Способность калиймобилизующих бактерий Bacillus метаболизировать гербицид глифосат с образованием метилглицина

Установлена перспективность ризосферных калиймобилизующих бактерий Bacillus (исследовательская коллекция Института почвоведения и агрохимии) в качестве инокулянтов в условиях интенсивного применения гербицида глифосат. Показано, что штаммы Bacillus  К-32, К-54, К-62, К-65, К-81 и Кт способны разлагать глифосат с образованием саркозина (метилглицина) и неорганического фосфата, обеспечивая безопасную детоксикацию гербицида. Определена деструктивная активность калиймобилизующих ризобактерий in vitro. При концентрации глифосата 300 мг/л деструктивная активность штаммов Bacillus К-32, К-54, К-62, К-65, К-81 и Кт составляет 50,6, 43,9, 48,4, 46,3, 65,4 и 64,4 %; при концентрации глифосата 500 мг/л деструктивная активность штаммов – 40,6, 38,6, 40,1, 42,2, 58,4 и 48,1 % соответственно. Применение глифосат-утилизирующих ризобактерий Bacillus оказывает полифункциональное воздействие на растения в широком диапазоне содержания глифосата в почве (0–50 л/га), что проявляется в стимуляции роста и развития корневой системы, улучшении калийного питания инокулированных растений за счет мобилизации калия из калийсодержащих почвенных минералов. 

1. Recent advances in glyphosate biodegradation / H. Zhan, Y. Feng, X. Fan, S. Chen // Applied Microbiology and Biotechnology. – 2018. – Vol. 102. – P. 5033–5043. https://doi.org/10.1007/s00253-018-9035-0

2. Carlisle, S. M. Glyphosate in the environment / S. M. Carlisle, J. T. Trevors // Water, Air and Soil Pollution. – 1988. – Vol. 39. – P. 409–420. https://doi.org/10.1007/bf00279485

3. Chaufan, G. Glyphosate commercial formulation causes cytotoxicity, oxidative effects, and apoptosis on human cells: Differences with its active ingredient / G. Chaufan, I. Coalova, M. Molina // International Journal of Toxicology. − 2014. − Vol. 33, N 1. − Р. 29–38. https://doi.org/10.1177/1091581813517906

4. Михайловская, Н. А. Глифосат и аминометилфосфоновая кислота в природных средах и их микробная трансформация / Н. А. Михайловская // Весці Нацыянальнай акадэміі навук Беларусі. Серыя аграрных навук. – 2024. – Т. 62, № 2. – С. 114–125. https://doi.org/10.29235/1817-7204-2024-62-2-114-125

5. Kamat, S. S. The enzymatic conversion of phosphonates to phosphate by bacteria / S. S. Kamat, F. M. Raushel // Current Opinion in Chemical Biology. – 2013. – Vol. 17, N 4. – P. 589–596. https://doi.org/10.1016/j.cbpa.2013.06.006

6. Биодеградация фосфорорганических загрязнителей почвенными бактериями: биохимические аспекты и нерешенные проблемы / А. В. Свиридов, Т. В. Шушкова, Д. О. Эпиктетов [и др.] // Биотехнология. – 2020. – Т. 36, № 4. – С. 126–135. https://doi.org/10.21519/0234-2758-2020-36-4-126-135

7. Михайловская, Н. А. Количественная оценка активности калиймобилизующих бактерий и их эффективность на посевах озимой ржи // Весці Нацыянальнай акадэміі навук Беларусі. Серыя аграрных навук. – 2006. – № 3. – С. 41–46.

8. Лапа, В. В. Эффективность бактериального удобрения калиплант на дерново-подзолистой супесчаной почве с разной обеспеченностью калием / В. В. Лапа, Н. А. Михайловская, Т. Б. Барашенко // Агрохимия. – 2016. – № 6. – С. 29–38.

9. Активность фосфатмобилизации у ризобактерий / Н. А. Михайловская, О. Миканова, Т. Б. Барашенко, Т. В. Барашенко // Почвоведение и агрохимия. – 2007. – № 1 (38). – С. 225–231.

10. Михайловская, Н. А. Антагонистическая активность ризобактерий A. brasilense и B. circulans по отношению к фитопатогенным микромицетам рр. Fusarium и Alternaria / Н. А. Михайловская, Т. Б. Барашенко // Почвоведение и агрохимия. – 2019. – № 1 (62). – С. 234–244.

11. Mikhailouskaya, N. K-mobilizing bacteria and their effect on wheat yield / N. Mikhailouskaya, A. Tchernysh // Ag ronomijas vestis (Latvian Journal of Agronomy). – 2005. – Vol. 8. – P. 147–150.

12. Скрининг способности калиймобилизующих ризобактерий метаболизировать гербицид глифосат / Н. А. Михайловская, Т. Б. Барашенко, Т. В. Погирницкая, С. В. Дюсова // Почвоведение и агрохимия. – 2022. – № 1 (68). – С. 200–212. https://doi.org/10.47612/0130-8475-2022-1(68)-200-212

13. Зеленкова, Н. Ф. Определение глифосата и продуктов его биодеградации хроматографическими методами / Н. Ф. Зеленкова, Н. Г. Винокурова // Журнал аналитической химии. – 2008. – Т. 63, № 9. – С. 958–961.

14. Ragab, M. T. H. Thin-layer chromatographic detection of glyphosate herbicide (N-phosphonomethyl glycine) and its aminomethyl phosphonic acid metabolite / M. T. H. Ragab // Chemosphere. – 1978. – Vol. 7, N 2. – P. 143−153. https://doi.org/10.1016/0045-6535(78)90041-3

15. Murphy, J. A modified single solution method for the determination of phosphate in natural waters / J. Murphy, J. P. Riley // Analytica Chimica Acta. – 1962. – Vol. 27. – P. 31–36. https://doi.org/10.1016/s0003-2670(00)88444-5