Дисертаційна робота присвячена дослідженню фізіологічних основ формування якісного зерна 24 генотипів ярої пшениці (Triticum aestivum L., T. durum Desf., T. turgidum subsp. dicoccum) української селекції, з акцентом на вміст Fe, Zn, Cu та ідентифікування бактерій-ендофітів пшениці і вивчення їх потенційного зв’язку з врожайністю та якістю зерна. Пшениця є однією з найбільш культивованих культур в Україні та у світі загалом. Найближчими роками необхідно підвищити якість зерна пшениці та її виробництво у достатній кількості для населення, яке до 2100 року збільшиться на 36 %. “Прихований голод”, спричинений нестачею вітамінів і мікроелементів є актуальною проблемою харчування і здоров’я для 2 млрд. людей у світі, це найпоширеніша форма недоїдання. Вивчення складних фізіологічних механізмів поглинання і підтримки необхідної концентрації мікроелементів в рослинних тканинах, пошук і дослідження сортів пшениці з підвищеною здатністю до їх накопичення в зерні – необхідна передумова для розробки ефективних способів біофортифікації, екологічно безпечних технологій, які би доповнювали фенотипову пластичність і адаптаційну здатність рослин. Бактеріальні ендофіти можуть служити інструментами для розробки нових стратегій біофортифікації та продовольчої безпеки. Проведено аналіз основних фізико-хімічних властивостей ґрунтів двох різних за біодоступністю мікроелементів дослідних ділянок: Дмитрів (50°13'26.6"N 24°36'50.5"E) та Д. Лужок (49°27'17.5"N 23°23'02.6"E). В умовах польового експерименту враховано посухостійкість досліджуваних сортів пшениці. Підтверджено відмінності в реакції на посуху серед сортів пшениці м’якої і твердої. Середня врожайність пшениці у 2017 р. на ділянці Дмитрів була на 67 % вищою ніж на ділянці Д. Лужок. У 2018 р. на ділянці Дмитрів отримано вищу врожайність зерна на 53 %. Встановлено вищі показники врожайності для м’яких сортів пшениці. Загальний вміст білка в зерні пшениці становив від 8,65 до 17,21 %. Вищий вміст білків в зерні спостерігали на дерново-буроземних суглинкових ґрунтах ділянки Д. Лужок. Сорти з високою здатністю до накопичення білків в зерні за різних умов мінерального живлення: Етюд, Колективна 3, Династія, Ізольда та Голіковська. В результаті аналізу врожайності та структури врожаю, припущено, що сорти Дубравка, Оксамит миронівський, Чадо та Династія, є стійкішими до факторів навколишнього середовища, із властивою їм вищою адаптаційною пластичністю до умов вирощування, за умов різного забезпечення мінеральними елементами. Підтверджено залежність концентрації Fe, Zn та Cu в органах пшениці від вмісту їх доступних форм в ґрунті. Досліджено здатність сортів до акумулювання Fe, Zn та Cu в прапорцевих листках та колосах з подальшим їх завантаженням в зерно. Встановлено кореляції між концентраціями мікроелементів. З’ясовано, що вища врожайність властива для сортів за умов вирощування на чорноземах карбонатних порід з високим вмістом органічної речовини ґрунту та низькою біодоступністю Fe, Cu та Zn, проте, якість зерна в цих умовах нижча: вміст мікроелементів та білків за таких умов був низьким. В роботі вперше ідентифіковано бактеріальні ендофіти зерна та з отриманих in vitro вегетативних органів проростків пшениці ярої сортів Оксамит миронівський, Струна миронівська, Дубравка та Голіковська. З зерна пшениці ярої ізольовано, культивовано та ідентифіковано 20 штамів бактерій ендофітів, які представляли роди Staphylococcus, Pantoea, Sphingobium, Bacillus, Kosakonia, Micrococcus, Kocuria та Corynebacterium. Визначені нуклеотидні послідовності бактеріальних ендофітів внесено в базу GenBank під немерами MT302194 – MT302204, MT312840 та ОР445710 – ОР445717. Культивовані штами продемонстрували здатність синтезувати та виділяти в культуральне середовище ауксин-подібні сполуки (IRCs макс.: 16,57 мкг/мл). В результаті метагеномного аналізу тканин коренів та листків проростків пшениці, отриманих в стерильній культурі in vitro, ідентифіковано 14 родів бактерій. Вперше виділено та ідентифіковано бактеріальні ендофіти зерна і тканин листків та коренів T. turgidum subsp. dicoccum. Отримані результати дають нові знання про взаємозв’язки між ендофітними бактеріями зерна, концентраціями Fe, Cu та Zn в зерні та врожайністю пшениці ярих сортів у польових умовах за обмеженої біодоступністю цих елементів. Детальний аналіз складу та функцій ендофітного мікробіому пшениці ярої може сприяти розробці нової групи біопрепаратів – фітопробіотиків.
