CC BY
8«Эколого-генетические основы современных агротехнологий». СПб, 27-29 апреля 2016 г.
181
Chapek by microorganisms from the genus Fusarium (F.oxysporum, F. verticillioides, F. equiseti, F.culmorum Sacc., M. nivale. Protein inhibitors from the seeds var. Hodgson demonstrated activity to the exoproteinases of the different microorganisms' species, which varied from 15.9 to 72.8 %. The inhibitory activity of the proteins extracted from the seeds var. Irina was 29.884.7 %. This indicates their different degree of binding in the enzyme-inhibitor complex, which is the important element that forms the protective mechanism to the different kinds of stresses in the plants. The rate of the inhibitory activity was judged by the size of the residual proteolytic activity of the microorganisms' exoproteinases (the substrate was casein Hammerstein).
УДК 632.4.01/.08
ВЛИЯНИЕ ФАКТОРОВ СРЕДЫ НА РОСТ И ОБРАЗОВАНИЕ Т-2 ТОКСИНА ГРИБОМ FUSARIUM SPOROTRICHIOIDES
К.В. Чередова1,2, А.А. Скрытник2, О.П. Гаврилова1, Т.Ю. Гагкаева1
'Всероссийский НИИ защиты растений, Санкт-Петербург, Пушкин, Россия, t.gagkaeva@mail.ru 2Санкт-Петербургский государственный технологический институт, Санкт-Петербург, Россия
В модельных экспериментах проведена оценка влияния на рост и токсинообразование штамма гриба Fusarium sporotrichioides Sherb. кислотности питательной среды и совместного культивирования со штаммом Bacillus cereus. Показано, что рост гриба не изменялся при разных значениях рН, но низкие значения кислотности среды стимулировали образование Т-2 токсина. При совместном культивировании с B. cereus вес воздушно-сухой биомассы гриба F. sporotrichioides увеличивался, однако выявлено существенное ингибирование токсинообразования гриба.
Ключевые слова: Fusarium sporotrichioides, Bacillus cereus, рН, биомасса, Т-2 токсин.
Каждый вид гриба обладает генетически детерминированной способностью образовывать спектр определенных вторичных метаболитов, в том числе микотоксинов. Множество факторов, в том числе условия среды существования организма (химические, физические, биологические), способны радикально влиять на реализацию этой функции. Провели исследования по оценке влияния кислотности питательной среды (рН) и штамма Bacillus cereus на рост и токсинообразование штамма гриба Fusarium sporotrichioides Sherb.
Штамм F. sporotrichioides выращивали методом глубинного культивирования в 50 мл среды Чапека (24 °C)
и оценивали влияние кислотности питательной среды на образование биомассы гриба. При исходных значениях рН среды 4.0, 5.5, 7.0 и 8.5 отмечали изменения этого показателя в сторону нейтральной кислотности, а через 10 суток разница между рН во всех вариантах стала несущественной и варьировала в пределах 7.77-7.83. (рис.). В то же время, биомасса гриба к 10-м суткам культивирования в вариантах с различной исходной рН среды была сходной. Выявили закономерность, что количество образуемого Т-2 токсина было выше в вариантах с низкими значениями рН и наоборот - максимальное накопление этого микотоксина отмечено при рН 4.0, а минимальное - при рН 8.5 (табл.).
Рисунок. Изменение рН среды Чапека в процессе культивирования F. sporotrichioides (50 мл среды, 10 суток)
Таблица. Изменение биомассы и количества Т-2 токсина при культивировании штамма F. sporotrichioides на среде Чапека различной рН (10 сутки)
Оцениваемый показатель pH 4.0 pH 5.5 pH 7.0 pH 8.5
Сухая биомасса, мг/мл 6.8±0.8 6.0±0.8 6.4 6.0±0.6
Т-2 токсин, нг/мл 113.44±7.48 15.51±0.65 8.97±0.08 3.43±1.12
Оценку влияния В. свгвш' на рост и токсинообразование гриба Е sporotrichioides проводили при их совместном глубинном культивировании в 50 мл среды Чапека с добавлением 0.2 % панкреатического гидролизата рыбной муки (24 °С). Выявили, что при культивировании гриба в отдельности (контроль) и в сочетании с В. сегеш исходная кислотность среды (6.8) в обоих случаях сначала уменьшалась до 4.6-6.0, а затем экспоненциально росла и выходила на плато на уровне значений 8.1-8.4. Вес воздушно-сухой биомассы гриба Е. sporotrichioides, полученной при совместном культивировании с В. сегеш, был на 66 % выше полученной в контрольном варианте. Уже на 4 сутки совместного культивирования гриба со штаммом бактерии наблюдали 100 % снижение количества Т-2 токсина в культуральной жидкости. В контроле на 4-10 сутки культивирования количество Т-2 токсина, образуемое Е.
sporotrichioides, не изменялось и варьировало в пределах 1000-1240 нг/мл.
Чем комфортнее условия для роста гриба, тем меньше у него потребность в оптимизации условий среды, в том числе за счет образования вторичных метаболитов [АМепаей: е! а1., 2013]. Таким образом, агрессивные условия среды, такие как, например, пониженная кислотность субстрата, могут приводить к многократному увеличению образуемых микотоксинов. Сопутствующая в окружающей среде микробиота может существенно влиять на процесс токсинообразования грибов. Использование биологических методов ограничения вредоносности ток-синопродуцирующих видов грибов является экологически оправданным путём получения качественного конечного продукта.
Исследование выполнено за счет гранта РНФ (проект №14-16-00114).
182
Вестник защиты растений 3(89) - 2016. Материалы международной конференции
Библиографический список (References)
Audenaert K., Vanheule A., Höfte M., Haesaert G. Deoxynivalenol: a major player in the multifaceted response of Fusarium to its environment// Toxins. 2013.
V.6. P. 1-19.
Plant Protection News, 2016, 3(89), p. 181-182
INFLUENCE OF FACTORS OF MEDIUM COMPOSITION ON THE GROWTH AND T-2 TOXIN PRODUCTION BY FUSARIUM SPOROTRICHIOIDES K.V. Cheredova1,2, A.A. Skritnik2, O.P. Gavrilova1, T.Yu. Gagkaeva1
'All-Russian Institute of Plant Protection, t.gagkaeva@mail.ru 2Saint-Petersburg State Institute of Technology
The effects of culture conditions (pH) and competitive cultivation with B. cereus on mycelial growth and metabolite ability to produce T-2 toxin of Fusarium sporotrichioides Sherb. were investigated. After 10 days of F. sporotrichioides on the liquid Czapek medium with the different initial pH values ranged from 4.0 till 8.5, the pH value of the growing medium reached 7.8. It was revealed that under the lower pH value the toxin production activity of the fungus was increase significantly, but the differences in yields of fungal biomass were not found. After submerged cultivated of F. sporotrichioides together with B. cereus for 10 days the biomass yields of fungus was increased on 66 % as compared with the control. Under these conditions the co-cultures of F. sporotrichioides with B. cereus resulted in 100 %% reduction of T-2 formation already on 4th day. The better understanding of the environmental and cropping factors and the interaction between the representatives of plant mycobiota could contribute towards reducing the potential risk of the contaminated feed to the animal health.
УДК 58.071:579.26
ВЫЯВЛЕНИЕ ЭНДОФИТНЫХ БАКТЕРИЙ ПОБЕГОВ MALUS TRANSITORIA (BATAL.) SCHNEID. IN VITRO О.А. Чурикова, А.С. Сперанская, А.А. Криницына
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия, ochurikova@yandex.ru
В побегах Malus transitoria (Batal.) Schneid. из коллекции Ботанического сада МГУ имени М.В. Ломоносова были обнаружены бактериальные сообщества, основная часть которых (95-97 %) представлена бактериями рода Paenibacillus, Methylobacterium (1 %о) и Chitinophaga (0.6 %о). Побеги культивировали в стерильных условиях с 2011 года.
Ключевые слова: эндофитная флора, Malus transitoria, культура in vitro.
Эндофитные бактерии обнаруживаются на семенах, в филлосфере и ризосфере растений и выполняют ряд важных функций. Так, они могут участвовать в защите растений от заболеваний, обусловленных различными фито-патогенами, насекомыми и нематодами, в усвоении азота и синтезе биологически активных веществ, в том числе, фитогормонов и витаминов, в защите растения-хозяина от вредного воздействия катионов тяжелых металлов и ра-дионуклеидов. Жизнедеятельность эндофитных бактерий не всегда отражается на внешнем виде и состоянии растений, однако, несомненно, влияет на развитие последних. Адаптивный потенциал растений в значительной степени определяется комплексом их взаимодействий с симбио-тическими микроорганизмами. Наличие генетически и функционально разнородного микробиоценоза позволяет растению компенсировать отсутствие многих адаптивно важных биохимических функций [Тихонович, Проворов, 2003].
Бактериальные эндофиты были и остаются предметом многочисленных исследований. В настоящее время накоплено некоторое количество информации о видовом составе эндофитной микрофлоры растений различных систематических групп, имеющих важное значение для сельского хозяйства [Rosenblueth, Martinez-Romero, 2006]. Например, в почках культурных яблонь сортов "Gala", "Golden Delicious" и "Orlovim" были обнаружены культивируемые эндофитные бактерии, относящиеся к Curtobacterium,
Pantoea и Pseudomonas, которые участвуют в формировании устойчивости к патогенным бактериями, вызывающим паршу [Miliute et al., 2016].
Роль эндофитных бактерий в культуре тканей менее изучена, однако, они представляют значительный интерес как в фундаментальном, так и в прикладном аспекте. Эндофитные бактерии, в частности, рассматриваются в качестве одного из факторов, определяющего регенера-ционную способность эксплантов наряду с генотипом и условиями культивирования in vitro [Pirttila et. al., 2008].
Целью настоящей работы являлось определение состава бактериального сообщества, развивающегося на питательной среде при культивировании побегов яблони в стерильных условиях. В нашей работе была использована яблоня переходная (Malus transitoria (Batal.) Schneid.) из коллекции Ботанического Сада МГУ имени М.В. Ломоносова на Ленинских горах, культивируемая в стерильных условиях с 2011 года. Методика микроклонального размножения яблони, включая выбор эксплантов, их предсте-рилизационную обработку, собственно стерилизацию, а также прописи состава питательных сред и условия культивирования эксплантов, подробно была описана ранее [Чурикова, Мурашев, 2015].
Развитие бактериального сообщества периодически визуально отмечалось на поверхности и в толще питательной среды в месте контакта с раневой поверхностью побега при проведении пассирования культивируемых
