Исследование фунгицидной активности кристаллических форм госсипола и его клатратов

АННОТАЦИЯ

Данная статья посвящена изучению фунгицидной активности госсипола и его клатратов in vitro на фитопатогенные грибы Verticillium dahliaе и Alternaria alternatа, которые относятся к наиболее часто встречающихся возбудителям болезней сельскохозяйственных культур. Определено, что госсипол и его клатраты проявляют фунгицидную активность против патогенных грибов Verticillium dahliae и Alternaria alternata.

ABSTRACT

This article is devoted to the study of fungicidal activity of gossypol and its clathrates on in vitro on phytopathogenic fungi Verticillium dahliaе and Alternaria alternatа, which are among the most frequent pathogens of agricultural crops. It was determined that gossypol and its clathrates exhibit fungicidal activity against pathogenic fungi Verticillium dahliae and Alternaria alternata.

Ключевые слова: фунгицидная активность, фитопатогенные грибы, госсипол, клатраты госсипола.

Keywords: fungicidal activity, phytopathogenic fungi, gossypol, clathrates of gossypol.

Введение

В последние годы особенно актуальными являются вопросы защиты растений в системе возделывания сельскохозяйственных культур, так как уровень развития патогенной микрофлоры в почве и на семенном материале достиг критического значения. Известно, что Verticillium dahliae и Alternaria alternatа считаются фитопатогенными грибами [1].

Verticillium dahliaе вызывает вертициллиозный вилт и раннее увядание растений. Гриб поражает корни растений, непосредственно или через повреждения, вызванные, например, нематодами. Затем гриб прорастает в сосуды растения и вырабатывает споры, которые передаются вверх с транспирационным током. В качестве защитного механизма растение выделяет смолу в сосуды. Наличие как гриба, так и смолы вызывает закупорку сосудов ксилемы и последующее увядание растений [2].

Alternaria alternatа, обычно обитающий на растениях, относится к несовершенным грибам и является одним их важнейших представителей аллергенных грибов. Коричневый сегментированный мицелий имеет выросты - конидиеносцы, на которых развиваются апикальные споры-конидии, одиночные либо образующие цепочки. Споры несовершенных грибов отличаются по форме, размеру, текстуре, цвету, количеству клеток и толщине клеточной стенки [3].

Полифенольные соединения растительного происхождения имеют важное значение и оказывают противовоспалительное, противовирусное, противомикробное и другие действия. Госсипол – (Гп) [1,1′,7,7′,6,6′-гексагидрокси-5,5′-ди-изопропил-3,3′-диметил-(2,2′-бинафталин)-8,8′-дикарбоксиальдегид], C₃₀H₃₀O₈ - выполняет функцию защиты растений от вредителей, болезней и содержится в растении преимущественно в свободной форме, а также как препарат обладает антиоксидантными свойствами, противоопухолевой активностью [4]. В связи с этим целью настоящей работы являлось исследование фунгицидной активности госсипола и его клатратов в лабораторных условиях.

Материалы и методы исследования

В качестве объектов исследования использовали госсипол и его клатраты Гп:4-пиколин, Гп:2-пиколин, Гп:пиразин и Гп:акридин которые имеют азотсодержащие гетероциклические соединения (табл.1).

В качестве контроля использовали госсипол, который получен из производственного цеха при экспериментально-технологической лаборатории Института Биоорганической химии Академия Наук Республики Узбекистан, где он производится из побочных продуктов хлопкоперерабатывающей промышленности. Соединения 2–5 были синтезированы по методикам [5–7]. Влияние препарата на радиальный рост мицелия определяли по методике [8]. Так как скорость роста мицелия исследуемых культур заметно различалась, замеры мицелия грибов производили на 3-6-е сутки после посева. Действие препарата на радиальный рост мицелия изучали в концентрации 30 мг/л.

В качестве тест-объектов использовали штаммы патогенных грибов: Verticillium dahliaе и Alternaria alternatа выделенных из больных растений хлопчатника, произрастающего на засоленных почвах Бухарской области Республики Узбекистан. 

Таблица 1.

Сведение о названиях, структурной и брутто формулой испытуемых образцов

№	Названия образцов	Структурная формула образцов	Брутто формула образцов
1.	Гп		C30H30O8
2.	Гп:4-пиколин 1:3		C30H30O8 •3C6H7N
3.	Гп:2-пиколин 1:4		C30H30O8 •4C6H7N
4.	Гп:пиразин 1:4		C30H30O8 •4C4H4N2
5.	Гп:акридин 2:1		2C30H30O8 •C13H9N

Фунгицидные свойства препаратов изучали на твердой питательной среде Чапека следующего состава сахароза-20 мг, KH2PO4-1 г, MgSO4- 0,5г, КCI2-0,5г, NaNO3-3г, FeSO4 – следы на 1 литр среды. рН=6,8. Повторность опыта трехкратная.

Результаты и их обсуждение

О фунгицидной активности образцов Гп и его клатратов судили по величине зоны отсутствия роста патогена.  6-суточную суспензию конидий испытуемых грибов-патогенов высевали газоном в чашки Петри на агаризованную среду Чапека. Через 15 минут после посева, вырезали лунки в агаре с посеянной тест-культурой патогена, затем в них вносили по 0,1 мл раствора испытуемых образцов. Зону отсуствия роста микромицетов определяли на 3 и 6 сутки их роста. Экспериментальные данные по изучению фунгицидной активности кристаллических форм Гп по отношению к фитопатогеным грибам Verticillium dahliae и Alternaria alternatа представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Фунгицидная активность госсипола и его клатратов

Экспериментальные данные демонстрируют, что использованные соединения 1-5 проявляют различные фунгицидные свойства по отношению к фитопатогенным микромицетам. Интересно, что наибольшие зоны ингибирования роста фитопатогенов наблюдались у соединения Гп:пиразин, а минимальные значение наблюдались для соединения Гп:акридин по обе штаммов Verticillium dahliae и Alternaria alternata. У соединений 1-4 на 3-и сутки опыта достигнуты максимальные значения активности препаратов по отношению Verticillium dahliae и Alternaria alternata: 24,3±0,13; 30,7±0,27; 32,5±0,33; 35,1±0,29 мм и 21,5±0,17; 27,3±0,23; 30,7±0,11; 33,1±0,42 мм, а на 6-е сутки после опыта наблюдалось снижение фунгицидной активности 23,9±0,21; 28,6±0,42; 31,7±0,22; 34,5±0,43 мм и 20,5±0,11; 25,2±0,23; 29,9±0,17; 31,9±0,25мм соответственно. У соединения Гп:акридин на 3-и сутки опыта максимальное значение диаметра зоны подавления роста патогенов составляло 20,8±0,17; 19,9±0,31 мм, на 6-е сутки опыта эти значения остались неизмененными 20,8±0,17; 19,9±0,31 мм.

Выводы

Таким образом, нами была изучена фунгицидная активность Гп и его клатратов по отношению к фитопатогенным грибам, возбудителям, широко распространенных заболеваний сельскохозяйственных культур. Полученные данные позволяет сделать вывод о том, что Гп и его клатраты проявляют, в той или иной степени, фунгицидную активность по отношению к патогенным грибам Verticillium dahliae и Alternaria alternatа.

Список литературы:
1. Кириченко Е.В. Эффективность растительных биологически активных веществ против грибных заболеваний томата и огурца // Вестник защиты растений. - 2011. - № 1. - С. 34-40.
2. Власова Т. А. Сравнение способов заражения проростков хлопчатника фитопатогенным грибом Verticillium dahliae kleb. // Immunopathology, Allergology, Infectology. -2010. - № 1. -С. 144.
3. Георгиева М.И., Танова К.Т., Будаева В.В. Влияние водной вытяжки лечебных растений на грибы рода Alternaria // Ползуновский вестник. -2010. -№4 (1). -С. 214-216.
4. Барам Н.И., Исмаилов А. И., Зияев Х.Л., Режепов К.Ж. Биологическая активность госсипола и его производных // Химия природных соединений. -Ташкент. - 2004. -№3. -С. 171-176.
5. Талипов С. А., Хонкелдиева М.Т., Изотова Л.Ю., Тиляков З.Г., Ибрагимов Б.Т. Клатраты госсипола. Строение и термическое поведение сольватов госсипола с двумя изомерами пиколина // Журнал Структурной Химии. - 2011. - Т.52. - №1. - С.190-196.
6. Honkeldieva M.T., Talipov S. A., Ibragimov B.T. Gossypol inclusion compound with pyrazine: crystal structure and thermal behavior // Journal of Inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry. -2015. -V.83. -P. 369-375.
7. Хонкелдиева М.Т., Талипов С.А., Изотова Л.Ю., Тиляков З.Г., Ибрагимов Б.Т., Курталиев Э.Н. Клатраты госсипола. Строение и термическое поведение комплекса госсипола с акридином // Журнал Структурной Химии. -2011. -Т. 52. -№1. -С.197-200.
8. Теппер Е.З., Шильникова В.К., Переверзева Г.И. // Практикум по микробиологии. Москва. -2004. -256 с.