CC BY
1116. Тышкевич Е.В. Ультразвуковой барьерный озонатор// Патент России. №2005141288/15. 2007. Бюл.№19.
7. Тышкевич Е.В. Озонатор//Патент России. № № 2005119892/20. 2007. Бюл.№28.
8. Тышкевич Е.В. Высокочастотный барьерный озонатор//Патент России. №2007132403/15.2009. Бюл.№11.
9. Майсурян Н.А. Практикум по растениеводству. М.: Колос, 1970.446 с.
10. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1986.351 с.
IMPACT OF OZONE AIR-FLOW ON SEED AND PHYTOSANITARY CHARACTERISTICS OF SPRING WHEAT GRAIN
T.M. MOROZOVA
Kostroma Agricultural Research Institute - branch of the Federal Potato Research Center named after A. Lorkh ul. Kukalevskogo 18, selo Minskoye, Kostromskoy rayon, Kostroma oblast, 156543, Russian Federation
Abstract. The article highlights the results of seeds pre-treatment of winter wheat Daria by the ozone-air flow. Research aims to determine appropriate characteristics of pre-sowing treatment of spring wheat with ozone, which have an impact on sowing and phytosanitary conditions of grain. The study was conducted between 2014 and 2018 on soddy podzolic light loamy soil in Kostroma region. A special device the ozonator GOBOS-01 (ГОБОС-01), developed and manufactured in Kostroma Agricultural Researched Institute, was used for seeds treatment. The ozonator keeps the specified ozone concentration and treatment time. The gas analyzer Signal-4E («Сигнал-4Э») monitors the ozone concentration. Laboratory and field trials on the basis of the Kostroma Agricultural Researched Institute study the ozone impact 1.5 mg/m3 (option Ozon-1) and of 2.8 mg/m3 (Option Ozon-2) with treatment time 20 minutes. The researchers note that seeds pre-treatment increases germination energy by 3-7%, contributes to greater yielding capacity by 0.01-0-57 t/ha or 0.6-22.7%. The richest yield shows the option Ozon-1 - 3.08 t/ha. It is 0.57 t/ha or 22.7% higher, compared to non-treatment. Ozone seeds treatment reduces wheat contamination with phytopathogens by 1.5-2.0 times. Among the options researched, the most efficient is seeds treatment with ozone 1.5 mg/m3 for a 20-minute exposure. Thus, pre-treatment with ozone is an effective measure to increase yield and improve phytosanitary stability of spring wheat.
Keywords: pre-sowing treatment with ozone, ozone-air mixture, spring wheat, ozone concentration, yield, grain quality.
Author details: T.M. Morozova, research fellow, (e-mail: [email protected]).
For citation: Morozova T.M. Impact of ozone air-flow on seed and phytosanitary characteristics of spring wheat grain // Vladimir agricolist. 2020. №4. P. 37-40. D0I:10.24411/2225-2584-2020-10143.
D0I:10.24411/2225-2584-2020-10144 УДК 579.65 : 633.72
ВЫДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ ШТАММОВ ЭНДОФИТНЫХ БАКТЕРИЙ ИЗ КОРНЕЙ РАСТЕНИЙ ЧАЙНОГО КУСТА (CAMELLIA
SINENSIS (L.) KUNTZE)
НГУЕН ВАН ЖАНГ1, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, (e-mail: [email protected]) ЛЕ ДИНЬ ТУАН1, научный исследователь ФАМ ХАНЬ ХУЕН1, научный исследователь В.В. ПЫЛЬНЕВ2, доктор биологических наук, профессор (e-mail: [email protected])
М.И. ПОПЧЕНКО2, кандидат биологических наук, доцент
1Вьетнамский национальный сельскохозяйственный университет
Чаукуй, Жалам, Ханой, Вьетнам 2Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева
ул. Тимирязевская, д. 49, г. Москва, 127550, Российская Федерация
Резюме. Микроорганизмы, присутствующие в межклеточных пространствах любых тканей растений без видимых патологических проявлений, называются эндофитными. Эндофитные микроорганизмы оказывают воздействие на рост, развитие и продуктивность растений благодаря синтезу различных фитогормонов, а также способствуют переводу нерастворимых минеральных солей в доступную для растений форму. Проведены исследования по выявлению наиболее активных по способности синтезировать индолил-3-уксусную кислоту (ИУК) и сидерофоры, а также по фосфатрастворяющей способности штаммов бактерий-эндофитов, выделенных из корней растений чайного куста (Camellia sinensis (L.) Kuntze). Растения выращены на плантациях компании TD-GOLDEN TEA VIET (Tra Hoa vang Tam Dao), расположенных в деревне Quan Ngoai, коммуне Tam Quan, районе Tam Dao, провинции Vinh Phuc, Вьетнам. 24 штамма эндофитных бактерий выделены из образцов корней
растений чайного куста на питательной среде LB с добавлением L-триптофана (RE1 - RE24). Исследованные штаммы характеризуются различной ИУК-синтезирующей активностью (от 2,84 мкг/мл до 18,31 мкг/мл). Два штамма RE3 и RE7 показывают наиболее высокую способность к синтезу ИУК - 13,73 и 18,31 мкг/мл. 5 штаммов обладают фосфатрастворяющей активностью. Фосфатрастворяющая активность штаммов изменяется от 0,71 до 2,74 мг/л. Наиболее высокая фосфатрастворяющая активность показана штаммами RE15 (2,74 мг/л), RE3 (2,64 мг/л) и RE7 (2,15 мг/л). 18 штаммов показали способность к синтезу сидерофоров. По комплексу свойств наиболее высокой активностью обладает штамм RE3, который был идентифицирован как Klebsiella pneumonia и назван Klebsiella pneumonia RE3.
Ключевые слова: чайный куст, Camellia sinensis (L.) Kuntze, ИУК, сидерофоры, фосфатрастворяющие бактерии, эндофитные бактерии.
Для цитирования: Нгуен Ван Жанг, Ле Динь Туан, Фам Хань Хуен, Пыльнев В.В., Попченко М.И. Выделение эффективных штаммов эндофитных бактерий из корней растений чайного куста (Camellia sinensis (L.) Kuntze)//Владимирский земледелец. 2020. №4. С. 40-46. DOI:10.24411/2225-2584-2020-10144.
Микроорганизмы, присутствующие в межклеточных пространствах любых тканей растений без видимых патологических проявлений, называются эндофитными [1]. Эндофитные микроорганизмы являются обитателями различных органов растений: корней, стеблей, листьев, плодов и семян [2]. Они оказывают воздействие на рост, развитие и продуктивность растений благодаря синтезу различных фитогормонов, а также способствуют переводу нерастворимых минеральных солей в доступную для растений форму [3, 4, 5]. Эндофитные микроорганизмы способствуют улучшению роста растений за счет повышения устойчивости растений к различным патогенам
[6], а также выделения антимикробных агентов [7]. Кроме того, эндофитные микроорганизмы продуцируют некоторые важные для растений вторичные метаболиты [8].
Чайный куст является одной из важнейших в мире сельскохозяйственных культур, а чай - одним из важнейших напитков. В настоящее время чай употребляется в виде ферментированного черного или темного чая, неферментированного зеленого чая, слабоферментированного зеленого или белого чая, полуферментированного и постферментированного чая. Чай играет важную роль в снабжении организма человека антиоксидантами, которые помогают предотвращать многие хронические заболевания. Он содержит полифенолы и другие метаболиты с антиканцерогенными [9], антиоксидантными [10, 11] и противосклеротическими [12] свойствами. Сообщается, что полифенолы чая эффективны в профилактике болезней Альцгеймера и Паркинсона [13], кроме того, они эффективны против ожирения у человека и животных [14].
Чайный куст также используется в качестве лекарственного растения, помогающего предотвратить появление злокачественных опухолей, диабета и снизить уровень холестерина.
До настоящего времени во Вьетнаме научно-исследовательские проекты с чайным кустом в основном были сосредоточены на изучении морфо-биологических особенностей [15], селекции [16] и размножения in vitro
[17]. Научно-исследовательские работы с эндофитными микроорганизмами чайного куста были редки.
Рост и развитие растений регулируют фитогормоны - ауксины, цитокинины, гиббереллины и др. Ауксины стимулируют развитие корневой системы, регулируют дифференцировку органов. Например, индолил-3-уксусная кислота (ИУК) оказывает влияние на клеточное деление, рост, дифференциацию и формирование корней, а также процессы вегетативного роста
[18]. Способность продуцировать фитогормоны (ауксины, цитокинины, гиббереллины) широко распространена среди бактерий. Эти вещества необходимы им как для собственного развития, так и для установления связей с растениями и почвенными микроорганизмами.
В улучшении фосфорного питания растений важную роль играет растворение труднодоступных почвенных фосфатов в процессе жизнедеятельности бактерий. Фосфор присутствует в почве в виде органических (отложения растительного, животного и микробного происхождения) и неорганических (минеральных) соединений, но только около 5% доступны растениям. Растения не усваивают фосфорорганические соединения, большая часть которых находится в почве в форме фитина (кальциево-магниевая соль инозитфосфорной кислоты), нуклеиновых кислот и фосфолипидов. Минерализацию этих соединений, с образованием доступного растениям фосфатного иона
РО43-, бактерии осуществляют с помощью ферментов -фитаз, нуклеаз, фосфатаз, фосфолипаз. Минеральные соединения фосфора (первичные минералы и нерастворимые соли фосфорной кислоты с Ca, Mn, Fe, Al) растворяются в почве под действием органических и неорганических кислот, поэтому многие ризобактерии функционируют как фосфатмобилизующие за счет простого подкисления среды, образуя органические кислоты при утилизации сахаров и выделяя СО2 в процессе дыхания.
Сидерофоры представляют собой низкомолекулярные вещества, хелатирующие ионы Fe3+, продуцируемые бактериями и грибами, обитающими в условиях дефицита железа. Благодаря сидерофорам, микроорганизмы способны поглощать железо из окружающей среды и накапливать его в своих клетках. Сидерофор-продуцирующие бактерии играют важную роль в стимуляции роста растений.
Целью настоящей работы являлся поиск штаммов бактерий-эндофитов, выделенных из корней растений чайного куста (Camellia sinensis (L.) Kuntze), которые наиболее активны по комплексу свойств: синтезу индолил-3-уксусной кислоты (ИУК), синтезу сидерофоров и фосфатрастворяющей способности.
Условия, материалы и методы. Образцы корней растений чайного куста были отобраны на плантациях компании TD-GOLDEN TEA VIET (Tra Hoa vang Tam Dao), расположенных в деревне Quan Ngoai, коммуны Tam Quan, района Tam Dao, провинции Vinh Phuc (Вьетнам). Образцы были собраны в стерильные пакеты и переданы для проведения анализов в лабораторию кафедры микробиологической биотехнологии Вьетнамского национального аграрного университета.
Для выделения штаммов бактерий-эндофитов образцы корней тщательно промывали дистиллированной водой с целью удаления поверхностного загрязнения. После промывания, образцы погружали на 5 минут в 70 % раствор этанола и на 1 минуту - в 0,1 % раствор сулемы (хлорида ртути HgCl2), а затем отмывали стерилизованной водой от стерилизующих агентов [19]. Для приготовления исходного раствора гомогената 5 г ткани образца корней гомогенизировали в 50 мл дистиллированной воды.
Полученный раствор гомогената методом последовательных серийных разведений высевали в чашки Петри с пищевым агаром LB (Лурия-Бертани). Для контроля качества поверхностной стерилизации образца 100 мкл жидкости последней промывки высевали в чашку с пищевым агаром LB. Опытные и контрольные посевы инкубировали в термостате при 30 °С в течение 48 часов. Если в контрольных чашках не появлялось ни одной колонии, то считалось, что в опытных чашках находятся бактерии-эндофиты. Из опытных чашек в процессе штриховки были выделены чистые колонии.
Концентрацию ИУК, выделенной бактериальными штаммами, определяли по методике Glickmann и Dessaux [20]. Исследуемые бактериальные штаммы выращивали
в жидкой питательной среде LB с добавлением 100 мг/л L-триптофана на качалке, при скорости ее вращения 200 об/мин. После 96 часов инкубации культуральную жидкость центрифугировали в течение 10 минут при температуре 4 °С со скоростью вращения 5500 об/мин. Затем 1 мл надосадочной жидкости энергично перемешивали с 4 мл реагента Салковского (150 мл концентрированной H2SO4; 250 мл дистиллированной H2O; 7,5 мл 0,5 М FeCl3-6H2O) и оставляли в стационарном положении на 20 мин при комнатной температуре до измерения на спектрофотометре. Поглощение определяли при длине волны 530 нм. Концентрацию ИУК в каждой пробе (варианте) определяли путем сравнения с калибровочной кривой. Калибровочную кривую для определения концентрации ИУК строили на основе содержания данного гормона в стандартных растворах. Концентрация ИУК в этих растворах составляла: 0; 10; 20; 30; 40; 50; 60; 70 и 80 мг/мл.
Определение фосфатрастворяющей активности исследованных штаммов проводили в два этапа. Сначала качественно определяли наличие фосфатрастворяющей активности по образованию зоны просветления вокруг колоний на агаре, содержащем нерастворимый фосфат. Затем осуществляли количественное определение фосфатрастворяющей активности, измеряя накопление фосфата в растворе при культивировании штаммов. Отдельные колонии выделенного штамма культивировали в колбах Erlenmeyer, содержащих 100 мл жидкой питательной среды NBRIP (National Botanical Research Institute's phosphate growth medium), в состав которой входят (г/л): глюкоза - 10; Са3(Р04)2 - 5; MgCl2-6H2O - 5; MgSO47H2O - 0,25; KCl - 0,2; (NH4)2SO4 - 0,1; агар 2 %; pH среды 7,0. Культивирование проводили при температуре 28 о± 2 оС в течение 72 часов на качалке со скоростью
вращения 180 об/мин. Среду без инокулята использовали в качестве контроля. После 72 часов культивирования, из каждой колбы брали по 20 мл среды, содержащей колонии, и осуществляли ее центрифугирование при 13000 об/мин в течение 10 мин. Полученную надосадочную жидкость использовали для определения концентрации растворимого фосфора в каждой колбе по интенсивности окраски его молибденового комплекса при длине волны 690 нм. Концентрацию PO43- определяли с помощью калибровочной кривой, построенной с использованием чистого раствора дигидрофосфата калия (KH2PO4): 0; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 и 2,5 мг Р043-/мл. При отсутствии фосфатазной активности окраска не проявлялась [21].
Качественный анализ продукции сидерофоров был проведен с использованием раствора хромазурола (Chromeazurol S medium (CAS-medium). Каждый изолят высевали на поверхность агаризованной среды CAS-medium и инкубировали при комнатной температуре в течение 1-3 суток. Секреция сидерофоров была отмечена оранжевыми зонами вокруг колоний после инкубаций [22].
Для идентификации бактериального штамма RE3 было проведено секвенирование нуклеотидной последовательности гена 16Sr RNA с применением праймера 17F(5'AGAGTTTGATCCTGGCTCAG'). ПЦР-анализ осуществляли в молекулярной лаборатории кафедры молекулярной биологии и прикладной биотехнологии Вьетнамкого национального сельскохозяйственного унииерситета. Полученную нуклеотидную
последовательность гена 16Sr RNA штамма RE3 сравнили с нуклеотидными последовательностями 16Sr RNA в GenBank.
Результаты и обсуждение. После обработки и высева образцов корней чайного куста на питательной среде LB
20,00 is /—s 5 > слл П 73 Концентрация ИУК 31
3 - £ 10,00 I—1 s Э 5,00 2 34 1 il £ 0,00 ' ® 8 5 RE1 RE2 RI О
J 3,01 3-43 3,26 5,38 5,41 6,14 3,47 H 3,37 3,52 g 3>22 3>74 2 96 3 06 1 3>44 3,30 3,32 3,42 3>09 3 16 3,20 1 1 1 I f 1 1 1 1 1 1 1 1 1
13 RE4 RE5 RE6 RE7 RES RE9 RE10RE11RE12RE13RE14RE15RE16RE17RE18RE19RE20RE21RE22RE23RE24 Эндофктные бактериальные штаммы
Рис. 1. Концентрация ИУК, синтезированной штаммами бактерий-эндофитов
сформировались различные по морфологии колонии. В результате ряда штрихований посевов, были получены 24 чистых штамма, которые обозначили RE1 - RE24. Было проведено исследование УИК-продуцирующей способности полученных штаммов. Результаты исследований показаны на рисунке 1. Видно, что все исследованные бактериальные штаммы способны к биосинтезу ИУК. Концентрация ИУК, синтезируемой каждым штаммом, различна и колеблется от 2,84 мкг/мл до 18,31 мкг/мл. Из 24 штаммов, два штамма RE3 и RE7 показали наиболее высокую способность к синтезу ИУК - 13,73 и 18,31 мкг/мл соответственно. Данные по концентрации ИУК, продуцируемой бактериальными штаммам в средах с добавлением L-триптофана, в нашей работе согласуются с результатами, представленными другими исследователями. Vendan с соавторами показали, что эндофиты, выделенные из женьшеня, синтезируют ИУК с концентрацией от 0,31 до 13,93 мкг/мл [23]. Нгуен Ван Жанг с соавторами выделили из ризосферы чилийского перца 5 штаммов со способностью синтезировать ИУК от 9,92 до 31,06 мкг/мл [24].
В работе Borah с соавторами 42 штамма бактерий-эндофитов, выделенных из чайного куста, продуцировали ИУК на питательной среде с добавлением триптофана. Концентрация ИУК изменялась от 6,6 ± 0,1 до 13,5 ± 0,5 мкг/мл. В том числе бактериальный штамм S24 продуцировал наиболее высокую концентрацию ИУК (13,5 ± 0,5 мкг/мл) [25]. Yan с соавторами сообщает, что из растений чайного куста сортов Zijuan и Yunkang-10, выращиваемых в провинции Юньнань (Китай), были выделены 16 штаммов Herbaspirillum sp., способных к ИУК биосинтезу [26]. Бактериальные штаммы, выделенные из гороха и сахарного тростника, синтезировали соответственно 0,86-16,16 и 4,8-9,0 мкг/мл ИУК [27, 28]. Nath с соавторами выделили 18 штаммов эндофитных бактерий из корней чайного куста. Все штаммы продуцировали ИУК, из них 4 штамма продуцировали наиболее высокую концентрацию ИУК: ER7 (10,45 мкг/мл), ER14 (11,80 мкг/мл), ER15 (11,40 мкг/мл) и ER17 (16,22 мкг/мл) [29]. Из 47 образцов тканей чайного куста с 7 чайных плантаций провинции Фуцзянь (Китай) Wenna Shan с соавторами выделили Microbacterium testaceum XY051, синтезировавший ИУК с наиболее высокой концентрацией (43,1 мкг/мл), которому уступали Piscicoccus intestinalis XY145 (18,7 мкг/мл) и Streptomyces levis XY006 (12,7 мкг/мл) [30].
Таким образом, из результатов наших экспериментов и экспериментов других исследователей по ИУК-продуцирующей способности эндофитов можно сделать вывод, что количество ИУК, выделяемой микробными изолятами, сильно различается у разных видов и штаммов, а также зависит от свойств субстрата.
В результате эксперимента на агарной среде NBRIP только 5 штаммов (RE3, RE12, RE15, RE17 RE19) показали способность растворять труднодоступные фосфатные
Рис. 2. Фосфатрастворающая способность штаммов бактерий-эндофитов на агарной среде NBRIP
Концентрация Р043 (мг/л)
3.5
С*
h 3
- 2.5
-Г ~
0 2
Он
и 1.5
§ 1
и 0.5 s
1 °
О RE3 RE 12 RE15 RE17 RZ1Í» _Эндофитные бактериальные штаммы_
Рис. 3. Концентрация РО43- (мг/л) растворенных
штаммами бактерий-эндофитов
соединения (рис. 2). Они были отобраны для определения концентрации растворимого фосфата в растворе NBRIP.
Фосфатрастворяющая активность штаммов изменялась от 0,71 до 2,74 мг/л (рис. 3). Наиболее высокую фосфатрастворяющую активность показал штамм RE15 (2,74 мг/л), за которым следуют штаммы RE3 (2,64 мг/л) и RE7 (2,15 мг/л). Эти результаты согласуются с данными других исследователей, которые изучали полезные свойства штаммов эндофитных бактерий чайного куста.
Так из чайных кустов на плантациях штата Ассам (Индия) Nath с соавторами выделили штаммы некоторых фосфатрастворяющих грибов и 5 штаммов эндофитных
бактерий способных мобилизовать труднорастворимые фосфатные соединения [31, 32]. Из корней куркумы Tran Thj Tuyet и Nguyen Vän Giang получили 6 штаммов эндофитных бактерий, способных растворять труднодоступные фосфатные соединения [33]. Borah с соавторами сообщили, что Bacillus, Brevibacterium, Paenibacillus, Lysinibacillus, выделенные из растений чайного куста, способствуют растворению труднодоступных растениям фосфатных соединений [25]. Несколько штаммов эндофитных бактерий, выделенных из растений сортов Zijuan и Yunkang-10, также показали фосфатрастворяющую способность [26].
Для скрининига сидерофор-продуцирующих штаммов бактерий-эндофитов, все исследованные штаммы высевали на среде с использованием раствора хромазурола (CAS-medium). Исследования показали, что 18 из 24 штаммов бактерий образовали оранжевые зоны просветления агара вокруг колоний (рис. 4). Ранее Nath Ratul с соавторами выделили 18 штаммов бактерий-эндофитов из корней чайного куста, из которых только 7 штаммов были продуцентами сидерофоров [29]. Нгуен Ван Жанг с соавторами выделили из ризосферы чилийского перца 5 бактериальных штаммов со способностью синтезировать
сидерофоры [24]. В опытах Yan с соавторами с изолятами Herbaspirillum из чайных кустов сортов Zijuan и Yunkang-10, выращиваемых в провинции Юньнань (Китай), только 8 синтезировали сидерофоры [26]. Tran Thj Tuyet и Nguyen Van Giang получили 9 штаммов эндофитных бактерий их корней куркумы [33].
Из всех выделенных штаммов, только штамм RE3 обладает высокой комплексной способностью синтезировать ИУК и сидерофоры, а также обладает фосфатрастворяющей способностью. Этот штамм был отправлен в молекулярную лабораторию кафедры молекулярной биологии и прикладной биотехнологии Вьетнамского национального сельскохозяйственного университета для секвенирования его нуклеотидной последовательности гена 16Sr RNA и последующей видовой идентификации по этому признаку. После сравнения нуклеотидной последовательности гена 16Sr RNA штамма RE3 с нуклеотидной последовательностью гена 16Sr RNA бактерий в генбанке с использованием програмы BLAST (https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast. cgi?PROGRAM=blastn&PAGE_TYPE=BlastSearch&LINK_ LOC=blasthome) был получен результат филогенетического анализа, представленный на рисунке 5. Нуклеотидная последовательность гена 16Sr RNA штамма RE3 показывает самое близкое положение к штамму Klebsiella pneumonia FDAARGOS_447 с процентом сходства 99%. На этом основании штамм RE3 будет назван Klebsiella pneumonia_ RE3.
Выводы. В результате проведенных исследований было уставлено, что выделенные из корней растений чайного куста (Camellia sinensis (L.) Kuntze) штаммы эндофитных бактерий (RE1 - RE24) эффективно ситезируют ИУК, концентрация которой колеблется от 2,84 мкг/мл до 18,31 мкг/мл. 5 штаммов показывают фосфатрастворяющую активность. Сидерофор-синтезирующей способностью обладают 18 штаммов эндофитных бактерий. Штамм RE3, являющийся наиболее активным по комплексу свойств, был идентифицирован как Klebsiella pneumonia и назван Klebsiella pneumonia_RE3.
Рис. 4. Оценка сидерофор-продуцирующей способности отобранных штаммов бактерий-эндофитов
№ 4 (94) 2020
Рис. 5. Филогенетический анализ 16Sr RNA штамма RE3
ß/iaüuMipckiü ЗемлеШвд
Литература.
1. Saikkonen K., Helander M., Faeth S.H. Fungal endophytes: hitchhikers of the green world // Plant microbiology / M. Gillings, A. Holmes (eds.). Oxford: BIOS Scientific Publishers. 2004. P. 77-95.
2. Bhavdish N.J. Endophytes to the rescue of plants // Current Science. 2006. Vol. 90. P. 1315-1316.
3. Bai Y., Zhou X., Smith D.L. Enhanced soybean plant growth resulting from co-inoculation of Bacillus strains with Bredyrhizobium japonicum // Crop science. 2003. Vol. 43. P. 1774-1781.
4. Bottini R., Cassan F.D., Piccoli P. Gibberellin production by bacteria and it's involvement in plant growth promotion and yield increase // Applied Microbiology and Biotechnology. 2004. Vol. 65. P. 497-503.
5. Castro-Sowinski S., Herschkovitz Y., Okon Y., Jurkevitch E. Effects of inoculation with plant growth-promoting rhizobacteria on resident rhizosphere microorganisms // Microbio Letters. 2007. Vol. 276(1). P. 1-11.
6. Arnold A.E., Meffa L.C., Kyollo D., Rojas E.I., MaynardZ., Robbins N., Herre E.A. Fungal endophytes limit pathogen damage in tropical tree // Proceeding of National Academy. Science, USA. 2003. Vol. 100. P. 15649-15654.
7. Ezra D., Hess W.M., Strobel G.A. New endophytic isolates of Muscodor albus, a volatile-antibiotic-producing fungus // Microbiology. 2004. Vol. 150. P. 4023-4031.
8. Taechowisan T., Lu C., Shen Y., Lumyong S. Secondary metabolites from endophytic Streptomyces aureofaciens CMUAc130 and their antifungal activity// Microbiology. 2005. Vol. 151. P. 1691-1695.
9. Zhang G., Wang Y., Zhang Y., Wan X., Li J., Liu K., Wang F., Liu K., Liu Q., Yang C., Yu P., Huang Y., Wang S., Jiang P., Qu Z., Luan J., Duan H., Zhang L., Hou A., Jin S., Hsieh T.-C., Wu E. Anti-cancer activities of tea epigallocatechin-3-gallate in breast cancer patients under radiotherapy // Current Molecular Medicine. 2012. Vol. 12. P. 163-176.
10. Mahejabeen F., Syed I.R. Anti oxidative effect of black tea theaflavin on erythrocytes subjected to oxidative stress // National Academy Science Letters. 2015. Vol. 38(1). P. 25-28.
11. RietveldA., Wiseman S. Antioxidant effects of tea: evidence from human clinical trials// Journal of Nutrition. 2003. Vol. 133. P. 3285-3292.
12. Lee W., Min W.-K., Chun S., Lee Y.-W., Park H., Lee D.H., Lee Y.K., Son J.E. Long-term effects of green tea ingestion on atherosclerotic biological markers in smokers // Clinical Biochemistry. 2005. Vol. 38(1). P. 84-87.
13. Mandel S.A., Amit T., Weinreb O., Reznichenko L., Youdim M.B.H. Simultaneous manipulation of multiple brain targets by green tea catechins: a potential neuroprotective strategy for Alzheimer and Parkinson Diseases //CNS neuroscience and therapeutics. 2008. Vol. 14(4). P. 352-365.
14. Zhong L., Furne J.K., Levitt M.D. An extract of black, green, and mulberry teas causes malabsorption of carbohydrate but not of triacylglycerol in healthy volunteers // The American journal of clinic nutrition. 2006. Vol. 84(3). P. 551-555.
15. Pham Van Hoang, Nguyen Van Viet, Tran Viet Ha. Nham giong tra hoa vang Tam Dao bang phwang phap giam hom // Tap chi Nong nghiep va PTNT. 2016. Vol. 11. P. 95-105.
16. Orel G., Curry A.S. Preliminary morphological assessment of six new, yellowflowering Camellia (Theaceae) species from Viet Nam // International Camellia Journal. 2013. Vol. 45. P. 83-87.
17. Nguyen Thi Huang, Nguyen Van Viet. Nhan giong cay tra hoa vang Tam Dao bang ky thuat in vitro// Tap chi khoa hoc va cong nghe so. 2017. Vol. 4. P. 17-22.
18. Glick B.R. Plant growth-promoting bacteria: mechanisms and applications //Scientifica. 2012. Vol. 2012 (5). 15 p.
19. Bandara W.M.M.S., Seneviratne G., Kulasooriya S.A. Interactions among endophytic bacteria and fungi: effects and potentials //Journal of Bioscience. 2006. Vol. 31. P. 645-650.
20. Glickmann E., Dessaux Y. A critical examination of the specificity of the salkowski reagent for indolic compounds produced by phytopathogenic bacteria //Applied and environmental microbiology. 1995. Vol. 61. P. 793-796.
21. Maiti S.K. Water and waste water analysis / Handbook of methods in environmental studies. Vol. 1. 2004. Jaipur: ABD Publishers. 321 p.
22. Schwyn B., Neilands J.B. Universal chemical assay for the detection and determination of siderophores // Analytical Biochemistry. 1987. Vol. 160(1). P. 47-56.
23. Vendan R.T., Yu Y.J., Lee S.H., Rhee Y.H. Diversity of endophytic bacteria in ginseng and their potential for plant growth promotion //Journal of microbiology. 2010. Vol. 48(5). P. 559-565.
24. Нгуен Ван Жанг, Дао Тьи Оань, Нгуен Тхань Хай, Калашникова Е.А. Характеристика бактерий-антагонистов выделенных из ризосферы растений перца //Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета имени П.А. Костычева. 2019. № 3(43). С. 28-35.
25. Borah A.R., Das R., Mazumdar R., Thakur D. Culturable endophytic bacteria of Camellia species endowed with plant growth promoting characteristics //Journal of Applied Microbiology. 2019. Vol. 127(3). P. 825-844.
26. Yan X., Wang Z., Mei Y., Wang L., Wang X., Xu Q., Peng S., Zhou Y., Wei C. Isolation, diversity, and growth-promoting activities of endophytic bacteria from tea cultivars of Zijuan and Yunkang-10 // Frontiers in microbiology. 2018. 9:1848.
27. Chauhan H., Bagyaraj D.J., Sharma A. Plant growth-promoting bacterial endophytes from sugarcane and their potential in promoting growth of the host under field conditions // Experimental Agriculture. 2013. Vol. 49. P. 43-52.
28. Tariq M., Hameed S., Yasmeen T., Zahid M., Zafar M. Molecular characterization and identification of plant growth promoting endophytic bacteria isolated from the root nodules of pea (Pisum sativum L.) // World journal of microbiology and biotechnology. 2014. Vol. 30. P. 719-725.
29. Nath R., Sharma G.D., Barooah M. Screening of endophytic bacterial isolates of tea (Camellia sinensis L.) roots for their multiple plant growth promoting activities //International Journal of Agriculture, Environment and Biotechnology. 2013. Vol. 6. P. 211-215.
30. Shan W., Zhou Y., Liu H., Yu X. Endophytic actinomycetes from Tea Plants (Camellia sinensis): isolation, abundance, antimicrobial and plant-growth-promoting activities//BioMed research international. 2018. Vol. 2018.12 p.
31. Nath R., Sharma G.D., Barooah M. Plant growth promoting endophyticfungi isolated from tea shrubs//Applied ecology andenvironmental research. 2015. Vol. 13(3). P. 877-891.
32. Nath R., Sharma G.D., Barooah M. (2012). Efficiency of tricalcium phosphate solubilization by two different endophytic Penicillium sp. isolated from tea (Camellia sinensis L.) // European Journal of Experimental Biology. 2012. Vol. 2(4). P. 1354-1358.
33. Tran Thi Tuyet, Nguyen Van Giang. Phan lap va danh gia mot so dac diem sinh hoc chung vi khuan noi sinh tu' re cay nghe (Curcuma longa L.) // Tap chi Khoa hoc Cong nghe Nong nghiep Viet Nam - So. 2017. Vol. 9(82). P. 76-81.
CULTIVATION OF EFFICIENT STRAIN OF ENDOPHYTIC BACTERIA FROM TEA BUSH ROOTS (CAMELLIA SINENSIS (L.) KUNTZE)
NGUYEN VAN GIANG1, LE DINH TUAN1, PHAM KHANH HUYEN1, V.V. PYLNEV2, M.I. POPCHENKO2
Vietnam National University of Agriculture, Trau Quy, Gia Lam, Ha Noi, Viet Nam
2Russian State Agrarian University - Timiryazev Moscow Agricultural Academy, ul. Timiryazevskaya 49, Moscow, 127550, Russian Federation
Владишрскш ЗемлеШеЩ)
№ 4 (94) 2020
Abstract. Microorganisms present in the intercellular space of any plant without visible pathological features are called endophytic. Endophytic microorganisms boost growth, development and yielding capacity of a plant through the synthesis of various phytohormones as well as transform insoluble mineral salt in available form. Research aims to identify the most active microorganisms to synthesize indole acetic acid (IAA) and siderophores, as well as phosphate dissolving ability of strain endophytic bacteria from tea bush roots (Camellia sinensis (L.) Kuntze) Plants are grown on TD-GOLDEN TEA VIET (Tra Hoa vang Tam Dao) plantations located in Quan Ngoai village, Tam Quan commune, Tam Dao district, Vinh Phuc province, Vietnam. 24 strains of endophytic bacteria are secured from samples of tea bush roots on LB nutrient medium with L-tryptophan (RE1-RE24). The strains researched have various lAA-synthesizing activity (from 2.84 mcg/ml to 18.31 mcg/ml). Two strains RE3 and RE7 show the highest ability to synthesize IAA 13.73 and 18.31 mkg/ml. Five strains have phosphate dissolving activity. It varies between 0.71 and 2.74 mg/l. The highest phosphate dissolving ability is noted by strains RE15 (2.74 mg/l), RE3 (2.64 mg/l) and RE7 (2.15 mg/l). 18 strains are capable to synthesize siderophores. When it comes to properties, the most active is RE3, identified as Klebsiella pneumonia and named Klebsiella pneumonia_ RE3.
Keywords: tea bush, Camellia sinensis (L.) Kuntze, siderophores, phosphate dissolving bacteria, endophytic bacteria. Author details: Nguyen Van Zhang, Candidate of Sciences (agriculture), docent, (e-mail:nvgiang@vnua,edu.vn); Le Dinh Tuan, scientific researcher; Pham Khanh Huyen, scientific researcher; V.V. Pylnev, Doctor of Sciences (biology), professor, (e-mail: [email protected]); M.I. Popchenko, Candidate of Sciences (biology), docent.
For citation: Nguyen Van Zhang, Le Dinh Tuan, Pham Khanh Huyen, Pylnev V.V., Popchenko M.I. Cultivation of efficient strain of endophytic bacteria from tea bush roots (Camellia sinensis (L.) Kuntze) // Vladimir agricolist. 2020. №4. P. 40-46. DOI:10.24411/2225-2584-2020-10144.
DOI:10.24411/2225-2584-2020-10145 УДК 632.4 / 632.91
МОНИТОРИНГ ФИТОСАНИТАРНОГО СОСТОЯНИЯ АГРОЦЕНОЗОВ
В УСЛОВИЯХ РЯЗАНСКОЙ ОБЛАСТИ
А.А. СОКОЛОВ1, кандидат сельскохозяйственных наук, старший преподаватель (e-mail: falcon-agro@ mail.ru)
Е.И. ЛУПОВА1, кандидат биологических наук, доцент М.А. МАЗИРОВ2, доктор биологических наук, профессор
Д.В. ВИНОГРАДОВ1, доктор биологических наук, профессор
1Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева
ул. Костычева, д. 1, г. Рязань, 390044, Российская Федерация
2Владимирский государственный университет им. А.Г. Столетова и Н.Г. Столетова
ул. Горького, д. 87, г. Владимир, 600017, Российская Федерация
Резюме. Целью исследований было провести мониторинг фитосанитарного состояния агроценозов сельскохозяйственных культур в почвенно-климатических условиях Рязанской области. Исследования проводили в 20152019 гг. на полях агротехнологической опытной станции Рязанского государственного агротехнологического университета, а так же на полях сельскохозяйственных предприятий Рязанской области. Заболевание корневыми гнилями в большей степени проявлялось в посевах ячменя, что свидетельствует о большей восприимчивости растений ячменя к возбудителям корневых гнилей в сравнении с озимой пшеницей. При определении состава возбудителей корневых гнилей в 74% случаев обнаруживались грибки рода Helminthosporium., представители рода Fusarium - 9%. Имелись пробы со смешанной инфекцией в объеме 17 %. Пятнистости листьев довольно сильное развитие получили во 2-ом и 3-ем ярусах, в среднем 5,8% в фазу колошения и 14,6% в период молочной спелости зерна. На картофеле наиболее часто встречаются фитофтороз, ризоктониоз, обыкновенная и серебристая парша. В зависимости от условий вегетационного периода, типов и гранулометрического состава почвы вредоносность этих заболеваний колебалась от 5-10% в обычные годы и до 40-70% в годы развития эпифитотий. В посадках картофеля наблюдали развитие
колорадского жука. На посевах масличных культур опасные вредители: крестоцветные блошки, капустная моль, рапсовый цветоед. Наиболее распространёнными и опасными болезнями оказались альтернариоз и фузариоз. В связи с ранним развитием и высокой вредоносностью крестоцветных блошек повышается актуальность применения в технологии производства семян рапса инсектицидных протравителей, таких как Круйзер Рапс, КС и Модесто, КС, использование которых позволило снизить численность крестоцветных блошек в 2,5 раз относительно контроля.
Ключевые слова: мониторинг, Рязанская область, ячмень яровой, озимая пшеница, картофель, масличные капустные культуры, лен масличный, болезни растений, насекомые вредители.
Для цитирования: Соколов А.А., Лупова Е.И., Мазиров М.А., Виноградов Д.В. Мониторинг фитосанитарного состояния агроценозов в условиях Рязанской области // Владимирский земледелец. 2020. №4. С. 46-52. DOI:10.24411/2225-2584-2020-10145.
Перед сельхозпроизводителями Рязанской области и Российской Федерации стоят задачи по удовлетворению потребностей населения в высококачественной сельскохозяйственной продукции, увеличению продуктивности и стабилизации урожайности зерновых, картофеля, масличных и ряда других культур, и обеспечения, тем самым, продовольственной безопасности региона и страны в целом [1, 2].
В решении этих задач важную роль играет интегрированная защита растений от вредных организмов. Вопреки высокой эффективности защитных мероприятий по борьбе с вредными объектами в агробиоценозах, потери урожая все еще остаются на большом уровне [3, 4]. Такая ситуация объясняется тем, что методы защиты растений применяют либо несвоевременно, когда в посевах и насаждениях происходит широкое развитие и распространение вредителей и опасных заболеваний, либо неправильно, когда применяемые пестициды
