Оценка антагонистической активности различных эндофитных штаммов B. subtilis к фитопатогенным грибам. Проявление антагонистической активности бацилл к микромицетам почвы. Возможность создания нового биофунгицида на основе перспективных эндофитных штаммов.
Аннотация к работе
Впервые оптимизированы основные параметры культивирования штаммов B. subtilis 26Д и 11В в газовихревом биореакторе нового типа «БИОК», показана возможность использования однотипной схемы производства биофунгицидов на основе эндофитных штаммов бацилл с хозяйственно-полезными свойствами. Оптимизированные параметры культивирования штаммов в газовихревом биореакторе «БИОК» могут успешно использоваться для наработки биомассы клеток, спор а также метаболитов B. subtilis и производства экспериментальных образцов различных биопрепаратов на основе этих бактерий. Эндофитные штаммы B. subtilis, подавляющие рост грибных фитопатогенов отличаются по антагонистичности к некоторым почвенным азотофиксаторам: штаммы 26D и 11В не подавляют рост бактерий Azotobacter chroococcum B1616, A. vinelandii ИБ-1, Azospirillum irakense KBC1, A. lipoferum Sp59b in vitro, тогда как штамм 49РН антагонистичен по отношению к ним. Бактерии B. subtilis 11В стимулируют рост растений укропа и повышают их устойчивость к корневым гнилям, что вместе с безопасностью штамма для человека делает возможным его использование в качестве основы полифункционального биофунгицида для повышения урожайности этой культуры. Объектом исследования служили эндофитные штаммы-антагонисты: B. subtilis 26Д (получен из коллекции ВНИИСХМ, №128) использовался в качестве «эталона»; B. subtilis 11В (получен из коллекции ИБФМ РАН, №ВКМ В-2218Д); B. subtilis 49РН, выделен из внутренних тканей растений пшеницы в лаборатории биотехнологии Башкирского государственного аграрного университета.Сравнительная оценка антагонистической активности эндофитных штаммов B. subtilis 11В, B. subtilis 26Д, B. subtilis 49РН к фитопатогенным грибам показала, что проявление антагонизма бактериями связано не с продукцией ими гидролитических ферментов - хитиназ и глюканаз, а с синтезом антибиотиков, в том числе группы сурфактина. Выявлено, что фракция метаболитов изученных штаммов бактерий, содержащая антибиотики в концентрации 0,01 мг/л проявляет высокую ингибирующую рост растений активность. Установлено, что штаммы B. subtilis 26Д и B.
Вывод
1. Сравнительная оценка антагонистической активности эндофитных штаммов B. subtilis 11В, B. subtilis 26Д, B. subtilis 49РН к фитопатогенным грибам показала, что проявление антагонизма бактериями связано не с продукцией ими гидролитических ферментов - хитиназ и глюканаз, а с синтезом антибиотиков, в том числе группы сурфактина.
2. Выявлено, что фракция метаболитов изученных штаммов бактерий, содержащая антибиотики в концентрации 0,01 мг/л проявляет высокую ингибирующую рост растений активность. Повышение концентрации клеток эндофитов в биопрепаратах для обработки семян с одной стороны усиливает их фунгицидную активность, а с другой - подавляет рост растений.
3. Установлено, что штаммы B. subtilis 26Д и B. subtilis 11В не проявляют антагонизма к изученным штаммам хозяйственно-полезных бактерий A. chroococcum, A. vinelandii, A. irakense, A. lipoferum, P. aureofaciens, P. putida, R. leguminosarum, тогда как штамм B. subtilis 49РН подавляет их рост.
4. Показано, что эндофитные штаммы B. subtilis могут различаться по жизнеспособности в почвах различных типов и, как следствие, по способности подавлять развитие почвенных микромицетов в естественных условиях.
5. Установлено, что штамм B. subtilis 11В в определенных концентрациях способен стимулировать рост растений укропа и повышать их устойчивость к корневым гнилям. Данный штамм предлагается в качестве основы биопрепарата для повышения продуктивности культуры и защиты ее от фитопатогенных грибов в условиях закрытого грунта.
6. Впервые оптимизированы основные параметры культивирования эндофитных штаммов B. subtilis в биореакторе газовихревого типа и предложена технология производства биофунгицидов на их основе в лабораторных условиях.
Список литературы
1. Лукьянцев, М.А. Изучение способов культивирования штамма бактерии Bacillus subtilis 26Д в газовихревом биореакторе / М.А. Лукьянцев, Р.М. Хайруллин // Молодежная наука и АПК: проблемы и перспективы: Материалы II Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и аспирантов, 14-16 апреля, 2008. - Уфа, 2008. - С. 49.
2. Лукьянцев, М.А. Разработка полифункционального биофунгицида «СТАРТ» на основе эндофитного штамма Bacillus subtilis 11ВМ / М.А. Лукьянцев, А.А. Егоршина, Н.А. Уразбахтина, Р.М. Хайруллин // Биотехнология: состояние и перспективы развития: Материалы пятого московского международного конгресса, 16-20 марта, 2009. - Москва, 2009. - С. 239-240.
3. Лукьянцев, М.А. Оптимизация состава питательной среды для продукции фунгицидных и фунгистатических веществ эндофитным антагонистом Bacillus subtilis 49РН / М.А. Лукьянцев, А.А. Егоршина, Д.Р. Кутлубердина, Р.М. Хайруллин // Симбиоз Россия 2009: Материалы II Всероссийского конгресса студентов и аспирантов-биологов с международным участием, 25-29 мая, 2009. - Пермь, 2009. - С. 47.
4. Лукьянцев, М.А. Эндофитный штамм Bacillus subtilis 49РН как перспективная основа нового биофунгицида / М.А. Лукьянцев, А.А. Егоршина, Р.М. Хайруллин // Проблемы региональной экологии в условиях устойчивого развития: Материалы Всероссийской научно-практической конференции, 1-2 декабря, 2009. - Киров, 2009. - С. 42.
5. Лукьянцев, М.А. Оптимизация параметров культивирования штамма Bacillus subtilis 26Д в газовихревом биореакторе «БИОК» / М.А. Лукьянцев, Р.М. Хайруллин, Р.Ш. Захарова, Н.А. Уразбахтина // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2009. - Спецвыпуск. - С. 466-468.
6. Лукьянцев, М.А. Мобилизация нерастворимых неорганических фосфатов эндофитными штаммами Bacillus subtilis / А.А. Егоршина, М.А. Лукьянцев, Р.М. Хайруллин // Материалы XII съезда Общества микробиологов Украины им. С.М. Виноградского, 25-30 мая, 2009. - Ужгород, 2009. - С. 302.
7. Лукьянцев, М.А. Влияние эндофитных антагонистических штаммов Bacillus subtilis на некоторые виды бактерий / М.А. Лукьянцев, Р.М. Хайруллин // Стратегии взаимодействия микроорганизмов и растений с окружающей средой: Материалы V Всероссийской конференции молодых ученых 28 сентября - 1 октября, 2010. - Саратов, 2010. - С. 99.
8. Хайруллин, Р.М. Некоторые причины низкой эффективности использования высокоантагонистичных эндофитных штаммов Bacillus subtilis в качестве основы биофунгицидов / Р.М. Хайруллин, М.А. Лукьянцев, Н.А. Уразбахтина // Вестник Казанского государственного аграрного университета. - 2010. - № 3 (17). - С. 146-149.