Главная
страница 1

НП «СИБИРСКАЯ АССОЦИАЦИЯ КОНСУЛЬТАНТОВ»

http://sibac.info


Бактерии рода Bacillus как агенты биологического контроля фитопатогенов картофеля

Воронкович Наталья Викторовна

м. н. с. Института микробиологии НАН Беларуси, г. Минск

E-mail: natalia.nasb@gmail.com

Ананьева Ирина Николаевна

к. б. н, с. н. с. Института микробиологии НАН Беларуси, г. Минск,

E-mail: ananeva_irina@mail.ru

Коломиец Эмилия Ивановна

директор Института микробиологии НАН Беларуси, член-корр., д. б. н., г. Минск

E-mail: kolomiets@mbio.bas-net.by
Исследования по биологической защите картофеля от болезней в периоды вегетации и хранения чрезвычайно актуальны, поскольку ущерб, причиняемый патогенными микроорганизмами, приводит к значительным потерям урожая этой ценной сельскохозяйственной культуры, широко используемой в пищевых и кормовых целях, а также в качестве сырья для перерабатывающей промышленности. В последние годы отмечается увеличение вредоносности таких хорошо известных заболеваний картофеля как фитофтороз, альтернариоз, парша, черная ножка. Участились случаи появления кольцевой гнили – особенно опасного бактериального заболевания картофеля [2].

На сегодняшний день в мире накоплен определенный опыт по использованию микроорганизмов-антагонистов для защиты картофеля от болезней. Бактерии pода Васillus, обладающие широким спектром антагонистической активности [1], относятся к числу наиболее перспективных агентов биологического контроля патогенов картофеля. Продуцируемые ими метаболиты преимущественно представлены антибиотиками полипептидного и аминогликозидного ряда, которые подавляют рост и развитие целого ряда патогенов сельскохозяйственных культур. Важной особенностью бактерий рода Bacillus как основы биопестицидов является также устойчивость к неблагоприятным условиям внешней среды за счет способности к спорообразованию.

С учетом вышеизложенного проведено выделение и скрининг бактерий рода Bacillus с высокой антагонистической активностью к патогенам картофеля. Для выявления активных антагонистов использовали метод точечного тестирования и метод лунок. Тест-объектами служили штаммы Phytophthora infestan, Fusarium oxysporum, Colletotrichum coccodes , Rhizoctonia solani и Pectobacterium atrosepticum - возбудители фитофтороза, фузариоза, антракноза, ризоктониоза и черной ножки картофеля соотвественно.

Из 972 выделенных изолятов 36 (около 4 % от общего количества) обладали способностью в той или иной степени подавлять развитие испытанных фитопатогенных микроорганизмов. Наиболее высокой антагонистической активностью характеризовался изолят 17, отобранный нами для дальнейших исследований. Результаты культурально-морфологических и физиолого-биохимических тестов позволили отнести выделенные бактерии к виду Bacillus subtilis [3].

В последующих экспериментах оценены особенности биотических взаимоотношений выделенной культуры с фитопатогенными грибами F.oxysporum, F.solani и F. sambucinum. Для изучения влияния бактериального экссудата на прорастание грибных конидий бактерии культивировали в колбах с 50 мл среды Мейнелла в течение 24 ч при 280C на качалке. Затем проводили центрифугирование (10 мин, 4800g) 20 мл культуральной жидкости с последующим шприцевым фильтрованием фугата (диаметр пор 0,20µm). В пробирки Эппендорфа (1,5 мл) помещали по 1 мл полученного фильтрата и по 0,5 мл суспензии спор гриба (5∙104). В качестве контроля вместо фильтрата вносили 1 мл стерильной среды Мейнелла. Пробирки затем инкубировали в темном помещении на качалке в течение 24 ч при 280C.

Для оценки фунгитоксичных свойств бактериального фильтрата, конидии осаждали центрифугированием (3200об/мин, 5 мин), трижды промывали стерильной средой Мейнелла и инкубировали еще 48 ч в тех же условиях. Степень прорастания конидий оценивали под микроскопом. Конидия считалась проросшей, если длина проростка была не менее 1,5 длины самой конидии. Ингибирование прорастания конидий рассчитывали следующим образом: [(число проросших конидий в контроле – число проросших конидий в фильтрате) / число проросших конидий в контроле]×100 %. Подсчет клеток осуществляли с помощью камеры Горяева [5].

Результаты данного эксперимента показали, что метаболиты B.subtilis 17 ингибируют прорастание конидий F. oxysporum, F. sambucinum и F. solani на 83, 77 и 74 %, соответственно (рисунок 1).
Рисунок 1. Влияние бесклеточного фильтрата B.subtilis 17 на прорастание конидий F.oxysporum: 1 - контроль, 2 – опыт (после воздействия B.subtilis 17)






1

2

Способность штамма Bacillus subtilis 17 продуцировать метаболиты, ингибирующие рост грибов рода Fusarium, подтверждена также методом агаровых пластинок. Для этого агаровую пластинку (диск диаметром 8 мм) с активно растущим мицелием гриба помещали в центр чашки Петри (90 мм) на картофельно-глюкозную агаризованную среду. Бактериальную культуру засевали штрихом на всю поверхность среды в чашке на расстоянии 2 см от пластинки. Чашки инкубировали при 240С в течение примерно 5 суток (пока мицелий в контроле не достигал края чашки). Измеряли радиальный рост грибного мицелия и оценивали степень его ингибирования в сравнении с контролем по формуле: [(радиус свободного роста колонии - радиус колонии в направлении роста бактерии) / радиус свободного роста колонии]•100 % (таблица 1) [4].


Таблица 1. Влияние метаболитов B.subtilis 17 на рост мицелия F. oxysporum, F.sambucinum и F.solani

Антагонист

Степень ингибирования роста мицелия грибов, %

F. oxysporum

F.sambucinum

F.solani

B. subtilis 17

66,6

68,3

50,0




Кроме того, в ходе данного эксперимента были обнаружены изменения морфологии мицелия гриба: гифы приобретали волнистую форму, на них образовывались шарообразные вздутия, что было особенно выражено при воздействии бактериальных метаболитов на мицелий F.oxysporum (таблица 2). Полученные данные позволяют сделать вывод, что изменения в морфологии и росте грибов ведут к нарушению их нормального цикла развития, что согласуется с результатами, полученными методом точечного тестирования и методом лунок.

Таблица 2. Изменения морфологии мицелия F. oxysporum, F.sambucinum и F.solani под воздействием метаболитов B.subtilis 17





B.subtilis 17





Контроль




F. oxysporum


























F. sambucinum


























F. solani

























Результаты исследований показали, что штамм B. subtilis 17 проявляет антифунгальную активность в отношении грибов рода Fusarium, выраженную в замедлении скорости роста и изменении морфологии мицелия, а также в ингибировании прорастания конидий. Данные свойства штамма определяют перспективность его использования для разработки биологического средства защиты картофеля от болезней грибной этиологии.


Список литературы:

  1. Антифунгальные и фитостимулирующие свойства ризосферного штамма Bacillus subtilis Ч-13 - продуцента биопрепаратов // B. К. Чеботарь и др. / Прикладная биохимия и микробиология, 2009. - Т. 45, № 4. - с. 465–469.

  2. Защита картофеля от болезней, вредителей и сорняков // Иванюк В. Г. и д.р. – Мн.: РУП «Белорусский НИИ картофелеводства», 2003. – 550 с.

  3. Bergey's manual of systematic bacteriology /S. T. Williams et. al. – Baltimore : Williams and Wilkins, 1989. – Vol. 4. – 2545 p.

  4. Endophytic bacterial flora in root and stem tissues of black pepper (Piper nigrum L.) genotype: isolation, identification and evaluation against Phytophthora capsici / Aravind R. et al. - Letters in Applied Microbiology, 2009. - Vol. 48(1). – P. 58–64.

  5. The role of antibiosis in the antagonism of different bacteria towards Helminthosporium solani, the causal agent of potato silver scurf / C.Martinez et al. - Phytoprotection, 2006. - Vol. 87. - P. 69–75.




Материалы международной заочной научно-практической конференции

«АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК»

26 ОКТЯБРЯ 2011 Г.


Смотрите также:
Нп «сибирская ассоциация консультантов»
62.02kb.
1 стр.
Нп «сибирская ассоциация консультантов»
51.91kb.
1 стр.
Нп «сибирская ассоциация консультантов»
60.52kb.
1 стр.
Нп «сибирская ассоциация консультантов»
62.45kb.
1 стр.
Нп «сибирская ассоциация консультантов»
86.54kb.
1 стр.
Нп «сибирская ассоциация консультантов»
60.16kb.
1 стр.
Нп «сибирская ассоциация консультантов»
67.16kb.
1 стр.
Нп «сибирская ассоциация консультантов»
93.42kb.
1 стр.
Нп «сибирская ассоциация консультантов»
69.3kb.
1 стр.
Нп «сибирская ассоциация консультантов»
151.75kb.
1 стр.
Нп «сибирская ассоциация консультантов»
65.49kb.
1 стр.
Департамент здравоохранения администрации томской области сибирская ассоциация интегративной психиатрии томская клиническая психиатрическая больница
2228.72kb.
12 стр.