Trichoderma koningii, Tv-2 Trichoderma viride, Sm-1

VI международная конференция молодых ученых и специалистов, ВНИИМК, 20 11 г.
СОЗДАНИЕ ИСКУССТВЕННОГО ФОНА ЗАРАЖЕНИЯ ПОЧВЫ
В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ПЕРСПЕКТИВНЫХ ШТАММОВ АНТАГОНИСТОВ ВОЗБУДИТЕЛЕЙ
ФУЗАРИОЗА СОИ
Курилова Д.А.
350038, Краснодар, ул. Филатова, 17
ГНУ ВНИИ масличных культур им. В.С. Пустовойта Россельхозакадемии
[email protected]
Представлены результаты испытаний различных способов и норм вн есения инфекционного начала Fusarium sporotrichiella Bilai var. poae (Pk.) Wr.
emend Bilai в почву для создания искусственного фона заражения. Выявлены
потенциальные биоагенты, обеспечивающие эффективную защиту семян и
всходов сои на жестком инфекционном фоне в лабораторных условиях.
В нашей стране особой вредоносностью отличаются болезни всходов и
увядания растений сои, одним из возбудителей которых является
Fusarium spp. [1, 2, 3]. Грибы рода Fusarium являются почвообитающими факультативными паразитами, способными длительное время вести сапрофитное
существование, а при благоприятных условиях вызывать болезни растений .
Поэтому интродукция антагонистов должна создавать дополнительное давление в сторону элиминирования агрессивных изолятов патогенов [4].
Для снижения вредоносности фузариоза на сое проводили ступенчатый
скрининг перспективных штаммов антагонистов фитопатогенов из коллекции
лаборатории биометода ВНИИМК. В результате первичного скрининга
наибольшую эффективность показали 10 штаммов антагонистов, среди которых 6 штаммов грибов: Tk-1 Trichoderma koningii , Tv-2 Trichoderma viride,
Sm-1 Sordaria macrospora, A-1 Basidiomycetes , Pv-3 Penicillium verrucosum var.
cyclopium, Хk-1 Chaetomium olivacium, а также 4 штамма бактерий:
12-2 Pseudomonas sp., 14-3 Pseudomonas sp., Sgrc-1 P. fluorescens , Б-5
B. licheniformis [5].
Исследование возможного токсического воздействия активных шта ммов антагонистов на культуру сои показало, что тестируемые штаммы не оказывают негативного влияния на всхожесть семян, а также не вызывают увяд ания проростков. Более того, было отмечено повышение всхожести семян, по
сравнению с контролем на 9,0-20,0 % [6].
Целью данной работы является создание искусственного фона заражения почвы в лабораторных условиях агрессивным изолятом Fusarium sporotrichiella Bilai var. poae (Pk.) Wr. emend Bilai для выявления наиболее активных потенциальных агентов биологической защиты сои от возбудителей фузариоза на ранних этапах вегетации среди отобранных на первом этапе скрининга перспективных штаммов.
Материал и методы. Объектом исследований служили: штаммы грибов и
бактерий антагонистов: Tk-1 Trichoderma koningii, Tv-2 Trichoderma viride,
Sm-1 Sordaria macrospora, A-1 Basidiomycetes, Pv-3 Penicillium verrucosum var.
cyclopium,
Хk-1
Chaetomium
olivacium,
Б-5
Bacillus
licheniformis,
12-2 Pseudomonas sp., Sgrc-1 P. fluorescens и 14-3 Pseudomonas sp.; возбудитель
фузариоза сои F. sporotrichiella var. poae, а также соя сорта Вилана.
Для создания искусственного фона заражения почвы фузариозом на
153
VI международная конференция молодых ученых и специалистов, ВНИИМК, 20 11 г.
основе общепринятых методик [7, 8] в лабораторных условиях нами были испытаны различные способы и нормы внесения инфекционного начала фитоп атогена. Для этого изолят F. sporotrichiella var. poae выращивали на стерильной
твѐрдой питательной среде, состоящей из семянок подсолнечника (15 -30 суток), затем инокулюм подсушивали и размалывали до получения однородного
порошка. Опыт закладывали в вегетационных сосудах (25х12х5 см), содержащих полевую почву и песок (в соотношении 3:1). Повторность – трѐхкратная.
Были испытаны различные нормы внесения инокулюма: локальное внесение в
рядок (1,0; 3,0 и 5,0 г) и перемешивание его с почвой (5,0; 15,0 и 25,0 г на
2 кг почвы). Заражение почвы возбудителем болезни осуществляли предварительно и одновременно с посевом. При предварительном заражении за двое
суток до посева семян инокулюм вносили в почву, после чего увлажняли. Ко нтроль – увлажнѐнная почва. В почве формировали рядки длиной 10 см. В каждый рядок, на глубину 2-3 см осуществляли высев семян сои, после этого почву разравнивали и увлажняли. Учеты производили на 7-ой и 10-ый день после
посева. Для определения защитного эффекта штаммов антагонистов возбудителей фузариоза семена сои предварительно обрабатывали жидкой культурой
(ЖК) или водной суспензией (ВС) штаммов, с оптимальной нормой расхода.
Эталон – ТМТД, ВСК. Учеты проводили на 5, 7, 10 и 15-ые сутки после посева.
Опыт проводили при температуре +25 °С. Активные штаммы антагонистов
наращивали на подобранных средах. Перед обработкой семян определяли
титр опытных партий микробиопрепаратов методом Коха [9]. Титр вычисляли
по формуле:
Т = a х 10n , где
V
Т – количество колониеобразующих единиц (КОЕ) в 1,0 мл;
а – среднее число колоний, выросших после посева из данного разведения;
V – объем суспензии, взятый для посева;
10n – коэффициент разведения.
Биологическую эффективность определяли по формуле [10]:
С = 100 (a – b)
, где
а
C – биологическая эффективность;
a – количество больных растений в контроле;
b – количество больных растений в варианте.
Результаты и обсуждение. Важным критерием эффективности действия
биоагентов является способность обеспечивать защиту семян и всходов, так как
именно на ранних этапах вегетации растения наиболее уязвимы для патогенных
микроорганизмов. Изучение устойчивости к почвенным патогенным грибам невозможно без создания искусственных инфекционных фонов [11, 12, 13, 14].
Преимущество искусственного фона заражения, по сравнению с естественным, состоит в возможности получения гарантированного заражения с
регулируемой инфекционной нагрузкой, которое осуществляется путѐм ровного распределения инфекции. Поэтому вторичный скрининг отобранных
штаммов антагонистов фузариоза необходимо проводить на фоне искусственного заражения патогеном (табл. 1).
154
VI международная конференция молодых ученых и специалистов, ВНИИМК, 20 11 г.
Таблица 1 – Влияние способов и норм внесения инокулюма
F. sporotrichiella var. poae на всхожесть семян сои
Краснодар, ВНИИМК, 2010 г.
Способ внесения
инокулюма
Количество
инокулюма, г
Контроль
Всхожесть, %
предварительное
заражение почвы*
без инфекции
1,0
3,0
В рядок
5,0
5,0
Перемешивание с
15,0
почвой
25,0
Примечание: * заражение почвы осуществлялось за
заражение почвы одновременно с посевом
84,0
72,0
66,0
72,0
82,0
64,0
72,0
2-е суток до посева
74,0
74,0
56,0
18,0
72,0
52,0
30,0
Всхожесть семян сои варьировала в зависимости от способа внесения
и количества инокулюма. При локальном внесением 5,0 г инокулюма в каждый рядок одновременно с посевом семян сои на седьмые сутки опыта всхожесть семян была в 4 раза ниже, чем в контроле без внесения инфекции, а
взошедшие проростки были поражены фузариозом. На десятые сутки опыта
существенных изменений не отмечено. Соответственно данный способ внес ения и расход инокулюма позволяют создать достаточно жѐсткий фон иску сственного заражения для определения эффективности перспективных штаммов антагонистов возбудителей фузариоза сои (табл. 2).
Таблица 2 – Биологическая эффективность обработки семян сои
микробиопрепаратами на фоне искусственного заражения
в почве Fusarium sporotrichiella var. poae
Краснодар, ВНИИМК, 2010 г.
Вариант
Титр,
КОЕ/мл
Норма расхода, л/т
Поражено
проростков,
%
Биологическая эффективность, %
Контроль без инфекции
7,8
Контроль с инфекцией
78,7
Эталон ТМТД, ВСК
6,0
68,0
13,6
12-2 Pseudomonas sp., ЖК
7,4х1012
1,0
73,3
6,9
Sgrc-1 P. fluorescens, ЖК
1,2х1012
1,0
65,3
17,0
14-3 Pseudomonas sp., ЖК
5,8х1012
2,0
62,7
20,3
Б-5 B. licheniformis, ЖК
3,0х1010
3,0
77,3
1,8
Tk-1 Trichoderma koningii, ЖК
5,7х107
3,0
57,3
27,2
Tv-2 Trichoderma viride, ЖК
1,7х108
2,0
77,3
1,8
A-1 Basidiomycetes, ВС
3,0х105
4,0
93,3
0
Sm-1 Sordaria macrospora, ВС
2,7х107
4,0
74,4
5,1
Xk-1 Chaetomium olivaceum, ВС
5,7х107
3,0
52,0
33,9
Pv-3 Penicillium verrucosum, ЖК
5,0х108
2,0
77,3
1,8
Примечание: ВСК – водно-суспензионный концентрат, ЖК – жидкая культура, ВС –
водная суспензия
Биологическая эффективность испытываемых штаммов-продуцентов,
155
VI международная конференция молодых ученых и специалистов, ВНИИМК, 20 11 г.
на жѐстком фоне поражения фузариозом в контроле 78,7 %, составила от 5,1
до 33,9 %, при биологической эффективности химического эталона ТМТД,
ВСК – 13,6 %. Максимальную биологическую эффективность проявил штамм
Хк-1 Chaetomium olivaceum – 33,9 %. Хорошую эффективность также показали
штаммы Тк-1 Trichoderma koningii – 27,2 % и 14-3 Pseudomonas sp . – 20,3 %.
Заключение. В результате проведѐнных исследований установлен оптимальный способ и норма внесения инокулюма возбудителя фузариоза сои F.
sporotrichiella var. poae в почву для создания жѐсткого инфекционного фона в
лабораторных условиях. На данном фоне в результате вторичного скрининга
высокую биологическую эффективность показали перспективные штаммыпродуценты микробиопрепаратов Хк-1 Chaetomium olivaceum, Тк-1 Trichoderma
koningii и 14-3 Pseudomonas sp .
Работа выполнена под руководством д-ра биол. наук Маслиенко Л.В.,
при финансовой поддержке гранта РФФИ № 09-08-00726-а.
Литература
1. Соя / под ред. Ю.П. Мякушко, В.Ф. Баранова. – М: Колос, 1984. – 332 с.
2. Подкина Д.В., Котлярова И.А. Использование комбинированных инфекционных фонов при оценке устойчивости сои к корневой гнили // Научн.техн. бюлл. ВНИИМК, 1988. – №3. – С. 25–27.
3. Заостровных В.И., Дубовицкая Л.К. Вредные организмы сои и система фитосанитарной оптимизации еѐ посевов / под ред. В.А. Чулкиной. – Новосибирск, 2003. – 528 с.
4. Ван дер Планк Я.Е. Устойчивость растений к болезням. – М.: Колос,
1972. – 255 с.
5. Маслиенко Л.В., Курилова Д.А., Шипиевская Е.Ю., Асатурова А.М.
Первичный скрининг штаммов грибов и бактерий антагонистов к возбудителю
фузариоза сои // Масличные культуры: Науч.-техн. бюл. ВНИИ маслич. культур. – Краснодар, 2009. – Вып. № 1 (140) – С. 114–119.
6. Маслиенко Л.В., Курилова Д.А., Шипиевская Е.Ю., Асатурова А.М.
Влияние лабораторных образцов биопрепаратов на основе перспективных
штаммов антагонистов фитопатогенов на проростки сои // Масличные культ уры. Науч.-техн. бюл. ВНИИ маслич. культур. – Краснодар, 2010. – Вып. № 1
(142-143). – С. 104–108.
7. Подкина Д.В. Вопросы защиты сои от болезней и вредителей и создание устойчивых сортов // Науч.-техн. бюл. ВАСХНИЛ. – Новосибирск, 1987.
№ 29. – С. 16–20.
8. Корнейчук Н. С. Методические аспекты оценки однолетних кормовых
люпинов на устойчивость к фузариозу и антракнозу // Тезисы докладов. –
Минск, 1991. – С. 222.
9. Нетрусов Ф.И., Егорова М.А., Захарчук Л.М. и др. Практикум по микробиологии. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 608 с.
10. Груздев Г.С. Практикум по химической защите. – М.: Колос, 1983. – 230 с.
11. Соловьѐва А.И. Методика создания провокационного фона // Вредители и болезни хлопчатника и других культур и борьба с ними. – Ташкент,
1951. – С. 151–158.
156
VI международная конференция молодых ученых и специалистов, ВНИИМК, 20 11 г.
12. Хотянович А.М., Муромцев Г.С. Искусственные инфекционные фоны в селекции с.-х. культур на устойчивость к корневым болезням // Сельскохозяйственная биология. – 1975. – Т. 10. – № 4. – С. 595–598.
13. Рожкован В.В. Инфекционный фон для быстрой оценки сои на
устойчивость к белой гнили // Науч.-техн. бюл. ВСГИ. – Одесса, 1980. – №
4/38. – С. 75–78.
14. Лесовой М.П., Сингаевская О.И. Методические рекомендации по
ускоренному определению устойчивости сортов и способов создания инфе кционных фонов при селекции пшеницы на иммунитет к корневой гнили . – Киев, 1985. – С. 3–12.
CREATION OF ARTIFICIAL BACKGROUND OF SOIL INFECTION IN LABORATORY
CONDITIONS FOR THE DETERMINATION OF EFFECTIVENESS OF PROMISING
STRAINS-ANTAGONISTS OF THE FUSARIUM PATHOGENS ON SOYBEAN
Kurilova D.A.
Results of tests of various methods and rates of application of Fusarium sporotrichiella Bilai var. poae (Pk.) Wr. emend Bilai infection in the soil for the creation
of artificial infection background are presented. Potential bioagents providing effe ctive protection of soybean seeds and seedlings against severe infection background
are identified.
157