Микробные биопрепараты в защите и оздоровлении растений. Рубрика в журнале - Сельскохозяйственная биология
Статья научная
Биологические способы защиты растений применяются в аграрном производстве как альтернатива химическим приемам, использование которых приводит к загрязнению почвы и воды, а также опасно для человека. В настоящей работе рассматривается возможность создания искусственной направленной ассоциации клубеньковых бактерий с растениями для защиты от неблагоприятного воздействия патогенных грибов. Для этого был использован один из механизмов специфичного прикрепления клубеньковых бактерий к корням бобовых растений за счет растительных белков-лектинов, которые способны узнавать и избирательно связываться с разнообразными углеводами, в частности с полисахаридами на клеточных стенках ризобий. Объектами исследования служили композитные растения томата ( Lycopersicon esculentum ) сорта Дубок и изоляты бактерий, ассоциированных с корнями дикорастущих бобовых растений. «Бородатые корни», трансгенные по гену лектина гороха, получали на растениях томата после обработки штаммом Agrobacterium rhizogenes ATCC 15834, несущим вектор pCambia 1305.1 со встроенным геном лектина гороха посевного psl под контролем 35S-промотора вируса мозаики цветной капусты. Проверку антагонистической активности бактерий по отношению к фитопатогенам проводили методом двойной культуры. Проанализирована способность исследуемых микроорганизмов выделять сидерофоры и цианид. Проведена идентификация некоторых изолятов секвенированием фрагментов гена 16S-рРНК. В процессе скрининга имеющейся коллекции изолятов из клубеньков дикорастущих бобовых растений трибы Viceae обнаружены штаммы Rhizobium leguminosarum, Pseudomonas sp. и Stenotrophomonas rhizophila, обладающие фунгистатической активностью в отношении Fusarium solani, F. oxysporum, Fusarium sp. и F. oxysporum f. sp. lycopersici. Способность синтезировать сидерофоры выявили у двух представителей рода Pseudomonas, у S. rhizophila и R. leguminosarum. Цианид выделяли два штамма Pseudomonas (14M и 103) и S. rhizophila. Также было установлено, что обработка трансгенных по гену psl корней штаммом R. leguminosarum 116 уменьшает количество гиф патогена F. oxysporum f. sp. lycopersici в ризосфере томата. Следовательно, использование лектинов в качестве трансгенов позволяет получать искусственные корневые ассоциации с ризобиями у несимбиотрофных растений, что в сочетании с использованием микроорганизмов с фунгистатической активностью может более эффективно защищать корневую систему растений от патогенов
Бесплатно
Статья научная
Заболевания, вызванные патогенными микромицетами, и воздействие гербицидов приводят к снижению продуктивности и качества корнеплодов у сахарной свеклы. К перспективным экологически безопасным агентам, применяемым для защиты растений от биотических и абиотических стрессов, относятся биопрепараты на основе Bacillus Cohn. Поиск таких биорегуляторов для целенаправленного и эффективного использования на сахарной свекле, основанный на выявлении механизмов их действия, остается актуальным. В представляемой работе изучено влияние бациллярных биопрепаратов фитоспорина-М, альбита и витаплана на структуру комплекса патогенных микромицетов в ризосфере сахарной свеклы Beta vulgaris L. (гибрид КВС), ферментативную активность в почве и листьях, накопление сахарозы в корнеплодах и их продуктивность на фоне патогенного и гербицидного прессинга. Оценку проводили с использованием классических микробиологических и физиолого-биохимических методов. Обнаружено, что обработка фитоспорином-М, альбитом и витапланом снижала обилие и частоту встречаемости патогенных видов в ризосфере и приводила к активизации полезной микрофлоры, о чем могут свидетельствовать данные об увеличении активности оксидоредуктаз и гидролаз в ризосфере корнеплодов. Так, в почве контрольных участков обнаружили 8 видов патогенных микромицетов, из которых доминирующими оказались Alternaria tenuis, Aspergillus niger и Penicillium glabrum (два последних - сильные токсинообразователи). После 1-кратной обработки фитоспорином-М патогенные грибы в ризосфере корнеплодов были представлены только видом Penicillium glabrum, альбитом - P. ci-trinum, витапланом - Alternaria tenuis, Aspergillus niger, Fusarium oxysporum, F. solani и Penicillium solitum, на участках, обработанных фитоспорином-М и альбитом, отсутствовали возбудители корнееда. После 2-кратной обработки обилие видов было в 1,5-3,0 раза меньше, а их частота - в 2,0-4,0 раза ниже, чем в контроле. Активность каталазы, отражающей интенсивность микробиологических процессов в почве, в проведенном эксперименте после 1-й обработки фитоспорином-М и альбитом превысила контроль соответственно в 1,4 и 3,7 раза, после 2-й - в 1,4 и 1,2 раза. В то же время в листьях наблюдалось снижение активности гидролаз и повышение активности их ингибиторов, что служит показателем индуцирования у растений защитных реакций против патогенов, причем максимальные значения регистрировались при обработках фитоспорином-М и альбитом. О протекторном действии биопрепаратов на растения свидетельствовали также данные об активации пероксидазы в листьях (до 0,175-0,250 ОЕ 490/г сырой массы). Следует отметить, что фитоспорин-М поддерживал сравнительно высокую активность этого фермента и после повторного внесения, что указывает на длительное действие биопрепарата на антиоксидантную систему в период вегетации. Результирующим показателем положительного влияния биопрепаратов в условиях патогенного и гербицидного прессинга послужили данные об увеличении продуктивности и сахаристости корнеплодов у обработанных растений, причем максимальный эффект был достигнут при 2-кратном применении фитоспорина-М.
Бесплатно
Статья научная
Желтая пятнистость листьев относится к широко распространенным заболеваниям мягкой и твердой пшеницы. Данные литературы и собственные исследования авторов свидетельствуют, что эпифитотии болезни встречаются в разных странах (Австралия, Канада, США, Индия, Англия, Бельгия, Румыния, Чехия, Казахстан), при этом потери урожая достигают 65 %. В России заболевание наиболее распространено на Северном Кавказе. Разработка и применение новых высокоэффективных экологически безопасных биопрепаратов рассматривается как один из эффективных биологизированных подходов при защите пшеницы от этого заболевания. При поиске потенциальных бактериальных агентов для использования в качестве протективных средств их антагонистическая активность in vitro должна сопровождаться способностью обеспечить эффективную защиту семян и проростков. Мы изучили влияние бактериальных штаммов, проявивших in vitro антагонистические свойства в отношении P. tritici-repentis (Died.) Drechsler, на развитие желтой пятнистости на ранних этапах вегетации растений у озимой мягкой пшеницы восприимчивого к патогену сорта Батько в условиях теплицы. Были использованы шесть культур - представителей рода Bacillus ( Bacillus sp. BZR 18, B. subtilis BZR 336 s, B. subtilis BZR 336 g, B. subtilis BZR 436, B. subtilis BZR 517, B. licheniformis BZR 59), а также Ochrobactrum sp. BZR 417 (коллекции Всероссийского НИИ биологической защиты растений). Для сравнения использовали фитоспорин-М (жидкость - Ж) как биопрепарат (ООО НВП «Башинком», Россия) и прозаро (концентрат эмульсии - КЭ) как химический фунгицид («Bayer CropScience», Германия). Жидкую культуру (ЖК) на основе активных штаммов применяли тремя способами: до инокуляции (профилактическая обработка), при появлении первых признаков болезни (на 3-и сут после инокуляции) и сочетая оба приема. Все обработки проводили с инкрустированием и без инкрустирования зерна ЖК на основе бактериальных штаммов. Все исследуемые бактериальные штаммы, кроме Ochrobactrum sp. BZR 417, проявили значительную биологическую эффективность по способности сдерживать развитие желтой пятнистости листьев у пшеницы. Так, максимальное подавление отмечали при применении Bacillus sp. BZR 18 (от 68,5 до 83,0 %) и B. subtilis BZR 517 (от 55,6 до 64,0 %) во всех вариантах, кроме обработки по первым признакам без предварительного инкрустирования зерна (в последнем случае эффективность составила соответственно 26,8 и 35,9 %), а также у B. licheniformis BZR 59 (от 52,6 до 68,9 % во всех вариантах). ЖК на основе штамма B. subtilis BZR 336 g обеспечила эффективность от 51,5 до 58,3 % во всех вариантах, кроме профилактической обработки без предварительного инкрустирования зерна с эффективностью 40,9 %. В случае штамма B. subtilis BZR 336 s этот показатель равнялся 60,2 и 60,3 % соответственно при обработке по первым признакам с предварительным инкрустированием зерна и при профилактическом применении совместно с обработкой по первым признакам и предварительным инкрустированием зерна; в остальных вариантах его значение равнялось от 14,7 до 44,3 %. Штамм BZR 436 B. subtilis проявил эффективность от 28,4 % (профилактическая обработка с предварительным инкрустированием зерна) до 73,4 % (профилактическая обработка совместно с применением по первым признакам и предварительным инкрустированием зерна). Эффективность штамма Ochrobactrum sp. BZR 417 не превышала 45,4 % во всех вариантах. Из использованных схем применения препаратов наиболее результативным оказалось сочетание предварительной обработки зерна с последующей профилактической обработкой и обработкой по первым признакам в зависимости от антифунгальной активности бактериального агента.
Бесплатно
