Механизмы действия и эффективность микробиологического препарата бацикола

Бесплатный доступ

Для биологической защиты сельскохозяйственных культур применяют различные группы агентов. Одни из наиболее перспективных и широко используемых для создания микробиологических препаратов - бактерии рода Bacillus, обладающие патогенными свойствами в отношении вредных насекомых и фитопатогенов. Доминирующая роль принадлежит биопрепаратам, созданным на основе Bacillus thuringiensis (Bt). Идентифицировано более 70 разновидностей Вt. Эти бактерии способны длительное время сохранять жизнеспособность после обработки растений. Для биоконтроля насекомых в агроценозах чаще всего применяются препараты на основе трех патовариантов Вt: патовар А (подвиды Вt, кристаллы эндотоксинов которых с наибольшей активностью влияют на чешуекрылых из отряда Lepidoptera ), патовар В (подвиды Вt, которые поражают личинок кровососущих комаров и мошек, а также растительноядных комаров из отряда Diptera ) и патовар С (подвиды Вt, активные против жуков Coleoptera ). Выявлен также новый патовар этой бациллы - F (fungi, грибы). B. thuringiensis обладает физиологическими и биохимическими свойствами, обеспечивающими усвоение питательных субстратов, а также антибиоз в отношении партнеров по биоценозу. Во Всероссийском НИИ сельскохозяйственной микробиологии (г. Санкт-Петер-бург-Пушкин) создан биопрепарат бацикол энтомопатогенного действия на основе B. thuringiensis var. darmstadiensis (Н 10), содержащий компоненты культуральной жидкости, споры, энтомоцидные и фунгицидные экзо- и эндотоксины, благодаря которым он обладает полифункциональными свойствами. В настоящей работе обобщены полученные нами данные по эффективности препарата бацикол (на основе ВtН 10) против различных вредителей сельскохозяйственных культур. В исследованиях использовали биопрепарат в жидкой форме (титр спор 3,5½10 9/мл). Полевые и вегетационные испытания проводили в 1994-2013 годах в разных регионах РФ (Ленинградской, Новосибирской, Волгоградской областях, Северной Осетии, Ставропольском и Приморском краях). Против вредителей-фитофагов вегеритующие растения опрыскивали бациколом. В борьбе с фитопатогенами использовали разные технологии применения препарата в соответствии с типом паразитизма и экологическими особенностями грибов: опрыскивание, полив почвы, обработку семенного материала. Эффективность бацикола против фитофагов варьировала от 50 до 100 %. В полевых опытах при опрыскивании растений земляники против серой гнили этот показатель составил 60-74 %. В вегетационных условиях против фузариозного увядания эффективность исследуемого биопрепарата составляла на томатах 74-87 %, на льне - 34-42 %. При замачивании семян ячменя в бациколе его эффективность против гельминтоспориозной корневой гнили оказалась равной 66-71 %, при замачивании клубней картофеля против ризоктониоза - 40-45 %. На основании полученных результатов выявлен спектр активности бацикола. Наши данные позволяют расширить представления о биологических особенностях Вt и, в частности, о его действии на представителей различных групп вредителей и возбудителей опасных заболеваний многих культурных растений. Представленные материалы дают возможность рассматривать B. thuringiensis в качестве основы микробиологических препаратов с полифункциональной активностью, что позволит расширить сферу его применения и будет способствовать улучшению экологической обстановки в агроценозах.

Еще

Бацикол, насекомые-фитофаги, фитопатогенные грибы, биологическая эффективность

Короткий адрес: https://sciup.org/142133632

IDR: 142133632   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2015.5.685rus

Список литературы Механизмы действия и эффективность микробиологического препарата бацикола

  • Смирнов О.В., Гришечкина С.Д. Полифункциональная активность Bacillus thuringiensis Berliner. Сельскохозяйственная биология, 2011, 3: 123-126.
  • Кандыбин Н.В., Патыка Т.И., Ермолова В.П., Патыка В.Ф. Микробиоконтроль численности насекомых и его доминанта Bacillus thuringiensis/Под ред. Н.В. Кандыбина. СПб-Пушкин, 2009.
  • Штерншис М.В. Микробные препараты для управления здоровьем растений. В сб. науч. тр.: Микробные биотехнологии: фундаментальные и прикладные аспекты. Т. 5. Минск, 2013: 394-410.
  • Бахвалов С.А., Цветкова В.П., Шпатова Т.В., Штерншис М.В., Гришечкина С.Д. Экологические взаимоотношения в системе: энтомопатогенная бактерия Bacillus thuringiensis -фитопатогенный гриб Rhizoctonia solani -растение-хозяин Solanum tuberosum. Сибирский экологический журнал, 2015, 4: 643-650.
  • Polanczyk R.A., Pires da 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 A., Johnson C., Lin S.S., Hart E.R. Characterization of Bacillus thuringiensis d-endotoxin which is toxic to insects in three orders. J. Invert. Pathol., 2000, 76: 131-139.
  • Yoshida S., Hiradate S., Tsulamoto T., Hatakeda K., Shirata A. Antimicrobial activity of culture filtrate of Bacillus amyloligauefaciens Rc-2 isolated from mulberry leaves. Phythopathol., 2001, 91: 181-187.
  • Knaak N., Rohr A., Fiuza L. In vitro effect of Bacillus thuringiensis strains and Cry-proteins in phytopathogenic fungi of paddy rice-field. Brazil. J. Microbiol., 2007, 38(3): 526-530 ( ) DOI: 10.1590/S1517-83822007000300027
  • Mojica-Marin V., Luna-Olvera H., Sandoval-Coronado C., Pereyra-Alferes B., Morales-Ramos L., Hernandez-Luna C., Alvarado-Gomez O. Antagonistic activity of selected strains of Bacillus thuringiensis against Rhizoctonia solani of chili pepper. Afr. J. Biotechnol., 2008, 7(9): 1271-1276.
  • Eswarapriya B., Gopalsamy B., Kameswari B., Meera R., Devi P. Insecticidal activity of Bacillus thuringiensis IBt-15 strain against Plutella xycostella. Int. J. Pharm Tech Res., 2010, 2(3): 2048-2053.
  • Heydari A., Pessarakli M. A review on biological control of fungal plant pathogens using microbial antagonists. J. Biol. Sci., 2010, 1(4): 273-290 ( ) DOI: 10.3923/jbs.2010.273.290
  • Pane C., Villecco D., Campanile F., Zaccardelli M. Novel strains of Bacillus isolated from compost and compost-amended soils as biological control agents against soil-borne phytopathogenic fungi. Biol. Sci. Technol., 2012, 22(12): 1373-1388 ( ) DOI: 10.1080/09583157.2012.729143
  • Akram W., Mahboob A., Javed A. Bacillus thuringiensis strain 199 can induce systemic resistance in tomato against Fusarium wilt. Eur. J. Microbiol. Immunol., 2013, 3: 275-280 ( ) DOI: 10.1556/EuJMI.3.2013.4.7
  • Tao A., Pang F., Huang S., Yu G., Li B., Wang T. Characterization of endophytic Bacillus thuringiensis strains isolated from wheat plants as biocontrol agents against wheat flag smut. Biocontrol Sci. Tecnol., 2014, 24(8): 901-924 ( ) DOI: 10.1080/09583157.2014.904502
  • Siegel J.P. The mammalian safety Bacillus thuringiensis based insecticides. J. Invert. Pathol., 2001, 77: 13-21 ( ) DOI: 10.1006/jipa.2000.5000
  • Зейналов А.С., Чурилина Т.Н. Экологизированная защита черной смородины от смородинной узкотелой златки (Agrilus ribesi Schaefer). Плодоводство и ягодоводство России (М.), 2012, 2(1): 192-199.
  • Loseva O., Ibrahim M., Candas M., Koller C.N., Bauer L.S., Bulla L.A. Changes in protease activity and Cry3Aa toxin binding in the Сolorado potato beetle: implications for insect resistance to Bacillus thuringiensis toxins. Insect Biochem. Mol. Biol., 2002, 32: 567-577 ( ) DOI: 10.1016/S0965-1748(01)00137-0
  • Wagner W., Möhrlen F., Schnetter W. Characterization of the proteolytic enzymes in the midgut of the European Cockchafer, Melolontha melolontha (Coleoptera: Scarabaidae). Insect Biochem. Mol. Biol., 2002, 32: 803-814 ( ) DOI: 10.1016/S0965-1748(01)00167-9
  • Saguez J., Hainez R., Cherqui A., Van Wuytswinkel O., Jeanpierre H., Lebon G., Noiraud N., Beaujean A., Jouanin L., Laberche J.-C., Vincent C., Giordanengo P. Unexpected effects of chitinases on the peach-potato aphid (Myzus persicae Sulzer) when delivered via transgenic potato plants (Solanum tuberosum Linne) and in vitro. Transgenic Research, 2005, 14: 57-67 ( ) DOI: 10.1007/s11248-004-3100-4
  • Reyes-Ramirez A., Escudero-Abarca B.I., Aguilar-Uscanga G., Hayward-Jones P.M., Barboza-Corona J.E. Antifungal activity of Bacillus thuringiensis chitinase and its potential for the biocontrol of phytopathogenic fungi in soybean seeds. J. Food Sci., 2004, 69(5): M131-M134 ( ) DOI: 10.1111/j.1365-2621.2004.tb10721.x
  • Xiao L., Xie C.C., Cai J., Lin Z.J., Chen Y.H. Identification and characterization of chitinase producing Bacillus slowing significant antifungal activity. Cur. Microbiol., 2009, 58(5): 528 ( ) DOI: 10.1007/s00284-009-9363-5
  • Seo D.J., Nguyen D.M., Song Y.S., Jung W.J. Induction of defense response against Rhizoctonia solani in cucumber plant by endophytic bacterium Bacillus thuringiensis GS1. J. Microbiol. Biotechnol., 2012, 22(3): 407-415 ( ) DOI: 10.4014/jmb.1107.07027
  • Martinez-Absalón S., Rojas-Solís D., Hernandez-León R., Prieto-Barajas C., Orozco-Mosqueda M., Peña-Cabriales J., Sakuda S., Valencia-Cantero E., Santoyo G. Potential use and mode of action of the new strain Bacillus thuringiensis UM96 for the biological control of the grey mould phytopathogen Botrytis cinerea. Biocontrol Sci. Technol., 2014, 24(12): 1349-1362 ( ) DOI: 10.1080/09583157.2014.940846
  • Yu G.Y., Sinclair J.B., Hartman G.L., Bertagnolli B.L. Production of iturin A by Bacillus amyloliquefaciens suppressing Rhizoctonia solani. Soil Biol. Biochem., 2002, 34: 955-963 ( ) DOI: 10.1016/S0038-0717(02)00027-5
  • Shrestha A., Sultana R., Chae J.-C., Kim K., Lee K.J. Bacillus thuringiensis C25 which is rich in cеll wall degrading enzymes efficiently controls lettuce drop caused by Sclerotinia minor. Eur. J. Plant Pathol., 2015, 142: 577-589 ( ) DOI: 10.1007/s10658-015-0636-5
  • Hathout Y., Ho Y., Ryzhov V., Demirev P., Fenselau C. Kurstakins: a new class of lipopeptides isolated from Bacillus thuringiensis. J. Nat. Products, 2000, 63: 1492-1496.
  • Kim P.I., Bai H., Bai D., Chae H., Chung S., Kim Y., Park R., Chi Y.-T. Purification and characterization of a lipopeptide produced by Bacillus thuringiensis CMB26. J. Appl. Microbiol., 2004, 97: 942-949 ( ) DOI: 10.1111/j.1365-2672.2004.02356.x
  • Stein T. Bacillus subtilis antibiotics: structures, syntheses and specific functions. Molecular Microbiology, 2005, 56(4): 845-857 ( ) DOI: 10.1111/j.1365-2958.2005.04587.x
  • Zhou Y., Choi Y., Sun M., Yu Z. Novel role of Bacillus thuringiensis to control plant diseases. Appl. Microbiol. Biotechnol., 2008, 80(4): 563-572 ( ) DOI: 10.1007/s00253-008-1610-3
  • Kim P.I., Ryu J., Kim Y.H., Chi Y.-T. Production of biosurfactant lipopetides Iturin A, fengycin and surfactin A from Bacillus subtilis CMB32 for control of Colletotrichum gloeosporioides. J. Microbiol. Biotechnol., 2010, 20(1): 138-145.
  • Yánez-Mendizábal V., Zeriouh H., Viñas I., Torres R., Usall J., de Vicente A., Pérez-García A., Teixidó N. Biological control of peach brown rot (Monilinia spp.) by Bacillus subtilis CPA-8 is based on production of fengycin-like lipopeptides. Europ. J. Plant Pathol., 2012, 132: 609-619 ( ) DOI: 10.1007/s10658-011-9905-0
  • Elkahoui S., Djébalin N., Karkouch I., Hadj Ibrahim A., Kalai L., Bachkouel S., Tabbene O., Limam F. Mass spectrometry identification of antifungal lipopeptides from Bacillus sp. BCLRB2 against Rhizoctonia solani and Sclerotinia sclerotiorum. Appl. Biochem. Microbiol., 2014, 50(2): 161-165 ( ) DOI: 10.1134/S0003683814020082
  • Ассатурова А.М. Перспективные штаммы бактерий -продуценты микробиопрепаратов для снижения вредоносности фузариоза на подсолнечнике. Автореф. канд. дис. СПб-Пушкин, 2009.
  • Каменек Л.К., Каменек Д.В., Тюльпинева А.А., Терпиловский М.А. Действие дельта-эндотоксина Bacillus thuringiensis в отношении фитопатогенных грибов родов Phytophthora и Fusarium. Биотехнология, 2008, 5: 76-83.
  • Кандыбин Н.В., Смирнов О.В., Барбашова Н.М. Новый энтомоцидный препарат со специфическим действием на жесткокрылых. Мат. Всерос. науч.-практ. совещания. Пущино, 1994: 179-181.
  • Гришечкина С.Д., Смирнов О.В., Кандыбин Н.В. Фунгистатическая активность различных подвидов Bacillus thuringiensis. Микология и фитопатология, 2002, 36(1): 58-62.
  • Котова В.В. Методические указания по изучению вредоносности корневой гнили яровой пшеницы и ячменя и методы расчета потерь от болезней. Л., 1979.
  • Сидорова С.Ф., Попов В.И. Методические указания по изучению вертициллезного и фузариозного увядания сельскохозяйственных растений. Л.-Пушкин, 1980.
  • Власов Ю.И., Гаврилова Е.А., Минкевич И., Чумаков А.Е. Основные методы фитопатологических исследований. М., 1974.
  • Лошакова Н.И., Крылова Т.В., Кудрявцева Л.П. Методические указания по фитопатологической оценке устойчивости льна-долгунца к болезням. Торжок, 2006.
  • Тупеневич С.М., Хохряков М.К., Чумаков А.Е. Рекомендации по борьбе с корневыми гнилями пшеницы и ячменя. Л., 1962.
  • Методические указания по оценке селекционного материала на устойчивость к фитофторозу, ризоктониозу, бактериальным болезням и механическим повреждениям. М., 1980.
  • Смирнов О.В., Бородавко Н.Б., Гришечкина С.Д. Бацикол в защите капусты от крестоцветных блошек. Тез. докл. 1-го Всерос. съезда по защите растений. СПб, 1995: 367-368.
  • Смирнов О.В. Патотипы Bacillus thuringiensis и экологические основы их использования в защите растений. Автореф. докт. дис. СПб-Пушкин, 2000.
  • Гришечкина С.Д. Эффективность микробиологического препарата Bacillus thuringiensis Н10 на землянике. Мат. Межд. науч.-практ. конф. «Агротехнический метод защиты растений». Краснодар, 2013: 313-316.
  • Гришечкина С.Д., Кузнецова А.В. Бацикол против гречишного долгоносика. Защита и карантин растений, 2012, 3: 28-29.
  • Анисимов А.И., Доброхотов С.А., Гришечкина С.Д. Эффективность микробиологических препаратов в борьбе с основными вредителями овощных, ягодных культур и картофеля в Ленинградской области. Мат. Межд. конф. «Инфекционная патология членистоногих». СПб-Пушкин, 2012: 9-11.
  • Кандыбин Н.В., Смирнов О.В., Гришечкина С.Д., Столова О.В., Красавина Л.П. Испытание микробиологического препарата бацикол на цветах против трипсов (Thysanoptera). Мат. VII съезда Российского энтомологического общества. СПб, 1997: 177-178.
  • Гришечкина С.Д., Смирнов О.В., Кандыбин Н.В. Перспективы применения Bacillust huringiensis против некоторых фитопатогенных грибов. Тез. докл. 2-го Всерос. съезда по защите растений. СПб, 2005: 155-157.
  • Гришечкина С.Д., Смирнов О.В. Вегетационная и полевая оценка антифунгального эффекта Bacillust huringiensis. Вестник защиты растений, 2010, 3: 44-50.
  • Гришечкина С.Д., Лошакова Н.И. Эффективность микробиопрепарата на основе ВТ в борьбе с фузариозным увяданием льна. Агро ХХI, 2013, 10-12: 18-19.
  • Гришечкина С.Д. Эффективность Bacillus thuringiensis Н10 в борьбе с гельминтоспориозной корневой гнилью зерновых культур. Мат. Межд. науч.-практ. конф. «Защита растений в современных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур». Краснообск, 2013: 112-114.
  • Цветкова В.П., Штерншис М.В., Гришечкина С.Д. Проявление полифункциональной активности бацикола на картофеле. Мат. Межд. науч.-практ. конф. «Инновационные технологии применения биологических средств защиты растений в производстве органической сельскохозяйственной продукции». Краснодар, 2014: 301-305.
Еще
Статья научная