CZ306950B6 - A mixture of endophytic fungi for increasing the production of biomass, the method of its preparation and its use - Google Patents
A mixture of endophytic fungi for increasing the production of biomass, the method of its preparation and its use Download PDFInfo
- Publication number
- CZ306950B6 CZ306950B6 CZ2016-776A CZ2016776A CZ306950B6 CZ 306950 B6 CZ306950 B6 CZ 306950B6 CZ 2016776 A CZ2016776 A CZ 2016776A CZ 306950 B6 CZ306950 B6 CZ 306950B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- ccm
- mixture
- host plant
- biomass
- plant
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 241000233866 Fungi Species 0.000 title claims abstract description 48
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 7
- 241000144178 Zalerion Species 0.000 claims abstract description 16
- 241001574323 Exophiala sp. Species 0.000 claims abstract description 12
- 241001437931 Halenospora Species 0.000 claims abstract description 12
- 241000346486 Leptobacillium leptobactrum Species 0.000 claims abstract description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 80
- 230000012010 growth Effects 0.000 claims description 26
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 22
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 20
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 15
- 241001074116 Miscanthus x giganteus Species 0.000 claims description 10
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 claims description 9
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims description 9
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims description 6
- 241000878007 Miscanthus Species 0.000 claims description 5
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 3
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 2
- 241000209049 Poa pratensis Species 0.000 claims 1
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 10
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 9
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 241000209504 Poaceae Species 0.000 description 6
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 6
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 6
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 5
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 5
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 5
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 4
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 4
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 4
- 241000894007 species Species 0.000 description 4
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 4
- 244000075850 Avena orientalis Species 0.000 description 3
- 241001480006 Clavicipitaceae Species 0.000 description 3
- 229930013930 alkaloid Natural products 0.000 description 3
- SHFGJEQAOUMGJM-UHFFFAOYSA-N dialuminum dipotassium disodium dioxosilane iron(3+) oxocalcium oxomagnesium oxygen(2-) Chemical compound [O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[Na+].[Na+].[Al+3].[Al+3].[K+].[K+].[Fe+3].[Fe+3].O=[Mg].O=[Ca].O=[Si]=O SHFGJEQAOUMGJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000957301 fungal endophyte Species 0.000 description 3
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 3
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 3
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 3
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 3
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 3
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000007319 Avena orientalis Nutrition 0.000 description 2
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 2
- 241000223682 Exophiala Species 0.000 description 2
- 241000234642 Festuca Species 0.000 description 2
- 241000221661 Helotiales Species 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241001326542 Leotiomycetes Species 0.000 description 2
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 2
- 241000209056 Secale Species 0.000 description 2
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 2
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 2
- 241001326533 Sordariomycetes Species 0.000 description 2
- 235000011684 Sorghum saccharatum Nutrition 0.000 description 2
- 244000062793 Sorghum vulgare Species 0.000 description 2
- 240000007313 Tilia cordata Species 0.000 description 2
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 2
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 2
- 241000419785 Zalerion maritima Species 0.000 description 2
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 2
- 235000016383 Zea mays subsp huehuetenangensis Nutrition 0.000 description 2
- 230000036579 abiotic stress Effects 0.000 description 2
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 2
- 229910052586 apatite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 2
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 2
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 2
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 244000038280 herbivores Species 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000009973 maize Nutrition 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- BQJCRHHNABKAKU-KBQPJGBKSA-N morphine Chemical group O([C@H]1[C@H](C=C[C@H]23)O)C4=C5[C@@]12CCN(C)[C@@H]3CC5=CC=C4O BQJCRHHNABKAKU-KBQPJGBKSA-N 0.000 description 2
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 2
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 2
- VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;fluoride;triphosphate Chemical compound [F-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000009885 systemic effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- WEEMDRWIKYCTQM-UHFFFAOYSA-N 2,6-dimethoxybenzenecarbothioamide Chemical compound COC1=CC=CC(OC)=C1C(N)=S WEEMDRWIKYCTQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UHPMCKVQTMMPCG-UHFFFAOYSA-N 5,8-dihydroxy-2-methoxy-6-methyl-7-(2-oxopropyl)naphthalene-1,4-dione Chemical compound CC1=C(CC(C)=O)C(O)=C2C(=O)C(OC)=CC(=O)C2=C1O UHPMCKVQTMMPCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000743339 Agrostis Species 0.000 description 1
- 241000223600 Alternaria Species 0.000 description 1
- 241000508787 Arrhenatherum Species 0.000 description 1
- 241001494510 Arundo Species 0.000 description 1
- 241000235349 Ascomycota Species 0.000 description 1
- 241000223651 Aureobasidium Species 0.000 description 1
- 229930192334 Auxin Natural products 0.000 description 1
- 235000005781 Avena Nutrition 0.000 description 1
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 1
- 241001465180 Botrytis Species 0.000 description 1
- 241000209200 Bromus Species 0.000 description 1
- 241000221866 Ceratocystis Species 0.000 description 1
- 241001480003 Chaetothyriales Species 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 description 1
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 241000271532 Crotalus Species 0.000 description 1
- 240000008067 Cucumis sativus Species 0.000 description 1
- 235000010799 Cucumis sativus var sativus Nutrition 0.000 description 1
- 241000486732 Dichanthelium sphaerocarpon Species 0.000 description 1
- 208000000655 Distemper Diseases 0.000 description 1
- 241000221752 Epichloe Species 0.000 description 1
- 241000228419 Epichloe coenophiala Species 0.000 description 1
- 241000234643 Festuca arundinacea Species 0.000 description 1
- 241000223218 Fusarium Species 0.000 description 1
- 241000223221 Fusarium oxysporum Species 0.000 description 1
- 241000223247 Gloeocercospora Species 0.000 description 1
- 241001123512 Halenospora sp. Species 0.000 description 1
- 241000209219 Hordeum Species 0.000 description 1
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 description 1
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 1
- 241000221775 Hypocreales Species 0.000 description 1
- 241001275836 Leptodontidium Species 0.000 description 1
- 241001447252 Leptospora Species 0.000 description 1
- 241000947755 Lulworthiales Species 0.000 description 1
- 241001668538 Mollisia Species 0.000 description 1
- 229910019093 NaOCl Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000244206 Nematoda Species 0.000 description 1
- 241000190478 Neotyphodium Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 241000825405 Peltaster <ascomycete fungus> Species 0.000 description 1
- 229930182555 Penicillin Natural products 0.000 description 1
- JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N Penicillin G Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=CC=C1 JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N 0.000 description 1
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 description 1
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 description 1
- 241000395955 Periconia Species 0.000 description 1
- 241000745991 Phalaris Species 0.000 description 1
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- 241000319939 Pleosporales Species 0.000 description 1
- 241000219000 Populus Species 0.000 description 1
- 239000000589 Siderophore Substances 0.000 description 1
- 240000006394 Sorghum bicolor Species 0.000 description 1
- 244000305550 Streptopus amplexifolius Species 0.000 description 1
- 235000001231 Streptopus amplexifolius Nutrition 0.000 description 1
- 239000004098 Tetracycline Substances 0.000 description 1
- 108010006886 Vitrogen Proteins 0.000 description 1
- 241000209149 Zea Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 150000003797 alkaloid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002363 auxin Substances 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 1
- 230000004790 biotic stress Effects 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Chemical compound BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940008396 carrot extract Drugs 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002361 compost Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000008121 dextrose Substances 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 235000021186 dishes Nutrition 0.000 description 1
- 230000003511 endothelial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 229960003133 ergot alkaloid Drugs 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 230000004720 fertilization Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 238000004362 fungal culture Methods 0.000 description 1
- 235000021189 garnishes Nutrition 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 230000002363 herbicidal effect Effects 0.000 description 1
- 239000004009 herbicide Substances 0.000 description 1
- 230000006266 hibernation Effects 0.000 description 1
- SEOVTRFCIGRIMH-UHFFFAOYSA-N indole-3-acetic acid Chemical compound C1=CC=C2C(CC(=O)O)=CNC2=C1 SEOVTRFCIGRIMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- -1 mapite Substances 0.000 description 1
- 235000012054 meals Nutrition 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000010197 meta-analysis Methods 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 1
- 239000011785 micronutrient Substances 0.000 description 1
- 235000013369 micronutrients Nutrition 0.000 description 1
- 235000019713 millet Nutrition 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 239000003895 organic fertilizer Substances 0.000 description 1
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229940049954 penicillin Drugs 0.000 description 1
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 150000003018 phosphorus compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229930195732 phytohormone Natural products 0.000 description 1
- 230000008121 plant development Effects 0.000 description 1
- 239000004476 plant protection product Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003389 potentiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229930000044 secondary metabolite Natural products 0.000 description 1
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005063 solubilization Methods 0.000 description 1
- 230000007928 solubilization Effects 0.000 description 1
- 230000028070 sporulation Effects 0.000 description 1
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 229960002385 streptomycin sulfate Drugs 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 229960002180 tetracycline Drugs 0.000 description 1
- 229930101283 tetracycline Natural products 0.000 description 1
- 235000019364 tetracycline Nutrition 0.000 description 1
- 150000003522 tetracyclines Chemical class 0.000 description 1
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 238000009333 weeding Methods 0.000 description 1
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Předkládané řešení se týká směsi endofytních hub pro zvýšení produkce biomasy, která obsahuje kmeny Verticillium leptobactrum Gams CCM 8703, Exophiala sp. CCM 8705 a Halenospora/Zalerion sp. CCM 8704. Řešení se dále týká způsobu její přípravy a jejího použití pro zvýšení produkce biomasyThe present invention relates to a mixture of endophyte fungi for increasing biomass production comprising strains of Verticillium leptobactrum Gams CCM 8703, Exophiala sp. CCM 8705 and Halenospora / Zalerion sp. CCM 8704. The invention further relates to a process for its preparation and its use to increase biomass production
Description
Oblast technikyTechnical field
Předkládaný vynález se týká směsi endofytních hub pro zvýšení produkce biomasy, způsobu její přípravy a jejího použití pro podporu produkce biomasy hostitelských rostlin zejména na marginálních a kontaminovaných půdách.The present invention relates to a mixture of endophytic fungi for increasing biomass production, to a process for its preparation and to its use for promoting biomass production of host plants, particularly on marginal and contaminated soils.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
V rostlinných pletivech jsou často přítomné tzv. endofytní houby, které alespoň po část jejich životního cyklu nemají negativní vliv na rostlinného hostitele a nezpůsobují u něho patogenní symptomy. Diversita a funkce těchto endofytů jsou předmětem intenzivního výzkumu mimo jiné pro jejich biotechnologický potenciál. Ten endofyté vykazují jednak z hlediska získávání nových bioaktivních látek a jednak pro potenciální agrotechnologické využití.Endophytic fungi are often present in plant tissues which, at least for part of their life cycle, do not adversely affect the plant host and do not cause pathogenic symptoms. The diversity and function of these endophytes has been the subject of intensive research, inter alia, for their biotechnological potential. These endophytes show both for the acquisition of new bioactive substances and for potential agrotechnological use.
Pro podporu růstu hostitelských rostlin existuje několik mechanismů, například zvýšenou solubilizací málo rozpustných sloučenin fosforu, produkcí fytohormonů, zejména auxinového typu, a také produkcí sideroforů, které usnadňují výživu železem a jinými mikroživinami. Někteří endofyté také syntetizují vitamíny a podílí se na regulaci průduchů, osmotického tlaku, modulaci kořenové architektury či úpravě dusíkového metabolismu. Dobře prostudované jsou efekty houbových endofytů z čeledi Clavicipitaceae (třída Sordariomycetes, kmen Ascomycota) na jejich hostitele, jimiž jsou většinou trávy mírného pásu. Tito systémoví endofyté zvyšují rezistenci svých hostitelů vůči biotickým i abiotickým stresům a podporují růst svých hostitelů. Některé jejich efekty jsou vázány na produkci alkaloidů či jiných sekundárních metabolitů, jimiž endofyté odpuzují herbivory a inhibují patogeny. Jiné efekty souvisí s komplexním působením endofytů na obranný systém rostlin nebo produkcí metabolitů podporujících růst rostlin. Přestože existují rody a druhy mikroorganismů, jejichž zástupci vykazují častěji prospěšné efekty vůči hostiteli, tyto efekty a jejich rozsah jsou vždy odvislé od daného genotypu (kmene/izolátu). Například endofyté z rodů Neotyphodium a Epichloě prokazují graminoidním hostitelům různou míru ochrany v závislosti na daném morfotypu/genotypu. Stejný endofyt tak může mít na různé hostitele pozitivní i negativní účinky. Meta-analýza efektů kořenových houbových endofytů ukázala, že pozitivní efekty jsou přítomné zejména u hostitelských rostlin totožných se zdrojovými rostlinami endofyta. Ačkoli z tohoto pravidla existují výjimky, optimální se jeví používat cílená (specificky designovaná) inokula pro daný hostitelský druh.There are several mechanisms for promoting the growth of host plants, for example by increasing the solubilization of poorly soluble phosphorus compounds, by producing phytohormones, especially of the auxin type, and by producing siderophores, which facilitate nutrition by iron and other micronutrients. Some endophytes also synthesize vitamins and are involved in the regulation of vents, osmotic pressure, modulation of the root architecture, and modification of nitrogen metabolism. The effects of fungal endophytes from the family Clavicipitaceae (class Sordariomycetes, Ascomycota strain) on their hosts, which are mostly temperate grasses, are well studied. These systemic endophytes increase the resistance of their hosts to biotic and abiotic stresses and promote the growth of their hosts. Some of their effects are linked to the production of alkaloids or other secondary metabolites by which endophytes repel herbivores and inhibit pathogens. Other effects are related to the complex action of endophytes on the plant defense system or the production of plant growth promoting metabolites. Although there are genera and species of microorganisms whose representatives show more beneficial effects on the host, these effects and their extent are always dependent on the genotype (strain / isolate). For example, endophytes from the genera Neotyphodium and Epichloe show graminoid hosts varying degrees of protection depending on the morphotype / genotype. Thus, the same endophyte can have positive and negative effects on different hosts. A meta-analysis of the effects of the root fungal endophytes showed that positive effects are present especially in host plants identical to the source plants of the endophyte. Although there are exceptions to this rule, it seems optimal to use targeted (specifically designed) inoculum for a given host species.
Na trhu jek dispozici řada komerčně významných travin v podobě osiva obsahujícího endofyty z čeledi Clavicipitaceae. Jedním z nejrozšířenějších v USA je kultivar kostřavy rákosovité Kentucky 31, který byl získán z vitálního travního porostu v r. 1931 a byl široce využíván při protierozních výsadbách a jako krmivářská plodina. Později se ukázalo, že způsobuje problémy dobytku kvůli obsahu ergotových (námelových) alkaloidů produkovaných endofyty, které zodpovídají za velkou část odolnosti tohoto kultivaru vůči různým stresům. Pro krmivářské účely byl tento kultivar nahrazen kultivarem Jesup obsahujícím MaxQ™ endofyty (kmeny Neotyphodium coenophialum AR502 a AR542), které neprodukují ergotové alkaloidy, ale podporují růst rostlin. Protože řada trav se využívá pro jiné než krmivářské účely (turfové druhy, okrasné druhy aj.), zůstává prostor i pro využití endofytů produkujících alkaloidy. Vedle endofytů z čeledi Clavicipitaceae se u travin uplatňují i další endofyty, zejména z oddělení vřeckovýtrusých hub. U houby Verticillium leptobactrum Gams byla prokázána nematofágní účinnost potenciálně využitelná pro biologickou kontrolu rostlinných háďátek, avšak schopnost podpory růstu travin u této houby dosud nebyla publikována. Pokud jde o r. Exophiala sp., u kmene LHL08 izolovaného z kořenů okurky seté byla prokázána podpora růstu okurky seté za stresových podmínek a Exophiala písčina H93 zvýšila toleranci kukuřice k těžkým kovům a podpořila její růst.A number of commercially important grasses are available on the market in the form of seed containing endophytes from the Clavicipitaceae family. One of the most widespread in the US is the Kentucky 31 Reed Fescue cultivar, which was obtained from vital grassland in 1931 and was widely used in erosion control and as a feed crop. Later it has been shown to cause cattle problems due to the content of ergot (ergot) alkaloids produced by endophytes, which account for a large part of the resistance of this cultivar to various stresses. For feed purposes, this cultivar has been replaced by Jesup cultivar containing MaxQ ™ endophytes (Neotyphodium coenophialum strains AR502 and AR542) that do not produce ergot alkaloids but promote plant growth. Since many grasses are used for non-feed purposes (turf species, ornamental species, etc.), there is also room for the use of alkaloid-producing endophytes. In addition to endophytes from the family Clavicipitaceae, other endophytes are also found in grasses, especially from the decay of the fungal fungus. Verticillium leptobactrum Gams has been shown to have nematophagic activity potentially useful for biological control of plant nematodes, but the ability to promote grass growth in this fungus has not yet been reported. As regards Exophiala sp., LHL08 isolated from cucumber roots has been shown to promote growth of cucumber under stress conditions and Exophiala sand H93 increased maize tolerance to heavy metals and promoted its growth.
- 1 CZ 306950 B6- 1 GB 306950 B6
V současné době se s ohledem na celosvětovou podporu produkce energie z obnovitelných zdrojů prudce rozvíjí sektor cíleně pěstované rostlinné biomasy, zejména ligno-celulotických plodin, které jsou zdrojem tzv. biopaliv druhé generace. Využití rostlinné biomasy energetických plodin (např. rychle rostoucích topolů nebo ozdobnice) pro produkci obnovitelné energie však s sebou nese některé problémy. Jedním z nich je kompetice energetických plodin o ornou půdu s potravinovými komoditami. Přípravky na podporu rostlin na bázi symbiotických mikroorganismů jako jsou endofytní houby mají potenciál rozšířit oblast rentabilního pěstování energetických plodin i na nevyužitá území a omezit tak tuto kompetici. Marginální či kontaminovaná stanoviště bývají živinově nevyvážená a vyznačují se zvýšenou mírou stresu. Na těchto stanovištích mohou endofytní houby zmírnit důsledky stresu pro hostitelskou rostlinu a podpořit její růst. Použití endofytních hub může podobně jako v případě mykorhizních hub (jiné skupiny symbiotických mikroorganismů) snižovat potřebu minerálního hnojení a také použití pesticidů díky přímé a nepřímé ochraně vůči některým patogenům a herbivorům.At present, with a view to worldwide support for renewable energy production, the sector of purposefully grown plant biomass, in particular ligno-cellulosic crops, which are the source of second-generation biofuels, is developing rapidly. However, the use of plant biomass energy crops (eg fast-growing poplar trees or ornaments) to produce renewable energy poses some problems. One of them is the competition of energy crops for arable land with food commodities. Plant protection products based on symbiotic microorganisms such as endophytic fungi have the potential to extend the field of profitable energy crops to unused areas and thus limit this competition. Marginal or contaminated habitats tend to be nutritionally unbalanced and are characterized by increased stress levels. At these habitats, endophytic fungi can alleviate the effects of stress on the host plant and promote its growth. As with mycorrhizal fungi (another group of symbiotic microorganisms), the use of endophytic fungi may reduce the need for mineral fertilization as well as the use of pesticides through direct and indirect protection against certain pathogens and herbivores.
Současná řešení (např. patenty US 8975489 B2, US 7232565 B2 a 9277751 B2) popisují využití některých endofytů pro podporu růstu a ochranu rostlin včetně různých druhů trav, ale nedokládají jejich využitelnost na marginálních a rizikovými prvky zatížených plochách.Current solutions (eg, US Pat. Nos. 8975489 B2, US 7232565 B2 and 9277751 B2) describe the use of some endophytes for growth promotion and plant protection, including various grass species, but do not demonstrate their utility on marginal and risky elements of stressed areas.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Předkládaný vynález se týká směsi tří endoíytních hub z oddělení vřeckovýtrusých hub (Verticillium leptobactrum Gams kmen MR67, Exophiala sp. kmen MR72 a Halenospora/Zalerion sp. kmen MR75) izolovaných z ozdobnice obrovské na živinově chudém stanovišti a jejich prorůstového efektu na rostliny, a to zejména, ale nikoli výhradně, z čeledi lipnicovitých (Poaceae). Předkládaný vynález popisuje využití unikátní směsi endofytních hub pro podporu růstu rostlin, zejména lipnicovitých a výhodně ozdobnice (r. Miscanthus).The present invention relates to a mixture of three endothelial fungi from the department of the sac fungus (Verticillium leptobactrum Gams strain MR67, Exophiala sp. Strain MR72 and Halenospora / Zalerion sp. Strain MR75) isolated from a giant nutrient-poor habitat in particular, but not exclusively, of the Poaceae family. The present invention describes the use of a unique blend of endophytic fungi for promoting the growth of plants, in particular linden trees and, preferably, Miscanthus.
Předmětem předkládaného vynálezu je směs endofytních hub pro zvýšení produkce biomasy, která obsahuje kmeny Verticillium leptobactrum Gams kmen MR67, Exophiala sp. kmen MR72 a Halenospora/Zalerion sp. kmen MR75 (dále jen směs podle předkládaného vynálezu). Uvedené kmeny endofytních hub jsou uloženy ve sbírce kultur hub České sbírky mikroorganismů (CCM) vedené na Přírodovědecké fakultě Masarykovy univerzity v Brně dle Budapešťské smlouvy o mezinárodním uznávání uložení mikroorganismů k účelům patentového řízení pod čísly CCM 8703 (Verticillium leptobactrum Gams kmen MR67), CCM 8704 (Halenospora/Zalerion sp. kmen MR75) a CCM 8705 (Exophiala sp. kmen MR72).It is an object of the present invention to provide a mixture of endophytic fungi for enhancing biomass production comprising Verticillium leptobactrum Gams strains MR67, Exophiala sp. strain MR72 and Halenospora / Zalerion sp. strain MR75 (hereinafter the composition of the present invention). The listed endophytic fungi strains are deposited in the collection of fungal cultures of the Czech Collection of Microorganisms (CCM) kept at the Faculty of Science, Masaryk University in Brno under the Budapest Treaty on International Recognition of Deposits of Microorganisms for Patent Purposes under CCM 8703 (Halenospora / Zalerion sp. Strain MR75) and CCM 8705 (Exophiala sp. Strain MR72).
Ve výhodném provedení jsou kmeny CCM 8703, CCM 8705 a CCM 8704 ve směsi podle předkládaného vynálezu zastoupeny ve vzájemném stejném hmotnostním poměru.In a preferred embodiment, the strains CCM 8703, CCM 8705 and CCM 8704 in the composition of the present invention are represented in the same weight ratio to each other.
Předmětem předkládaného vynálezu je rovněž způsob přípravy směsi endofytních hub pro zvýšení produkce biomasy, který obsahuje následující kroky:The present invention also provides a process for preparing a mixture of endophyte fungi to increase biomass production, comprising the steps of:
a) jednotlivé kmeny CCM 8703, CCM 8705 a CCM 8704 se pěstují odděleně na růstovém médiu v submerzní kultuře do dosažení požadovaného množství jednotlivých kultur, s výhodou za následujících podmínek: doba růstu dva až čtyři týdny, kontinuální míchání a aerace v nádobách s vnitřním členěním, jako jsou tzv. buffled flasks, při teplotě 20 až 26 °C, do dosažení požadovaného množství jednotlivých kultur, s výhodou do dosažení množství jednotlivých kultur alespoň 80 g/L;(a) the individual strains CCM 8703, CCM 8705 and CCM 8704 are grown separately on growth medium in submerged culture until the desired number of individual cultures is achieved, preferably under the following conditions: growth time of two to four weeks, continuous agitation and aeration in internally structured vessels , such as buffled flasks, at a temperature of 20 to 26 ° C, until the desired number of individual cultures, preferably at least 80 g / L, is achieved;
b) následně se z jednotlivých submerzních kultur kmenů hub odstraní růstové médium, s výhodou filtrací za sterilních podmínek;b) subsequently growth medium is removed from the individual submerged fungal strain cultures, preferably by filtration under sterile conditions;
c) vláknitá mycelia jednotlivých submerzních kultur se smíchají, s výhodou v hmotnostním poměru 1:1:1;c) the fiber mycelia of the individual submerged cultures are mixed, preferably in a weight ratio of 1: 1: 1;
d) výsledná směs se následně resuspenduje, s výhodou v roztoku MgSCfi, Ringerově roztoku a/nebo fyziologickém roztoku (0,9 % NaCl), nejvýhodněji v roztoku MgSCfi, s výhodou v pomě-2 CZ 306950 B6 ru mycelia : roztoku 1 hmotnostní díl: 4 objemové díly, a desintegruje po dobu alespoň 30 minut za vzniku myceliální suspenze směsi endofytních hub, přičemž desintegrace se provede s výhodou pomocí sterilních čepelí a magnetického míchadla na magnetické míchačce, průchody zužující se trubicí či intenzivním roztřepáváním.d) the resulting mixture is subsequently resuspended, preferably in MgSCfi solution, Ringer's solution and / or saline (0.9% NaCl), most preferably in MgSCfi solution, preferably in a ratio of mycelium: solution 1 part by weight 4 parts by volume, and disintegrates for at least 30 minutes to form a mycelial suspension of the mixture of endophytic fungi, the disintegration being carried out preferably by means of sterile blades and a magnetic stirrer on a magnetic stirrer, tube-narrowing passages or vigorous shaking.
V případě, že se použije roztok MgSO4, je jeho koncentrace s výhodou v rozmezí od 0,01 M do 1 M, výhodněji v rozmezí od 0,05 M do 0,15 M, nejvýhodněji je koncentrace MgSO4 0,1 M. Růstové médium je s výhodou vybrané ze skupiny obsahující sladový extrakt (malt extract, ME), bramborový extrakt s glukózou (potato-dextrose, PD), bramborovo-mrkvový extrakt (potatocarrot, PC), kukuřičný extrakt (com meal, CM), nejvýhodněji je růstovým médiem sladový extrakt.When a MgSO 4 solution is used, its concentration is preferably in the range of 0.01 M to 1 M, more preferably in the range of 0.05 M to 0.15 M, most preferably the concentration of MgSO 4 is 0.1 M. The growth medium is preferably selected from the group comprising malt extract (ME), potato-glucose extract (potato-dextrose, PD), potato-carrot extract (potatocarrot, PC), corn extract (com meal, CM), most preferably the growth medium is a malt extract.
V jednom provedení se výsledná směs z kroku d) poté naředí na výslednou hustotu směsi (suspenze) v rozmezí od 1 do 100 g mycelia/L, s výhodou od 5 do 25 g mycelia/L, nejvýhodněji 15 g mycelia/L. S výhodou se k naředění použije roztok o témže složení a molaritě jako roztok, který byl použit pro resuspendování směsi v kroku d) předchozího odstavce.In one embodiment, the resulting mixture of step d) is then diluted to a final mixture (suspension) density in the range of 1 to 100 g mycelium / L, preferably 5 to 25 g mycelium / L, most preferably 15 g mycelium / L. Preferably, a dilution of the same composition and molarity as that used to resuspend the mixture in step d) of the preceding paragraph is used.
V jiném provedení se směs endofytních hub pro zvýšení produkce biomasy imobilizuje na inertní matrici. Imobilizace se provede tak, že po kroku d) přípravy směsi endofytních hub pro zvýšení produkce biomasy se desintegrovaná myceliální suspenze z kroku d) spolu s živinovým roztokem za sterilních podmínek smísí s inertní matricí, s výhodou v poměru 1 litr inertní matrice : 70 g desintegrované myceliální suspenze : 70 ml živinového roztoku, a tato směs se neprodyšně zataví v silnostěnném plastovém obalu. Živinovým roztokem je s výhodou sterilní suspenze bramborového těsta o hustotě 15 g/1. Imobilizované inokulum je skladováno v temnu a chladu, s výhodou při teplotě v rozmezí od 4 do 10 °C. Neprodyšně zatavená směs se skladuje v silnostěnném plastovém obalu až do jejího dalšího použití.In another embodiment, the mixture of endophytic fungi is immobilized on an inert matrix to increase biomass production. The immobilization is carried out by mixing the disintegrated mycelial suspension of step d) together with the nutrient solution under sterile conditions with an inert matrix, preferably in a ratio of 1 liter of inert matrix: 70 g of the disintegrated mycelial suspension after step d) of preparing a mixture of endophytic fungi mycelial suspension: 70 ml nutrient solution, and this mixture is sealed in a thick-walled plastic container. The nutrient solution is preferably a sterile 15 g / l potato dough suspension. The immobilized inoculum is stored in the dark and cold, preferably at a temperature ranging from 4 to 10 ° C. The sealed mixture is stored in a thick-walled plastic container until it is used again.
Inertní matrice je s výhodou vybraná ze skupiny zahrnující rašelinu, diatomit, kaolinit, bentonit, apatit, zeolit, perlit, piliny ajejich směsi, nejvýhodněji je inertní matricí rašelina.The inert matrix is preferably selected from peat, diatomite, kaolinite, bentonite, apatite, zeolite, perlite, sawdust and mixtures thereof, most preferably the inert matrix is peat.
Předmětem předkládaného vynálezu je dále použití směsi podle předkládaného vynálezu pro podporu produkce biomasy hostitelské rostliny. S výhodou lze zvýšení produkce biomasy využít při pěstování hostitelských rostlin na marginálních a kontaminovaných stanovištích, s výhodou kontaminovaných směsí rizikových prvků, nejvýhodněji pak As, Cd, Pb a Zn.It is a further object of the present invention to use the composition of the present invention to promote biomass production of a host plant. Advantageously, the increase in biomass production can be used to grow host plants at marginal and contaminated sites, preferably contaminated mixtures of risk elements, most preferably As, Cd, Pb and Zn.
Předmětem předkládaného vynálezu je také způsob podpory růstu a produkce biomasy hostitelské rostliny s využitím směsi podle předkládaného vynálezu, zejména ve formě její myceliální suspenze, který obsahuje následující kroky:The present invention also provides a method of promoting the growth and production of host plant biomass using the composition of the present invention, in particular in the form of a mycelial suspension thereof, comprising the following steps:
a) kořenový systém hostitelské rostliny se namočí do myceliální suspenze směsi endofytních hub obsahující kmeny CCM 8703, CCM 8705 a CCM 8704 na dobu 1 až 2 hodin, přičemž množství myceliální suspenze při hustotě v rozmezí od 1 do 100 g mycelia/litr potřebné na inokulaci 1 tisíce explantátových rostlin je v rozmezí 0,5 až 100 litrů, s výhodou 1 až 10 litrů, nejvýhodněji 4 litry;(a) soak the root system of the host plant in a mycelial suspension of a mixture of endophytic fungi containing strains CCM 8703, CCM 8705 and CCM 8704 for a period of 1 to 2 hours, the amount of mycelial suspension at a density ranging from 1 to 100 g mycelium / liter 1 000 explanatory plants are in the range of 0.5 to 100 liters, preferably 1 to 10 liters, most preferably 4 liters;
b) následně se hostitelská rostlina vsadí do pěstebního substrátu, popřípadě se myceliální suspenze aplikuje do substrátu sazenice hostitelské rostliny v množství 0,5 až 50 ml/sazenici, s výhodou na kořeny a do vzdálenosti do 10 cm od kořenů sazenice, a sazenice se ponechá růst po dobu 4 až 8 týdnů ve skleníku;b) subsequently introducing the host plant into the growing substrate, or applying the mycelial suspension to the host plant seed substrate in an amount of 0.5 to 50 ml / seedling, preferably to the roots and within 10 cm of the roots of the seedling, and leaving the seedling growth for 4 to 8 weeks in a greenhouse;
c) poté se hostitelské rostliny otuží po dobu 3 až 7 dní ve venkovních podmínkách a přesadí se ze skleníku na konečné stanoviště. S výhodou se tento krok provede poté, co pomine nebezpečí jarních mrazíků.(c) then the host plants are outdoor for 3 to 7 days and transplanted from the greenhouse to the final habitat. Preferably, this step is performed after the risk of spring freezers has passed.
Předmětem předkládaného vynálezu je také způsob podpory růstu a produkce biomasy hostitelské rostliny s využitím směsi podle předkládaného vynálezu, zejména ve formě imobilizované na inertní matrici, který obsahuje následující kroky:The present invention also provides a method of promoting the growth and production of host plant biomass using the composition of the present invention, particularly in the form immobilized on an inert matrix, comprising the following steps:
-3 CZ 306950 B6-3 CZ 306950 B6
a) na vlhký kořenový systém hostitelské rostliny se aplikuje směs endofýtních hub pro zvýšení produkce biomasy, obsahující kmeny CCM 8703, CCM 8705 a CCM 8704, imobilizovaná na inertní matrici (dále imobilizované inokulum), výhodně o hustotě 1 až 200 g/litr matrice, výhodněji o hustotě 70 g/litr matrice, přičemž množství inertní matrice potřebné na inokulaci 1 tisíce explantátových rostlin je v rozmezí 0,5 až 100 litrů, s výhodou 1 až 10 litrů, nejvýhodněji 5 litrů; přičemž aplikace se s výhodou provede překrytím vlhkého kořenového systému imobilizovaným inokulem, čímž dojde k ulpění částic inokula na kořenovém systému, a jeho lehkým sklepnutím; adherované imobilizované inokulum se na kořenech ponechá;(a) a mixture of endophytic fungi for increasing biomass production, comprising strains CCM 8703, CCM 8705 and CCM 8704, immobilized on an inert matrix (hereinafter immobilized inoculum), preferably at a density of 1 to 200 g / liter of matrix, is applied to the moist root system of the host plant; more preferably a density of 70 g / liter of matrix, wherein the amount of inert matrix required to inoculate 1 000 explants of plants is in the range of 0.5 to 100 liters, preferably 1 to 10 liters, most preferably 5 liters; wherein the application is preferably performed by covering the wet root system with the immobilized inoculum, thereby adhering the inoculum particles to the root system, and gently tapping it; the adhered immobilized inoculum is left on the roots;
b) následně se hostitelská rostlina s adherovaným imobilizovaným inokulem vsadí do pěstebního substrátu, popřípadě se imobilizované inokulum aplikuje na substrát do sadební jamky sazenice hostitelské rostliny, výhodně v množství 5 ml inokula/sazenici, a sazenice se ponechá růst po dobu 4 až 8 týdnů ve skleníku;b) subsequently, the host plant with the adhered immobilized inoculum is planted in the growth substrate, or the immobilized inoculum is applied to the substrate in the seed well of the host plant seedlings, preferably at 5 ml inoculum / seedlings, and allowed to grow for 4 to 8 weeks greenhouse;
c) poté se hostitelské rostliny otuží po dobu 3 až 7 dní ve venkovních podmínkách a přesadí se ze skleníku na konečné stanoviště. S výhodou se tento krok provede poté, co pomine nebezpečí jarních mrazíků.(c) then the host plants are outdoor for 3 to 7 days and transplanted from the greenhouse to the final habitat. Preferably, this step is performed after the risk of spring freezers has passed.
S výhodou se aplikace imobilizovaného inokula z kroku b) provede na kořeny a do vzdálenosti do 10 cm od kořenů sazenice hostitelské rostliny.Preferably, the application of the immobilized inoculum of step b) is carried out on the roots and within 10 cm of the roots of the host plant seedlings.
S výhodou lze použít in vitro mikropropagované hostitelské rostliny, například rostliny ozdobnice obrovské, před jejich vysazením do substrátu.Advantageously, in vitro micropropagated host plants, for example, gutter plants, may be used prior to planting into the substrate.
Pěstební substrát je s výhodou vybraný ze skupiny živinově chudých substrátů na bázi rašeliny, písku, zeolitu, perlitu, kokosového vlákna, mapita, kamenné vlny a keramzitu nebo jejich směsí s kompostem, vermikompostem, zahradnickou zeminou, minerálními a organickými hnojivý, výhodněji je pěstebním substrátem směs rašeliny:písku:zeolitu v objemovém poměru 6:3:1. Skleníkové pěstování sazenic hostitelské rostliny se provádí za podmínek vhodných pro hostitelskou rostlinu, jako jsou pravidelná závlaha, teploty nad 12 °C a dostatečná intenzita osvitu. Odborník v oboru by byl schopen určit vhodné pěstební podmínky hostitelských rostlin. Hostitelsky specifické endofytní houby se inokulují na in vitro mikropropagované rostliny, což vede ke zvýšení produkce biomasy v raném stádiu vývoje rostliny, které je klíčové pro její etablování na stanovišti, konkurenci vůči plevelům a založení rhizomů pro dobré přezimování. Získanou biomasu vzrostlých rostlin lze posléze konvertovat některým z dostupných procesů (přímé spalování, fermentace, pyrolýza) na energii nebo využít jiným způsobem adekvátním pro danou rostlinu.The growing substrate is preferably selected from the group of nutrient-poor substrates based on peat, sand, zeolite, perlite, coconut fiber, mapite, stone wool and ceramite or mixtures thereof with compost, vermicompost, horticultural soil, mineral and organic fertilizer, more preferably the growing substrate mixture of peat: sand: zeolite in a 6: 3: 1 volume ratio. Greenhouse cultivation of host plant seedlings is carried out under conditions suitable for the host plant, such as regular irrigation, temperatures above 12 ° C and sufficient exposure. A person skilled in the art would be able to determine suitable growing conditions of the host plants. Host-specific endophytic fungi are inoculated on in vitro micropropagated plants, resulting in increased biomass production at an early stage of plant development, which is crucial for its establishment in the habitat, weed competition and rhizome establishment for good wintering. The obtained biomass of grown plants can be subsequently converted by some of the available processes (direct combustion, fermentation, pyrolysis) to energy or used in another way adequate for the given plant.
Hostitelskou rostlinou jsou s výhodou rostliny čeledi lipnicovitých včetně obilnin, zejména ozdobnice (r. Miscanthus), chrastice (r. Phalaris), trsť (r. Arundo), psineček (r. Agrostis), ovsík (r. Arrhenatherum), kostřava (r. Festuca), sveřep (r. Bromus), kukuřice (r. Zea), ječmen (r. Hordeum), pšenice (r. Triticum), žito (r. Secalé), oves (r. Avena), proso (r. Panicům), rýže (r. Oryza), čirok (r. Sorghum), výhodněji je hostitelskou rostlinou ozdobnice (r. Miscanthus) a nejvýhodněji ozdobnice obrovská (Miscanthus x giganteus).The host plants are preferably plants of the linden family, including cereals, in particular, ornaments (Miscanthus), rattlesnake (Phalaris), reed (Arundo), distemper (Agrostis), oat (Arrhenatherum), fescue (r. Festuca), brome (r. Bromus), maize (r. Zea), barley (r. Hordeum), wheat (r. Triticum), rye (r. Secale), oats (r. Avena), millet (r. Panicum), rice (Oryza), sorghum (Sorghum), more preferably the host plant is an ornate (Miscanthus) and most preferably an ornate (Miscanthus x giganteus).
Objasnění výkresůClarification of drawings
Obr. 1. Vliv inokulace ozdobnice Miscanthus x giganteus různými kmeny endofýtních hub (MRx a MLx) uspořádanými dle jejich taxonomické příslušnosti na produkci biomasy v květináčovém experimentu. Uvedené hodnoty představují průměr ± SEM pro biomasu kořenů, rhizomů (oddenků) a nadzemní listovou biomasu. * značí statisticky významný rozdíl oproti kontrole na hladině p<0,05; (*) značí statisticky významný rozdíl oproti kontrole na hladině p<0,08; znaménka statistické významnosti jsou zobrazena v rostlinném pletivu, k němuž se vztahují, případně nad sloupcem, pokud jde o celkovou biomasu. Kmeny vybrané do inokulační směsi (MR 72, odpovídající CCM 8705; MR75 odpovídající CCM 8704 a MR 67 odpovídající CCM 8703) jsou označeny rámečkem.Giant. 1. Influence of Miscanthus x giganteus inoculation with various endophytic fungal strains (MRx and MLx) arranged according to their taxonomic affiliation on biomass production in a pot experiment. The values represent the mean ± SEM for root biomass, rhizomes (rhizomes) and aboveground leaf biomass. * indicates a statistically significant difference from control at p <0.05; (*) indicates a statistically significant difference from control at p <0.08; the signs of statistical significance are displayed in the plant tissue to which they relate, or above the column for total biomass. Strains selected for the inoculation mixture (MR 72 corresponding to CCM 8705; MR75 corresponding to CCM 8704 and MR 67 corresponding to CCM 8703) are boxed.
-4CZ 306950 B6-4GB 306950 B6
Obr. 2. Směsný preparát endofytních hub CCM 8703, CCM 8705 a CCM 8704 mobilizovaný na neutralizované jemně mleté rašelině. Bílé šipky ukazují světlé houbové hyfy kolonizující inertní rašelinnou matrici. Uvedené měřítko znázorňuje 0,5 mm.Giant. 2. Mixture of endophytic fungi CCM 8703, CCM 8705 and CCM 8704 mobilized on neutralized finely ground peat. The white arrows show light fungal hyphae colonizing an inert peat matrix. The scale is 0.5 mm.
Obr. 3. Inokulované rostliny ozdobnice Miscanthus x giganteus cv. Illinois v sadební vaně po několika týdnech růstu.Giant. 3. Inoculated Miscanthus x giganteus cv. Illinois in the seedbed after several weeks of growth.
Obr. 4. Spon vysazených rostlin ozdobnice Miscanthus x giganteus. Čtverec označuje experimentální blok (25 rostlin) o ploše 16 m2, prázdnými kroužky jsou označeny rostliny, jejichž nadzemní biomasa byla na konci vegetační sezóny změřena a sklizena.Giant. 4. Clip of planted Miscanthus x giganteus. The square indicates the experimental block (25 plants) with an area of 16 m 2 , the empty circles indicate the plants whose above-ground biomass was measured and harvested at the end of the growing season.
Obr. 5. Vliv inokulace ozdobnice Miscanthus x giganteus směsí endofytních hub CCM 8703, CCM 8705 a CCM 8704 na její přežívání a růst na nekontaminované půdě (Střítež) po první sezóně. Hodnoty inokulované varianty (F) jsou vztaženy vůči kontrole (C) a uvedeny jako průměr v % ± SEM. * statisticky významný rozdíl proti kontrole na hladině p<0,05. Absolutní průměrné hodnoty pro kontrolní rostliny činily 80 % (přežívání), 80,5 cm (výška) a 34,1 g (hmotnost sušiny nadzemní biomasy).Giant. 5. Effect of Miscanthus x giganteus inoculation with mixtures of endophytic fungi CCM 8703, CCM 8705 and CCM 8704 on its survival and growth on uncontaminated soil (Střítež) after the first season. Values of inoculated variant (F) are relative to control (C) and are presented as mean ± SEM. * statistically significant difference from control at p <0.05. The absolute average values for the control plants were 80% (survival), 80.5 cm (height) and 34.1 g (dry matter weight of above-ground biomass).
Obr. 6. Vliv inokulace ozdobnice Miscanthus x giganteus směsí endofytních hub CCM 8703, CCM 8705 a CCM 8704 na její přežívání a růst na ploše kontaminované rizikovými prvky (Nové Podlesí) po první sezóně. Hodnoty inokulované varianty (F) jsou vztaženy vůči kontrole (C) a uvedeny jako průměr v % ± SEM. * statisticky významný rozdíl proti kontrole na hladině p<0,05. Absolutní průměrné hodnoty pro kontrolní rostliny činily 78 % (přežívání), 31,3 cm (výška) a 0,9 g (hmotnost sušiny nadzemní biomasy).Giant. 6. Influence of Miscanthus x giganteus inoculation with mixtures of endophytic fungi CCM 8703, CCM 8705 and CCM 8704 on its survival and growth on the area contaminated by risk elements (Nové Podlesí) after the first season. Values of inoculated variant (F) are relative to control (C) and are presented as mean ± SEM. * statistically significant difference from control at p <0.05. The absolute average values for the control plants were 78% (survival), 31.3 cm (height) and 0.9 g (dry matter weight of above-ground biomass).
Příklady uskutečnění vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Příklad 1: Izolace endofytních hub z ozdobniceExample 1: Isolation of endophyte fungi from the ornaments
Izolace endofytních hub byla provedena na počátku září 2013 s pomocí modifikované dilutionto-extinction metody dle Unterseher & Schnittler (2009) a to z listů a kořenů ozdobnice obrovské Miscanthus x giganteus rostoucí na živinově chudé lokalitě v Bezděkově (půdní parametry pH 5,7; Corganický 0,6 %; N 0,16 %; výměnné koncentrace živin: P 47 mg/kg, Ca 1129 mg/kg, Mg 120 mg/kg, K 154 mg/kg). Listy a kořeny ozdobnice byly omyty kohoutkovou vodou, povrchově sterilizovány (5 % NaOCl odpovídající 2,2 % aktivního chloru), sterilizovaný rostlinný materiál poté homogenizován (Ultra-Turrax IKA-T10, stupeň 6, 1 min) ve sterilním 0,01M MgSO4, zředěn a nanesen na 96-jamkové mikrotitrační destičky s agarovým médiem. Agarové médium bylo dvou typů, živinově chudé SNA a živinově bohaté MEA (2% sladový extrakt, 0,2% masový pepton). Do médií byla přidána antibiotika tetracyklin (100 mg/L), streptomycin sulfát (80 mg/L) a penicilín (60 mg/L), aby byl potlačen růst baktérií. Vyrostlé kolonie hub byly přeneseny na Petriho misky s SNA a MEA médiem a na těchto médiích charakterizovány dle morfologických kritérií (barva, vzhled, densita mycelia, velikost kolonie, další charakteristické tysy, přítomnost vzdušného mycelia, sporulace). Celkem bylo získáno 121 endofytních kmenů, z toho 110 z kořenů a 11 z listů. Podle morfologických kritérií byly rozřazeny do tzv. morfoskupin a vybraní zástupci morfoskupin molekulárně identifikováni na základě sekvence ITS (rDNA). Sekvenováni byli vždy 2 zástupci morfoskupiny a v případě, že se molekulární identita zástupců neshodovala, byli následně sekvenováni všichni zástupci dané morfoskupiny. Nejčastějším endofytem s 34 izolovanými kmeny byla houba Fusarium oxysporum (řád Hypocreales), následovaná izoláty rodů Periconia (řád Pleosporales), Exophiala (řád Chaetothyriales), Microdochium (řád Amphisphaeriales) a Leptodontidium (řád Helotiales). Mezi houby vyskytující se s nízkou frekvencí náležely izoláty rodů Aureobasidium, Alternaria, Ceratocystis, Leptospora a Mollisia a další, včetně rodů u nichž jsou známí zástupci s patogenními vlastnostmi jako Botrytis, Leptosphaeru-5 CZ 306950 B6 lina a Peltaster. Patogeny byly s výjimkou jednoho izolátu r. Fusarium z dalších testů vyloučeny. Pro testy v květináčovém experimentu bylo vybráno 1 až 5 zástupců každé skupiny.Endophytic fungi were isolated in early September 2013 using a modified dilutionto-extinction method according to Unterseher & Schnittler (2009) from the leaves and roots of the giant Miscanthus x giganteus growing at a nutrient-poor location in Bezděkov (soil pH 5.7); 0.6%; N 0.16%; nutrient exchange concentrations: P 47 mg / kg, Ca 1129 mg / kg, Mg 120 mg / kg, K 154 mg / kg). Leaves and roots of the garnish were washed with tap water, surface sterilized (5% NaOCl corresponding to 2.2% active chlorine), the sterilized plant material then homogenized (Ultra-Turrax IKA-T10, Grade 6, 1 min) in sterile 0.01M MgSO 4 , diluted and plated onto 96-well agar medium microtiter plates. The agar medium was of two types, nutrient-poor SNA and nutrient-rich MEA (2% malt extract, 0.2% meat peptone). Antibiotics tetracycline (100 mg / L), streptomycin sulfate (80 mg / L) and penicillin (60 mg / L) were added to the media to suppress bacterial growth. Grown colonies of fungi were transferred to Petri dishes with SNA and MEA media and characterized on these media according to morphological criteria (color, appearance, mycelial density, colony size, other characteristic types, presence of aerial mycelium, sporulation). A total of 121 endophytic strains were obtained, of which 110 were from roots and 11 from leaves. According to morphological criteria, they were sorted into so-called morphogroups and selected representatives of morphogroups were molecularly identified based on the ITS sequence (rDNA). Two representatives of the morpho group were sequenced, and if the molecular identity of the representatives did not match, all the representatives of the morpho group were sequenced. The most common endophyte with 34 isolated strains was Fusarium oxysporum (order Hypocreales), followed by isolates of Periconia (order Pleosporales), Exophiala (order Chaetothyriales), Microdochium (order Amphisphaeriales) and Leptodontidium (order Helotiales). Low-frequency fungi include isolates of the genera Aureobasidium, Alternaria, Ceratocystis, Leptospora and Mollisia and others, including genera with known pathogenic representatives such as Botrytis, Leptosphaerina and Peltaster. With the exception of one Fusarium isolate, pathogens were excluded from further tests. 1 to 5 representatives of each group were selected for the pot experiment.
Příklad 2: Pilotní květináčový test pro výběr vhodných kmenů endofytních hubExample 2: Pilot pot test for selecting suitable strains of endophytic fungi
Vliv vybraných kmenů endofytních hub na růst ozdobnice jsme testovali v květináčovém experimentu, na jehož základě byly následně vybrány houby pro směsný inokulační preparát. Testováno bylo 35 kmenů houbových endofytů. Experiment byl proveden v živinově chudém γzářením sterilizovaném substrátu (písek:půda:zeolit 60:30:10 [objemové podíly]; celkový N 0,09%; výměnný P [Mehlich III] 46 mg/kg; pH 7,5). Výsledek experimentuje na Obr. 1. Do směsi byly vybrány tři taxonomicky odlišné houby ve stejném hmotnostním poměru, jak bylo uvedeno drive, a sice Verticillium leptobactrum Gams kmen MR67 (CCM 8703), Exophiala sp. kmen MR72 (CCM 8705) a Halenosporal Zalerion sp. kmen MR75 (CCM 8704), jejichž účinek na produkci biomasy (celkové biomasy, nebo daného rostlinného pletiva) byl signifikantní nebo se signifikanci blížil.The influence of selected strains of endophytic fungi on the growth of the ornamental weed was tested in a pot experiment, on the basis of which the fungi were selected for the mixed inoculation preparation. 35 strains of fungal endophytes were tested. The experiment was performed in a nutrient-poor γ-irradiated sterilized substrate (sand: soil: zeolite 60:30:10 [parts by volume]; total N 0.09%; exchange P [Mehlich III] 46 mg / kg; pH 7.5). The result is experimented in FIG. 1. Three taxonomically different fungi were selected for the mixture in the same weight ratio as stated above, namely Verticillium leptobactrum Gams strain MR67 (CCM 8703), Exophiala sp. strain MR72 (CCM 8705) and Halenosporal Zalerion sp. strain MR75 (CCM 8704) whose effect on biomass production (total biomass, or given plant tissue) was significant or close to significant.
Identita kmenu CCM 8704, který byl mezi endofyty nejsilněji podporujícími růst ozdobnice, se ukázala být komplikovaná. ITS sekvence vykázala 99% podobnost k izolátu Halenospora sp., který byl izolován z kořenů borovice (Stenstrom a kol. 2013), ovšem téměř identické environmentální sekvence izolované z kořenů kukuřice byly popsány jako nekultivovaný Zalerion (Moll a kol. 2016). Halenospora patří mezi Leotiomycetes (Helotiales) a není s houbami rodu Zalerion příbuzná, protože ty se řadí mezi Sordariomycetes (Lulworthiales). Jak ukázal Bills a kol. (1999), většina izolátů popsaných jako Zalerion nejsou s touto skupinou příbuzné, ale vykazují příbuznost k Leotiomycetes. Autoři navrhli užší definici rodu Zalerion, který by zahrnoval pouze druh Zalerion maritima. S ohledem na skutečnost, že ITS sekvence druhu Zalerion maritima nevykazují bližší podobnost k našemu kmenu CCM 8704, považujeme náš kmen spíše náležející k r. Halenospora, ale uvádíme i alternativní řazení k r. Zalerion, abychom vyjádřili jeho současný nevyjasněný taxonomický status.The identity of the strain CCM 8704, which was among the endophytes most potent to support the growth of the ornate, proved to be complicated. The ITS sequence showed 99% similarity to the isolate of Halenospora sp., Which was isolated from the roots of pine (Stenstrom et al. 2013), but nearly identical environmental sequences isolated from the corn roots were described as uncultivated Zalerion (Moll et al. 2016). Halenospora belongs to the Leotiomycetes (Helotiales) and is not related to the fungi of the genus Zalerion, since they belong to the Sordariomycetes (Lulworthiales). As shown by Bills et al. (1999), most of the isolates described as Zalerion are not related to this group, but show a relationship to Leotiomycetes. The authors proposed a narrower definition of the genus Zalerion, which would include only the species Zalerion maritima. Considering the fact that the ITS sequences of the species Zalerion maritima do not show closer similarity to our strain CCM 8704, we consider our strain rather belonging to r. Halenospora, but we also present an alternative sequence to r. Zalerion to express its current unclear taxonomic status.
Příklad 3: Inokulum imobilizované na neutralizované jemně mleté rašeliněExample 3: Inoculum immobilized on neutralized finely ground peat
Směsný preparát endofytních hub CCM 8703, CCM 8705 a CCM 8704 dle Příkladu 1 mobilizovaný na neutralizované jemně mleté rašelině je znázorněn na Obr. 2. Imobilizace byla provedena tak, že homogenizovaná myceliální suspenze byla spolu s živinovým roztokem za sterilních podmínek smíšena s inertní matricí, v tomto případě jemně mletou neutralizovanou rašelinou v poměru 1 litr nosiče : 70 g mycelia : 70 ml živinového roztoku a tato směs zatavena neprodyšně v silnostěnném plastovém obalu až do použití a skladována v temnu a chladu (při teplotě od 4 do 10 °C). Živinovým roztokem byla sterilní suspenze bramborového těsta o hustotě 15 g/1. Jako inertní matrici lze použít i jiný materiál, výhodně ze skupiny diatomit, kaolinit, bentonit, apatit, zeolit, perlit, piliny a jejich směsi.The mixed preparation of endophytic fungi CCM 8703, CCM 8705 and CCM 8704 according to Example 1 mobilized on neutralized finely ground peat is shown in FIG. 2. The immobilization was carried out by mixing the homogenized mycelial suspension together with the nutrient solution under sterile conditions with an inert matrix, in this case finely ground neutralized peat in a ratio of 1 liter of carrier: 70 g mycelium: 70 ml nutrient solution and sealing this mixture tightly. in a thick-walled plastic container until use and stored in the dark and cold (at a temperature of 4 to 10 ° C). The nutrient solution was a sterile 15 g / l potato dough suspension. Other materials may also be used as the inert matrix, preferably from the group of diatomite, kaolinite, bentonite, apatite, zeolite, perlite, sawdust and mixtures thereof.
Příklad 4: Podpora růstu ozdobnice na nekontamínovaném živinově chudém stanovištiExample 4: Encouraging the growth of ornaments on a non-contaminated nutrient-poor habitat
Maloparcelový pokus byl proveden v katastru obce Dolní Královice [629332]/Střítež (parcela č. 434/3) na ploše trvalého travního porostu. Změřené půdní parametry v profilu 0 až 30 cm byly následující: celkový N 0,2 %; organický C 1,2 %; výměnný P [Mehlich III] 49 až 246 mg/kg; výměnný K [Mehlich III] 170 až 342 mg/kg; pH 6,6. Příprava plochy spočívala v celoplošné aplikaci systémového herbicidu Round-up na bázi glyfosátů ve dvou opakováních v době nástupu vegetace. Následně byla provedena hluboká orba společně s uvláčením a urovnáním pozemku prostřednictvím běžné zemědělské techniky. Sazenice Miscanthus x giganteus cv. Illinois z explantátových kultur množených in vitro byly zakoupeny od firmy VitroGen Sp. j. (Bydgoszcz, Polsko). Inokulace byla provedena vzápětí po dodání sazenic ozdobnice (cca 8 až 15 cm rostliny)A small-plot trial was carried out in the municipality of Dolní Královice [629332] / Střítež (plot no. 434/3) on the area of permanent grassland. The soil parameters measured in the 0-30 cm profile were as follows: total N 0.2%; organic C 1.2%; Exchange P [Mehlich III] 49 to 246 mg / kg; Exchange K [Mehlich III] 170 to 342 mg / kg; pH 6.6. The preparation of the area consisted of the full-area application of the systemic herbicide Round-up based on glyphosates in two repetitions at the time of vegetation onset. Subsequently, deep plowing was carried out together with the plowing and flattening of the land using common agricultural technology. Seedlings Miscanthus x giganteus cv. Illinois from in vitro propagated cultures were purchased from VitroGen Sp. j. (Bydgoszcz, Poland). Inoculation was carried out immediately after delivery of seedlings seedlings (about 8 to 15 cm of plant)
-6CZ 306950 B6 s pomocí směsi endofytních hub podle předkládaného vynálezu. Jednotlivé kmeny hub CCM 8703, CCM 8705 a CCM 8704 byly napěstovány samostatně a to v tekuté submerzní kultuře na standardním ME (malt extrakt) médiu (po dobu 2 až 3 týdnů). Mycélium vláknitých hub bylo přefiltrováno přes vhodné sterilní síto, zváženo a převedeno do sterilního 0,lM MgSO4 spolu se sterilní čepelí a magnetickým míchadlem. Poté bylo mycelium dezintegrováno na magnetické míchačce (cca 30 min) s cílem vytvořit homogenní myceliální suspenzi. Ve vhodně naředěné myceliální suspenzi o hustotě 15 g/L byl kořenový systém sazenic ozdobnice máčen po dobu 1 hod. Zbytek myceliální suspenze byl aplikován na kořeny vysazovaných rostlin a sadební substrát do vzdálenosti 10 cm od kořenů vysazovaných sazenic. Protože v tomto konkrétním případě houby CCM 8705 a CCM 8704 nerostly dostatečně rychle a nenaprodukovaly dostatečné množství biomasy, byla inokulace provedena nejprve houbou CCM 8703 a zbylé dvě houby byly aplikovány o dva týdny později na odkrytý kořenový systém vysazených rostlin. Sazenice byly po inokulaci přesazeny do vanových sadbovačů (viz Obr. 3). Použit byl živinově chudší substrátový mix na bázi neutralizované rašeliny (rašelina:písek:zeolit v objemových poměrech 6:3:1). Rostliny byly předpěstovány ve skleníku po dobu cca 6 týdnů před vlastní výsadbou na modelovou plochu. Během této fáze byly rostliny lx přihnojeny lignohumátovým listovým hnojivém (cca 6 %) v dávce dle doporučení výrobce.-6E 306950 B6 using the endophytic fungus mixture of the present invention. Individual fungal strains CCM 8703, CCM 8705 and CCM 8704 were grown separately in liquid submerged culture on standard ME (mortar extract) medium (for 2-3 weeks). The mycelium of filamentous fungi was filtered through a suitable sterile sieve, weighed and transferred to sterile 0.1M MgSO 4 along with a sterile blade and magnetic stirrer. The mycelium was then disintegrated on a magnetic stirrer (ca. 30 min) to form a homogeneous mycelial suspension. In a suitably diluted 15 g / L mycelial suspension, the root thimble seedlings were soaked for 1 hour. The remainder of the mycelial suspension was applied to the roots of the planted plants and planting substrate within 10 cm of the roots of the planted seedlings. In this particular case, CCM 8705 and CCM 8704 did not grow fast enough and did not produce sufficient biomass, inoculation was first performed with CCM 8703 and the remaining two fungi were applied two weeks later to the exposed root system of the planted plants. After seeding, the seedlings were transplanted into the seed planters (see Fig. 3). A nutrient-poor substrate mix based on neutralized peat (peat: sand: zeolite 6: 3: 1 by volume) was used. The plants were grown in a greenhouse for about 6 weeks before planting. During this phase, the plants were fertilized 1x with lignumumate leaf fertilizer (approx. 6%) at the dose recommended by the manufacturer.
Přesazení rostlin na modelovou plochu proběhla cca 6 týdnů po inokulaci. Před výsadbou byly rostliny ponechány 3 dny mimo skleník, aby došlo k jejich otužení. Rostliny byly na modelovou plochu vysazovány v blocích tak, aby došlo k eliminaci heterogenity stanoviště a byla možná statistická analýza přežívání a růstových parametrů. Spon činil na všech plochách 0,8 x 0,8 m a každý blok sestával z 25 rostlin (viz Obr. 4). Výsadba probíhala ručně s pomocí vodicích šňůr, na kterých byl vyznačen spon rostlin. Každá z experimentálních variant (kontrolní a inokulovaná) byla realizována ve 4 blocích.Planting of the plants to the model area took place approximately 6 weeks after inoculation. Before planting, the plants were left for 3 days outside the greenhouse to harden them. Plants were planted in blocks to eliminate site heterogeneity and to allow statistical analysis of survival and growth parameters. The staple was 0.8 x 0.8 m on all areas and each block consisted of 25 plants (see Fig. 4). Planting was carried out manually with the help of guide lines on which the plant clip was marked. Each of the experimental variants (control and inoculated) was realized in 4 blocks.
Vzápětí po výsadbě byla provedena umělá závlaha v dávce odpovídající přibližně 9 mm srážek. Kvůli enormnímu období sucha v r. 2015 byla závlaha dvakrát opakována a to v polovině července a v srpnu. Kromě závlahy probíhaly také odplevelovací práce. Odplevelení bylo provedeno vyžínáním (2 zásahy za sezónu).Immediately after planting, artificial irrigation was carried out at a dose corresponding to approximately 9 mm of precipitation. Due to the enormous drought in 2015, the irrigation was repeated twice in mid-July and in August. In addition to irrigation, weed work was carried out. Weeding was done by trimming (2 hits per season).
Měření mortality a biometrických parametrů spolu se sklizní nadzemní biomasy proběhlo v září, na konci první vegetační sezóny (cca po 5 měsících růstu). Z výsledků na Obr. 5 a v Tabulce 2 je patmé, že aplikace směsi endofytních hub signifikantně zvýšila produkci nadzemní biomasy (cca o 40 %), ale neovlivnila maximální dosaženou výšku a přežívání rostlin. Přežívání kontrolních rostlin činilo 80 %, dosažená výška 81 cm a výnos biomasy 34 g sušiny/vysazenou sazenici.Measurement of mortality and biometric parameters together with harvest of above-ground biomass took place in September, at the end of the first vegetation season (after about 5 months of growth). From the results of FIG. 5 and Table 2 shows that the application of a mixture of endophytic fungi significantly increased above-ground biomass production (by about 40%), but did not affect the maximum height achieved and plant survival. Survival of the control plants was 80%, the height reached 81 cm and the biomass yield 34 g dry matter / planted seedlings.
Příklad 5: Podpora růstu ozdobnice na stanovišti kontaminovaném těžkými kovyExample 5: Encouraging the growth of the ornaments on a heavy metal contaminated site
Druhý maloparcelový pokus byl proveden na ploše kontaminované rizikovými prvky v katastru obce Podlesí nad Litavkou [723886] (parcela č. 1161/2). Podobně jako v Příkladu 4 byla plocha před konverzí na modelovou plantáž udržována jako trvalý travní porost. Změřené půdní parametry v profilu 0 až 50 cm jsou uvedeny v Tabulce 1. Příprava plochy, houbového inokula a sazenic ozdobnice byla totožná s procedurami uvedenými v Příkladu 4.The second small-plot trial was carried out on an area contaminated with risk elements in the cadastral area of Podlesí nad Litavkou [723886] (plot no. 1161/2). As in Example 4, the area before conversion to the model plantation was maintained as a permanent grassland. The measured soil parameters in the 0 to 50 cm profile are shown in Table 1. The preparation of the area, fungal inoculum and trellis seedlings were identical to those described in Example 4.
Tabulka 1. Půdní charakteristiky kontaminované plochy v Podlesí. Uvedeny jsou výměnné (Mehlich III) i celkové koncentrace prvků (mg/kg).Table 1. Soil characteristics of contaminated area in Podlesí. Both exchangeable (Mehlich III) and total element concentrations (mg / kg) are given.
-7CZ 306950 B6-7EN 306950 B6
Analogicky s Příkladem 4 proběhlo měření mortality a biometrických parametrů spolu se sklizní nadzemní biomasy v září, tj. přibližně po 5 měsících růstu. Z výsledků znázorněných na Obr. 6 a Tabulky 2 je zřejmé, že aplikace směsi endofytních hub signifikantně zvýšila produkci nadzemní biomasy (téměř na dvojnásobek biomasy kontrolních rostlin), ale neovlivnila maximální dosaženou výšku a přežívání rostlin. Z absolutních hodnot (v kontrolní variantě šlo přibližně o 1 gram sušiny/vysazovanou sazenici) je nicméně zřejmý velmi malý přírůst rostlin. Příklad 4 tak dokládá příznivé působení směsi hub na ozdobnici vystavenou abiotickému stresu v podobě kontaminace rizikových prvků, nikoli perspektivnost pěstování této energetické plodiny na daném typu stanoviště za srovnatelných půdně-klimatických podmínek.Analogously to Example 4, mortality and biometric parameters were measured together with the above-ground biomass harvest in September, ie after approximately 5 months of growth. From the results shown in FIG. 6 and Table 2, it is apparent that the application of a mixture of endophytic fungi significantly increased the production of above-ground biomass (almost twice the control plant biomass), but did not affect the maximum height achieved and plant survival. However, the absolute values (about 1 gram of dry matter / planted seedlings in the control variant) show very low plant growth. Thus, Example 4 illustrates the beneficial effect of the fungal mixture on the ornamental piece exposed to abiotic stress in the form of contamination of risk elements, not the prospect of growing this energy crop on a given habitat type under comparable soil-climatic conditions.
Tabulka 2: Vliv inokulace ozdobnice Miscanthus x giganteus směsí endofytních hub CCM 8703, CCM 8705 a CCM 8704 na její přežívání a růst na nekontaminované (Střítež, Příklad 4) a kontaminované (Nové Podlesí, Příklad 5) půdě po první sezóně. Hodnoty inokulované varianty (F) jsou vztaženy vůči kontrole (C) a uvedeny jako průměr v % ± SEM. * statisticky významný rozdíl proti kontrole na hladině p<0,05.Table 2: Effect of Miscanthus x giganteus inoculation with mixtures of endophytic fungi CCM 8703, CCM 8705 and CCM 8704 on its survival and growth on uncontaminated (Střítež, Example 4) and contaminated (Nové Podlesí, Example 5) soil after the first season. Values of inoculated variant (F) are relative to control (C) and are presented as mean ± SEM. * statistically significant difference from control at p <0.05.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Směs endofytních hub pro zvýšení produkce biomasy obsahující kmeny Verticillium leptobactrum Gams kmen MR67, Exophiala sp. kmen MR72 a Halenospora/Zalerion sp. kmen MR75 zvyšuje výnos biomasy hostitelské rostliny na živinově chudší i těžkými kovy zatížené lokalitě a dává tak předpoklad dobrému přezimování a růstu rostlin v následujícím období. Předpokládaný sektor využití je pěstování rychle rostoucích trav, zejména pak ozdobnice r. Miscanthus, pro energetické účely. Použití směsi nezatěžuje životní prostředí cizorodými látkami a vybrané kmeny hub jsou nativní v ČR.Mixture of endophytic fungi for increasing biomass production containing Verticillium leptobactrum Gams strain MR67, Exophiala sp. strain MR72 and Halenospora / Zalerion sp. the MR75 strain increases the biomass yield of the host plant at the nutrient-poor and heavy-metal-laden sites, thus providing good hibernation and plant growth in the following period. The envisaged sector of use is the cultivation of fast-growing grasses, in particular Miscanthus ornaments, for energy purposes. The use of the mixture does not pollute the environment with foreign substances and selected fungal strains are native to the Czech Republic.
Seznam citované nepatentové literaturyList of non-patent references cited
Bills G, Platas G, Pelaez F, Masurekar P (1999) Reclassification of a pneumocandin-producing anamorph, Glarea lozoyensis gen. et sp. nov., previously identifed as Zalerion arboricola. Mycological Research 103, 179-192Bills G, Platas G, Pelaez F, Masurekar P (1999) Reclassification of pneumocandin-producing anamorph, Glarea lozoyensis gen. et sp. Nov., previously identified as Zalerion arboricola. Mycological Research 103: 179-192
Moll J, Hoppe B, Konig S, Wubet T, Buscot F, Kruger D (2016) Spatial Distribution of Fungal Communities in an Arábie Soil. PLoS ONE 11, E0148130Moll J, Hoppe B, Wubet T, Konig S, Buscot F, Kruger D (2016) Spatial Distribution of Fungal Communities in an Arabia Soil. PLOS ONE 11, E0148130
Stenstrom E, Ndobe NE, Jonsson M, Stenlid J, Menkis A (2013) Root-associated fungi of healthy-looking Pinus sylvestris and Picea abies seedlings in Swedish forest nurseries Scandinavian Journal of Forest Research 29: 12-21.Stenstrom E, Ndobe NE, Jonsson M, Stenlid J, Menkis A (2013) Root-associated fungi of healthy-looking Pinus sylvestris and Picea abies seedlings in the Swedish forest nurseries Scandinavian Journal of Forest Research 29: 12-21.
Unterseher M. a Schnittler M. (2009) Dilution-to-extinction cultivation of leaf-inhabiting endophytic fungi in beech (Fagus sylvatica L.) - Different cultivation techniques influence fungal biodiversity assessment. Mycological Research 113: 645-654Unterseher M. and Schnittler M. (2009) Dilution-to-extinction cultivation of leaf-inhabited endophytic fungi in beech (Fagus sylvatica L.) - Different cultivation techniques influence fungal biodiversity assessment. Mycological Research 113: 645-654
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2016-776A CZ306950B6 (en) | 2016-12-08 | 2016-12-08 | A mixture of endophytic fungi for increasing the production of biomass, the method of its preparation and its use |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2016-776A CZ306950B6 (en) | 2016-12-08 | 2016-12-08 | A mixture of endophytic fungi for increasing the production of biomass, the method of its preparation and its use |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2016776A3 CZ2016776A3 (en) | 2017-10-04 |
| CZ306950B6 true CZ306950B6 (en) | 2017-10-04 |
Family
ID=59959681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2016-776A CZ306950B6 (en) | 2016-12-08 | 2016-12-08 | A mixture of endophytic fungi for increasing the production of biomass, the method of its preparation and its use |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ306950B6 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2070875C1 (en) * | 1992-01-22 | 1996-12-27 | Сергей Федорович Соловьев | Strain of yeast exophiala nigrum for producing plant growth stimulating agent |
| CZ292347B6 (en) * | 1999-04-27 | 2003-09-17 | Lovochemie, A. S. | Industrial fertilizer providing simultaneously nutrition and protection of plants |
| CN102399698A (en) * | 2010-12-08 | 2012-04-04 | 云南农业大学 | Separation and application of verticillium spp. fungus capable of promoting cymbidium wenshanense tissue cultured seedling growth |
-
2016
- 2016-12-08 CZ CZ2016-776A patent/CZ306950B6/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2070875C1 (en) * | 1992-01-22 | 1996-12-27 | Сергей Федорович Соловьев | Strain of yeast exophiala nigrum for producing plant growth stimulating agent |
| CZ292347B6 (en) * | 1999-04-27 | 2003-09-17 | Lovochemie, A. S. | Industrial fertilizer providing simultaneously nutrition and protection of plants |
| CN102399698A (en) * | 2010-12-08 | 2012-04-04 | 云南农业大学 | Separation and application of verticillium spp. fungus capable of promoting cymbidium wenshanense tissue cultured seedling growth |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2016776A3 (en) | 2017-10-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105579573B (en) | Compositions and methods involving isolated endophytes | |
| Morales et al. | Screening, evaluation and selection ofphosphate-solubilising fungi as potential biofertiliser | |
| Paszt et al. | The influence of bioproducts on root growth and mycorrhizal occurrence in the rhizosphere of strawberry plants ‘Elsanta’ | |
| AU2009205716A1 (en) | Polymicrobial formulations for enhancing plant productivity | |
| Mazhabi et al. | The effect of Trichoderma on polianthes qualitative and quantitative properties | |
| US11097991B1 (en) | Phosphorus fertilizer bio-catalyst for sustainable crop production | |
| Yuvaraj et al. | Role of fungi in agriculture | |
| Hou et al. | Evaluation of plant growth promoting potential of four rhizobacterial species for indigenous system | |
| RU2671174C2 (en) | Glomus iranicum var. tenuihypharum var. nov. strain and use thereof as bio-stimulant | |
| Hatamzadeh et al. | Investigation of some endophytic fungi from five medicinal plants with growth promoting ability on maize (Zea mays L.) | |
| Madaan et al. | Effect of microbial inoculants on the growth and yield of micropropagated banana (Musa indica) cv. Grand Naine | |
| Siswadi et al. | Exploration of bacterial diversity from the soil of citrus plantations applied with organic fertilizer and salicylic acid | |
| Sene et al. | Reducing mineral fertilizer use for sustainable agriculture: the influence of seed coating with arbuscular mycorrhizal fungal spores and Leifsonia bacteria on maize (Zea mays L.) and sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) production | |
| JP5807950B2 (en) | Microbial strains and cultivation methods that show increased yield and control of plague disease on solanaceous plants, and prevent yield reduction by continuous cropping on legumes | |
| CA2828012A1 (en) | Polymicrobial formulations for enhancing plant productivity | |
| JP2022077963A (en) | Plant seedling, seedling cultivation method, culture soil, and method of growing plant | |
| Singh et al. | Controlling replant disease of apple in Himachal Pradesh, India by rootstocks and soil agro-techniques | |
| CZ306950B6 (en) | A mixture of endophytic fungi for increasing the production of biomass, the method of its preparation and its use | |
| Singh et al. | Managing apple replant disease: the effect of rootstocks and soil treatments on tree performance and biological activities | |
| Nandana et al. | Growth promotion in Chilli (Capsicum annuum L.) on inoculation with co-cultured Piriformospora indica and Pseudomonas fluorescens | |
| RU2803623C1 (en) | Phialocephala fortinii strain pcs. f-833mks661ch1n is a producer of a complex of biologically active substances with growth-regulatory properties | |
| Singh | Management strategies for apple replant problem in India | |
| WO2019113255A1 (en) | A symbiont for enhancement of plant performance | |
| JP7038451B6 (en) | Plant seedlings, seedling raising methods, hilling, and plant growing methods | |
| EP4230720A1 (en) | Strain of rutstroemia calopus, compositions and uses |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20231208 |