Screening the capability of potassium mobilizing rhizobacteria to metabolise herbicide glyphosate
https://doi.org/10.47612/0130-8475-2022-1(68)-200-212
Abstract
Screening of zonal isolates Bacillus sp. By cultivation on solid and liquid nutrient media with different sources of carbon and phosphorus at background of increasing concentrations of glyphosate resulted in the determination of perspective target objects, which are capable of metabolization herbicide glyphosate as a sole P-source. Screening showed that potassium mobilizing rhizobacteria Bacillus sp. Virtually not capable of glyphosate utilization as sole carbon source for metabolism.
About the Authors
N. A. Мikhailouskaya
Институт почвоведения и агрохимии
Belarus
Belarus
T. B. Barashenko
Институт почвоведения и агрохимии
Belarus
Belarus
T. V. Pogirnitskaya
Институт почвоведения и агрохимии
Belarus
Belarus
S. V. Dyusova
Институт почвоведения и агрохимии
Belarus
Belarus
References
1. Duke, S. O. Glyphosate: a once‐in‐a‐century herbicide. / S. O. Duke, S. B. Powles // Pest Manage Sci. − 2008.− Vol. 64(4). − Р. 319–325.
2. Carlisle, S. M. Glyphosate in the Environment. / S. M. Carlisle, J. T. Trevors // Water, Air and Soil Poll. − 1988. – Vol. 39. – Р. 409–420.
3. Recent advances in glyphosate biodegradation / Hui Zhan [et al.] // Applied Mi-crobiol. Biotech. − 2018.− Vol. 102.− P. 5033–5043.
4. Gimsing, A. L. Fate of glyphosate in soil and the possibility of leaching to ground and surface waters: a review. / A. L. Gimsing, O. K. Borggard // Pest Manag. Sci. − 2008. − Vol. 64(4). − P. 441–456.
5. Bai, S.H. Glyphosate: environmental contamination, toxicity and potential risks to human health via food contamination / S. H. Bai, S. M. Ogbourne // Environ. Sci. Pollut. Res. − 2016. − Vol. 23(19). − P. 18988–19001.
6. Glyphosate persistence in seawater / P. Mercurio [et al.] // Mar Pollut Bull.− 2014.− Vol. 85(2). − Р. 385–390.
7. Annett, R. Impact of glyphosate and glyphosate-based herbicides on the freshwater environment / R. Annett, H. R. Habibi, A. Hontela // J. Appl. Toxicol. − 2014. − Vol. 34(5).− Р. 458–479.
8. Grandcoin, A. Aminomethylphosphonic acid (AMPA) in nature waters: its sources, behavior and environmental fate / A. Grandcoin, S. Piel, E. Baur // Water Research. − 2017.− P. 187–197.
9. Occurrence of glyphosate and AMPA in an agricultural watershed from the southeastern region of Argentina / L. Lupi [et al.] // Sci Total Environ. − 2015. − Vol. 536. − Р. 687–694.
10. Veiga, F. Dynamics of Glyphosat and aminomethylphosphonic acid in a forest soil in Galicia, north-west Spain / F. Veiga [et al.] // Sci. Total Environ. − 2001.− Vol. 271. № 1–3. − P. 135–144.
11. Newton, M. Dissipation of glyphosate and аminomethylphosphonic acid in north American forests / M. Newton [et al.] //J Agric Food Chem. − 1994. − Vol. 42(8). − Р.
12. Cessna, A. J. Residues of glyphosate and its metabolite AMPA in strawberry fruit following spot and wiper applications. / A. J. Cessna, N. P. Cain // Can. J. Plant Sci. −1992. − Vol. 72. − P.1359–1365.
13. Шувалова, Н. Е. Биотехнологические аспекты определения токсичности пестицидов на клеточных и организменных тест-системах: автореф. дис. / Н. Е. Шуалова. – Тверь, 2021.
14. Жариков М. Г. Эколого-токсикологическая оценка многолетнего примене-ния глифосата на дерново-подзолистой почве и биоремедиация загрязненных территорий: дис. …канд биол. наук / М. Г. Жариков; ВАК РФ 03.01.06. – М., 2012.
15. Al-Ragab, A. J. Degradation of 14C-glyphosate and aminomethylphosphonic (AMPA) in three agricultural soils / A. J. Al-Ragab, M. Shiavon // J. Environ. Sci.− 2010. − Vol. 23. − P. 1374–1380.
16. Effects of repeated glyphosate applications on soil microbial community composition and the mineralization of glyphosate / S. H. Lancaster [et al.] // Pest Management Science. − 2010. − Vol. 66. − P. 59–64.
17. Benachour, N. Glyphosate formulations induce apoptosis and necrosis in human umbilical, embryonic, and placental cells / N. Benachour, G. Seralini, // Chemical Research in Toxicology. − 2009.− Vol. 22. − Р. 97–105.
18. Chaufan, G. Glyphosate commercial formulation causes cytotoxicity, oxidative effects, and apoptosis on human cells: Differences with its active ingredient. / G. Chaufan, I. Coalova, M. Molina // International Journal of Toxicology. − 2014. − Vol. 33(1). − Р. 29–38.
19. DeRoos, A. Cancer incidence among glyphosate-exposed pesticide applicators in the agricultural health study / A. DeRoos [et al.] // Enivironmental Health Perspec tives. − 2005. − Vol. 113. − Р. 49–54.
20. Кононова, С. В. Фосфонаты и их деградация микроорганизмами / С. В. Кононова, М. А. Несмеянова // Биохимия. − 2002.− Т. 67. Вып. 2. − С. 220–233.
21. Шушкова, Т. В. Биодеструкция глифосата почвенными бактериями: дис. … канд. биол. наук / Т. В. Шушкова; специальность ВАК РФ 03.01.06. − 2010.
22. Shushkova, T. Glyphosate bioavailability in soil / T. Shushkova, I. Ermakova, A. Leontievsky // Biodegradation. – 2010. – Vol. 21(3) – P. 403–410.
23. Микробная деградация гербицида глифосата (обзор) / А. В. Свиридов [и др.] // Прикладная биохимия и микробиология. – 2015. – Т. 51. – Вып. 2. – С. 183–190.
24. Bioremediation of glyphosate contaminated soils / I. T. Ermakova [et.al.] // Appl. Microbiol. Biotechnol. – 2010. – Vol. 88(2). – P. 585–594.
25. Jacob, G. S. Metabolism of Glyphosate in Pseudomonas sp. strain LВr. / G. S. Jacob [et al.] // Appl. Environ. Chem. – 1988. – Vol. 260. – P. 5899–5905.
26. Solid state NMR determination of glyphosate metabolism in a Pseudomonas sp. / G. S. Jacob [et.al.] // J. Biol. Chem. – 1985. – Vol. 260. – P. 5899– 5905.
27. Degradation of the Herbicide Glyphosate by Members of the Family Rhizobiaceae / C. M. Liu [et al.] // Appl. Environ. – Microbiol. – 1991. – Vol. 57. – P. 1799–1800.
28. Pipke, R. Uptake of Glyphosate by an Arthrobacter sp. / R. Pipke, A. Schulz, N. Amrhein // Appl. Environ. Microbiol. – 1987. – Vol. 53. – P. 974–978.
29. Isolation, identification and characterization of a glyphosate-degrading bacterium, Bacillus cereus CB4, from soil / J. Fan [et al.] // Appl. Microbiol. – 2012. – Vol. 58(4). – Р. 263–271.
30. Михайловская, Н. А. Количественная оценка активности калиймобилизующих бактерий и их эффективность на посевах озимой ржи / Н. А. Михайловская// Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. аграрных навук. – 2006. – № 3. – С. 41–46.
31. Лапа, В. В. Эффективность бактериального удобрения калиплант на дерново-подзолистой супесчаной почве с разной обеспеченностью подвижным калием / В. В. Лапа, Н. А. Михайловская, Т. Б. Барашенко // Агрохимия. – 2016. – № 6. – С. 29–38.
32. Михайловская, Н. А. Влияние силикатных бактерий на развитие проростков ячменя и пшеницы / Н. А. Михайловская [и др.] // Почвенные исследования и применение удобрений. – 2003. – Вып. 27. – С. 316–324.
33. Михайловская, Н. А. Влияние бактериального удобрения Калиплант на урожайность и качество яровой пшеницы на эродированных почвах / Н. А. Михайловская, А. Ф. Черныш, С. А. Касьянчик // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. аграрных навук. – 2010. – № 2. – С. 51–58.
34. Михайловская, Н. А. Антагонистическая активность ризобактерий A. brasilense и B. circulans по отношению к фитопатогенным микромицетам рр. Fusarium и Alternaria / Н. А. Михайловская, Т. Б. Барашенко // Почвоведение и агрохимия. – 2019. – № 1(62). – С. 234–244.
35. Аристовская, Т. В. Микробиология процессов почвообразования / Т. В. Аристовская. – Ленинград: Наука, 1980. – 187 с.
36. Moneke, A. N. Biodegradation of glyphosate herbicide in vitro using bacterial isolates from four rice fields / A. N. Moneke, G. N. Okpala, C. U. Anyanwu // Afr. J. Biotechnol. – 2010. – Vol. 9(26). – Р. 4067–4074.
37. Quinn, J. P. Carbon-phosphorus bond cleavage by Gram-positive and Gram-neg-ative soil bacteria / J. P. Quinn, J. M. Peden, R. E. Dick // Appl. Microbiol. Biotechnol. – 1989. – Vol. 31(3). – Р. 283–287.
Review
For citations:
Мikhailouskaya N.A., Barashenko T.B., Pogirnitskaya T.V., Dyusova S.V. Screening the capability of potassium mobilizing rhizobacteria to metabolise herbicide glyphosate. Soil Science and Agrochemistry. 2022;(1):200-212. (In Russ.) https://doi.org/10.47612/0130-8475-2022-1(68)-200-212
Views: 189
Email this article 