Совершенствование препаратов на основе Pseudomonas

ИСПЫТАНИЕ ПРЕПАРАТОВ
УДК 581.2:632.95
Совершенствование
препаратов на основе
Pseudomonas aureofaciens
О.П. ГОРБУНОВ,
генеральный директор ООО БФ «Экофарм»
e)mail: [email protected]
Бактерии рода Pseudomonas являются антагониста#
ми широкого спектра фитопатогенных грибов, вызы#
вающих заболевания зерновых и овощных культур.
Бактерии этого рода обладают также способностью
стимулировать рост и развитие растений, находясь в
симбиозе с ними. Препараты на основе этих бактерий
используются в сельском хозяйстве более 20 лет, с
успехом конкурируя с химическими средствами защи#
ты растений. Разные штаммы бактерий, даже одного
вида, обладают различной активностью против пато#
генов и разными свойствами, стимулирующими рост
растений. Поэтому отбор наилучших видов и штаммов
постоянно ведется с использованием различных кол#
лекций микроорганизмов, в частности в ИБФМ РАН
имеется постоянно пополняемая коллекция более
1500 штаммов.
В России зарегистрированы 4 препарата на основе
штаммов рода Pseudomonas: планриз, псевдобакте#
рин#2, елена и бинорам. Они имеют жидкую препара#
тивную форму с титром 2–3×109–10 и ограниченные сро#
ки хранения – до 10–14 суток при комнатной темпера#
туре и 45 – в холодильнике.
В настоящее время созданы модификации препара#
тов псевдобактерин#2 и елена.
Защитное действие жидкого биопрепарата псевдо#
бактерина#2 на основе штамма Pseudomonas aureo
faciens BS1393 основано на способности штамма син#
тезировать ряд антибиотиков феназинового типа, эф#
фективно подавляющих рост ряда фитопатогенных
грибов и бактерий. При проникновении патогена в
растение происходит выделение корневыми волоска#
ми сахаров, которые в присутствии штамма BS1393
P. aureofaciens запускают механизм размножения бак#
терий и выработку ими комплекса феназиновых анти#
биотиков [1, 10]. Феназины взаимодействуют с флави#
новыми окислительно#восстановительными фермента#
ми с образованием активных форм кислорода, облада#
ющих цитотоксическим действием. Кроме того, актив#
ные формы кислорода активизируют защитные гены ра#
стительных клеток [5]. Штамм способен также проду#
цировать сидерофоры, связывающие железо и делаю#
щие его недоступным для почвенных патогенов, синте#
зировать индолил#3#уксусную кислоту, являющуюся
стимулятором роста растений, разлагать неорганичес#
кие фосфаты, превращая их в форму, доступную для ра#
стений.
Применение препарата псевдобактерин#2 для пред#
посевной обработки семян яровых и озимых пшеницы,
ячменя и ржи в Краснодарском и Ставропольском кра#
ях, Воронежской, Липецкой, Тульской, Московской и
других областях показало его исключительно высокую
эффективность против гельминтоспориоза, офиобо#
лезной гнили, фузариозных корневых гнилей и фузари#
оза колоса, мучнистой росы, снежной плесени и др. Био#
логическая эффективность по отношению к возбудите#
лям этих болезней достигала 65–88 % как в случае пред#
посевной бактеризации семян, так и при обработке ве#
гетирующих растений.
15 лет применения препарата на картофеле, сахар#
ной свекле, огурце и томате в закрытом грунте подтвер#
дили его высокую биологическую эффективность про#
тив корневых гнилей, фузариоза, гельминтоспориоза,
слизистого и сосудистого бактериозов, мучнистой
росы, фитофтороза, аскохитоза, бурой пятнистости то#
мата, ризоктониоза и других болезней корневой и над#
земной частей растений. Прибавка урожая этих культур
составляла от 20 до 40 % [3].
Модификация препарата заключается в новой техно#
логии его производства с титром 5–7×1010, увеличенном
в 10 раз содержании феназина, повышении срока со#
хранности препарата в обычных условиях в 2–3 раза.
Гриб Geotrichum candidum является наиболее удоб#
ным объектом для контроля препаратов на основе
штаммов бактерии рода Pseudomonas. Он активно рас#
тет на богатых питательных средах, на которых активно
растут и бактерии рода Pseudomonas.
При совместном выращивании гриба и бактерий, на#
пример на стандартной среде 5/5 ИБФМ РАН, в про#
бирке или колбе и активизации на термостатируемой
качалке при температуре 28 °С в течение 20–24 часов
можно наблюдать супрессию гриба и его разрушение,
то есть комплексную ферментативную активность
штамма. В качестве контроля можно использовать раз#
личные виды грибов р. Fusarium или другие грибы –
необлигатные паразиты, хорошо растущие на средах
с активным ростом бактерий рода Pseudomonas.
Известно, что 80–90 % биомассы верхнего (20 см)
слоя почв составляют различные виды грибов, в зави#
симости от климатических условий – от 1 до 10 т/га [6].
В процессе производства усовершенствованной фор#
мы препарата штамм BS1393 активизируется на комп#
лексную ферментативную активность, что делает воз#
можным не только активизировать гиперпаразитизм на
живых грибах, в том числе патогенных, но и разрушать
клеточные стенки грибов, ускоряя тем самым углерод#
ный цикл за счет минерализации органических остат#
ков, 60–70 % которых достаются растениям в виде хо#
рошо усваиваемых органических форм азота, фосфо#
ра, калия и микроэлементов [2, 7, 8, 9].
35
ИСПЫТАНИЕ ПРЕПАРАТОВ
Клеточные стенки грибов, состоящие из полисахари#
дов хитина и глюкана, разлагаются комплексом фер#
ментов, выделяемых штаммом BS1393 P. aureofaciens,
до низкомолекулярного хитин#хитозан#глюканового
комплекса, который обладает высокими иммуно#стиму#
лирующими свойствами, поднимающими иммунитет и
защитные свойства растений [7].
2#летние предрегистрационные испытания биопрепа#
рата елена, ж на основе штамма ИБ 51 P. aureofaciens в
производственных и лабораторных условиях в Липец#
кой, Воронежской, Тамбовской, Омской, Волгоград#
ской, Тюменской областях, Краснодарском и Ставро#
польском краях, Мордовии и других регионах РФ пока#
зали его высокую (70–80 %) биологическую эффектив#
ность против болезней корневой и надземной частей
растений [4].
Чередование препаратов псевдобактерин#2 и елена
уменьшает вероятность развития резистентности к ним
у патогенов.
В настоящее время в ООО БФ «Экофарм» создана но#
вая модификация препарата, которая имеет более ши#
рокий спектр фунгицидных свойств и более высокий
ростстимулирующий эффект.
Новая технология получения биопрепаратов позво#
ляет увеличивать титр до 5–7×1010 живых клеток в про#
цессе культивирования в течение 24–32 часов с уве#
личением количества действующих веществ (фенази#
новых антибиотиков для псевдобактерина#2 и три#
глециридпептидов для елены) в 5–10 раз. В резуль#
тате возрастает способность к противодействию па#
тогенам и за счет увеличения количества фитогормо#
нов ускоряется развитие корневой и вегетирующей
частей растений.
Новые модификации препаратов псевдобактерин#2 и
елена с титром 5–7×1010 имеют срок хранения 30 дней в
обычных условиях и 45–60 дней в холодильнике. В ре#
зультате их применения прибавка урожая яровой и ози#
мой пшеницы, ячменя, гороха, рапса, картофеля, сахар#
ной свеклы и других культур составляла 20–50 %. В слу#
чае озимой пшеницы повышалось качество урожая за
счет получения полновесного зерна, увеличения содер#
жания клейковины до 32 ед. и экологической чистоты
конечного продукта.
ЛИТЕРАТУРА
1. Горбунов О.П. Бактерии рода Pseudomonas – углеродный
цикл, защита и стимуляция растений // Вестник Института био#
технологии и физико#химической технологии им. Ю.А. Овчин#
никова, 2008, т. 4, № 1, с. 23–27.
2. Ершов Ю.И. «Органическое вещество биосферы и поч#
вы» – Новосибирск: Наука, 2004, с. 20–85.
3. Кочетков В.В., Чигалейчик А.Г., Петрикевич С.Б. Биопре#
парат псевдобактерин#2, ж для защиты растений от широкого
спектра фитопатогенов // Химия в сельском хозяйстве, 1997,
№ 1, с. 15–16.
4. Логинов О.Н. Бактерии Pseudomonas и Azotobacter как
36
объекты сельскохозяйственной биотехнологии – Москва: На#
ука, 2005, с. 165.
5. Меденцев А.Г., Аринбасарова А.Ю., Акименко В.К. Регуля#
ция и физиологическая роль цианидрезистентной оксидазы
грибов и растений // Биохимия, 1999, т. 64, № 1, с. 17–32.
6. Мюллер Э., Леффлер В. Микология – М: Мир, 1995,
с. 77–90.
7. Хитин и Хитозан. Получение, свойства, применение. Под
ред. К.Г. Скрябина, Г.А. Вихоревой, В.П. Варламова – Москва:
Наука, 2002, с. 79–110, 339–345.
8. Худяков Я.П. Литическое действие почвенных бактерий на
почвенные грибы // Микробиология, 1935, т. 4, № 2, с. 139–203.
9. Широков А.Л. Миколитические ферменты бактерий
Bacillus cohn и их роль в антагонизме к почвенным микромице#
там. Автореферат диссертации – Уфа, 2004.
10. Leland S. Pierson III, Elizabeth A. Pierson // Phenazine
antibiotic production in Pseudomonas aureofaciens: role in
rhizosphere ecology and pathogen suppression. FEMS Microbiology
Letters 136(1996), р. 101–108.
Аннотация. Предложена новая модификация препаратов
псевдобактерин#2 и елена с титром 5–7×1010, которые можно
хранить 30 дней в обычных условиях и 45–60 – в холодильнике.
Помимо высоких антибиотических свойств они обладают ком#
плексной ферментативной активностью против грибных пато#
генов и их остатков, что существенно повышает их эффектив#
ность.
Ключевые слова. Антибактериальное действие, защита ра#
стений, псевдобактерин#2, елена.
Abstract. The new modifications of Pseudobacterin#2 and
Elena with the titer 50–70 billions/ml have been proposed. The
quantity of active agents (phenazines and triglycerides) in the new
preparations is 5–10#fold higher; their shelf life is increased up to
30 days under standard conditions and up to 45–60 days in a
refrigerator. In addition to the high antibiotic activity, the preparations
are activated for a complex enzymatic activity against pathogens on
the root and vegetating parts of plants. These technological and
economic parameters make the new preparations highly competitive
in the market of chemical and biological plant protectants.
Keywords. Antibiotic activity, plant protection, Pseudobac#
terin#2, Elena.
Посетите сайт нашего
журнала
http://www.z&i&k&r.ru
На нем вы можете ознакомиться с содержанием
готовящихся к печати или уже вышедших номеров
журнала, получить информацию о подписке на
него, узнать, какие требования предъявляются к
статьям, предназначенным для публикации, и
каковы условия приема рекламных материалов.