Analiza oddziaływań wybranych drobnoustrojów w środowisku glebowym

• Authors: Monika Jankowska , Dorota Swędrzyńska

Title variants

EN

Analysis of the interactions of microorganisms in soil environment

• Languages of publication: PL EN

Abstracts

PL

Gleba stanowi złożone środowisko, w którym przebiegają liczne, skomplikowane i często ściśle zazębiające się procesy biologiczne. Wynikają one przede wszystkim, z obecności bogatej i różnorodnej mikrobioty glebowej oraz oddziaływań zachodzących z jej udziałem. Najbardziej dynamicznym obszarem gleby, charakteryzującym się wzmożoną intensywnością interakcji, jest strefa bezpośrednio przylegająca do korzeni roślin, zwana ryzosferą. W jej obrębie obserwuje się rozmaite wzajemne oddziaływania między drobnoustrojami, do których zalicza się zarówno stosunki antagonistyczne, jak i nieantagonistyczne. Mikroorganizmy mogą również wchodzić w interakcje z roślinami, w ryzosferze których przebywają, stymulując bądź hamując ich wzrost. Zjawiskiem koniecznym do zajścia powyższych zależności jest allelopatia, czyli wymiana cząsteczek sygnalnych, wytwarzanych przez mikroorganizmy w postaci fitohormonów, czy lotnych związków organicznych, ale także uwalnianych przez rośliny w formie wydzielin korzeniowych. Z racji złożoności środowiska glebowego wiele spośród zachodzących tam procesów nie jest jeszcze w ogóle poznanych. Z kolei, inne nie są w pełni wyjaśnione ani też zrozumiałe, co często stanowi znaczną przeszkodę w osiąganiu przez rolników oczekiwanej wydajności plonów. Wnikliwa analiza oddziaływań zachodzących między drobnoustrojami w środowisku glebowym może przyczynić się do osiągnięcia licznych kosrzyści w wielu aspektach dotyczących rolnictwa, rozwoju licznych technologii czy też związanych z poprawą zdrowia ludzi. Stąd też istnieje silna potrzeba pogłębiania wiedzy na temat zachodzących w glebie interakcji. Literatura

EN

Soil is a complex environment in which there occur numerous complicated and often closely overlapping processes. They stem mainly from the presence of an extensive and varied soil microbiota and interactions occurring with their participation. The most dynamic area of the soil, characterized by an increased intensity of interactions, is the zone directly adhering to plant roots, called a rhizosphere. A variety of interactions between microorganisms, which include both the negative and positive relationships, is observed in this area. Microorganisms may also interact with plants and thereby stimulate or inhibit their growth. A phenomenon necessary for the occurrence of these dependencies is allelopathy, that is exchange of signaling molecules produced by microorganisms (phytohormones, volatile organic compounds), and released also from plant root exudates. Because of the spaciousness and complexity of the soil environment, many of the underground processes are not yet known at all, others are neither fully clarified, nor understood; lack of such knowledge often prevents attainment of crop yields expected by farmers. A thorough analysis of interactions between microorganisms in the soil environment may contribute to the development of new technologies in agriculture, also those related to improvment of human health. Hence, there is a strong requirement of further studies on the soil interactions.

Keywords

PL

allelopatia; interakcje roślin z drobnoustrojami; PGPR; ryzosfera; wzajemne oddziaływania pomiędzy drobnoustrojami

• Journal: Kosmos
• Year: 2016
• Volume: 65
• Issue: 1
• Pages: 49-55

Dates

published

2016

Contributors

author

Monika Jankowska

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Katedra Mikrobiologii Ogólnej i Środowiskowej, Szydłowska 50, 60-656 Poznań, Polska
• Department of General and Environmental Microbiology, Poznań University of Life Sciences, Szydłowska 50, 60-656 Poznań, Poland

author

Dorota Swędrzyńska

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Katedra Mikrobiologii Ogólnej i Środowiskowej, Szydłowska 50, 60-656 Poznań, Polska
• Department of General and Environmental Microbiology, Poznań University of Life Sciences, Szydłowska 50, 60-656 Poznań, Poland

References

• Barea J. M., Pozo M. J., Azcón R., Azcón-Aguilar C., 2005. Microbial co-operation in the rhizosphere. J. Exp. Bot. 56, 1761-1778.
• Brencic A., Winans S. C., 2005. Detection of and response to signals involved in host-microbe interactions by plant-associated bacteria. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 69, 155-194.
• Castro-Sowinski S., Herschkovitz Y., Okon Y., Jurkevitch E., 2007. Effects of inoculation with plant growth-promoting rhizobacteria on resident rhizosphere microorganisms. FEMS Microbiol. Lett. 276, 1-11.
• Colburn-Clifford J.M, Scherf J.M., Allen C., 2010. Ralstonia solanacearum dps contributes to oxidative stress tolerance and to colonization of and virulence on tomato plants. Appl. Environ. Microbiol. 72, 7392-7399.
• De Bellis P., Ercolani G., 2001. Growth interactions during bacterial colonization of seedling rootlets. Appl. Environ. Microbiol. 67, 1945-1948.
• Dyakov Y. T., Dzhavakhlya V .G., Korpela T., 2007. Comprehensive and molecular phytopathology. Stud. Plant Sci, 2, 164-165.
• González-Lamothe R., Mitchell G., Gattuso M., Diarra M. S., Malouin F., Bouarab K., 2009. Plant antimicrobial agents and their effects on plant and human pathogens. Int. J. Mol. Sci. 10, 3400-3419.
• Grandlic C. J., Palmer M. W., Maier R.,M., 2009. Optimization of plant growth-promoting bacteria-assisted phytostabilization of mine tailings. Soil Biol. Biochem. 41, 1734-1740.
• Jing Y., He Z., Yang X., 2007. Role of soil rhizobacteria in phytoremediation of heavy metal contaminated soils. J. Zhejiang Univ. Science B 8, 192-207.
• Klama J., Wolna-Maruwka A., Niewiadomska A., 2010. Wpływ koinokulacji bakteriami diazotroficznymi na rozwój siewek pszenicy zwyczajnej. Nauka Przyroda Technol. 4, 1-7.
• Krey T., Caus M., Baum C., Ruppel S., Eichler-Löbermann B., 2011. Interactive effects of plant growth-promoting rhizobacteria and organic fertilization on P nutrition of Zea mays L. and Brassica napus L. J. Plant Nutr. Soil Sci. 174, 602-613.
• Lanoue A., Burlat V., Henkes G. J., Schurr U., Röse U. S. R., 2010. Induced root-secreted phenolic compounds as a belowground plant defense. Plant Signal. Behav. 5, 1037-1038.
• Niewiadomska A., Swędrzyńska D., 2011. Effect of coinoculation of lucerne (Medicago sativa L.) with Sinorhizobium meliltoi and Herbaspirillum frisingense in relation to the interactions between bacterial strains. Arch. Environ. Protect. 37, 37-48.
• Ortíz-Castro R., Contreras-Cornejo H. A., Macías-Rodríguez L., López-Bucio J., 2009. The role of microbial signals in plant growth and development. Plant Signal. Behav. 4, 701-712.
• Ortíz-Castro R., Valencia-Cantero E., López-Bucio J., 2008. Plant growth promotion by Bacillus megaterium involves cytokinin signaling. Plant Signal. Behav. 3, 263-265.
• Ping L., Boland W., 2004. Signals from the underground: bacterial volatiles promote growth in Arabidopsis. Trends Plant Sci. 9, 263-269.
• Robleto E. A., Borneman J., Triplett E. W., 1998. Effects of bacterial antibiotic production on rhizosphere microbial communities from a culture-independent perspective. Appl. Environ. Microbiol. 64, 5020-5022.
• Rudrappa T., Splaine R. E., Biedrzycki M. L., Bais H. P., 2008. Cyanogenic pseudomonads influence multitrophic interactions in the rhizosphere. PLoS ONE 3, 2073.
• Ryu C. M., Farag M. A., Hu C.-H., Reddy M. S., Kloepper J. W., Paré P. W., 2004. Bacterial Volatiles Induce Systemic Resistance in Arabidopsis. Plant Physiol, 134, 1017-1026.
• Singh L. P., Singh Gill S., Tuteja N., 2011. Unraveling the role of fungal symbionts in plant abiotic stress tolerance. Landes Biosc. J. Plant Signal. Behav. 6, 175-191.
• Swędrzyńska D., Sawicka A., 2000. Effect of inoculation with Azospirillum brasilense on development and yielding of maize (Zea mays spp. Saccarata L.) under different cultivation conditions. Polish J. Environ. Stud. 9, 505-509.
• Swędrzyńska D., Niewiadomska A., Klama J., 2008. Koncentracja chlorofilu w blaszkach liściowych kukurydzy i owsa jako wskaźnik żywotności roślin inokulowanych bakteriami z rodzaju Azospirillum. Ekologia i Technika 4, 165-169.
• Swędrzyńska D., Niewiadomska A., Wolna-Maruwka A., 2010. Sposób inokulacji a efektywność zasiedlania ryzosfery owsa (Avena sativa L.) i kukurydzy (Zea mays L) przez bakterie z rodzaju Azospirillum. Nauka Przyroda Technol. 4, 95.
• Van Etten H. D., Mansfield J. W., Bailey J. A., Farmer E. E., 1994. Two classes of plant antibiotics: phytoalexins versus 'phytoanticipins'. Plant Cell 6, 1191-1192.
• Yang S., Tang. F., Gao M., Krishnan H., Zhu. H., 2010. R gene-controlled host specificity in the legume-rhizobia symbiosis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107, 18735-18740.
• ---