Стимулирующие рост растений ризобактерии в фиторемедиации почв, загрязненных углеводородами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.07, кандидат биологических наук Бондаренкова, Анастасия Дмитриевна

• Бондаренкова, Анастасия Дмитриевна
• кандидат биологических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Бондаренкова, Анастасия Дмитриевна

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Фиторемедиация.

1.1.1. Механизмы фиторемедиации.

1.1.2. Роль растения в фиторемедиации почв, загрязненных нефтяными 16 углеводородами.

1.1.3. Роль микроорганизмов в фиторемедиации.

1.1.4. Стимулирующие рост растений ризосферные микроорганизмы в 24 технологии фиторемедиации.

1.1.5. Механизмы стимуляции роста растений.

1.1.6. Использование микробной инокуляции для повышения 33 эффективности фиторемедиации.

1.2. Характеристика нефти как загрязнителя окружающей среды.

1.2.1 .Тяжелые металлы как компонент нефтяного загрязнения.

1.2.2. Токсикология нефтяных углеводородов и тяжелых металлов.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

2.1. Объекты исследования.

2.1.1. Микроорганизмы.

2.1.2. Растения.

2.2. Среды.

2.3. Изучение деструктивного потенциала ризосферных 43 микроорганизмов.

2.3.1. Деградация сырой нефти штаммами рода Azospirillum.

2.3.2. Деградация фенантрена штаммом Sinorhizobium meliloti Р221.

2.3.3. Исследование деградации дизельного топлива ризосферными 47 микроорганизмами.

2.4. Исследование микроорганизмов устойчивых к тяжелым металлам

2.5. Исследование стимулирующей рост растения активности ризосферных микроорганизмов.

2.6. Исследование колонизации проростков растений штаммами 51 микроорганизмов.

2.7. Вегетационные опыты.

2.7.1. Выращивание растений в кварцевом песке.

2.7.2. Выращивание растений в почве с нефтешламом.

2.7.3. Анализ растений.

2.7.4. Анализ корневых экссудатов Sorghum bicolor L. Moench.

2.7.5. Анализ ризосферных микроорганизмов.

2.7.6. Определение содержания фенантрена в песке.

2.7.7. Определение содержания нефтешлама и доступного азота в почве.

2.7.8. Статистика.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

ГЛАВА 3. ДЕСТРУКТИВНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ РИЗОСФЕРНЫХ 59 МИКРООРГАНИЗМОВ ПО ОТНОШЕНИЮ К НЕФТЯНЫМ

УГЛЕВОДОРОДАМ.

3.1. Исследование коллекционных ассоциативных ризобактерий.

3.1.1. Рост азоспирилл в присутствии нефтяных углеводородов.

3.1.2. Количественные показатели деструктивной активности штамма 65 Azospirillum brasilense SR80 по отношению к нефтяным углеводородам.

3.1.3. Влияние органических кислот на деградацию нефтяных 72 углеводородов штаммом Azospirillum brasilense SR80.

3.2. Деградация фенантрена ризосферным штаммом Sinorhizobium 74 meliloti Р221.

3.2.1. Деструктивная активность штамма Sinorhizobium meliloti Р221 по 75 отношению к фенантрену.

3.2.2. Рост штамма Sinorhizobium meliloti Р221 на среде с фенантреном в 78 присутствии органической кислоты.

3.2.3. Влияние карбоновых кислот на деградацию фенантрена штаммом 80 Sinorhizobium meliloti Р221.

3.3. Выделение и исследование природных ризосферных штаммовдеструкторов

3.3.1. Исследование деградации дизельного топлива выделенными ризосферными штаммами, устойчивыми к никелю.

ГЛАВА 4. СТИМУЛИРУЮЩАЯ РОСТ РАСТЕНИЙ АКТИВНОСТЬ 92 РИЗОСФЕРНЫХ ШТАММОВ-ДЕСТРУКТОРОВ НЕФТЯНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ.

4.1. Синтез фитогормона ИУК.

4.2. Стимуляция развития проростков растений и колонизация корней 95 ризосферными штаммами-деструкторами углеводородов.

4.3. Влияние углеводородов на стимулирующую рост растений активность ризосферных штаммов.

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ 105 ФИТОРЕМЕДИАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СТИМУЛИРУЮЩИХ РОСТ РАСТЕНИЙ РИЗОСФЕРНЫХ ШТАММОВ-ДЕСТРУКТОРОВ В ВЕГЕТАЦИОННЫХ ОПЫТАХ.

5.1. Использование штамма/1 brasilense SR80 для инокуляции ржи 105 озимой и райграса пастбищного.

5.1.1. Содержание хлорофиллов а и b в листьях растений- 107 фиторемедиантов.

5.1.2. Прирост биомассы растений-фиторемедиантов.

5.1.3. Содержание минеральных форм азота в почве.

5.1.4. Численность ризосферных микроорганизмов.

5.1.5. Эффективность очистки почвы от нефтешлама.

5.2. Изучение эффективности фиторемедиации с использованием 119 штамма Sinorhizobium meliloti Р221.

5.2.1. Использование штамма Sinorhizobium meliloti Р221для 119 бактеризации сорго веничного.

5.2.2. Использование штамма Sinorhizobium meliloti Р221 для 126 инокуляция люцерны посевной.

5.2.2.1. Влияние штамма Sinorhizobium meliloti Р221 на рост и развитие 126 люцерны в песчаном грунте, загрязненном фенантреном.

5.2.2.2. Численность штамма Sinorhizobium meliloti Р221 в ризосфере 129 люцерны и его влияние на гетеротрофные микроорганизмы.

5.2.2.3. Влияние штамма Sinorhizobium meliloti Р221на деградацию ПАУ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Стимулирующие рост растений ризобактерии в фиторемедиации почв, загрязненных углеводородами»

Добыча и транспортировка нефти сопровождаются массированным загрязнением окружающей среды, о масштабах которого можно судить по потерям, составляющим по оценкам разных авторов от 1 до 7 % в год (Давыдова и Тагасов, 2004) . С учетом того, что в мире ежегодно добывается свыше 2,5 млрд т сырой нефти, ее потери составляют минимум 25 млн т. Интенсификация деятельности нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отраслей экономики приводит к тому, что существующие технологии ликвидации нефтяных загрязнений уже не обеспечивают требуемых объемов, темпов и степени очистки природных, промышленных и хозяйственных объектов, оказываются малоэффективными и высоко затратными и не соответствуют современным экологическим требованиям.

Для России особенно актуальна проблема ликвидации разливов нефти, поскольку на ее территории в настоящее время эксплуатируются сотни тысяч километров магистральных и промысловых трубопроводов, из-за коррозии и механических повреждений которых происходят многочисленные аварии, сопровождающиеся попаданием нефтяных углеводородов в природные объекты. В силу несовершенства существующего экологического законодательства и низкой культуры производства устранение последствий подобных аварий осуществляется в лучшем случае по отраслевым регламентам, а зачастую ограничивается лишь наложением весьма умеренных штрафов.

Выход из создавшегося положения заключается не только в модернизации и повышении надежности оборудования и реорганизации производства в нефтяной отрасли, но и в переориентировании рекультивационного процесса с количественных показателей на качественные и создании условий для внедрения в практику более прогрессивных с экологической точки зрения и научно-обоснованных, так называемых «щадящих» рекультивационных технологий.

Такой технологией в настоящее время является фиторемедиация - биологический способ восстановления загрязненных почв с использованием растений и их ризосферной микрофлоры (Glick et al., 1999). С помощью этой технологии, можно удалить как неорганические (тяжелые металлы и радионуклиды) так и органические (нефтяные углеводороды, хлорированные растворители, взрывчатые вещества, пестициды и др.) поллютанты (Meagher, 2000; Arthur et ah, 2005). Ее значимость особенно повышается на поздних этапах рекультива-ционных мероприятий, когда скорость деградации нефтяных углеводородов замедляется, увеличивается доля «тяжелых» нефтяных остатков, представленных частично окисленными гетероциклическими соединениями и высококон-денсированными ароматическими структурами.

Выживанию растения в загрязненном грунте способствует ризосферное микробное сообщество благодаря его стимулирующей рост растений активности, а также за счет снижения фитотоксичности поллютанта вследствие его биодеградации. В этой связи интерес представляют микроорганизмы, относящиеся к группе PGPR (plant growth-promouting rhizobacteria - стимулирующие рост растений ризобактерии), обладающие к тому же высоким деструктивным потенциалом в отношении поллютанта.

Стимуляция роста растений микроорганизмами группы PGPR достигается путем продукции фитогормонов, обеспечения их биодоступным фосфором, фиксированным азотом, депонированием железа в сидерофорах и снижением уровня «стрессового» этилена в растении (Lucy et ah, 2004). Все это приводит к улучшению развития растения, что в свою очередь определяет более эффективную и продолжительную жизнедеятельность ассоциированного микробного сообщества, а в совокупности является решающим фактором успешной фиторе-медиации.

Накопленный научно-практический опыт в области исследования и применения фиторемедиации загрязненных нефтяными углеводородами объектов показал, что кроме ряда неоспоримых преимуществ эффективность этого метода пока еще остается недостаточной. Одним из серьезных ограничений этой технологии является чувствительность растений к высоким концентрациям загрязнителя в грунте и неблагоприятным физико-химическим факторам, возникающим в условиях нефтяного загрязнения. Для повышения эффективности фиторемедиации целесообразно использовать комплекс приемов, направленных на повышение устойчивости растений к поллютанту, улучшение их приживаемости и роста на загрязненных участках. Среди таких мероприятий - применение минеральных удобрений и других агротехнических приемов. Кроме того, эффективным является использование PGPR-штаммов, обладающих деструктивной активностью для инокуляции растений-фиторемедиантов. Сочетание фитостимулирующей активности штамма со способностью к деградации пол-лютанта должно обеспечивать конкурентное выживание PGPR-инокулянта в условиях загрязнения и повышение эффективности фиторемедиации.

Вместе с тем, процессы, которые лежат в основе фиторемедиации, не вполне исследованы. Их изучение позволит сделать технологии ремедиации более предсказуемыми и эффективными. Получение этих знаний имеет большое фундаментальное значение, поскольку вносит вклад в понимание механизмов самоочищения природы.

Цель работы - выявить и изучить деструктивный потенциал в отношении углеводородов нефти и фитостимулирующую активность представителей отдельных родов ризобактерий и оценить их вклад в процесс фиторемедиации. Основные задачи исследования:

1. Охарактеризовать деструктивный потенциал в отношении углеводородов нефти у ассоциативных микроорганизмов рода Azospirillum.

2. Исследовать деградацию полициклического ароматического углеводорода фенантрена штаммом Sinorhizobium meliloti Р221.

3. Выделить и изучить природные ризосферные штаммы, обладающие наряду с нефтеокисляющей активностью устойчивостью к тяжелым металлам.

4. Исследовать у ризосферных штаммов-деструкторов стимулирующую рост I растений активность и влияние на нее углеводородов.

5. Изучить колонизацию ризосферными штаммами корней растений-фиторемедиантов.

6. Оценить возможность использования изученных штаммов в качестве инокулянтов растений для повышения эффективности фиторемедиации.

Научная новизна

Впервые представитель ассоциативных бактерий рода Azospirillum штамм A. brasilense SR80 был охарактеризован как деструктор нефтяных углеводородов. Штамм подвергал деградации предельные алифатические углеводороды.

Впервые дана оценка влияния фенантрена на продукцию фитогормона индолил-3-уксусной кислоты (ИУК) штаммом Sinorizobium meliloti Р221.

Дана количественная оценка ИУК-синтезирующей активности штамма А. brasilense SR80, установлено отсутствие влияния на нее сырой нефти.

Выделен и изучен ризосферный штамм Rhodococcus sp. N7, устойчивый к тяжелым металлам и способный разрушать дизельное топливо.

Показано существенное влияние карбоновых кислот как компонентов корневых экссудатов на деструктивную активность исследуемых штаммов.

Выявлена стимулирующая рост растений активность ризосферных штаммов микроорганизмов Azospirillum brasilense SR80 и Sinorizobium meliloti Р221 в отношении таких растений как рожь озимая, сорго веничное и люцерна посевная.

Установлено, что инокуляция растений штаммами A. brasilense SR80 и S. meliloti Р221 влияет на степень очистки грунта от углеводородов.

Практическая значимость

Показано, что изученные PGPR-штаммы A. brasilense SR80 - деструктор алканов и S. meliloti Р221 - деструктор полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), являются потенциальными инокулянтами ряда растений для улучшения их роста и повышения эффективности фиторемедиации загрязненных углеводородами объектов. Штамм Rhodococcus sp. N7 может быть использован в качестве интродуцента для очистки почвы, загрязненной нефтепродуктами и тяжелыми металлами.

Рекомендовано использование ассоциации Lolium perrene (райграс пастбищный) - Azospirillum brasilense SR80 для фиторемедиации почвы, загрязненной нефтешламом, и ассоциации Sorghum bicolor (сорго веничное)

Sinorhizobium meliloti Р221 - для фиторемедиации грунта, загрязненного ПАУ.

Полученные результаты включены в заявку на патент № 2009118275

Способ фиторемедиации грунта, загрязненного углеводородами (варианты)»

Муратова А.Ю., Бондаренкова А.Д., Голубев С.Н., Панченко J1.B., Турковская

0.В.). Дата приоритета 15.05.2009.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Среди представителей ризосферных микроорганизмов выявлены штаммы, обладающие деструктивной активностью в отношении углеводородов нефти: Azospirillum brasilense SR80 разрушает предельные алифатические углеводороды нефти; Sinorhizobium meliloti Р221 способен подвергать деградации ПАУ (фенантрен); Rhodococcus sp. N7 разрушает дизельное топливо и обладает высокой устойчивостью к тяжелым металлам.

2. Деструктивная активность штаммов проявляется или существенно увеличивается в присутствии мажорных компонентов корневых экссудатов растений - карбоновых кислот, которые используются бактериями в качестве косубстратов в процессах соокисления углеводородов. При этом микробная деградация углеводородного субстрата зависит от вида и концентрации карбоновой кислоты в среде.

3. Штамм A. brasilense SR80 способен продуцировать ИУК в концентрации 24 мкг/мл среды. Присутствие сырой нефти не влияет на количество продуцируемого фитогормона. Штамм S. meliloti Р221 продуцирует ИУК в количестве 39 мкг/мл, влияние фенантрена на этот процесс зависит от его концентрации в среде. У штамма Rhodococcus sp. N7 ИУК-продуцирующая активность отсутствует.

4. Инокуляция штаммами A. brasilense SR80 и S. meliloti Р221 стимулирует развитие ржи, райграса и люцерны в условиях углеводородного загрязнения.

5. Штаммы A. brasilense SR80 и S. meliloti Р221 колонизируют корни ряда растений и селективно поддерживаются в их ризосфере в условиях загрязнения.

6. Для повышения эффективности фиторемедиации целесообразно использовать ассоциацию Lolium perrene (райграс пастбищный) - Azospirillum brasilense SR80 в случае загрязнения нефтешламом, и ассоциацию Sorghum bicolor (сорго веничное) — Sinorhizobium meliloti Р221 в случае загрязнения ПАУ.

Связь работы с научными программами

Работа выполнена в лаборатории экологической биотехнологии ИБФРМ РАН в рамках планов госбюджетных тем НИР: «Исследование взаимодействия микроорганизмов и растений с техногенными загрязнителями окружающей среды» (2002-2006) № гос.регистрации 01.9.90003293, «Роль растительно-микробных сообществ и грибов в процессах деградации углеводородов и их производных в окружающей среде» (2007-2009) № гос.регистрации 01200712168, «Роль растительно-микробных сообществ и грибов в процессах трансформации и деградации поллютантов в окружающей среде» (2009-2012) № ГР 01200904387; а также при поддержке гранта в рамках программы Леонарда Ойлера немецкой службы академических обменов (DAAD Leonhard-Euler-Stipendienprogramm 2003/2004) для студентов и аспирантов российских вузов; гранта Президента РФ НШ-6177.2006.4 (2006-2007); Госконтракта № 02.512.11.2210 Федерального агентства по науке и инновациям.

Личное участие автора

Личный вклад автора работы составляет не менее 85 %. Все исследования проведены при участии автора.

Апробация работы

Материалы диссертации были представлены на следующих научных мероприятиях: 2 Московский международный Конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2003), 2 Региональная конференция молодых ученых «Стратегия взаимодействия микроорганизмов с окружающей средой» (Саратов, 2004), Всероссийская научно-практическая конференция, посвященная 117-й годовщине со дня рождения академика Н.И. Вавилова (Саратов, 2004), Международная Пущинская школа конференция молодых ученых (Пущино, 2005), Первый Балтийский симпозиум и школа для аспирантов по аг-робиотехнологии, сфокусированной на микробно-корневой системе (Каунас, Литва, 2005), Всероссийская конференция «Молекулярные механизмы взаимодействия микроорганизмов и растений: фундаментальные и прикладные аспекты» (Саратов, 2005), 13th International Biodeterioration and Biodegradation Symposium (Madrid, 2005), Международная конференция по проблеме биодеструкции техногенных загрязнителей окружающей среды (Саратов,2005), Международная конференция молодых ученых «Биотехнология будущего» (Санкт-Петербург, 2006), International Symposium on Environmental Biotechnology ISEB ESEB JSEB (Leipzig, 2006), Четвертый Московский международный конгресс «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2007), Пятый Московский международный конгресс «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2009).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 20 печатных работ, в том числе 2 статьи в журналах, входящих в Перечень ВАК.

Объем и структура работы

Диссертация изложена на 162 с. печатного текста, состоит из введения, обзора литературы, 4-х глав собственных исследований, заключения, выводов, списка цитированной литературы, включающего 201 источник, (из них 154 на иностранных языках), содержит 24 таблицы и 27 рисунков.

Заключение диссертации по теме «Микробиология», Бондаренкова, Анастасия Дмитриевна

выводы

1. Получены деструктивные характеристики трех ризосферных штаммов: Azospirillum brasilense SR80 способен разрушать предельные алифатические углеводороды; Sinorhizobium meliloti Р221 — полициклический ароматический углеводород фенантрен; Rhodococcus sp. N7 — углеводороды дизельного топлива и обладает высокой устойчивостью к тяжелым металлам. Для азоспирилл деструктивная активность в отношении углеводородов нефти охарактеризована впервые.

2. Деструктивная активность штаммов проявляется или существенно увеличивается в присутствии мажорных компонентов корневых экссудатов растений — карбоновых кислот, которые могут использоваться бактериями в качестве косубстратов в процессах соокисления углеводородов.

3. Штамм A. brasilense SR80 способен продуцировать индолил -3-уксусную кислоту (ИУК) в концентрации 24 мкг/мл среды. Присутствие сырой нефти не влияет на количество продуцируемого фитогормона. Штамм S. meliloti Р221 продуцирует ИУК в концентрации 39 мкг/мл, при этом фенантрен (до 0,01 г/л) не влияет на этот процесс. У штамма Rhodococcus sp. N7 ИУК-продуцирующая активность не выявлена.

4. Инокуляция проростков растений штаммами A. brasilense SR80 и S. meliloti Р221 стимулирует развитие ржи, райграса и люцерны в условиях углеводородного загрязнения.

5. Исследованные PGPR- штаммы, обладая деструктивной активностью в отношении углеводородов, имеют селективные преимущества в ризосферном микробоценозе в условиях загрязнения, что обеспечивает их высокую численность и способствует повышению эффективности фиторемедиации.

6. На основе результатов проведенных вегетационных опытов рекомендуется использовать в технологии фиторемедиации рстительно-микробные ассоциации: Lolium perrene (райграс пастбищный) -Azospirillum brasilense SR80 - в случае загрязнения нефтешламом, и Sorghum bicolor (сорго веничное) — Sinorhizobium meliloti Р221 — в случае загрязнения ПАУ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сырая нефть и продукты ее переработки являются одним из масштабных загрязнителей окружающей среды. Зачастую нефтяным углеводородам сопутствует загрязнение тяжелыми металлами, что в совокупности оказывает колоссальное негативное воздействие на живые организмы.

Существуют различные способы очистки природных и хозяйственных объектов от органических и неорганических поллютантов. Физико-химические способы являются трудоемкими и экономически затратными. Биологические методы более экологичны и менее дороги. Фиторемедиация среди них - наиболее эффективная, щадящая и, к тому же, что немаловажно, принимаемая общественностью привлекательная технология. В отличие от других биологических приемов - биоагументации и биостимуляции - в основе фиторемедиации лежит активность растения и его ризосферного микробного сообщества. При этом растение благодаря корневым экссудатам обеспечивает стабильное функционирование микроорганизмов, а они, в свою очередь, способствуют росту и развитию растения. Есть данные, указывающие на то, что в условиях загрязнения окружающей почвы растение способно селективно поддерживать популяцию штаммов-деструкторов (Phillips et al., 2006).

В результате проведенных нами исследований изучена деструктивная активность в отношении углеводородов нефти у ризосферных штаммов -представителей родов Azospirillum, Sinorhizobium и Rhodococcus. При этом для азоспириллы способность к деградации сырой нефти показана впервые.

В ходе изучения деградации сырой нефти азоспириллами было установлено, что штамм A. brasilense SR80 способен разрушать нефть (10 г/л) в малатной среде на 25 % за 14 суток, подвергая деградации ее предельные алифатические углеводороды. Указанная степень биодеградации уступает описанным показателям для типичных родов нефтеокисляющих микроорганизмов, однако азоспирилла, обладающая стимулирующей рост растений активностью и поддерживаемая в ризосферной зоне растением, в условиях нефтяного загрязнения может внести существенный вклад в процесс очистки почвы.

Штамм S. meliloti Р221 способен подвергать деградации одни из наиболее персистентных нефтяных углеводородов — ПАУ. Штамм использует фенантрен (0,5 г/л) в качестве единственного источника углерода и энергии, деградируя его за 5 суток на 36 %, а в присутствии янтарной кислоты до 65 %.

Деструктивная активность штаммов проявлялась или существенно увеличивалась в присутствии карбоновых кислот — типичных мажорных компонентов корневых экссудатов растений, которые, вероятно, использовались бактериями в качестве косубстратов в процессах соокисления углеводородов. При этом микробная деградация углеводородного субстрата зависела от вида и концентрации карбоновой кислоты в среде. Это можно считать особенностями штаммов, находящихся в постоянном взаимодействии с корневой системой растений.

Скрининг ризосферных микроорганизмов, проявляющих устойчивость к тяжелым металлам как компонентам нефтяного загрязнения, позволил выделить штамм Rhodococcus sp. N7, способный расти в присутствии 5 мМ двухвалентного никеля и подвергать деградации дизельное топливо (10 г/л) на 45 % за 5 суток. Сочетание высокой деструктивной активности к нефтяным углеводородам и устойчивости к тяжелым металлам позволяет рассматривать этот штамм как интересный объект для исследований, а также перспективный интродуцент для технологий биоаугментации.

Как правило, ризосферные бактерии обладают признаками микроорганизмов группы PGPR. Исходя из этого, исследуемые штаммы были протестированы по следующим свойствам: способность продуцировать фитогормон ИУК, фермент АЦК-деаминазу, фиксировать атмосферный азот, растворять фосфаты. Для штамма A. brasilense SR80 были выявлены такие признаки как азотфиксация и биосинтез фитогормона ИУК. Штамм S. meliloti Р221 был способен растворять фосфаты, фиксировать атмосферный азот и синтезировать ИУК. У штамма Rhodococcus sp. N7 была обнаружена только слабо выраженная способность продуцировать фермент АЦК-деаминазу.

Было показано, что на продукцию ИУК штаммом A. brasilense SR80 (24 мкг/мл за 5 сут.) не влияла сырая нефть, а в случае S. meliloti Р221 синтез фитогормона (39 мкг/мл) не ингибировался низкими концентрациями фенантрена.

Стимулирующую рост растений активность исследуемых штаммов оценивали путем инокуляции ими суточных проростков растений: сорго, ржи, райграса и люцерны. Штамм A. brasilense SR80 стимулировал развитие проростков ржи и сорго. Штамм S. meliloti Р221 стимулировал развитие проростков люцерны. Для штамма Rhodococcus sp. N7 показан его фитотоксический эффект по отношению ко ржи, а в отношении сорго и люцерны достоверно отсутствовало какое-либо воздействие.

Исследование колонизации в тестах на чистых средах показало, что микроорганизмы по-разному приживались на корнях растений. Штамм А. brasilense SR80 обнаруживался на корнях ржи, сорго и люцерны. S. meliloti Р221 колонизировал только сорго и люцерну.

В условиях углеводородного загрязнения инокуляция растений штаммами A. brasilense SR80 и S. meliloti Р221 дала несколько иные результаты. Так, инокуляция ржи азоспириллой в присутствии гексадекана вызывала стимуляцию роста побегов, но снижала развитие корней, в случае райграса микроорганизм не оказывал достоверного воздействия. При инокуляции люцерны штаммом S. meliloti Р221 в присутствии фенантрена (0,05 г/л) не наблюдалось существенного влияния на развитие корней, а рост побегов достоверно снижался.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что присутствие в окружающей среде углеводородов изменяет фитоактивность микроорганизмов, и этот эффект зависит, вероятно, как от метаболических процессов, связанных с микробной деградацией поллютанта, так и особенностей растения. Поэтому, для обоснования использования той или иной искусственно создаваемой растительно-микробной ассоциации, которая будет рекомендована в качестве основы фиторемедиации, необходимо проведение вегетационных опытов.

Возможность повышения эффективности фиторемедиации нефтезагрязненного грунта с помощью ржи или райграса исследовали с использованием A. brasilense SR80, которая в чашечных тестах показала отчетливую стимулирующую рост растений активность в отношении ржи. Наряду с обработкой штаммом в качестве дополнительных компонентов по-отдельности и в различных сочетаниях использовали люцерну и азотное удобрение аммиачную селитру.

Полученные результаты показали, что райграс по сравнению с рожью оказался более восприимчив к PGPR-штамму A. brasilense SR80. Так, инокуляция райграса приводила к увеличению массы корней на 35 % и этот показатель повышался до 60 % при совместном использовании штамма, азотного удобрения и подсева люцерны. Под влиянием штамма SR80 в ризосфере райграса наблюдалось увеличение концентрации доступного азота. Численность культивируемых гетеротрофов была на 29 % выше по сравнению с неинокулированным вариантом, а популяция микроорганизмов-деструкторов поддерживалась на более высоком уровне, чем у ржи. Наконец, влияние SR80 отчетливо прослеживалось на увеличении деградации загрязнителя. Внесение штамма позволило повысить эффективность фиторемедиации загрязненной почвы с рожью — на 7, а с райграсом — на 10 %. Этот показатель увеличился еще больше при использовании дополнительных компонентов: в случае райграса - на 14 % при использовании азоспириллы и аммиачной селитры и на 18 % - при подсеве люцерны. Учитывая, что эффективность фиторемедиации как способа очистки, как правило, не превышает 20-25 % (в сравнении с очисткой без растений), ее повышение на 6-10 % представляется существенным результатом.

В вегетационных опытах по исследованию воздействия штамма S. meliloti Р221 на сорго и люцерну было установлено, что от присутствия фенантрена зависел эффект воздействия микроорганизма на растения. Так, в чистом грунте инокуляция приводила к снижению прироста биомассы побегов и в меньшей степени корней. В присутствии фенантрена (0,1 г/кг) — эффект штамма был иным — наблюдалось его отчетливое стимулирующее влияние на аккумуляцию биомассы обоих растений.

Особенно отчетливо эффект инокуляции проявлялся на изменении площади корневой поверхности сорго, которая увеличивалась на 86 % в загрязненном (0,1 г/кг) грунте. При этом вес сухих корней у бактеризованных растений увеличился незначительно по сравнению с небактеризованными. Полученные данные могут указывать на формирование более тонких (разветвленных) корней в условиях загрязнения. Следствием этого являлось увеличение количества выделяемых в ризосферу корневых экссудатов на 55 % в расчете на одно растение. Можно предположить, что изменения морфологии корней и корневой экссудации, наблюдаемые в эксперименте, были связаны, скорее всего, с ИУК-продуцирующей и, в целом, метаболической активностью штамма-инокулянта, которая, в свою очередь, зависела от присутствия фенантрена.

С использованием иммунодиффузионного анализа осуществлен мониторинг штамма S. meliloti Р221. Установлено, что его численность в грунте с сорго была значительно выше, чем под люцерной. На основании этих данных, а также результатов тестов с 4-сут. проростками растений, можно считать, что сорго является более благоприятным растением-партнером для штамма S. meliloti Р221.

Важно также отметить, что внесение штамма S. meliloti Р221 в загрязненный фенантреном грунт без растений давало меньшую степень деградации поллютанта в сравнении с инокулированными растениями.

На основании полученных результатов можно рекомендовать изученные растительно-микробные ассоциации райграса пастбищного и азоспириллы, а также сорго веничного и синоризобии для использования в практических целях. Данные ассоциации могут являться модельным объектом для исследований процессов, происходящих в природе в условиях загрязнения нефтепродуктами.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Бондаренкова, Анастасия Дмитриевна, 2009 год

1. Андреюк Е.И., Иутинская Г.А, Дульгеров А.Н. Почвенные микроорганизмыи интенсивное землепользование. Киев: Наукова думка, 1988. - 142 с.

2. Арене В.Ж., Саушин А.З., Гридин О.М., Гридин А.О. Очистка окружающейсреды от углеводородных загрязнений. — М.: Интербук, 1999 372 с.

3. Бабьева И.П., Зенкова Г.М. Биология почв / Под ред. Д.Г. Звягинцева. М.:

4. Изд во МГУ, 1983. - 300 с.

5. Большой практикум по физиологии растений / Б.А. Рубин. М.: Высшаяшкола, 1978.-347 с.

6. Бельков В.В. Биоремедиация: принципы, проблемы, подходы //

7. Биотехнология. 1995. - № 3-4. - С.20-27.

8. Горбатовский В.В. и Рыбальский Н.Г. Здоровье человека и окружающаясреда // Экологический вестник России: Информационно-справочный бюллетень. -М.: РЭФИА, 1995.

9. Градова Н.Б., Диканская Э.М., Михалева В.В. Использованиеуглеводородов дрожжами. — М.: Наука, 1971. — 120 с.

10. Градова Н.Б., Третьякова В.П., Осипова В.Г. и др. Физиологическиеособенности дрожжей рода Candida развивающиеся на средах с углеводородами // Микробиологическая промышленность. —- 1972 — Т. 87, №3. —С. 13—17.

11. Ершов Ю.А., Плетнева Т.В. Механизм токсического действия неорганических соединений. —М.: Медицина, 1998. — 272 с.

12. Инструкция по контролю за состоянием почв на объектах предприятий миннефтеГазпрома РД 39-0147098-015-090. Министерство нефтяной и газовой промышленности. Метод определения нефти и нефтепродуктов. 1990.

13. Карасевич Ю. Н. Основы селекции микроорганизмов, утилизирующих синтетические органические соединения. — М.: Наука, 1982. — 144 с.

14. Каталог штаммов региональной профилированной коллекции алканотрофных микроорганизмов / Под ред. И.Б. Ившиной. —• М.: Наука, 1994. — 163 с.

15. Квасников Е. И., Айзенман Б. Е., Киприянова Е. А. и др. Рост и образование антибиотиков бактериями рода Pseudomonas на средах с низкомолекулярными н-алканами // Микробиология. — 1975. — Т. 44, №1.1. С. 55.

16. Квасников Е.И., Клюшникова Т.М. Микроорганизмы-деструкторы нефти в водных бассейнах. — Киев : Наукова думка, 1981. — 131 с.

17. Коронелли Т. В., Комарова Т. И. Хемотаксические реакции парафиноокисляющего штамма Pseudomonas aeruginosa II Микробиология.1982. —Т. 51, №4 —С. 689—690.

18. Краткая химическая энциклопедия // БСЭ. 1964. - Т. 3. - 1112 с.

19. Кулаева О. Н., Кузнецова В. В. Новейшие достижения и перспективы изучения механизма действия фитогормонов и их участия в сигнальныхсистемах целого растения // Вестник РФФИ. — 2004. — Т. 36, № 2 — С. 12-36.

20. Матора Л.Ю., Шварцбург Б.И, Щеголев С.Ю. Иммунохимический анализ О специфических полисахаридов почвенных азотфиксирующих бактерий Azospirillum brasilense II Микробиология. - 1998. - Т.61, №6. - С.815 - 820.

21. Методы анализа органического вещества пород, нефти и газа / Под ред. А.В. Рылькова- Тюмень: Западно-Сибирский НИГНИ, 1977. -122 с.

22. Методы биохимического анализа растений / Под. ред. В.В. Полевого и Г.Б. Максимова. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1978. - 192 с.

23. Методы общей бактериологии: Пер с англ. / Под ред. Ф. Герхардта и др. -М.: Мир, 1983.-536 с.

24. Методы почвенной микробиологии и биохимии / Под ред. Д.Г. Звягинцева. М.: Изд-во МГУ, 1991. - 87 с.

25. Миллер Д. Ж. Эксперименты в молекулярной генетике. М.: Мир,1976. — 436 с.

26. Муратова А.Ю., Турковская О.В., Хюбнер Т., Кушк П. Изучение эффективности использования люцерны и тростника для фиторемедиации загрязненного углеводородами грунта // Прикл. биохим. и микробиол. — 2003. Т. 39, № 6. - С.681-688.

27. Неструсов А.И., Бонч-Осмоловская Е.А.,. Горленко В.М. и др. Экология микроорганизмов: Учеб. для студентов вузов / Под ред. А.И. Нетрусова. — М.: Издательский центр «Академия», 2004. -272 с.

28. Нельсон-Смит А. Загрязнение моря нефтью. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. — 127 с.

29. Пиковский Ю.И. Трансформация техногенных потоков нефти в почвенных экосистемах // Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем / Под ред. М.А. Глазовской. М.: Наука, 1988. С. 7 - 22.

30. Покровский А.А. Медико-биологические исследования углеводородов дрожжей. М.: Наука, 1972. - 468 с.

31. Практикум по агрохимии / Б.А Ягодин, И.П. Дерюгин, Ю.П Жуков, и др./ Под ред. Б.А. Ягодина М.: Агропромиздат, 1987. - 512 с.

32. Практикум по микробиологии / Под. ред. Н.С. Егорова. М.: Изд-во МГУ, 1976.-307 с.

33. Рубан Е. JI. Физиология и биохимия представителей рода Pseudomonas. — М.: Наука, 1986.—200 е.;

34. Саламатова Т.С., Зауралов О.А. Физиология выделения веществ растениями. JL: Изд-во Ленингр. ун-та, 1991. — 133 с.

35. Солнцева Н.П. Добыча нефти и геохимия природных ландшафтов. — М.: Изд-во МГУ, 1998. 376 с.

36. Спайк Г. и др. Rizobiacea. Молекулярная биология бактерий взаимодействующих с растениями / Пер. под ред. И.А. Тихоновича и Н.А. Проворова Санкт-Петербург, 2002. - 567с.

37. Теппер Е.З., Шильникова В.К., Переверзева Г.И. Практикум по микробиологии. —М.: Изд-во Колос, 1993. — 175 с.

38. Уткин И. Б., Якимов М. М., Козляк Е. И., Рогожин И. С. Деструкция токсичных органических соединений микроорганизмами // Итоги науки и техники ВИНИТИ. Сер. Биологическая химия. — 1991 — С. 1—100.

39. Фаловский В.И., Кулагин А.Р. Содержание металлов в нефтях различного состава // Известия Самарского научного центра РАН. Спец. выпуск «Химия и химическая технология». 2003 - С. 5 — 8.

40. Экологические анализы при разливах нефти и нефтепродуктов. Практическое руководство: 2-е изд., перераб. и доп / Ю.С. Другов, А.А. Родин. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. - 270 с.

41. Химия окружающей среды./ Под. ред. А.П. Цыганкова. М.: Химия, 1982. 672 с.

42. Экологические анализы при разливах нефти и нефтепродуктов. Практическое руководство: 2-е изд., перераб. и доп / Ю.С. Другов, А.А. Родин. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. - 270 с.

43. Яковлев B.C. Хранение нефтепродуктов. Проблемы защиты окружающей среды. М.: Химия, 1987. 152 с.

44. Abeles F.B., Morgan P.W., Saltveit J.M. Ethylene in plant biology. 2nd ed. -New York: Academic Press, 1992.

45. Amellal S., Boivin A., Perrin C., Ganier C., Schiavon M. High sorption of phenanthrene in agricultural soils // Agron. Sustain. Dev. 2006. - Vol. 26. - P. 99-106.

46. Anderson T.A., Guthrie E.A., Walton B.T. Bioremediation in the rhizosphere // Environ. Sci. Technol. 1993. - Vol. 27, N 13. - P. 2630-2636.

47. Arthur E.L., Rice P.J., Rice P.J., Anderson T.A., Baladi S.M., Henderson K.L. D., Coats J.R. Phytoremediation—An Overview // Critical Reviews in Plant Sciences. 2005. - Vol. 24. - P. 109-122,

48. Asghar H.N., Zahir Z.A., Arshad M., Khaliq A. Relationship between in vitro production of auxins by rhizobacteria and their growth-promoting activities in Brassica juncea L. 11 Biology and Fertility of Soils 2002. - Vol. 35. - P. 231237.

49. Atlas R.M. Microbial hydrocarbon degradation Bioremediation of oil spills // J. Chem. Technol. Biotechnol. - 1991. - Vol. 52. - P. 149-156.

50. Banks M. K., Kulakow P., Schwab A.P., Chen Z., Rathbone K. Degradation of crude oil in the rhizosphere of Sorghum bicolor // Int J Phytorem. 2003. - Vol. 5. P. 225-234.

51. Bar Т., Okon Y. Induction of indole-3-acetic acid synthesis and possible toxicity of tryptophan in Azospirillum brasilense Sp7 // Symbiosis. 1992. - Vol. 13. -P. 191-198.

52. Barbieri P., Galli E. Effect on wheat root development of inoculation with an Azospirillum brasilense mutant with altered indole-3-acetic acid production // Res. Microbiol. 1993. - Vol. 144. - P. 69-75.

53. Barnes J.P., Putnam A.R., Burke B.A., Aasen A.J. Isolation and characterization of allelochemicals in rye herbage // Phytochemistry. 1987. — Vol. 26.-P. 1385-1390.

54. Barnes J.P. and A.R. Putnam. Role of benzoxazinones in allelopathy by rye (Secale cereale L.). // J. Chem. Ecol. 1987. - Vol. 13. - P. 889-905.

55. Barriuso J., Pereyra M.T., Garcia J.A., Megias M., Manero F.J., Ramos B. Screening for putative PGPR to improve establishment of the symbiosis Lactarius deliciosus Pinus sp. // Microb Ecol. - 2005. - Vol. 50. - P. 82-89.

56. Bashan, Y., and Holguin, G. Azospirillum-plant relationships: environmental and physiological advances (1990-1996) // Can. J. Microbiol. 1997. - Vol. 43. -P. 103-121.

57. Bashan, Y., Holguin, G. and L.E.de- Bashan Azospirillum-plant relationships: physiological, molecular, agricultural, and environmental advances (1997-2003) // Can. J. Microbiol. 2004. - Vol. 50. - P. 521-577.

58. Belimov A.A., Hontzeas N., Safronova V.I. et al. Cadmium-tolerant plant growth-promoting bacteria associated with the roots of Indian mustard (Brassica juncea L. Czern.) // Soil Biology and Biochemistry. 2005. - Vol. 37. - P. 241 -250.

59. Bergey's manual of systemic bacteriology. Baltimore, London: Williams and Wilkins, 1984 - 1986. - 1599 p.

60. Bianco C., Imperlini E., Calogero R., Senatore В., Amoresano A., Carpentieri A., Pucci P., Defez R. Indole-3-acetic acid improves Escherichia coli's defences to stress // Arch. Microbiol. 2006. - Vol. 185. - P. 373-382.

61. Binet P., Portal J. M., Leyval C. Fate of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) in the rhizosphere and mycorrhizosphere of ryegrass // Plant Soil. -2000. Vol. 227. - P. 207 - 213.

62. Bishop P.E. and Premakumar R. Alternative nitrogen fixation systems // Biological Nitrogen Fixation / Eds. G. Stacey, R. H. Burris, and H. J. Evans. -New York : Chapman and Hall, 1992. P. 736-762.

63. Bollag J.M., Mertz Т., Otjen L. Role of Microorganisms in soil bioremediation // Bioremediation through rhizosphere technology / Eds. Anderson T.A., Coats J.R. American Chemical Society, Washington, 1994. - P. 2 - 10.

64. Bosecher K., Teschner M., Wehner H. Biodegradation of crude oils // Schifitenr. Ver. Wasser, Boden und Lufthyg. — 1998, №80. — P. 91—117.

65. Bossert I., Bartha R. The fate of petroleum in soil ecosystems // Petroleum Microbiology / Ed. Atlas R.M. MacMillan, New York, 1984. - P. 435- 473.

66. Bradford M.M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding // Anal. Biochem. 1976. - Vol. 72. - P. 248-254.

67. Braun V. Avoidance of iron toxicity through regulation of bacterial iron transport. // Biol Chem. 1997. - Vol. 378. - P. 779-786.

68. Briat J.F., Lebrun M. Plant responses to metal toxicity // C.R. Acad Sci III, Sciences de la. 1999. - Vol. 322. - P. 43-54.

69. Burd G.I., Dixon D.G., Glick B.R. A plant growth promoting bacterium that decreases nickel toxicity in plant seedlings. // Appl Environ Microbiol. 1998. -Vol.64.-P. 3663-3668.

70. Bushnell L.D., Haas H.F. The utilization of certain hydrocarbons by microorganisms // J. Bacterid. 1941. - Vol. 5. - P. 653-674.

71. Cerniglia C.E. Biodegradation of polycyclic aromatic hydrocarbons // Biodegradation. 1992.-Vol. 3.-P. 351 -368.I

72. Chauhan A.,-Fazlurrahman, Oakeshott J.G., Jain R.K. Bacterial metabolism of polycyclic aromatic hydrocarbons: strategies for bioremediation // Indian J. Microbiol. 2008. - Vol. 48. - P. 95 - 113.

73. Cheng Q., Thomas S. M., Rouviere P. Biological conversion of cyclic alkanes and cyclic alcohols into dicarboxylic acids: biochemical and molecular basis // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2002. - Vol. 58. - P. 704-711

74. Collins C.D. Implementating phytoremediation of petroleum hydrocarbons Phytoremediation: methods and reviews. — Totowa, NJ, 2008. Vol. 23— P. 99108.

75. Corgie S.C., Joner E.J., Leyval C. Rhizospheric degradation of phenanthrene is a function of proximity to roots // Plant and Soil. 2003. - Vol. 257. - P. 143— 150.

76. Cunningham S.D., Berti W.R. Remediation of contaminated soils with green plants: an overview. In Vitro Cell. Dev. Biol. 1993. - Vol. 29, N 4. - P. 207 -212.

77. Cunningham S. D., Anderson T. A., Schwab A. P., Hsu F. C. Phytoremediation of soils contaminated with organic pollutants // Adv.Agron. — 1996. — Vol. 56. — P. 55-114.

78. Curl E.A., Truelove B. Root exudates. Springer-Verlag, Berlin. - 1986. - P.55 -90.

79. Deubel A. Einfluss wurzelburtiger organischer KohlenstoffVerbrindungen auf Wachstum und Phosphatmobilisierunsleistung verschiedener Rhizospharenbakterien: Dissertation. Universitat Halle, Germany, 1996.

80. Deikman J. Molecular mechanisms of ethylene regulation of gene transcription // Physiol Plant. 1997. - Vol. 100. - P. 561- 6.

81. Dimkpa C.O. et al., Involvement of siderophores in the reduction of metal-induced inhibition of auxin synthesis in Streptomyces spp // Chemosphere. -2008.-Vol. 74.-P. 19-25.

82. Dinkla L.J.T., Janssen D.B. Simulteneous growth on citrate reduces the effects of iron limitation during toluene degradation in Pseudomonas // Microb. Ecol. -2003.-Vol. 45.-P. 97- 107.

83. Dobereiner J., Baldani V. L. D. Selective infection of maize roots by streptomycin resistent Azospirillum lipoferum and other bacteria // Can. J. Microbiol. 1979. - Vol. 25. - P. 1264 - 1269.

84. Egle K., Romer W., Keller H. Exudation of lowmolecularweight organic acids by Lupinus albus L., Lupinus angustifolius L. and Lupinus luteus L. as affected by phosphorus supply // Agronomie. 2003. - Vol. 23. — P. 511-518.

85. Enrique A., Caceres R. Improved media for isolation of Azospirillum sp // Can.J. Microbiol. 1974. - Vol. 20, № 10. - P. 1367 - 1377.

86. Erickson L.E., Davis L.C., Muralidharan N. Bioenergetics and bioremediation of contaminated soil // Thermochim. Acta. 1995. - Vol. 250. - P. 353 - 358.

87. Foght J.M., Westlake D.W.S. Degradation of polycyclic aromatic hydrocarbons and aromatic heterocycles by a Pseudomonas species // Can. J. Microbiol. -1988.-V. 34. P. 1135-1141.

88. Frankenberger W., Arshad M. Phytohormones in soil / Marsel Dekker, New York.- 1995.- P. 1- 135.

89. Glick B.R. Phytoremediation: synergistic use of plants and bacteria to clean up the environment // Biotechnology Advances. 2003. - Vol. 21. - P. 383-393.

90. Glick BR, Penrose DM, Li J. A model for the lowering of plant ethylene concentrations by plant growth promoting bacteria. // J Theor Biol. 1998. Vol. 190.-P. 63-8.

91. Glick B.R., Patten C.L., Holguin G., Penrose D.M. Biochemical and genetic mechanisms used by plant growth promoting bacteria. — London: Imperial College press, 1999. - P. 134 - 179.

92. Grichko VP, Glick BR. Amelioration of flooding stress by ACC deaminase-containing plant growth-promoting bacteria. // Plant Physiol Biochem. 2001. — Vol. 39.-P. 7-11.

93. Gramss G., Voigt K-D., Kirshe B. Oxidoreductase enzymes liberated by plant roots and their effects on soil humic material // Chemosphere. 1999. — Vol. 38, N. 7.-P. 1481 - 1494.

94. Gramss G., Rudeschko O. Activities of oxidoreductase enzymes in tissue extracts and sterile root exudates of three crop plants and some properties of the peroxidase component // New Phytol. 1998. - Vol. 138, N 3. - P. 401 - 409.

95. Giinther Т., Dornberger U., Fritsche W. Effects of ryegrass on biodegradation of hydrocarbons in soil // Chemosphere. 1996. - Vol. 33, N 2. - P. 203 - 215.

96. Gunther Т., Sack U., Hofrichter M., and Latz M. Oxidation of PAH and PAH-derivatives by fungal and plant oxidoreductases // J. Basic Microbiol. 1998. -Vol. 38, N2.-P. 113-122.

97. Hall J.A., Peirson D., Ghosh S., Glick B.R. Root elongation in various agronomic crops by the plant growth promoting rhizobacterium Pseudomonas putida GR12. // Isr J Plant Sci. 1996. - Vol. 44. - P. 37 - 42.

98. Harayama S., Kishira H., Kasai Y., Shutsubo K. Petroleum Biodegradation in Marine Environments // J. Molec. Microbiol. Biotechnol. 1999. - Vol. 1, N 1. -P. 63-70.

99. Harayama, S. Polycyclic aromatic hydrocarbon bioremediation design.Curr. // Opin. Biotechnol. 1997. - Vol. 8. - P. 268-273

100. Head I.M., Jones D.M., Roling W.F.M. Marine microorganisms make a meal of oil // Nat. Rev. Microbiol. 2006. - Vol. 4, N. 3, - P. 173 - 182.

101. Hegde R.S., Fletcher J.S. Influence of plant growth stage and season on the release of root phenolics by mulberry as related to development of phytoremediation technology // Chemosphere. 1996. - Vol. 32, N 12. - P. 2471-2479.

102. Heitkamp M.A., J.P. Freeman, D.W. Miller, C.E. Cerniglia. Pyrene degradation by a Mycobacterium sp.: identifikatuon of ring oxidation and ring fission products.// Appl.Environ.Microbiol. 1988. - Vol.54, №10. - P.2556-2565.

103. Hoflich G., Gunther Th. Effect of plant-rhizosphere microorganisms-associations on the degradation of polycyclic aromatic hydrocarbons in soil // Austrian J. Agr. Res. 2000. - Vol. 51, N 2. - P. 123 - 130.

104. Holguin G. and Glick B.R. Expression of the ACC deaminase gene from Enterobacter cloacae UW4 in Azospirillum brasilense II Microb. Ecol. 2001. -Vol. 41.-P. 281-288.

105. Hong J.H., Kim J., Ok K.C., Kyung-Suk С., Нее W. R. Characterization of a diesel-degrading bacterium, Pseudomonas aeruginosa IU5, isolated from oil-contaminated soil in Korea // World J. Microbiol. & Biotechnol. 2005. Vol. 21.-P. 381-384.

106. Honma M, Shimomura T. Metabolism of 1-aminocyclopropane-l-carboxylic acid//Agric. Biol. Chem. 1978. - Vol. 42.-P. 1825-1831.

107. Huang X.D., El-Alawi Y., Penrose D.M., Glick B.R., Greenberg B.M. Responses of three grass species to creosote during phytoremediation // Environ. Pollut. 2004. - Vol. 130, N 3. - P. 453-463.

108. Huang X.D., El-Alawi Y., Penrose D.M., Glick B.R., Greenberg B.M. A multiprocess phytoremediation system for removal of polycyclic aromatic hydrocarbons from contaminated soil // Environ. Pollut. — 2004b. Vol. 130. — P. 465-476.

109. Hutchinson S.L., Banks M.K., Schwab A.P. Phytoremediation of aged petroleum sludge: effect of irrigation techniques and scheduling // J. Environ. Qual.-2001a.-Vol. 30.-P. 1516- 1522.

110. Joner E.J., Corgie S.C., Amellal N., Leyval C. Nutritional constraints to degradation of polycyclic aromatic hydrocarbons in a simulated rhizosphere // Soil Biol. Biochem. 2002. - Vol. 34, N 6. - P. 859 - 864.

111. Johnson D.L., Maguire K.L., Anderson D.R., McGrath S.P. Enhanced dissipation of chrysene in planted soil: the impact of a rhizobial inoculum // Soil Biol. Biochem. 2004. - Vol. 36. - P. 33 - 38.

112. Kaimi E., Mukaidani Т., Miyoshi S., Tamaki M. Ryegrass enhancement of biodegradation in diesel-contaminated soil // Environ. Exp. Bot. 2006. - Vol. 55.-P. 110-119.

113. Kaksonen A., Jussila M.M., Lindstrom K., Suominen L. Rhizosphere effect of Galega orientalis in oil-contaminated soil // Soil Biol. Biochem. 2006. - Vol. 38, N4. — P. 817-827.

114. Kanaly R.A., Harayama S. Biodegradation of highmolecularweight polycyclic aromatic hydrocarbons by bacteria // J. Bacterid. 2000. - Vol. 182. - P. 2059 -2067.

115. Kennedy I.R., Pereg-Gerk L.L., Wood C., Deaker R., Gilchrist K., and Katupitiya S. Biological nitrogen fixation in nonleguminous field crops: facilitating the evolution between Azospirillum and wheat. // Plant Soil. 1997. -Vol. 194.-P. 65-79.

116. Kechavarzi C., Pettersson K., Leeds-Harrison P., Ritchie L., Ledin S. Root establishment of perennial ryegrass (L. perenne) in diesel contaminated subsurface soil layers // Environ. Poll. 2007. - Vol. 145. - P. 68 - 74.

117. Kiyohara H., Nagao K., Yano K. Rapid screen for bacteria degrading water-insoluble, soil hydrocarbons on agar plates // Appl. Environ. Microbiol. 1982. -Vol. 43.-P. 454-457.

118. Ко S.H., Lebeault J.M. Effect of a mixed culture on co-oxidation during the degradation of saturated hydrocarbon mixture // J. Appl. Microbiol. 1999. — Vol. 87.-P. 72-79

119. Kokalis-Burelle N., Kloepper J. W., Reddy M. S. Plant growth-promoting rhizobacteria as transplant amendments and their effects on indigenous rhizosphere microorganisms // Appl. Soil. Ecol. 2006. - Vol. 31. - P. 91 -100.

120. Lawson C.G.R., Rolfe B.G., Djordjevic M.A. Rhizobium znoculation induces conditions-dependent changes in the flavonoid composition of root exudates from Trifolium subterraneum // Aust. J. Plant Physiol. 1996. - Vol. 23.-P. 93-101.

121. Liste H.H., Prutz I. Plant performance, dioxygenase-expressing rhizosphere bacteria, and biodegradation of weathered hydrocarbons in contaminated soil // Chemosphere. 2006. - Vol. 62. - P. 1411 - 1420.

122. List H.H., Alexander M. Plan-promoted pyrene degradation in soil // Chemosphere. 2000. - Vol. 40. - P. 7 - 10.

123. Leahy J.G., Colwell R.R. Microbial degradation of hydrocarbons in the environment // Microbiol. Rev. 1990. - Vol. 54. - P. 305-315.

124. Lloyd-Jones G. and Trudgill P. W. The degradation of alicyclic hydrocarbons by a microbial consortium // International Biodeterioration. — 1989. V. 25, N 1 -3,-P. 197-206.

125. Loper J.E, Henkels M.D. Utilization of heterologous siderophore enhances levels of iron available to Pseudomonas putida in rhizosphere. // Appl. Environ. Microbiol. 1999. - Vol. 65. - P.5357-5363.

126. Lucy M., Reed E. and Glick B.R. Application of free living plant growth-promoting rhizobacteria. // Antonie van Leeuwenhoek. 2004. - Vol. 86. - P. 1 -25.

127. Magor A., Warburton J., Trower M. Griffin M. Comparative study of the ability of three Xanthobacter species to metabolize cycloalkanes // Appl. and Environ. Microbiol. 1986. - Vol.52, № 4. - P. 665 - 671.

128. Mattner S.W., Parbery D.G. Rust-enhanced allelopathy of perennial ryegrass against white clover // Agronomy Journal. 2001. - Vol. 93, N 1. - P. 54 - 59.

129. Meagher R.B. Phytoremediation of toxic elemental and organic pollutants // Current Opinion in Plant Biology. 2000. - Vol. 3. - P. 153-162;

130. Meharg A.A., Killham K. Loss of exudates from roots of perennial ryegrass inoculated with a range of microorganisms // Plant Soil 1995. - V. 170. - P. 345-349.

131. Mergeay M., Nies D., Schlegel H., Gerites I. Alcaligenes eutrophus CH341. a Facultative chemolithotroph with Plasmid Bound Resistance to Heavy Metals // Jornal of Bacteriology. - 1985. - Vol. 162. -N 1. - P. 328 - 334.

132. Merkl N., Schultze-Kraft R., Infante C. Assessment of tropical grasses and legumes for phytoremediation of petroleum-contaminated soils // Water Air Soil Pollut. 2005. - Vol. 165. - P. 195 - 209.

133. Meyer J.M. Pyoverdines: pigments, siderophores and potential taxonomic markers of fluorescent Pseudomonas species // Arch. Microbiol. 2000. - Vol. 137.-P. 135-142.

134. Morgan P.W., Drew C.D. Ethylene and plant responses to stress // Physiol Plant. 1997. - Vol. 100. - P. 620-30.

135. Morgan P. and Watkinson R.J. Biodegradation of components of petroleum // Biochemistry of Microbial Degradation / Ed. C. Ratledge Dordrecht, Netherlands, 1994.-P. 1-31.

136. Mulligan C.N., Yong R.N., Gibbs B.F. Remediation technologies for metal-contaminated soils and groundwater: an evaluation // Engineering geology. 2001, Vol. 60.-P. 193-207.

137. Muratova A., Dmitrieva Т., Panchenko L., Turkovskaya O. Phytoremediation of oil-sludge-contaminated soil // Int. J. Phytoremediat. 2008. - Vol. 10, N 6. -P. 486-502.

138. Muratova A., Hubner Т., Tischer S., Turkovskaya O., Moder M., Kuschk P. Plant-rhizosphere-microflora association during phytoremediation of PAH-contaminated soil // Int. J. Phytoremediation. 2003b. - Vol. 5, N 2. - P. 137 -151.

139. Muratova A., Pozdnyakova N., Golubev S., Wittenmayer L., Makarov O., Merbach W., Turkovskaya O. Oxidoreductase activity of sorghum root exudates in a phenanthrene-contaminated environment // Chemosphere. 2009. — Vol. 74, N8.-P. 1031-1036

140. Nayani S, Mayak S, Glick BR. The effect of plant growth promoting rhizobacteria on the senescence of flower petals // Ind. J. Exp. Biol. 1998. — Vol. 36.-P. 836- 839.

141. Patten C.L., Glick B.R. Bacterial biosynthesis of indole-3-acetic acid // Can. J. Microbiol. 1996. - Vol. 42. - P.207 - 220.

142. Patten C.L., Glick B.R. The role of bacterial indoleacetic acid in the development of the host plant root system // Appl. Environ. Microbiol. 2002. Vol. 68.-P. 3795-3801.

143. Penrose DM, Glick BR. Levels of 1-aminocyclopropane-l-carboxylic acid (ACC) in exudates and extracts of canola seeds treated with plant growth-promoting bacteria // Can. J. Microbiol. 2001. Vol. 47. - P. 368- 372.

144. Phillips D.A., Streit W.R. Legume signals to rhizobial symbionts: a new approach for defining rhizosphere colonization // Plant-Microbe Interactions / Eds. Stacey G., Keen N.T. New York: Chapman & Hall, 1996. - P. 236-271.

145. Prince R.C. The microbiology of marine oil spill bioremediation // Petroleum microbiology / Eds. Ollivier В., Magot M. Washington: ASM Press. - 2005. -P. 317-336

146. Prikryl Z., Vancura V. Root exudates of plants. VI. Wheat root exudation as dependent on growth, concentration gradient of exudates and the presence of bacteria // Plant Soil. 1980. - Vol. 57. - P. 69 - 83.

147. Radwan S., Sorkhoh N., El-Nemr I. Oil biodegradation around roots // Nature. 1995. - Vol. 376. - P. 302 - 305.

148. Rasolomanana J.L., Balandreau J. Role de la rhizosphere dans la biodegradation de composes recalcitrants: cas d'une riziere polluee par des residus petroliers // Revue D'Ecologie et de Biologie du Sol. 1987. - Vol. 24, N3.-P. 443-457.

149. Reynolds C.M., Wolf D.C. Microbial based strategies for assessing rhizosphere enhanced phytoremediation // Proceedings of the Phytoremediation Technical Seminar May 31- June 1, 1999, Calgary, AB. Environment Canada, Ottawa. -1999.-P. 125 - 135.

150. Reilley K.A., Banks M. K. Schwab A. P. Dissipation of polycyclic aromatic hydrocarbons in the rhizospere // J. Environ. Qual. 1996. - Vol. 25. - P. 212 -219.

151. Rontani, J.F., Bosser-Joulak, F., Rambeloarisoa, E., Bertrand, J.E., Giusti, G., and Faure, R. Analytical study of Asthart crude oil asphaltenes biodegradation. //Chemosphere. 1985. -Vol. 14.-P. 1413-1422.

152. Schwab A.P., Banks M.K. Biologically mediated dissipation of polyaromatic hydrocarbons in the root zone // Bioremediation through rhizosphere technology

153. Siciliano S.D., Germida J. J. Mechanisms of phytoremediation: biochemical and ecological interactions between plants and bacteria // Environ. Rev. -1998b.-Vol. 6.-P. 65-79.

154. Siciliano S.D., Germida J.J. Enhanced phytoremediation of chlorobenzoates in rhizosphere soil // Soil Biol. Biochem. 1999. - Vol. 31. - P. 299 - 305.

155. Siciliano S.D., Germida J.J., Banks K., Greer C.W. Changes in microbial community composition and function during a polyaromatic hydrocarbon phytoremediation field trial // Appl. Environ. Microbiol. 2003. - Vol. 69, N 1. -P. 483-489.

156. Siciliano S.D., Goldie H., Germida J.J. Enzymatic activity in root exudates of Dahurian wild rye (Elymus dauricus) that degrades 2-chlorobenzoic acid // J. Agric. Food Chem. 1998. - Vol. 46, N 1. - P. 5 - 7.

157. Siciliano S.D., Germida J.J. Bacterial inoculants of forage grasses that enhance degradation of 2-chlorobenzoic acid in soil // Environ. Toxicol. Chem. 1997. -Vol. 16, N6. -P. 1098- 1104.

158. Siciliano S.D., Greer C.W. Plant-bacterial combinations to phytoremediate soil contaminated with high concentrations of 2,4,6-trinitrotoluene // J. Environ. Qual. 2000. - Vol. 29. - P. 311 - 316.

159. Smith G.S., Johnston C.M. and Cornforth I.S. Comparison of nutrient solutions for growth of plants in sand culture // New.Phytol. 1983. - V.94. - P. 537 -548.

160. Spaepen S., Vanderleyden J., Remans R. Indole-3-acetic acid in microbial and microorganism-plant signaling // FEMS Microbio. Rev. 2007. - Vol. 31. - P. 425-448.

161. Steenhoudt O., Vanderleyden J. Azospirillum, a free-living nitrogen-fixing bacterium closely associated with grasses: genetic, biochemical and ecological aspects // FEMS Microbiol. Rev. 2000. - Vol. 24. - P. 487-506.

162. Thompson I. P., Gast C. J., Ciric L., Singer A.C. Bioaugmentation for bioremediation: the challenge of strain selection // Environmental Microbiology, 2005. - Vol. 7, N. 7. - P. 909-915

163. Thygesen R. S. and Trapp S. Phytotoxicity of polycyclic aromatic hydrocarbons to willow trees // J. Soils Sedim. 2002. - Vol. 2, N 2. - P. 77 -82.

164. Trindade P.V.O., Sobral L.G., Rizzo A.C.L., Leite S.G.F., Soriano A.U. Bioremediation of a weathered and a recently oil-contaminated soils from

165. Brazil: a comparison study // Chemosphere. 2005. - Vol. 58, N. 4. - P. 515 -522

166. Trapp S., Karlson U. Aspects of phytoremediation of organic pollutants // J. Soils Sed. 2001. - Vol. 1, N 1. - P. 3 7 - 43.

167. Urgun-Demirtas M., Stark В., Pagilla K. Use of Genetically Engineered Microorganisms (GEMs) for the Bioremediation of Contaminants // Critical Reviews in Biotechnology. 2006. - Vol. 26. - P. 145-164

168. Walton B.T., Guthrie W.A., Hoylman A.M. Toxicant degradation in the rhizosphere // Bioremediation through rhizosphere technology / Eds. Anderson T.A., Coats J.R. Washington, DC : American Chemical Society, 1994. - P. 11 -26.

169. Wang Y., Brown H.N., Crowley D.E., Szaniszlo P.J. Evidence for direct utilization of a siderophore, ferroxamine B, in axenically grown cucumber // Plant Cell. Env. 1993. - Vol. 16. - P. 579-585

170. Wang J., Zhang Z., Su Y., He W., He F., Song H. Phytoremediation of petroleum polluted soil//Petrol. Sci. 2008. - Vol. 5, N 2. -P. 167 - 171.

171. Whipp J.M. Carbon utilization // The rhizosphere / Ed. Lynch J.M. -Chichester, UK: Wiley, 1990.-P. 59-97.

172. Wiltse C.C., Rooney W.L., Chen Z., Schwab A.P., Banks M.K. Greenhouse evaluation of agronomic and crude oil-phytoremediation potential among alfalfa genotypes // J. Environ. Qual. 1998. - Vol. 27. - P. 169 - 173.

173. Wittenmayer L., Merbach W., Muratova A., Golubev S. Bestimmung von 3-Indolylessigsaure in der Rhizosphare von Hirse (Sorghum bicolor (L.) Moench.) // Reaktionen und Stoffflusse im wurzelnahen Raum / Verl. Grauer.Beuren. Stuttgart. 2006. - P. 50-57.

174. Yang SF, Hoffman NE. Ethylene biosynthesis and its regulation in higher plants // Annu. Rev. Plant Physiol. 1984. - Vol. 35. - P.l55- 89.