CC BY
133
УДК 632.952
Д. А. Шарипова (асп.)1, М. А. Ветрова (асп., инж.)1, Я. А. Масютин (асп., инж.)1, А. А. Новиков (зав.лаб.)1, П. А. Гущин (с.н.с, дир.)1,2, В. А. Винокуров (зав.каф.)1
Исследование антагонизма различных штаммов грибов рода Trichoderma и грибковых фитопатогенов
1 Российский государственный университет нефти и газа имени И. М. Губкина, кафедра физической и коллоидной химии 2 Некоммерческое партнерство «Технопарк Губкинского университета» 119991, г. Москва, Ленинский просп., д. 65, корп. 1, тел. (499) 2339589, e-mail: gubkin.biotech@gmail.com, guschin.p@mail.ru
D. A. Sharipova1, M. A. Vetrova1, Ya. A. Masyutin1, A. A. Novikov1, P. A. Gushchin1,2, V. A. Vinokurov1
Investigation of the different Trichoderma strains antagonistic action against phytopathogenic fungi
1 Gubkin Russian State University of Oil and Gas, 2 Non-profit organization ««Gubkin University Technopark»» 65, Leninskii pr, 119991, Moscow, Russia; ph. +7 (499) 2339589, e-mail: gubkin.biotech@gmail.com, guschin.p@mail.ru
Исследован антагонизм грибов рода Тт1сНо-¿втта и различных фитопатогенных грибов. Наибольшую фунгицидную активность среди испытанных штаммов проявляют Т. flavofuscum ОБМ3500 и Т. ю1твт ОБМ1963. Активность этих штаммов, по всей видимости, основана на выделении фунгицидных метаболитов, что определяет перспективность использования указанных штаммов в качестве биофунгицидов.
Ключевые слова: биоконтроль; Тт1сНойвтта\ фитопатогены; фунгициды.
Antagonistic interaction of Trichoderma fungi with various phytopatogen fungi is studied. T. flavofuscum DSM3500 and T. virens DSM1963 are the most active suppressors of phytopatogen growth among the tested type strains of Trichoderma genus. Activity of these strains is probably based on the metabolites secreted, thus promising their usage as biofungicides.
Key words: biocontrol; fungicides; phytopatogen; Trichoderma
Грибы рода ТпсНоёвтта способны колонизировать корневую систему растений, вступая в авирулентный симбиоз с растениями и вызывая устойчивость растений к грибковым инфекциям. При этом наблюдается образование жизнестойких долгоживущих колоний на поверхности корней растений и внутри эпидермиса. Грибы рода ТпсНоёвтта вырабатывают ряд метаболитов, повышающих резистентность растений по отношению к грибковым инфекциям, чем и объясняется отсутствие па-тогенности ТпсНоёвтта врр. по отношению к растениям 1. Механизмы защиты растений при внесении грибов рода ТпсНоёвтта в почву не исчерпываются индукцией резистентности: известно, что некоторые виды ТНсНойвтта вырабатывают замещенные пироны — окрашен-
Дата поступления 14.11.13
ные соединения, проявляющие фунгицидную
активность за счет связывания с клеточной
стенкой других грибов и уменьшения ее про-2
ницаемости 2, что подтверждается, в том числе, увеличением фунгицидной активности синтетических пиронов с увеличением длины алкильных заместителей 3. Кроме того, грибы ТНсНойвтта выделяют ферменты, разрушающие клеточную стенку грибов, а некоторые штаммы проявляют гиперпаразитизм — активно проникают своими гифами внутрь гифов фитопатогенных грибов и подавляют их рост. При этом антагонизм грибов ТНсНойвтта и грибов-фитопатогенов детально исследован лишь для нескольких видов: Т. Натг1аиит, Т. аЬтоютйв, Т. viтвns, Т. а..рвтв11ит, Т. а$рвтв1Шйв$ 4.
Башкирский химический журнал. 2013. Том 20. ЖЖ 4
83
В нашей работе было проведено исследование антагонизма типовых штаммов T. reesei DSM768, T. virens DSM1963, T. flavofuscum DSM3500, T. koningii DSM63059 и грибов-фитопатогенов Botrytis cineria DSM877, Fusarium solani DSM1164, Alternaria solani DSM2947, Cladosporium cucumerinum DSM62122.
Экспериментальная часть
Все штаммы микроорганизмов были получены из Немецкой коллекции микроорганизмов и клеточных культур (DSMZ). Микроорганизмы культивировались на рекомендованных по документации DSMZ средах при температурах, указанных для каждого штамма на сайте коллекции. Перед постановкой экспериментов по совместному культивированию проводилось не более трех пересевов культур. Эксперименты по совместному культивированию проводились на чашках Петри на глюкоз-но-картофельном агаре, в качестве инокулята использовались споры микроорганизмов. Двойные культуры инкубировались при температуре 24 °С, за исключением двойных культур, включающих Alternaria solani DSM2947, которые инкубировались при 20 °С. Использовались два варианта засева культур: в лунки на противоположных сторонах чашки и засев фитопатогена «газоном» по всей поверхности чашки с одновременным засевом грибов Trichoderma в лунку в центре чашки. Все опыты проводились в трех повторностях, эквивалентный диаметр зоны задержки роста рассчитывали как среднее арифметическое двух взаимно перпендикулярных диаметров по аналогии с 5. Световая микроскопия выполнялась на микроскопе Leitz Orthoplan, оснащенном фа-зово-контрастным объективом с увеличением 40Ч и камерой Nikon DS-Fi1c.
Обсуждение результатов
Использованные культуры грибов рода Trichoderma проявляют различные антагонистические свойства по отношению к типовым культурам фитопатогенных микроорганизмов, как видно из различных значений диаметра зоны задержки роста фитопатогенов. При росте контрольных культур T. flavofuscum DSM3500 отмечается желтое окрашивание агара вблизи мицелия, что, по-видимому, связано с выделением окрашенных производных пиро-нов, проявляющих фунгицидные свойства 6. Интересно, что наибольшие зоны ингибирова-ния роста фитопатогенов наблюдались для штаммов T. flavofuscum DSM3500 и T. virens DSM1963, что подтверждает гипотезу о противогрибковом действии T. flavofuscum DSM3500 за счет выделения фунгицидных производных пиронов. У штамма T. virens DSM1963 выделение пиронов не сопровождается образованием их окрашенных производных или же механизм противогрибкового действия в данном случае основан скорее на выделении в среду ферментов, разрушающих клеточную стенку фитопатогенов. Культуры T. reesei DSM768 и T. koningii DSM63059 образовывали значительно меньшую зону задержки роста фитопатогенов, что может быть связано либо с контактным механизмом фун-гицидной активности (гиперпаразитизм), либо с меньшим выделением подавляющих рост грибов метаболитов. Любопытным исключением является взаимодействие культур T. koningii DSM63059 и Cladosporium cucumerinum DSM62122: при совместном культивировании наблюдается стимулирование роста фитопато-гена, как показано на рис. 1.
Среди исследованных культур наибольшую фунгицидную активность проявляют T. flavofuscum DSM3500 и T. virens
Таблица 1
Диаметр зоны задержки роста культуры 1 (среднее значение и погрешность определены по результатам трех параллельных опытов, в качестве погрешности приводится среднее квадратичное отклонение)
Культура 1 Диаметр зоны задержки роста культуры 1, мм, при использовании в качестве культуры 2 следующих штаммов
DSM63059 DSM768 DSM1963 DSM3500
DSM877 10.3±4.6 10.5±1.9 22.0±1.8 47.8±9.1
DSM2947 7.0±1.8 9.5±1.3 30.7±9.6 72.2±2.5
DSM1164 2.75±1.0 15.0±4.1 35.75±9.8 53.3±7.9
DSM62122 * 8.75±1.7 49.8±15.5 50.0±13.4
*рост культуры 2 не наблюдается; вся чашка покрыта газоном культуры 1, как показано на рисунке 1 84 Башкирский химический журнал. 2013. Том 20. ЖЖ 4
Рис. 1. Рост культуры Cladosporium cucumennumDSM62122 в отсутствие (слева) и в присутствии культуры T. koningii DSM63059 (справа)
DSM1963, выделяющие в среду метаболиты, подавляющие рост возбудителей грибковых инфекций огурцов и томатов: Botrytis cineria DSM877, Fusarium solani DSM1164, Alternaria solani DSM2947 и Cladosporium cucumerinum DSM62122. Полученные резуль-
Литература
1. Harman G. E., Howell C. R., Viterbo A., Chet I., Lorito M. // Nature Reviews, Microbiology.— 2004.- V.2.— P.43.
2. Susi P., Aktuganov G., Himanen J. and Korpela T. // Journal of environmental management.— 2011.— V.92.— P.1681.
3. Chattapadhyay T. K., Dureja P. // Journal of agricultural and food chemistry.— 2006.— V.54.— P.2129.
4. Atanasova L., Crom S. L., Gruber S., Coulpier F., Seidl-Seiboth V., Kubicek C. P., Druzhinina I. S. // BMC genomics.— 2013.— V.14.— P.121.
5. Gowacka A., Bednarek-Gejo A., Trojanowska D., Mianowany M., Budak A. // Acta Mycologica.— 2012.— V.47.— P.27.
6. Rubio M. B., Hermosa R., Reino J. L., Collado I. G., Monte E. // Fungal Genetics and Biology.—
2009.— V.46.— P.17.
таты свидетельствуют о перспективности использования видов T. flavofuscum и T. virens для получения противогрибковых препаратов как в виде живых культур, так и в виде экстрактов мицелия.
References
1. Harman G. E., Howell C. R., Viterbo A., Chet I., Lorito M. Nature Reviews, Microbiology. 2004. V.2. P.43.
2. Susi P., Aktuganov G., Himanen J. and Korpela T. Journal of environmental management.
2011. V.92. P.1681.
3. Chattapadhyay T. K., Dureja P. Journal of agricultural and food chemistry. 2006. V.54. P.2129.
4. Atanasova L., Crom S. L., Gruber S., Coulpier F., Seidl-Seiboth V., Kubicek C. P., Druzhinina I. S. BMC genomics. 2013. V.14. P.121.
5. Gowacka A., Bednarek-Gejo A., Trojanowska D., Mianowany M., Budak A. Acta Mycologica.
2012. V.47. P.27.
6. Rubio M. B., Hermosa R., Reino J. L., Collado I. G., Monte E. Fungal Genetics and Biology. 2009. V.46. P.17.
Исследование проводится в рамках Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007—2013 гг». Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования Российской Федерации (Государственный контракт № 14.512.11.0076).
Башкирский химический журнал. 2013. Том 20. Жо 4
85
