Оптимізація мінерального живлення рослин в несприятливих умовах вирощування у місячній оранжереї

Заєць, ІЄ, Вознюк, ТМ, Ковальчук, МВ, Рогуцький, ІС, Лукашов, ДВ, Митрохін, ОВ, Машковська, СП, Фоїнг, БГ, Козировська, НО
Косм. наука технол. 2006, 12 ;(5-6):036-041
https://doi.org/10.15407/knit2006.05.036
Мова публікації: Англійська
Анотація: 
Передбачається, що перші рослини відіграватимуть важливу роль в утворенні протогрунту достатньої родючості, потрібної для цільового вирощування другого покоління рослин, таких як пшениця, рис, соя тощо. Залишки рослин першого покоління могли б бути компостовані і перетворені мікроорганізмами у подібний до грунту субстрат в регенеративній системі життєзабезпечення. Місячний реголіт може бути використано як субстрат для вирощування рослин на початку місії, щоб скоротити витрати. Використання мікробних спільнот для праймування рослин дозволить полегшити адаптацію до стресових умов і забезпечити розвиток рослини в несприятливих умовах. Добре охарактеризовані, асоційовані з рослинами бактерії використовувалися для вирощування трьох сортів чорнобривців (Tagetes patula L.) в анортозиті, субстраті низької біодоступності, аналогічному місячній гірській породі. Консорціум складався з бактерії Paenibacillus sp. IMBG156 та ризобактерій, що сприяють росту рослин, який стимулював проростання насіння, поліпшував розвиток рослин і, в кінцевому результаті, цвітіння інокульованих чорнобривців. На противагу цьому, контрольні рослини погано росли в анортозиті і практично не доживали до цвітіння. Аналіз складу бактерійної спільноти показав, що всі види бактерій колонізували коріння рослин, проте рівень колонізації залежав від алелопатичних характеристик видів чорнобривців. Бактерії консорціуму здатні вивільняти деякі елементи (Са, Fe, Mn, Si, Ni, Cu, Zn) з анортозиту. Колонізація рослин змішаною культурою бактерійних штамів призводила до збільшення накопичення рослиною К, Mg, Mn і зниження рівня накопичення токсичних металів. Припускається, що раціонально підібраний консорціум бактерійних штамів сприяв проростанню насіння чорнобривців і підтримував розвиток рослин в несприятливих для росту умовах за допомогою видужування необхідних для рослин поживних елементів і захисту рослин проти наднакопичення деяких токсичних металів.
Ключові слова: мікробні спільноти, мінеральне живлення, реголіт
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.