Агросистемы будущего - от эксперимента к практике микробиопрепараты. Рубрика в журнале - Сельскохозяйственная биология
Статья научная
Одно из направлений в биологической борьбе с вредными организмами - использование бактерий рода Bacillus , в том числе энтомопатогенных штаммов Bacillus thuringiensis . Для производства препаратов на основе B. thuringiensis разработаны питательные среды, в состав которых входят натуральные органические компоненты. В настоящей работе впервые подобрана и модифицирована оптимальная полусинтетическая среда MMBt, позволяющая улучшить технологический процесс, который обеспечивает получение эффективных и технологичных биопрепаратов на основе различных сероваров Bacillus thuringiensis . Цель работы - поиск оптимальных сред для получения эффективных и технологичных в производстве и применении биопрепаратов на основе Bacillus thuringiensis . Объектами исследования служили культуры B. thuringiensis var. thuringiensis 800/15 (BtH1 800/15) и B. thuringiensis var. darmstadiensis 25 (BtH10 25). Состав сред для культивирования был следующим: среда ССY - 0,5 мМ MgCl2Ł6H2O, 0,01 мМ MnCl2Ł4H2O, 0,05 мМ FeCl3Ł6H2O, 0,05 мМ ZnCl2, 0,2 мМ CaCl2Ł6H2O, 13 мМ KH2PO4, 26 мМ K2HPO4, 20 мг/л глутамина, 1 г/л гидролизата казеина, 0,4 г/л дрожжевого экстракта, 0,6 г/л глицерола; среда MВt - 7 г/л гидролизата казеина, 6,8 г/л KH2PO4, 0,12 г/л MgSO4Ł7H2O, 0,0022 г/л MnSO4Ł4H2O, 0,014 г/л ZnSO4Ł7H2O, 0,02 г/л Fe2(SO4)3, 0,18 г/л CaCl2Ł4H2O; среда LВ - 10 г/л триптона, 5 г/л дрожжевого экстракта, 10 г/л NaCl; модифицированная полусинтетическая среда MMBt (modified MBt) - 7 г/л гидролизата казеина, 6,8 г/л KH2PO4, 0,12 г/л MgSO4Ł7H2O, 0,0022 г/л MnSO4Ł4H2O, 0,014 г/л ZnSO4Ł7H2O, 0,02 г/л Fe2(SO4)3, 0,18 г/л CaCl2Ł4H2O (25) + глюкоза (1,0 %) и цитрат Na (2 г/л). Эталоном служили дрожже-полисахаридные среды (ДПС) для BtH1 и BtH10. Штаммы Bt культивировали в колбах Эрленмейера объемом 750 мл, заполненных 40-50 мл среды, на качалке при 220 об/мин и температуре 29 °C в течение 48-72 ч до созревания культуры, сопровождающегося образованием спор и кристаллического эндотоксина. На основе штаммов ВtH1 800/15 и ВtH10 25 были получены партии жидких препаратов, эффективность которых оценивали в 2020 и 2021 годах на картофеле ( Solanum tuberosum L.) сорта Янтарь на Дальнем Востоке (Приморский край, Уссурийский р-н) против Henoseplachna vigintioctomaculata Motsch и на картофеле сорта Емеля в Тамбовской области против Leptinotarsa decemleniata Say. В опытах использовали жидкие препараты, полученные на ДПС и MMBt. В контроле обработки не проводили, химическим эталоном против колорадского жука служил препарат Борей (АО «Август», Россия; норма расхода 0,1 л/га). Учеты проводили на 5-е, 10-е и 15-е сут после обработки. Нормы применения жидких препаратов против колорадского жука - 20 л/га; против картофельной коровки - 15 и 20 л/га. Биологическую эффективность препаратов рассчитывали по формуле W.S. Abbot. Антифунгальную активность препарата ВtH10 25, полученного на MMBt и ДПС, определяли методом агаровых блоков in vitro в чашках Петри. В контроле использовали среду без добавления препаратов. Тест-культурами служили грибы Botrytis cinerea Pers. (штамм С-5) и Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoemaker (штамм С-20). Ингибирующую активность рассчитывали по формуле W.S. Abbot. Культивирование штаммов BtH1 800/15 и BtH10 25 на разных питательных средах показало, что на полусинтетических средах MВt и LВ титры КОЕ были в 2 раза ниже, чем на ДПС, а на среде ССY - в 10 раз ниже. Их активность, определенная по содержанию экзотоксина, также была ниже, но на среде MВt у BtH function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); } ▼Показать полностью
Бесплатно
Статья научная
Для борьбы с фитофторозом и ризоктониозом картофеля ( Solanum tuberosum L.) используют химические фунгициды. Однако в связи с многократными обработками фунгицидами резистентность фитопатогенов к ним повышается. Альтернативой химическим фунгицидам служат биофунгициды. Использование штаммов эндофитных бактерий рода Bacillus перспективно для разработки на их основе новых биофунгицидов. Эндофиты, находясь внутри растений, имеют преимущество во взаимодействиях с ними по сравнению с бактериями, занимающими другие экологические ниши. В настоящей работе впервые установлена эффективность экспериментальных образцов препаратов на основе штаммов эндофитных бактерий рода Bacillus при выращивании сортов картофеля, различающихся по устойчивости к фитофторозу, в условиях северо-запада Российской Федерации. Целью работы было изучение влияния экспериментальных образцов препаратов на основе штаммов эндофитных бактерий Bacillus thuringiensis W65 и Bacillus amyloliquefaciens Р20 на урожайность картофеля и поражаемость растений ризоктониозом и фитофторозом. Эндофитные штаммы Bacillus были выделены из внутренних тканей картофеля ( Solanum tuberosum L.) сорта Сударыня, устойчивого к раку картофеля. При росте на агаризованных средах они обладали антагонистической активностью к фитопатогенам - возбудителям фитофтороза Phytophthora infestans (Mont. de Bary) и ризоктониоза Rhizoctonia solani (Kühn.). Полевые мелкоделяночные опыты были проведены в 2020-2021 годах на опытном поле ФГБНУ Ленинградский НИИ сельского хозяйства «Белогорка» (д. Белогорка, Ленинградская обл., Гатчинский р-н). Схема опыта включала следующие варианты: чистый контроль (без обработок); химический контроль - обработки химическими фунгицидами Селест Топ, КС («Сингента», Россия), Манкоцеб, СП («Агрорус и Ко», Россия), Рапид Дуэт, СП («Агрорус и Ко», Россия), Инфинито, КС («Bayer Crop Science», Германия), Зуммер, КС («ООО «КРОПЭКС», Россия) и десикантом Голден Ринг («Агро Эксперт Груп», Россия); биологический контроль - БисолбиСан, Ж («БИСОЛБИ ИНТЕР», Россия), биофунгицид на основе штамма ризосферных бактерий Bacillus subtilis Ч-13; экспериментальные образцы препарата на основе штаммов B. thuringiensis W65 и B. amyloliquefaciens Р20. Выращивали сорта картофеля с различной устойчивостью к фитофторозу - Чароит (устойчивый) и Гусар (восприимчивый). Оценивали динамику роста и развития растений, урожайность и поражаемость ризоктониозом и фитофторозом. Статистическую обработку полученных результатов (расчеты средних и их стандартных ошибок, дисперсионный анализ ANOVA, тест Дункана) проводили с использованием программы Statistica 10 («StatSoft, Inc.», США). При инокуляции экспериментальными образцами препаратов на основе штаммов B. amyloliquefaciens Р20 и B. thuringiensis W65 продолжительность цветения растений картофеля увеличилась на 8-13 сут по сравнению с контролем. Урожайность клубней также увеличилась на 7,9-14,6 % (p function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); }
Бесплатно
Эффективность использования Stagonospora cirsii S-47 против осота полевого на посадках картофеля
Статья научная
Картофель ( Solanum tuberosum L.) - одна из культур, на которой перспективно использование биологического метода борьбы с многолетними сорными растениями (например, с осотом полевым Sonchus arvensis L.) из-за недостаточного ассортимента химических гербицидов. Гриб Stagonospora cirsii J.J. Davis., будучи продуцентом гербицидных метаболитов, способен поражать растения осота полевого. В настоящей работе впервые показана возможность использования штамма Stagonospora cirsii S-47 для борьбы с осотом полевым в условиях мелкоделяночного опыта. Целью настоящего исследования стала оценка эффективности применения Stagonospora cirsii S-47 в виде измельченного мицелия против растений осота полевого на посадках картофеля в условиях полевого мелкоделяночного опыта. Полевые мелкоделяночные опыты проводили в течение вегетационных периодов 2020 и 2021 годов на опытном поле Всероссийского НИИ защиты растений (ФГБНУ ВИЗР, Ленинградская обл.). Опыты закладывали на посадках картофеля ( Solanum tuberosum L.) сорта Невский, относящегося к группе среднеранних сортов. Почва участка - дерново-подзолистая, суглинистая, с содержанием гумуса в пахотном слое 3-4 %, рН 6,3. Обработка почвы осенью заключалась в проведении вспашки, а в весенний период участок дисковали, культивировали и нарезали борозды. Норма посадки клубней составляла 25 ц/га. Удобрения не вносили. Для исключения влияния нецелевых объектов на результаты опыта проводили фоновую обработку опытного участка гербицидом Гезагард, КС (2,0 л/га) (ООО «Сингента», Россия) до всходов растений картофеля. В работе использовали штамм Stagonospora cirsii S-47. Посевной материал получали посредством культивирования гриба в течение 3 сут в жидкой сахарозо-соевой питательной среде. Для выращивания биомассы S. cirsii S-47 использовали стеклянный ферментер с рабочим объемом 5 л («Applikon Biotechnology», Голландия). Ферментационную среду (4,8 л) инокулировали 200 мл посевной культуры. Через 6 сут сырую биомассу отделяли от культуральной жидкости, центрифугированием и взвешивали. К сырому мицелию добавляли 0,01 % раствор Tween 80 до концентрации 50 г/л и измельчали при помощи блендера в течение 1 мин. Обработку посадок картофеля проводили с помощью ручного ранцевого опрыскивателя RESISTENT 3610 («MESTO Spritzenfabrik Ernst Stockburger GmbH», Германия) в соответствии со схемой опыта. В качестве эталона использовали гербицид Агритокс, ВК (1,2 л/га; «Nufarm GmbH & Co KG», Австралия), содержащий 500 г/л МЦПА (2-метил-4-хлорфеноксиуксусная кислота) в форме смеси диметиламинной, калиевой и натриевой солей. Схема опыта включала следующие варианты: 1 - S. cirsii S-47 (50 кг/га; расход рабочей жидкости 1000 л/га), 2 - S. cirsii S-47 (100 кг/га; 2000 л/га), 3 - S. cirsii S-47 + Агритокс, ВК (50 кг/га + 0,6 л/га; 1000 л/га), 4 - Агритокс, ВК (0,6 л/га; 300 л/га), 5 - Агритокс, ВК (1,2 л/га; 300 л/га), 6 - контроль (без обработки). Во время обработки высота ботвы растений картофеля составляла 10-15 см, а растения осота полевого находились в фазах от розетки до стеблевания, высотой не превышая 10 см. Учеты проводили количественно-весовым методом через 14 и 28 сут после обработки. Биологическую эффективность (БЭ) рассчитывали по отношению к необработанному контролю. Учет урожая картофеля осуществляли вручную с каждой делянки опыта. В отсутствие экстремальных погодных условий внесение 50 кг/га мицелия S. cirsii S-47 существенно (на 53,9-59,2 %) снижало массу растений осота полевого. Однако гриб, как правило, не обеспечивал полной гибели сорного растения, чем уступал гербициду Агритокс, ВК в дозе 0,6 л/га. Двукратное увеличение нормы применения S. cirsii S-47 приводило к усилению его действия на количество осота полевого в среднем на 13 %. Использование S. cirsii S-47 совместно с Агритокс, ВК (0,6 л/га) позволяло повысить эффективность обработки в среднем на 15 % по сравнению с самостоятельным применением гербицида. Это давало возможность сократить количество вносимого препарата в 2 раза без снижения эффективности подавления растений осота полевого. В 2020 году использование микробиологического и химического препаратов способствовало увеличению урожайности на 4,7-10,1 %. Статистически значимым (р function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); }
Бесплатно
Статья научная
Формирование высокопродуктивных пастбищных фитоценозов, основу которых составляют бобовые растения, образующие азотфиксирующий симбиоз с клубеньковыми бактериями, - необходимое условие распространения и устойчивого роста численности травоядных сельскохозяйственных животных в условиях изменения климата и кардинальной перестройки растительных экосистем в Арктике. В то же время вопросы биоразнообразия клубеньковых бактерий на арктических территориях и эффективность их симбиотического взаимодействия с бобовыми растениями в настоящее время остаются в России практически не изученными. В настоящей работе впервые описаны 12 штаммов, изолированных из клубеньков чины болотной и горошка мышиного, произрастающих в Арктической Якутии: изучено их таксономическое положение, а также показана способность формировать эффективный симбиоз как с традиционными бобовыми культурами, так и с дикорастущими растениями, которые более адаптированы к условиям Крайнего Севера и могут использоваться для создания высокопродуктивных пастбищных фитоценозов. Целью работы было изучение генетического разнообразия ризобиальных изолятов из популяций арктических дикорастущих бобовых растений Lathyrus palustris L. и Vicia cracca L., а также оценка их способности формировать азотфиксирующие клубеньки на корнях кормовых пастбищных бобовых культур в условиях микровегетационного опыта. Корневые клубеньки дикорастущих популяций бобовых растений V. cracca и L. palustris были собраны в 2021 году на острове Самойловский и в поселке Тикси в ходе российско-немецкой экспедиции в дельту реки Лены. Ризобиальные штаммы из клубеньков бобовых выделяли по стандартной методике с использованием маннитно-дрожжевой питательной среды YMA. Таксономическое положение 12 изолятов определяли посредством секвенирования 16S рДНК ( rrs ). Для постановки микровегетационных опытов (МВО) использовали семена V. cracca , V. sativa , L. sativus и L. pratensis . Растения культивировали в стерильных стеклянных сосудах объемом 300 мл, содержащих 50 мл агаризованной среды Красильникова-Кореняко. Проростки были инокулированы суспензиями индивидуальных штаммов в количестве 106 клеток/сосуд. В качестве положительного контроля использовали коммерческие штаммы Rhizobium leguminosarum bv. viciae RCAM2802, RCAM2806 и RCAM0626 из Сетевой биоресурсной коллекции в области генетических технологий для сельского хозяйства (ФГБНУ ВНИИСХМ, г. Санкт-Петербург). Неинокулированные растения служили отрицательным контролем. По окончании культивирования проводили подсчет и описание клубеньков, образовавшихся на корнях растений. Азотфиксирующую активность клубеньков определяли ацетиленовым методом с помощью газового хроматографа GC-2014 («Shimadzu», Япония). В условиях отдельного МВО семена V. cracca и L. pratensis дополнительно были инокулированы почвенной вытяжкой из образца, отобранного с острова Котельный (Новосибирские о-ва, Арктическая Якутия). Всего из корневых клубеньков популяций L. palustris и V. cracca было выделено 12 ризобиальных изолятов, отнесенных к родам Rhizobium , Mesorhizobium и Bosea . Штаммы Mesorhizobium sp. 33-3/1 и 32-2/1 были выделены только из популяций, произрастающих в пос. Тикси. Штамм Rhizobium sp. 32-5/1 показал низкое сходство по гену rrs с ближайшим типовым штаммом (менее 98,0 %), что позволяет предположить его принадлежность к новому виду микроорганизмов. При постановке МВО клубеньки формировались только в вариантах инокуляции штаммами Rhizobium sp. 19-1/1, 20-1/1, 33-1/1 и Mesorhizobium sp. 32-2/1. Штамм Rhizobium sp. 19-1/1 формировал неактивные клубеньки на корнях сразу трех видов бобовых (кроме V. cracca ). Штамм Rhizobium sp. 20-1/1 при инокуляции V. cracca сформировал большее число клубеньков и показал более высокую азотфиксирующую активность по сравнению с коммерческим штаммом для обработки вики посевной Rhizobium leguminosarum bv. viciae RCAM0626, однако различия по числу клубеньков между вариантами опыта были недостоверными из-за значительной вариации параметра.
Бесплатно
