Механизм антагонистического действия перспективного бактериального штамма-продуцента микробиопрепарата 11-3 Bacillus sp. на возбудителя фузариоза льна масличного Fusarium oxysporum var. Orthoceras

Введение. В последние годы в мире, а с принятием закона об органическом земледелии и в России, сельское хозяйство направлено на включение в систему защиты растений экологизированных приемов, в том числе и микробиологического метода [1; 2; 3; 4; 5; 6; 7].

В лаборатории биометода агротехноло-гического отдела ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, одной из немногих в России, в течение многих лет ведутся исследования по разработке микробиологических средств защиты масличных культур от болезней. В последние годы (2018–2020 гг.) проводится работа по поиску перспективных штаммов-продуцентов для создания микробиопрепаратов полифункционального типа действия с пролонгированным сроком хранения против возбудителя фуза-риоза льна масличного. Одним из перспективных штаммов-продуцентов микробиопрепарата, выделенных в результате ступенчатого скрининга к возбудителям фузариоза льна масличного Fusarium oxysporum Schlecht. emend. Shyd. et Hans. var. orthoceras (App. et Wr.) Bilai и Fusarium poae (Peck) Wollenw., Lewis, является бактериальный штамм 11-3 Bacillus sp. [8].

Создание эффективных микробиологических средств защиты растений предполагает изучение механизмов антагонистического действия перспективных штаммов-продуцентов микробиопрепаратов на патогены. Настоящая работа посвящена изучению механизма антифун-гального действия перспективного бактериального штамма-продуцента микробиопрепарата 11-3 Bacillus sp . на наиболее распространенного возбудителя фузариоза льна масличного Fusarium oxysporum var. orthoceras .

Материалы и методы. Механизм антагонистического действия перспективного штамма-продуцента на возбудителя фуза-риоза льна масличного определяли по оригинальной методике с помощью светового микроскопа «Motic BA 300». Двойные культуры высевали агаровыми блоками на разлитую тонким слоем среду КСА в чашки Петри и на предметные стёкла. Предметные стекла помещали во влажные камеры и проводили ежедневные наблюде- ния за развитием патогена и антагониста [9]. Совместное культивирование антагониста и патогена осуществляли на карто-фельно-сахарозном агаре (КСА) [10] в течение 10 суток при температуре 25 ºС.

Результаты и обсуждение. На вторые сутки совместной инкубации еще до срастания с колонией антагониста 11-3 Bacillus sp. отмечались видоизменения мицелия Fusarium oxysporum var. orthoceras (рис. 1). Установлено образование сферопластов (шарообразных вздутий апикальных частей гиф) и в некоторых случаях их разрыв с выходом содержимого (рис. 1.1 а). Наблюдалось сжатие (рис. 1.2 б) отдельных участков мицелия патогена. Негативное влияние на фитопатоген на данном этапе взаимодействия обусловлено, по всей вероятности, действием антибиотических веществ.

Рисунок 1 – Мицелий возбудителя фузариоза Fusarium oxysporum var. orthoceras до срастания с колонией антагониста 11-3 Bacillus sp. на вторые сутки совместной инкубации (ориг.):

1 – образование сферопластов патогена (а); 2 – сжатие отдельных участков мицелия патогена (б)

После срастания возбудителя фузарио-за с колонией антагониста за следующие восемь суток совместного культивирования дальнейшие изменения мицелия патогена усугублялись (рис. 2).

Рисунок 2 – Мицелий возбудителя фузариоза Fusarium oxysporum var. orthoceras после срастания с антагонистом 11-3 Bacillus sp. на четвертые (1), шестые (2), восьмые (3) и десятые (4) сутки инкубации (ориг.):

1 – сжатие и утоньшение мицелия (а);

• 2    – израстание утолщенного мицелия (б);

• 3    – разрушение (следы) субстратного мицелия (в);

• 4    – остатки воздушного мицелия (г) и хламидоспор патогена (д)

На четвертые сутки совместного культивирования изменения в мицелии возбудителя фузариоза выражались в дальнейшем сжатии и утоньшении гиф (рис. 2.1 а). На шестые сутки происходило израстание коротких утолщенных гиф патогена (рис. 2.2 б). На восьмые–десятые сутки совместного культивирования наблюдали разрушение субстратного (рис. 2.3 в), а также воздушного мицелия и хламидоспор патогена (рис. 2.4 г, д).

В контроле за все время наблюдений отмечено нормальное развитие мицелия возбудителя фузариоза, формирование микроконидий и хламидоспор (рис. 3).

Рисунок 3 – Мицелий возбудителя

фузариоза Fusarium oxysporum var.

orthoceras на четвертые (1), восьмые (2) и десятые (3) сутки инкубации (контроль) (ориг.):

• 1    – воздушный мицелий патогена;

• 2    – начало формирования хламидоспор в субстратном мицелии (а);

• 3    – хламидоспоры (б) и конидии (в) в субстратном мицелии

Таким образом, нами установлено, что исследуемый штамм-антагонист обладает фунгицидной активностью, то есть способен выделять антифунгальные вещества, под воздействием которых происходит ингибирование и разрушение мицелия возбудителя фузариоза льна масличного. Гибель мицелия патогена при совместном культивировании с бациллярным штаммом-антагонистом наступала на восьмые– десятые сутки.

Заключение. Установлено, что взаимодействие перспективного штамма-антагониста 11-3 Bacillus sp . с возбудителем фузариоза Fusarium oxysporum   var .

orthoceras еще до срастания колонии фитопатогена с антагонистом выражалось в образовании сферопластов (шарообразных вздутий апикальных частей гиф), их разрыве с выходом содержимого, а также в сжатии и обесцвечивании отдельных участков мицелия.

После срастания колонии патогена с антагонистом отмечено еще большее сжатие, израстание, утолщение, а также разрушение субстратного, воздушного мицелия и хламидоспор возбудителя фу-зариоза. Гибель мицелия патогена при совместном культивировании с бациллярным штаммом-антагонистом наступала на восьмые–десятые сутки.

Исследуемый штамм-антагонист обладает фунгицидной активностью, то есть способен выделять антифунгальные вещества, под воздействием которых происходит ингибирование и разрушение мицелия возбудителя фузариоза льна масличного.