CC BY
15«Эколого-генетические основы современных агротехнологий». СПб, 27-29 апреля 2016 г.
67
УДК 632.4: 632.9
ИЗУЧЕНИЕ АНТИФУНГАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ БАКТЕРИЙ РОДА BACILLUS ИЗ МЕРЗЛЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
О.В. Доманская1,2, Н.Н. Колоколова1, Я.В. Франк1
'Тюменский государственный университет, Тюмень, Россия, campanella2004@mail.ru 2Тюменский научный центр СО РАН, Тюмень, Россия, olga-nv@bk.ru
Исследована антифунгальная активность бактериальных штаммов рода Bacillus, выделенных из мерзлоты, в отношении фитопатогенных грибов родов Alternaría, Fusarium и Microdochium. Антифунгальную активность бактериальных штаммов оценивали методом диффузии в агар. По результатом эксперимента установлено, что штамм Bacillus megaterium 312 TS, при температуре культивирования 5 °С, проявляет антифунгальную активность в отношении исследуемых фитопатогенных грибов. Штамм Bacillus cereus 875 TS проявил избирательную антифунгальную активность к грибам рода Fusarium. Отмечен потенциал сибирских штаммов и их перспективность использования для биоконтроля фитопатогенов, а также целесообразность поиска бактериальных изолятов из мерзлоты.
Ключевые слова: антифунгальная активность, мерзлые породы, Bacillus spp., фитопатогенные грибы.
В настоящее время против вредителей и болезней сельскохозяйственных культур, в большинстве случаев, применяются химические средства защиты растений. Следует отметить, что, наряду с высокой эффективностью в подавлении численности вредных организмов, химические пестициды вызывают резистентность у патогенов и появление видов, не восприимчивых к химическим воздействиям. Биологическая защита растений на современном этапе включает использование и применение биопрепаратов на основе живых культур микроорганизмов. Бактерии рода Bacillus вызывают большой интерес у исследователей, что связано с их способностью продуцировать биологически активные вещества, в том числе ферменты и антибиотики, спектр которых зависит от географического происхождения изолятов [Price NPJ, Rooney AP et al., 2007]. В микробной биотехнологии большое значение придается препаратам, производимым для сельского хозяйства, наиболее известные из которых относятся к инсектицидным и пестицидным препаратам, бактериальным удобрениям и кормовому белку. Изучение возможности использования явления микробного антагонизма, а также способности микроорганизмов стимулировать рост и развитие растений относится к числу наиболее важных направлений в прикладной микробиологии. С учетом вышеизложенного, проведен скрининг бактерий рода Bacillus для выявления антифунгальной активности в отношении фитопатогенных грибов. Объектами исследования служили чистые культуры бактерий - Bacillus megaterium 312 TS, Bacillus cereus 1257 TS, Bacillus cereus 875 TS, Bacillus simplex 948P-1 TS, выделенные из мерзлых пород Западной Сибири. В качестве тест-объектов использовали фито-патогенные грибы Alternaria sp., Fusarium avenaceum (Fr.) Sacc., Fusarium graminearum (Schwabe), Microdochium nivale (Fr) Samuels & I.C. Hallet, предоставленные сотрудниками кафедры ботаники, биотехнологии и ландшафтной архитектуры Тюменского государственного университета. Для сравнения антифунгальной активности был выбран штамм Bacillus sp. M3 ВКПМ В-10130, выделенный из мерзлых пород Якутии и проявляющий широкий спектр антагонистической активности, предоставленный сотруд-
никами Тюменского научного центра СО РАН. Грибные культуры поддерживали на картофельно-глюкозном агаре. Антифунгальную активность в отношении патогенов определяли методом лунок в толще агара [Егоров Н.С., 2004]. Испытуемые бактериальные штаммы культивировали в мясопептонном бульоне при температуре 5 °С в течение 7 суток, а при 22 °С и 45 °С - в течение 48 часов. Бактериальную суспензию (100 мкл) вносили в лунки диаметром 8 мм. Результаты оценивали по диаметру зон подавления роста тестируемых фитопатогенных грибов бактериями-антагонистами при температуре инкубирования 22 °C в течение 4 суток. Контролем служила стерильная дистиллированная вода.
Анализ антифунгальной активности B. megaterium 312 TS показал, что ингибирующая активность по отношению к исследуемым фитопатогенным грибам с образованием стерильных зон отмечается у бактериальной культуры, выращенной при температуре 5 °С, а при 22 °С и 45 °С - не выявлена. Возможно, это объясняется тем, что, при низких положительных температурах штамм B. megaterium 312 TS выделяет метаболиты, под влиянием которых происходит угнетение роста грибов. Штамм B. cereus 875 TS, выращенный при температуре 22 °С и 45 °С проявил избирательную антифунгальную активность к грибам Fusarium spp., выраженную в замедлении скорости роста мицелия. Следует отметить, что бактериальные штаммы B. cereus 1257 TS, B. simplex 948P-1 TS и Bacillus sp. M3, выделенный из мерзлоты Якутии, не проявляли ингиби-рующей активности в отношении исследуемых фитопато-генных грибов.
Таким образом, в результате скрининга штаммов бактерий-антагонистов к фитопатогенным грибам, выделены 2 эффективных штамма - B. megaterium 312 TS и B. cereus 875 TS, также отмечен индивидуальный характер анифунгальной активности на уровне вида. Данный потенциал сибирских штаммов определяет перспективность их использования в качестве биологического средства для контроля численности фитопатогенных грибов в условиях Западной Сибири, а также свидетельствует о целесообразности более широкого поиска таких изолятов.
Библиографический список (References)
Егоров Н.С. Основы учения об антибиотиках. М.: Изд-во МГУ; Наука, Price NPJ, Rooney AP et al. Mass spectrometric analysis of lipopeptides 2004. - 528 с. from Bacillus strains isolated from diverse geographical locations // FEMS
Microbiology Letters, 2007.V. 271. P. 83-89.
68
Вестник защиты растений 3(89) - 2016. Материалы международной конференции
Plant Protection News, 2016, 3(89), p. 67-68
STUDY OF ANTIFUNGAL ACTIVITY OF BACTERIA OF THE GENUS BACILLUS
FROM PERMAFROST OF WESTERN SIBERIA
O.V. Domanskaya1,2, N.N. Kolokolova1, Ya.V. Frank1.
1Tyumen State University, campanella2004@mail.ru 2Tyumen Scientific Center, SB RAS, olga-nv@bk.ru
Antifungal activity of bacterial strains of the Bacillus sp. isolated from permafrost against phytopathogenic fungi Alternaria, Fusarium andMicrodochium was investigated. Antifungal activity of the bacterial strains was evaluated in agar diffusion method. According to the result of the experiment revealed that Bacillus megaterium strain 312 TS, cultivation at 5 °C, exhibits antifungal activity against phytopathogenic fungi investigated. The strain of Bacillus cereus 875 TS showed selective antifungal activity to fungi of the genus Fusarium. Potential of Siberian strains and their prospects for the use of biological control of plant pathogens and the feasibility of finding bacterial isolates from permafrost are discussed.
УДК 632.938.1
МЕЖВИДОВАЯ ГИБРИДИЗАЦИЯ САЛАТА (LACTUCA SATIVA L.)
В СЕЛЕКЦИИ НА УСТОЙЧИВОСТЬ К TOMATO ASPERMY CUCUMOVIRUS
И.А. Енгалычева, О.В. Павлова
Всероссийский НИИ селекции и семеноводства овощных культур РАН, Московская область, Россия,
pavlovaoxana@mail.ru
Проведена иммунологическая оценка образцов салата: сортов, видов, межвидовых и внутривидовых гибридов различных поколений на устойчивость к вирусу аспермии томата. Выделены перспективные формы, представляющие практический интерес для селекции на устойчивость к Tomato aspermy cucumovirus - AsTV.
Ключевые слова: салат, Lactuca sativa L., вируса аспермии томата, Tomato aspermy cucumovirus, устойчивость, межвидовая гибридизация.
Поражение растений салата различными вирусными патогенами было и остается основным лимитирующим фактором, снижающим товарное качество и урожайность салата (Lactuca sativa L.). В последние годы нарастает вредоносность вируса мозаики салата (Lettuce mosaic virus- LMV) и вируса аспермии томата (Tomato aspermy cucumovirus - AsTV), создающих серьезную угрозу для семеноводства. Кроме того, в условиях открытого грунта поражение салата смешанной вирусной, грибной, бактериальной инфекциями не является редким явлением, и поэтому вероятность потери урожая от такого взаимодействия довольно высока. Этому способствует, в первую очередь, возделывание сортов со слабой устойчивостью к вирусам, а также своеобразные климатические условия Центрального региона РФ, особенно в весенне-летнее время, когда наблюдается большой перепад дневных и ночных температур, высокая влажность, а в отдельные годы — обилие насекомых-переносчиков, которые создают высокий инфекционный фон.
В решении проблемы обогащения генофонда этой экономически важной культуры новыми источниками устойчивости, основная роль принадлежит межвидовой гибридизации. По средствам межвидовой гибридизации можно передать ценные гены от диких видов к культурным, расширить спектр генетической изменчивости и получить перспективные исходные формы, обладающие ценными хозяйственными признаками и высокой устойчивостью к основным болезням. По литературным данным L. saligna является носителем доминантных генов устойчивости к мучнистой росе и вирусу мозаики [Lebeda et al., 1994]. Наиболее детально исследованы для гибридизации с культурными формами такие представители рода Lactuca как L. serriola, L. saligna, L. virosa [Netzer et al.,1976; Bonnier
et al., 1992; Chin et al., 2001; Hayes et al., 2004; Jeuken, 2004] Во ВНИИССОК идет постоянная работа лабораторий предбридингового центра по привлечению новых диких видов салата, преодолению их нескрещиваемости, иммунологической оценке материала различных поколений на устойчивость к основным фитопатогенам, выделению и созданию ценных форм на основе межвидовой гибридизации.
Цель нашей работы — проведение на провокационном инфекционном фоне иммунологической оценки культурных и диких видов салата, гибридов различных поколений, полученных при межвидовом скрещивании, и перспективных форм с точки зрения устойчивости к Tomato aspermy cucumovirus.
Материал и методика исследований Материалом для исследований служили растения линий и сортов разновидностей салата, дикие виды (L. serriola, L. saligna, L. virosa, L. livida, L. scariola), гибриды разных поколений (Fj, F2, F3 F4).
Идентификацию фитовирусов проводили методами визуальной, серологической диагностики (иммунофер-ментный анализ), методом растений-индикаторов, «экспресс-методом» с использованием иммунострипов, методом электронного микроскопии.
В течение всего вегетационного периода проводилась визуальная оценка, позволившая выявить растения с симптомами вирусного поражения.
Метод растений-индикаторов. Для подтверждения инфекционного начала обнаруженных симптомов в лабораторных условиях листья с отобранных растений использовали для механической инокуляции. В качестве растений - индикаторов в лаборатории иммунитета и защиты растений ВНИИССОК и лаборатории вирусологии Био-
