CC BY
249
УДК 633.16:577.18.01
Н.Е. Павловская, доктор биологических наук Е.В. Костромичева, Е.С. Кулешова, аспиранты И.В. Г орькова, И.Н. Г агарина, кандидаты сельскохозяйственных наук ФГБОУ ВПО Орёл ГАУ
ЯЧМЕНЬ - ИСТ ОЧНИК АНТИБИ О ТИК О В
Ячмень отличается повышенным содержанием антивирусных и антибактериальных веществ, таких как лизин и гордецин. В связи с этим ячменные отвары и настои являются популярным средством народной медицины для лечения грибковых и воспалительных заболеваний кожи, ЖКГ и органов дыхания. Зерна ячменя служат сырьем для производства бактерицидных и противовирусных фармацевтических препаратов. Антибиотики нашли широкое применение не только в медицине для борьбы со многими инфекционными болезнями, но и в немедицинских целях. Они применяются в следующих отраслях народного хозяйства: в ветеринарии, для увеличения производства продуктов животноводства. Из зерен ячменя выделен антибиотик гордецин. Генотипы ячменя полиморфны по содержанию гордицина в карбонатной и нейтральной фракциях. Прослеживается тенденция прямо зависимости между усто чивостью ячменя к ржавчине, мучнистой росе и гельминтоспореоз и содержанием гордецина. Плесень, выросшая на корнях ячменя относится к грибам рода Streptomyces, являющегося продуцентом антибиотиков стрептомицина и тетрациклина. Выявлен только тетрациклин и грамицидин C, продуцентом которого является споровая палочка Bacillus brevis.
Ключевые слова: ячмень, антибиотики, гордецин,
тетрациклин, грамицидин С, устойчивость, ржавчина, мучнистая роса, гельминтоспореоз, Streptomyces, Bacillus brevis.
Ячмень принадлежит к роду Hordeum, объединяющему около 40 видов. Ячмень - культура кормовая, продовольственная и техническая. Для целей пищевой, легкой промышленности и медицины используется около 30 % производимого ячменя. Его &ерно обладает высокими кормовыми качествами, широко исполь&уется как концентрированный корм, для изготовления заменителей кофе, перловой и ячневой крупы, содержащей больше крахмала и белка, чем овсяная и гречневая, а по вкусовым качествам уступающая только гречневой и рисовой, особенно широко исполь&уется в пивоваренном производстве (http://birds.net.ua/page/zernovye-korma/).
Ячмень отличается повышенным содержанием антивирусных и антибактериальных веществ, таких как лизин и гордецин. В связи с этим ячменные отвары и настои являются популярным средством народной медицины для лечения грибковых и воспалительных заболеваний кожи, ЖКТ и органов дыхания. Зерна ячменя служат сырьем для прои&водства бактерицидных и противовирусных фармацевтических препаратов (Ежов и др., 1967).
На Руси пророщенные зерна злака являлись основным сырьем для и&готовления кваса, пива, ячменного уксуса. Как установили антропологи и медицинские химики из Университета Эмори (Джорджия, США), проводившие химический анализ останков, у жителей современного Судана, живших 2 тысячи лет на&ад, в костях обнаружен антибиотик
Barley contain high antiviral and antibacterial agents such as lysine and gordetsin. In this regard, barley broths and infusions are a popular means of traditional medicine to treat fungal and inflammatory skin diseases, gastrointestinal and respiratory system. Barley grains used as raw materials for the production of bactericidal and antiviral pharmaceuticals.
Antibiotics are widely used not only in medicine to fight many infectious diseases, but also in non-medical purposes. They are used in the following sectors of the economy: veterinary medicine, to increase production of livestock products.
Of barley isolated antibiotic gordetsin. Barley genotypes are polymorphic in content gorditsina in carbonate and neutral fractions. There is a tendency direct relationship between the resistance of barley to rust, mildew and gelmintosporeozu and content gordetsina. Mold growing on roots of barley belongs to the fungi of the genus Streptomyces, is a producer of antibiotics streptomycin and tetracycline. Identified only tetracycline and gramicidin C, which is the producer of the spore bacillus Bacillus brevis.
Key words: barley, antibiotics, gordetsin, tetracycline,
gramicidin С, stability, rust, mildew, gelmintosporeoz, Streptomyces, Bacillus brevis..
тетрациклин, входивший, видимо, в состав пива (American Journal of Physical Anthropology http://www.pefop.ru/go.php?istok=www.gazeta.ru/scienc e/2010/09/04_a_3415391.shtml). Однако первый
современный тетрациклин был выделен только в 1948 году. В настоящее время число известных антибиотиков приближается к 2000, но в клинической практике исполь&уется всего около 50.
Антибиотики нашли широкое применение не только в медицине для борьбы со многими инфекционными боле&нями, но и в немедицинских целях. Они применяются в следующих отраслях народного хо&яйства: в ветеринарии, для увеличения производства продуктов животноводства; в растениеводстве в качестве активных средств борьбы и профилактики бактериальных и грибковых &аболеваний растений; в пищевой промышленности при консервировании ра&личных пищевых продуктов; при выделении чистых культур отдельных патогенных микрооргани&мов, культивировании вирусов; генетических исследованиях и др. (Навашин, Фомина, 1974; Finland M., 1974, v. 15, № 1. Ваксманом, 1945; Стейниер Р., Эдельберг Э., Ингрэм Дж. 1979; Н. А. Красильников, 1958).
Ячмень подвержен ра&личным &аболеваниям, и& которых широко распространены: пыльная и черная головни, темно-бурая, полосатая и сетчатая пятнистости, фу&арио&, ринхоспорио&, септорио& и другие боле&ни.
Повсеместное использование химических средств защиты от патогенов сдерживается недостатком эффективных препаратов, а также негативным их воздействием на человека и окружающую среду. Наиболее дешевый и радикальный путь борьбы с болезнями ячменя - создание и внедрение в прои&водство устойчивых сортов и поиск биологических мер, повышающих устойчивость.
В связи с этим целью данной работы является и&учение свя&и устойчивости к боле&ням ра&личных генотипов ячменя, любе&но предоставленных заведующим лабораторией ГНУ ВНИИЗБК к.с.-х.н. Сидоренко В. С., с накоплением в семенах гордецина и выявление антибиотических веществ в плесени, поражающей корневую систему ячменя при проращивании.
В задачи исследования входило:
- установить содержание гордецина в генотипах ячменя: Волгодон, №546, Нудум-1, Ураган, Эректум-
1, Фараон, Атаман, Медикум, отличающихся между собой комплексной устойчивостью к болезням;
-выявить наличие антибиотиков в плесени корневой системы проростков ячменя сорта Скарлет.
Материалы и методы
Для выделения гордецина использовали пропись методики Новотельнова и Ежова (1969) и вносили различные модификации. Брали 20 г ячменной муки. Заливали 30 мл. диэтилового эфира и 10 мл. 3% соляной кислоты. Экстракт настаивали 2 суток. Затем вытяжку фильтровали. К фильтрату добавляли 1,5 мл. 5% карбоната натрия. Разделяя экстракт на водную и эфирную части. К водной части добавляли 3 мл. 3% соляной кислоты и оставляли на 2 часа. После этого приливали 5 мл. диэтилового эфира, настаивали 5 часов. Затем эфир испаряли, оставшееся вещество -карбонатная фракция - в&вешивали. И& оставшейся, после ра&деления общей вытяжки, эфирной части испаряли растворитель. Оставшееся вещество -нейтральная фракция - в&вешивали.
С целью получения корневых плесеней и выявления антибиотиков семена ячменя сорта Скарлет выращивали на фильтровальной бумаге в фитокамере в контролируемых условиях в течение 10 дней. Открытие антибиотиков проводили по Добрыниной и Свешниковой (1967). Для извлечения антибиотиков мицелий, выросший на проростках ячменя вместе с корешками экстрагировали 0,1 М растворами KCl; NaHCO3 и водой в соотношении 1:2 в течение 30 минут на встряхивателе (200 об/мин), &атем отфильтровывали чере& 2 слоя марли.
Пенициллин выявляли с помощью гидроксиламина. К 5 каплям 0,5% раствора продажного пенициллина добавляют 2 капли 5%-ного раствора гидроксиламина и смесь нагревают до кипения. После охлаждения прибавляют 1 каплю 5%-го раствора хлорного железа. Жидкость приобретает розовую или красную окраску.
Грамицидин С выявляли путем выпадения желтого кристаллического осадка пикрата грамицидина. К 2 каплям раствора грамицидина прибавляли 2 капли 10% -го раствора пикриновой кислоты.
Стрептомицин открывали мальтольной реакцией. К 3 каплям 1%-го водного раствора стрептомицина добавляли 1 каплю 10%-го раствора NaOH и смесь кипятили на огне 5-10 секунд. После нейтрализации 2 каплями 10%-го раствора HCl к жидкости добавляли 1-2 капли раствора FeCl3. Появляется краснофиолетовое окрашивание.
Тетрациклины выявляются реакцией на террамицин хлорного железа. К 5 каплям 0,5% -го раствора террамицина добавляют 1 каплю 5%-го спиртового раствора хлорного железа - появляется коричневая окраска.
Результаты и их обсуждение
На рисунке 1 представлены фракции гордецина, выделенные из семян ячменя.
Гордецин - это маслянистая жидкость желтого и светло коричневого цвета, имеющая специфический запах меда и ржаного хлеба.
Рисунок 1 - Фракции гордецина, выделенные из семян ячменя
В таблице 1 показаны результаты определения гордецина, выделившегося из семян разных генотипов ячменя. Установлено, что все сорта ячменя различаются по содержанию гордецина, однако общее количество составляет от 0,089 (у линии №546) до
0,3206 г (у Нудум-1) из 20 г муки, т.е. 0,45-1,6%. У остальных генотипов ячменя содержание гордецина составляет: от 0,0956 (Фараон) до 0,1936 г (Волгодон). При этом количество гордецина зависит от растворителя. Так для генотипов №1519, №546, Нудум -1,Ураган, Эректум-1, Атаман нейтральная фракция оказалась предпочтильнее карбонатной, а для генотипов Фараон и Медикум лучшей по количеству выделившегося гордецина была карбонатная фракция.
Таблица 1 - Количество выделившегося гордецина из 20 г. ячменной муки
Генотип ячменя Количество вещества, г
карбонатная фракция нейтральная фракция общее количество двух фракций
Волгодон 0,0344 0,1592 0,1936
№546 0,0281 0,0609 0,089
Нудум-1 0,0651 0,2555 0,3206
Ураган 0,0345 0,0639 0,0984
Эректум-1 0,0242 0,0932 0,1174
Фараон 0,0522 0,0434 0,0956
Атаман 0,0507 0,0519 0,1026
Медикум 0,0883 0,0562 0,1445
Проведенный анализ устойчивости генотипов ячменя к возбудителям болезней (табл. 2) показал, что данные генотипы не поражаются ринхоспориозом, пыльной головней и корневыми гнилями. К ржавчине, мучнистой росе и гельминтоспориозу относительно устойчивы Нудум, Атаман и Эректум, у которых содержание гордецина от 0,1026 до 0, 3206 г. Исключением является новый сорт Волгодон с высоким содержанием гордецин а (0,1936 г), но больше других поражаемый мучнистой росой и гельми тоспориозом. Все осталь ые ге отипы
сред еустойчивы и имеют евысокий урове ь гордецина (0,089-0,0984 г). Таким образом, прослеживается те де ция взаимосвязи содержа ия гордеци а с устойчивостью ячме я к да ым заболеваниям.
Таблица 2 - Болезн и ячменя (максимальн о 5 баллов)
Сорт Болезни
Рхавчина Мучнистая роса Г ельмннто- WP-ЙШ- Рннхо- СЦРР-НРЗ;. Пыльная головня гннлн
Волгодон 1 3 3 "
.>•546 3 1 "
Фараон 1 3 3 " "
"> раган 1 3 1 " "
Нудум-1 1 1 1 " "
Атаман 1 1 1 " "
Зрсктум 1 2 2 " "
Плесень, выросшая на корнях ячменя (рис. 2), видимо, относится к грибам рода 8й"ер1:отусе8 (Ьир://т.’шкіре<ііа.ог§/%'ікі/Файл:8і:гер1:отусе8_8р._РН IL_2983_lores.jpg)/
а)
б)
Рисун ок 2 - Плесен ь 81гер1:отусе8: а) вн ешн ий вид н а корнях; б) увеличение под микроскопом 10x100
В таблице 3 представле ы да ые по выявле ию а тибиотиков в плесе и, выросшей а кор ях проростков ячменя.
Таблица 3 - Выявлен ие ан тибиотиков н а проростках ячменя
Ан тибиотик Водн ая Солевая Содовая
Г рамицидин С + + + + + + +
Пенициллин - - -
Стрептомицин - -
Тетрациклины + + - + + +
Известно, что Streptomyces является продуцентом антибиотиков стрептомицина и тетрациклина. Однако качественная реакция на антибиотики (табл. 3)
позволила выявить наличие только тетрациклинов в водной и содовой фракциях. Стрептомицин не обнаружен. Не вышвлено и наличие пенициллина. Вместе с тем, все три фракции содержали грамицидин С, продуцентом которого является споровая палочка Bacillus brevis. Дальнейшие исследования позволят установить все продуценты антибиотиков на корнях ячме я и выявить взаимосвязь акопле ия да ой группы веществ с устойчивостью ячменя к возбудителям болезней.
Выводы
1. Установлен полиморфизм генотипов ячменя по синтезу гордецина.
2. Выявлена тенденция связи накопления гордецина с групповой устойчивостью ячменя к болезням.
Открытие а тибиотиков тетрацикли а и грамициди а С в плесе и а кор ях ячме я может указывать а ее при адлеж ость к грибам Streptomyces и споровой палочке Bacillus brevis.
Литература
1. http://birds.net.ua/page/zernovye-korma/
2. http://www.pefop.ru/go.php?istok=www.gazeta.ru/ science/2010/09/04_a_3415391.shtml).
3. Навашин, С.М., Фомина И.П. Справочник по антибиотикам. / С.М. Навашин, И.П. Фомина - 3 изд.
- М., 1974.
4. Finland, M. Twentyfifth anniversary of the discovery of aureomycin: the place oi the tetracyclines in antimicrobial therapy / M. Finland // Clinical Pharmacology and Therapeutics, 1974. - V. 15. - № 1.
5. Стейниер, P., Эдельберг Э., Ингрэм Дж. Мир микробов / P. Стейниер, Э. Эдельберг, Дж. Ингрэм -М., 1979. - Т. 1-3.
6. Ваксман, З.А.. Микробные антагонисты и антибиотики (Microbial Antagonisms and Antibiotic Substances). / З.А. Ваксман. - 1945; 2-е изд. - 1947.
7. Красильников, А.И. Антагонизм микробов и антибиотические вещества / А.И. Красильников - М., 1958.
8. Новотельнов, Н.В. К вопросу о химической природе а тибиотика гордеци а / Н.В. Новотель ов, И.С. Ежов // Фитонциды1. - Киев., 1967. - С. 146-149.
9. Новотель ов, Н.В. К вопросу о химической природе а тибиотика гордеци а / Н.В. Новотель ов, И.С. Ежов // Фитонциды1. - Киев., 1967. - С. 146-149.
10. Добрынина, В.И. Руководство к практическим занятиям по биологической химии. / В.И. Добрынина, Е.Я. Свешникова - М.: Медицина., 1967. - С. 307-316.
11. http://ru.wikipedia.org/wiki/Файл:Streptomyces_s p._PHIL_2983_lores.jpg).
Вестник ОрелГ Ay
август
№4(37)
2012
Теоретический и научно-практический журнал. Основан в 2005 году
Учредитель и издатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Орловский государственный аграрный Университет»_______________________________________________________
Редакцион н ый совет:
Парахин Н.В. (председатель) Амелин А.В. (зам. председателя) Астахов С.М.
Белкин Б.Л.
Блажнов А.А.
Буяров В.С.
Гуляева Т.И.
Гурин А.Г.
Дегтярев М.Г.
Зотиков В.И.
Иващук О.А.
Козлов А.С.
Кузнецов Ю.А.
Лобков В.Т.
Лысенко Н.Н.
Ляшук Р.Н.
Мамаев А.В.
Масалов В.Н.
Новикова Н.Е.
Павловская Н.Е.
Попова О.В.
Прока Н.И.
Савкин В.И.
Степанова Л.П.
Плыгун С.А. (ответств. секретарь) Золотухина .А. (редактор)
Адрес редакции:
302019, г. Орел, ул. Ге н ерала Родин а, 69.
Тел.: +7 (4862) 45-40-37 Факс: +7 (4862) 45-40-64 E-mail: nichogau@yandex.ra Сайт журн ала: http://ej.orelsau.ru Свидетельство о регистрации ПИ №ФС77-21514 от 11.07.2005 г.
Специалист регионального методического цен тра по УДК: Служен икин а А.М.
Техн ический редактор:
Моси а А.И.
Сдан о в н абор 15.07.2012 г. Подписа о в печать 30.08.2012 г. Формат 60x84/8. Бумага офсетн ая. Гар итура Таймс.
Объём 16 усл. печ. л.
Тираж 300 экз. Издательство Орел ГАУ, 302028, г. Орел, бульвар Победы1, 19. Лицен зия ЛР №021325 от 23.02.1999 г.
Журн ал рекомен дован ВАК Мин обрн ауки России для публикаций ауч ых работ, отражающих осн овн ое н аучн ое содержа ие ка дидатских и докторских диссертаций
С ОДЕРЖАНИЕ НО МЕРА Общее земледелие
Соколов М.С., Соколов Д.М. К оценке биобезопасности экологических ресурсов и
производства трансгенных расте ний...................................................... 2
Степанова Л.П., Тихойкина И.М., Шамараева В.С., Рыбин П.И., Степанова Е.И. Влияние етрадицио ых удобритель ых форм а биоге ость и биологическую актив ость
почвы................................................................................... 7
Лысенко Н.Н., Макеева Т.Ф., Прудникова Е.Г., Хилкова Н.Л. Влияние удобрений и фу гицидов а фитоса итар ое, физиологическое состоя ие и продуктив ость зер овых
культур................................................................................. 14
Мельник А.Ф. Повышение эффективности адаптивных технологий выращивания озимой
пшен ицы................................................................................ 21
Абакумов Н.И., Бобкова Ю.А. Влияние основной обработки и гербицида «Тризлак» на фитосан итарн ое состоя н ие посевов, урожайн ость и качество зерн а озимой
пшен ицы................................................................................ 26
Черный E.C., Степанова Л.П., Цыганок Е.Н., Коренькова Е.А., Степанова Е.И. Эколого-агро омическая оце ка влия ия жидких орга ических удобре ий и отходов производства а
плодородие серы1х лесных почв........................................................... 30
Кемов К.Н., Стифеев А.И. Состояние почвенного покрова в зоне влияния хвостохранилища Михайловского ГОКа и использование мелиорантов для повышения продуктивности овса и
люцерны................................................................................. 36
Кирсанова Е.В., Борзенкова Г.А., Тиняков Л.А., Мусалатова Н.Н., Суханов С.С. Эффектив ость защит остимулирующих композиций для обработки семя зер овых,
зернобобовых и крупяных культур в условиях Орловской области............................ 39
Лопачёв Н.А., Стебаков В. А., Наумкин В.Н. Гречиха в биологизирован н ом севообороте
Орловщи ны.............................................................................. 46
Пожарский С.М., Лысенко Н.Н. Насекомыю-фитофаги, болезни кормовых бобов и
мероприятия по их ко нтролю в Орловской области......................................... 50
Титова Е.М., Внукова М.А. Влия ие биопрепаратов а продуктив ость
ячменя.................................................................................. 58
Васильчиков А.Г. Изучение эффективности изолятов ризобий сои различного
географического происхождения........................................................... 61
Басов Ю.В., Козявина К.Н. Изуче ие фитотоксич ости ио ов сви ца а модель ых
системах................................................................................ 64
Павловская Н.Е., Костромичева Е.В, Кулешова Е., Горькова И.В., Гагарина И.Н.
Ячмень - источник антибиотиков.......................................................... 70
Гурин А.Г., Сычева И.И. Оптимизация ми ераль ого пита ия при доращива ии саже цев
садово-декоративных культур............................................................. 73
Ж ивотноводство
Балакирев Н.А., Нигматуллин Р.М., Тинаева Е.А. И терьер ые особе ости кроликов
основных пород, разводимые в Российской Федерации....................................... 76
Масалов В.Н., Дедкова А.И., Сергеева Н.Н. Совреме ое состоя ие сви оводства в
Орловской области....................................................................... 80
Учасов Д.С., Ярован Н.И., Сеин О.Б. Влияние пробиотика «Проваген» и его комбинаций с хотынецкими природными цеолитами и фумаровой кислотой на морфо-биохимический состав
крови и продуктивность свиноматок....................................................... 84
Климова С.П., Шендаков А.И., Шендакова Т.А. Влия ие степе ей и бриди га а
молочную продуктивность чёрно-пёстрого голштинизированного скота........................ 86
Самусенко Л.Д., Химичева С.Н. Продуктивн ость и состав молока коров, осн овных пород в
Орловской области....................................................................... 90
Сидоренко О.В. Зернофуражное производство как фактор развития животноводческой
отрасли................................................................................. 92
Киселев Л.Ю., Левенец И.А., Плиева Т.Х. Определе ие оптималь ой дозы препарата
«Костомикс Форте» при выращивании цыплят................................................ 99
Дедков В.Н., Гнеушева И.А., Павловская Н.Е. Биокон версия соломы1 злаковых культур
грибами рода trichoderma в кормовы1е продукты для животноводства........................ 102
Габаев М.С., Гукежев В.М. Эффектив ость использова ия естестве ых гор ых пастбищ
карачаевскими овцами.................................................................... 105
Каничева И.В. Микробиоце оз содержимого толстого отдела кишеч ика яг ят ра его
возраста................................................................................ 107
Соболев А.И., Гуньчак Е.В. Эффектив ость использова ия селе а в составе комбикормов
для гусят, выращиваемы1х н а мясо....................................................... 110
Экономика АПК
Полянин А.В. Трудовой и экономический потенциалы субъектов ЦФО РФ и расчет
ко н куре нтных преимуществ............................................................. 113
Звягинцева Ю.А., Титаренко В.В. Меха изм и особе ости воспроизводства ос ов ых фондов на сельскохозяйственных предприятиях.......................................... 121
© ФГБОУ ВПО Орел ГАУ, 2012
