Скринінг штамів бактерій родів Bacillus і Pseudomonas, активних проти фітопатогенів роду Fusarium

I. Strashnova, G. Yamborko

Анотація


Одним із найперспективніших напрямів у боротьбі зі збудниками захворювань рослин є використання біопрепаратів на основі бактерій родів Bacillus і Pseudomonas. Відомо досить багато препаратів на основі цих мікроорганізмів, проте в деяких випадках їхнє застосування характеризується недостатньою активністю проти збудників хвороб, а також скороченням чисельності сапрофітної ґрунтової мікробіоти, що негативно впливає на фітосанітарний стан ґрунту і знижує врожайність. Мета роботи - дослідити антагоністичну активність окремих представників родівBacillus і Pseudomonas із різних біотопів стосовно фітопатогенних фузарій, виділених з ураженої озимої пшениці, вирощеної в Одеській області.Найбільшу кількість штамів бацил і псевдомонад було виділено із ризосферної зони рослин. Скринінг антагоністично активних бактерій показав, що ця властивість притаманна92,4 % штамів Bacillus spp. та 73,5 % – Pseudomonas spp. Bacillus sрp. R14, R31 і S19 пригнічували ріст усіх виділених фузарій (зони відсутності росту перевищували 20 мм). Pseudomonas sрp. WR5 і WR7 також проявили антимікотичний ефект, але розміри зон відсутності їхнього росту були менше 20 мм. Попереднє культивування антагоністично активних бактерій родівBacillus і Pseudomonas на органічних поживних середовищах сприяло кращому прояву антимікотичної активності метанолових екстрактів вторинних метаболітів досліджених штамів.

Визначення мінімальних інгібуючих концентрацій (МІК) екстрагованих метаболітів щодо виділених штамів фузарій показало, що значення були варіабельними і коливалися в діапазоні від 1 мг/мл до 4 мг/мл залежно від конкретного штаму антагоніста і патогена. Для визначення спектру і профілю вторинних метаболітів антагоністично активних штамів Bacillus spp. R14, S19 і Pseudomonas sp. WR5 необхідне проведення більш повномасштабних досліджень, включаючи мас-спектрометрію з високою роздільною здатністю, а також проведення повного секвенування й анотації геномів цих штамів для їхньої точної видової ідентифікації та виявлення кластерів вторинних метаболітів.


Ключові слова


фітопатогенні фузарії; бактерії-антагоністи Bacillus spp. та Pseudomonas spp.; біологічний захист зернових культур

Повний текст:

PDF

Посилання


Білявська Л. О. Актинобактерії роду Streptomyces і їхні метаболіти у біорегуляції рос-лин: дис. ... д-ра біол. наук: 03.00.07. К., 2018. 485 с.
Карпенко К. О., Рожкова Т. О., Власенко В. А. Чорний зародок та фузаріоз насіння пшениці озимої (аналітичний огляд) // Миронівський вісник. 2015. № 1. С. 170–180. http://nbuv.gov.ua/UJRN/myrbull_2015_1_18
Крутякова В. І., Гулич О. І., Пилипенко Л. А. Біологічний метод захисту сільськогосподарських культур: перспективи для України // Вісн. аграрної науки. 2018. №11 (788). С. 159–168. https://doi.org/10.31073/agrovisnyk201811-20
Моргун В. В., Дубровна О. В., Моргун Б. В. Сучасні біотехнології отримання стійких до стресів рослин пшениці // Фізіологія рослин і генетика. 2016. Т. 48. № 3. С. 196–214. http://nbuv.gov.ua/UJRN/FBKR_2016_48_3_4
Писаренко П. В., Матюха В. Л., Писаренко П. П. та ін. Ефективність бакових сумішей пестицидів проти шкідників та хвороб у технології вирощування пшениці озимої в північному степу України // Вісн. Полтав. держ. аграр. академії. 2021. № 1. С. 80–89. https://doi.org/10.31210/visnyk2021.01.09
Сківка Л. М., Грицев О. А., Зозуля О. Л. Моніторинг видового складу грибів роду Fusarium у насіннєвому матеріалі озимої пшениці на території України // Мікробіологія і біотехнологія. 2018. № 2. С. 81–89. http://dx.doi.org/10.18524/2307-4663.2018.2(42).134443
Фуртат І. М., Остапюк Н. А., Антонюк М. З. Біологічні особливості та екологія представників роду Fusarium, збудників захворювань злаків // Наук. зап. НаУКМА. Природ. науки. 2017. Т. 197. С. 2–18. http://nbuv.gov.ua/UJRN/NaUKMApr_2017_197_3
Adeniji A., Babalola O. Evaluation of Pseudomonas fulva PS9.1 and Bacillus velezensis NWUMFkBS10.5 as Candidate Plant Growth Promoters during Maize-Fusarium Interaction // Plants. 2022. Vol. 11 (3). Р 324. https://doi.org/10.3390/plants11030324
Alisaac E., Mahlein А. Fusarium Head Blight on Wheat: Biology, Modern Detection and Diagnosis and Integrated Disease Management // Toxins. 2023. Vol. 15 (3). Р. 192. https://doi.org/10.3390/toxins15030192
Ayaz M., Cai-Hong L., Qurban A., Wei Z. et al. Bacterial and Fungal Biocontrol Agents for Plant Disease Protection: Journey from Lab to Field, Current Status, Challenges, and Global Perspectives // Molecules. 2023. Vol. 28 (18). Р. 6735. https://doi.org/10.3390/molecules28186735
Bidima M., Chtaina N., Ezzahiri B. Antifungal activity of bioactive compounds produced by the endophyte Bacillus velezensis NC318 against the soil borne pathogen Sclerotium rolfsii Sacc. // J. Plant Prot. Res. 2022. Vol. 62 (4). Р. 326–333. https://doi.org/10.24425/jppr.2022.142139
Caulier S., Gillis А., Colau G. Versatile antagonistic activities of soil-borne Bacillus spp. and Pseudomonas spp. against Phytophthora infestans and other potato pathogens // Front. Microbiol. 2018. Vol. 9. Р. 143. https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.00143
Fernandes M., Ribeiro T., Rouws J. Biotechnological potential of bacteria from genera Bacillus, Paraburkholderia and Pseudomonas to control seed fungal pathogens // Braz. J. Microbiol. 2021. Vol. 52 (2). Р. 705–714. https://doi.org/10.1007/s42770-021-00448-9
Leslie J. F., Summerell B. A. The Fusarium Laboratory Manual. First edit. Iowa, USA: Blackwell Publishing, 2006. 388 p. https://doi.org/10.1002/9780470278376
Mehmood N., Saeed M., Zafarullah S. Multifaceted Impacts of Plant-Beneficial Pseudomonas spp. In Managing Various Plant Diseases and Crop Yield Improvement // ACS Omega. 2023. Vol. 8. Р. 22296–22315. https://doi.org/10.1021/acsomega.3c00870
Mielniczuk E., Skwarylo-Bednarz B. Fusarium Head Blight, Mycotoxins and Strategies for Their Reduction // Agronomy. 2020. Vol. 10 (4). Р. 509. https://doi.org/10.3390/ agronomy10040509
Mona S., Tharisini P., Kondragunta K. Production and biological activity of fluorescent secondary metabolite from selected Pseudomonas spp. // Indian J. Appl. Microbiol. 2016. Vol. 19 (2). Р. 1–10. https://doi.org/10.1039/b817075b
Ntushelo K., Ledwaba L., Rauwane M. The Mode of Action of Bacillus Species against Fusarium graminearum, Tools for Investigation, and Future Prospects // Toxins (Basel). 2019. Vol. 11 (10). Р. 606. https://doi.org/10.3390/toxins11100606
Sarwar A., Brader G., Corretto E. Qualitative analysis of biosurfactants from Bacillus species exhibiting antifungal activity // PLoS One. 2018. Vol. 13 (6). Р. 0198107. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0198107
Zouari I., Jlaiel L., Tounsi S. Biocontrol activity of the endophytic Bacillus amyloliquefaciens strain CEIZ-11 against Pythium aphanidermatum and purification of its bioactive compounds // Biol. Control. 2016. Vol. 100. Р. 54–62. https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2016.05.012




DOI: http://dx.doi.org/10.30970/vlubs.2024.93.08

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Bookmark and Share