Научные статьи \ Прикладные науки. Медицина. Технология \ Сельское хозяйство. Лесное хозяйство. Охота. Рыбное хозяйство \ Садоводство в целом \ Полеводство. Полевые культуры и их производство

Эффективность перспективных штаммов антагонистов против возбудителя фомоза рапса озимого на фоне искусственного заражения во влажной камере in vitro

Автор: Маслиенко Л.В., Дейнега Л.А., Заверюха Е.А., Кузнецова А.В.

Журнал: Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур @vniimk

Рубрика: Агрохимия, агропочвоведение, защита и карантин растений

Статья в выпуске: 3 (203), 2025 года.

Бесплатный доступ

В условиях центральной зоны Краснодарского края и в южных областях Нечерноземья одной из наиболее вредоносных болезней рапса озимого является фомоз (возбудитель болезни Leptosphaeria maculans (Desm.) Ces. et De Not, конидиальная стадия Phoma lingam (Tode) Desm.). Одним из этапов разработанной в лаборатории биометода агротехнологического отдела ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК концепции целенаправленного создания эффективных микробиологических препаратов является ступенчатый скрининг коллекционных штаммов антагонистов против возбудителя болезни на фоне искусственного заражения. Первый этап вторичного скрининга выделенных в первичном скрининге перспективных штаммов антагонистов проводили на фоне искусственного заражения семян рапса озимого возбудителем фомоза Phoma lingam во влажной камере in vitro. На жестком фоне искусственного заражения возбудителем фомоза (80,0 %) выделено: пять грибных штаммов (Т4 Trichoderma sp., Pbc1 Penicillium brevicompactum, И3 Basidiomycota, Pp1 Penicillium purpurescens, Хk3 Chaetomium globosum), проявивших максимальную биологическую эффективность – 75,0– 87,5 %, семь бактериальных штаммов из рода Bacillus (Far 8, 112, D 13, K12, 111 Bacillus sp., Б5 B. licheniformis и 5Б1 B. subtilis), также имевших максимальную эффективность, – 68,8–75,0 %, и два штамма из рода Pseudomonas (143 P. chlororaphis и 132 Pseudomonas sp.) с эффективностью 62,5 %. Выделенные штаммы в дальнейшем будут испытаны в следующем этапе вторичного скрининга на фоне искусственного заражения возбудителем болезни в лабораторных условиях в грунте.

Еще

Рапс озимый, фомоз, Phoma lingam, вторичный скрининг, штаммы антагонисты, искусственное заражение, влажная камера, биологическая эффективность

Короткий адрес: https://sciup.org/142246278

IDR: 142246278 | УДК: 633.853.494:632.937 | DOI: 10.25230/2412-608X-2025-3-203-96-103

Текст научной статьи Эффективность перспективных штаммов антагонистов против возбудителя фомоза рапса озимого на фоне искусственного заражения во влажной камере in vitro

Научная статья УДК 633.853.494

Введение. В условиях центральной зоны Краснодарского края фомоз является одной из наиболее вредоносных болезней озимых культур семейства капустные, в том числе и рапса (возбудитель болезни Leptosphaeria maculans (Desm.) Ces. et De Not, конидиальная стадия Phoma lingam (Tode) Desm.) [1]. Поражение рапса озимого фомозом приводит к изреживанию посевов, уменьшению ассимиляционной поверхности растений, снижению массы 1000 семян, их посевных технологических качеств, масличности, ухудшению жирнокислотного состава и к значительным потерям урожая (до 40 %). При инфицировании растений рапса озимого фомозом в первые фазы развития возбудитель вызывает их преждевременную гибель [2–4]. Также все чаще отмечается эпифитотийное развитие фомоза на рапсе озимом в южных областях Нечерноземья. Это объясняется резким расширением площади посевов, минимальным сроком возврата культуры на прежнее место, значительным движением сортового материала как внутри страны, так и за ее пределами, недостаточной генетической и сортовой устойчивостью [5–7]. Основным способом защиты рапса озимого от фомоза является химический [8; 9]. С 2025 г. против фомоза рапса зарегистрирован микробиопрепарат Системика М, Ж, штамм-продуцент Bacillus mojavensis , для инкрустации семян [10].

Лаборатория биометода агротехнологи-ческого отдела ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК занимается разработкой микробиологических препаратов для защиты растений от болезней. Одним из этапов разработанной в лаборатории концепции целенаправленного создания эффективных микробиологических препаратов является ступенчатый скрининг вновь выделенных или коллекционных штаммов антагонистов из рабочей коллекции лаборатории против возбудителя болезни на фоне искусственного заражения [11; 12].

Настоящая работа посвящена первому этапу вторичного скрининга: определению защитного эффекта коллекционных грибных и бактериальных штаммов антагонистов, выделенных в первичном скрининге, против конидиальной стадии возбудителя фомоза рапса озимого Phoma lingam на фоне искусственного заражения патогеном в лабораторных условиях во влажной камере in vitro.

Материалы и методы. Объектом исследований служили: конидиальная стадия агрессивного изолята возбудителя фо-моза рапса озимого Phoma lingam , штаммы антагонисты возбудителей болезней масличных культур – 23 грибных коллекционных штамма из родов Tricho-derma , Penicillium, Trichothecium , Chaeto-mium , Sordaria , Talaromyces , Metarhizium и класса Basidiomycota ; 27 бактериальных коллекционных штаммов из рода Bacillus и восемь – из рода Pseudomonas ; семена рапса озимого сорта Лорис.

На основе штаммов антагонистов нарабатывали лабораторные образцы микробиопрепаратов в препаративной форме жидкая культура (ЖК) при глубинном культивировании в колбах Эрленмейера, объемом 250 мл со 100 мл питательной среды на шейкере-инкубаторе DW-SI-211B со скоростью 180 об/мин. Грибные штаммы выращивали трое суток на среде Рудакова [13], бактериальные – двое суток, из рода Bacillus – на среде Тайлона-3 [14], а и из рода Pseudomonas – на среде Кинга В [15], при температуре 25 °С. Семена рапса обрабатывали вручную, в круглодонных колбах с нормой расхода лабораторных образцов на основе грибных и бактериальных штаммов антагонистов 3,0 л/т, за исключением грибных штаммов из рода Tricho-derma, где норма составила 1,0 л/т, и гриба Pv-3 Penicillium verrucosum с нормой расхода 2,0 л/т. Обработанные семена раскладывали в чашки Петри на газон патогена со сформировавшимися пикнидами и создавали влажную камеру [16]. Повторность опыта трехкратная. Через семь суток проводили учет степени поражения корней проростков рапса возбудителем фомоза по разработанной нами шкале (рисунок), где:

0 баллов – здоровые проростки;

1 балл – потемнение кончика корня или штрихи на гипокотиле и корне, хорошо развиты боковые корни;
2 балла – перетяжка гнили между гипокотилем и корнем, потемнение корня на 1/3 или до середины, присутствуют боковые корни;
3 балла – перетяжка гнили между гипокотилем и корнем, потемнение корня на 1/3 или до середины, отсутствуют или сгнили боковые корни;
4 балла – сгнивший главный корень или невсхожие семена.

При поражении 0–2 балла формировались жизнеспособные проростки рапса, а при поражении 3–4 балла – нежизнеспособные проростки и семена.

Биологическую эффективность определяли по количеству проростков рапса, с поражением фомозом по сумме третьего и четвертого баллов (нежизнеспособные проростки) по отношению к контролю по формуле Аботта.

Результаты и обсуждение. Установлен защитный эффект лабораторных образцов микробиопрепаратов, наработанных на основе перспективных штаммов антагонистов, в препаративной форме жидкая культура (ЖК) на фоне искусственного заражения в лабораторных условиях возбудителем фомоза рапса озимого 80,0 % (табл. 1; 2; 3).

Из 23 испытанных грибных антагонистов выделены 10 штаммов (Т-3 и Т-4 Tricho-derma sp., Pk-1 Penicillium vermiculatum , Pr-1 Penicillium rugulosum, M-24 Talaromyces flavus, Tr-1 Trichothecium roseum , Xk-3 Chaetomium globosum, Pp-1 Penicillium pur-purescens, И-3 Basidiomycota, Pbc-1 P. brevi-compactum ), показавших на жестком фоне искусственного заражения возбудителем фомоза (80,0 %) высокую биологическую эффективность – от 56,3 до 87,5 %. Из них пять штаммов (Т-4 Trichoderma sp., Pbc-1 Penicillium brevi-compactum , И-3 Basidiomy-cota, Pp-1 Penicillium purpurescens и Хk-3 Chaetomium globosum ) проявили максимальную биологическую эффективность – 75,0–87,5 %. Остальные испытанные 13 штаммов показали эффективность от 0 до 43,8 %.

0 балла

1 балл

2 балла

3 балла 4 балла

Рисунок – Шкала оценки степени поражения проростков рапса озимого возбудителем фомоза во влажной камере in vitro (ориг.), 2024 г.

Fig. – Scale for assessing the degree of affection of winter rapeseed seedlings caused by the Phoma rot pathogen in a humidity chamber in vitro (original), 2024

Таблица 1

Эффективность обработки семян рапса озимого лабораторными образцами микробиопрепаратов на основе перспективных грибных штаммов антагонистов на фоне искусственного заражения возбудителем фомоза in vitro

ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, 2024 г.

Table 1

Effectiveness of treating winter rapeseed seeds with laboratory samples of microbiopreparations based on promising fungal antagonist strains under artificial infection with the Phoma rot pathogen in vitro

V.S. Pustovoit All-Russian Research Institute of Oil Crops, 2024

Вариант	Всхожесть, %	Степень поражения корней проростков рапса фомозом, %						Биологическая эффективность, %
Вариант	Всхожесть, %	0 баллов	1 балл	2 балла	3 балла	4 балла	всего (3+4 балл)	Биологическая эффективность, %
Контроль без инфекции	100	100	0	0		0	0	-
Контроль с инфекцией	100	0	15,0	5,0	30,0	50,0	80,0*	-
T-4 Trichoderma sp.	100	5,0	35,0	50,0	5,0	5,0	10,0	87,5
Pbc-1 P. brevi-compactum	100	5,0	25,0	55,0	15,0	0	15,0	81,3
И-3 Basidiomycota	95,0	10,0	25,0	50,0	5,0	10,0	15,0	81,3
Pp-1 Penicillium purpurescens	100	0	40,0	40,0	0	20,0	20,0	75,0
Хk-3 Chaetomium globosum	100	0	40,0	40,0	10,0	10,0	20,0	75,0
Tr-1 Trichothecium roseum	100	0	15,0	55,0	25,0	5,0	30,0	62,5
M-24 Talaromyces flavus	100	0	30,0	35,0	25,0	10,0	35,0	56,3
Pr-1 Penicillium rugulosum	100	0	20,0	45,0	25,0	10,0	35,0	56,3
Pk-1 Penicillium vermiculatum	95,0	0	5,0	60,0	15,0	20,0	35,0	56,3
T-3 Trichoderma sp.	100	0	15,0	50,0	15,0	20,0	35,0	56,3
Tk-1 Trichoderma koningii	100	0	20,0	35,0	15,0	30,0	45,0	43,8
Pv-3 Penicillium verrucosum	100	0	20,0	35,0	35,0	10,0	45,0	43,8
Xk-1 Chaetomium olivaceum	95,0	0	5,0	50,0	25,0	20,0	45,0	43,8
Хk-4 Chaetomium sp.	100	0	5,0	50,0	30,0	15,0	45,0	43,8
Pf-1 Penicillium funiculosum	100	5,0	15,0	30,0	35,0	15,0	50,0	37,5
T-1 Trichoderma sp.	100	0	20,0	30,0	35,0	15,0	50,0	37,5
Tt-1 Talaromyces trachispermus	100	0	20,0	30,0	45,0	5,0	50,0	37,5
Xk-2 Chaetomium olivaceum	100	0	15,0	30,0	35,0	20,0	55,0	31,3
T-5 Trichoderma asperellum	95,0	0	10,0	35,0	35,0	20,0	55,0	31,3
T-2 Trichoderma sp.	95,0	5,0	10,0	30,0	35,0	20,0	55,0	31,3
A-1 Basidiomycota	90,0	0	0	45,0	25,0	30,0	55,0	31,3
SM-1 Sordaria macrospora	95,0	0	15,0	30,0	45,0	10,0	55,0	31,3
М-1 Metarhizium sp.	100	0	0	5,0	5,0	90,0	95,0	0

Таким образом, на жестком фоне искусственного заражения возбудителем фомоза рапса (80,0 %) из 23 испытанных коллекционных грибных антагонистов выделены пять штаммов, показавших максимальную биологическую эффективность – 75,0– 87,5 %.

Из 27 бактериальных коллекционных антагонистов из рода Bacillus выделены 12 штаммов (пять штаммов 11-1, Far 8, 112, D 1-3, K1-2 вида Bacillus sp., три штамма 5Б-1, ВВ(С), D 7-1 вида B. subtilis, два штамма Б (2-1) и Б-5 вида B. licheniformis и по одному штамму видов 1а B. polymyxa и Б-4 B. circulans), показавших биологическую эффективность 56,3–75,0 %, из них семь штаммов (11-1, Far 8, 11-2, D 1-3, K1-2 Bacillus sp., Б-5 B. licheniformis, 5Б-1 B. subtilis) проявили максимальную эффективность – 68,8–75,0 %. Остальные испытанные штаммы показали биологическую эффективность от 0 до 50,0 % (табл. 2).

Таблица 2

Эффективность обработки семян рапса озимого лабораторными образцами микробиопрепаратов на основе перспективных бактериальных штаммов антагонистов из рода Bacillus на фоне искусственного заражения возбудителем фомоза in vitro

ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, 2024 г.

Table 2

Effectiveness of treating winter rapeseed seeds with laboratory samples of microbiopreparations based on promising bacterial strains of the genus Bacillus under artificial infection with the Phoma rot pathogen in vitro

V.S. Pustovoit All-Russian Research Institute of Oil Crops, 2024

Вариант	Всхожесть, %	Поражено фомозом корней проростков, %						Биологическая эффективность, %
Вариант	Всхожесть, %	0 баллов	1 балл	2 балла	3 балла	4 балла	всего (3+4 балл)	Биологическая эффективность, %
Контроль без инфекции	100	100	0	0		0	0	-
Контроль с инфекцией	100	0	15,0	5,0	30,0	50,0	80,0*	-
11-1 Bacillus sp.	95,0	0	35,0	45,0	10,0	10,0	20,0	75,0
Far 8 Bacillus sp.	100	5,0	25,0	50,0	10,0	10,0	20,0	75,0
5Б-1 B. subtilis	100	0	25,0	55,0	20,0	0	20,0	75,0
11-2 Bacillus sp.	100	0	25,0	50,0	5,0	20,0	25,0	68,8
D 1-3 Bacillus sp.	95,0	0	40,0	35,0	20,0	5,0	25,0	68,8
K 1-2 Bacillus sp.	95,0	0	40,0	35,0	5,0	20,0	25,0	68,8
Б-5 B. licheniformis	95,0	0	35,0	40,0	10,0	15,0	25,0	68,8
ВВ(С) B. subtilis	100	0	35,0	30,0	25,0	10,0	35,0	56,3
1а B. polymyxa	100	0	20,0	45,0	25,0	10,0	35,0	56,3
Б (2-1) B. licheniformis	100	0	40,0	25,0	20,0	15,0	35,0	56,3
D 7-1 B. subtilis	100	0	10,0	55,0	10,0	25,0	35,0	56,3
Б-4 B. circulans	100	0	10,0	55,0	20,0	15,0	35,0	56,3
5-3 Bacillus sp.	100	0	15,0	45,0	10,0	30,0	40,0	50,0
D 7-3 Bacillus sp.	85,0	0	5,0	55,0	5,0	35,0	40,0	50,0
3-2 Bacillus sp.	95,0	0	15,0	45,0	15,0	25,0	40,0	50,0
3-3 Bacillus sp.	100	0	15,0	45,0	10,0	30,0	40,0	50,0
Fz 9 Bacillus sp.	100	5,0	10,0	40,0	35,0	10,0	45,0	43,8
Б-12 B. licheniformis	100	0	10,0	45,0	20,0	25,0	45,0	43,8
P-9 B. polymyxa	95,0	0	10,0	30,0	50,0	10,0	60,0	25,0
D-10 Bacillus sp.	95,0	5,0	10,0	25,0	50,0	10,0	60,0	25,0
Fa 4-2 Bacillus sp.	100	0	0	25,0	65,0	10,0	75,0	6,3
01 корf Bacillus sp.	100	0	20,0	0	35,0	45,0	80,0	0
D 1-1 Bacillus sp.	100	0	0	20,0	60,0	20,0	80,0	0
11-3 Bacillus sp.	100	0	0	20,0	15,0	65,0	80,0	0

Биологическая эффективность лабораторных образцов на основе перспективных бактериальных штаммов антагонистов из рода Pseudomonas на жестком фоне искусственного заражения возбудителем фомоза во влажной камере in vitro оказалась ниже эффективности грибных и бактериальных штаммов из рода Bacillus (табл . 3).

рапса озимого Phoma lingam (80,0 %) во влажной камере in vitro:

– из 23 испытанных коллекционных грибных антагонистов выделены 10 штаммов (Т-4 и Т-3 Trichoderma sp., Pbc-1 Peni-cillium brevi-compactum , I-3 Basidiomycota, Pp-1 Penicillium purpurescens, Хk-3 Chaeto-mium globosum, Tr-1 Trichothecium roseum,

Таблица 3

Эффективность обработки семян рапса озимого лабораторными образцами микробиопрепаратов на основе перспективных бактериальных штаммов антагонистов из рода Pseudomonas на фоне искусственного заражения возбудителем фомоза in vitro

ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, 2024 г.

Table 3

V.S. Pustovoit All-Russian Research Institute of Oil Crops, 2024

Вариант	Всхожесть, %	Поражено фомозом корней проростков, %						Биологическая эффективность, %
Вариант	Всхожесть, %	0 баллов	1 балл	2 балла	3 балла	4 балла	всего (3+4 балл)	Биологическая эффективность, %
Контроль без инфекции	100	100	0	0		0	0	-
Контроль с инфекцией	100	0	15,0	5,0	30,0	50,0	80,0*	-
14-3 P. chlororaphis	100	0	30,0	40,0	30,0	0	30,0	62,5
13-2 Pseudomonas sp.	100	0	20,0	50,0	20,0	10,0	30,0	62,5
Sgc-1 Pseudomonas sp.	95,0	0	20,0	45,0	15,0	20,0	35,0	56,3
16-2 Pseudomonas sp.	90,0	0	10,0	50,0	15,0	25,0	40,0	50,0
15-1 Pseudomonas sp.	95,0	0	10,0	45,0	10,0	35,0	45,0	43,8
12-2 Pseudomonas sp.	100	5,0	15,0	30,0	40,0	10,0	50,0	37,5
14-4 Pseudomonas sp.	100	0	20,0	30,0	50,0	0	50,0	37,5
Oif 2-1 Pseudomonas sp.	100	0	15,0	35,0	50,0	0	50,0	37,5

Из восьми испытанных коллекционных бактериальных штаммов рода Pseudomonas выделено четыре штамма (14-3 P. chlo-roraphis, 13-2, Sgc-1, 16-2 Pseudomonas sp.), показавших биологическую эффективность от 50,0 до 62,5 %, из них два штамма (14-3 P. chlororaphis и 13-2 Pseudomonas sp.) с максимальной биологической эффективностью – 62,5 %. Остальные штаммы показали эффективность 37,5– 43,8 %.

Заключение. В результате первого этапа вторичного скрининга изучен защитный эффект лабораторных образцов микробиопрепаратов в препаративной форме жидкая культура (ЖК) на жестком фоне искусственного заражения возбудителем фомоза

M-24 Talaromyces flavus, Pr-1 Penicillium rugulosum и Pk-1 Penicillium vermicula-tum ), показавших высокую биологическую эффективность (56,3–87,5 %). Из них пять штаммов (Т-4 Trichoderma sp., Pbc-1 P. brevi-compactum , И-3 Basidiomycota, Pp-1 Penicillium purpurescens и Хk-3 Chaeto-mium globosum ) проявили максимальную эффективность (75,0–87,5 %);

– из 27 испытанных бактериальных коллекционных антагонистов из рода Bacillus выделены 12 штаммов (11-1, Far 8, 11-2, D 1-3, K 1-2 Bacillus sp., 5Б-1, ВВ(С) и D 7-1 B. subtilis , 1а B. polymyxa , Б-5 и Б (2-1) B. licheniformis , Б-4 B. circulans ), показавших биологическую эффективность 56,3–75,0 %. Из них семь штаммов (11-1,

Far 8, 11-2, D 1-3, K 1-2 Bacillus sp. , Б-5 B. licheniformis и 5Б-1 B. subtilis ) проявили максимальную эффективность (68,8– 75,0 %);

– из восьми испытанных коллекционных бактериальных антагонистов из рода Pseudomonas выделено четыре штамма (14-3 P. chlororaphis, 13-2, Sgc-1, 16-2 Pseudomonas sp.), показавших биологическую эффективность от 50,0 до 62,5 %, из них два штамма (14-3 P. chlororaphis и 132 Pseudomonas sp.) с максимальной биологической эффективностью – 62,5 %.

Выделенные перспективные штаммы грибных и бактериальных антагонистов будут испытаны на следующем этапе вторичного скрининга на фоне искусственного заражения возбудителем фомоза в лабораторных условиях в грунте.