IGR PAN HR Smolice UP Poznan PHR IFR PAN UMCS Lublin UR Kraków

Zadanie 5

Symbiotyczne wiązanie azotu atmosferycznego w uprawie łubinów

Wyjątkową cechą łubinów, w dużej mierze decydującą o ich wartości rolniczej, jest zdolność do biologicznego wiązania azotu atmosferycznego w symbiozie z bakteriami z rodzaju Bradyrhizobium. Na realizację zadania dotyczącego tej zdolności w materiałach hodowlanych złożą się prace dwóch zespołów. Pierwszy (UP ZBM) przeprowadzi analizę porównawczą kompetencji symbiotycznej (zdolności do interakcji z mikroorganizmami i tworzenia funkcjonalnych brodawek korzeniowych) linii i odmian łubinu wąskolistnego oraz opracowanie metody wykrywania i identyfikacji mikrosymbiontów łubinu w glebach stanowisk polowych. Analiza zdolności do brodawkowania będzie polegać na oznaczeniu świeżej masy brodawek 10-15 roślin z każdej linii uprawianej w warunkach polowych. Zespół dostarczy ponadto potrzebne szczepy z rodzaju Bradyrhizobium z własnej kolekcji Zespołowi UMCS ZGiM. Drugi zespół (UMCS ZGiM) przeprowadzi izolację czynników Nod z wyselekcjonowanych szczepów Bradyrhizobium spp. zakażających łubin oraz badania aktywności biologicznej czynników Nod w stosunku do określonych gospodarzy roślinnych w skali laboratoryjnej. Doświadczenie będzie polegało na wysiewie nasion 5–10 wybranych odmian łubinu wąskolistnego zaprawianych preparatami czynników Nod (w stężeniu 10-9–10-10 M) oraz niezaprawianych (kontrola). Oczekuje się, że czynniki Nod zastosowane w mikromolarnych stężeniach spowodują znaczny wzrost plonowania łubinu. Oba Zespoły będą współdziałały w doświadczeniach polowych, których celem jest zwiększenie aktywności symbiotycznej autochtonicznych bradyrizobiów pod wpływem specyficznych czynników Nod w polowych uprawach łubinu. Do opracowania metody szybkiej identyfikacji mikrosymbiontów w glebie zostaną wykorzystane sekwencje nukleotydowe czterech genów (recA, atpD, glnII, nodA) już oznaczone dla ponad czterdziestu, uzyskanych z łubinów, izolatów bradyrizobiów (kolekcja UP ZBM). Posłużą one do zaprojektowania starterów PCR umożliwiających identyfikację mikroorganizmów symbiotycznych w badanych próbkach gleby. Czułość i niezawodność opracowanej metody zostanie zweryfikowana w uprawach wazonowych prowadzonych w szklarni oraz w czasie sezonu wegetacyjnego – w warunkach polowych na stanowiskach, z których pobrano próbki.