Антагонистическая активность некоторых штаммов рода Bacillus против фитопатогенных микромицетов Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

УДК 632.952:338.43

П. А. Гуревич, В. М. Крутьков, Б. П. Струнин,

М. Г. Тимофеева, Г. Э. Актуганов, А. М. Колбин, Т. Б. Пахомова

АНТАГОНИСТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ НЕКОТОРЫХ ШТАММОВ РОДА BACILLUS ПРОТИВ ФИТОПАТОГЕННЫХ МИКРОМИЦЕТОВ

Ключевые слова: фитопатогены, микромицеты, антагонизм, Bacillus.

Описана активность некоторых штаммов рода Bacillus против возбудителей корневой гнили пшеницы.

Keywords: phytopathogens, fungi, antagonism, Bacillus.

Activity of some strains of the sort Bacillus against activators of root decay of wheat is described.

Большой урон растениеводству наносят грибковые заболевания [1]. Защита урожая от вредных организмов является залогом обеспечения населения продовольствием. Практика мирового земледелия свидетельствует о том, что до 25-30% урожая обеспечивают химические средства защиты растений [2]. В последнее время распространение получили биологические средства защиты урожая. Поэтому представляет интерес внедрение в практику растениеводства препаратов, имеющих широкий спектр биоцидного действия. К таким средствам следует отнести штаммы бактерий, проявляющие антагонистические свойства по отношению к фитопатогенным микроорганизмам [3, 4].

Объекты исследований

Объектами исследования служили штаммы бацилл - представители рода Bacillus: B. licheniformis Б-020 и B. subtilis Б-046 из коллекции ООО «Поливит» и B. cereus В-2492 из коллекции ВКПМ .

Бациллы-антагонисты культивировали с использованием среды состава (г/л): крахмал - 10,0 г, дрожжевой экстракт - 3,0 г, кукурузный экстракт - 3,0 г, пептон - 3,0 г, аммоний фосфат двузамещенный - 2,0 г, калий фосфат дву-замещенный - 2,0 г, аммоний сульфат - 2,0 г, карбонат кальция - 5,0 г, вода дистиллированная - 1000 г. среду стерилизовали в течение 30 мин при 121°С.

В качестве тест-объектов использовали мицели-альные грибы из коллекций ВКМ и ИБ УНЦ РАН, вызывающие корневые гнили пшеницы. Для хранения культур грибов и поддержаний их в рабочем состоянии использовали агаризованную среду Чапека и картофельно-глюкозный агар.

Определение антиграбной активности исследуемых штаммов рода Bacillus

При изучении антигрибной активности штаммов B. licheniformis, B. subtilis и B. cereus определяли их фунгистатическое действие в опытах in vitro на фитопатогенные грибы Fusarium graminearum, F. oxysporum, F. gibbosum, Bipolaris sorokiniana, Al-ternaria altematа.

Активность бацилл-антагонистов к тест-грибам оценивали методом лунок или методом укола [5].

Суспензию спор грибов каждого вида тест-системы смывали стерильной водой с колоний 10-14 суточного возраста (100 мкл при плотности спор 105 спор/мл) и распределяли по поверхности среды в чашках Петри на картофельно-глюкозном агаре. Затем на агаровую поверхность производили посев су-

точной биомассы бактерий-антагонистов уколом. Чашки инкубировали помещают при температуре 28°С в течение 3 суток.

В другом случае стерильным пробочным сверлом вырезали из агаровой пластинки три симметрично расположенных лунки диаметром 9 мм., в которое вносили по 100 мкл культуральной жидкости исследуемых штаммов бацилл-антагонистов. Чашки Петри выдерживали в холодильнике при 10°С в течение 10 часов и переносят в термостат при 28°С на 4 суток.

Учитывали следующие показатели: наличие и интенсивность роста фитопатогенных грибов. Измеряют диаметр зон ингибирования роста, образовавшихся вокруг лунки. Наличие стерильных зон подавления грибного мицелия вокруг лунок свидетельствовало о фунгицидном действии исследуемых бацилл-

антагонистов.

Фунгистатическое действие исследуемых штаммов на грибы оценивали по величине диаметра зоны задержании роста грибов вокруг колонии штамма.

Фунгистатическое действие исследуемых штаммов бацилл

Первоначальную оценку антагонистического действия образцов против фитопатогенных грибов в лабораторных условиях осуществляли методом прямого укола в питательный агар, инокулированный спорами и мицелем тест-объектов.

Результаты опытов по определению фунги-статического действия изучаемых штаммов на исследуемые культуры фитопатогенных грибов представлены в таблице 1.

Представляет интерес возможность совместного использования штаммов В. биМИб и В. сегеш в комплексном препарате для защиты урожая пшеницы от корневых гнилей.

Методом перпендикулярных штрихов не было выявлено какого-либо антагонизма штамма В. БиЬ-Б-046 к другим представителям В. БиЫ^Ив, однако показано наличие незначительной антагонистической активности к В.сегеш ВКПМ В-2492.

На рис.1 и в табл. 2 представлены результаты оценки активности В^иЪйШ Б-046 и штаммов, характеризующихся высокими показателями антагонистической активности из коллекции института биологии Уфимского научного центра РАН.

Таблица 1 - Антагонистическая активность исследуемых штаммов против фитопатогенных грибов in vitro

Куль- тура бак- терий Диаметр зоны подавления роста грибов вокруг колонии штамма, мм

Alter- naria alter- nate Bipola-ris so-roki-niana Fusa- rium gibbo- bo- sum Fusa- rium oxys- porum ВКМ- 137 Fusa- rium grami- nearum

B. subtilis Б-046 23,8 + 1,2 25,5 + 2,1 20,5 + 2,8 15,3 + 1,8 9,5 + 3,5

B. cereus ВКП М В- 2492 4,9 + 0,5 4,9 + 2,5 8,5 + 0,7 НА НА

НА - нет подавления.

Исследуемый штамм В. lublilli ИЬ-ЛЗ>1

Рис. ! - Подавление некоторых фузариозных грибов исследуемым штаммом В. Б-046 и

штаммами из коллекции Института биологии УНЦРАН

Таблица 2 - Уровень фунгицидной активности штамма В. Б-046 в сравнении с активностью штамма В. ИБ-54 из коллекции Ин-

ститута биологии УНЦ РАН

Штамм бактерий Диаметр юны подавления роста грибов вокруг колонии штамма, мм

Alternaría altérnala Bipolarís sorokiniana Fusarium culmoram BKM-844 Fusarium gramineamm Fusarium oxysporum BKM-137

Исследуемый штамм В subtilis Б-046 14,4i3J 20,9±U 21,4*0,2 9,0±0,7 16.8±2,1

Штамм В subtilis ИБ-54 I8,5±0.4 21,8±l,l 20.4±0,9 ll,0±0,7 15.3±0,4

Активность штамма В. биЫШб Б-046 в отношении фузариозных грибов Р^гаштеагиш и

Р.охуБрогцш носили в основном фунгистатический (не фунгицидный) характер, т.е. проявлялись только в задержке роста и прорастания спор фитопатогена.

Для поиска высокоэффективных биологических средств защиты урожая от грибной инфекции нами также была исследована антагонистическая активность В. ИсЬеш1огт18 Б-020 и его комбинации с В. бцМИб Б-046 и В. сегеиБ В-2492.

В таблице 3 и рис. 2 отображены результаты оценивали воздействия на некоторые фитопатогенные грибы штаммов В. бцЫШб Б-046, В. ИсЬеш1огт18 Б-020 и В. сегеиБ В-2492 как по отдельности, так и их комбинаций.

Таблица 3

Культура бактерий Реальный диаметр зоны подавления роста грибов, мм1

F. cul-morum ВКМ-844 F. oxysporum ВКМ-137 B. sorokiniana A. alternate

1. B. licheniformis Б-020 5,0+1,42 4,5+0,72 7,8 +0,42 5,0+1,42

2. B. subtilis Б-046 16,5+2,14 28,5+6,43 22,5 +0,73 22,0+1,44

3. B. cereus ВКПМ В-2492 1+0,5(НА )5 1,3+0,42 7,0+1,42 4,3+0,42

1 + 2 9,0+1,43 3,5+0,72 8,8+0,42 8,5+0,72

1 + 3 4,0+1,42 4,5+0,72 10,5+0,72 7,0+1,42

2 + 3 15,0+1,44 19,5+2,13 18,8+1,83 18,0+1,43

1 + 2 + 3 11,0+2,83 13,0+1,43 10,5+3,52 8,8+1,13

Размер оценивали без учета диаметра лунки;

2 Фунгистатический эффект (только задержка роста);

3 Фунгицидный эффект с элементами фунгистазиса;

4 Фунгицидный эффект (сильное подавление роста);

5 Нет подавления.

1‘uunum culmorum НКМ-Я44 РОДОВ F (ixvv**'“n НКМ-1Э7 НН Uipolaris »orok miaña

О 5 IO 15 20 25 30 35 40 45

/(iioMcip юмм подавления роста тсст-фибов. мм

Рис. 2 - Степень подавления некоторых видов фитопатогенных микромицетов различными штаммами Bacillus по отдельности и в комбинации

Выводы

1. Использование бактерий-антагонистов рода Bacillus против фитопатогенов, вызывающих корневую гниль пшеницы, в опытах in vitro показали разный уровень их эффективности.

2. Биопрепарат на основе В. subtilis Б-046 успешно подавлял все тест-грибы, проявляя большую активность, чем B. licheniformis Б-020 и B. cereus ВКПМ В-2492, и комплексный перпарат на их основе

3. Уровень подавления фитопатогенных мик-ромицетов штаммом В. subtilis Б-046 сравним с эф-

фективностью действия высокоактивных антагонистических штаммов В. БиЬііІІБ.

Литература

1. Теппер Е.З., Шильшикова В.К., Переверзева Г.И. Практикум по микробиологии.-М.:Колос, 1987.-238 с.

2. Н.Н. Мельников, К.В. Новожилов, С.Р. Белан. Спр.: Пестициды и регуляторы роста растений. М.:Химия,1995.-574 с.

3. Сеги Й. Методы почвенной микробиоло-гии.М.:Колос,1983.-296 с.

4. Струнин Б.П., Струнина Т.Б., Кузьмина Л.Ю., Гуревич П.А. Фунгицидные свойства 3,3-диметил-1-(1,2,4-триазолил-1)-1-(4-хлорфенокси)-бутанона-2, Вестник Казанского университета, № 6, ч.ІІ, 2006, с. 57-70.

5. Кузьмина Л.Ю. Исследование взаимодействий бактерий-антагонистов с растениями и фитопатогенными грибами: Автореферат дис. к-та биол. наук. Казань, 1998.-25 с.

© П. А. Гуревич - д-р хим. наук, проф. каф. органической химии КНИТУ, petr_gurevich@mail.ru; В. М. Крутьков - д-р биол. наук науч.-исслед. технологического института гербицидов и регуляторов роста растений АН Республики Башкортостан; Б. П. Струнин - д-р техн. наук, проф. каф. оборудования пищевых производств КНИТУ; М. Г. Тимофеева - науч. сотр. наук науч.-исслед. технологического института гербицидов и регуляторов роста растений АН Республики Башкортостан; Г. Э. Актуганов - канд. биол. наук, ст. науч. сотр. института биологии Уфимского научного центра РАН; А. М. Колбин -канд. техн. наук, дир. науч.-исслед. технологического института гербицидов и регуляторов роста растений АН Республики Башкортостан; Т. Б. Пахомова - нач. лаборатории ООО «Поливит», г. Уфа.