Эффективность коллекционных штаммов антагонистов против возбудителя альтернариоза рапса озимого на фоне искусственного заражения in vitro

Научная статья УДК 633.853.494

Введение. Альтернариоз (черная пятнистость) – одна из наиболее распространенных болезней рапса, вызываемая грибами рода Alternaria Nees. [1]. В Краснодарском крае особую опасность для рапса озимого представляет вид Alternaria brassicicola (Schwein.) Wiltshire [2].

При инфицировании растений рапса возбудитель вызывает некрозы, которые локализуются на стеблях, листьях, стручках и семенах. Кроме того, семенной материал, полученный с пораженных растений, имеет низкую энергию прорастания и всхожесть. Воздействие патогена приводит к существенному ухудшению как количественных, так и качественных показателей семян рапса. Это проявляется в падении урожайности культуры в целом, ухудшении масличных характеристик семян, снижении массы и чистоты посевного материала. При эпифитотийном развитии болезни потери урожая семян могут достигать 70 % [3–5].

Контроль за фитосанитарным состоянием посевов рапса озимого необходимо проводить в течение всего вегетационного периода. При поражении альтернариозом осенью в период всходы – образование розетки болезнь проявляется в виде коричневых пятен на корневой шейке, корнях и семядольных листьях. Экономический порог вредоносности (ЭПВ) составляет 30 % пораженных растений. Обработку посевов рекомендуют проводить при первых признаках болезни [6].

Успешная профилактика заболеваний рапса в современных условиях достигается за счет применения интегрированной системы защитных мероприятий. Агротехно-логические меры включают: использование устойчивых к болезням сортов и гибридов; правильную организацию севооборота с обязательным соблюдением интервала в 3–4 года между посевами рапса на одном поле; своевременную обработку почвы, в том числе раннюю вспашку с глубокой заделкой растительных остатков; уничтожение сорной растительности, которая может являться источником болезни; а также выбор оптимальной густоты посева. Химическая защита подразумевает применение эффективных фунгицидов с различными действующими веществами из классов триазолов, карбаматов, стробиллуринов и др. В системе химических защитных мероприятий для озимого рапса важную роль занимает инкрустация семенного материала и опрыскивание посевов фунгицидами в период вегетации [5; 7].

В настоящее время российский аграрный сектор всё активнее переходит с традиционных химических пестицидов на экологически чистые микробиологические средства защиты, отличающиеся более низкой стоимостью и безопасностью для окружающей среды. Реализация данного направления требует активного внедрения безопасных биопрепаратов на основе микроорганизмов и их метаболитов [8; 9]. Микроорганизмы проявляют высокую эффективность благодаря нескольким механизмам действия: они активно конкурируют с фитопатогенной микрофлорой за питательные вещества, а также способны вырабатывать разнообразные биологически активные соединения и ферменты, которые разрушают патогенные организмы и создают защитный барьер для растений [10].

На протяжении многих лет лаборатория биометода агротехнологического отдела ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК активно занимается разработкой микробиологических средств защиты масличных культур от различных болезней. В основе разработанной в лаборатории концепции целенаправленного создания микробиопрепаратов для защиты масличных и других сельскохозяйственных культур от болезней лежит поиск штаммов антагонистов, безопасных для человека, нефитотоксичных, проявляющих высокую активность в широко варьируемых погодных условиях против комплекса патогенов, обладающих полифункциональ-ным типом действия [11]. С 2025 г. ведутся поиски активных штаммов антагонистов, которые станут основой микробиологических препаратов для снижения вредоносности альтернариоза рапса озимого.

Данная работа посвящена первому этапу вторичного скрининга – определению защитного эффекта грибных и бактериальных штаммов антагонистов из рабочей коллекции лаборатории против возбудителя альтернариоза Alternaria brassicicola рапса озимого на фоне искусственного заражения in vitro.

Материал и методы. Для оценки эффективности выделенных в ходе первичного скрининга грибных и бактериальных штаммов на фоне искусственного заражения in vitro, антагонистов нарабатывали в препаративной форме жидкая культура (ЖК). Грибные штаммы выращивали на жидкой питательной среде Рудакова [12], бактериальные штаммы из рода Bacillus – на среде Тайлона-3 [13], а из рода Pseudomonas – на среде Кинга В [14], в колбах Эрленмейера (250 мл) с объемом питательной среды 100 мл. Процесс выращивания штаммов антагонистов осуществляли методом глубинного культивирования на шейкере-инкубаторе со скоростью 180 об/мин и при температуре 25 ℃ в течение 48 часов для бактерий и 72 часов для грибов. Семена рапса озимого обрабатывали вручную, в круглодонных колбах, с нормой расхода жидкой культуры 3,0 л/т, за исключением штаммов из рода Trichoderma, где норма расхода составила 1,0 л/т, и грибного штамма Pv-3 Penicillium verrucosum с нормой расхода 2,0 л/т. Расход рабочей жидкости – 10 л/т. Далее обработанные семена раскладывали в чашки Петри на заранее выращенный 10-суточный газон возбудителя альтернариоза, выстланный двумя дисками увлажненной стерильной водой фильтровальной бумаги, и создавали влажную камеру [15]. Учет степени поражения проростков рапса альтер-нариозом проводили через шесть суток по разработанной нами шкале (рисунок):

0 баллов – признаки поражения отсутствуют, проростки здоровые;

• 1    балл – отмечается потемнение или образование перетяжки в зоне перехода гипокотиля в корень, боковые корни без повреждений;

• 2    балла – главный корень сгнил, боковые корни без повреждений;

• 3    балла – потемнение главного и боковых корней полностью или на 2/3;

• 4    балла – сгнивший главный корень, отсутствие боковых корней, невзошедшие семена.

Согласно данной шкале, проростки с баллом от 0 до 2 классифицировались как жизнеспособные, тогда как при 3–4 баллах образцы признавались нежизнеспособными.

Рисунок – Шкала оценки степени поражения проростков рапса озимого возбудителем альтернариоза Alternaria brassicicola на фоне искусственного заражения во влажной камере in vitro, ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, 2025 г. (ориг.)

Fig. – Scale for assessing the affection degree of winter rapeseed seedlings by the Alternaria blight pathogen Alternaria bras-sicicola following artificial infection in a humidity chamber in vitro, V.S. Pustovoit All-Russian Research Institute of Oil Crops, 2025 (orig.)

Результаты и обсуждение. Определен защитный эффект лабораторных образцов микробиопрепаратов в препаративной форме ЖК на основе грибных штаммов. На жестком фоне искусственного заражения семян и проростков рапса озимого возбудителем альтернариоза Alternaria brassicicola в контроле без обработки по сумме 3 и 4 баллов 95,0 % из 21 штамма выделено четыре, показавших биологическую эффективность от 10,5 до 42,1 % (табл. 1).

Таблица 1

Эффективность обработки семян рапса озимого лабораторными образцами микробиопрепаратов на основе перспективных штаммов грибов антагонистов на фоне искусственного заражения возбудителем альтернариоза Alternaria brassicicola in vitro

ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, 2025 г.

Table 1

Efficiency of winter rapeseed seeds treatment with laboratory samples of microbiopreparations based on promising fungal antagonist strains, following artificial infection with the Alternaria blight pathogen Alternaria brassicicola in vitro

V.S. Pustovoit All-Russian Research Institute of Oil Crops, 2025

Вариант	Всхожесть, %	Поражено семян и корней проростков рапса возбудителем альтернариоза, по баллам, %						Биологическая эффективность, %
		0 баллов	1 балл	2 балла	3 балла	4 балла	по сумме 3 и 4 баллов
Контроль с инфекцией	82,5	0	2,5	2,5	20,0	75,0	95,0	-
И-3 Basidiomycota	75,0	0	5,0	40,0	15,0	40,0	55,0	42,1
Pv-3 Penicillium verrucosum	70,0	0	0	25,0	10,0	65,0	75,0	21,0
SM-1 Sordaria macrospora	85,0	20,0	0	0	40,0	40,0	80,0	15,7
Xk-3 Chaetomium globosum	65,0	0	0	15,0	5,0	80,0	85,0	10,5

Наибольшая биологическая эффективность – 42,1 % – установлена у штамма И-3 Basidiomycota при всхожести семян 75,0 %. У штамма Pv-3 Penicillium verrucosum эффективность снижалась в два раза, составив 21,0 %, при всхожести семян 70,0 %.

Определен защитный эффект лабораторных образцов микробиопрепаратов в препаративной форме ЖК на основе бактериальных штаммов. На жестком фоне искус- ственного заражения семян и проростков рапса озимого возбудителем альтернариоза Alternaria brassicicola в контроле без обработки по сумме 3 и 4 баллов 100 % из 21 коллекционного бактериального штамма антагониста из рода Bacillus выделено 11 штаммов (5-3, K1-2, K1-1, 3-3, Far 8, D-10, D1-1, 11-2, 01 корf Bacillus sp., Б-12 B. licheni-formis, D1-3 Bacillus sp.), проявивших защитный эффект от 15,0 до 85,0 % (табл. 2).

Таблица 2

Эффективность обработки семян рапса озимого лабораторными образцами микробиопрепаратов на основе перспективных штаммов бактерий антагонистов рода Bacillus на фоне искусственного заражения возбудителем альтернариоза Alternaria brassicicola in vitro

ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, 2025 г.

Table 2

Efficiency of winter rapeseed seeds treatment with laboratory samples of microbiopreparations based on promising strains of antagonist bacteria of the genus Bacillus, following artificial infection with the Alternaria blight pathogen Alternaria brassicicola in vitro

V.S. Pustovoit All-Russian Research Institute of Oil Crops, 2025

Вариант	Всхожесть, %	Поражено семян и корней проростков рапса возбудителем альтернариоза, по баллам, %						Биологическая эффективность, %
		0 баллов	1 балл	2 балла	3 балла	4 балла	по сумме 3 и 4 баллов
Контроль с инфекцией	85,0	0	0	0	5,0	95,0	100
5-3 Bacillus sp.	100	0	30,0	55,0	5,0	10,0	15,0	85,0
K1-2 Bacillus sp .	100	0	0	65,0	15,0	20,0	35,0	65,0
K1-1 Bacillus sp.	85,0	0	0	50,0	5,0	45,0	50,0	50,0
3-3 Bacillus sp.	80,0	0	15,0	25,0	20,0	40,0	60,0	40,0
Far 8 Bacillus sp.	100	0	10,0	15,0	5,0	70,0	75,0	25,0
D-10 Bacillus sp.	90,0	0	15,0	10,0	5,0	70,0	75,0	25,0
D1-1 Bacillus sp.	85,0	0	0	25,0	45,0	30,0	75,0	25,0
11-2 Bacillus sp.	90,0	0	0	20,0	65,0	15,0	80,0	20,0
01 корf Bacillus sp.	85,0	0	5,0	15,0	45,0	35,0	80,0	20,0
Б-12 B. licheniformis	90,0	0	0	15,0	60,0	25,0	85,0	15,0
D1-3 Bacillus sp.	75,0	0	0	15,0	35,0	50,0	85,0	15,0

Наибольшая эффективность (65,0; 50,0 и 40,0 %) установлена у штаммов K1-2, K1-1 и 3-3 Bacillus sp. при всхожести семян 100; 85,0 и 80,0 % соответственно. Максимальная эффективность (85,0 %) отмечена у штамма 5-3 Bacillus sp. при всхожести семян 100 %.

Из девяти коллекционных бактериальных штаммов из рода Pseudomonas на жестком фоне поражения возбудителем альтернариоза семян и проростков рапса озимого в контроле без обработки по сумме 3 и 4 баллов 100 % биологическая эффективность 15,0–30,0 % установлена у пяти штаммов: 16-2, Oif 2-1, Sgc-1, 12-2, 14-4 Pseudomonas sp. (табл. 3).

Заключение. В результате первого этапа вторичного скрининга изучен защитный эффект лабораторных образцов микробиопрепаратов в препаративной форме жидкая культура на фоне искусственного заражения возбудителем альтернариоза Alternaria brassicicola семян и корней проростков рапса озимого во влажной камере in vitro:

– из 21 испытанного грибного штамма антагонистов на жестком фоне искусственного заражения рапса озимого возбудителем альтернариоза Alternaria brassi-cicola в контроле без обработки по сумме 3 и 4 баллов 95,0 % выделено четыре перспективных, показавших биологическую

Таблица 3

Эффективность обработки семян рапса озимого лабораторными образцами микробиопрепаратов на основе перспективных штаммов бактерий антагонистов рода Pseudomonas на фоне искусственного заражения возбудителем альтернариоза Alternaria brassicicola in vitro

ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, 2025 г.

Table 3

Efficiency of treatment seeds of winter rapeseed with laboratory samples of microbiopreparations based on promising strains of antagonist bacteria of the genus Psedomonas, following artificial infection with the Alternaria blight pathogen Alternaria brassicicola in vitro

V.S. Pustovoit All-Russian Research Institute of Oil Crops, 2025

Вариант	Всхожесть, %	Поражено семян и корней проростков рапса возбудителем альтернариоза, по баллам, %						Биологическая эффективность, %
		0 баллов	1 балл	2 балла	3 балла	4 балла	по сумме 3 и 4 баллов
Контроль с инфекцией	85,0	0	0	0	5,0	95,0	100	-
16-2 Pseudomonas sp.	95,0	0	15,0	10,0	10,0	60,0	70,0	30,0
Oif 2-1 Pseudomonas sp.	75,0	0	0	30,0	40,0	30,0	70,0	30,0
Sgc-1 Pseudomonas sp.	70,0	0	0	25,0	35,0	40,0	75,0	25,0
12-2 Pseudomonas sp .	95,0	0	10,0	5,0	70,0	15,0	85,0	15,0
14-4 Pseudomonas sp.	90,0	5,0	10,0	0	65,0	20,0	85,0	15,0

Максимальную эффективность 30,0 % проявили два штамма: 16-2 и Oif 2-1 Pseudomonas sp.

Таким образом, в результате вторичного скрининга на жестком фоне искусственного заражения возбудителем аль-тернариоза в контроле без обработки по сумме 3 и 4 баллов 95,0–100 % выделены: один грибной (И-3 Basidiomycota ) и четыре бактериальных штамма (5-3, K1-2, K1-1, 3-3 Bacillus sp.) с максимальной биологической эффективностью – от 40,0 до 85,0 %.

эффективность от 10,5 до 42,1 %. Максимальная биологическая эффективность – 21,0 и 42,1 % – установлена у штаммов Pv-3 Penicillium verrucosum и И-3 Basidio-mycota соответственно;

– из 21 испытанного бактериального штамма антагонистов из рода Bacillus на жестком фоне искусственного заражения рапса озимого возбудителем альтернари-оза в контроле без обработки 100 % защитный эффект проявили 11 штаммов (5-3, K1-2, K1-1, 3-3, Far 8, D-10, D1-1, 11-2, 01 корf Bacillus sp., Б-12 B. licheniformis ,

D1-3 Bacillus sp.) с эффективностью от 15,0 до 85,0 %. Максимальная эффективность – от 40,0 до 85,0 % – установлена у четырех штаммов: 3-3, K1-1, K1-2 и 5-3 Bacillus sp.

– из девяти коллекционных бактериальных штаммов из рода Pseudomonas на жестком фоне поражения возбудителем альтернариоза рапса озимого в контроле без обработки 100 % у пяти штаммов выявлена биологическая эффективность от 15,0 до 30,0 % (16-2, Oif 2-1, Sgc-1, 12-2, 14-4 Pseudomonas sp.). Максимальную эффективность (30,0 %) проявили два штамма: 16-2 и Oif 2-1 Pseudomonas sp.

Выделенные штаммы в дальнейшем будут оценены на фоне искусственного заражения в лабораторных условиях в грунте.