польовий, мікроскопічний, біохімічний і статистичний. Оцінено ступінь заселення коренів черешні АМГ за дії мікоризації. Доведено здатність грибів роду Glomus розвивати ефективний мікоризний симбіоз з коренями черешні, оскільки збільшилася частота виявлення і інтенсивність мікоризної інфекції. Досліджено вплив інокуляції коренів черешні ендомікоризою на ростові показники дерев. Спостерігали тенденцію до збільшення річного приросту діаметру штамбу, сумарного річного приросту пагонів і площі листків. Листки інокульованих дерев АМГ містили більше вологи і мали більшу водоутримувальну здатність. Сума хлорофілів a і b та їх співвідношення у тканинах листків інокульованих дерев були істотно вищими порівняно з контролем. У листках мікоризованих дерев істотно збільшився вміст аскорбату і фенольних речовин. Інокуляція коренів АМГ спричинила збільшення активності антиоксидантних ферментів і зменшення умісту малонового діальдегіду. Ці результати можуть сприяти просуванню і впровадженню органічних технологій вирощування черешні для досягнення Цілей сталого розвитку та ініціатив Європейського зеленого курсу
Ключові слова
Prunus avium L.; арбускулярні мікоризні гриби; дерева; симбіоз; сталі практики; адаптивність; біопрепарат
[1] Afonso, S., Oliveira, I., Meyer, A.S., & Gonçalves, B. (2022). Biostimulants for improving tree physiology and fruit quality: A review with special emphasis on sweet cherry. Agronomy, 12(3), article number 659. doi: 10.3390/ agronomy12030659.
[2] Bi, Y., Xie, L., Wang, Z., Wang, K., Liu, W., & Xie, W. (2021). Arbuscular mycorrhizal symbiosis promotes the growth and photosynthesis of apricot (Prunus sibirica L.) seedlings in northwest China. International Journal of Coal Science and Technology, 8, 473-482. doi: 10.1007/s40789-021-00408-6.
[3] Bondarenko, P. (2019). Physiological basics of sweet cherry productivity depending on rootstocks, interstems and plant density. Open Agriculture, 4(1), 267-274. doi: 10.1515/opag-2019-0025.
[4] Chandrasekaran, M. (2022). Arbuscular mycorrhizal fungi mediated alleviation of drought stress via nonenzymatic antioxidants: A meta-analysis. Plants, 11(19), article number 2448. doi: 10.3390/plants11192448.
[5] Chen, W., Meng, P., Feng, H., & Wang, C. (2020). Effects of arbuscular mycorrhizal fungi on growth and physiological performance of Catalpa bungei C.A.Mey. under drought stress. Forests, 11(10), article number 1117. doi: 10.3390/f11101117.
[6] Convention on Biological Diversity. (1992, June). Retrieved from https://surl.li/kapjyb.
[7] Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora. (1979, June). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/995_129#Text.
[8] Dar, G.H., & Dunge, P. (2020). Role of arbuscular mycorrhizal fungi in mulberry ecosystem development. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 9(5), 13-37. doi: 10.20546/ijcmas.2020.905.002.
[9] Delaeter, M., Magnin-Robert, M., Randoux, B., & Lounès-Hadj Sahraoui, A. (2024). Arbuscular mycorrhizal fungi as biostimulant and biocontrol agents: A review. Microorganisms, 12(7), article number 1281. doi: 10.3390/ microorganisms12071281.
[10] Dhalaria, R., Kumar, D., Kumar, H., Nepovimova, E., Kuča, K., Torequl Islam, M., & Verma, R. (2020). Arbuscular mycorrhizal fungi as potential agents in ameliorating heavy metal stress in plants. Agronomy, 10(6), article number 815. doi: 10.3390/agronomy10060815.
[11] Dowarah, B., Gill, S.S., & Agarwala, N. (2022). Arbuscular mycorrhizal fungi in conferring tolerance to biotic stresses in plants. Journal of Plant Growth Regulation, 41, 1429-1444. doi: 10.1007/s00344-021-10392-5.
[12] Dziadek, K., Kopeć, A., & Tabaszewska, M. (2019). Potential of sweet cherry (Prunus avium L.) by-products: Bioactive compounds and antioxidant activity of leaves and petioles. European Food Research and Technology, 245, 763-772. doi: 10.1007/s00217-018-3198-x.
[13] Faienza, M.F., Corbo, F., Carocci, A., Catalano, A., Clodoveo, M.L., Grano, M., Wang, DQ-H., D’Amato, G., Muraglia, M., Franchini, C., Brunetti, G., & Portincasa, P. (2020). Novel insights in health-promoting properties of sweet cherries. Journal of Functional Foods, 69, article number 103945. doi: 10.1016/j.jff.2020.103945.
[14] Gerasko, T., Pyda, S., Paschenko, Yu., Ivanova, I., Pokoptseva, L., & Tymoshchuk, T. (2022a). Content of biologically active substances in sweet cherry fruits at different stages of fruit development in the conditions of the living mulch. Agronomy Research, 20(3), 549-561. doi: 10.15159/ar.22.067.
[15] Gerasko, T., Pyda, S., Pashchenko, Yu., Pokopceva, L., & Tymoshchuk, T. (2022b). Biochemical composition of sweet cherry leaves depending on the method of soil maintenance in an organic garden. Scientific Horizons, 25(6), 75-88. doi: 10.48077/scihor.25(6).2022.75-88.
[16] Gerasko, T., Tymoshchuk, T., Sayuk, O., Rudenko, Yu., & Mrynskyi, I. (2023). Investigation of the response of sweet cherries to root mycorrhisation with biologics for sustainable horticulture development. Scientific Horizons, 26(5), 76-88. doi: 10.48077/scihor5.2023.76.
[17] Giampieri, F., Mazzoni, L., Cianciosi, D., Alvarez-Suarez, J.M., Regolo, L., Sanchez-Gonzalez, C., Capocasa, F., Xiao, J., Mezzetti, B., & Battino, M. (2022). Organic and conventional plant-based foods: A review. Food Chemistry, 383, article number 132352. doi: 10.1016/j.foodchem.2022.132352.
[18] Ilic, J. (2023). The role of weeds as a source of beneficial microorganisms. European Journal of Plant Pathology, 167, 427-431. doi: 10.1007/s10658-023-02699-8.
[19] Kalamulla, R., Karunarathna, S.C., Tibpromma, S., Galappaththi, M.C.A., Suwannarach, N., Stephenson, S.L., Asad, S., Salem, Z.S., & Yapa, N. (2022). Arbuscular mycorrhizal fungi in sustainable agriculture. Sustainability, 14(19), article number 12250. doi: 10.3390/su141912250.
[20] Madouh, T.A., & Quoreshi, A.M. (2023). The function of arbuscular mycorrhizal fungi associated with drought stress resistance in native plants of arid desert ecosystems: A review. Diversity, 15(3), article number 391.doi: 10.3390/d15030391.
[21] Nunes, A.R., Gonçalves, A.C., Falcão, A., Alves, G., & Silva, L.R. (2021). Prunus avium L. (sweet cherry) by-products: A source of phenolic compounds with antioxidant and anti-hyperglycemic properties – a review. Applied Sciences, 11(18), article number 8516. doi: 10.3390/app11188516.
[22] Petrova, V., & Krumov, S. (2023). Influence of mycorrhizal fungi on the growth parameters of different cherry cultivars in the Kyustendil region. Bulgarian Journal of Crop Science, 60(5), 76-82. doi: 10.61308/ NYAB1154.
[23] Shao, Y., et al. (2023). Indigenous and commercial isolates of arbuscular mycorrhizal fungi display differential effects in Pyrus betulaefolia roots and elicit divergent transcriptomic and metabolomic responses. Frontiers in Plant Science, 13, article number 1040134. doi: 10.3389/fpls.2022.1040134.
[24] Sharma, S., Bhuvaneswari, V., Saikia, B., Karthik, R., Rajeshwaran, B., Shree Naveena, P., & Gayithri M. (2023). Multitrophic reciprocity of AMF with plants and other soil microbes under biotic stress. In P. Mathur, R. Kapoor & S. Roy (Eds.), Microbial symbionts and plant health: Trends and implications under climate change. Rhizosphere Biology (pp. 329-366). Singapore: Springer. doi: 10.1007/978-981-99-0030-5_13.
[25] Trinchera, A., Ciaccia, C., Testani, E., Baratella, V., Campanelli, C., Leteo, F., & Canali, S. (2019). Mycorrhizamediated interference between cover crop and weed in organic winter cereal agroecosystems: The mycorrhizal colonization intensity indicator. Ecology and Evolution, 9(10), 5593-5604. doi: 10.1002/ece3.5125.
[26] Villani, A., Tommasi, F., & Paciolla, C. (2021). The arbuscular mycorrhizal fungus Glomus viscosum enhances artichoke resistance to verticillium wilt by modulating antioxidant defense systems. Cells, 10(8), article number 1944. doi: 10.3390/cells10081944.
[27] Wahab, A., Muhammad, M., Munir, A., Abdi, G., Zaman, V., Ayaz, A., Khizar, C., & Reddy, S.P.P. (2023). Role of arbuscular mycorrhizal fungi in growth regulation, productivity enhancement and potential impact on ecosystems under abiotic and biotic stresses. Plants, 12(17), article number 3102. doi: 10.3390/ plants12173102.
[28] Wang, M., Wang, Z., Guo, M., Qu, L., & Biere, A. (2023). Effects of arbuscular mycorrhizal fungi on plant growth and herbivore infestation are dependent on soil water and nutrient availability. Frontiers in Plant Science, 14, article number 1101932. doi: 10.3389/fpls.2023.1101932.
[29] Yaman, M. (2022). Evaluation of genetic diversity by morphological, biochemical and molecular markers in sour cherry genotypes. Molecular Biology Reports, 49(6), 5293-5301. doi: 10.1007/s11033-021-06941-6.