<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">vetpress</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Аграрная наука</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Agrarian science</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">0869-8155</issn><issn pub-type="epub">2686-701X</issn><publisher><publisher-name>Редакция журнала "Аграрная наука"</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.32634/0869-8155-2023-373-8-106-114</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">vetpress-2755</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>АГРОНОМИЯ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>AGRONOMY</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Особенности развития уникальной бобоворизобиальной симбиосистемы в условиях металл-индуцированного стресса</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Features of the development of a unique legume-rhizobium symbiosystem under conditions of metal-induced stress</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-5233-3497</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Пухальский</surname><given-names>Я. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Puhalsky</surname><given-names>Ya. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Ян Викторович Пухальский, инженер-микробиолог I категории</p><p>шоссе Подбельского, д. 3, Пушкин-8, Санкт-Петербург, 196608, Россия</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Yan Viktorovich Puhalsky, Engineer-microbiologist of the 1st category3 Podbelskogo Highway, Pushkin-8, St. Petersburg, 196608, Russia </p></bio><email xlink:type="simple">puhalskyyan@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-8102-2900</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Лоскутов</surname><given-names>С. И.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Loskutov</surname><given-names>S. I.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Святослав Игоревич Лоскутов, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудникЛитейный пр-т, д. 55, Санкт-Петербург, 191014, Россия</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Svyatoslav Igorevich Loskutov, Candidate of Agricultural Sciences, Senior Researcher</p><p>55 Liteiny prospect, St. Petersburg, 191014, Russia </p></bio><email xlink:type="simple">lislosk@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-8300-2287</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Воробьев</surname><given-names>Н. И.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Vorobyov</surname><given-names>N. I.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Николай Иванович Воробьев, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудникшоссе Подбельского, д. 3, Пушкин-8, Санкт-Петербург, 196608, Россия</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Nikolay Ivanovich Vorobyov, Candidate of Technical Sciences, Leading Researcher3 Podbelskogo Highway, Pushkin-8, St. Petersburg, 196608, Russia </p></bio><email xlink:type="simple">nik.ivanvorobyov@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Лактионов</surname><given-names>Ю. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Laktionov</surname><given-names>Yu. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Юрий Владимирович Лактионов, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, заведующий лабораторией экологии  симбиотическихи ассоциативных ризобактерий</p><p>шоссе Подбельского, д. 3, Пушкин-8, Санкт-Петербург, 196608, Россия</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Yuri Vladimirovich Laktionov, Candidate of Biological Sciences, Leading Researcher, Head of the Laboratory of Ecology of Symbiotic and Associative Rhizobacteria3 Podbelskogo Highway, Pushkin-8, St. Petersburg, 196608, Russia </p></bio><email xlink:type="simple">laktionov@list.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-9657-2454</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Кожемяков</surname><given-names>А. П.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Kozhemyakov</surname><given-names>A. P.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Андрей Петрович Кожемяков, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудникшоссе Подбельского, д. 3, Пушкин-8, Санкт-Петербург, 196608, Россия </p></bio><bio xml:lang="en"><p>Andrey Petrovich Kozhemyakov, Candidate of Biological Sciences, Leading Researcher3 Podbelskogo Highway, Pushkin-8, St. Petersburg, 196608, Russia </p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>All-Russia Research Institute for Agricultural Microbiology</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru"><institution>Всероссийский научно-исследовательский институт пищевых добавок — филиал ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова Российской академии наук</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>All-Russian Research Institute of Food Additives — branch of the V.M. Gorbatov Federal Scientific Center of Food Systems of the Russian Academy of Sciences</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2023</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>29</day><month>08</month><year>2023</year></pub-date><volume>1</volume><issue>8</issue><fpage>106</fpage><lpage>114</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Пухальский Я.В., Лоскутов С.И., Воробьев Н.И., Лактионов Ю.В., Кожемяков А.П., 2023</copyright-statement><copyright-year>2023</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Пухальский Я.В., Лоскутов С.И., Воробьев Н.И., Лактионов Ю.В., Кожемяков А.П.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Puhalsky Y.V., Loskutov S.I., Vorobyov N.I., Laktionov Y.V., Kozhemyakov A.P.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.vetpress.ru/jour/article/view/2755">https://www.vetpress.ru/jour/article/view/2755</self-uri><abstract><p>В условиях летнего тепличного опыта оценили развитие бобово-ризобиальных симбиосистем на основе мутантного генотипа гороха SGECdt (Pisum sativum L.) и его дикой линии SGE, выращенных на среде с добавлением токсичных концентраций Cd и Co. Для инокуляции растений использовали консорциум из эндомикоризного гриба Glomus sp.1Fo, клубеньковых бактерий Rhizobiom leguminosarum bv. viciae и ассоциативных АЦК-утилизирующих ризобактерий Variovorax paradoxus 5C-2. Токсические элементы значительно ингибировали рост неинокулированных и инокулированных растений дикой линии SGE по сравнению с растениями SGECdt.Содержание Cd в побегах растений обоих генотипов повышалось в присутствии токсичной концентрации Co, последнего, напротив, снижалось. Тот же эффект сохранялся и при инокуляции микроорганизмами. Внесение микробов нивелировало токсичное воздействие ксенобиотиков и увеличивало биомассу у обоих генотипов гороха в отсутствии внесения изучаемых ксенобиотиков. Микробный консорциум также способствовал увеличению транспортировки биофильных микроэлементовантагонистов в надземные органы гороха.В целом на основании результатов фрактального расчета, несмотря на ингибирование роста, дикая линия показала более высокие значения степени организации микроэлементов внутри побегов и семян, нежели мутантный генотип. Стагнацию или уменьшение индексов биоконсолиции микроэлементов в гомеостазе побегов мутантой линии, вероятно, можно истолковать перераспределением поступления источников питания между партнерами симбиостемы в пользу микросимбионтов. Увеличение показателей индекса биоконсолидации в семенах можно считать положительным эффектом, поскольку наилучшая мобилизация микроэлементов в их семядолях, помимо повышения энергии прорастания у потомков, благоприятно скажется и на увеличении адаптационного потенциала растений.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The development of legume-rhizobium symbiosystems based on the mutant pea genotype SGECdt (Pisum sativum L.) and its wild line SGE grown on a medium supplemented with toxic concentrations of Cd and Co was evaluated under the conditions of a summer greenhouse experiment. Plants were inoculated with a consortium of endomycorrhizal fungus Glomus sp.1Fo, nodule bacteria Rhizobiom leguminosarum bv. viciae and associative ACC-utilizing rhizobacteria Variovorax paradoxus 5C-2. Heavy metals significantly inhibited the growth of uninoculated and inoculated wild line SGE plants compared to SGECdt plants. The content of Cd in the shoots of plants of both genotypes increased in the presence of a toxic concentration of Co, while the latter, on the contrary, decreased. The same effect persisted after inoculation with microorganisms. The introduction of microbes leveled the toxic effect of heavy metals and increased the biomass in both pea genotypes in the absence of the introduction of heavy metals. The microbial consortium also contributed to an increase in the transport of biophilic microelement antagonists to the aerial organs of the pea. In general, based on the results of fractal calculation, despite growth inhibition, the wild line showed higher values of the degree of organization of microelements inside shoots and seeds than the mutant genotype. The stagnation or decrease in the microelement bioconsolidation indices in the homeostasis of shoots of the mutant line can probably be interpreted by the redistribution of the supply of food sources between the partners of the symbiostem, in favor of microsymbionts. An increase in the indicators of the bioconsolidation index in seeds can be considered a positive effect, since the best mobilization of trace elements in their cotyledons, in addition to increasing the germination energy of the offspring, will favorably affect the increase in the adaptive potential of plants.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>Pisum sativum L.</kwd><kwd>токсические элементы</kwd><kwd>микроэлементы</kwd><kwd>SGECDt</kwd><kwd>симбиоз</kwd><kwd>микробный консорциум</kwd><kwd>азотфиксация</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>Pisum sativum L.</kwd><kwd>heavy metals</kwd><kwd>trace elements</kwd><kwd>SGECDt</kwd><kwd>symbiosis</kwd><kwd>microbial consortium</kwd><kwd>nitrogen fixation</kwd></kwd-group><funding-group><funding-statement xml:lang="ru">Статья подготовлена в рамках выполнения государственного задания № FGEW-2021-0004 «Выделение, изучение и скрининг перспективных штаммов симбиотических, ассоциативных бактерий и грибов арбускулярной микоризы для создания высокоэффективных и технологичных биопрепаратов широкого спектра действия и разработка подходов к созданию комбинированных биопрепаратов на основе геномного анализа и подбора штаммов, обладающих комплементарными наборами генов, ответственных за эффективное взаимодействие с растениями».</funding-statement><funding-statement xml:lang="en">The article was prepared within the framework of the State Task No. FGEW- 2021-0004 «Isolation, study and screening of promising strains of symbiotic, associative bacteria and fungi of arbuscular mycorrhiza for the creation of highly effective and technologically advanced biologics of a wide spectrum of action and the development of approaches to the creation of combined biologics based on genomic analysis and selection of strains with complementary sets of genes responsible for effective interaction with plants».</funding-statement></funding-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Леппянен И.В. и др. Анализ эффектов совместной инокуляции грибами арбускулярной микоризы и ризобиями на рост и развитие растений гороха Pisum sativum L. Сельскохозяйственная биология. 2021; 56(3): 475–486. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2021.3.475rus</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Leppyanen I.V. et al. Analysis of the effects of joint inoculation by arbuscular mycorrhizal fungi and rhizobia on the growth and development of pea plants Pisum sativum L. Agricultural Biology. 2021; 56(3): 475–486 (In Russian). https://doi.org/10.15389/agrobiology.2021.3.475rus</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Штарк О.Ю., Борисов А.Ю., Жуков В.А., Неманкин Т.А., Тихонович И.А. Многокомпонентный симбиоз бобовых c полезными почвенными микроорганизмами: генетическое и эволюционное обоснование использования в адаптивном растениеводстве. Экологическая генетика. 2011; 9(2): 80–94. https://www.elibrary.ru/ofytur</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shtark O.Yu., Borisov A.Yu., Zhukov V.A., Nemankin T.A., Tikhonovich I.A. Multicomponent symbiosis of legumes with beneficial soil microorganisms: genetic and evolutionary bases of application in sustainable crop production. Russian Journal of Genetics: Applied Research. 2012; 2(2): 177–189. https://doi.org/10.1134/S2079059712020116</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Mulet J.M., Campos F., Yenush L. Editorial: Ion Homeostasis in Plant Stress and Development. Frontiers in Plant Science. 2020; 11: 618273. https://doi.org/10.3389/fpls.2020.618273</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mulet J.M., Campos F., Yenush L. Editorial: Ion Homeostasis in Plant Stress and Development. Frontiers in Plant Science. 2020; 11: 618273. https://doi.org/10.3389/fpls.2020.618273</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Belimov A.A., Malkov N.V., Puhalsky J.V., Safronova V.I., Tikhonovich I.A. High specificity in response of pea mutant SGECdt to toxic metals: Growth and element composition. Environmental and Experimental Botany. 2016; 128: 91–98. DOI: https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2016.04.009</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Belimov A.A., Malkov N.V., Puhalsky J.V., Safronova V.I., Tikhonovich I.A. High specificity in response of pea mutant SGECdt to toxic metals: Growth and element composition. Environmental and Experimental Botany. 2016; 128: 91–98. DOI: https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2016.04.009</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Tsyganov V.E. et al. A Chemically Induced New Pea (Pisum sativum) Mutant SGECdt with Increased Tolerance to, and Accumulation of, Cadmium. Annals of Botany. 2007; 99(2): 227–237. https://doi.org/10.1093/aob/mcl261</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tsyganov V.E. et al. A Chemically Induced New Pea (Pisum sativum) Mutant SGECdt with Increased Tolerance to, and Accumulation of, Cadmium. Annals of Botany. 2007; 99(2): 227–237. https://doi.org/10.1093/aob/mcl261</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Belimov A.A. et al. Microbial Consortium of PGPR, Rhizobia and Arbuscular Mycorrhizal Fungus Makes Pea Mutant SGECdt Comparable with Indian Mustard in Cadmium Tolerance and Accumulation. Plants. 2020; 9(8): 975. https://doi.org/10.3390/plants9080975</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Belimov A.A. et al. Microbial Consortium of PGPR, Rhizobia and Arbuscular Mycorrhizal Fungus Makes Pea Mutant SGECdt Comparable with Indian Mustard in Cadmium Tolerance and Accumulation. Plants. 2020; 9(8): 975. https://doi.org/10.3390/plants9080975</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Nanda A., Mohapatra B.B., Mahapatra A.P.K., Mahapatra A.P.K., Mahapatra A.P.K. Multiple comparison test by Tukey’s honestly significant difference (HSD): Do the confident level control type I error. International journal of statistics and applied mathematics. 2021; 6(1-A): 59–65. https://doi.org/10.22271/maths.2021.v6.i1a.636</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Nanda A., Mohapatra B.B., Mahapatra A.P.K., Mahapatra A.P.K., Mahapatra A.P.K. Multiple comparison test by Tukey’s honestly significant difference (HSD): Do the confident level control type I error. International journal of statistics and applied mathematics. 2021; 6(1-A): 59–65. https://doi.org/10.22271/maths.2021.v6.i1a.636</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Богатых Б.А. Фрактальная природа живого: системное исследование биологической эволюции и природа сознания. Москва: URSS. 201; 253. ISBN 978-5-397-02429-7 https://www.elibrary.ru/qkuptt</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bogatykh B.A. The fractal nature of the living: a systematic study of biological evolution and the nature of consciousness. Moscow: URSS. 2011; 253 (In Russian). ISBN: 978-5-397-02429-7 https://www.elibrary.ru/qkuptt</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Розенберг Г.С. Фрактальные методы анализа структуры сообществ. Принципы экологии. 2018; (4): 4–43. https://www.elibrary.ru/zcuptf</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Rozenberg G.S. Fractal methods of the analysis of a community structure. Principles of the Ecology. 2018; (4): 4–43 (In Russian). https://www.elibrary.ru/zcuptf</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Лаврентьева Г.В., Круглов С.В., Анисимов В.С. Динамика катионного состава почвенного раствора известкованной дерново-подзолистой почвы при загрязнении Co и Cd и изменении pH. Почвоведение. 2008; (9): 1092–1100. https://www.elibrary.ru/jjwgfn</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lavrentʼeva G.V., Kruglov S.V., Anisimov V.S. Dynamics of the soil solution cationic composition in a limed soddy-podzolic soil contaminated with Co and Cd at variable pH. Eurasian Soil Science. 2008; 41(9): 965–972. https://doi.org/10.1134/S106422930809007X</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Круглов С.В., Анисимов В.С., Лаврентьева Г.В., Анисимова Л.Н. Параметры селективной сорбции Co, Cu, Zn и Cd дерново-подзолистой почвой и черноземом. Почвоведение. 2009; (4): 419–428. https://www.elibrary.ru/jxoumv</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kruglov S.V., Anisimov V.S., Lavrentʼeva G.V., Anisimova L.N. Parameters of selective sorption of Co, Cu, Zn, and Cd by a soddy-podzolic soil and a chernozem. Eurasian Soil Science. 2009; 42(4): 385–393. https://doi.org/10.1134/S106422930904005X</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Belimov A.A. et al. Rhizobial ACC deaminase contributes to efficient symbiosis with pea (Pisum sativum L.) under single and combined cadmium and water deficit stress. Environmental and Experimental Botany. 2019; 167: 103859. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2019.103859</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Belimov A.A. et al. Rhizobial ACC deaminase contributes to efficient symbiosis with pea (Pisum sativum L.) under single and combined cadmium and water deficit stress. Environmental and Experimental Botany. 2019; 167: 103859. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2019.103859</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
