Автореферат (1145857), страница 5
Текст из файла (страница 5)
От решения этой проблемы зависело, насколько эффективны будут штаммы, обладающие повышенным ростстимулирующим и антагонистическим потенциалом против фитопатогенов, в условиях растительно-микробной системы.В результате проведенных исследований было показано, что5 перспективныхштаммов эндофитных бактерий имели высокий колонизационный потенциал (табл.4).
Тестируемые штаммы хорошо приживались и в ризосфере и на корнях пшеницы, атак же на поверхности корней томатов, не уступая, а в ряде вариантов превосходя соответствующие показатели стандартного штамма P. chlororaphis RR228. Максимальные значения приживаемости на корнях, как пшеницы, так и томатов были зарегистрированы для штаммов Serratia plymuthica AM24A и Stenotrophomonas rhizophilaRF13C, что превосходило приживаемость стандартного штамма. Численность другихштаммов эндофитных бактерий была высока и сопоставима с показателями колонизационной активности стандартного штамма.
Средняя численность всех интродуцированных штаммов эндофитных бактерий на корнях томатов в несколько раз превосходила этот показатель на корнях пшеницы.По данным эпилюминесцентной микроскопии, штаммы бактерий Serratiaplymuthica AM24A, Flavobacterium saccharophilum RM14A, Pseudomonas brenneriRM14B, Pseudomons poae RF11D, Collimonas sp. RM14C активно колонизировали по15верхность корня томатов (рис. 6), располагаясь в виде микроколоний или биопленок,направленных вдоль оси корня. Было отмечено, что характерной особенностью формирования микроколоний является их локализация в стыках клеток ризодермы.Таблица 4. Приживаемость типовых штаммов эндофитных бактерий сфагновых мхов на корнях пшеницы и томатов.ШтаммPseudomonas chlororaphis RR228 (контрольный штамм из коллекции ВНИИСХМ)Serratia plymuthica AM24APseudomonas poae RF11DFlavobacterium sp.
RM14AP. fluorescens RF13HStenotrophomonas rhizophila RF13CНСР05Количество бактерий, 105 КОЕ /растение пшеницыКоличествобактерий,105КОЕ / растениетоматовРизосфераКорень67,08,219,572,056,050,2102,0*109,3*32,710,24,68,08,615,5*5,658,9*30,210,64,3123,3*20,3Примечание. *Различия достоверны на уровне НСР05Рисунок 6. Локализацияизучаемых штаммов эндофитных бактерий наповерхности корней томатов при помощи флуоресцентной in situ гибридизации и эпилюминесцентной микроскопии. A.– Общий вид корня томатов, микроколонии бактерий Pseudomonas poae RF11D располагаются вдоль корня. Масштабная линейка - 50 мкм.
B. - Микроколонии и отдельные клетки Pseudomonas poae RF11D на поверхности корня томатов. Масштабнаялинейка - 3 мкм.При этом, колонии бактерий были вытянуты вдоль продольной оси корня, залегаядовольно глубоко в местах соприкосновения растительных клеток. Единичные клеткибактерий обнаружены на поверхности корневых волосков, при этом их количествобыло значительно меньше, чем непосредственно на поверхности ризодермы.3.4.2. Ростстимулирующая активность бактериальных штаммов. Ростстимулирующий эффект двух штаммов бактерий Serratia plymuthica AM24A иPseudomonas asplenii RF13H был показан в условиях микровегетационного эксперимента на растениях редиса Raphanus sativus L. var.
radicula. Обработка семян редисабактериальной суспензией с титром 107 КОЕ/мл оказала положительное влияние нарост и развитие растений, обеспечив прибавку как средней массы корнеплодов, так изеленой массы. Так, штамм P. asplenii RF13H обеспечил прибавку средней сырой массы корнеплодов на 25%, штамм S. plymuthica AM24A – на 40% (табл. 5). Результаты16микровегетационного эксперимента на растениях томатов Solanum lycopersicum показали стимулирующий эффект исследуемых штаммов эндофитных бактерий, заключавшийся в увеличении надземной массы растений (табл. 6). Так, наибольшую эффективность в данном эксперименте продемонстрировали штаммы Pseudomonas brenneriRM14B, P.
asplenii RF13H, P. fluorescens RF14J, обеспечившие существенное увеличение надземной массы, превосходящее этот показатель для стандартного штамма P.chlororaphis RR228.Таблица 5. Стимулирующий эффект исследуемых штаммов эндофитных бактерий на растениях редиса с.Дуро в условиях микровегетационного опыта.ВариантСредняя масса корнеплодов, гКонтроль7,8Serratia plymutica AM24A10,9 (+40%)*Pseudomonas asplenii RF13H9,8 (+25%)НСР052,5Примечание. *Различия достоверны на уровне НСР05Средняя масса зеленой части,г24,634,9 (+41%)*29,0 (+17,9%)6,3Таблица 6. Стимулирующий эффект исследуемых штаммов эндофитных бактерий на растениях томатов с.
Персей в условиях микровегетационного опыта.ШтаммСтимуляция в условиях микровегетационного экспериментаСредний сырой вес Средний сухой вес растерастения томатов, гния томатов, г194,120,6Контроль (без обработки)Pseudomonas chlororaphis RR228 (контрольный штамм из коллекции ВНИИСХМ)Pseudomonas brenneri RM14BPseudomonas poae RF11DPseudomonas asplenii RF13HPseudomonas fluorescens RF14JSerratia plymuthica AM24AFlavobacterium sp. RM14AStenotrophomonas rhizophila RF13CCollimonas sp. RF14СНСР05Примечание. *Различия достоверны на уровне НСР05310,7*374,2*275,9316,6*321,2*229,7252,1305,9*243,396,024,631,1*23,327,8*29,2*20,721,226,2*23,54,73.4.3.
Биоконтрольная активность бактериальных штаммов. В микровегетационном эксперименте по биоконтролю корневой гнили пшеницы, вызваннойFusarium culmorum, было показано, что инокуляция семян пшеницы бактериями P.asplenii RF13H достоверно снижает заболеваемость растений с 90 до 40% (табл.
7).В условиях микровегетационного опыта тестировалось антагонистическое действие штаммов различного таксономического положения (Flavobacterium sp. RM14A,S. plymuthica AM24A, P. asplenii RF13H), продемонстрировавших наибольшую бактерицидную активность in vitro против фитопатогена Pseudomonas syringae pv. tomato,возбудителя черной пятнистости томатов.
Инокуляция семян и последующее опрыскивание 7-и дневных растений бактериальной суспензией штаммов-антагонистов приводило к заметному снижению численности растений с симптомами черной пятнистости (табл. 8.). Инокуляция томатов штаммами S. plymuthica AM24A и P. aspleniiRF13H также снижало численность пораженных растений до 11,2 и 15,9 % соответственно.17Таблица 7.
Снижение заболеваемости пшеницы корневой гнилью, вызваннойF. culmorum, при инокуляции бактериями P. asplenii RF13H.ВариантКонтрольP. asplenii RF13HFusarium culmorumFusarium culmorum + P. asplenii RF13HНСР 05Средняядлина побега,ммСредняядлина корня, мм14,2714,406,78*6,857,045,9110,10*2,366,601,52Всхожесть, %Количество пораженных растений, %98±2,595±4,090±5,550±9,1**090±5,596±3,640±8,9Примечание.
*Различия достоверны на уровне НСР05, **внутрисеменная инфекция.Таблица 8. Снижение заболеваемости томатов черной пятнистостью при инокуляции изучаемыми штаммами-антагонистами.ВариантКонтроль (патогенный фон P. syringae pv. tomato)Обработка семян и опрыскивание бактериальной суспензией P.asplenii RF13H + патогенный фон P. syringae pv. tomatoОбработка семян и опрыскивание бактериальной суспензией S.plymuthica AM24A + патогенный фон P. syringae pv. tomatoОбработка семян и опрыскивание бактериальной суспензией F.sp.
RM14A + патогенный фон P. syringae pv. tomatoКоличество растений, пораженных черной пятнистостью, %24,4±7,815,9±6,711,2±5,89,7±5,43.5. Наработка и апробация лабораторного образца микробиологическогопрепарата на основе эндофитных бактерий сфагновых мхов.С использованием биореактора «Торнадо» с контролируемыми параметрамикультивирования, были отработаны технологические параметры культивированиячетырех перспективных штаммов эндофитных бактерий. В качестве оптимальнойсреды для получения бактериальной суспензии выбрана среда на основе отрубей, режим культивирования составлял 48 ч. Основные параметры культивирования: парциальное давление кислорода в среде - 23,5 кПа, температура 30˚С, показатель pH питательной среды -7,0. Средняя численность клеток получаемой бактериальной суспензии составляла – 15х109 КОЕ/мл.Лабораторные образцы микробиологических препаратов на основе перспективных штаммов эндофитных бактерий были апробированы в независимых полевыхиспытаниях на базе Карабалыкской сельскохозяйственной опытной станции (Республика Казахстан) в 2012 году на масличных культурах: лен и подсолнечник.
В результате проведенных испытаний было показано, что все изучаемые штаммы эндофитныхбактерий достоверно увеличили урожай зерна по сравнению с неинокулированнымконтролем. Однако, максимальная прибавка урожая зерна была получена в вариантесо штаммом Pseudomonas asplenii RF13H: лен масличный - 1,5 ц/га, подсолнечникмасличный - 3,8 ц/га.18ВЫВОДЫ1.Показано, что эндофитные бактериальные сообщества локализуются внутри тканей сфагновых мхов S.
fallax и S. magellanicum широкого географическогопроисхождения (Австрийские Альпы, Ленинградская обл., Западная Сибирь), располагаясь одиночно или в виде микроколоний внутри гиалоцитов растения-хозяина,часто в виде многокомпонентных ассоциаций, объединяющих представителейAlpha-, Beta-, Gamma- протеобактерий, цианобактерий, дрожжей, грибов.2.Установлено, что доминирующими таксономическими группировками,ассоциированными со сфагновыми мхами различного географического происхождения, являются представители Pseudomonadaceae , численность которых составляет до 50% всей гетеротрофной микрофлоры, а также присутствуют субдоминантныекомпоненты семейств Flavobacteriaceae, Oxalobacteraceae, Burkholderiaceae, Enterobacteriaceae, Bacillaceae, Sphingobacteriaceae и ряд других.3.Показано, что сфагновые мхи являются депозитарием биотехнологическиценных бактерий.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
