Тема: Антагонисты фитопатогенов среди эпифитных и ризосферных бактерий родов Bacillus и Pseudomonas

Цель:Ознакомиться с особенностями антагонистического влияния эпифитных и ризосферных бактерий родов Bacillus и Pseudomonas на фитопатогенные микромицеты.

Бактерии также могут воздействовать на фитопатогенные грибы, подавляя их развитие. Поэтому бактериальным штаммам-антагонистам отводится важная роль в биологическом контроле патогенных микроорганизмов в агрофитоценозах. Преимущество использования бактерий-антагонистов заключается в их способности продуцировать высокоактивные антимикробные вещества, в том числе сидерофоры, антибиотики, ферменты, угнетающие рост и развитие патогенной биоты.

Cреди микроорганизмов бактериальной природы весьма перспективными в качестве антагонистов фитопатогенных грибов считаются флюоресцирующие псевдомонады (род Pseudomonas). Многие ризосферные бактерии из рода Pseudomonas способны синтезировать и выделять в среду желто-зеленые пигменты, называемые пиовердинами, выполняющие в клетках функции сидерофоров. Данные вещества способны связывать ионы трехвалентного железа и облегчать транспорт их в клетку в условиях железодефицита, делая комплекс пигмент-Fe³⁺ недоступным для других организмов. Ионы железа, участвуя в окислительно-восстановительных реакциях, являются необходимыми в таких процессах, как дыхание, фотосинтез, фиксация молекулярного азота, и без них невозможно существование бактериальной клетки. Доступность железа и способность различных микроорганизмов конкурировать за него, являются факторами, контролирующими численность и состав группировок микроорганизмов. Благодаря этому флуоресцирующие пигменты ризосферных бактерий проявляют одновременно антибактериальную, антифунгальную и антинематодную активность.

Кроме продуцирования сидерофоров, супрессивное действие флуоресцирующих псевдомонад связано также с биосинтезом антибиотиков и конкуренцией за источники углерода. В целом флюоресцирующие псевдомонады весьма перспективны в качестве почвенных антагонистов фитопатогенных грибов. Они обладают рядом свойств, которые облегчают их использование: почва является для них естественной средой обитания, они способны усваивать разнообразные органические субстраты, легко приживаются в ризосфере различных растений и быстро увеличивают свою численность. Так, бактерии Pseudomonas putida КМБУ 4308, синтезирующие желто-зеленый флуоресцирующий пигмент пиовердин Р_м, непатогенные для растений и животных, не фитотоксичные, хорошо размножающиеся в почве и ризосфере растений, явились основой биологического препарата защиты растений «Бактофил». «Бактофил» показал высокую эффективность защиты огурца и томата от болезней в защищенном грунте.

В настоящее время известно много видов бактерий, принадлежащих родуBacillus, подавляющих рост патогенных грибов. Среди них – B. subtilis, B. polymyxa, B. cereus, B. mesenterius, B. mycoides.

Среди различных видов бактерий рода Bacillus известными антагонистами патогенов являются бактерии B. subtilis. Спектр антибиотической активности бактерий Bacillus subtilis формируется за счет синтеза экзоферментов и антибиотиков. В основе их антагонистической активности в отношении фитопатогенных грибов лежит синтез клетками разнообразных антибиотиков пептидной природы: бацилломицин, итурины, микобациллин, микосубтилин, ризоктицины, фенгимицин, субспорин. Пептидные антибиотики, синтезируемые B. subtilis, ингибируют синтез дезоксирибонуклеиновой кислоты, образование клеточной стенки, функционирование мембран. Эти свойства раскрывают большие возможности для исследований в плане создания на основе бактерий данного вида эффективных биопрепаратов.

Некоторые штаммы B. subtilis уже используются для защиты растений от болезней, в том числе и в период хранения продукции. Так, штамм B. subtilis ВНИИСХМ№ 131 применяется для получения препарата «Фитоспорин», используемого для защиты яблок и винограда от гнилей при хранении. Штамм бактерий Bacillus subtilis КМБУ 30043, антагонистически активный в отношении многих фитопатогенных бактерий и грибов, лег в основу биологического препарата защиты растений «Бактоген». Бактерии B. subtilis КМБУ 30043 синтезируют антибиотик ароматической природы с аминогликозидным компонентом, ингибирующий развитие фитопатогенов. Бактерии B. subtilis КМБУ 30043 являются непатогенными для растений и животных, не фитотоксичны, хорошо размножаются как в почве, так и в филлосфере растений. «Бактоген» показал высокую антагонистическую активность в отношении ряда фитопатогенных грибов в условиях защищенного грунта.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бабушкина И.Н. Взаимоотношения почвенных микроскопических грибов с Verticillium dahliae Kleb. // Микология и фитопатология. Т.8. Вып. 5. 1974. С. 395-401.

2. Бондарцев А.С. Трутовые грибы Европейской части СССР и Кавказа. М., Л.: Изд-во АН СССР, 1953. 1106 с.

3. Гринько Н.Н., Успенская Г.Д. Взаимоотношение организмов филлопланы огурца с Ascochyta cucumeris Fautr. et Roum. // Микология и фитопатология. Т. 21. Вып. 6. 1987. С. 553-558.

4. Литвинов М.А. Методы изучения почвенных микроскопических грибов. Л.: Наука, 1969. 124 с.

5. Максимова Н.П., Поликсенова В.Д., Лысак В.В. Антифунгальная активность биопрепаратов на основе природных ризосферных и эпифитных бактериальных штаммов // Эколого-экономические основы усовершенствования интегрированных систем защиты растений от вредителей, болезней и сорняков: Тез. докл. науч.-производ. конф., посвященной 25-летию БЕЛНИИЗР, Минск-Прилуки, 14-16 февраля 1996 г. / М-во сельск. хоз-ва и прод. Респ. Беларусь. Акад. аграр. наук Респ. Беларусь. Белорус. науч.-исслед. ин-т защиты растений. В 2 ч. Минск, 1996. Ч. 1. С. 147-149.

6. Методические указания по экспериментальному изучению фитопатогенных грибов /Cост. М.К. Хохряков. Л.: ВИЗР, 1979. – 78 c.

7. Методы определения болезней и вредителей сельскохозяйственных растений / Пер. с нем. К.В. Попковой, В.А. Шмыгли. М.: Агропромиздат, 1987. 224 с.

8. Методы экспериментальной микологии / Дудка И.А., Вассер С.П., Элланская И.А. и др. Киев: Наукова думка, 1982. 552 с.

9. Рудаков О.Л. Микрофильные грибы, их биология и практическое значение. М.: Наука, 1981. 160 с.

10. Сейкетов Г.Ш. Грибы рода Trichoderma и их использование в практике. – Алма-Ата: Наука, 1982. 248 с.

11. Сравнение гиперпаразитической и антибиотической активности изолятов рода Trichoderma Pers.: Fr. и Gliocladium virens Miller, Giddens et Foster по отношению к патогенам, вызывающим корневые гнили гороха / Л.Л. Великанов, Е.Ю. Сухоносенко, С.И. Николаева, И.А. Завелишко // Микология и фитопатология. Т. 28. Вып. 6. 1994. С. 52-56.

12. Cеменов С.М. Лабораторные среды для актиномицетов и грибов: Справочник. М.: Агропромиздат, 1990. 240 с.