EA042519B1 - Bacillus mojavensis PS17 BACTERIAL STRAIN FOR INCREASING YIELD AND PROTECTING AGRICULTURAL PLANTS FROM PHYTOPATHOGENIC FUNGI - Google Patents

Bacillus mojavensis PS17 BACTERIAL STRAIN FOR INCREASING YIELD AND PROTECTING AGRICULTURAL PLANTS FROM PHYTOPATHOGENIC FUNGI Download PDF

Info

Publication number
EA042519B1
EA042519B1 EA202291559 EA042519B1 EA 042519 B1 EA042519 B1 EA 042519B1 EA 202291559 EA202291559 EA 202291559 EA 042519 B1 EA042519 B1 EA 042519B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
bacillus mojavensis
strain
bacillus
biological
phytopathogenic fungi
Prior art date
Application number
EA202291559
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Радик Ильясович Сафин
Лилия Зяудатовна Каримова
Шамиль Завдатович Валидов
Эрнест Наилевич Комиссаров
Родерик Жиль Кларе Диабанкана
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Органик парк"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Органик парк" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Органик парк"
Publication of EA042519B1 publication Critical patent/EA042519B1/en

Links

Description

Изобретение относится к области сельскохозяйственной микробиологии и биотехнологии, в частности к производству биологических препаратов для защиты растений от фитопатогенных грибов, и может быть использовано для создания биологических фунгицидов для стимуляции роста и повышения урожайности сельскохозяйственных культур и представляет собой штамм бактерии Bacillus mojavensisThe invention relates to the field of agricultural microbiology and biotechnology, in particular to the production of biological preparations for protecting plants from phytopathogenic fungi, and can be used to create biological fungicides to stimulate growth and increase crop yields and is a strain of the bacterium Bacillus mojavensis

PS17.PS17.

Многие фитопатогенные грибы наносят существенный ущерб урожаю и качественным характеристикам сельскохозяйственных культур [1]. Для защиты растений от болезней, вызываемых грибами, используются химические и биологические препараты - фунгициды [2]. Применение химических фунгицидов имеет ряд негативных моментов, связанных с экологическими проблемами и развитием у фитопатогенов устойчивости (резистентности) к ним [3]. В связи с этим, важное значение приобретает эффективная биологическая защита растений [4]. Для решения данной задачи наиболее часто используются биологические препараты на основе различных микроорганизмов. В качестве микроорганизмов биологических агентов биопрепаратов для защиты от болезней широко используются бактерии родов Bacillus и Pseudomonas [5], многие из которых являются частью природной микрофлоры растений, взаимовыгодно взаимодействуя с ними. Несмотря на то, что многие микроорганизмы способны стимулировать рост растения и защищать его от воздействия фитопатогенных организмов, с точки зрения удобства применения спорообразующие бактерии рода Bacillus имеют преимущество, поскольку их споры могут длительно храниться, что позволяет биопрепаратам на их основе длительно сохранять свою активность и разрабатывать эффективные промышленные технологии их производства [6]. Установлено положительное влияние штаммов бактерий рода Bacillus на рост и развитие растений, снижение развития болезней и повышение урожайности [7]. В связи с этим, поиску эффективных штаммов бактерий рода Bacillus уделяется пристальное внимание.Many phytopathogenic fungi cause significant damage to the yield and quality characteristics of agricultural crops [1]. To protect plants from diseases caused by fungi, chemical and biological preparations - fungicides are used [2]. The use of chemical fungicides has a number of negative aspects associated with environmental problems and the development of resistance (resistance) to them in phytopathogens [3]. In this regard, effective biological protection of plants is of great importance [4]. To solve this problem, biological preparations based on various microorganisms are most often used. Bacteria of the genera Bacillus and Pseudomonas [5] are widely used as microorganisms of biological agents of biological products for protection against diseases, many of which are part of the natural microflora of plants, interacting with them mutually beneficially. Despite the fact that many microorganisms are able to stimulate plant growth and protect it from the effects of phytopathogenic organisms, from the point of view of ease of use, spore-forming bacteria of the genus Bacillus have an advantage, since their spores can be stored for a long time, which allows biological preparations based on them to maintain their activity for a long time and develop effective industrial technologies for their production [6]. A positive effect of strains of bacteria of the genus Bacillus on the growth and development of plants, a decrease in the development of diseases, and an increase in productivity was established [7]. In this regard, the search for effective strains of bacteria of the genus Bacillus is given close attention.

Известны штаммы бактерий рода Bacillus, обладающих способностью подавлять рост фитопатогенных грибов и стимулировать формирование урожая сельскохозяйственных культур. В частности, это Bacillus subtilis ВНИИСХМ 128 и биопрепарат Фитоспорин, созданный на основе этого штамма [8]; В. subtilis Б 93 ВИЗР [9], В. subtilis BZR 517 [10] и др.Known strains of bacteria of the genus Bacillus, which have the ability to suppress the growth of phytopathogenic fungi and stimulate the formation of crops. In particular, these are Bacillus subtilis VNIISKhM 128 and Fitosporin biopreparation created on the basis of this strain [8]; B. subtilis B 93 VIZR [9], B. subtilis BZR 517 [10], etc.

Недостатком всех вышеперечисленных штаммов является недостаточная биологическая активность в отношении подавления фитопатогенов и недостаточно изученное влияние на урожайность сельскохозяйственных культур.The disadvantage of all of the above strains is the lack of biological activity in relation to the suppression of phytopathogens and the insufficiently studied effect on crop yields.

Одним из ценных источников для поиска биологических агентов для создания биопрепаратов для защиты от болезней являются эндофитные бактерии [11].One of the valuable sources for the search for biological agents for the creation of biological preparations for protection against diseases is endophytic bacteria [11].

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является штамм Bacillus mojavensis Lhv-97, обладающий фунгицидной и бактерицидной активностями и выделенный из ризосферной почвы [12].Closest to the proposed invention is a strain of Bacillus mojavensis Lhv-97, which has fungicidal and bactericidal activities and isolated from rhizosphere soil [12].

Задачей изобретения является выявление штамма, пригодного для получения биологического препарата с высокой активностью в подавлении фитопатогенных грибов и повышающего урожайность сельскохозяйственных культур, позволяющего расширить набор средств биологической защиты растений от болезней.The objective of the invention is to identify a strain suitable for obtaining a biological preparation with high activity in the suppression of phytopathogenic fungi and increasing crop yields, which allows expanding the range of biological plant protection against diseases.

Поставленная задача решается тем, что выделен штамм Bacillus mojavensis PS17, пригодный для получения биопрепарата против фитопатогенных грибов и повышения урожайности сельскохозяйственных культур.The problem is solved by the fact that the selected strain of Bacillus mojavensis PS17, suitable for obtaining a biological product against phytopathogenic fungi and increasing crop yields.

Новый штамм выделен из семян пшеницы сорта Садокат (Республика Таджикистан) и депонирован в Национальном Биоресурсном Центре Всероссийская коллекция промышленных микроорганизмов (БРЦ ВКПМ) НИЦ Курчатовский институт - ГосНИИгенетика, под регистрационным номером ВКПМВ-13415.The new strain was isolated from wheat seeds of the Sadokat variety (Republic of Tajikistan) and deposited at the National Bioresource Center All-Russian Collection of Industrial Microorganisms (BRC VKPM) National Research Center Kurchatov Institute - GosNIIgenetika, under the registration number VKPMV-13415.

Основными критериями отбора служили подавление роста фитопатогенных грибов, положительное влияние на продуктивность растений, отсутствие патогенности к теплокровным животным и совместимость с другими микроорганизмами. Видовая принадлежность определялась с использованием молекулярно-генетических методов по последовательности нуклеотидов в 16S рРНК, а также амплификацией видоспецифичного фрагмента, характерного для бактерий вида Bacillus mojavensis в НИЦ Курчатовский институт - ГосНИИгенетика.The main selection criteria were the suppression of the growth of phytopathogenic fungi, a positive effect on plant productivity, the absence of pathogenicity to warm-blooded animals, and compatibility with other microorganisms. The species affiliation was determined using molecular genetic methods by the nucleotide sequence in 16S rRNA, as well as by amplification of a species-specific fragment characteristic of bacteria of the Bacillus mojavensis species at the National Research Center Kurchatov Institute - GosNIIgenetika.

Штамм характеризуется следующими морфолого-культуральными и физиолого-биохимическими признаками.The strain is characterized by the following morphological-cultural and physiological-biochemical characteristics.

Клетки штамма представляют собой грамположительные аэробные спорообразующие прямые палочки с закругленными концами размером 1,5-2,5х0,5-0,7 мкм; располагаются, как правило, парами или одиночно, цепочки встречаются реже. При спорообразовании клетки не раздуваются, споры эллипсовидные, расположены центрально.The cells of the strain are Gram-positive aerobic spore-forming straight rods with rounded ends, 1.5-2.5x0.5-0.7 µm in size; arranged, as a rule, in pairs or singly, chains are less common. During sporulation, the cells do not swell, the spores are ellipsoid, located centrally.

На мясо-пептонном агаре (МПА) через 2 суток образует округлые колонии с фестончатым краем, 56 мм в диаметре; с преимущественно зернистой поверхностью, матовые, непрозрачные, цвет - белый с зеленоватыми оттенками. Колонии имеют выпуклое основание, рельефные складки и значительно приподнятый центральный кратер; обладают вязкой, тягучей консистенцией, при этом имеют наружный мягкий кожистый слой, в агар не врастают.On meat-peptone agar (MPA) after 2 days forms rounded colonies with a scalloped edge, 56 mm in diameter; with a predominantly granular surface, matte, opaque, color - white with greenish tints. The colonies have a convex base, raised folds, and a significantly raised central crater; have a viscous, viscous consistency, while they have an outer soft leathery layer, they do not grow into agar.

Bacillus mojavensis PS17 является аэробной, хемоорганогетеротрофной бактерией, не нуждающейсяBacillus mojavensis PS17 is an aerobic, chemoorganoheterotrophic bacterium that does not require

- 1 042519 в факторах роста. Растет в диапазоне температур от 10 до 47°С с оптимальным диапазоном 28-32°С, при значениях рН среды от 4,5 до 8,5 с оптимумом 7,0-7,5, при концентрации хлорида натрия до 5%.- 1 042519 in growth factors. It grows in the temperature range from 10 to 47°C with an optimal range of 28-32°C, at pH values from 4.5 to 8.5 with an optimum of 7.0-7.5, at a sodium chloride concentration of up to 5%.

Проявляет активность триптофандеаминазы и желатиназы. Активность β-галактозидазы (ортонитрофенил-βD-галактопиранозидазы), аргининдигидролазы, лизиндекарбоксилазы, орнитиндекарбоксилазы, уреазы не выявлена. Не продуцирует индол и сероводород и восстанавливает нитраты. Реакция Фогес-Проскауэра (продукция ацетоина) положительная.Shows the activity of tryptophan deaminase and gelatinase. The activity of β-galactosidase (orthonitrophenyl-βD-galactopyranosidase), arginine dihydrolase, lysine decarboxylase, ornithine decarboxylase, and urease was not detected. Does not produce indole and hydrogen sulfide and restores nitrates. The Voges-Proskauer reaction (production of acetoin) is positive.

В качестве источника углерода и энергии утилизирует D-глюкозу, D-фруктозу, D-ксилозу, Dрибозу, L-арабинозу, D-маннозу, D-маннит, инозит, D-сорбит, метил-αD-маннопиранозид, метил-aDглюкопиранозид, D-мальтозу, D-целлобиозу, D-лактозу, амигдалин, арбутин, эскулин, салицин, Dмелибиозу, D-сахарозу, D-трегалозу, D-раффинозу, гентибиозу, глицерин, цитрат.As a source of carbon and energy, it utilizes D-glucose, D-fructose, D-xylose, D-ribose, L-arabinose, D-mannose, D-mannitol, inositol, D-sorbitol, methyl-αD-mannopyranoside, methyl-aD-glucopyranoside, D -maltose, D-cellobiose, D-lactose, amygdalin, arbutin, esculin, salicin, D-melibiose, D-sucrose, D-trehalose, D-raffinose, gentibiose, glycerin, citrate.

Не утилизирует эритритол, D-арабинозу, D-адонитол, D-галактозу, L-ксилозу, L-сорбозу, Lрамнозу, метил-βD-ксилопиранозид, дульцитол, N-ацетилглюкозамин, инулин, D-мелецитозу, ксилит, Dтуранозу, D-ликсозу, D-тагатозу, D-фукозу, D-арабит, L-арабит, глюконат калия, 2-кетоглюконат калия, 5-кетоглюконат калия.Does not utilize erythritol, D-arabinose, D-adonitol, D-galactose, L-xylose, L-sorbose, L-rhamnose, methyl-βD-xylopyranoside, dulcitol, N-acetylglucosamine, inulin, D-melecytose, xylitol, D-turanose, D- lyxose, D-tagatose, D-fucose, D-arabitol, L-arabitol, potassium gluconate, potassium 2-ketogluconate, potassium 5-ketogluconate.

Штамм хранится при 4-6°С в пробирках с полужидким агаром в минеральной среде (состав: калия фосфат двузамещенный 5,8 г/л, калия фосфат однозамещенный 3 г/л, аммоний сернокислый 1 г/л, глицерин 2 г/л с добавлением 0,7% агара, рН среды 7,0-7,2) под вазелиновым маслом, которое наливается в пробирки по истечении 2 суток роста культуры. В таких условиях срок хранения штамма без пересева составляет не менее 1 года.The strain is stored at 4-6°C in test tubes with semi-liquid agar in a mineral medium (composition: potassium phosphate disubstituted 5.8 g/l, potassium phosphate monosubstituted 3 g/l, ammonium sulfate 1 g/l, glycerin 2 g/l with adding 0.7% agar, medium pH 7.0-7.2) under vaseline oil, which is poured into test tubes after 2 days of culture growth. Under such conditions, the shelf life of the strain without reseeding is at least 1 year.

Штамм хорошо растет на МПА, КингБ, среде LB, сусло-агаре (состав: концентрат сусла пивного неохмеленного, разбавленный дистиллированной водой до общей концентрации Сахаров 10% (10° Баллинга), рН 7,0-7,2 с добавлением 2,0% агар-агара), среде Громыко, среде Гаузе №2 (состав: триптон - 2,5 г; пептон - 5,0 г; NaCl - 5,0 г; глюкоза - 10,0 г; агар-агар - 20 г; вода водопроводная - 1000 мл; рН - 7,07,4) и минеральной среде (состав: калия фосфат двузамещенный 5,8 г/л, калия фосфат однозамещенный 3 г/л, аммоний сернокислый 1 г/л, глицерин 10 г/л с добавлением 0,7% агара, рН среды 7,0-7,2). Ферментация осуществляется на смеси равных объемов мясо-пептонного бульона и 6°Б неохмеленного пивного сусла (рН 6,9-7,2) при 30°С до 95% спорообразования. Количество КОЕ составляет не менее 5x109 в 1 мл.The strain grows well on MPA, KingB, LB medium, wort agar (composition: unhopped beer wort concentrate, diluted with distilled water to a total sugar concentration of 10% (10° Balling), pH 7.0-7.2 with the addition of 2.0 % agar-agar), Gromyko's medium, Gauze's medium No. 2 (composition: tryptone - 2.5 g; peptone - 5.0 g; NaCl - 5.0 g; glucose - 10.0 g; agar-agar - 20 g ; tap water - 1000 ml; pH - 7.07.4) and a mineral medium (composition: potassium phosphate disubstituted 5.8 g / l, potassium phosphate monosubstituted 3 g / l, ammonium sulfate 1 g / l, glycerin 10 g / l with the addition of 0.7% agar, pH 7.0-7.2). Fermentation is carried out on a mixture of equal volumes of meat-peptone broth and 6°B unhopped beer wort (pH 6.9-7.2) at 30°C to 95% sporulation. The number of CFU is not less than 5x109 in 1 ml.

Исследование патогенности заявляемого штамма для теплокровных животных были проведены в ГБОУ ВПО Казанском Федеральном университете, в результате которых было получено заключение о том, что по показателям вирулентности, диссеминации, токсичности и токсигенности штамм Bacillus mojavensis PS17 не патогенен для теплокровных животных и удовлетворяет требованиям, предъявляемым к промышленным микроорганизмам.A study of the pathogenicity of the proposed strain for warm-blooded animals was carried out at Kazan Federal University, as a result of which it was concluded that, in terms of virulence, dissemination, toxicity and toxigenicity, the Bacillus mojavensis PS17 strain is not pathogenic for warm-blooded animals and meets the requirements for industrial microorganisms.

Пример 1. Исследование антагонистической активности штамма Bacillus mojavensis PS17.Example 1 Study of the antagonistic activity of the Bacillus mojavensis PS17 strain.

Исследование антагонистической активности штамма Bacillus mojavensis PS17 проводили с использованием конфронтационный метод. В центр чашек Петри со средой КингБ выкладывали блок с мицелием тестируемого гриба, на расстоянии 2-3 см уколом высевали штамм Bacillus mojavensis PS17, в качестве негативного контроля использовали штамм Pseudomonas putida PCL1760, который высевался также уколом, который не выделяет какие-либо антагонистические вещества, подавляющие развитие микромицетов (фиг. 1-5). Чашки Петри помещали на 48-72 часа в термостаты при температуре 25°С для того, чтобы микромицеты и бактерии могли развиваться. Наблюдения проводили на 2-5 сутки в зависимости от скорости роста фитопатогена.The study of the antagonistic activity of the Bacillus mojavensis PS17 strain was carried out using the confrontational method. A block with the mycelium of the test fungus was placed in the center of the Petri dishes with the KingB medium, a strain of Bacillus mojavensis PS17 was sown at a distance of 2-3 cm, a strain of Pseudomonas putida PCL1760 was used as a negative control, which was also sown by an injection that does not release any antagonistic substances that inhibit the development of micromycetes (Fig. 1-5). Petri dishes were placed for 48-72 hours in thermostats at a temperature of 25°C so that micromycetes and bacteria could develop. Observations were carried out on days 2-5, depending on the growth rate of the phytopathogen.

Этот способ определения антагонистической активности принято считать качественным, где о наличии или отсутствии антагонистических свойств судят по появлению зон подавления роста тесткультур вокруг колоний тестируемых микроорганизмов. Это связано с тем, что при такой постановке опыта антагонизм между микроорганизмами реализуется за счет продукции ими различных антимикробных метаболитов. В свою очередь, эти метаболиты диффундируют в питательную среду, поэтому накопление их в конкретной точке питательной среды и, соответственно, размер области, где наблюдаются проявления антагонизма, зависят от объема среды, а также от качества и плотности агара.This method of determining antagonistic activity is considered to be qualitative, where the presence or absence of antagonistic properties is judged by the appearance of zones of inhibition of the growth of test cultures around the colonies of the tested microorganisms. This is due to the fact that with such a setting of the experiment, antagonism between microorganisms is realized due to the production of various antimicrobial metabolites by them. In turn, these metabolites diffuse into the nutrient medium; therefore, their accumulation at a particular point in the nutrient medium and, accordingly, the size of the area where antagonism manifestations are observed, depend on the volume of the medium, as well as on the quality and density of the agar.

Результаты определения антагонистической активности штамма Bacillus mojavensis PS17 представлены на фиг. 1-5. На котором в качестве вариантов представлены: 1) штамм Bacillus mojavensis PS17, 2) Pseudomonas putida PCL1760. В качестве тест-культуры микромицетов использованы: фиг. 1 - Trichoderma asperellum RECB-74F, фиг. 2 - Fusarium equisety, фиг. 3 - Penicillum sp., фиг. 4 - Fusarium sporotrichoides, фиг. 5 - Fusarium oxysporum ZUM2407.The results of determining the antagonistic activity of the Bacillus mojavensis PS17 strain are shown in FIG. 1-5. Which presents as options: 1) Bacillus mojavensis PS17 strain, 2) Pseudomonas putida PCL1760. As a test culture of micromycetes used: Fig. 1 - Trichoderma asperellum RECB-74F, fig. 2 - Fusarium equisety, fig. 3 - Penicillum sp., fig. 4 - Fusarium sporotrichoides, fig. 5 - Fusarium oxysporum ZUM2407.

Результаты определения антагонистической активности показали, что все использованные в исследовании тест-культуры микромицетов проявили чувствительность к метаболитам штамма Bacillus mojavensis PS17, что проявлялось как появление зон подавления роста тест-культур. Согласно представленной информации, штамм Bacillus mojavensis PS17 является антагонистом и обладает широким спектром активности.The results of the determination of antagonistic activity showed that all test cultures of micromycetes used in the study showed sensitivity to metabolites of the Bacillus mojavensis PS17 strain, which manifested itself as the appearance of growth inhibition zones of test cultures. According to the information provided, the Bacillus mojavensis PS17 strain is an antagonist and has a wide spectrum of activity.

Пример 2. Лабораторные испытания фитотоксичности и ростостимулирующей активности штамма Bacillus mojavensis PS17.Example 2. Laboratory tests of phytotoxicity and growth-stimulating activity of the Bacillus mojavensis PS17 strain.

Для испытания фитотоксичности и ростостимулирующих свойств штамма Bacillus mojavensis PS17To test the phytotoxicity and growth-promoting properties of the Bacillus mojavensis PS17 strain

- 2 042519 были использованы зерна пшеницы сорта Симбирпит. Для этого зерна замачивали в суспензии клеток, выращенной на богатой среде LB, которая состоит из 10 г/л бактотриптона, 5 г/л дрожжевого экстракта и 10 г/л хлорида натрия. Готовую среду стерилизовали 40 минут при 110°С, после замачивания семена выкладывали в кювету на фильтровальную бумагу, смоченную водопроводной водой. Семена проращивали 7 дней при температуре 23 °С при длине светового дня 16 часов. Растения собирали и измеряли длину корней. По результатам экспериментов было показано, что штамм Bacillus mojavensis PS17 увеличивал длину стеблей и корней пшеницы (табл. 1).- 2 042519 wheat grains of the Simbirpit variety were used. For this, the grains were soaked in a cell suspension grown on a rich LB medium, which consists of 10 g/l of bactotrypton, 5 g/l of yeast extract and 10 g/l of sodium chloride. The prepared medium was sterilized for 40 minutes at 110°С; after soaking, the seeds were placed in a cuvette on filter paper moistened with tap water. The seeds were germinated for 7 days at a temperature of 23°C with a day length of 16 hours. Plants were harvested and root length was measured. According to the results of the experiments, it was shown that the Bacillus mojavensis PS17 strain increased the length of wheat stems and roots (Table 1).

Таблица 1Table 1

Влияние Bacillus mojavensis PS17 на биометрические показатели растений пшеницы сорта СимбирцитInfluence of Bacillus mojavensis PS17 on the biometric parameters of wheat plants cv. Simbirtsit

Вариант Option Эксперимент 1 Experiment 1 Эксперимент 2 Experiment 2 Ростки пшеницы wheat germ Контроль Control 142.9±2.9 142.9±2.9 141.6±3.6 141.6±3.6 Bacillus mojavensis PS 17 Bacillus mojavensis PS 17 146.5+14.9 146.5+14.9 151.6+6.3 151.6+6.3 Корни пшеницы wheat roots Контроль Control 100.9±5.8 100.9±5.8 102.5±2.4 102.5±2.4 Bacillus mojavensis PS 17 Bacillus mojavensis PS 17 127.5±7.7 127.5±7.7 126.0±8.9 126.0±8.9

Пример 3. Совместимость с полезными микроорганизмами.Example 3 Compatibility with beneficial microorganisms.

Проведено исследование совместимости штамма Bacillus mojavensis PS17 с полезными бактериями Pseudomonas fluorescens RECB-14B, Streptomyces resistomycificus RECB-31B, Pseudomonas fluorescens RECB-44-B, Bacillus mojavensis RECB-50B, Trichoderma asperellum RECB-74F на богатой и минимальной средах. В результате конфронтапионных тестов было показано, что из указанного списка полезных микроорганизмов штамм Bacillus mojavensis PS17 подавляет рост штамма Trichoderma asperellum RECB-74B, Streptomyces resistomycificus RECB-31B и Bacillus amyloliquifaciens RECB-95B. В то же время рост штамма Bacillus mojavensis PS17 был подавлен штаммами Streptomyces resistomycificus RECB-31B и Bacillus amyloliquifaciens RECB-95B. Отсутствие подавления роста штаммов Pseudomonas fluorescens RECB-14B и Pseudomonas fluorescens RECB44B штаммом Bacillus mojavensis PS17 и наоборот отсутствие подавления роста Bacillus mojavensis PS17 штаммами Pseudomonas fluorescens RECB-14B и RECB44B указывает на возможность применения этого микроорганизма с другими биопрепаратами на основе псевдомонад.The compatibility of Bacillus mojavensis PS17 strain with useful bacteria Pseudomonas fluorescens RECB-14B, Streptomyces resistomycificus RECB-31B, Pseudomonas fluorescens RECB-44-B, Bacillus mojavensis RECB-50B, Trichoderma asperellum RECB-74F on rich and minimal media was carried out. As a result of confrontation tests, it was shown that from the indicated list of beneficial microorganisms, the strain Bacillus mojavensis PS17 inhibits the growth of the strain Trichoderma asperellum RECB-74B, Streptomyces resistomycificus RECB-31B and Bacillus amyloliquifaciens RECB-95B. At the same time, the growth of Bacillus mojavensis PS17 was suppressed by Streptomyces resistomycificus RECB-31B and Bacillus amyloliquifaciens RECB-95B. The absence of growth suppression of Pseudomonas fluorescens RECB-14B and Pseudomonas fluorescens RECB44B strains by Bacillus mojavensis PS17 and vice versa, the absence of growth suppression of Bacillus mojavensis PS17 by Pseudomonas fluorescens RECB-14B and RECB44B strains indicates the possibility of using this microorganism with other Pseudomonas-based biological preparations.

Пример 4. Оценка эффективности обработки растений яровой пшеницы штаммом Bacillus mojavensis PS17 в полевых условиях.Example 4. Evaluation of the effectiveness of treatment of spring wheat plants with Bacillus mojavensis PS17 strain in the field.

Исследования проводились на опытных полях Казанского государственного аграрного университета. Объектом исследования выступал сорт яровой пшеницы Экада 66. Изучалась эффективность опрыскивания растений в период вегетации. В качестве экспериментального варианта выступал биопрепарат на основе Bacillus mojavensis PS17 с нормой 1,0 л/га. Производство биопрепарата проводилось на лабораторной качалке Innova 40R (Eppendorf) при температуре 37°С, время инкубации - 17 часов при ротации 180 об/мин. Среда для получения препаратов - жидкая питательная среда LB, Лурия бульон. Титр не менее 2,5х109 КОЕ/л. В качестве контроля выступал вариант без обработки. Стандартом был зарегистрированный биологический препарат Ризоплан на основе Pseudomonas fluorescens штамм АР-33 с нормой расхода - 1 л/га. Агротехнология возделывания яровой пшеницы - общепринятая для зоны Предкамья Республики Татарстан (Россия). Расход рабочей жидкости - 200 л/га. Обработку проводили дважды - в фазу колошения и в фазу цветения пшеницы.The research was carried out on the experimental fields of the Kazan State Agrarian University. The object of the study was the spring wheat variety Ekada 66. The effectiveness of spraying plants during the growing season was studied. The experimental option was a biological product based on Bacillus mojavensis PS17 with a rate of 1.0 l/ha. The production of the biological product was carried out on a laboratory shaker Innova 40R (Eppendorf) at a temperature of 37°C, the incubation time was 17 hours with a rotation of 180 rpm. The medium for obtaining preparations is a liquid nutrient medium LB, Luria broth. The titer is not less than 2.5x10 9 CFU / l. The untreated variant served as the control. The standard was the registered biological preparation Rizoplan based on Pseudomonas fluorescens strain AP-33 with a consumption rate of 1 l/ha. Agrotechnology of cultivation of spring wheat is generally accepted for the zone of the Pre-Kama region of the Republic of Tatarstan (Russia). Consumption of working fluid - 200 l/ha. The treatment was carried out twice - in the heading phase and in the flowering phase of wheat.

Применение различных вариантов обработки оказало влияние на развитие листовых микозов (табл. 2) и пораженность колосьев (табл. 3) болезнями.The use of various treatment options had an impact on the development of leaf mycoses (Table 2) and the incidence of ears (Table 3) with diseases.

- 3 042519- 3 042519

Таблица 2table 2

Развитие листовых болезней и биологическая эффективность их контроля при применении биоагентов на яровой пшенице (через 14 дней после обработки), %, 2018 г.The development of leaf diseases and the biological effectiveness of their control when using bioagents on spring wheat (14 days after treatment),%, 2018

Вариант Option Развитие болезни, % Development of the disease, % Биологическая эффективность, % Biological efficiency, % септориоз листьев leaf septoria настоящая мучниста роса true powdery mildew септори- оз листь- ев septori- oz leaf- ev настоящая мучниста роса true powdery mildew Контроль Control 13,0 13.0 2,5 2.5 Ризоплан Rizoplan 15,1 15.1 1,0 1.0 0 0 60,0 60.0 Bacillus mojavensis PS 17 Bacillus mojavensis PS 17 10,0 10.0 0,5 0.5 23,1 23.1 80,0 80.0

С точки зрения контроля листовых болезней, использование Bacillus mojavensis PS17 оказало более выраженное влияние на снижение развития септориоза листьев и настоящей мучнистой росы в сравнении со стандартным биофунгицидом Ризоплан.In terms of foliar disease control, the use of Bacillus mojavensis PS17 had a more pronounced effect in reducing the development of leaf septoria and powdery mildew compared to the standard biofungicide Rizoplan.

Таблица 3Table 3

Распространенность болезней колоса и биологическая эффективность их контроля при применении биоагентов на яровой пшенице в фазу восковой спелости, %, 2018 г.The prevalence of ear diseases and the biological effectiveness of their control when using bioagents on spring wheat in the phase of wax ripeness, %, 2018

Вариант Option Развитие болезни, % Development of the disease, % Биологическая эффективность, %8 Biological efficiency, %8 чернь колоса black ears Септориоз Septoria чернь колоса black ear септориоз septoria Контроль Control 2,0 2.0 5,1 5.1 Ризоплан Rizoplan 1,5 1.5 2,1 2.1 25,0 25.0 58,8 58.8 Bacillus mojavensis PS 17 Bacillus mojavensis PS 17 1,1 1.1 1,8 1.8 45,0 45.0 64,7 64.7

С точки зрения контроля болезней колоса, препарат на основе Bacillus mojavensis PS17 значительно превосходил по эффективности контроля микозов стандартный биофунгицид Ризоплан.From the point of view of the control of ear diseases, the preparation based on Bacillus mojavensis PS17 significantly outperformed the standard biofungicide Rizoplan in terms of the effectiveness of mycosis control.

Обработка растений Bacillus mojavensis PS17 достоверно увеличила урожайность яровой пшеницы на 0,53 т/га, что значительно превышает результаты, полученные при использовании стандартного биофунгицида Ризоплан (табл. 4).The treatment of plants with Bacillus mojavensis PS17 significantly increased the yield of spring wheat by 0.53 t/ha, which significantly exceeds the results obtained using the standard biofungicide Rizoplan (Table 4).

Таблица 4Table 4

Урожайность яровой пшеницы сорта Экада 66, т/га, 2018 г.Yield of spring wheat variety Ekada 66, t/ha, 2018

Вариант Option Урожайность, т/га Productivity, t/ha Прибавка урожая Yield increase т/га t/ha % % Контроль Control 2,48 2.48 Ризоплан Rizoplan 2,57 2.57 0,09 0.09 3,8 3.8 Bacillus mojavensis PS 17 Bacillus mojavensis PS 17 3,01 3.01 0,53 0.53 21,3 21.3 НСР05 NSR05 0,08 0.08

Таким образом, применение дважды в период вегетации культуры эндофитных бактерий Bacillus mojavensis PS17 с нормой 1 л/га оказывает выраженное влияние на снижение поражения растений яровой пшеницы основными болезнями, приводит к росту урожайности.Thus, the application twice during the growing season of a culture of endophytic bacteria Bacillus mojavensis PS17 at a rate of 1 l/ha has a pronounced effect on reducing the damage to spring wheat plants by major diseases, and leads to an increase in yield.

Пример 5. Оценка эффективности предпосадочной обработки клубней картофеля штаммом Bacillus mojavensis PS17 в полевых условиях.Example 5 Evaluation of the effectiveness of preplant treatment of potato tubers with Bacillus mojavensis PS17 strain in the field.

Объект исследования - картофель сорта Венета, репродукция суперэлита. Изучались варианты обработки клубней перед посадкой. Схема опыта: 1. Контроль - без обработки. 2. Химический препарат стандарт - 290 кс (имидаклоприд + пенцикурон) Престиж (0,7 л/т). 3. Биологический препарат - Ризоплан на основе Pseudomonas fluorescens AP-33 (1 л/т). 4. Биопрепарат на основе эндофитной бактерии Bacillus mojavensis PS 17 (1,0 л/т). Повторность в опытах - четырехкратная. Норма расхода рабочей жидкости - 20 л/т. Клубни обрабатывались непосредственно перед посадкой.The object of the study is potatoes of the Veneta variety, a superelite reproduction. Options for processing tubers before planting were studied. Scheme of experience: 1. Control - without processing. 2. Standard chemical preparation - 290 ks (imidacloprid + pencicuron) Prestige (0.7 l/t). 3. Biological preparation - Rizoplan based on Pseudomonas fluorescens AP-33 (1 l/t). 4. Biological preparation based on the endophytic bacterium Bacillus mojavensis PS 17 (1.0 l/t). The repetition in the experiments is fourfold. The consumption rate of the working fluid is 20 l/t. The tubers were processed immediately before planting.

Результаты оценки влияния обработки на пораженность ростков ризоктониозом представлены в табл. 6.The results of evaluating the effect of treatment on the incidence of rhizoctoniosis sprouts are presented in table. 6.

- 4 042519- 4 042519

Таблица 6Table 6

Поражение ростков картофеля ризоктониозом и биологическая эффективность контроля при применении обработки клубней, %, 2018 г.The defeat of potato sprouts by rhizoctoniosis and the biological effectiveness of control when applying the treatment of tubers,%, 2018

Вариант Option Показатель учета бо- лезни Accounting indicator Lezni Биологическая эффективность, % Biological efficiency, % р* R* р** R** Р R R R Контроль Control 27,4 27.4 6,4 6.4 Престиж Prestige 5,1 5.1 0,6 0.6 81,4 81.4 90,6 90.6 Ризоплан Rizoplan 12,1 12.1 2,4 2.4 55,8 55.8 62,5 62.5 Bacillus mojavensis PS 17 Bacillus mojavensis PS 17 5,5 5.5 0,7 0.7 79,9 79.9 89,1 89.1

Примечание: * Р - распространенность болезни, %; ** R - развитие болезни, %. По эффективности контроля ризоктониоза препарат на основе Bacillus mojavensis PS17 превосходил стандартных биофунгицид Ризоплан и незначительно уступал показателям для химического препарата - Престиж.Note: * P - prevalence of the disease, %; ** R - development of the disease, %. In terms of the effectiveness of rhizoctoniosis control, the preparation based on Bacillus mojavensis PS17 was superior to the standard biofungicide Rizoplan and slightly inferior to the indicators for the chemical preparation - Prestige.

Наибольшая урожайность (табл. 7) была получена при применении препарата на основе Bacillus mojavensis PS17. Если по сравнению с химическим стандартом достоверных различий по урожайности в данном варианте не обнаружилось, то в сравнении со стандартным биофунгицидом Ризопланом прирост общей урожайности составил 3,1 т/га.The highest yield (Table 7) was obtained with the use of a preparation based on Bacillus mojavensis PS17. If, compared with the chemical standard, there were no significant differences in yield in this variant, then in comparison with the standard biofungicide Rizoplan, the increase in total yield was 3.1 t/ha.

Таблица 7Table 7

Урожайность картофеля сорта Венета при применении обработки клубней, т/га, 2018 г.Potato yield of the Veneta variety when tubers are treated, t/ha, 2018

Вариант Option Урожайность, т/га Productivity, t/ha Прибавка к контролю Control Gain т/га t/ha % % Контроль Control 15,5 15.5 Престиж Prestige 23,3 23.3 7,8 7.8 50,2 50.2 Ризоплан Rizoplan 20,6 20.6 5,1 5.1 33,0 33.0 Bacillus mojavensis PS 17 Bacillus mojavensis PS 17 23,7 23.7 8,2 8.2 53,0 53.0 НСР05 NSR05 0,08 0.08

Таким образом, штамм бактерий Bacillus mojavensis PS17 обладает фунгицидной активностью в отношении фитопатогенных грибов и повышает урожайность сельскохозяйственных культур, что позволит расширить спектр средств биологической защиты растений от болезней.Thus, the bacterial strain Bacillus mojavensis PS17 has fungicidal activity against phytopathogenic fungi and increases crop yields, which will expand the range of biological plant protection against diseases.

Список использованной литературыList of used literature

1. Чумаков, А.Е. Вредоносность болезней сельскохозяйственных куль- тур / А.Е. Чумаков, Т.И. Захарова. - М.: Агропромиздат, 1990. - 127 с.1. Chumakov, A.E. Harmfulness of diseases of agricultural crops / A.E. Chumakov, T.I. Zakharov. - M.: Agropromizdat, 1990. - 127 p.

2. Шкаликов, В.А. Защита растений от болезней: учебник / В.А. Шкаликов, О. О. Белошапкина, Д. Д. Букреев и др.; Под ред. В.А.Шкаликова. М.: Колосс, 2010. - 404 с.2. Shkalikov, V.A. Plant protection from diseases: a textbook / V.A. Shkalikov, O. O. Beloshapkina, D. D. Bukreev, and others; Ed. V.A. Shkalikova. M.: Colossus, 2010. - 404 p.

3. Тютерев, С.Л. Механизмы действия фунгицидов на фитопатогенные грибы/ С. Л. Тютерев; Российская акад. с.-х. наук, Всероссийский науч,исслед. ин-т защиты растений. - Санкт-Петербург: Нива, 2010. - 170 с.3. Tyuterev, S.L. Mechanisms of action of fungicides on phytopathogenic fungi / S. L. Tyuterev; Russian acad. s.-x. Sciences, All-Russian scientific, research. in-t plant protection. - St. Petersburg: Niva, 2010. - 170 p.

4. Штерншис, М.В. Биологическая защита растений: Учебник/М.В. Штерншис, И.В. Андреева, О.Г. Томилова. - Спб.: Издательство «Лань», 2019.-332 с.4. Shternshis, M.V. Biological plant protection: Textbook / M.V. Shternshis, I.V. Andreeva, O.G. Tomilova. - St. Petersburg: Publishing house "Lan", 2019.-332 p.

- 5 042519- 5 042519

5. Штерншис, М.В. Тенденции развития биотехнологии микробных средств защиты растений в России/М.В. Штерншис // Вестник Томского государственного университета. Биология. - 2012. - № 2 (18). - С. 92-100.5. Shternshis, M.V. Trends in the development of biotechnology of microbial plant protection products in Russia / M.V. Shternshis // Bulletin of the Tomsk State University. Biology. - 2012. - No. 2 (18). - S. 92-100.

6. Хомяк, А.И. Оптимальные условия культивирования новых бактерий рода Bacillus, перспективных для разработки на их основе биофунгицидов / А.И. Хомяк, А.М. Асатурова, Т.М. Сидорова // В сборнике: Биологическая защита растений - основа стабилизации агроэкосистем . Материалы докладов, представленных на 8-ю Международную конференцию. - 2014. - С. 298301.6. Hamster, A.I. Optimal conditions for the cultivation of new bacteria of the genus Bacillus, promising for the development of biofungicides based on them / A.I. Khomyak, A.M. Asaturova, T.M. Sidorova // In the collection: Biological plant protection - the basis for the stabilization of agroecosystems. Materials of reports submitted to the 8th International Conference. - 2014. - S. 298301.

7. Асатурова А.М. Изучение влияния бактеризации семян на рост и развитие растений озимой пшеницы / А.М. Асатурова, В.Д. Надыкта, В.Я. Исмаилов и др. // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - 2013. -№ 85. - С. 43-56.7. Asaturova A.M. Study of the effect of bacterization of seeds on the growth and development of winter wheat plants / A.M. Asaturova, V.D. Nadykta, V.Ya. Ismailov and others // Polythematic network electronic scientific journal of the Kuban State Agrarian University. - 2013. - No. 85. - S. 43-56.

8. Патент № 2099947 Россия, A01N63/00, C12N1/20, C12N1/20, C12R1:125. Биопрепарат фитоспорин для защиты растений от болезней / Смирнов В.В., Сорокулова И.Б., Бережницкая Т. Г., Ваньянц Г.М., Менликиев М.Я., Недорезков В.Д., Минеев М.И., Вахитов В.А., Байгузина Ф. А. -№ 96121980/13; Заявл. 15.11.1996; Опубл. 27.12.1997.8. Patent No. 2099947 Russia, A01N63/00, C12N1/20, C12N1/20, C12R1:125. Phytosporin biological product for plant protection against diseases / Smirnov V.V., Sorokulova I.B., Berezhnitskaya T.G., Vanyants G.M., Menlikiev M.Ya., Nedorezkov V.D., Mineev M.I., Vakhitov V.A., Baiguzina F.A. - No. 96121980/13; Appl. 11/15/1996; Published 12/27/1997.

9. Патент № 2538157 Россия, C12N 1/20 A01N 63/00 C12R 1/125. Штамм бактерий Bacillus subtilis Б 93 ВИЗР для защиты картофеля от болезней при хранении / Новикова И.И., Бойкова И.В., Павлюшин В.А., Зейрук В.Н. -№2013152716/10; Заявл. 27.11.2013; Опубл. 10.01.2015.9. Patent No. 2538157 Russia, C12N 1/20 A01N 63/00 C12R 1/125. The bacterial strain Bacillus subtilis B 93 VIZR for the protection of potatoes from diseases during storage / Novikova I.I., Boikova I.V., Pavlyushin V.A., Zeiruk V.N. -No. 2013152716/10; Appl. 11/27/2013; Published 01/10/2015.

10. Патент № 2552146 Россия, C12N 1/20 A01N 63/02 C12R 1/125. Штамм бактерий Bacillus subtilis BZR 517 для получения биопрепарата против фитопатогенных грибов/ Асатурова А.М., Дубяга В.М. - № 2013151375/10; Заявл. 20.11.2013; Опубл. 10.06.2015.10. Patent No. 2552146 Russia, C12N 1/20 A01N 63/02 C12R 1/125. The bacterial strain Bacillus subtilis BZR 517 for obtaining a biological product against phytopathogenic fungi/ Asaturova A.M., Dubyaga V.M. - No. 2013151375/10; Appl. 11/20/2013; Published 06/10/2015.

11. Патент № 2648163 Россия, C12N 1/20. Штамм Bacillus mojavensis Lhv-97, обладающий фунгицидной и бактерицидной активностью/ Дунайцев И.А., Лев И.О., Клыкова М.В., Жиглецова С.К., Сосна И.М., Торгонина И.В., Варламова Т.А., Зайцева С.Д. -№ 2017128916; Заявл. 15.08.2017; Опубл. 22.03.2018.11. Patent No. 2648163 Russia, C12N 1/20. Bacillus mojavensis Lhv-97 strain with fungicidal and bactericidal activity/ Dunaytsev I.A., Lev I.O., Klykova M.V., Zhigletsova S.K., Sosna I.M., Torgonina I.V., Varlamova T.A., Zaitseva S.D. -No. 2017128916; Appl. 08/15/2017; Published 03/22/2018.

12. Чеботарь В.К., Заплаткин А.Н., Щербаков А.В., и др. Микробные препараты на основе эндофитных и ризобактерий, которые перспективны для повышения продуктивности и эффективности использования минеральных удобрений у ярового ячменя (Hordeum vulgare L.) и овощных культур // Сельскохозяйственная биология. - 2016. - Т. 51 —№ 3. - С. 335-342.12. Chebotar V.K., Zaplatkin A.N., Shcherbakov A.V., et al. Microbial preparations based on endophytic and rhizobacteria, which are promising for increasing the productivity and efficiency of using mineral fertilizers in spring barley (Hordeum vulgare L.) and vegetable crops // Agricultural biology. - 2016. - V. 51 - No. 3. - S. 335-342.

Claims (1)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM Штамм бактерий Bacillus mojavensis PS17, обладающий фунгицидной активностью в отношении фитопатогенных грибов и повышающий урожайность сельскохозяйственных культур, позволяет расширить спектр средств биологической защиты растений от болезней, депонирован в Национальном Биоресурсном Центре Всероссийская коллекция промышленных микроорганизмов (БРЦ ВКПМ) НИЦ Курчатовский институт - ГосНИИгенетика под регистрационным номером ВКПМ В-13415.The bacterial strain Bacillus mojavensis PS17, which has fungicidal activity against phytopathogenic fungi and increases the yield of crops, allows you to expand the range of biological plant protection against diseases, deposited at the National Bioresource Center VKPM V-13415.
EA202291559 2019-12-13 2020-11-19 Bacillus mojavensis PS17 BACTERIAL STRAIN FOR INCREASING YIELD AND PROTECTING AGRICULTURAL PLANTS FROM PHYTOPATHOGENIC FUNGI EA042519B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019141759 2019-12-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA042519B1 true EA042519B1 (en) 2023-02-21

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4417998B2 (en) Plant disease control method using Bacillus subtilis strain having antagonistic action
Haggag et al. Colonization of peanut roots by biofilm‐forming Paenibacillus polymyxa initiates biocontrol against crown rot disease
US6569425B2 (en) Bacillus licheniformis biofungicide
KR101569737B1 (en) Novel endophytic bacteria Bacillus oryzicola isolated from rice rhizosphere and development of a natural biopesticide and plant strengthener using same
WO2002072795A2 (en) Isolated bacteria for the protection of plants against phytopathogenic fungi and bacteria
AU2002252240A1 (en) Novel biofungicide
CN106148232B (en) The bacterium bacterial strain and its application of one plant of antagonism plant pathogenetic bacteria
KR102285666B1 (en) Bacillus Velezensis AFB2-2 with antibacterial activity against plant pathogen and uses thereof
JP2009247302A (en) New strain of bacillus amyloliquefaciens and plant disease control agent using the same
LT4785B (en) Biocontrol agents for control of root diseases
JP5896643B2 (en) New microorganism and plant disease control material using the new microorganism
RU2529958C1 (en) Strain of nitrogen-fixing bacteria pseudomonas sp for obtaining biological product against diseases of wheat caused by phytopathogenic fungi, and increase in productivity
KR20080045346A (en) Bacillus subtilis m27 and biological control of sclerotinia rot by using the same
KR101139794B1 (en) Biological control of plant diseases by mixed Bacillus subtilis M27 and 5M43
KR20150056209A (en) New microorganism Bacillus amyloliquefaciens CC110 and Microbial agent biopesticide containing the same
RU2625977C1 (en) Bacillus amyloliquefaciens ops-32 bacteria stain for the production of complete biopreparate for protection of agricultural plants from phytopathogenic mushrooms, stimulation of their growth and increase in yield
RU2690420C1 (en) Bacterial plant growth stimulator
RU2737208C1 (en) Bacterial strain bacillus mojavensis ps17 for producing higher yield and protection of agricultural plants against phytopathogenic fungi
EA042519B1 (en) Bacillus mojavensis PS17 BACTERIAL STRAIN FOR INCREASING YIELD AND PROTECTING AGRICULTURAL PLANTS FROM PHYTOPATHOGENIC FUNGI
JP2019165676A (en) Plant disease control agent and method of controlling plant disease
JP2007153873A (en) Soilborne disease controlling agent
KR20060021162A (en) Antifungal plant growth promoting rhizobacterium, bacillus amyloliquefaciens mj-3 and microbial bed soil using hereof
RU2736424C1 (en) Bacterial strain bacillus amyloliquefaciens recb-95 for production of biopreparation for protection of agricultural plants from stresses, stimulation of their growth and increase of crop capacity
JP2005151887A (en) Agent and method for controlling soil-borne disease
KR20030031371A (en) Bacillus subtilis YS1 having antifungal activity, preparation method of its mutants by gamma radiation and the mutants thereof