Биопрепараты на основе бактерий рода
|
Скачать 3.26 Mb.
|
|
Прирост массы фитофага в зависимости от количества и качества кормового растения
Полученные нами данные подтверждают ранее установленные закономерности [Колорадский картофельный жук, 1981] снижения массы тела фитофага при питании картофеля с высоким содержанием углеводов. Аналогичная зависимость прироста массы тела от содержания углеводов в растении прослеживается и по отдельным фазам развития колорадского жука. Исключение составляет имаго фитофага, где этот показатель зависит не только от качества (r = – 0,8), но и от количества потреблённого корма (r = 0,6). Следовательно, у личинок колорадского жука набор массы тела и соответственно роста, идет за счет потребленных углеводов, а не из-за количества съеденного корма, в отличие от имаго. Таким образом, вне зависимости от сорта картофеля более прожорливыми являются личинки старших возрастов, а менее – имаго и личинки 1-2 возраста, что соответствует многочисленным данным других авторов. В настоящее время, колорадский жук адаптировался к местным природно-климатическим условиям Западно-Сибирского региона, численность и вредоносность его стабильно высокие, территория лесостепи Приобья в настоящее время, относится к зоне натурализации фитофага, поэтому возрастает необходимость регуляции численности и вредоносности этого опасного фитофага. 1.3. Действие антагонистов на фитопатогенные микроорганизмы Аэробные спорообразующие бактерии рода Bacillus, благодаря присущему им природному антагонизму в отношении фитопатогенных грибов, а также достаточно высокой степени адаптивности к неблагоприятным факторам окружающей среды, являются распространенными агентами биологического контроля болезней растений. Для подавления возбудителей болезней пригодны различные штаммы бактерий рода Bacillus [Новикова, 2005; Мелентьев, 2007; Jamalizadeh et al., 2008; Ramarathnam et al., 2011], поэтому биологическое подавление патогенов растений как альтернатива применению химических фунгицидов заслуживает все большего внимания во всем мире [Gerbore et al. 2014; Heydari, Pessarakli, 2010] Как известно, бактерии подразделяются на эпифитные, эндофитные и ризосферные. Эндофиты обитают внутри растения, в природе они поступают в растение через устьица, поранения, корневую систему. Существенную роль в формировании эндофитной микрофлоры играет передача микроорганизмов через семена, а также их интродукция векторными организмами — беспозвоночными или грибами [Тихонович, Проворов, 2011, Hallmann et al., 1997]. Бактериальные эндофиты выполняют ряд функций, важных для растений [Pirttil et al., 2008]. Внимание к бактериальным эндофитам обусловлено также накоплением данных, указывающих на условность исторически сложившегося разделения микроорганизмов на фитопатогенные, патогенные для животных (человека) и непатогенные [Маркова и др., 2005]. Отмечено влияние абиотических факторов на жизнедеятельность эндофитных бактерий [Белимов, 2012]. Свойства, присущие эпифитным микроорганизмам и проявление их в вариативных условиях внешней среды, различны. Полагают, что наряду с другими факторами, обеспечивающими иммунитет у растений, эпифитная микрофлора служит первичным барьером для защиты растений от попадающих из окружающей среды сапрофитных, условно-патогенных и патогенных микроорганизмов [Делова, Кузнецова, 1973]. Ризобактерии таксономически чрезвычайно разнообразны [Кравченко и др., 2002; Bashan, De Bashan, 2002; Polyanskaya et al., 2002; Weller et al., 2002; Whipps et al., 2001]. Они обитают в ризосфере (зона почвы, непосредственно соприкасающаяся с корнями), которая служит их основной экологической нишей с наиболее благоприятными условиями [Kuiper et al., 2004; Thomashow, 1996] и на поверхности корней. В ризосферу из корней активно поступают сложные смеси легкодоступных органических источников энергии и углерода, что обусловливает ее высокую микробиологическую активность и образование отличающихся от почвенного микробоценоза специфических ризосферных микробных сообществ [Кравченко, 2000; Lynch, 1990]. Разнообразие таких сообществ во многом определяется количественным и качественным составом корневых выделений, зависящим от вида, возраста и условий выращивания растения, а также от влияния комплекса почвенно-климатических факторов [Lynch, 1990, Bais et al., 2006]. В свою очередь, микробиологическая активность в ризосфере приводит к существенному изменению химических и физических свойств этой зоны и накоплению продуктов жизнедеятельности микроорганизмов, биологически активных по отношению к растению. Для изучения взаимодействий растений с полезными формами бактерий в ризосфере продуктивна концепция, согласно которой ризобактерии образуют с растением единую растительно-микробную систему (ассоциацию) с новыми свойствами, детерминированными положительным взаимодействием партнеров [Bais et al., 2006; Siddiqui, 2005]. Нормальная жизнедеятельность высших растений происходит при их тесном взаимодействии с микроорганизмами, заселяющими ризосферу и составляющими ассоциацию: «микроорганизмы – корневая система растения» [Мелентьев, 2007]. В системе «почва – микроорганизмы – растения» основой физиолого-биохимического воздействия являются консортивные взаимодействия, а центральным фактором ризосферного эффекта служит метаболическая активность корне. За счет этой активности обитающие в прикорневой зоне микроорганизмы получают доступные источники питания (моносахара, органические кислоты, аминокислоты, белки, вещества фенольной природы, антибиотики, липиды и ряд других) [Звягинцев и др., 1993]. Бациллы-антагонисты относятся как к ризосферным [Кузьмина, 1998; Алексеева, Потатуркина-Нестерова, 2014], так и к эндофитным [Чеботарь и др.2011; Курамшина и др., 2014; Chebotar et al., 2009], и эпифитным [Коптева, Ерина, 2015] бактериям. Спектр антагонистической активности у бактерий рода Bacillus широкий: их метаболиты, по большей части, представлены антибиотиками полипептидного и аминогликозидного ряда [Воронкович, 2011], которые обладают способностью подавлять как рост, так и развитие большого числа вредных объектов. В зависимости от штамма бактерии рода Bacillus могут быть продуцентами от 50 до 200 различных биологически активных веществ [Котляров, Седынина, 2013]. В частности, B. subtilis синтезирует более 70 антибиотиков, а также протеолитические, амилолитические и пектолитические ферменты. Именно широкий набор биологически активных метаболитов бактерий обеспечивает эффективное снижение численности патогенов, поскольку срабатывают различные механизмы воздействия. Например, на развитие возбудителя серой гнили бактерия оказывает не только одномоментный эффект, подавляя процесс прорастания спор гриба, но и длительное время подавляет рост мицелия [Воронкович, 2011]. Важной особенностью представителей рода Bacillus, которая делает перспективным их применение в защите растений, является способность бактерий к спорообразованию, что позволяет им переживать неблагоприятные условия. В спорах бактерий постепенно накапливаются биологически активные вещества, поэтому в момент прорастания антагонистическая способность бактерий резко усиливается. В первую очередь принято оценивать антагонистическую активность бактериальных штаммов in vitro. Так, в лабораторных условиях выявляли активность штамма B. subtilis, двух штаммов B. amyloliquefaciens и четырех штаммов B. licheniformis в отношении ряда фитопатогенных грибов [Леляк, Штерншис, 2014]. Высокую антагонистическую активность против возбудителей болезней растений: Alternaria solani, Bipolaris sorokiniana, Phytophthora infestans, Botrytis cinerea, грибов рода Fusarium, – показали штаммы B. subtilis ВКПМ В-16041, DSM 24613, B. amyloliquefaciens ВКПМ В-10642, DSM 24614 и B. amyloliquefaciens ВКПМ В-10643, DSM 24615 (табл. 1.5.). На возбудителя альтернариоза A. solani наибольшее ингибирующее действие оказали штаммы B. amyloliquefaciens Ba-1 и Ba-2, B. licheniformis ВКПМ В-10561, DSM 24609 (Bl-1) и B. subtilis Bs-1. В подавлении роста возбудителя корневых гнилей B. sorokiniana высокую активность проявили штаммы B. subtilis Bs-1, B. amyloliquefaciens Ba-1и Ba-2. Эти же штаммы были максимально активными по сравнению с остальными по отношению к возбудителю серой гнили растений B. cinerea. В то же время установлено, что штаммы B. licheniformis не подавляли роста B. cinerea (штамм ВКПМ В-1006). Против фитопатогенных грибов рода Fusarium и возбудителя фитофтороза пасленовых культур Ph. infestans все изученные нами бактерии Bacillus spp. показали высокий уровень ингибирующей активности. У бактерий B. licheniformis Bl-1; ВКПМ В-10562, DSM 24610 (Bl-2) и ВКПМ В-10564, DSM 24612 ( Bl-4) отсутствовала антагонистическая активность в отношении F. solani ВКПМ В-163. Результаты исследования показали, что штаммы B. subtilis, B. amyloliquefaciens и B. licheniformis проявляют ингибирующую активность в отношении фитопатогенных грибов, вызывающих болезни сельскохозяйственных культур, что явилось основой дальнейшего изучения их для управления здоровьем растений. Таблица 1.5. Ингибирующая активность бактерий в отношении фитопатогенных грибов, %
Ba-1 - B. amyloliquefaciens ВКПМ В-10642, DSM 24614 Ba-2- B. amyloliquefaciens ВКПМ В-10643, DSM 24615 Bl-1- B. licheniformis ВКПМ В-10561, DSM 24609 Bl-2- B. licheniformis ВКПМ В-10562, DSM 24610 Bl-3- B. licheniformis ВКПМ В-10563, DSM 24611 Bl-4- B. licheniformis ВКПМ В-10564, DSM 24612 Bs-1- B. subtilis ВКПМ В-16041, DSM 24613 Антагонистическое действие штамма B. subtilis изучали другие авторы в отношении ряда возбудителей болезней сельскохозяйственных культур. Отмечено подавление фитопатогенных грибов родов Aspergillus, Botrytis, Monilia, Rhizopus, Penicillium, Fusaruim, Verticillium, Thelaviopsis, а также фитопатогенных бактерий родов Erwinia, Pseudomonas, Xanthomonas, Clavibacter. Наиболее выраженный эффект отмечен в отношении B. cinerea [Лапа, Авдеева, 2010]. Это подтверждено и в лабораторном опыте по прорастанию конидий возбудителя серой гнили B. cinerea при использовании другого штамма антагонистической бациллы - B. subtilis 494, по данным автора процент непроросших конидий фитопатогенного гриба составил 97,8–100 % [Стадниченко, 2011]. При интродукции бацилл в биоценозы необходимо учитывать влияние факторов внешней среды, что связано с реальными агроклиматическими условиями. Известно, что для спорообразующих бактерий в почвенных процессах большое значение имеет сочетание температурных условий и влажности, температурно-водный режим оказывает влияние на формирование микробного ценоза почвы. Качественный состав комплекса почвенных микроорганизмов меняется в зависимости от типа почвы, а количественный – подвержен сильным колебаниям при изменении ее физических характеристик (температуры, влажности, скорости протекания процессов минерализации). В частности, наибольшее количество бацилл наблюдается при умеренной или пониженной влажности [Калинина и др., 1997]. На примере внесения бактериальных штаммов B. subtilis ИБ-15 и B. polymyxa ИБ-37, выделенных автором из почв сельскохозяйственного назначения в ризосфере пшеницы, продемонстрирована зависимость их протекторного действия и формирования структуры урожая культуры от абиотических факторов [Кузьмина, 1998]. Установлено, что наибольшее влияние на плотность популяции интродуцированных бацилл в ризосфере пшеницы оказывает температурный режимы почвы. С повышением температуры численность интродуцированных в ризосферу бацилл-антагонистов возрастает, однако реакция на изменение температуры зависит от видовой принадлежности штамма. В то же время исследуемые штаммы бацилл были способны колонизировать ризосферу пшеницы не только при оптимальном влагообеспеченни, но и при недостатке почвенной влаги. Автором установлено, что в полевых условиях эффективное подавление развития корневых гнилей пшеницы происходит в основном в раннем периоде вегетации растений: выход в трубку - цветение. В целом, анализ динамики численности B. subtilis ИБ-15 в прикорневой зоне пшеницы в условиях трех полевых сезонов показал, что этот штамм успешно колонизирует ризосферу пшеницы, а сезонные отличия динамики обусловлены погодными факторами. В условиях Западной Сибири в садовом биоценозе нами испытано действие штаммов бацилл двух видов на фитопатогенный гриб D. applanata - возбудителя пурпуровой пятнистости, вызывающего наиболее распространенное заболевание малины [Штерншис и др., 2010]. Предварительно in vitro выявлена антагонистическая активность штаммов B. subtilis и двух штаммов B. licheniformes, выделенных в сибирских условиях. На чистой культуре D. applanata три исследуемых штамма бактерий рода Bacillus (104 КОЕ/мл) в той или иной степени подавляли ее рост. Так, на седьмые сутки выявлено подавление развития патогена под влиянием всех исследуемых штаммов. Ингибирующая активность штаммов составила от 17,2 до 69,7%. При увеличении концентрации суспензии в 10 и 100 раз не отмечено усиления ингибирующей активности штаммов в отношении D.applanata. В 2008–2009 гг. проведены полевые опыты по изучению влияния суспензии трех штаммов, протестированных в лабораторных условиях, на поражение малины сорта Зоренька Алтая пурпуровой пятнистостью. В качестве сравнения использовали химический фунгицид топаз. Результаты действия препаратов на развитие пурпуровой пятнистости в полевом опыте 2008 г. представлены в таблице 1.6. Под влиянием биопрепаратов распространённость болезни уменьшилась в 1,9–2,9 раза, а развитие заболевания в 3,2–4,3 раза по сравнению с контролем. Развитие болезни в контроле превышало экономический порог вредоносности (ЭПВ) в 1,4 раза (ЭПВ – 25%). Различия по этому показателю между вариантами с использованием штаммов и химическим эталоном не существенны (d<�НСР05=7,0). Биологическая эффективность применения биопрепаратов была близка для всех тестируемых штаммов – от 69,1 до 76,9%. Таблица 1.6. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 |
Методическая разработка для студентов медицинских колледжей и училищ... Овладение знаниями и умениями по бактериологическому методу исследованию, освоение общих компетенций ок 1, ок 6, 7, 8, ок 12 |
|
Фамильная ветвь Фамилия имя рода или ветви рода. Рода имеют родоначальников в 10 12 веке, имена кланов (фамилии) как правило, пошли с тех давних... |
 |
Курсовая работа на тему: «Распространение микроорганизмов рода Clostridium... Получение ацетона и бутанола в ходе бактериального брожения представителей рода Сlostridium |
|
Форма выпуска Таблетки Состав Абактал синтетический противомикробный препарат из группы фторхинолонов. Оказывает бактерицидное действие, ингибируя репликацию ДНК... |
|
Морфологические свойства бактерий и методы их выявления Речкин А. И., Копылова Г. Е., Кравченко Г. А. Морфологические свойства бактерий и методы их выявления: Учебно-методическое пособие... |
|
Инструкция по применению питательного агара для выделения листерий палкам ... |
|
Инструкция по применению питательного агара для выделения листерий пал ... |
|
Благотворительность в зеркале сми Двери нашего центра открыты для всех. Практически все проводимые в центре мероприятия организованы на благотворительной основе. Благотворительность... |
|
Оао «Птицефабрика «Боровская» Документация Номер в плане закупок 51, 50 ... |
|
Обучающая программа по дисциплине Организация ЭВМ и систем содержание В авм для решения такого рода уравнений обычно используются электрические процессы, которые описываются (моделируются) такого же... |
|
Люси Истоки рода человеческого Перевод с английского канд биол наук... Восточной Африке, которые во многом изменили привычную картину происхождения и становления человеческого рода. Связанные с именами... |
|
Гуп рт «республиканский информационно-вычислительный центр» информационно-консультационный центр Биопрепараты комплексного действия повышают продуктивность и защищают растения от болезней |
|
На художественном абонементе представлена подборка книг «Ожидание... «Ожидание обезьян». Это своего рода литературное путешествие накануне нового года – Года обезьян. Цель подборки познакомить читателя... |
|
Рекомендации по эксплуатации и применению Воздействие на организм «мёртвой» воды Подавляет развитие болезнетворных бактерий, вирусов, возбудителей грибковых заболеваний |
|
Методические указания по выявлению бактерий Legionella Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (Г. Ф. Лазикова, Ю. М. Федоров) |
|
Прокофьев Евгений Сергеевич Содержание представителей рода Mycobacterium... Содержание представителей рода Mycobacterium в воде и обрастаниях аквариумов с замкнутой системой очистки воды |