Информация о гранте
Грант РНФ
Механизмы солюбилизации фосфора и калия, бактериями, входящими в состав биопрепаратов для увеличения урожайности зерновых культур.
Номер: 25-26-20112
Период выполнения: 2025 - 2026
Слабая растворимость калий- и фосфорсодержащих минеральных соединений является основной причиной низкой доступности этих элементов из почвы и удобрений растениям. Поэтому одной из важнейших задач современной науки является разработка приемов повышения доступности фосфора и калия почвы растениям. В настоящее время большинство фермеров неразумно применяют химические удобрения для достижения максимальной урожайности. Ризосферные микроорганизмы, которые переводят нерастворимые формы калия и фосфора в растворимые и доступные для роста растений являются наиболее важными поставщиками этих элементов в почвенные экосистемы и, тем самым, способствуют увеличению урожайности. Калий- и фосфатсолюбилизацию осуществляют разные систематические группы микрооргнаизмов: сапрофитные бактерии (Bacillus mucilaginosus, B. edaphicus, B. circulans, Acidothiobacillus ferrooxidans, Paenibacillus spp., Pseudomonas spp. и др.) и грибы (Aspergillus spp. и Aspergillus terreus, Penicillium spp. и др.). В рамках проекта впервые предлагается проведение комплексного исследования, направленного на изучение механизмов солюбилизации калия и фосфора бактериями на примере перспективных природных штаммамов бактерий Pseudarthrobacter equi ВКПМ В-13868 и Pantoea agglomerans В-13869, которые обладают калий- и фосфатсолюбилизирующей (соответственно), фитопротекторной и ростостимулирующей активностью. Идея заключается в выявлении основных механизмов, определяющих максисмальную солюбилизацию калия и фосфора и разработке основ ее стимулирования. В ходе реализации проекта будут выявлены способы оптимизации использования бактериальных штаммов в земледелии в качестве бактериальных препаратов для повышения урожайности зерновых культур.
Результаты:
2025
В 2025 году были исследованы генетические, ферментативные и метаболические механизмы, обеспечивающие солюбилизацию форм фосфора и калия двумя бактериальными штаммами — фосфатсолюбилизирующим Pantoea agglomerans Ф19 и калийсолюбилизирующим Pseudarthrobacter equi S2, и оценено их влияние на распределение валовых и подвижных форм этих макроэлементов в модельных почвенных системах. Проведена реидентификация штаммов и полная функциональная аннотация геномов с использованием NGS секвенирования. В геноме штамма Ф19 обнаружены гены, связанные с фосфатным метаболизмом, а также широкий набор генов синтеза органических кислот и биопленкообразования. В геноме штамма S2 выявлен широкий набор генов, поддерживающих транспорт и трансформацию ионов калия и фосфора. Штамм Ф19 демонстрировал активную мобилизацию фосфора. Штамм S2 показал устойчивую способность к растворению калийсодержащих минералов. Анализ ферментативного и субстратного профиля показал, что штамм Ф19 и S2 способен ассимилировать широкий спектр углеводов. В почвенных вариантах эксперимента, выявлено увеличение содержания подвижных форм фосфора и калия при внесении исследуемых штаммов. Полученные результаты позволили установить, что штаммы P. agglomerans Ф19 и P. equi S2 являются подходящими кандидатами для биоудобрений.
