Оптимизация минерального питания растений в неблагоприятных условиях выращивания в лунной оранжереи

Заец, ИЕ, Вознюк, ТН, Ковальчук, МВ, Рогуцкий, ИС, Лукашов, ДВ, Митрохин, АВ, Машковская, СП, Фоинг, БГ, Козировская, НА
Косм. наука технол. 2006, 12 ;(5-6):036-041
https://doi.org/10.15407/knit2006.05.036
Язык публикации: Английский
Аннотация: 
Предполагается, что первые растения будут играть важную роль в образовании протогрунта достаточного плодородия, необходимой для целевого выращивания второго поколения растений, таких как пшеница, рис, соя и др. Остатки растений первого поколения могли бы быть компостированный и преобразованы микроорганизмами в подобный к почве субстрат в регенеративной системе жизнеобеспечения. Лунный реголит может быть использовано в качестве субстрата для выращивания растений в начале миссии, чтобы сократить расходы. Использование микробных сообществ для праймирования растений позволит облегчить адаптацию к стрессовым условиям и обеспечить развитие растения в неблагоприятных условиях. Хорошо охарактеризованы, ассоциированные с растениями бактерии использовались для выращивания трех сортов бархатцев (Tagetes patula L.) в анортозите, субстрате низкой биодоступности, аналогичном лунной горной породе. Консорциум состоял из бактерии Paenibacillus sp. IMBG156 и ризобактерий, способствующие росту растений, который стимулировал прорастания семян, улучшал развитие растений и, в конечном итоге, цветение инокулированных бархатцев. В противоположность этому, контрольные растения плохо росли в анортозите и практически не доживали до цветения. Анализ состава бактериального сообщества показал, что все виды бактерий колонизировали корни растений, однако уровень колонизации зависел от алелопатичных характеристик видов бархатцев. Бактерии консорциума способны высвобождать некоторые элементы (Са, Fe, Mn, Si, Ni, Cu, Zn) с анортозита. Колонизация растений смешанной культурой бактериальных штаммов приводила к увеличению накопления растением К, Mg, Mn и снижение уровня накопления токсичных металлов. Предполагается, что рационально подобранный консорциум бактериальных штаммов способствовал прорастанию семян бархатцев и поддерживал развитие растений в неблагоприятных для роста условиях с помощью выздоровления необходимых для растений питательных элементов и защиты растений против сверхнакопления некоторых токсических металлов.
Ключевые слова: микробные сообщества, минеральное питание, реголит
References: 
1.  Alexandrov V. G., Zak G. A. Bacteria, destroying alumo-silicates (silicious bacteria) // Microbiologia.—1950.— 19.—P. 97—104 (in Russian).
2.  Ashwal L. D. Anorthosites. — Springer-Verlag, 1993.
3.  Bessonova V. P., Ivanchenko О. Е. Iron and chrome excess effect on the activity of nitrate reductase in vegetative organs of TagetespatulaL. and LathyrusodoratusL. // Physiology and Biochemistry of Cultural Plants.—2004.— 36.—P. 511—519 (in Ukrainian).
4.  Kasahara Y., Yasukawa K., Kitanaka S., et al. Effect of methanol extract from flower petals of TagetespatulaL. on acute and chronic inflammation model // Phytother. Res.— 2002.—16(3).—P. 217—222.
5.  KozyrovskaN. O., Korniichuk O. S., VoznyukТ. М., et al. Microbial community in a precursory scenario of growing TagetespatulaL. in a lunar greenhouse // KosmichnaNaukaі Technologiya (Space Science and Technology).— 2004.—10, N 5/6.—P. 221—225 (in Ukrainian).
6.  KozyrovskaN. O., Korniichuk O. S., VoznyukТ. М., et al. Growing pioneer plants for a lunar base // Adv. Space Res.—2006.—37, N 1.—P. 93—99.
7.  KozyrovskaN. O., Zaetz I., Voznyuk T. M., et al. A rationally assembled microbial community for growing TagetespatulaL. in a lunar greenhouse // Res. Micro­biol.—2006.—157.—P. 87—92.
8.  Lee S.-W., Glickmann E., Cooksey D. A. Chromosomal locus for cadmium resistance in Pseudomonas putida con­sisting of a cadmium-transporting ATPase and a MerR family response regulator // Appl. Environ. Microbiol.— 2001.—67.—P. 1437—1444.
9.  Lychak I. L. Petrology of Korosten Pluton. — K.: Naukovadumka, 1983.—248 p. (in Ukrainian).
10.  Mashkovska S. P. An accumulation and a role of the volatile oils in forming the allelopathic potential in marigold (TagetesL.) // DopovidiNatsionalnoiAkademiiNaukUkrainy (Proc. Nat. Acad. Sci. Ukraine).—2003.—6.—P. 167—170 (in Ukrainian).
11.  Mashkovska S. P., Hryhoryuk I. P. Marigolds — a source of effective drugs // Phytotherapy.—2003.—4.—P. 41 — 47 (in Ukrainian).
12.  Mytrokhyn O. V., Bogdanova S. V., Shumlyanskyy L. V. Anorthosite rocks of Fedorivskyy suite (Korosten Pluton, Ukrainian Shield) // Current problems of geological science. — Kyiv: Kyiv State University, 2003.—P. 53—57.
13.  Natarajan K. A., Modak J. M., Anand, P. Some micro­biological aspects of bauxite mineralization and beneficia-tion// Minerals and Metallurgical Processing.—1997.— 14.—P. 47—53.
14.  Nies D. H. Microbial heavy-metal resistance // Appl. Microbiol. Biotechnol.—1999.—51.—P. 730—750.
15.  Stoppel R.-D., Schlegel H. D. Nickel-resistant bacteria from anthropogenically nickel-polluted and naturally nickel-per­colated ecosystems // Appl. Environ. Microbiol.—1995.— 20, N 61.—P. 2276—2285.
16.  Tibazarwa C, Wuertz S., Mergeay M., et al. Regulation of the cnrCobalt and Nickel Resistance Determinant of Ralstoniaeutropha (Alcaligeneseutrophus) CH34 // J. Bacteriol.—2000.—182.—P. 1399—1409.
17.  Trajanovska S., Britz M. L., Bhave M. Detection of heavy metal ion resistance genes in gram-positive and gram-nega­tive  bacteria  isolated  from  a  lead-contaminated  site  // Biodegradation.—1997.—8.—P. 113—124.
18.  Vasilenko Yu., Bogdanov A., Frolova L., et al. Hepato-protective properties of preparations from French marigold // Chimiko-pharmatsevticheskiizhurnal (Chemical and Pharmaceutical Journal).—1990.—N 1.—P. 53—56 (in Ukrainian).

19.  Yasukawa K., Akihisa Т., Inoue Y., et al. Inhibitory effect of the methanol extracts from compositae plants on 12-0-tetradecanoylphorbol-13-acetate-induced ear oedema in mice // Phytotherapy Res.—1998.—2, N 7.—P. 484— 487.