CC BY
30
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ
МИКРОБИОЛОГИЯ
СОХРАННОСТЬ АНТАГОНИСТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ АКТИНОМИЦЕТОВ ПРИ ХРАНЕНИИ РАЗЛИЧНЫМИ МЕТОДАМИ
Бекмухамедова Нигора Каримовна
канд. биол. наук, ст. науч. сотр., Институт микробиологии Академии наук Республики Узбекистан,
Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: nigora1967@bk. ru
Мавжудова Азиза Маджидовна
канд. биол. наук, ст. науч. сотр., Институт микробиологии Академии наук Республики Узбекистан,
Республика Узбекистан, г. Ташкент
Куканова Светлана Ивановна
канд. биол. наук, ст. науч. сотр., Институт микробиологии Академии наук Республики Узбекистан,
Республика Узбекистан, г. Ташкент
Зайнитдинова Людмила Ибрахимовна
д-р. биол. наук, профессор, Институт микробиологии Академии наук Республики Узбекистан,
Республика Узбекистан, г. Ташкент
Мамиев Мухитдин Саломович
канд. биол. наук, ст. науч. сотр., Ташкентский государственный аграрный университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент
PRESERVATION OF THE ANTAGONISTIC PROPERTIES OF ACTINOMYCETES WHEN STORED BY VARIOUS METHODS
Nigora Bekmukhamedova
Candidate of Biological Sciences, Senior Researcher Institute of Microbiology of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan,
Republic of Uzbekistan, Tashkent
Aziza Mavzhudova
Candidate of Biological Sciences, Senior Researcher Institute of Microbiology of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan,
Republic of Uzbekistan, Tashkent
Svetlana Kukanova
Candidate of Biological Sciences, Senior Researcher Institute of Microbiology of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan,
Republic of Uzbekistan, Tashkent
Библиографическое описание: Сохранность антагонистических свойств актиномицетов при хранении различными методами // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. Бекмухамедова Н.К. [и др.]. 2021. 2(80). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/11236 (дата обращения: 05.02.2021).
Lyudmila Zainitdinova
Doctor of Biological Sciences, Professor, Institute of Microbiology of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan,
Republic of Uzbekistan, Tashkent
Mukhitdin Mamiev
Candidate of Biological Sciences, Senior Researcher, Tashkent State Agrarian University, Republic of Uzbekistan, Tashkent
АННОТАЦИЯ
Изучена сохранность антагонистической активности коллекционных штаммов актиномицетов рода Strepto-myces - Str. roseoflavus шт.33, Str. alboflavus шт. 7, Streptomyces. sp. 700 к основным фитопатогенам хлопчатника Verticillium dahliae, Fusarium solani, Fusarium oxysporum при хранении различными методами (периодические пересевы, в стерильном песке, глицерине, дистиллированной воде в течение 8 лет. Показано, что все изученные штаммы актиномицетов при всех использованных методах хранения сохранили антагонистическую активность к фитопатогенам, активно ингибировали развитие патогенов (20-35 мм). Streptomyces roseoflavus шт.33, Streptomyces sp. 700, при всех использованных методах хранения сохраняли активность по отношению ко всем патогенам.
ABSTRACT
The preservation of the antagonistic activity of collection strains of actinomycetes of the genus Streptomyces -Str. roseoflavus item 33, Str. alboflavus pcs. 7, Streptomyces. sp. 700 to the main phytopathogens of cotton Verticillium dahliae, Fusarium solani, Fusarium oxysporum during storage by various methods (periodic replantings, in sterile sand, glycerin, distilled water after 4 years. phytopathogens, actively inhibited the development of pathogens (20-35 mm) Streptomyces roseoflavus pcs 33, Streptomyces sp. 700, in all storage methods retained the ability to all pathogens.
Ключевые слова: Актиномицеты, стрептомицеты, микроскопические грибы, фитопатогены, антагонисты, хранение, периодический пересев, стерильный песок, глицерин, дистиллированная вода.
Keywords: Actinomycetes, streptomycetes, microscopic fungi, phytopathogens, antagonist, storage, periodic replanting, sterile sand, glycerin, distilled water.
Введение
В настоящее время, хранение микроорганизмов осуществляется в коллекциях, и используется как в промышленных, так и в исследовательских целях. Разработка эффективных приемов консервации культур микроорганизмов связана с возрастающей потребностью науки и промышленности: постоянно иметь в своем распоряжении высоко активные, жизнеспособные и стабильные по своим показателям культуры микроорганизмов.
Выбор эффективного способа хранения конкретного микроорганизма должен основываться, прежде всего, на сохранности морфологических, культуральных признаков, физиологической активности, сохранении максимального числа жизнеспособных клеток, то есть, в состоянии близком к естественному, а также проведении периодического и системного анализа по влиянию сохранности исходных свойств.
Целью настоящего исследования являлось изучение влияния различных методов хранения на антагонистическую активность актиномицетов коллекционного фонда.
В последние годы в системе защиты растений от фитопатогенов расширяется ассортимент биологических препаратов на основе применения микроорганизмов с различной антагонистической активностью в отношении основных возбудителей болезней растений, поэтому сохранение их в коллекции весьма актуально.
Растения взаимодействуют и с полезными микроорганизмами, особое внимание среди которых уделяется микроорганизмам-антагонистам фитопа-тогенов, которые являются продуцентами комплекса антибиотических веществ, обладающих высокой физиологической активностью. Они подавляют рост целого ряда фитопатогенных грибов и бактерий, что позволяет антагонистам достаточно быстро вытеснять из грунтов или субстратов патогенную микрофлору. Их антагонистические свойства используются в сельскохозяйственной биотехнологии для разработки и производства биологических средств защиты растений против ряда заболеваний, таких как корневые, прикорневые гнили злаковых растений и др. [1 -6].
Многими исследователями установлено, что среди огромного разнообразия актиномицетов большое место занимают штаммы, образующие антибиоти -ческие вещества с фунгицидной, противоопухолевой, антивирусной и другими активностями. Важной характеристикой некоторых из них являются способность стимулировать рост, развитие и устойчивость растений к фитопатогенам. Отмечено, что они оказывают не только терапевтическое, но и профилактическое действие в предупреждении развития заболеваний растений [7-9].
Авторами изучена ризосфера различных растений (пшеницы, кукурузы, хлопчатника, люцерны и огурцов), культивируемых в Сурхандарьинской области. Проведен скрининг среди выделенных 56 штаммов актиномицетов и 33 штаммов
микроскопических грибов по антагонистической способности к возбудителям болезней растений. Из них антагонистической активностью к изученным патогенам обладали 20 штаммов рода Streptomyces и 17 микроскопических грибов родов Aspergillus, Penicillium, Fusarium. Отобраны микроорганизмы -2 активных штамма актиномицетов и 3 микроскопических грибов, обладающие антагонистической и ростстимулирующей способностью [10, 11].
Золотилиной Г.Д. с соавторами [12, 13] изучено микробное сообщество корневой системы хлопчатника при использовании комплексного микробного препарата Вербактин для биоконтроля вертицел-лезного вилта хлопчатника. В состав препарата входят микроорганизмы - бактериальная культура Bac.licheniformis 234 и актиномицетный штамм Streptomyces roseoflavus шт.33, коллекционного фонда Института микробиологии АН РУз. Показана высокая активность микроорганизмов, обладающих высокой антагонистической способностью к различным фито-патогенам и не ингибирующее действие на полезную микрофлору.
Материалы и методы исследования
Материалом для исследования служили акти-номицеты коллекционного фонда, выделенные из различных субстратов Узбекистана и сохраняемые
Промышленно-важные актиномицеты, с
различными методами в коллекции в течение длительного времени.
Хранение микроорганизмов осуществляли методами периодического пересева на свежие питательные среды, в стерильном песке, глицерине и дистиллированной воде.
Актиномицеты выращивали в чашках Петри на среде Чапека (г/л: сахароза-20,0; NaNÜ3-2,0; K2HPÜ4-1,0; MgSÜ4-0,5; вода дистиллированная-1; рН 7,2-7,4) в течение 7 суток, при температуре 37 оС [14, 15].
Тест культурами являлись микроскопические грибы - фитопатогены хлопчатника Verticillium dahl-iae, Fusarium solani, Fusarium oxysporum.
Антагонистическую активность изучали методом агаровых блоков [16].
Результаты исследований
В коллекции Института микробиологии АН РУз хранятся 76 штаммов актиномицетов-антагонистов, которые в 2012г. были переведены на различные методы хранения (периодические пересевы, в глицерине (-20оС), дистиллированной воде, стерильном песке, под слоем вазелинового масла). В таблице 1 приводятся наиболее активные стрептомицеты, имеющие антагонистическую активность к фитопатогенам.
Таблица 1.
ким биотехнологическим потенциалом
Культуры Коллек ционный номер Дата и место выделения Активность
Streptomyces roseoflavus 33 156 1989 г. Таш.обл. ризосфера хлопчатника антагонистическая, ростстимулирующая
Streptomyces alboflavus 7 115 1999 г. Сурхандарьинкая обл., Ангорский район, ризосфера хлопчатника антагонистическая, ростстимулирующая, продуцент витамина В12
Streptomyces sp. 700 160 2005 г. Ташкентская обл., Ташкентский район, ризосфера хлопчатника антагонистическая, ростстимулирующая
Каждый год проводятся исследования по изучению сохранности жизнеспособности и антагонистической активности актиномицетов коллекционного фонда при хранении различными методами.
Ранее нами был проведен скрининг среди коллекционных культур (76 штамма) на выявление антагонистических свойств по отношению к фитопатогенам хлопчатника. Показано, что из апробированных 76 коллекционных культур актиномицетов родов Streptomyces и StreptovertwШшm, 36 штаммов угнетали рост фитопатогенов, зона подавления роста составляла от 20 до 55 мм в диаметре.
В наших исследованиях изучена сохранность антагонистической активности промышленно-важных штаммов стрептомицетов Str.аlboflavus 7, Str.roseo-flavus 33, Streptomyces sp.шт. 700 при хранении раз-
личными методами через 8 лет. Тест-культурами являлись основные фитопатогены хлопчатника - Verticillium dahliae, Fusarium solani, Fus. oxysporum.
Исследования показали, что все изученные штаммы актиномицетов при всех методах хранения сохраняли антагонистическую активность к фитопатогенам и активно ингибировали развитие патогенов. Как видно из данных таблицы 2 и рис.1, 2, 3, зона ингибирования роста патогена достигает значительных величин - от 20 до 35 мм. Str.roseoflavus 33, Streptomyces sp. шт. 700 при всех методах хранения сохраняли способность ко всем патогенам. При хранении в глицерине (-20 оС) активность была выше (35 мм), чем исходного (метод периодического посева) к Verticillium dahliae.
Культура Streptomyces alboflavus 7 при всех способах хранения сохраняла активность ко-всем изученным патогенам. При хранении в стерильном песке активность выше, чем у исходного к Fusarium solani и F.oxysporum (30мм).
Антагонистическая активность
Полученные данные подтверждают, что для сохранения жизнеспособности и антагонистической активности культуры актиномицетов Streptomyces roseoflavus 33, Streptomyces sp. 700 с успехом могут храниться в глицерине (-20оС).
Таблица 2.
шомицетов к фитопатогенам
Актиномицеты Методы хранения
Verticillium dahliae Fusarium solani Fusarium oxysporum
Streptomyces alboflavus 7 Периодический пересев 22-30 24-20 20-22
Глицерин 30 30 25
Стерильный песок 25 30 30
Дистил. вода 20 20 25
Streptomyces roseoflavus 33 Периодический пересев 30-35 24-25 24-22
Глицерин 30 24 26
Стерильный песок 25 22 25
Дистил. вода 36 30 25
Streptomyces sp. шт. 700 Периодический пересев 22 22 25
Глицерин 35 22 28
Стерильный песок 26 30 30
Подавление роста Verticillium dahliae Подавление роста Fusarium oxysporum
Str. roseoflavus 33, Streptomyces sp. 700, Str. alboflavus 7 Рисунок 1. Антагонистическая способность стрептомицетов
Подавление роста Verticillium dahliae Подавление роста Fusarium solani
Streptomyces roseoflavus 33, Streptomyces alboflavus 7 Streptomyces alboflavus 7, Streptomyces sp. шт. 700
Рисунок 2. Антагонистическая способность актиномицетов (хранение в стерильном песке) к фитопатогенам
Fusarium oxysporum Verticillium dahliae Fusarium solani
Streptomyces alboflavus 7 Streptomyces roseoflavus SS
Рисунок 3. Антагонистическая способность актиномицетов (хранение в дистиллированной воде)
к фитопатогенам
Выявление сохранности высокой активности ак- использования в научных исследованиях, отраслях
тиномицетов - продуцентов биологически активных сельского хозяйства, промышленности, медицине и
соединений, является практически важным показате- разработках новых биодобавок, биопрепаратов.
лем для рекомендации их практического применения,
Список литературы:
1. Воронин AM. Ризосферные бактерии рода Pseudomonas, способствующие росту и развитию растений // Со-росовский образ, журн. - 199S. - Т. 35 - № Ю. - С. - 25-32.
2. Голованова Т.И., Долинская Е.В., Костицыны Ю.Н. Влияние грибов рода Trichoderma на ростовые процессы растений пшеницы //Электронный ресурс. - Исследовано в России: электрон, научн. журн. http: // zhurnal. аре. relam. ru.articles. - 2GGS. - G13. - pdf. 10 с.
3. Голованова Т.И., Долинская Е.В., Сичкарук E.A. Взаимоотношения почвенного гриба Trichoderma и яровой пшеницы // Вестник Крас TAy. - 2GG9. - Т. 7. - С. 102-1G7.
4. Голованова Т.И., Литовка ЮА., Долинская Е.В., Сичкарук E.A., Валиулина A^., Схиладзе О.Л. Взаимоотношения пшеницы с микроорганизмами прикорневой зоны растений // Вестник Крас ^У. Красноярск. -2G1G. - Т. 9. - С. 90-97
5. Кацы Е.И. Молекулярная генетика ассоциативного взаимодействия бактерий и растений: состояние и перспективы исследований. - М.: Наука - 2GG7. - S6 - с. 127
6. Berg G. Plant-microbe interactions promoting plant growth and health: perspectives for controlled use of microorganisms in agriculture // Appl. Microbiol. Biotechnol. - 2GG9. - Vol. S4. - P. 11-1S.
7. Chater K.F. Streptomyces inside-out: a new perspective on the bacteria that provide us with antibiotics. // Philos Trans R SocLond B Biol Sci. - 361 - 761-76S - 2GG6.
S. Звягинцев Д.Г., Зенова Г.М. //Экология актиномицетов. - М.: ГЕОС, - 2GG1 - 257 с.
9. Raaijmakers J.M., Vlami M., de Souza J.T. Antibiotic production by bacterial biocontrol agents. //Antonie Van Leeu-wenhoek - S1 -(1-4) - 537-547 - 2GG2.
1G. Бекмухамедова Н.К., Бахтиерова М.С. Aнтaгонистичeскaя и ростстимулирующая способность микроорганизмов, выделенных из ризосферы сельскохозяйственных растений // Труды Института микробиологии Национальной Aкaдeмии Наук Aзeрбaйджaнa. - Т.11 - № 1, Баку - 2G13. - С.408 - 413
11. Бекмухамедова Н.К., Ташпулатов Ж.Ж., Ходжибаева С.М. Aктиномицeты ризосферы хлопчатника - антагонисты грибных и бактериальных фитопатогенов. // Материалы 4 Московского Биотехнологического конгресса. - 2GG7. - с.326.
12. Золотилина Г.Д., Ходжибаева С.М., Федорова ОА. Микробное сообщество корневой системы хлопчатника при использовании комплексного микробного препарата //Труды Института микробиологии Национальной Aкaдeмии Aзeрбaйджaнa 2012. - Т.10 - №1 - C127-13G.
13. Золотилина Г.Д., Ходжибаева С.М., Федорова ОА., Ташпулатов Ж.Ж. «Штамм Bacillus licheniformis-2S4 для защиты хлопчатника от вертициллезного вилта и стимуляции роста хлопчатника // Патент № JAP G464S. -20.05.2014 г.
14. Егоров Н.С. Руководство к практическим занятиям по микробиологии - М.: Изд. МГУ - 1995. - 205с.
15. Нетрусов A.R Практикум по микробиологии под ред. - М.: «Академия» - 2GG5. - 6GGc.
16. Егоров Н.С. Основы учения об антибиотиках. - М: Изд. МГУ, 2003. - С.104.
