Kosovska N. Allelopathic properties of metabolites of Glycine max (L.) Merr. as an ecological factor in the regulation of the phytopathogenic mycobiome. ‒ Qualification work on manuscript rights.

Українська версія

Thesis for the degree of Doctor of Philosophy (PhD)

State registration number

0824U001271

Thesis Registration Form

0824U001271.pdf

Applicant for

Specialization

  • 101 - Екологія

Specialized Academic Board

ID 5084

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

Essay

The dissertation is devoted to the study of the mechanisms of interaction of allelopathic metabolites Glycine max (L.) Merr. in a system with phytopathogenic mycobiome - soil and agronomically valuable microorganisms. It has been proven that the frequency of occurrence of phytopathogenic micromycetes in the phyllosphere and rhizosphere of Glycine max plants is an indicator of ecological risk in the soybean agrocenosis, in the conditions of the Central Forest Steppe of Ukraine, the mycobiome of soybean plants is dominated by fungi of the genus Fusarium, among which the leading species are F. solani and F. keratoplasticum. Vyshyvanka, Suzirya and Kent G. max varieties of plants, by interaction with microorganisms - components of Mykohelp and Fitotsid biological preparations, form root exometabolites, which differ significantly in their influence on the rate of radial growth of the mycelium of F. keratoplasticum and F. solani fungi. This is controlled by the antifungal activity of the root exometabolites of soybean plants, which depends on the signaling of bacteria that are the basis of biologics. The intensity of sporulation of fungi of the genus Fusarium depends on the influence of root exometabolites of G. max plants, formed by interaction with biological preparations and is differentiated by this feature. The number of oligonitrophilic bacteria in the rhizosphere of the plants is significantly reduced (by 48.7%) due to the interaction of soybean plants of the Kent variety with the biological preparation Fitohelp, while in the rhizosphere of the Suzirya soybean variety, it remains unchanged both during the interaction with Fitohelp and Mycohelp. The number of inactive spore forms of bacteria in the soybean rhizosphere decreases by 2.9–5.0 times, respectively, and according to the values of the coefficients of oligotrophicity, mineralization, nitrogen immobilization, and pedotrophicity of plants, the processes of destruction of organic matter are weakened. Due to the interaction of soybean plants of Suzirya and Kent varieties with biological preparations Mycohelp and Phytohelp, created on the basis of micromycetes and bacteria: B. subtilis, Azotobacter, Enterobacter and Enterococcus, the microbiological activity of the rhizosphere soil increases significantly (by 3.3–18.3 times and the development of microorganisms is activated (by 5.3–18.8 times); The number of oligonitrophilic bacteria in the rhizosphere of soybean plants depends significantly on both the variety and the biological preparation. While the number of oligonitrophils decreases (by 48.7%) in the interaction of soybean plants of the Kent variety with the biological preparation Fitohelp, and increases by 3.8 times with the biological preparation Mykohelp, in the interaction of soybean plants of the Suzirya variety with both Fitohelp and with Mykohelp remains unchanged. The number of inactive spore forms of bacteria in the rhizosphere of soybean plants decreases by 2.9–5.0 times, respectively, and also, according to the values of the coefficients of oligotrophicity, mineralization, nitrogen immobilization, and pedotrophicity in the rhizosphere of plants, the processes of destruction of organic matter are weakened and its synthesis is enhanced. The interaction of Kent and Suzirya soybean plants with microorganisms - components of the biological preparation Fitohelp increases the activity of laccase, which is an indicator of the speed of destruction of lignin-containing plant residues, and the number of melanin-containing micromycetes, involved in the formation of the humus matrix via the melanin pathway, increases, as evidenced by a higher percentage of labile forms of humus. The interaction of soybean plants (Suzirya variety) with microorganisms of biological preparations (Fitohelp and Mycohelp) leads to a decrease in the content of Cr, Pb, Sr, Ti in the rhizosphere of soybean plants. Due to the interaction of plants with Mycohelp, which contains phosphate-mobilizing microorganisms, the amount of phosphorus in the rhizosphere increases by 1.2 times. The root exudates of soy plants of the Suzirya and Kent varieties differ in the quantitative composition of the complex of phenolic compounds due to the interaction with the biological preparations Phytohelp and Mycohelp. The biochemical profile of Suzirya soybean variety is represented by six substances with retention coefficients: Rf~0.12; 0.32; 0.37; 0.43; 0.60; 0.98, and the biochemical profile of the Kent soybean variety by only two substances with retention coefficients: Rf~0.37 and 0.43. Root aqueous extracts of soybean plants of the Vyshivanka and Suzirya varieties, due to the interaction with the biological preparations Fitohelp and Mycohelp, contain monocarboxylic acids and alcohols, simple phenols, flavonoids, polyphenols with a system of conjugated bonds. Monocarboxylic acids and alcohols predominate among them.

Read more

Research papers

1. Екологічна та біологічна безпека України: колективна монографія за науковою редакцією О.І. Дребот, А.І. Парфенюк. Київ: Видавництво НУБіП України, 2022. 322с. (Розділ 5. Біоремедіація забруднених ґрунтів та підвищення їхньої біологічної активності (Бородай В.В., Косовська Н.А., Ліщук А.М., Карачинська Н.В., Яковенко Д.О.))

2. Гаврилюк Л.В., Косовська Н.А., Парфенюк А.І., Мостов’як І.І. Вплив екзометаболітів рослин різних сортів сої на швидкість радіального росту Fusarium graminearum. Агроекологічний журнал. 2019. №4. С. 55‒59. https://doi.org/10.33730/2077-4893.4.2019.189454

3. Безноско І.В., Косовська Н.А., Мінералова В.О., Козін В.В., Мінералов О.І. Ріст і розвиток фітопатогенних мікроміцетів за впливу суміші ефірних олій. Збалансоване природокористування. 2020. №4. С.193‒198. https://doi.org/10.33730/2310-4678.4.2020.22665

4. Парфенюк А.І., Гаврилюк Л.В., Косовська Н.А., Безноско І.В., Драга М.В. Вплив екзометаболітів рослин різних сортів сої на агресивність та інтенсивність споруляції Fusarium graminearum Schw. Збалансоване природокористування. 2021. №1. С. 59‒67. https://doi.org/10.33730/2310-4678.1.2021.231875

5. Безноско І.В., Горган Т.М., Гаврилюк Л.В., Туровнік Ю.А., Косовська Н.А. Патогенний мікобіом насіння сортів культурних рослин. Агроекологічний журнал. 2021. №1. С. 81‒87. https://doi.org/10.33730/2077-4893.1.2021.227242

6. Бородай В.В., Косовська Н.А., Парфенюк А.І., Тертична О.В. Вплив біопрепаратів Фітохелп і Мікохелп на мікробіоту ґрунту за вирощування сої (Glycine max (L.) Merr.). Агроекологічний журнал. 2022. №1. С. 99‒109. https://doi.org/10.33730/2077-4893.1.2022.255183

7. Парфенюк А.І., Косовська Н.А., Бородай В.В., Туровнік Ю.А., Кореневі екзометаболіти, як екологічний чинник у взаємодії культурних рослин з ґрунтовими мікроорганізмами Агроекологічний журнал. 2022. № 3. С. 62‒74. https://doi.org/10.33730/2077-4893.3.2022.266410

8. Kosovska N., Makarenko N., Bondar V., Matviikiv A., Symochko L. Soil microbiome under the influence of nano and biopreparations. International Journal of Ecosystems and Ecology Science (IJEES). 2022. 12(3). P. 1‒8. https://doi.org/10.31407/ijees12.301

9. Парфенюк А.І., Безноско І.В., Туровнік Ю.А., Бородай В.В., Косовська Н.А. Визначення шляхів формування ценотичних популяцій мікроміцетів в агроценозах культурних рослин. Науково-методичні рекомендації. Київ: ІАП, 2023. 22 с.

10. Гаврилюк Л.В., Терновий Ю.В., Остапюк Н.А. Взаємодія фітопатогенних мікроміцетів з рослинами сої за органічної технології вирощування. «Мікробіологія в сучасному сільськогосподарському виробництві»: Матеріали ХІІ Наукової конференції молодих вчених (Чернігів, 24‒25 жовтня 2018 р.). Чернігів: видавець Брагинець О.В., 2018. С. 192‒195.

11. Терновий Ю.В., Гаврилюк Л.В., Остапюк Н.А. Мікобіота насіння гібридів сої за органічної технології вирощування. «Екологічна безпека та збалансоване природокористування в агропромисловому виробництві»: Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції (Київ, 4‒6 липня 2018 р.). Київ: ДІА, 2018. С. 155‒159.

12. Косовська Н.А., Парфенюк А.І., Фуртат І.М., Гаврилюк Л.В. Вплив екзометаболітів рослин сортів сої та технології їх вирощування на фізіолого-біохімічні властивості Fusarium graminearum. «Vin Smart Eco»: Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції (Вінниця, 16‒18 травня 2019 р.). Вінниця: КВНЗ «Вінницька академія неперервної освіти», 2019. С. 51‒52.

13. Гаврилюк Л.В., Парфенюк А.І., Туровнік Ю.А., Косовська Н.А. Регуляція фітопатогенної мікобіоти рослин сої в умовах органічного виробництва. «Vin Smart Eco»: Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції (Вінниця, 16‒18 травня 2019 р.). Вінниця: КВНЗ «Вінницька академія неперервної освіти», 2019. С. 237‒239.

14. Voloshchuk N., Vasylchenko O., Kosovska N., Sorokin O., Shyrina T., Palchykovska L., Bashta O. Antifungal activity of new quinolone and acridone derivatives. «78th Annual Meeting of the Northeastern Division American Phytopathological Society Program and Abstracts» (USA, April 3‒5, 2019). USA, 2019

15. Безноско І.В., Гаврилюк Л.В., Туровнік Ю.А., Горган Т.М., Косовська Н.А. Формування мікобіому насіння сортів культурних рослин в умовах органічного виробництва. «Інноваційні зернопродукти і технології»: Матеріали Всеукраїнської наукової інтернет-конференції (Умань, 19 лютого 2021 р.). Умань, 2021. 97 с.

16. Косовська Н.А., Бородай В.В. Біорізноманітність фітопатогенних грибів на насінні сої сортів Лія та Кассіді. «Екологічна безпека та збалансоване природокористування в агропромисловому виробництві»: Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції (Київ, 7‒8 липня 2021 р.). Київ: ДІА, 2021. С. 100‒102.

17. Бородай В.В., Косовська Н.А. Фітопатогенний мікробіом рослин сої сорту Кент, вирощених в умовах органічного виробництва. «Збалансоване природокористування: традиції, перспективи та інновації»: Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції (Київ, 7‒8 липня 2021 р.). Київ: ДІА, 2021. С. 19‒21.

18. Косовська Н.А., Ліханов А.Ф., Бородай В.В., Парфенюк А.І. Роль ізофлавоноїдів кореневих ексудатів сої у рослинно-мікробних взаємодіях. «Екологічна безпека та збалансоване природокористування в агропромисловому виробництві»: Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції (Київ, 7–8 липня 2022 р.). Київ. 2022. Частина 1. С.179‒183.

19. Kosovka N.A., Matsenko Y.S., Borodai V.V. Rate of radial growth of Fusarium solani mycelium under the influence of root exometalobites of soy plants. «Modern aspects of microbiology, virology and biotechnology in wartime and post-war period»: Materials of the international scientific and practical conference (Kyiv, November 15‒16, 2023). Kyiv, 2023. P.104‒106.

Read more

Similar theses

0824U001378

Yana P. Kryzhanovska

"Protection of aquatic ecosystems from contamination by mineralized wastewater"

0824U000771

Mariia O. Pavlovska

Black sea ecosystem recovery under the influence of pollutants of different origin

0824U000641

Nadiia V. Miniailo

Influence of biotic and abiotic factors and disturbance of agrolandscapes on entomological biodiversity

0824U000514

Alla M. Razanova

Intensity of accumulation of heavy metals by milk thistle (Silybum marianum L.) depending on fertilisation in the conditions of the Right-Bank Forest-Steppe

0824U000396

Kateryna A. Korol

Ecological monitoring of landfills of the tourist and recreational complex of the Lviv region