Антифунгальная активность рода Аzotobacter по отношению к фитопатогенным грибам

АННОТАЦИЯ

Из сероземной почвы выделены эффективные штаммы Azotobacter chlorococcum S1 и A. vinelandii S2, которые проявляют высокую антифунгальную активность по отношению к фитопатогенным грибам томата. Выявлено, что штамм A. chlorococcum S1 проявлял самую высокую антифунгальную активность к Cladosporium herbarum Link. 56, а штамм A. vinelandii S2 проявлял самую высокую антифунгальную активность к Fuzarium solani 422 и зоны угнетения составлял 100%.

ABSTRACT

Effective strains of Azotobacter chlorococcum S1 and A. vinelandii S2, which exhibit high antifungal activity against phytopathogenic fungi of tomato, were isolated from sierozem soil. It was found that the strain  A. chlorococcum S1 showed the highest antifungal activity to Cladosporium herbarum Link. 56, and strain  A. vinelandii S2 showed the highest antifungal activity against Fuzarium solani 422 and the inhibition zone was 100%.

Ключевые слова: биологические препараты, сероземная почва, азотфиксирующие бактерий, фитопатогенные грибы, антифунгальная активность, штамм.

Keywords: biological preparations, sierozem soil, nitrogen-fixing bacteria, phytopathogenic fungi, antifungal activity, strain.

Введение. Значительные потери урожая вызывают различные болезни. Среди них очень вредоносны бактериозы, а также фузариозы, которые приводят к угнетению роста растений, быстрому отмиранию пораженных тканей или полной гибели всего растения, прямым потерям урожая, ухудшению товарности продукции и снижению сроков ее хранения [1]. Поэтому, проблема защиты растений от бактериальных и грибных заболеваний сегодня является актуальной. Разрешить ее возможно путем поиска высокоактивных штаммов с широким спектром антагонистического действия к фитопатогенным бактериям, грибам и внедрение их в производство [2].

Биологический метод защиты растений от патогенных микроорганизмов основан на использовании микроорганизмов-антагонистов. В настоящее время описан ряд микроорганизмов, оказывающих антагонистическое действие на фитопатогенные грибы.

Известно, что основными возбудителями культурных растений являются фитопатогенные грибы, уничтожающие от 10 до 30% потенциального урожая. Фитопатогенные грибы - возбудители инфекционных болезней растений, которые могут нанести огромный ущерб урожаю экономически важных сельскохозяйственных культур. Кроме того, заражая культурные растения, грибы заражают их продуктами жизнедеятельности - микотоксинами, что ухудшает потребительские качества пищевого сельскохозяйственного сырья, что снижает его биологическую ценность и безопасность [3, 4].

Развитие биотехнологических методов защиты сельскохозяйственных растений от болезней связано с разработкой новых биопрепаратов, которые не только функционально эффективны, но и экологически безопасны как для человека, так и для микробиоты почвы. Известно, что некоторые представители бактерий рода Azotobacter действуют как антагонисты широкого спектра фитопатогенных грибов, вызывающих болезни зерновых и овощей. В этой связи разработка и внедрение в сельскохозяйственную практику биопрепаратов и биологических удобрений на основе бактерий рода Azotobacter приобретает особое значение. Биологические препараты на основе азотобактеров позволяют значительно снизить расход азотных удобрений.

В связи с выше изложенными, целью исследований являлось поиск высокоактивных штаммов рода Azotobacter с широким спектром антагонистического действия к возбудителям грибных болезней сельскохозяйственных растений.

Методика исследований. Объектами исследований являлись фитопатогенные грибы томата - Cladosporium herbarum Link. 56, Fuzarium solani 422 и  F. oxysporium 460, штаммы рода Azotobacter.

В лаборатории почвенной микробиологии и биотехнологии Института микробиологии АНРУз, из сероземной почвы выделены эффективные штаммы рода Azotobacter (A. chlorococcum S1 и A. vinelandii S2), которые проявляют антагонистическое действие к широкому спектру фитопатогенных грибов.

Морфологию штаммов азотфиксирующих бактерий определяли после 2-3 суток роста при 28^оС на среде Эшби. Установлено, что выделенные штаммы оказались мезофильными: росли при температуре 20-30^оС. Плотность клеток штаммов азотфиксирующих бактерий достигает максимального уровня (2,0х10⁷ КОЕ/мл) после 5 дней инкубации. Штаммов A. chlorococcum S1 и A. vinelandii S2 культивировали глубинным методом на качалке при 220 об/мин при температуре 28-30⁰С в течение 7 суток на среде Эшби.

Антифунгальную активность штаммов A. chlorococcum S1 и A. vinelandii S2 проверяли методом лунок [5]. Результаты оценивали после 3 суток инкубации при 29-30 ⁰С по диаметру зоны задержки роста тест-культур фитопатогенов на среде Чапека. Для определения способности выделенных штаммов образовывать антибиотические вещества, подавляющие рост фитопатогенных грибов Cl. herbarum Link. 56, F. solani 422 и F. oxysporium 460, был использован метод «колодцев», который основан на диффузии в агар антибиотических веществ, накапливаемых микроорганизмами в жидкой питательной среде. Для этого культуральную жидкость закапывали в колодцы, сделанные в агаре. Из колодцев, содержащиеся в культуральной жидкости антибиотические вещества диффундируют в толщу агара, который предварительно засевали тест-культурой, в результате чего вокруг них образовывались зоны отсутствия роста.

Результаты и обсуждения исследований. Нами изучена антифунгальная активность выделенных штаммов A. chlorococcum S1 и A. vinelandii S2 по отношению к фитопатогенным грибам томата, Cl. herbarum Link. 56, F. solani 422 и F. oxysporium 460. В результате исследований по поиску высокоактивных штаммов к возбудителям грибных болезней установлено, что штамм A. chlorococcum S1 проявлял высокую антифунгальную активность к Cl. herbarum Link. 56 и зона подавления роста составлял 100%. Выявлено, что штамм A. chlorococcum S1 так же проявлял антифунгальную активность по отношению к фитопатогенным грибам F. solani 422 и F. oxysporium 460 и d зона подавления роста составила 70-50 мм.

Штамм A. vinelandii S2 проявлял высокую антифунгальную активность к F. solani 422 и d зона подавления роста составлял 100%. Невысокую антифунгальную активность отмечено при исследовании штамма A. vinelandii S2 по отношению к Cl. herbarum Link. 56 и d зоны угнетения составлял 80%. В то же время по отношению к  F. oxysporium 460  штамм  A. vinelandii S2 проявил незначительное антагонистическое действие и зона отсутствия роста штамма-фитопатогена составила 5 мм (рис. 1-2.).

Рисунок 1. Ингибирование роста фитопатогенных грибов:

Cl. herbarum Link. 56, F. solani 422 и  F. oxysporium 460 штаммами A. chlorococcum S1 и A. vinelandii S2

Выводы. Таким образом, из сероземной почвы выделены эффективные штаммы A. chlorococcum S1 и A. vinelandii S2, которые проявляют высокую антифунгальную активность по отношению к фитопатогенным грибам Cl. herbarum Link. 56 и  F. solani 422 (80-100%). Полученные данные представляют практический интерес для разработки на основе эффективных штаммов A. chlorococcum S1 и A. vinelandii S2 биологических препаратов для защиты растений.

Рисунок 2. Антифунгальная активность штаммов  A. chlorococcum S1 и A. vinelandii S2 по отношению к фитопатогенным грибам F. oxysporium 460, F. solani 422 и Cl. herbarum Link. 56

Список литературы:

1. Захаренко В.А., Захаренко А.В. Экономический аспект применения пестицидов в современном земледелии России // Рос. Хим. Журн., - 2005. Т. 49. - С. 55–63.
2. Moshafi M, Forootanfar H, Ameri A, Shakibaie M, Dehghan-Noudeh G, Razavi M. Antimicrobial activity of Bacillus sp. strain FAS1 isolated from soil // Pak. J. Pharm. Sci., - 2011. V. 24. - P. 269–275.
3. Pérez-García A., Romero D., Zeriouh H., Vicente A de Biological control of phytopathogenic fungi by aerobic endospore- formers // Endospore-forming soil bacteria // Soil Biology. - 2011. V. 27. - P. 157–180.
4. Агаева М.А. Патогенная микобиота субтропических растений Ленкорань–Астаринской зоны Азербайджана // International Scientific Journal. - 2016. № 8.  - С. 8-10.
5. Сеги Й. Методы почвенной микробиологии. М. Колос, 1983. - 296 с.