Активность энтомопатогенных штаммов-продуцентов Bacillus thuringiensis var. israelensis при разных методах хранения

Автор: Ермолова В.П., Гришечкина С.Д., Нижников А.А.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Биоинженерия, биотехнологии

Статья в выпуске: 1 т.53, 2018 года.

Бесплатный доступ

Микробиологический метод борьбы с вредными насекомыми служит альтернативой применению химических пестицидов. Основу энтомоцидных биопрепаратов составляют микроорганизмы, обладающие стабильно высокими показателями эффективности против вредителей. Целью настоящего исследования было изучение культуры штаммов Bacillus thuringiensis var. israelensis (BtH14) на жизнеспособность, продуктивность и ларвицидность при хранении различными методами. Штамм 266/2 хранился на мясопептонном агаре (МПА) и в трупах комаров Culex pipiens molestus 1 год, в кристаллах NaCl 1,5 года; штамм 71 - на МПА 1 год без пересева, 2 года с пересевом через 6 мес; штамм 87а - методом криоконсервации 10 лет; штаммы 87, 404, 19/43 - в лиофильно высушенном состоянии 28 лет; штаммы 7-1/23, 71/82, 19/1 - в кристаллах NaCl 27 лет. Культуру штаммов BtH14 выращивали на скошенном МПА при температуре 28-30 °С в течение 5-7 сут до полного образования спор и кристаллического эндотоксина. При хранении BtH14 методом лиофилизации биомассу споровой культуры в пробирке на скошенном МПА смывали 5 мл 20 % раствора NaCl. По 0,5 мл полученной суспензии с титром 107-108 КОЕ/мл вносили пастеровской пипеткой в стеклянные ампулы, закрывали стерильным тампоном, затем стерильной пробкой и замораживали в холодной ванне при температуре -22 °С в течение 1 ч, высушивали при -45 °С в течение 23 ч, запаивали под вакуумом над газовой горелкой и хранили в холодильнике при 3-5 °С. При хранении BtH14 в кристаллах NaCl в пробирку со споровой культурой на скошенном МПА вносили 5 мл 0,9 % физиологического раствора, тщательно растирали петлей до получения гомогенной взвеси, по 0,5 мл вносили в стерильные биологические пробирки, закрывали ватно-марлевыми пробками и хранили при комнатной температуре. При хранении методом криоконсервации споровую культуру BtH14 суспендировали в мясопептонном бульоне (МПБ) с 10 % глицерина. Полученные суспензии (по 200 мкл) разливали в криопробирки и хранили при -80 °С. Титр BtH14 и ларвицидную активность для комаров Aedes aegypti определяли 1-2 раза в год. Исследования показали, что культура штамма 266/2 через 1 год хранения в трупах комаров C. pipiens molestus и на МПА диссоциировала с образованием колоний IV морфотипа S-формы (соответственно 0,8 и 1,6 %), утратившего активность для комаров A. aegypti. Титр спор и ларвицидность штамма 71 через 1 год хранения на МПА в пробирках с запарафинированными пробками сохранялись на исходном уровне. При пересеве через каждые 6 мес эти показатели снизились соответственно на 12 и 16 % через 1 год, на 25 и 27 % - через 2 года хранения. Криокон-сервация штамма 87а обеспечила стабильность титра и ларвицидной активности через 10 лет. Исходный титр и ларвицидная активность были соответственно 2,74×109 КОЕ/мл и 0,178×10-3 %. Через 6 и 10 лет они составляли 2,82×109 КОЕ/мл и 0,19×10-3 %; 2,72×109 КОЕ/мл и 0,18×10-3 %. Через 27 лет хранения в кристаллах NaCl титры штаммов BtH14 7-1/23, 71/82, 19/1 и ЛК50 для комаров A. aegypti варьировали в пределах 3,12×109-3,52×109 КОЕ/мл и 0,135×10-3-0,150×10-3 % при исходных значениях соответственно 3,98×109-4,29×109 КОЕ/мл и 0,10×10-3-0,11×10-3 %. Титры и ларвицидная активность штаммов 87, 404, 19/43, которые хранили методом лиофильного высушивания, оставались в пределах 3,32×109-3,68×109 КОЕ/мл и 0,11×10-3-0,14×10-3 % при исходных значениях 3,86×109-4,45×109 КОЕ/мл и 0,087×10-3-0,103×10-3 %. Таким образом, лучшие показатели для BtH14 получены при хранении в лиофильно высушенном состоянии, в кристаллах NaCl и с использованием криоконсервации.

Еще

Хранение, титр, ларвицидная активность

Короткий адрес: https://sciup.org/142214119

IDR: 142214119   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2018.1.201rus

Список литературы Активность энтомопатогенных штаммов-продуцентов Bacillus thuringiensis var. israelensis при разных методах хранения

  • Кандыбин Н.В., Патыка Т.И., Ермолова В.П., Патыка В.Ф. Микробиоконтроль численности насекомых и его доминанта Bacillus thuringiensis. СПб-Пушкин, 2009.
  • Тихонович И.А., Кожемяков А.П., Чеботарь В.К., Круглов Ю.В., Кандыбин Н.В., Лаптев Г.Ю. Биопрепараты в сельском хозяйстве. Методология и практика применения микроорганизмов в растениеводстве и кормопроизводстве. М., 2005.
  • Леднев Г.Р., Новикова И.И. Энтомофторовые грибы -перспективы и проблемы использования в биологической защите растений. В сб.: Биологические средства защиты растений, технологии их изготовления и применения. СПб, 2005: 261-272.
  • Данилов Л.Г. Научно-методические основы изучения энтомопатогенных нематод (Rhabditidae: Steinernematidae) и создание промышленных производств препаратов на их основе. В сб.: Биологические средства защиты растений, технологии их изготовления и применения. СПб, 2005: 282-293.
  • Polanczyk R.A., Piresda Silva R.F., Fiuza L.M. Effectiveness of Bacillus thuringiensis against Spodoptera frugipera (Lepidoptera: Noctuidae). Brazil. J. Microbiol., 2000, 31: 165-167 ( ) DOI: 10.1590/S1517-83822000000300003
  • Zhong C.H., Ellar D.J., Bishop., Johnson., Lin S.S., Hart E.R. Characterization of a Bacillus thuringiensis delta-endotoxin which is toxic to insects in three orders. J. Invertebr. Pathol., 2000, 76: 131-134 ( ) DOI: 10.1006/jipa.2000.4962
  • De Maagd R.A., Bravo A., Crickmore N. How Bacillus thuringiensis has evolved specific toxins to colonize the insect world. Trends Genet., 2001, 17: 193-199 ( ) DOI: 10.1016/S0168-9525(01)02237-5
  • Siegel J.P. The mammalian safety Bacillus thuringiensis based insecticides. J. Invertebr. Pathol., 2001, 77: 13-21 ( ) DOI: 10.1006/jipa.2000.5000
  • Haidar R., Deschamps A., Roudet J., Calvo-Garrido C., Bruez E., Rey P., Fermaud M. Multi-organ screening of efficient bacterial control agents against two major pathogens of grapevine. Biol. Control, 2016, 92: 55-65 ( ) DOI: 10.1016/j.biocontrol.2015.09.003
  • Ермолова В.П. Bacillus thuringiensis из природных субстратов в Ленинградской области: выделение и идентификация. Сельскохозяйственная биология, 2016, 51(1): 128-136 ( ) DOI: 10.15389/agrobiology.2016.1.128rus
  • Raimondo S., Pauley T.K., Butler L. Potential impacts of Bacillus thuringiensis var. kurstakion five salamander species in West Virginia. Northeast. Nat., 2003, 10(1): 25-38 ( ) DOI: 10.2307/3858670
  • Choi Y.S., Cho E.S., Je Y.H., Roh J.Y., Chang J.H., Li M.S., Seo S.J., Sohn H.D., Jin B.R. Isolation and characterization of a strain of Bacillus thuringiensis subsp. morrisoni PG-14 encoding d-endotoxin Cry1Ac. Curr. Microbiol., 2004, 48: 47-50 ( ) DOI: 10.1007/s00284-003-4102-9
  • Armengol G., Hernandez J., Velez J.G., Orduz S. Long-lasting effects of a Bacillus thuringiensis serovar israelensis experimental tablet formulation for Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) control. J. Econ. Entomol., 2006, 99(5): 1590-1595 ( ) DOI: 10.1603/0022-0493-99.5.1590
  • Al-Momani F., Obeidat M., Saasoun I., Mequam M. Serotyping of Bacillus thuringiensis isolates their distribution in different Jordanian habitats and pathogenecity in Drosophila melanogaster. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 2004, 20: 749-753 ( ) DOI: 10.1007/s11274-004-4517-x
  • Shrestha A., Sultana R., Chae J.-C., Kim K., Lee K.-J. Bacillus thuringiensis C-25 which is rich in cell wall degrading enzymes efficiently control lettuce drop caused by Sclerotinia minor. Eur. J. Plant Pathol., 2015, 142(3): 577-589 ( ) DOI: 10.1007/s10658-015-0636-5
  • Lacey L.A., Grywaczet D., Shapiro-Ilan D., Frutos R., Brownbridge M., Goettel M.S. Insect pathogens as biological control agents: back to the future. J. Invertebr. Pathol., 2015, 132: 1-41 ( ) DOI: 10.1016/j.jip.2015.07.009
  • Eswarapriya B., Gopalsamy B., Kameswari B., Meera R., Devi P. Insecticidal activity of Bacillus thuringiensis IBt-15 strain against Plutella xycostella. Int. J. PharmTech. Res., 2010, 2(3): 2048-2053.
  • Patel K.D., Bhanshali F.C., Ingle S.S. Diversity and characterization of Bacillus thuringiensis isolates from alluvial soils of Mahi river basin, India. Journal of Advances in Developmental Research, 2011, 2: 14-20.
  • Рахманин Ю.А., Новиков С.М., Румянцев Г.И., Иванов С.И. Оценка ущерба здоровью человеку как одно из приоритетных направлений экологии человека и инструмент обоснования управленческих решений. Гигиена и санитария, 2006, 5: 10-13.
  • Raddadi N., Cherif A., Ouzari H., Marzorati M., Brusetti L., Boudabous A., Daffonchio D. Bacillus thuringiensis beyond insect biocontrol: plant growth promotion and biosafety of polyvalent strains. Ann. Microbiol., 2007, 57(4): 481-494 ( ) DOI: 10.1007/BF03175344
  • Narayanasamy P. Mechanisms of action of bacterial biological control agents. In: Biological management of diseases of crops. Progress in Biological Control, V. 15. Springer, Dordrecht, 2013: 295-429 ( ) DOI: 10.1007/978-94-007-6380-7_5
  • Patel K.D., Bhanshali F.C., Chaudhary A.V., Ingle S.S. A new enrichment method for isolation of Bacillus thuringiensis from diverse sample types. Appl. Biochem. Biotech., 2013, 170: 58-66 ( ) DOI: 10.1007/s12010-013-0145-y
  • Raddadi N., Cherif A., Ouzari H., Marzorarl M., Brusetti L., Boudabous A., Daffonchio D. Bacillus thuringiensis beyond insect biocontrol: plant growth promotion and biosafety of polyvalent strains. Ann. Microbiol., 2007, 57(4): 481-494 ( ) DOI: 10.1007/BF03175344
  • Speck M. L., Cowman R.A. Preservation of lactic streptococci at low temperatures. In: Culture collections of microorganisms. Proceedings of the International Conference on Culture Collections, Tokyo/H. Iizuka, T. Hasegawa (eds.). University Park Press, Baltimore, 1970: 241-250.
  • Смирнов О.В., Гришечкина С.Д. Проблемы стабилизации ценных свойств штаммов Bacillus thuringiensis -продуцентов ларвицидных препаратов. Вестник защиты растений, 2009, 1: 26-34.
  • Smirnoff U.A. The formation of crystals in Bacillus thuringiensis var thuringiensis Berliner before sporulation of temperature inculcation. J. Insect Pathol., 1965, 2: 242-250.
  • Лабинская А.С. Микробиология с техникой микробиологических исследований. М., 1972: 139-142.
  • Safronova V., Tikonovich I. Automated cryobank of microorganisms: Unigue possibilities for long-term authorized depositing of commercial microbial strains. In: Microbes in applied research: Current advances and challenges/A. Mendez-Vilas (ed.). World Scientific Publishing Co., 2012: 331-334 ( ) DOI: 10.1142/9789814405041_0066
  • Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М., 1973.
  • Сафронова В.И., Сазанова А.Л., Кузнецова И.Г., Попова Ж.П., Гришечкина С.Д., Ермолова В.П., Андронов Е.Е. Полногеномное секвенирование и сравнительный анализ генов «домашнего хозяйства» и вирулентности у коммерческих штаммов Bacillus thuringiensis с энтомоцидным действием. Сельскохозяйственная биология, 2015, 50(3): 332-338 ( ) DOI: 10.15389/agrobiology.2015.3.332rus
Еще
Статья научная