RU2675503C1 - Способ получения биологического препарата для стимуляции роста и защиты растений от заболеваний - Google Patents
Способ получения биологического препарата для стимуляции роста и защиты растений от заболеваний Download PDFInfo
- Publication number
- RU2675503C1 RU2675503C1 RU2018112343A RU2018112343A RU2675503C1 RU 2675503 C1 RU2675503 C1 RU 2675503C1 RU 2018112343 A RU2018112343 A RU 2018112343A RU 2018112343 A RU2018112343 A RU 2018112343A RU 2675503 C1 RU2675503 C1 RU 2675503C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- growth
- vkpm
- molasses
- drug
- titer
- Prior art date
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 201000010099 disease Diseases 0.000 title claims description 12
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 title claims description 12
- 230000017363 positive regulation of growth Effects 0.000 title 1
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 claims abstract description 22
- 241001645955 Pseudomonas chlororaphis subsp. aureofaciens Species 0.000 claims abstract description 21
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims abstract description 21
- 241000589149 Azotobacter vinelandii Species 0.000 claims abstract description 18
- 230000012010 growth Effects 0.000 claims abstract description 17
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- 239000002609 medium Substances 0.000 claims description 25
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims description 5
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 3
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 3
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims description 3
- 229940079593 drug Drugs 0.000 abstract description 25
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 25
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 10
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 9
- 230000000855 fungicidal effect Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 12
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 10
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 8
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 8
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 8
- 230000009036 growth inhibition Effects 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 7
- 235000010419 agar Nutrition 0.000 description 7
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 6
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 6
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 6
- 239000012224 working solution Substances 0.000 description 6
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 5
- 230000003042 antagnostic effect Effects 0.000 description 5
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 5
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 5
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 5
- 241000213004 Alternaria solani Species 0.000 description 4
- 241000223194 Fusarium culmorum Species 0.000 description 4
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 description 4
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 description 4
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 4
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 4
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 4
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 4
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 description 4
- 230000003032 phytopathogenic effect Effects 0.000 description 4
- 102220201851 rs143406017 Human genes 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 4
- 241000223602 Alternaria alternata Species 0.000 description 3
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 3
- 241000589516 Pseudomonas Species 0.000 description 3
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 3
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 3
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 230000007226 seed germination Effects 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 241000266349 Alternaria tenuissima Species 0.000 description 2
- 241000589152 Azotobacter chroococcum Species 0.000 description 2
- 241000123650 Botrytis cinerea Species 0.000 description 2
- 241000223221 Fusarium oxysporum Species 0.000 description 2
- 241000206672 Gelidium Species 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000589 Siderophore Substances 0.000 description 2
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 2
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 2
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 2
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 2
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 2
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 2
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 2
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 2
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 2
- 238000009343 monoculture Methods 0.000 description 2
- 230000017066 negative regulation of growth Effects 0.000 description 2
- 239000006916 nutrient agar Substances 0.000 description 2
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 2
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229930195732 phytohormone Natural products 0.000 description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 2
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 2
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 2
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- ZVJHJDDKYZXRJI-UHFFFAOYSA-N 1-Pyrroline Chemical compound C1CC=NC1 ZVJHJDDKYZXRJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108020004465 16S ribosomal RNA Proteins 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
- 241000191412 Alternaria infectoria Species 0.000 description 1
- 229930192334 Auxin Natural products 0.000 description 1
- 241000194106 Bacillus mycoides Species 0.000 description 1
- 235000016068 Berberis vulgaris Nutrition 0.000 description 1
- 241000335053 Beta vulgaris Species 0.000 description 1
- 241000190150 Bipolaris sorokiniana Species 0.000 description 1
- 240000008067 Cucumis sativus Species 0.000 description 1
- 235000009849 Cucumis sativus Nutrition 0.000 description 1
- 208000004770 Fusariosis Diseases 0.000 description 1
- 241000223218 Fusarium Species 0.000 description 1
- 241000223195 Fusarium graminearum Species 0.000 description 1
- 241001208371 Fusarium incarnatum Species 0.000 description 1
- 241000427940 Fusarium solani Species 0.000 description 1
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 description 1
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 1
- 239000007836 KH2PO4 Substances 0.000 description 1
- 235000007688 Lycopersicon esculentum Nutrition 0.000 description 1
- 241001459558 Monographella nivalis Species 0.000 description 1
- 208000031888 Mycoses Diseases 0.000 description 1
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 102000035195 Peptidases Human genes 0.000 description 1
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 description 1
- 239000004365 Protease Substances 0.000 description 1
- 241000589776 Pseudomonas putida Species 0.000 description 1
- 241000131360 Pythium oligandrum Species 0.000 description 1
- 240000003768 Solanum lycopersicum Species 0.000 description 1
- 241001136494 Talaromyces funiculosus Species 0.000 description 1
- 241000083901 Urocystis agropyri Species 0.000 description 1
- 241000514371 Ustilago avenae Species 0.000 description 1
- 235000016383 Zea mays subsp huehuetenangensis Nutrition 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000012271 agricultural production Methods 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000843 anti-fungal effect Effects 0.000 description 1
- 239000002363 auxin Substances 0.000 description 1
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 239000003124 biologic agent Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- UQHKFADEQIVWID-UHFFFAOYSA-N cytokinin Natural products C1=NC=2C(NCC=C(CO)C)=NC=NC=2N1C1CC(O)C(CO)O1 UQHKFADEQIVWID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004062 cytokinin Substances 0.000 description 1
- ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L dipotassium hydrogen phosphate Chemical compound [K+].[K+].OP([O-])([O-])=O ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000396 dipotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019797 dipotassium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 244000053095 fungal pathogen Species 0.000 description 1
- 239000007952 growth promoter Substances 0.000 description 1
- 239000004009 herbicide Substances 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 235000009973 maize Nutrition 0.000 description 1
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 235000006180 nutrition needs Nutrition 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 230000008654 plant damage Effects 0.000 description 1
- 239000005648 plant growth regulator Substances 0.000 description 1
- 244000000003 plant pathogen Species 0.000 description 1
- GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M potassium dihydrogen phosphate Chemical compound [K+].OP(O)([O-])=O GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000013587 production medium Substances 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000003971 tillage Methods 0.000 description 1
- 239000012137 tryptone Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N63/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing microorganisms, viruses, microbial fungi, animals or substances produced by, or obtained from, microorganisms, viruses, microbial fungi or animals, e.g. enzymes or fermentates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
- C12N1/205—Bacterial isolates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
- C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
- C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
- C12R2001/065—Azotobacter
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
- C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
- C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
- C12R2001/38—Pseudomonas
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Virology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Pest Control & Pesticides (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к биотехнологии. Предложен способ получения препарата для стимуляции роста и защиты сельскохозяйственных культур. Способ включает раздельное культивирование штаммов бактерий Pseudomonas aureofaciens ВКПМ В-11634 и Azotobacter vinelandii ВКПМ В-5787 в мелассной среде до достижения титра не менее 500 млн кл/мл. Затем полученные маточные культуры засевают в питательную мелассную среду в соотношении 2:1 и выращивают совместно до достижения титра клеток не менее 10-10КОЕ/мл в течение 20-22 ч. Способ обеспечивает получение биологического препарата фунгицидного действия и стимулирующего рост и развитие растений. 1 ил., 2 табл., 2 пр.
Description
Изобретение относится к биотехнологии и сельскому хозяйству, в частности производству препарата, используемого в качестве биологического средства борьбы с возбудителями болезней растений и стимуляции их роста.
Известен препарат для стимуляции роста и защиты растений от грибов, содержащий суспензию штамма бактерий Pseudomonas putida с концентрацией клеток 1⋅109 кл/мл (RU 1805849, МПК A01N 63/00, C12N 1/20, опубл. 30.03.1993).
Недостатком известного препарата является узкий спектр фунгицидного действия.
Известен препарат для стимуляции роста и защиты растений от болезней, включающий комплекс штаммов бактерий Pseudomonas species 7Г, Pseudomonas species 7Г2К, Pseudomonas species 17-2, взятых в соотношении 1:2:1-2:1:2 с концентрацией (2-5)⋅1010 кл/мл и дополнительно содержит гуматы с микроэлементами (RU 2130264, МПК A01N 63/00, опубл. 20.05.1999).
Недостатками известного препарата являются длительность получения вследствие использования комплекса штаммов, а также для культивирования микроорганизмов данного препарата используются дорогостоящие компоненты среды (триптон или пептон, дрожжевой экстракт), что повышает стоимость готового продукта.
Известен препарат «Экстрагран» для стимуляции роста и защиты растений от болезней, содержащий штаммы микроорганизмов Bacillus mycoides var. В.А. ВНИИСХМ №Д138 и Azotobacter vinelandii var. НП ВНИИСХМ №Д24 с титром клеток (0,8-1,2)⋅108 кл/мл, взятых в соотношении (1,8-2,2):1, а также гуматы с микроэлементами (RU 2302114, МПК A01N 63/00, C12N 1/20, C12R 1/065, C12R 1/07, опубл. 10.07.2007).
Недостатком препарата, включающего штаммы бактерий разной таксономической принадлежности, являются различия в питательных потребностях, условиях культивирования и проявления максимальной эффективности полезных свойств.
Кроме того, указанные биопрепараты недостаточно эффективны для защиты растений против широкого спектра возбудителей заболеваний растений.
Известен препарат для стимуляции роста растений, содержащий суспензию клеток штамма бактерий Pseudomonas aureofaciens HI6 в концентрации (2-4)⋅109 кл/мл. Препарат позволяет повысить урожай растений за счет стимулирующей активности, но не защищает растения от широкого спектра фитопатогенов (RU 2001950, МПК A01N 63/00, C12N 1/20, опубл. 30.10.1993).
Известен штамм бактерий Pseudomonas aureofaciens ИБ 51, проявляющий антагонистическую активность по отношению к фитопатогенным грибам Alternaria alternata, Bipolaris sorokiniana, Fusarium oxysporum, Fusarium gibbosum, Fusarium culmorum, Fusarium graminearum, Fusarium nivale, Fusarium oxysporum, Fusarium semitectum, Fusarium solani, Penicillium funiculosum (RU 2203945, МПК A01N 63/00, C12N 1/20, опубл. 10.05.2003).
Известный штамм используется только в качестве препарата против заболеваний пшеницы, также отсутствуют сведения о его ростостимулирующем действии. При получении препарата в состав среды входят такие компоненты как пептон и дрожжевой экстракт, что значительно повышает его стоимость.
Известен штамм бактерий Azotobacter vinelandii ИБ 4, полученный методом аналитической селекции природных изолятов по принципу отбора продуцентов, обладающих достаточно высокой антагонистической активностью по отношению к грибам-фитопатогенам, вызывающим корневые гнили пшеницы (RU 2245918, МПК A01N 63/00, C12N 1/20, C12R 1:065, опубл. 10.02.2005).
Недостатком известного штамма бактерий является его действие только на возбудителей грибных заболеваний пшеницы, а также длительность культивирования продуцента.
Известен способ получения биологического препарата для стимуляции роста растений, включающий совместное культивирование штаммов бактерий Pseudomonas aureofaciens 2006 (Pseudomonas aureofaciens ВКПМ B-5787) на «мелассной среде оптимизированного состава» в термостатируемом шейкере-инкубаторе при температуре 28-29°C в течение 2 сут (Захаркина А.С. Изучение развития семян кукурузы при обработке бактериальными суспензиями на основе ризосферных бактерий Pseudomonas aureofaciens и Azotobacter vinelandii / А.С. Захаркина, С.А. Ибрагимова, В.В. Ревин // Матер. IX Междунар. науч.-практич. конф. «Ресурсосберегающие экологически безопасные технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции», Саранск, 18-19 апреля 2013 г., с. 68-71).
В известном способе не раскрыты условия получения маточных культур, а также оптимизированный состав опытной среды. Кроме того время культивирования бактерий составляет 2 сут (в заявленном изобретении оно сокращено до 20-22 ч).
Известно, что при совместном культивировании Pseudomonas aureofaciens 2006 и Azotobacter vinelandii Д-08 на питательной среде на основе послеспиртовой барды и мелассы (оптимальная концентрация мелассы 40 г/л) число живых клеток достигало максимума к 20-25 часам роста, с титром 1,2*1011 КОЕ/мл - на 20 час роста (Захаркина А.С. Оптимизация роста ризосферных бактерий на отходах пищевой промышленности / А.С. Захаркина, Т.М. Бабабкина, В.В. Ревин // Матер. Междунар. науч. конф. «Достижения и перспективы развития биотехнологии», МГУ им. Н.П. Огарева, 3-5 октября 2012 г., с. 60-61).
В известном решении совместное культивирование Pseudomonas aureofaciens 2006 и Azotobacter vinelandii Д-08 проводят «на жидкой фракции барды, варьируя концентрацию мелассы от 0 до 50 г/л с интервалом 10 г/л». При этом также не раскрыты условия получения инокулята. В заявленном изобретении в качестве основы, как для маточной, так и для производственной среды используется только меласса, что значительно снижает себестоимость готового продукта.
Известно, что бактерии рода Azotobacter vinelandii являются эффективным стимуляторами роста растений и обладают широким спектром антагонистической активности по отношению к фитопатогенным микромицетам, что определено продуцированием метаболитов с антибиотической активностью (Пугачева Е.Г. Бактерии Azotobacter vinelandii - основа биопрепарата, обладающего фунгицидной активностью / Е.Г. Пугачева // Автореф. дисс. к.б.н., 17.12.2014, с. 3, 4, 9, 18-21).
В известно решении описываются свойства монокультур на основе Azotobacter vinelandii. «На основе штамма бактерий Azotobacter vinelandii ИБ 4 разработан новый биопрепарат «Азолен», предназначенный для защиты сельскохозяйственных растений от грибных фитопатогенов и стимуляции роста» (Научная библиотека диссертаций и авторефератов disserCat. Режим доступа: http://www.dissercat.com/content/bakterii-azotobacter-vinelandii-osnova-biopreparata-obladavushchego-fungitsidnoi-aktivnostvu#ixzz5LnIEk2yk). При этом «для получения препарата штамм выращивают на безазотистой питательной среде в течение 60 ч при 28-30°C с аэрацией до титра 1010 КОЕ/мл». Данный штамм «оказывает антагонистическое действие на возбудителей корневых гнилей пшеницы». В заявленном изобретении предлагается способ получения биопрепарата комплексного действия на основе консорциума бактерий разного вида, позволяющих расширить спектр подавляемых фитопатогенов и свойства получаемого продукта, а также сократить общую продолжительность технологического процесса.
Наиболее близкими по технической сущности к заявляемому изобретению являются способы культивирования штаммов бактерий Azotobacter chroococcum ВН-1811 ВКПМ В-9029 и Pseudomonas aureofaciens 2006.
Известен биологический препарат для повышения урожайности сельскохозяйственных культур и их устойчивости к различным заболеваниям, полученный путем 2-ступенчатой ферментации штамма бактерий Azotobacter chroococcum ВН-1811 ВКПМ В-9029, при этом первую ферментацию проводят на жидкой питательной среде Федорова с мелассой в течение 24-36 ч, а вторую - на той же среде в течение 48-60 ч, ферментации ведут при температуре 29±1°С, непрерывном перемешивании и аэрации, равной 1 объему воздуха/1 объем питательной среды в минуту, посевную культуру засевают из расчета 5-10% от объема питательной среды (RU 2289620, МПК C12N 1/20, A01N 63/00, C12R 1/065, опубл. 20.12.2006).
Известный биологический препарат обладает низкой эффективностью действия против грибных и бактериальных возбудителей болезней сельскохозяйственных культур, длительной продолжительностью культивирования продуцента и отсутствием способности к фосфатмобилизации.
Известен способ культивирования бактерии Pseudomonas aureofaciens 2006 на мелассе с добавлением источников азотного (NaNO3 2 г/л) и фосфорного (КН2РО4 2,5 г/л) питания. Полученная бактериальная суспензия оказывает положительное влияние на развитие семян пшеницы и обладает антифунгальным действием к ряду фитопатогенов (Бурова Ю.А., Ибрагимова С.А., Ревин В.В. Получение бактериальной суспензии Pseudomonas aureofaciens 2006 на мелассе и изучение некоторых ее свойств. Вестник Оренбургского государственного университета. №10. (146). октябрь, 2012. С. 61-65).
Недостатком данного способа является культивирование монокультуры, не проявляющей способности к азотофиксации, и использование для получения инокулята среды Кинга, содержащую пептон, что повышает себестоимость готового препарата.
Задачей изобретения является разработка способа получения нового биологического препарата комплексного действия (фунгицидного, стимулирующего рост и развитие растений, повышающего урожайность растений и уровень почвенного плодородия) с высокими количественными характеристиками на основе биомассы консорциума микроорганизмов, при использовании которого может быть достигнут технический результат, заключающийся в обеспечении снижения затрат на его производство.
Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе получения нового биологического препарата в качестве питательной среды для культивирования двух микроорганизмов-продуцентов используется отход сахарного производства (меласса), при этом время ферментации сокращается до 20-22 ч.
Сущность изобретения заключается в том, что способ получения биологического препарата для стимуляции роста и защиты растений от заболеваний включает совместное культивирование штаммов бактерий Pseudomonas aureofaciens ВКПМ В-11634 и Azotobacter vinelandii ВКПМ В-5787 на питательной среде, основой которой является меласса. Штаммы бактерий раздельно засевают в жидкую мелассную среду и культивируют в условиях аэрации до достижения титра не менее 500 млн кл/мл, получая маточные культуры, которые засевают в производственную питательную среду на основе мелассы в соотношении 2:1 и выращивают до достижения титра клеток не менее 1010-1011 КОЕ/мл. Продолжительность ферментации составляет 20-22 ч.
В табл. 1 показаны ростовые показатели семян при обработке биологическим препаратом; в табл. 2 и на фиг. 1 - степень ингибирования роста грибов при обработке биологическим препаратом.
Штамм бактерии Pseudomonas aureofaciens депонирован во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов под регистрационным номером штамм Pseudomonas aureofaciens ВКПМ В-11634.
Штамм бактерии Pseudomonas aureofaciens ВКПМ В-11634 выделен с ризосферы ячменя и отселекционирован путем многоступенчатого отбора по признакам: широкий спектр высокой антагонистической активности к различным фитопатогенным микромицетам; высокая продуктивность культуры и технологичность в производственных условиях; высокий уровень ферментативной активности (протеазы, хитназы); способность повысить прорастание семян и способствовать повышению уровня урожайности растений; возможность использования в виде баковой смеси с гербицидами.
Таксономическая принадлежность штамма бактерии Pseudomonas aureofaciens определена при помощи анализа секвенированных нуклеотидных последовательностей генов, кодирующих 16S рРНК, в базе данных GenBank и RDP-II (http://www.cmt.msu.edu).
Штамм Azotobacter vinelandii Д-08 депонирован во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов под регистрационным номером штамм Azotobacter vinelandii ВКПМ В-5787.
Способ получения биологического препарата осуществляется следующим образом.
Предварительно получают маточные культуры микроорганизмов. При этом хранение штаммов продуцентов осуществляют на скошенном питательном агаре.
Состав среды для культивирования бактерии Pseudomonas aureofaciens ВКПМ В-11634, г/л: сахароза - 10,0; дрожжевой экстракт - 5,0; пептон - 10,0; агар-агар - 18,0; pH среды 6,8-7,0.
Состав среды для культивирования бактерии Azotobacter vinelandii Д-08 ВКПМ В-5787, г/л: сахароза - 20,0; дрожжевой экстракт - 0,5; K2HPO4 -0,8; KH2PO4 - 0,2; MgSO4⋅7H2O - 0,2; CaSO4⋅7H2O - 0,1; FeCl3 - следы; Na2MoO4 - следы; агар-агар -20,0; рН среды - 6,8-7,0.
Штаммы бактерий раздельно засевают в питательную мелассную среду и культивируют в условиях аэрации до достижения титра не менее 500 млн кл/мл.
Питательный агар стерилизуют при 1 атм в течение 45 мин. Культуры штаммов микроорганизмов засевают на приготовленный агар и затем культивируют в течение 2-3 сут при температуре 28°С. После накопления биомассы на скошенном агаре производят засев маточной колбы с мелассной средой, г/л: меласса - 40; KH2PO4 - 0,2; K2HPO4 - 0,8; NaNO3 - 1.
Выращивание инокулята проводят при 150 об/мин и температуре 28°С в течение 24 ч. Маточные культуры вносятся в производственную мелассную среду из расчета 3-5% от засеваемого объема приготовляемого препарата. Соотношение вносимых штаммов Pseudomonas aureofaciens ВКПМ В-11634 и Azotobacter vinelandii Д-08 ВКПМ В-5787 составляет 2:1. Выращивание ведут при 180 об/мин и температуре 28°С в течение 20-22 ч до достижения титра клеток не менее 1010-1011 КОЕ/мл.
В результате получают концентрированный биологический препарат, который далее используется для приготовления рабочего раствора. Рабочий раствор используют для корневой и внекорневой обработки растений, обработки почвы и семян.
Нормы расхода препарата - предпосевная обработка семян 0,1 л/т; обработка по вегетации - 0,2-0,3 л/га. При приготовлении рабочего раствора концентрат необходимо разводить водой в соотношении 1:100.
Допускается к применению на злаковых культурах, томатах, огурцах, кукурузе, свекле.
Готовый препарат содержит живые клетки бактерий, внеклеточные метаболиты (сидерофоры, антибиотики, фитогормоны, ферменты). Заявляемый биологический препарат осуществляет положительное влияние на растения посредством прямой и непосредственной стимуляции роста растений за счет синтеза различных метаболитов, полезных для растений, и за счет вытеснения и подавления развития почвенных фитопатогенов, угнетающих рост растений. Одновременно заявляемый препарат синтезирует регуляторы роста растений типа ауксинов и цитокининов, улучшает фосфорное питание растений, способен к фиксации у растений атмосферного азота и индукции у растений устойчивости к фитопатогенам.
Микробный компонент способствует подавлению роста и развития почвенных фитопатогенов, вызывающих распространенные заболевания сельскохозяйственных культур: фузариоз (F. culmorum, зона ингибирования роста 89,0%), альтернариозы различных типов (A. solani А7 МУКЗ, зона ингибирования роста 76,4%; A. tenuissima, зона ингибирования роста 83,4%; A. solani А7 МУК4, зона ингибирования роста 77,9%; A. infectoria, зона ингибирования роста 89,9%; A. alternata, зона ингибирования роста 87,5%), поражения пыльной головней (U. avenae, зона ингибирования роста 85,5%) и др. за счет синтеза антибиотиков, ферментов, сидерофоров. Биологический препарат также оказывает ростостимуирующее действие за счет синтеза бактериями фитогормонов, а также процессов азотофиксации. Дает увеличение всхожести на 20-23%, сухой массы проростков на 20-23%. При обработке растений биопрепаратом наблюдается повышение степени адгезии микроорганизмов на корнях (титр клеток составляет 3,8⋅1012 КОЕ/г).
При проведении экспериментальных исследований заявляемого биологического препарата в полевых условиях на территории Республики Мордовия было установлено стимулирующее воздействие препарата на развитие злаковых культур (увеличение фактической урожайности в среднем на 15-30%, эффективное подавление различных заболеваний в них, защита растения от корневой гнили). Способность бактерий из состава микробных штаммов препарата прикрепляться к поверхности корневой системы растений и адаптироваться к специфическим условиям существенно снижает пораженность растений фитопатогенами и увеличивает прорастаемость семян сельскохозяйственных культур (табл. 1, 2, фиг. 1). Использование заявляемого препарата в сельскохозяйственной практике найдет широкое применение в современной агробиотехнологии.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения:
Пример 1.
Штаммы бактерий Pseudomonas aureofaciens ВКПМ В-11634 и Azotobacter vinelandii Д-08 ВКПМ В-5787 выращивали в колбах на качалке на питательной среде следующего состава, г/л: меласса - 40; KH2PO4 - 0,2; K2HPO4 - 0,8; NaNO3 - 1,0; рН среды 6,8-7,0. Время выращивания 20 ч, температура 28°С.Данный раствор является концентрированным биологическим препаратом (максимальный титр достигает 1013 КОЕ/мл).
Рабочий раствор готовили следующим образом: 1 мл концентрированного биологического препарата разводили в 100 мл воды.
Ростстимулирующую активность препарата проверяли на семенах пшеницы сорта «Московская 39» и семенах кукурузы сорта «Краснодарский». Обработка препаратом включала замачивание семян в количестве 100 шт. в рабочем растворе биопрепарата в течение 60 мин. Для определения энергии прорастания, обработанные семена помещали в чашки Петри на смоченную водой фильтровальную бумагу. По истечении 3 сут после обработки посевного материала определяли энергию прорастания семян, а на 7 сут - всхожесть. Результаты исследований представлены в табл. 1.
Пример 2.
Штаммы бактерий Pseudomonas aureofaciens ВКПМ В-11634 и Azotobacter vinelandii Д-08 ВКПМ В-11634 выращивали в колбах на качалке на питательной среде следующего состава, г/л: меласса - 40; KH2PO4 - 0,2; K2HPO4 - 0,8; NaNO3 - 1,0; рН среды 6,8-7,0. Время выращивания 20 ч, температура 28°С. Данный раствор является концентрированным биологическим препаратом (максимальный титр достигает 1013 КОЕ/мл).
Рабочий раствор готовили следующим образом: 1 мл концентрированного биологического препарата разводили в 100 мл воды.
1. Антоганистическую активность препарата проверяли в отношении тест-грибов: F. culmorum, В. cinerea, A. alternata, A. solani, A. tenuissima, P. oligandrum, Т. tritici.
Препарат вносили в лунки на твердую агаризованную среду, на которой предварительно была засеяна газоном тест-культура. После инкубирования засеянных чашек Петри в течение 48 ч при температуре 28°C измеряли величину зоны ингибирования роста тест-культуры. Результаты исследований представлены на фиг. 1.
2. Антоганистическую активность препарата проверяли в отношении тест-грибов: F. culmorum, В. cinerea, A. solani, A. tenuissima. Сначала на поверхность агара в чашке Петри засевали исследуемый препарат и термостатировали при 28°C. Через сутки в центр чашки вносили агаровый блок фитопатогена. По диаметру колонии гриба оценивали ингибирование роста фитопатогена (через 3 и 10 сут). Расчет ингибирующей активности препарата проводили по формуле Эббота (1) как процент ингибирования роста колонии гриба:
где Дк - диаметр колонии гриба в контроле, см; До - диаметр колонии гриба в опыте.
Результаты исследований представлены в табл. 2.
Таким образом, препарат обладает повышенной активностью против широкого спектра болезней и ростостимулирующим действием и может быть использован для повышения урожайности сельскохозяйственных культур за счет ускорения прорастаемости семян, стимуляции роста растений и снижения пораженности растений и почв фитопатогенными возбудителями.
По сравнению с известным решением предлагаемое позволяет получить биологический препарат комплексного действия (фунгицидного, бактерицидного, стимулирующего рост и развитие растений, повышающего урожайность растений и уровень почвенного плодородия) с высокими количественными характеристиками на основе биомассы консорциума микроорганизмов, а также снизить себестоимость готового продукта. Высокий уровень рентабельности технологического процесса получения заявляемого биопрепарата согласно формуле изобретения обеспечивается невысокой продолжительностью процесса, низкой стоимостью исходного сырья, высокой продуктивностью.
Claims (1)
- Способ получения биологического препарата для стимуляции роста и защиты растений от заболеваний, включающий совместное культивирование штаммов бактерий Pseudomonas aureofaciens ВКПМ В-11634 и Azotobacter vinelandii ВКПМ В-5787, при этом штаммы бактерий раздельно засевают в питательную мелассную среду и культивируют в условиях аэрации до достижения титра не менее 500 млн кл/мл, получая маточные культуры, которые засевают в питательную среду на основе мелассы в соотношении 2:1 и выращивают до достижения титра клеток не менее 1010-1011 КОЕ/мл, а продолжительность ферментации составляет 20-22 ч.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018112343A RU2675503C1 (ru) | 2018-04-05 | 2018-04-05 | Способ получения биологического препарата для стимуляции роста и защиты растений от заболеваний |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018112343A RU2675503C1 (ru) | 2018-04-05 | 2018-04-05 | Способ получения биологического препарата для стимуляции роста и защиты растений от заболеваний |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2675503C1 true RU2675503C1 (ru) | 2018-12-19 |
Family
ID=64753522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018112343A RU2675503C1 (ru) | 2018-04-05 | 2018-04-05 | Способ получения биологического препарата для стимуляции роста и защиты растений от заболеваний |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2675503C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2723724C1 (ru) * | 2019-10-04 | 2020-06-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Композиция для получения биоразлагаемого горшка для рассады, обладающая фунгицидным и ростостимулирующим эффектом, и способ его изготовления |
| RU2776301C1 (ru) * | 2021-05-26 | 2022-07-18 | Общество с ограниченной ответственностью «Научно-производственное объединение «Промышленная микробиология» | Способ получения биологического препарата для стимуляции роста растений на фруктозной среде |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| UA86178C2 (ru) * | 2001-08-13 | 2009-04-10 | Агро.Біо Хангарі Кфт. | Микроорганизмы для обработки почвы и способ их получения |
-
2018
- 2018-04-05 RU RU2018112343A patent/RU2675503C1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| UA86178C2 (ru) * | 2001-08-13 | 2009-04-10 | Агро.Біо Хангарі Кфт. | Микроорганизмы для обработки почвы и способ их получения |
Non-Patent Citations (4)
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2723724C1 (ru) * | 2019-10-04 | 2020-06-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Композиция для получения биоразлагаемого горшка для рассады, обладающая фунгицидным и ростостимулирующим эффектом, и способ его изготовления |
| RU2776301C1 (ru) * | 2021-05-26 | 2022-07-18 | Общество с ограниченной ответственностью «Научно-производственное объединение «Промышленная микробиология» | Способ получения биологического препарата для стимуляции роста растений на фруктозной среде |
| RU2830891C1 (ru) * | 2024-05-29 | 2024-11-26 | Валерия Сергеевна Чернова | Способ получения биопрепарата на минеральной основе для растениеводства |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8518428B2 (en) | Antagonistic bacteria for controlling the Fusarium wilt of continuous cropping banana and their microbial organic fertilizer | |
| CN104818216B (zh) | 一株用于防治番茄与葡萄根结线虫病害的淡紫拟青霉 | |
| CN111040976B (zh) | 一株解淀粉芽孢杆菌及其应用 | |
| CN107674850B (zh) | 一种杀根结线虫的莓实假单孢菌Sneb811、代谢产物及应用 | |
| CN105754891B (zh) | 一种农作物病原体拮抗放线菌及其筛选和应用 | |
| KR20140083122A (ko) | 트리코데르마 sp. ＯＫ―１ 균주를 후막포자 형성 기술 및 이를 이용한 미생물제제 | |
| KR20130016917A (ko) | 세라시아 네마토디필라 ｗｃｕ338 균주, 이를 함유하는 식물병 방제용 조성물 및 식물병 방제방법 | |
| KR20120104875A (ko) | 트리코데르마 아트로비리데 ｏｂ?１ 균주를 이용한 미생물제제 | |
| RU2764695C1 (ru) | Штамм бактерий Bacillus subtilis subsp. subtilis - антагонист фитопатогенных микромицетов с ростостимулирующими свойствами и микробный препарат на его основе для повышения продуктивности сельскохозяйственных растений и защиты их от грибных болезней | |
| KR101279040B1 (ko) | 엑사구노박테리움 아세티리시움 ｗｃｕ292 균주, 이를 함유하는 식물병 방제용 조성물 및 식물병 방제방법 | |
| CN109957535A (zh) | 简单芽胞杆菌、利用其制备的微生物菌剂、生物肥及应用 | |
| RU2675503C1 (ru) | Способ получения биологического препарата для стимуляции роста и защиты растений от заболеваний | |
| JP3132195B2 (ja) | 新規微生物および植物病害防除剤 | |
| CN116426445B (zh) | 一株假黄单胞菌属细菌njau-t102及其应用 | |
| KR101573584B1 (ko) | 토양근권세균 츠카무렐라 티로시노솔벤스 균주 yjr102을 포함하는 식물병 방제 및 식물 생장촉진용 조성물 | |
| TW201925457A (zh) | 液化澱粉芽孢桿菌菌株、包含其之微生物製劑及其用途 | |
| JP2019165676A (ja) | 植物病害防除剤及び植物病害の防除方法 | |
| CN119899776B (zh) | 一种抗病促生增产的菌种及其复合微生物菌剂与应用 | |
| CN110724640B (zh) | 番茄根结线虫生防菌、其制剂及其应用 | |
| RU2760337C1 (ru) | Препарат для увеличения урожайности яровой пшеницы | |
| RU2170510C2 (ru) | Способ получения биологического препарата "экофит" для защиты растений от фитопатогенов и повышения урожая | |
| RU2760336C1 (ru) | Препарат для увеличения урожайности ярового ячменя | |
| RU2797699C1 (ru) | Штамм бактерий Bacillus pumilus RCAM05517 для защиты растений от фитопатогенных грибов Phytophthora infestans, Alternaria sp., Aspergillus sp., Penicillium sp. и стимуляции роста растений | |
| RU2640286C1 (ru) | Способ выращивания льна-долгунца | |
| CN119931890B (zh) | 一种拮抗马铃薯多种病原真菌的微生物复合菌h2及其应用和制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200406 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20210205 |