CC BY
341
• 7universum.com
M, UNIVERSUM:
/Y\ ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ
РОСТСТИМУЛИРУЮЩАЯ АКТИВНОСТЬ МИКРООРГАНИЗМОВ
РОДА BACILLUS
Баубекова Динара Гайдаровна
аспирант Астраханского государственного технического университета, кафедра прикладной биологии и микробиологии, ведущий инженер Научно-исследовательской лаборатории микробиологического мониторинга,
РФ, г. Астрахань E-mail: suslig.zenia@mail. ru
PLANT GROWTH PROMOTING ACTIVITY OF MICROORGANISM
OF THE GENUS BACILLUS
Baubekova Dinara
postgraduate student, «Astrakhan State Technical University», Department «Applied biology and microbiology», leading engineer Research
Laboratory microbiological monitoring,
Russia, Astrakhan
АННОТАЦИЯ
Бациллы — это грамположительный аэробный спорообразующий род, который обладает большой разнообразной природой, включающей производство антибиотиков, фиксацию азота, разрушение целлюлозы, крахмала, пектина и белка, а также хорошей ростститмулирующей активностью, наряду с биологическим контролем различных грибковых болезней. Изучена ростстимулирующая активность штаммов микроорганизмов рода Bacillus, выделенных из почв Астраханской области.
ABSTRACT
Bacillus is a Gram-positive aerobic endospore forming genera which has great diverse nature including antibiotic production, nitrogen fixation, degradation
Баубекова Д.Г. Ростстимулирующая активность микроорганизмов рода ВасШш // ип^егеит: Химия и биология : электрон. научн. журн. 2014. № 7 (7) .
: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/1428
of cellulose, starch, pectin and protein and good plant growth promoting activities along with biological control of various fungal diseases. Plant growth promoting activity have studied strains of microorganisms of the genus Bacillus, isolated from the soil of the Astrakhan region.
Ключевые слова: микроорганизмы рода Bacillus, ростстимулирующая активность, биопрепарат.
Keywords: microorganisms of the genus Bacillus, р1аП growth promoting activity, biological product.
В настоящее время наблюдается мировая тенденция сокращения доз минеральных удобрений наряду с химическими пестицидами и замена их высокоэффективными микробиологическими биопрепаратами [2, с. 16],
в том числе на основе бактерий рода Bacillus.
Основой микробных биопрепаратов обычно служат представители родов Bacillus, Pseudomonas, Arthrobacter, Flavobacterium, Achromobacter, продуцирующие различные вторичные метаболиты [3, с. 339]. По сумме полезных свойств особенный интерес представляют представители рода Bacillus [4, с. 119].
Бациллы — это грамположительный аэробный спорообразующий род, который обладает большой разнообразной природой, включающей производство антибиотиков, фиксацию азота, разрушение целлюлозы, крахмала, пектина и белка, а также хорошей ростститмулирующей активностью, наряду с биологическим контролем различных грибковых болезней, включающим различные механизмы, такие как антибиоз и лизис [5, с. 90].
Основные механизмы стимулирования роста растений включают: производство фитогормонов, к примеру, индолуксусной кислоты, растворение фосфатов, производство ауксинов, гибберилинов, витаминов, сидерофоров, антибиоз, ингибирование синтеза этилена растениями, синтез летучих
соединений, таких как синильной кислоты и индукции системной устойчивости растений к патогенам [5, с. 90—91].
Представители рода Bacillus являются одной из основных групп микробного сообщества почвы и ризосферы растений. Многие выделенные штаммы бацилл обладают рядом хозяйственно ценных свойств. Они способны продуцировать биоконтрольные вещества (антибиотики, сидерофоры, литические ферменты, токсины), фитогормоны и витамины, способностью фиксировать азот атмосферы. Важной особенностью бацилл является их высокая конкурентоспособность при колонизации растений [6].
Все перечисленные свойства представителей рода Bacillus делают их одними их самых перспективных микроорганизмов для создания микробиологических биопрепаратов, обладающих комплексом хозяйственно ценных свойств.
Применение представителей рода Bacillus в качестве основы микробиологических биопрепаратов предполагает экологически чистый и устойчивый подход для повышения урожайности сельскохозяйственных культур и растений [5, с. 104].
Целью исследования являлось изучение ростстимулирующей активности микроорганизмов рода Bacillus, выделенных из почв Астраханской области.
В качестве объектов исследований были выбраны 4 бактериальных штамма, выделенных из почв Астраханской области — Bacillus species 1, Bacillus species 2, Bacillus species 3, Bacillus species 4.
Ростстимулирующую активность определяли на тест-растениях: семенах кресс-салата (сорт «Весенний»), горчицы белой (сорт «Рапсодия») и редиса (сорт «Жара»). Семена, предварительно стерилизуют в 70 % этаноле, отмывают их стерильной дистиллированной водой и помещают во влажные камеры стерильным пинцетом по 50 штук в каждую для кресс-салата и по 30 штук для горчицы и редиса. После этого семена поливают суспензией исследованного штамма (смыв делают 10 мл физраствора). Параллельно ставят контрольные влажные камеры с семенами, политыми физраствором вместо
суспензии штамма. Чашки Петри проращивают в люминостате при температуре 25 °С. Через 3—5 суток производят подсчеты всхожести семян и учитывают морфометрические показатели проростков [1, с. 446].
В результате исследования ростстимулирующей активности штаммов на семенах кресс-салата установлено, что все исследуемые штаммы обладают ростстимулирующим действием (рис. 1).
03
S £
К (U
я н
* я
^ ср
5! н Я о н <и О н
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
157
155
140 145
100
МП!
^ 4
Рисунок 1. Стимуляция роста тест-растения (кресс-салата)
Среди исследуемых штаммов Bacillus species 1 более активно (в 1,5 раза эффективнее контроля) осуществляет процесс стимуляции роста семян кресс-салата. Стимуляция роста семян кресс-салата составила 57 % по отношению к контролю.
Результаты изучения фитотоксической активности исследуемых штаммов микроорганизмов представлены в таблице 1.
Таблица 1.
Количество проросших семян кресс-салата
Варианты опыта Количество проросших семян, шт. Количество проросших семян к контролю, %
Контроль 50 100
Bacillus species 1 48 96
Bacillus species 2 47 94
Bacillus species 3 44 88
Bacillus species 4 45 90
Исследуемые штаммы микроорганизмов не проявляют фитотоксических свойств, так как разница в количестве проросших семян кресс-салата в опыте и контроле не превышала 30 % и составляла от 4 до 12 %.
В результате изучения ростстимуляции штаммов на семенах горчицы белой определено, что исследуемые штаммы проявляют ростстимулирующие свойства (рис. 2).
cd
Н
О
О
СР
250
200
150
К
сч X к 5
« У £ & 100 5! н К о н о
о н 50
0
203
160
100 105 93
*0 ^ 4 Рисунок 2. Стимуляция роста тест-растения (горчицы белой)
Установлено, что исследуемый штамм Bacillus species 1 в 2 раза эффективнее контроля стимулирует рост семян горчицы белой. По отношению к контролю стимуляция роста семян составила 103 %.
Результаты исследования фитотоксичности исследуемых штаммов микроорганизмов представлены в таблице 2.
Таблица 2.
Количество проросших семян горчицы белой
Варианты опыта Количество проросших семян, шт. Количество проросших семян к контролю, %
Контроль 50 100
Bacillus species 1 49 98
Bacillus species 2 48 96
Bacillus species 3 49 98
Bacillus species 4 48 96
Определено, что исследуемые штаммы микроорганизмов не фитотоксичны. Разница в количестве проросших семян в опыте и контроле составляла от 2 до 4 %.
В результате исследования ростстимулирующих свойств штаммов на семенах редиса установлено, что все исследуемые штаммы обладают ростстимуляцией (рис. 3).
н ^
о о" о W а § Я
(D
300
250
200
в е 150
t? л
Я о н <и О н
100
50
0
-270-
100 115 7 ОО ОО С\
»->4
Рисунок 3. Стимуляция роста тест-растения (редиса)
Стимуляция роста семян редиса штаммом Bacillus species 1 по отношению к контролю составила 170 %. Среди исследуемых штаммов данный штамм наиболее активно (в 2,5 раза эффективнее контроля) осуществляет процесс стимуляции роста семян редиса.
Данные по результатам изучения фитотоксической активности исследуемых штаммов микроорганизмов представлены в таблице 3.
Таблица 3.
Количество проросших семян редиса
Варианты опыта Количество проросших семян, шт. Количество проросших семян к контролю, %
Контроль 50 100
Bacillus species 1 47 94
Bacillus species 2 46 92
Bacillus species 3 44 88
Bacillus species 4 42 84
Примечание: * — средняя относительная ошибка измерения (Еотн<5 %
Разница в количестве проросших семян редиса в опыте и контроле также
не превышала 30 % (от 6 до 16 %). Исследуемые штаммы нефитотоксичны.
Таким образом, в результате проделанных исследований установлено,
что все исследуемые штаммы обладают ростстимулирующей активностью.
Наиболее активную ростстимуляцию тест-растений проявлял штамм Bacillus
species 1.
Список литературы:
1. Нетрусов А.И. Практикум по микробиологии : учеб. пособие. — М.: Академия, 2005. — 608 с.
2. Петров В.Б. Микробиологические препараты в биологизации земледелия России // Достижения науки и техники АПК. — 2002. — № 10. —С. 16—20.
3. Тихонович И.А. Кооперация растений и микроорганизмов: новые подходы к конструированию экологически устойчивых агросистем // Успехи современной биологии. — 2007. — Т. 27. — № 4. — с. 339—357.
4. Чеботарь В.К. Биохимические критерии оценки агрономически значимых свойств бацилл, используемых при создании микробиологических препаратов // Сельскохозяйственная биология. — 2011. — № 3. — с. 119—122.
5. Чеботарь В.К., Петров В.Б. Молекулярно-биохимические критерии оценки
свойств эндофитных бактерий при создании комплексных микробиологических препаратов / [Электронный ресурс]. — Режим доступа. — URL: http://ati-agro.ru/microbiology/extrasol/nauchno-ob-
ekstrasole/molekuljamo-biohimicheskie-kriterii-ocenki-svojstv (дата
обращения: 21.01.2014).
6. Kumar Р., Khare S., Dubey R.C. Diversity of Bacilli from Disease Suppressive Soil and their Role in Plant Growth Promotion and Yield Enhancement // New York Science Journal. — 2012. — № 5(1). — Р. 90—111.
