Oliferchuk V. Regulation of soil mycobiome of anthropogenically transformed ecosystems

Українська версія

Thesis for the degree of Doctor of Science (DSc)

State registration number

0523U100175

Thesis Registration Form

0523U100175.pdf

Applicant for

Specialization

  • 03.00.16 - Екологія

19-10-2023

Specialized Academic Board

Д26.371.01

Institute of Agroecology and Environmental Management of National Academy of Agricultural Sciences of Ukraine

Essay

The dissertation solved the current problem of soil mycobiome regulation in anthropogenically transformed ecosystems and proved the role of V-strategist endophytes as agents of influence on the metagenome of the rhizosphere of plants using the example of the black truffle endophyte Vitasergia svidasoma Oliferchuk PRJNA807518. A conceptual model for restoring devastated soils was developed. It was established that with varying degrees of anthropogenic intervention in phytocenoses (various types of felling in forest ecosystems, mining of minerals, intensive crop cultivation technologies), the soil mycobiome changes towards the dominance of micromycetes resistant to various types of anthropogenic load. These are the following 14 types of soil micromycetes-bioindicators in anthropogenically transformed natural and artificially created plant communities: Mortierella ramanniana var. angulispora, Penicillium roseopurpureum, P. waksmanii, P. nigricans, P. funiculosum, Trichoderma viride, Cladosporium cladosporioides, C. herbarum, Aureobasidium pullulans, Humicola grisea, Ulocladium consortiale, Purpureocillum lilacinum, Fusarium oxysporum, Alternaria alternata. L-strategists are the main structural species in correlation pleiades at the stage of restoration of phytocenoses on degraded soils of sulfur quarries and amber mines. It has been established that the application of biotechnology for the restoration of pine forest plantations after amber extraction by the biomass correction method facilitates the restoration of their structure and phytocenoses to the state of climactic ecosystems. The fact of the formation of strong correlations of micromycetes in degraded soils of agroecosystems has been established, the structural genera and species of which are pathogenic and toxin-producing species. It has been proven that the technology of creating phytocenosis cultures based on organic and regenerative land use methods is provided by the introduction of the stimulator of mycorrhizal formation, the endophyte V-strategist Vitasergia svidasoma Oliferchuk PRJNA807518 into the soil ecosystem. It has been established that the recovery of mycocenosis of soils on technozems and embryozems of sulfur quarries does not comply with the theory of geographical zonation of the distribution of microorganisms. The formation of mycocenoses and vegetation on the soils of sulfur quarries is variegated, which is not related to the geographical factor, but is related to the variety of mycocenoses and vegetation of the studied quarries. The structure of florocenecomplexes of spontaneous flora on anthropogenically transformed soils of the sulfur quarries is represented by 14 groups, among which the largest part is represented by forest-shrub and meadow-steppe types. According to the method of dissemination, the spontaneous flora on the embryos of the sulfur[A1] quarries is mainly represented by allochors (74.7% - the Yavoriv sulfur quarry; 72.6% - the Podorozhnie sulfur quarry). For open treeless plant groups, anemochory is the most effective, which part is 34.8-35.4%. The role in the ecosystem and biological features of the influence of the endophyte Vitasergia svidasoma Oliferchuk PRJNA807518 were established, which consists in the development of a healthy soil environment with the stimulation of Geodermatophilus, which part increases to 15.0%; Terrabacteria (Firmicutes, Chloroflexi and Deinococcus) – by 17.2%; Actinobacteria – 14.9%; Comamonas – by 8.1%. As an endophyte of Tuber melanosporum, Vitasergia svidasoma Oliferchuk PRJNA807518 is one of the agents of stress resistance and leads to stimulation of mycorrhizal formation, improvement of plant nutrition and increase of their immunity, stimulates the number of bacteria of the phylum Chloroflexi (from 0.3% to 1.9%), which contributes to an increase in the utilization ratio nitrogen, the synthesis of sulfur-containing amino acids and the activation of enzymes that facilitates the active transformation of sulfur. Consequently, this fact leads to the active growth of seedlings of forest crops in the sulfur quarries, where the amount of SO42- in the soil solution exceeded the norm by 50 times.

Read more

Research papers

Oliferchuk V., Kendzora N., Shukel I., Samarska M., Olejniuk-Puchniak O. The role of V-strategist endophytes in stimulating the formation of mycorrhizal interactions and soil regeneration, BOOK TITLE: Symbiosis in Nature: 269-2023. https://doi.org/10.5772/intechopen.109912

1 Oliferchuk V., Fedorovych D., Samarska M., Bunetsky V., Samborskyy M., Kachor A., Kurylenko O., Olejnyuk-Pukhnyak O., Kendzora N., Hotsii N. Changes in the structure of myco- and microbiocenosis of soil when using immobilized on biochar strains of fungi and bacteria as an example of ecosystem maintenance services. Ecological Engineering & Environmental Technology. 2022. Vol. 6. Р. 442-452. https://doi.org/10.12912/27197050/152522

2 Oliferchuk V., Fedorovych D., Kopiy L., Kravtsov D., Kendzora N., Krynytskyy H., Hotsii N., Suchovich V., Kopiy M., Samarska M., Kopiy S., Fizyk I., Novak A., Ahiy V. Structure of microscopic fungal species in soils at amber mining territories and during the use of new technology of pine plantation formation. The Open Agriculture Journal. 2023. Vol. 17. https://doi.org/10.2174/18743315-v17-e230120-2022-12

3 Oliferchuk V., Kendzora N., Hotsii N., Shukel I., Olejnyuk-Pukhnyak O., Samarska M., Nahurskyi O., Vasilchuk V. Changes in the structure of soil microscopic fungi in the territories of yavoriv and podorozhenie sulfur quarries. Ecological Engineering & Environmental Technology. 2023. Vol. 4(3). Р. 120-134. DOI: 10.12912/27197050/159629

1 Оліферчук В.П., Федорович Д.В., Самборський М.В., Самарська М.І. Вплив на метагеном ґрунту нового для науки виду ендофіта Vitasergia svidsoma Oliferchuk VS 1223 (IMB F-100106), виділеного з чорного трюфеля. Вісник Сумського національного аграрного університету. Сер.: Агрономія, Біологія. 2023. № 1. С. 79-88. https://doi.org/10.32782 /agrobio.2023.1.10

2 Оліферчук В.П., Кендзьора Н.З., Шукель І.В, Олейнюк-Пухняк О.Р., Самарська М.І. Мікобіота ґрунтів різного ступеня деградації у багаторічних плодових насадженнях. Збалансоване природокористування. 2023. № 1. С. 104-122. https://doi.org/10.33730/2310-4678.1.2023.278546

3 Оліферчук В.П., Шукель І.В., Кендзьора Н.І., Коляджин І.Ф. Структура ґрунтової мікобіоти сільськогосподарських полів з різним ступенем деградації земель. Науковий вісник НЛТУ України. 2023. Т. 33, № 2. С. 45-53. https://doi.org/10.36930/40330206

4 Оліферчук В.П., Шукель І.В, Марутяк С.Б., Тарас У.М.,. Наумовська О.І.. Аналіз морфологічної структури та хімічного складу едафотопів посттехногенних територій сірчаних кар’єрів. Наукові доповіді НУБІП України. 2023№2 (102). https://doi.org/10.31548/dopovidi2(102).2023.021

5 Оліферчук В.П., Шукель І.В., Кузярин О.Т. Еколого-біологічна структура флори девастованих земель сірчаних кар’єрів. Агроекологічний журнал. 2023. № 1. С. 65–76. https://doi.org/10.33730/2077-4893.1.2023.276721

6 Оліферчук В.П., Шукель І.В. Структура комплексів мікроміцетів у екотопах сірчаних кар’єрів Західного регіону України. Збалансоване природокористування. 2022. № 4. С. 129-140. https://doi.org/10.33730/2310-4678.4.2022.275849

7 Оліферчук В.П., Федорович Д.В. Вплив мікоризного гриба Tuber melanosporum на біорізноманіття мікроміцетів ризосфери та ріст і продуктивність фундука. Науковий вісник НЛТУ України. 2021. Т. 31, № 2. С. 28–34. DOI: https://doi.org/10.36930/40310204

8 Oliferchuk V.Р., Fedorovych D.V. Aplication of mycorrhizal fungus Tuber melanosporum to stimulate the growth and development of soybean and spring barley. Фактори експерементальної еволюції організмів. 2019. Т. 24. С. 133–138. https://doi.org/10.7124/FEEO.v24.1092

9 Назаровець У.Р., Оліферчук В.П., Копій Л.І., Копій М.Л. Сукцесії фітоценозів у межах Подорожненського сірчаного кар’єру. Агроекологічний журнал. 2017. № 1. С. 121–127

10 Копій М.Л., Оліферчук В.П., Копій Л.І. Порівняльна характеристика мікологічної структури техноземів сірчаних кар’єрів Львівщини. Науковий вісник НЛТУ України. 2017. Вип. 27.3. С. 99–104

11 Копій М.Л., Оліферчук В.П., Копій Л.І. Видове різноманіття мікроміцетів ґрунту територій Новороздільського сірчаного кар’єру. Науковий вісник НЛТУ України. 2016. Вип. 26.3. С. 174–181.

12 Копій М.Л., Оліферчук В.П., Копій Л.І. Мікологічна структура ґрунту в межах сформованих екотопів порушених ландшафтів Яворівського сірчаного кар’єру. Науковий вісник НЛТУ України. 2016. Вип. 26.1. С. 174–181

13 Копій Л.І., Гончар В.М., Оліферчук В.П., Копій М.Л. Вплив складу деревостану на мікологічну структуру ґрунту. Науковий вісник НЛТУ України. 2015. Вип. 25.2. С. 8–14

14 Буньо Л., Худик О., Оліферчук В., Цвілинюк О., Терек О. Мікологічна характеристика кореневої зони рослин Carex girta L. у нафтозабрудненому дерново-підзолистому ґрунті. Вісник Львівського університету. Сер.: Біологічна. 2014. Вип. 64. С. 124–136

15 Тарас У.М., Оліферчук В.П., Назаровець У.Р., Копій Л.І., Копій М.Л. Еколого-таксономічна оцінка мікроміцетів ґрунту Яворівського сірчаного кар’єру. Науковий вісник НЛТУ України. 2014. Вип. 24.7. С. 156–161

16 Назаровець У.Р., Тарас У.М., Оліферчук В.П. Різноманіття мікроміцетів ґрунтів девастованих земель. Агроекологічний журнал. 2014. № 1. С. 98–102

17 Назаровець У.Р., Оліферчук В.П. Мікотрофність деяких трав’яних рослин на ґрунтах Подорожненської сірчаної копальні. Науковий вісник НЛТУ України. 2013. Вип. 23.6. C. 174–181

18 Шукель И.В., Олиферчук В.П., Няйко А.Я. Рекреационная резистентность почвенной микробиоты. Актуальные проблемы лесного комплекса. 2013. Вып. 37. Брянск: БГИТА. С. 84–88.

19 Гурла У.Р., Шукель І.В., Оліферчук В.П. Меліоративні функції протомеліорантів у меліорації антропогенних ґрунтів. Науковий вісник НЛТУ України. 2012. Вип. 22.09. С. 40–47

20 Гурла У.Р., Оліферчук В.П. Мікологічний аналіз ґрунтів Подорожненського рудника. Науковий вісник НЛТУ України. 2011. Вип. 21.14. С. 79–83

21 Копій С.Л., Копитко М.Т., Оліферчук В.П. Вплив лісогосподарських заходів на динаміку мікологічної структури ґрунту. Науковий вісник НЛТУ України. 2010. Т. 20. Вип. 1. С. 37–47.

1. Oliferchuk V.Р., Hyrla U.R. The study of mycotrophy of some hebaceous plants growing on the soils of Podorozhne sulphur mine. Лісове господарство, лісова і деревообробна промисловість: міжвідомчий науково-технічний збірник. 2011. Вип. 37.2. С. 125–128.

1. Оліферчук В.П., Тарас У.М., Параняк Р.П. Пат. 92182 Україна (19) UA (11) 92182 (і3)и U (51) MПКCO5F (2014.01) СО5Г 11/08 (2006.01).С12N 1/14 (2006.01)AO1N63/00 A01B 79/02 2006.01). Cпосіб покращення приживлюваності рослин при залісненні девастованих земель. Заявник і патентовласник Львівський національний університет ветеринарної медицини та біотехнології імені С.З. Гжицького. № 2014 00012, заявл. 08.01.14, опубл. 11.08.2014, Бюл. № 15.

2. Оліферчук В.П., Тарас У.М., Параняк Р.П., Назаровець У.Р., Матюхіна Т.З. Пат. 88686 Україна (19) UA (11) 88686 (13) U (51) MПКCO5F 11/08 (2006.01). AO1B 79/02 2006.01). Cпосіб біологічної рекультивації девастованих земель. Заявник і патентовласник Львівський національний університет ветеринарної медицини та біотехнології імені С.З. Гжицького. № 2013 12807, заявл. 04.11.2013, опубл. 25.03.2014, Бюл. № 6.

3. Оліферчук В.П., Оліферчук С.П. Патент 111174 (19) UA (51) МПК А01 N 63/04(2006. 01) C12N 1/14 (2006.01). Комплексний біологічно активний препарат для регуляції розвитку та росту рослин на основі спорової суспензії грибів-мікоризоутворювачів «Міковітал», заявл. 26.02.2016, опубл. 10.11.2016, Бюл. № 21.

4. Оліферчук В.П., Юкал І.І. Патент № 127699 (19) UA (11) 127699 (51) МПК (2018.01) А01G 7/06 (2006/01) A01G 23/00 A01N 63/02 (2006/01) A01P 21/00. Спосіб вирощування горіхоплідних культур з системою мікоризації садивного матеріалу. Дата, з якої є чинними права інтелектуальної власності 27.08.2018, Бюл. № 5.

5. Оліферчук В.П., Оліферчук С.П., Дінер Т.В. Патент №124179 (19) UA (11) 124179 (51) (13) С2 A01B 79/02 (2006.01) A01N 63/30 (2020.01) C05F11/08 (2006.01). Спосіб відновлення і підвищення родючості ґрунту за принципом біорегуляції у мікробо- та мікоценозах. Дата, з якої є чинними права інтелектуальної власності 29.07.2021, Бюл. № 19.

6. Оліферчук В.П., Паславський М.М., Руда М.В. Патент 111249 Україна (19)UA (11) 111249 (13) С2 (51) МПК (2016.01) С05F11/08 (2006.01)C05F 15/00. Спосіб фіторизоремедіації девастованих ґрунтів. Патент на винахід заявник і патентовласник Національний лісотехнічний університет України. № а 2014 06794, заявл. 16.06.2014, опубл. 11.04.2016, Бюл. № 7.

7. Оліферчук В.П., Паславський М.М., Руда М.В. Патент 111392 Україна (19)UA (11) 111392 (13) С2 (51) МПК (2016.01) С05F11/08 (2006.01). Спосіб сильватизації корінних деревостанів. Заявник і патентовласник Національний лісотехнічний університет України. а 2014 06774, заявл. 16.06.2014, опубл. 25.04.2016, Бюл. № 8.

8. Оліферчук В.П., Паславський М.М., Руда М.В. Патент 111393 Україна (19)UA (11) 111393 (13) С2 (51) МПК (2016.01) С05F11/08 (2006.01). Спосіб ризоремедіації девастованих земель. Заявник і патентовласник Національний лісотехнічний університет України. № а 2014 06776, заявл. 16.06.2014, опубл. 11.04.2016, Бюл. № 8.

Read more

Files

autoreferat-aref ОЛІФЕРЧУК В-П-.pdf

dis ОЛІФЕРЧУК В-П-.pdf

Similar theses

0423U100168

Marianna V. Savenko

Anthropogenic load on microbiota of aquatic ecosystems in Transcarpathia (Zakarpatska Oblast)

0423U100099

Bohuslavska Liudmyla V.

Physiological and biochemical adaptations to the action of heavy metals (lead, cadmium, nickel) of the root system of corn plants

0423U100052

Vradiy Oksana I.

Ecotoxicological assessment of food non-wood forest resources of the Forest-Steppe of the Right Bank

0422U100148

Izhboldin Oleksandr O.

Ecogenetic variability of winter wheat under the gamma rays action

0421U104097

Podzerei Roman Viktorovych

Scientific substantiation of organic commodity production taking in to account agro-climatic conditions of the region (on the example of Cherkasy region)