CC BY
74
раздел БИОЛОГИЯ
УДК 632.16.167 ББК 44.7
ВЛИЯНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА РАЗВИТИЕ И ТОКСИНООБРАЗОВАНИЕ ЕТОАМиМ СКАМШЕАВДМ, ПОРАЖАЮЩЕГО ПШЕНИЦУ
Монастырский О.А., Талипов Р.Ф.*
Изучено влияние биологически активных веществ экост, эмистим и рифтал на пораженность зерен пшеницы токсиногенными грибами и загрязнение зерна микотоксинами. Выявлено, что эти вещества способны сдерживать вегетативное развитие и токсинообразование фитопатогенных грибов. Лучшие результаты получены при использовании рифтала.
Во всех зерносеющих регионах России в последние 10 лет нарастает пораженность зерна злаковых культур токсиногенными грибами и загрязнение зерна микотоксинами, опасными для теплокровных. Это определяется отсутствием устойчивых сортов и фунгицидов, эффективно сдерживающих развитие и токсинообразование грибов как в посевах, так и при хранении зерна. Ежегодный ущерб от недобора урожая и снижения биологической полноценности и безопасности пищевого и фуражного зерна, а также посевных качеств семян, зараженных комплексом видов токсиногенных грибов, составляет около 5 млрд.руб. в год. Более 50 % из них - потери хранящегося зерна. Это обусловлено тем, что около 80 % страхового фонда семян злаковых культур, переходящих региональных и федеральных фондов пищевого и фуражного зерна, хранятся в неприспособленных помещениях. За время хранения (до 6 мес.) в таких условиях поверхностное поражение зерна токсиногенными грибами увеличивается в 35-40 раз, внутрисеменное в 3-4 раза. Токсиногенными видами и штаммами фузариев заражено до 50 % партий исследованного хранящегося зерна. Около 10 % из них содержат фузариотоксины. Мониторинг пораженности хранящегося зерна фузариозом показывает, что возрастает пораженность зерна видами и штаммами фузариев - суперпродуцентов микотоксинов. Вследствие этого, за время хранения зараженного зерна в нем может накапливаться до 10 ПДК дезоксиниваленола и до 500 ПДК зеараленона. Эти микотоксины обладают гентоксичным и сильным общетоксичным действием на организм человека, с.-х. животных и птицы [1,2].
В связи со сказанным, большое значение приобретает разработка безопасных препаратов и методов обработки хранящегося зерна, способных эффективно сдерживать развитие токсиногенных грибов и накопление микотоксинов в зерне. Важно, чтобы такие препараты были биологически эффективны против токсиногенных грибов, но не понижали всхожесть и ростовые процессы семенного зерна. Поэтому нами были исследованы защитные свойства ряда препаратов, биологическое действие которых основано на их вы-
сокой сорбционной способности и способности блокировать зоны поражения зерна (кремниевые препараты «экост»), обладающих супрессивным действием на развитие грибов (биологически активные вещества грибного происхождения - эмистимы) и апробированный в ветеринарии [3-5] синтетический препарат рифтал.
Материалы и методы исследований
Изучалось влияние биологически активных веществ (БАВ) на развитие колоний аттестованного по токсиногенности штамма Бивагшт graminearum при его культивировании на искусственной питательной среде, на степень поражения этим штаммом зерна пшеницы при искусственной инокуляции его в колбах, а также на накопление фузариотоксинов дезоксиниваленола (ДОН) и зеараленона (Ф-2) в зараженном зерне.
Использованный в опытах штамм Б.
graminearum был выделен с пораженных колосьев пшеницы сорта Скифянка, районированного в Краснодарском крае. Штамм был аттестован как высокотоксиногенный.
Зерно только этого сорта использовалось в проводимых исследованиях.
Влияние БАВ оценивалось при культивировании штамма в чашках Петри на искусственной питательной агаризованной среда Чапека. Инокулюмом в виде кусочка мицелия фузария вносили в центр чашки. Через сутки после инокуляции на поверхность среды наносили тонким слоем раствор или суспензию определенной концентрации БАВ в количестве 2 мл. Контролем служила культура гриба без внесения БАВ. Чашки культивировали в темноте в термостате при 25 0С 7 сут. Затем измеряли диаметр колонии и отмечали характер вегетативного развития мицелия.
При исследовании влияния БАВ на зерне, 250 г его увлажняли и автоклавировали. В остывшее зерно в центр колбы стерильно вносили кусочек мицелия штамма. Колбы с незараженным (контроль) и зараженным зерном культивировали в термостате в тем-
Монастырский Олег Александрович - д.б.н., профессор Всероссийской НИИ биологической защиты растений (Краснодар). Талипов Рифкат Фаатович - д.х.н., профессор, зав. кафедрой биоорганической химии БашГУ.
Вестник Башкирского университета 2003. №2.
23
ноте при 25 0С пять суток. Затем в опытные колбы вносили БАВ в количестве 20 мл и интенсивно встряхивали до равномерного распределения препарата по всей массе зерна. Колбы снова помещали в термостат. На 14-е сутки культивирования регистрировали интенсивность зарастания зерна мицелием в %, а также характер его вегетативного развития. Через 28 дней культивирования в зерне определяли содержание ДОН и Ф-2 стандартными методами [6,7].
Результаты
Влияние испытанных биологически активных веществ на рост Б. graminearum на искусственной питательной среде приведено в таблице №1.
В таблице №1 даны результаты испытаний наиболее распространенных БАВ, которые используются для сдерживания развития токсиногенных грибов. В предварительных испытаниях было обнаружено, что все испытанные вещества, кроме рифтала, в концентрации 0,1 и 0,01 % не сдерживали рост фузариум. С учетом этого, можно сделать вывод, что рифтал в концентрации 1 % и 0,1 % показал, также как и экост
3, хорошую способность ингибировать развитие фузариум. При этом, рифтал, в отличие от всех других испытанных БАВ, в концентрации 1 % и 0,1 % ингибировал развития аспергиллов. Рифтал и экост 3 не только ингибировали рост колоний, но и сильно изменяли морфологию гиф, делая их неспособными к заражению зерна. Следует отметит, что рифтал в 3 раза дешевле экост 3 и более удобен технологически для обработки хранящегося зерна.
При обработке БАВ зерна, зараженного отдельно, Fusarium graminearum, Aspergillus flavus, Mucor hiemalis или Alternaria аИета!а, было обнаружено, что экост 3 в концентрации 0,1 % не ингибировал зарастания зерна мицелием указанных видов грибов, оно было, как и в контроле - 100 %. Обработка зерна рифталом полностью ингибировала развитие аспергиллов и альтернарии, на 70 % - мукора и на 90 % фузариум.
Важно, что обработка рифталом не понижала всхожести зерна - она была, как и в контроле - 99 %.
Особый интерес представляло исследование влияния БАВ на накопление в зерне фузариотоксинов. Все испытанные БАВ, кроме рифтала, в концентрации
0,1 % не ингибировали накопление ДОН и Ф-2. Действие рифтала приведено в таблице №2.
Из данных таблицы №2 видно, что рифтал полностью ингибировал накопление зеараленона и более чем в 6 раз снижал накопление ДОН.
Обобщая все приведенные результаты исследований можно прийти к заключению, что БАВ органической и неорганической природы способны сдерживать вегетативное развитие и токсинообразование фитопатогенных токсинообразующих грибов. В высокой степени этой способностью обладает рифтал. Поэтому следует проверить его фунгицидные свойства в условиях производственного хранения зерна, при предпосевном протравливании семян и обработке посевов в критические фазы роста, когда существует наибольшая опасность заражения фузариозом, аспергиллезом и альтернариозом.
Таблица №2
Влияние рифтала на рост мицелия F. graminearum и накопление фузариотоксинов
в зе рне пшеницы
Вариант опыта Зарастание зерна мицелием, в % Накопление микотоксинов, мг/кг
ДОН Ф-2
Обработка рифталом 10 2,73 Не обнаружено
Контроль 100 18,0 4,7
Таблица №1
Влияние биологически активных веществ на рост F. graminearum
на искусственной питательной среде
№№ Наименование вещества Концентрация вещества, в % Диамето колонии гпиба. в см
1 Рифтал 1,0 0.5
2 Рифтал 0,1 3.5
3 Рифтал 0,01 8,0
4 Экост 3 1,0 0,5
3 Экост 1/6 1,0 1,6
6 Экост 1-ТМ 10,0 8,0
7 Экост В 10,0 0,5
8 Экост 1/3 10,0 2,5
9 Экост 1/6 10,0 1,0
10. Эмистим 1 1,0 3,0
11. Эмистим 2 1,0 4,5
12. Эмистим 3 1,0 2,5
13. Эмистим С 1,0 6,0
14. Зеастимулин 1,0 3,0
13. Контооль 8,0
ЛИТЕРАТУРА
1. Moнаcтыpcкий О. А. Moнитopинг токсинообразующих грибов зерновых злаков.// Агрохимия. 2001.№8. C.79-87.
2. Moнаcтыpcкий О. А. Биозащита зерновых культур от токсиногенных микроорганизмов.// Защита и карантин растений. 2003. №2. C.3-8.
3. Патент PФ №2167633/ ^особ патогенетической терапии животных. Tалипoв P^., Авдеенко B.C., Гайсин АМ., Галиахметов P.K, Вакулин И.В., Файзрахманов И.C. // Бюл. №13, 27.03.2001.
4. Патент PФ №2167634/ ^особ повышения эффективности антибиотикотерапии. Tалипoв P.Ф., Авдеенко B.C., Гайсин АМ., Галиахметов P.Н., Вакулин И.В., Файзрахманов И.C. // Бюл. №13, 27.03.2001.
3. Патент PФ №2162694/Применение тетрагидрофуранола-3 в качестве анестезирующего средства. Tалипoв P.Ф., Авдеенко B.C., Гайсин АМ., Галиахметов P.Н., Вакулин И.В., Файзрахманов И.C. // Бюл. №4, 10.02.2001.
6. Meтoдика определения дезоксиниваленола и зеараленона в зерне и зернопродуктах // Meтoды анализа чужеродных веществ в пищевых продуктах. M. 1994. C.43-33.
7. Meтoдика выполнения измерений массовой доли микотоксина в пищевых продуктах и продовольственном сырье методом тонкослойной хромотографии. C.-Петербург, Mocква. 2000. 16 с.
Поступила в редакцию 10.06.03 г.
