Ризосферні мікроорганізми виконують важливу роль у формуванні відповіді рослини на дію стресових чинників та їх адаптації до умов вирощування. У зв’язку з цим, дослідження і впровадження у сільськогосподарську практику ефективних за несприятливих умов мікроорганізмів із метою підвищення стресостійкості та продуктивності культурних рослин набуває сьогодні особливої актуальності. Метою роботи було вивчити вплив грибів роду Trichoderma та передпосівної інокуляції насіння бульбочковими бактеріями на ріст і формування симбіотичного апарату в рослин люцерни за умов засолення. Використовували рослини люцерни сорту Надєжда, штам Sinorhizobium meliloti AC88, а також комерційний препарат «Триходерма» на основі гриба Trichoderma lignorum. В умовах вегетаційного експерименту за осіннього посіву люцерни досліджували показники маси надземної частини і коренів, висоти рослин і довжини коренів, особливості формування бульбочок на коренях рослин. Оцінювали солестійкість, а також співвідношення маси кореня до надземної маси люцерни. У результаті проведених досліджень показано, що попри позитивний вплив на показники довжини і маси кореня, а також висоти рослин використання триходерми виявилося загалом менш ефективним порівняно з передпосівною інокуляцією насіння ризобіями. Водночас за сумісного використання обох вказаних мікроорганізмів відзначено зниження нодуляційної активності бульбочкових бактерій та їх стимулювального впливу на ріст і розвиток люцерни, особливо за умов засолення. Застосування мікроорганізмів, насамперед ризобій, сприяло збільшенню співвідношення маси коренів до надземної маси рослин, що має особливе значення для покращення живлення люцерни і збільшення її врожайності в наступний рік вегетації. Зважаючи на неоднозначність літературних даних і отриманих нами ефектів, стає очевидною необхідність подальших досліджень сумісного впливу триходерми і ризобій на формування симбіотичної системи люцерни та її продуктивність із урахуванням дії різних чинників.
Ключові слова: Medicago sativa L., Trichoderma lignorum, Sinorhizobium meliloti, ріст, маса, бульбочки, засолення, солестійкість
Повний текст та додаткові матеріали
У вільному доступі: PDFЦитована література
1. Zhou H., Shi H., Yang Y., Feng X., Chen X., Xiao F., Lin H., Guo Y. Insights into plant salt stress signaling and tolerance. J. Genet. Genom. 2024. 51 (1). P. 16-34. https://doi.org/10.1016/j.jgg.2023.08.007
2. Irshad A., Rehman R.N.U., Abrar M.M., Saeed Q., Sharif R., Hu T. Contribution of rhizobium-legume symbiosis in salt stress tolerance in Medicago truncatula evaluated through photosynthesis, antioxidant exymes, and compatible solutes accumulation. Sustanainability. 2021. 13(6). 3366. https://doi.org/10.3390/su13063369
3. Koць C.Я., Mиxaлkiв Л.M., Meльниkoвa H.M., Mokpицьkий K.A. Фopмyвaння i фyнkцioнyвaння cимбioтичниx cиcтeм люцepни з piзними штaмaми cинopизoбiй пiд впливoм зacoлeння. Tepнoпiльcьki бioлoгiчнi читaння - Ternopil Bioscience - 2024: Maтepiaли Miжнap. нayk.-пpakт. koнф. (Tepнoпiль, 18-19 kвiтня 2024). Tepнoпiль: Bekтop, 2024. C. 59-62.
4. Zhang S., Gan Y., Xu B. Application of plant-growth-promoting fungi Trichoderma longibrachiatum T6 enhances tolerance of wheat to salt stress through improvement of antioxidative defense system and gene expression. Front. Plant Sci. 2016. 7. 1405. https://doi.org/10.3389/fpls.2016.01405
5. Poveda J. Trichoderma parareesei favors the tolerance of rapeseed (Brassica napus L.) to salinity and drought due to a chorismate mutase. Agronomy. 2020. 10. 116. https://doi.org/10.3390/agronomy10010118
6. Adusumilli N., Kolli S.Ch. Management of salinity stress by the application of Trichoderma. Advances in trichoderma biology for agricultural applications. Springer, 2022. P. 303-320. https://doi.org/10.1007/978-3-030-91650-3_11
7. Gao P., Li Y., Guo Y., Duan T. Co-inoculation of lucerne (Medicago sativa) with an AM fungus and a rhizobium reduces occurrence of spring black stem and leaf spot caused by Phoma medicaginis. Crop Pasture Sci. 2018. 69 (9). P. 933-943. https://doi.org/10.1071/CP18135
8. Gao H., Yang D., Yang L., Han S., Liu G., Tang L., Chen J., Wang D., Guo C. Co-inoculation with Sinorhizobium meliloti and Enterobacter ludwigii improves the yield, nodulation, and quality of alfalfa (Medicago sativa L.) under saline-alkali environments. Ind. Crops Prod. 2023. 199. 116818. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2023.116818
9. Barbosa J.Z., Hungria M., da Silva Sena J.V., Poggere G., dos Reis A.R., CorrГa R.S. Meta-analysis reveals benefits of co-inoculation of soybean with Azospirillum brasilense and Bradyrhizobium spp. in Brazil. Appl. Soil Ecol. 2021. 163. 103913. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2021.103913
10. Kumar S., Pandey S., Rathore U.S., Kumar K. Multi-trait Trichoderma for improving plant health of grain legumes. Microbial Mitigation of Stress Response of Food Legumes. CRC Press, 2020. P. 85-102. https://doi.org/10.1201/9781003028413-8
11. Nirmalkar V.K., Singh S., Tiwari R.S., Said P.P., Kaushik D.K. Field Efficacy of Trichoderma harzianum and Rhizobium against Wilt Complex of Chickpea. Int. J. Curr. Microbiol. Appl. Sci. 2017. 6 (7). P. 1421-1429. https://doi.org/10.20546/ijcmas.2017.607.170
12. Neelipally R.T.K.R., Anoruo A.O., Nelson S. Effect of co-inoculation of Bradyrhizobium and Trichoderma on growth, development, and yield of Arachis hypogaea L. (Peanut). Agronomy. 2020. 10 (9). 1415. https://doi.org/10.3390/agronomy10091415
13. Poveda J., Eugui D. Combined use of Trichoderma and beneficial bacteria (mainly Bacillus and Pseudomonas): Development of microbial synergistic bio-inoculants in sustainable agriculture. Biol. Control. 2022. 176. 105100. https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2022.105100
14. Barbosa J.Z., Hungria M., Prior S.A., Moura M.C., Poggere G., Motta A.C.V. Improving yield and health of legume crops via co-inoculation with rhizobia and Trichoderma: A global meta-analysis. Appl. Soil Ecol. 2022. 176. 1044933. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2022.104493
15. Пюpko O.Є., Myciєнko M.M., Kaзakoв Є.O., Xpиcтoвa T.Є. Ocнoви coлecтiйkocтi pocлин тa мeтoди її вивчeння. Bicниk ЗДY. 2001, № 1. C. 1-5.
16. Tyshchenko A.V., Tyshchenko O.D., Koblay O.O. The importance of the root system in the manifestation of adaptability to abiotic stress factors. Climate-smart agriculture: science and practice. Riga, Latvia: Baltija Publishing, 2023. P. 256-289. https://doi.org/10.30525/978-9934-26-389-7-14
17. Li L., Peng Z., Mao X., Wang J., Chang X., Reynolds M., Jing R. Genome-wide association study reveals genomic regions controlling root and shoot traits at late growth stages in wheat. Ann. Bot. 2019. 124. P. 993-1006. https://doi.org/10.1093/aob/mcz041
18. Bl«ha L. Importance of root-shoot ratio for crops production. J. Agron. Agric. Sci. 2019. 2. 12. https://doi.org/10.24966/AAS-8292/100012
19. Ѓgren G.I., Ingestad T. Root:Shoot ratio as a balance between nitrogen productivity and photosynthesis. Plant Cell Environ. 2006. 10 (7). P. 579-586. https://doi.org/10.1111/j.1365-3040.1987.tb01838.x
20. Brooker R., Brown L.K., George T.S., Pakeman R.J., Palmer S., Ramsay L., SchШb C., Schurch N., Wilkinson M.J. Active and adaptive plasticity in a changing climate. Trends Plant Sci. 2022. 27(7). P. 717-728. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2022.02.004
21. Conteras-Cornejo H.A., Macias-Rodrigues L., del-Val E., Larsen J. Ecological functions of Trichoderma spp. and their secondary metabolites in the rhizosphere: interactions with plants. FEMS Microbiol. Ecol. 2016. 92 (4). fiw036. https://doi.org/10.1093/femsec/fiw036
22. Manganiello G., Sacco A., Ercolano M.R., Vinale F., Lanzuise S., Pascale A., Napolitano M., Lombardi N., Lorito M., Woo S.L. Modulation of tomato response to Rhizoctonia solani by Trichoderma harzianum and its secondary metabolite harzianic acid. Front. Microbiol. 2018. 9. 1966. https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.01966
23. Vicente I., Baroncelli R., Hermosa R., Monte E., Vannacci G., Sarrocco S. Role and genetic basis of specialised secondary metabolites in Trichoderma ecophysiology. Fungal Biol. Rev. 2022. 39. P. 83-99. https://doi.org/10.1016/j.fbr.2021.12.004
24. Vaccaro F., Bettini P.P., Courty P-E., Mengoni A., Passeri I., Sarrocco C., Fagorzi C. Toward deciphering the molecular dialogue in the rhizomicrobiota: Transcriptomic profiling of Trichoderma in rhizobia interaction. Microbiol. Res. 2025. 297. 128180. https://doi.org/10.1016/j.micres.2025.128180
25. Mahapatra S., Das T., Das S. In vitro compatibility study between the Rhizobium and native Trichoderma isolates from Lentil rhizospheric soil. Int. J. Curr. Microbiol. Appl. Sci. 2017. 8 (6). P. 1757-1769. https://doi.org/10.20546/ijcmas.2017.608.208
26. Vaccaro F., Passeri I., Ajijah N., Bettini P., Courty P.E., DДbiec-Andrzejewska K., Joshi N., Kowalewska ., Stasiuk R., MusiaYowski M., Pranaw K., Mengoni A. Genotype-by-genotype interkingdom cross-talk between symbiotic nitrogen fixing Sinorhizobium meliloti strains and Trichoderma species. Microbiol. Res. 2024. 285. 127768. https://doi.org/10.1016/j.micres.2024.127768
27. Bѕcquer C.J., Lazarovits G., Lalin I. In vitro interaction between Trichoderma harzianum and plant growth promoter rhizosphere bacteria. CJAS. 2013. 47(1). P. 97-102.
28. Maingi G. Effect of Trichoderma asperellum on growth of Rhizobium leguminosarum in vitro. G.J.B.A.H.S. 2016. 5(1). P. 43-48.
29. Scudeletti D., Crusciol C.A.C., Bossolani J.W., Moretti L.G., Momesso L., TubaФa B.S., de Castro S.G.Q., De Oliveira E.F., Hungria M. Trichoderma asperellum inoculation as a tool for attenuating drought stress in Sugarcane. Front. Plant Sci. 2021. 12. 645542. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.645542
30. Shwerif N. Role of Trichoderma and Sinorhizobium strains for improving growth and nutritional status of alfalfa under Cd stress. IJEAB. 2018. 3(1). P. 33-48. https://doi.org/10.22161/ijeab/3.1.6
REFERENCES
1. Zhou, H., Shi, H., Yang, Y., Feng, X., Chen, X., Xiao, F., Lin, H. & Guo, Y. (2024). Insights into plant salt stress signaling and tolerance. J. Genet. Genom., 51(1), pp. 16-34. https://doi.org/10.1016/j.jgg.2023.08.007
2. Irshad, A., Rehman, R.N.U., Abrar, M.M., Saeed, Q., Sharif, R. & Hu, T. (2021). Contribution of rhizobium-legume symbiosis in salt stress tolerance in Medicago truncatula evaluated through photosynthesis, antioxidant exymes, and compatible solutes accumulation. Sustanainability, 13(6), 3366. https://doi.org/10.3390/su13063369
3. Kots, S.Ya, Mykhalkiv, L.M., Melnykova, N.M. & Mokrytskyi, K.A. (2024, April). Forming and functioning of alfalfa symbiotic systems with different synorhizobium strains under influence of salinity. Materials of International Scientific and Practical Conference «Ternopilski biologichni chytannya - Ternopil Bioscience - 2024» (pp. 59-62), Ternopil [in Ukrainian].
4. Zhang, S., Gan, Y. & Xu, B. (2016). Application of plant-growth-promoting fungi Trichoderma longibrachiatum T6 enhances tolerance of wheat to salt stress through improvement of antioxidative defense system and gene expression. Front. Plant Sci.,7, 1405. https://doi.org/10.3389/fpls.2016.01405
5. Poveda, J. (2020). Trichoderma parareesei favors the tolerance of rapeseed (Brassica napus L.) to salinity and drought due to a chorismate mutase. Agronomy, 10, 116. https://doi.org/10.3390/agronomy10010118
6. Adusumilli, N. & Kolli, S.Ch. (2022). Management of salinity stress by the application of Trichoderma. In: Advances in trichoderma biology for agricultural applications (pp. 303-320). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-91650-3_11
7. Gao, P., Li, Y., Guo, Y. & Duan, T. (2018). Co-inoculation of lucerne (Medicago sativa) with an AM fungus and a rhizobium reduces occurrence of spring black stem and leaf spot caused by Phoma medicaginis. Crop Pasture Sci., 69(9), pp. 933-943. https://doi.org/10.1071/CP18135
8. Gao, H., Yang, D., Yang, L., Han, S., Liu, G., Tang, L., Chen, J., Wang, D. & Guo, C. (2023). Co-inoculation with Sinorhizobium meliloti and Enterobacter ludwigii improves the yield, nodulation, and quality of alfalfa (Medicago sativa L.) under saline-alkali environments. Ind. Crops Prod., 199, 116818. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2023.116818
9. Barbosa, J.Z., Hungria, M., da Silva Sena, J.V., Poggere, G., dos Reis, A.R. & CorrГa, R.S. (2021). Meta-analysis reveals benefits of co-inoculation of soybean with Azospirillum brasilense and Bradyrhizobium spp. in Brazil. Appl. Soil Ecol., 163, 103913. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2021.103913
10. Kumar, S., Pandey, S., Rathore, U.S. & Kumar, K. (2020). Multi-trait Trichoderma for improving plant health of grain legumes. In: N. Amaresan et al. (Eds.), Microbial Mitigation of Stress Response of Food Legumes. (pp. 85-102). CRC Press. https://doi.org/10.1201/9781003028413-8
11. Nirmalkar, V.K., Singh, S., Tiwari, R.S., Said, P.P. & Kaushik, D.K. (2017). Field Efficacy of Trichoderma harzianum and Rhizobium against Wilt Complex of Chickpea. Int. J. Curr. Microbiol. App. Sci., 6(7), pp. 1421-1429. https://doi.org/10.20546/ijcmas.2017.607.170
12. Neelipally, R.T.K.R., Anoruo, A.O. & Nelson, S. (2020). Effect of Co-Inoculation of Bradyrhizobium and Trichoderma on Growth, Development, and Yield of Arachis hypogaea L. (Peanut). Agronomy, 10(9), 1415. https://doi.org/10.3390/agronomy10091415
13. Poveda, J. & Eugui, D. (2022). Combined use of Trichoderma and beneficial bacteria (mainly Bacillus and Pseudomonas): Development of microbial synergistic bio-inoculants in sustainable agriculture. Biol. Control., 176, 105100. https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2022.105100
14. Barbosa, J.Z., Hungria, M., Prior, S.A., Moura, M.C., Poggere, G. & Motta, A.C.V. (2022). Improving yield and health of legume crops via co-inoculation with rhizobia and Trichoderma: A global meta-analysis. Appl. Soil Ecol., 176, 1044933. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2022.104493
15. Pyurko O.Ye., Musiyenko, M.M., Kazakov, Ye.O. & Hrystova, T.Ye. (2001). Basics of salt resistance of plants and methods of its study. Bulletin of Zaporizhzhia National University, 1, pp. 1-5 [in Ukrainian]
16. Tyshchenko, A.V., Tyshchenko, O.D. & Koblay, O.O. (2023). The importance of the root system in the manifestation of adaptability to abiotic stress factors. In: Climate-smart agriculture: science and practice (pp. 256-289). Riga, Latvia: Baltija Publishing. https://doi.org/10.30525/978-9934-26-389-7-14
17. Li, L., Peng, Z., Mao, X., Wang, J., Chang, X., Reynolds, M. & Jing, R. (2019). Genome-wide association study reveals genomic regions controlling root and shoot traits at late growth stages in wheat. Ann. Bot., 124, pp. 993-1006. https://doi.org/10.1093/aob/mcz041
18. Bl«ha, L. (2019). Importance of root-shoot ratio for crops production. J. Agron. Agric. Sci., 2, 12. https://doi.org/10.24966/AAS-8292/100012
19. Ѓgren, G.I., Ingestad, T. (2006). Root:Shoot ratio as a balance between nitrogen productivity and photosynthesis. Plant Cell Environ., 10(7), pp. 579-586. https://doi.org/10.1111/j.1365-3040.1987.tb01838.x
20. Brooker, R., Brown, L.K., George, T.S., Pakeman, R.J., Palmer, S., Ramsay, L., SchШb, C., Schurch, N. & Wilkinson, M.J. (2022). Active and adaptive plasticity in a changing climate. Trends Plant Sci., 27(7), pp. 717-728. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2022.02.004
21. Conteras-Cornejo, H.A., Macias-Rodrigues, L., del-Val, E. & Larsen, J. (2016). Ecological functions of Trichoderma spp. and their secondary metabolites in the rhizosphere: interactions with plants. FEMS Microbiol. Ecol., 92(4), fiw036. https://doi.org/10.1093/femsec/fiw036
22. Manganiello, G., Sacco, A., Ercolano, M.R., Vinale, F., Lanzuise, S., Pascale, A., Napolitano, M., Lombardi, N., Lorito, M. & Woo, S.L. (2018). Modulation of tomato response to Rhizoctonia solani by Trichoderma harzianum and its secondary metabolite harzianic acid. Front. Microbiol., 9, 1966. https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.01966
23. Vicente, I., Baroncelli, R., Hermosa, R., Monte, E., Vannacci, G. & Sarrocco, S. (2022). Role and genetic basis of specialised secondary metabolites in Trichoderma ecophysiology. Fungal Biol. Rev., 39, pp. 83-99. https://doi.org/10.1016/j.fbr.2021.12.004
24. Vaccaro, F., Bettini, P.P., Courty, P-E., Mengoni, A., Passeri, I., Sarrocco, C. & Fagorzi, C. (2025). Toward deciphering the molecular dialogue in the rhizomicrobiota: Transcriptomic profiling of Trichoderma in rhizobia interaction. Microbiol. Res., 297, 128180. https://doi.org/10.1016/j.micres.2025.128180
25. Mahapatra, S., Das, T. & Das, S. (2017). In vitro compatibility ыtudy between the Rhizobium and native Trichoderma isolates from Lentil rhizospheric soil. Int. J. Curr. Microbiol. Appl. Sci., 8(6), pp. 1757-1769. https://doi.org/10.20546/ijcmas.2017.608.208
26. Vaccaro, F., Passeri, I., Ajijah, N., Bettini, P., Courty, P.E., DДbiec-Andrzejewska, K., Joshi, N., Kowalewska, ., Stasiuk, R., MusiaYowski, M., Pranaw, K. & Mengoni, A. (2024). Genotype-by-genotype interkingdom cross-talk between symbiotic nitrogen fixing Sinorhizobium meliloti strains and Trichoderma species. Microbiol. Res., 285, 127768. https://doi.org/10.1016/j.micres.2024.127768
27. Bѕcquer, C.J., Lazarovits, G. & Lalin, I. (2013). In vitro interaction between Trichoderma harzianum and plant growth promoter rhizosphere bacteria. CJAS, 47(1), pp. 97-102.
28. Maingi, G. (2016). Effect of Trichoderma asperellum on growth of Rhizobium leguminosarum in vitro. G.J.B.A.H.S., 5(1), pp. 43-48.
29. Scudeletti, D., Crusciol, C.A.C., Bossolani, J.W., Moretti, L.G., Momesso, L., TubaФa, B.S., de Castro, S.G.Q., De Oliveira, E.F. & Hungria, M. (2021). Trichoderma asperellum inoculation as a tool for attenuating drought stress in Sugarcane. Front. Plant Sci., 12, 645542. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.645542
30. Shwerif, N. (2018). Role of Trichoderma and Sinorhizobium strains for improving growth and nutritional status of alfalfa under Cd stress. IJEAB, 3(1), pp. 33-48. https://doi.org/10.22161/ijeab/3.1.6