Антифунгальная активность против патогенов зерновых культур и изучение антибиотика штамма Streptomyces sp. К-541, выделенного из экстремальных экосистем Казахстана

Необходимое свойство биопрепаратов - сохранение биологической активности в изменяющихся природных условиях, в почвах разного физико-химического состава, с разной степенью плодородия и значениями рН. Актиномицеты из экстремальных мест обитания способны вырабатывать биологически активные вещества не только в нейтральных условиях, но также в соленой, щелочной и кислой среде, чем определяется их значимость в составе биопрепаратов, разрабатываемых для растениеводства. Нашей целью было исследование антагонистических свойств штамма Streptomyces sp. К-541, выделенного из экстремальных экосистем в Казахстане, против грибных патогенов зерновых культур в разных экологических условиях и групповая идентификация полученного антибиотика. Штамм К-541 выращивали в нейтральных и альтернативных условиях (25,0 г/л NaCl, рН 7,2; 2,5 г/л Na2CO3, рН 8,0). Антифунгальные свойства определяли методом агаровых блоков в отношении возбудителей основных грибных заболеваний пшеницы и риса: фузариоза - Fusarium solani (Mart.) Sacc., F. oxysporum Schlecht., F. heterosporum Nees, F. sporotrichiella Sherb., пирикуляриоза - Piricularia oryzae Cavara, альтернариоза - Alternaria triticina Prasada & Prabhu, A. alternate (Fr.) Keissl., биполяриоза - Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoemaker, аспергиллеза - Aspergillus niger van Tieghem. После культивирования штамма К-541 на трех вариантах глюкозо-дрожжевого агара вырезали блоки растущей культуры буром (диаметр 7 мм), переносили их на чашки Петри, предварительно засеянные тест-культурами фитопатогенных грибов, и культивировали при 25 °С. Об антагонистической активности судили по диаметру зоны лизиса грибных тест-культур, которую измеряли через 72 ч культивирования. Антифунгальные свойства штамма при совместном культивировании с фитопатогенными грибами исследовали на агаре Чапека-Докса (рН 7,0) при внесении 2,0 % NaCl (рН 7,0) и 0,2 % Na2CO3 (рН 8,0). Результаты учитывали на 10-е сут культивирования при 25 °С, измеряя диаметр колоний фитопатогенных грибов. Биосинтез антибиотика А-541 осуществляли на круговой качалке (180-200 об/мин) при температуре 28 °С в течение 120 ч. Антибиотик извлекали экстракцией органическими растворителями и изучали с использованием тонкослойной хроматографии и спектрофотометрии. Проведенные исследования показали, что штамм К-541 может быть перспективным агентом для биоконтроля грибных инфекций у зерновых культур, так как обладает высокой антифунгальной активностью. В отношении грибов рода Fusarium она проявлялась формированием зоны лизиса диаметром 30-45 мм в нейтральных условиях, 40-48 мм - при засолении, 20-33 мм в щелочных условиях; в отношении грибов рода Alternaria - соответственно 32-35, 36-37, 20-22 мм; рода Bipolaris - 36-38, 38-40, 30 мм; рода Piricularia - 40, 56, 50 мм. Показана возможность использования штамма для интродукции в почвенные биоценозы с целью биоконтроля грибных патогенов зерновых культур. При совместном культивировании штамма К-541 и фитопатогенных грибов диаметр колоний грибов уменьшался в 1,8-2,7 раза. Высокая степень ингибирования роста фитопатогенных грибов наблюдалась также в условиях засоления и в щелочной среде. Антибиотик, образуемый штаммом К-541, отнесен к группе полиенов, подгруппе гексаенов. Таким образом, штамм К-541 признан перспективным для разработки нового биопрепарата с фунгицидным действием в отношении возбудителей грибных инфекций зерновых культур в разных экологических условиях.