RU2736424C1 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

Info

Publication number
RU2736424C1
RU2736424C1 RU2019141760A RU2019141760A RU2736424C1 RU 2736424 C1 RU2736424 C1 RU 2736424C1 RU 2019141760 A RU2019141760 A RU 2019141760A RU 2019141760 A RU2019141760 A RU 2019141760A RU 2736424 C1 RU2736424 C1 RU 2736424C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bacillus amyloliquefaciens
recb
strain
growth
increase
Prior art date
Application number
RU2019141760A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Радик Ильясович Сафин
Лилия Зяудатовна Каримова
Шамиль Завдатович Валидов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Казанский ГАУ)
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Казанский ГАУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Казанский ГАУ)
Priority to RU2019141760A priority Critical patent/RU2736424C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2736424C1 publication Critical patent/RU2736424C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION 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
    • A01N63/00Biocides, 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
    • A01N63/20Bacteria; Substances produced thereby or obtained therefrom
    • A01N63/22Bacillus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, 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
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, 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
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor
    • C12N1/205Bacterial isolates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12RINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/01Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
    • C12R2001/07Bacillus
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture

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

FIELD: agriculture; biotechnology.SUBSTANCE: invention relates to agricultural biotechnology and microbiology. Bacillus amyloliquefaciens RECB-95 strain deposited in the National Bioresource Center the All-Russian Collection of Industrial Microorganisms (BRC VKPM) Kurchatov Institute National Research Center - State National Research Institute Genetics under registration number VKPM V-13417. Strain of bacteria Bacillus amyloliquefaciens VKPM V-13417 is capable to increase resistance of plants to abiotic stresses and suppress growth and development of phytopathogenic fungi.EFFECT: invention increases crop yield.1 cl, 6 dwg, 10 tbl, 5 ex

Description

Изобретение относится к области сельскохозяйственной микробиологии и биотехнологии, в частности, к производству биологических препаратов для защиты растений от стрессов, и может быть использовано для создания биологических препаратов для повышения устойчивости к стрессам, стимуляции роста и повышения урожайности сельскохозяйственных культур.The invention relates to the field of agricultural microbiology and biotechnology, in particular, to the production of biological products to protect plants from stress, and can be used to create biological products to increase resistance to stress, stimulate growth and increase crop yields.

Различные стрессы (абиотические, биотические и антропогенные) наносят значительный ущерб как урожайности, так и качественным характеристикам урожая сельскохозяйственных культур [1]. В контроле различных стрессов растений существенное значение имеют различные биопрепараты на основе различных микроорганизмов [2]. Известно, что биопрепараты оказывают положительное влияние на продуктивность и качественные характеристики сельскохозяйственных культур [3]. Для решения данной задачи наиболее часто используются биологические препараты на основе различных микроорганизмов. В качестве перспективных микроорганизмов в контроле стрессов выступают бактерии рода Bacillus [4], многие из которых повышают устойчивость растений к абиотическим стрессам и инфекционным болезням. Спорообразующие бактерии рода Bacillus имеют преимущество, поскольку их споры устойчивы при высоких температурах, неблагоприятных условиях внешней среды, что позволяяет создавать биопрепараты с продолжительными сроками хранения без потери активности [5]. В связи с этим, штаммы бактерий рода Bacillus являются перспективными для создания новых биопрепаратов для защиты растений от стрессов.Various stresses (abiotic, biotic and anthropogenic) cause significant damage to both yield and quality characteristics of agricultural crops [1]. In the control of various plant stresses, various biological products based on various microorganisms are essential [2]. It is known that biological products have a positive effect on the productivity and quality characteristics of agricultural crops [3]. To solve this problem, biological preparations based on various microorganisms are most often used. Bacteria of the genus Bacillus [4] act as promising microorganisms for stress control, many of which increase plant resistance to abiotic stresses and infectious diseases. Spore-forming bacteria of the genus Bacillus have an advantage, since their spores are stable at high temperatures, unfavorable environmental conditions, which makes it possible to create biological products with long shelf life without losing activity [5]. In this regard, strains of bacteria of the genus Bacillus are promising for the creation of new biological products to protect plants from stress.

Известна большое количество штаммов 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 [6]; В. subtilis BZR 517 [7]; В. subtilis Б 93 ВИЗР [8], В. mojavensis Lhv-97 [9] и др.A large number of bacterial strains of the genus Bacillus are known that have the ability to suppress the growth of phytopathogenic fungi and stimulate the formation of crop yields. In particular, these are Bacillus subtilis VNIISKhM 128 and the biological product Fitosporin, created on the basis of this strain [6]; B. subtilis BZR 517 [7]; B. subtilis B 93 VIZR [8], B. mojavensis Lhv-97 [9] and others.

Недостатком всех вышеперечисленных штаммов является недостаточная активность в отношении снижения негативного действия различных стрессов на растения и недостаточное изученное влияние на урожайность и качество сельскохозяйственных культур.The disadvantage of all of the above strains is insufficient activity in reducing the negative effect of various stresses on plants and an insufficiently studied effect on the yield and quality of agricultural crops.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является штамм Bacillus amyloliquefaciens OPS-32, обладающий способностью подавлять развитие фитопатогенов, стимулировать рост растений, повышать доступность элементов питания из почвы и повышать урожайность [10]. Однако, для данного штамма не изучено влияние на устойчивость растений к абиотическим стрессам.Closest to the proposed invention is the Bacillus amyloliquefaciens OPS-32 strain, which has the ability to suppress the development of phytopathogens, stimulate plant growth, increase the availability of nutrients from the soil and increase productivity [10]. However, for this strain, the effect on plant resistance to abiotic stresses has not been studied.

Задачей изобретения является выявление штамма, пригодного для получения биологического препарата с высокой активностью в повышении устойчивости растений к различным стрессам, повышающего урожайность сельскохозяйственных культур и качественные характеристики получаемой продукции, а также позволяющего расширить набор средств биологической защиты растений от действия различных стрессовых факторов.The objective of the invention is to identify a strain suitable for obtaining a biological preparation with high activity in increasing the resistance of plants to various stresses, increasing the productivity of agricultural crops and the quality characteristics of the products obtained, as well as allowing to expand the range of biological plant protection against the action of various stress factors.

Поставленная задача решается тем, что выделен штамм Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B, пригодный для получения биопрепарата повышающий устойчивость к стрессам, увеличивающий урожайность и качество сельскохозяйственных культур. Новый штамм выделен из стеблей томатов и депонирован в Национальном Биоресурсном Центре Всероссийская, коллекция промышленных микроорганизмов (БРЦ ВКПМ) НИЦ «Курчатовский институт» - ГосНИИгенетика под регистрационным номером ВКПМ В-13417.The problem is solved by isolating the Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B strain, suitable for obtaining a biological product, increasing resistance to stress, increasing the yield and quality of agricultural crops. The new strain was isolated from tomato stems and deposited at the National Bioresource Center All-Russian, collection of industrial microorganisms (BRC VKPM) NRC "Kurchatov Institute" - GosNIIgenetics under registration number VKPM B-13417.

Основными критериями отбора служили повышение засухоустойчивости растений, стимулирование ростовых процессов, подавление роста фитопатогенных грибов, положительное влияние на продуктивность растений и качество продукции, 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 видо-специфичного фрагмента, характерного для бактерий вида Bacillus amyloliquefaciens в НИЦ «Курчатовский институт» - ГосНИИгенетика.The main selection criteria were an increase in plant drought resistance, stimulation of growth processes, suppression of the growth of phytopathogenic fungi, a positive effect on plant productivity and product quality, lack of pathogenicity to warm-blooded animals and compatibility with other microorganisms. The species was determined using molecular genetic methods by the nucleotide sequence in 16S rRNA, as well as amplification of a species-specific fragment characteristic of bacteria of the species Bacillus amyloliquefaciens at the Kurchatov Institute - GosNIIgenetics.

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

Клетки штамма представляют собой грамположительные аэробные спорообразующие прямые палочки с закругленными концами размером 1,5-2,5×0,5-0,7 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 measuring 1.5-2.5 × 0.5-0.7 μm; are arranged, as a rule, in pairs or singly, chains are less common. During sporulation, the cells do not swell, the spores are elliptical, located centrally.

На мясо-пептонном агаре (МПА) через 2 суток образует округлые колонии с фестончатым краем и кратерообразным центром, 6-7 мм в диаметре; с преимущественно складчато-бороздчатой поверхностью (у «кратера» поверхность гладкая), матовые, непрозрачные, цвет - в основном молочно-белый, в бороздах - серовато-бежевый. 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 and a crater-shaped center, 6-7 mm in diameter; with a predominantly folded-grooved surface (the surface of the “crater” is smooth), matte, opaque, the color is mainly milky white, in the furrows it is grayish beige. The colonies have a convex base, relief folds, and a significantly elevated central crater; They have a viscous, viscous consistency, while they have an outer soft leathery layer, they do not grow into agar.

На картофельно-глюкозном агаре (КГА) через 2 суток образует круглые колонии с фестончатым краем и центром в виде узкого конуса, 5-10 мм в диаметре, складчатые, матовые, непрозрачные, молочно-белого цвета. Колонии имеют плоское основание, рельефные складки и приподнимающийся центр; обладают вязкой, тягучей консистенцией, при этом имеют наружный мягкий кожистый слой, в агар не врастают.On potato-glucose agar (CHA) after 2 days forms round colonies with a scalloped edge and a center in the form of a narrow cone, 5-10 mm in diameter, folded, opaque, opaque, milky white. The colonies have a flat base, raised folds, and a rising center; They have a viscous, viscous consistency, while they have an outer soft leathery layer, they do not grow into agar.

Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B является аэробной, хемоорганоге-теротрофной бактерией, не нуждающейся 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 7%.Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B is an aerobic, chemoorganoheterotrophic bacterium that does not require 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, with sodium chloride concentration up to 7%.

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

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

Не утилизирует эритритол, D-арабинозу, D-адонитол, D-галактозу, L-ксилозу, L-сорбозу, L-рамнозу, метил-βD-ксилопиранозид, дульцитол, N-ацетилглюкозамин, инулин, D-мелецитозу, ксилит, D-туранозу, 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-melecytosis, 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 истечению 2-х 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: disubstituted potassium phosphate 5.8 g / l, monosubstituted potassium phosphate 3 g / l, ammonium sulfate 1 g / l, glycerol 2 g / l with the addition of 0 , 7% agar, 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; NaCI - 5,0 г; глюкоза - 10,0 г; агар-агар - 20 г; вода водопроводная - 1000 мл; рН - 7,0-7,4) 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 5×109 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 - 7.0-7.4) and mineral medium (composition: disubstituted potassium phosphate 5.8 g / l, monosubstituted potassium phosphate 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 at least 5 × 10 9 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.The study of the pathogenicity of the claimed strain for warm-blooded animals was carried out at the Kazan Federal University, as a result of which it was concluded that in terms of virulence, dissemination, toxicity and toxicity, the Bacillus mojavensis PS17 strain is not pathogenic for warm-blooded animals and meets the requirements for industrial microorganisms.

Более подробно сущность описываемого изобретения раскрывается в приведенных ниже примерах.The essence of the described invention is disclosed in more detail in the examples below.

Пример 1. Исследование антагонистической активности штамма Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B.Example 1. Study of the antagonistic activity of the Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B strain.

Для выявления антагонизма изучаемого штамма к фитопатогенным микроорганизмам использовали конфронтационный метод. В центр чашек Петри со средой Кинг Б выкладывали блок с мицелием тестируемого гриба, на расстоянии 2-3 см уколом высевали штамм Bacillus amyloliquefaciens RECB-95, в качестве негативного контроля использовали штамм Pseudomonas putida PCL1760, который высевался также уколом, который не выделяет какие-либо антагонистические вещества, подавляющие развитие микромицетов (фиг. 1-6). 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.To identify the antagonism of the studied strain to phytopathogenic microorganisms, a confrontational method was used. In the center of Petri dishes with King B medium, a block with the mycelium of the tested fungus was laid out, the Bacillus amyloliquefaciens RECB-95 strain was injected at a distance of 2-3 cm, the Pseudomonas putida PCL1760 strain was used as a negative control, which was also inoculated with an injection, which does not emit any or antagonistic substances that suppress the development of micromycetes (Fig. 1-6). Petri dishes were placed for 48-72 hours in thermostats at 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.

Результаты определения антагонистической активности штамма Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B представлены на фиг. 1-6. На которой в качестве вариантов указаны: 1) - штамм Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B, 2) Pseudomonas putida PCL1760. В качестве тест культуры микромицетов использованы: фиг. 1 - Aspergillus flavus, фиг. 2 - Penicillum sp., фиг. 3 - Fusarium equisety, фиг. 4 - Fusarium oxysporum ZUM2407, фиг. 5 - Fusarium sporotrichoides, фиг. 6 - Trichoderma asperellum RECB-74F.The results of determining the antagonistic activity of the Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B strain are shown in FIG. 1-6. On which the following are indicated as options: 1) - Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B strain, 2) Pseudomonas putida PCL1760. As a test culture of micromycetes used: Fig. 1 - Aspergillus flavus, fig. 2 - Penicillum sp., Fig. 3 - Fusarium equisety, fig. 4 - Fusarium oxysporum ZUM2407, fig. 5 - Fusarium sporotrichoides, fig. 6 - Trichoderma asperellum RECB-74F.

Согласно представленной информации, штамм Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B является активным антагонистом и обладает широким спектром фунгицидной активности, т.к. все использованные в исследовании микромицеты проявили чувствительность к антагонистичному штамму.According to the information provided, the Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B strain is an active antagonist and has a broad spectrum of fungicidal activity, since all micromycetes used in the study showed sensitivity to the antagonistic strain.

Пример 2. Лабораторные испытания фитотоксичности и ростостимулирующей активности штамма Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B.Example 2. Laboratory tests of phytotoxicity and growth-stimulating activity of the Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B strain.

Для испытания стимулирующих свойств штамма Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B были использованы зерна пшеницы сорта «Сим-бирцит». 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 amyloliquefaciens RECB-95B увеличивал длину стеблей и корней пшеницы (Табл. 1).To test the stimulating properties of the strain Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B, wheat grains of the "Sim-bircit" variety were used. For this, the grains were soaked in a cell suspension grown in a rich LB medium, which consists of 10 g / L bactotrypton, 5 g / L yeast extract, and 10 g / L sodium chloride. The prepared medium was sterilized for 40 minutes at 110 ° C. 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. The plants were collected and the length of the roots was measured. According to the results of the experiments, it was shown that the strain Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B increased the length of the stems and roots of wheat (Table 1).

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Пример 3. Оценка влияния Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B на устойчивость растений к засухе.Example 3. Evaluation of the effect of Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B on plant drought resistance.

Для оценки влияния Bacillus amyloliquefaciens на засухоустойчивость проводили вегетационные опыты. Объект исследований - яровой ячмень сорта Раушан. Семена ярового ячменя обрабатывали опытными препаратами изучаемых штаммов из расчета 1,0 л/т.Для проращивания семян ячменя использовали сосуды объемом 5 л. Сосуды предварительно взвешивали, добавляли на дно сосуда керамзит под углом в 45°, доведя керамзитом вес каждого сосуда до 500 г. В каждый сосуд раскладывали по 3,05 кг песка, увлажнив его в отдельной емкости раствором Кнопа до 50%. Семена высевались на глубину 1,5-2 см, в 27 вариантах по 35 семян на каждый сосуд (семена предварительно проращивали в чашках Петри на дистиллированной воде в течение суток и для посадки отбирали только нормально проросшие). После окончания посадки взвешивали сосуды и закрывали их сверху пищевой пленкой до появления всходов. В качестве контроля выступали не обработанные семена, стандартом был биофунгицид Ризоплан.To assess the effect of Bacillus amyloliquefaciens on drought resistance, vegetation experiments were carried out. The object of research is spring barley of the Raushan variety. Spring barley seeds were treated with experimental preparations of the studied strains at a rate of 1.0 l / t. For germination of barley seeds, 5 l vessels were used. The vessels were pre-weighed, expanded clay was added to the bottom of the vessel at an angle of 45 °, bringing the weight of each vessel to 500 g with expanded clay, 3.05 kg of sand were placed in each vessel, moistened in a separate vessel with Knop's solution to 50%. Seeds were sown to a depth of 1.5-2 cm, in 27 variants, 35 seeds per vessel (seeds were pre-germinated in Petri dishes in distilled water for a day, and only normally germinated seeds were selected for planting). After the end of planting, the vessels were weighed and covered with cling film on top until shoots appeared. Untreated seeds were used as a control; the biofungicide Rizoplan was the standard.

Для оценки влияния препаратов на засухоустойчивость определяли содержание в листьях пролина. Пролин является одним из наиболее многофункциональных стрессовых метаболитов растений. Повышенный уровень пролина в растениях часто связывают с засухоустойчивостью [11]. Кроме того, пролин выполняет шаперонную, антиоксидантную, сигнально-регуляторную и иные функции [12]. При действии стрессоров создаются условия для наиболее выраженного проявления указанных эффектов пролина [13]. Содержание свободного пролина определяли по методике Бейтса и соавт. [14].To assess the effect of drugs on drought resistance, the content of proline in leaves was determined. Proline is one of the most versatile stress metabolites in plants. An increased level of proline in plants is often associated with drought resistance [11]. In addition, proline performs chaperone, antioxidant, signal-regulatory, and other functions [12]. Under the action of stressors, conditions are created for the most pronounced manifestation of these effects of proline [13]. The free proline content was determined by the method of Bates et al. [fourteen].

Figure 00000003
Figure 00000003

Результаты определения содержания пролина в листьях показывают, что использование Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B приводит к значительному увеличению показателя как в сравнении с контролем, так и у уровню стандартного биофунгицида.The results of determining the content of proline in leaves show that the use of Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B leads to a significant increase in the indicator both in comparison with the control and in the level of the standard biofungicide.

Определение влияния изучаемого штамма на засухоустойчивость проводилась по прорастанию обработанных семян ярового ячменя в растворах сахарозы с разным осмотическим давлением [15]. Контрольные и обработанные семена раскладывались на фильтровальной бумаге в чашках Петри смоченные растворами сахарозы с разным осмотическим давлением - 0 (чистая вода) атм., 1,12 атм. (0,05 н. раствор сахарозы), 2,24 атм. (0,1 н раствор сахарозы), 4,48 атм. (0,2 н раствор сахарозы), 8,96 атм. (0,4 н раствор) и 11,2 атм. (0,5 н раствор) Через 7 дней определяли всхожесть. Повторность опыта - трехкратная. Результаты представлены в таблице 3.Determination of the effect of the studied strain on drought resistance was carried out by the germination of treated seeds of spring barley in sucrose solutions with different osmotic pressure [15]. Control and treated seeds were laid out on filter paper in Petri dishes, moistened with sucrose solutions with different osmotic pressure - 0 (pure water) atm., 1.12 atm. (0.05 N sucrose solution), 2.24 atm. (0.1 N sucrose solution), 4.48 atm. (0.2 N sucrose solution), 8.96 atm. (0.4 N solution) and 11.2 atm. (0.5 N solution) After 7 days, germination was determined. The experiment was repeated three times. The results are shown in Table 3.

Результаты определения показали, что использование Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B оказывает положительное влияние на прорастание семян даже в условиях сильного осмотического стресса (моделирования засухи).The determination results showed that the use of Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B has a positive effect on seed germination even under conditions of strong osmotic stress (drought simulation).

Figure 00000004
Figure 00000004

Пример 4. Оценка эффективности обработки растений яровой пшеницы штаммом Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B в полевых условиях.Example 4. Evaluation of the effectiveness of treatment of spring wheat plants with the strain Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B in the field.

Полевые опыты проводились в 2018 году на опытных полях Казанского государственного аграрного университета. Объектом исследования выступала яровая пшеница сорта Йолдыз. Эффективность обработки штаммом Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B определялась при обработке семян. Препарат на основе изучаемого штамма применялся в нормах 0,5 л/т, 1,0 л/т 1,5 л/т и 2,0 л/т семян. Контролем был вариант без обработки, а в качестве стандарта применяли биофунгицид Ризоплан (0,5 л/т). Расход рабочей жидкости при обработке семян - 10 л/т.Field experiments were carried out in 2018 on the experimental fields of the Kazan State Agrarian University. The object of the study was spring wheat of the Yoldyz variety. The effectiveness of treatment with the Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B strain was determined by seed treatment. The drug based on the studied strain was used at rates of 0.5 l / t, 1.0 l / t, 1.5 l / t, and 2.0 l / t of seeds. The control was the variant without treatment, and the biofungicide Rizoplan (0.5 l / t) was used as a standard. The flow rate of the working fluid during seed treatment is 10 l / t.

Результаты оценки влияния обработки семян на полевую всхожесть показали, что применение Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B с нормами 1,5 и 2,0 л/т стимулирует прорастание семян яровой пшеницы в полевых условиях (табл. 4).The results of evaluating the effect of seed treatment on field germination showed that the use of Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B with rates of 1.5 and 2.0 l / t stimulates the germination of spring wheat seeds in the field (Table 4).

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Использование Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B с нормами 0,5 л/т, 1,0 и 1,5 л/т существенно снизило поражение растений яровой пшеницы корневыми гнилями, превосходя по эффективности стандартный биофунгицид (табл. 5).The use of Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B with rates of 0.5 l / t, 1.0 and 1.5 l / t significantly reduced root rot infestation of spring wheat plants, surpassing the standard biofungicide in efficiency (Table 5).

Figure 00000007
Figure 00000007

Применение для обработки семян яровой пшеницы препарата на основе Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B, в зависимости от нормы расходы, увеличивает урожайность на 0,42-0,89 т/га (табл. 6). По своему влиянию на урожайность полученный штамм превосходит показатели стандартного биофунгицида Ризоплана.The use of a preparation based on Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B for the treatment of seeds of spring wheat, depending on the rate of expenditure, increases the yield by 0.42-0.89 t / ha (Table 6). In terms of its influence on the yield, the obtained strain exceeds the indicators of the standard biofungicide Rizoplan.

Figure 00000008
Figure 00000008

Пример 5. Оценка эффективности обработки семян ярового ячменя штаммом Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B в полевых условиях.Example 5. Evaluation of the effectiveness of treatment of seeds of spring barley strain Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B in the field.

Полевые опыты проводились в 2018 году на опытных полях Казанского государственного аграрного университета. Объектом исследования выступала яровой ячмень сорта Раушан. Эффективность обработки штаммом Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B определялась при обработке семян. Препарат на основе изучаемого штамма применялся в нормах 0,5 л/т, 1,0 л/т 1,5 л/т и 2,0 л/т семян. Контролем был вариант без обработки, а в качестве стандарта применяли биофунгицид Ризоплан (0,5 л/т). Расход рабочей жидкости при обработке семян - 10 л/т.Field experiments were carried out in 2018 on the experimental fields of the Kazan State Agrarian University. The object of the study was the spring barley of the Raushan variety. The effectiveness of treatment with the Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B strain was determined by seed treatment. The drug based on the studied strain was used at rates of 0.5 l / t, 1.0 l / t, 1.5 l / t, and 2.0 l / t of seeds. The control was the variant without treatment, and the biofungicide Rizoplan (0.5 l / t) was used as a standard. The flow rate of the working fluid during seed treatment is 10 l / t.

Во всех вариантах с применением Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B повышалась содержание пролина, что свидетельствует о повышении засухоустойчивости растений (табл. 7).In all variants with the use of Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B, the proline content increased, which indicates an increase in plant drought resistance (Table 7).

Figure 00000009
Figure 00000009

Figure 00000010
Figure 00000010

Минимальные значения поражения растений корневыми гнилями были при применении Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B с нормами 1,0 и 2,0 л/т (табл. 8).The minimum values of damage to plants by root rot were when using Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B with rates of 1.0 and 2.0 l / t (Table 8).

Figure 00000011
Figure 00000011

Наибольшая урожайность ярового ячменя была при применении Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B (1,5 л/т). Прибавка составила - 0,99 т/га (табл. 9).The highest yield of spring barley was when using Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B (1.5 l / t). The increase was - 0.99 t / ha (Table 9).

Figure 00000012
Figure 00000012

Применение Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B (за исключением нормы 1,5 л/т) привело к росту и содержания белка в зерне ячменя (табл. 10).The use of Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B (with the exception of the rate of 1.5 l / t) led to an increase in the protein content in barley grain (Table 10).

Figure 00000013
Figure 00000013

Figure 00000014
Figure 00000014

Таким образом, технический результат заявляемого изобретения - стимуляция роста сельскохозяйственных растений и защита их от стрессов, следствием чего является повышение их урожайности и качественных характеристик. Он достигается тем, что в качестве средства для обработки растений используется штамм бактерии Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B, обладающий комплексом полезных свойств, таких как способность повышать устойчивость растений к засухе, подавлять рост фитопатогенных грибов, стимулировать рост проростков, увеличивать урожайность и качество сельскохозяйственных культур.Thus, the technical result of the claimed invention is to stimulate the growth of agricultural plants and protect them from stress, resulting in an increase in their productivity and quality characteristics. It is achieved by the fact that the bacterium strain Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B is used as a plant treatment agent, which has a set of useful properties, such as the ability to increase plant resistance to drought, suppress the growth of phytopathogenic fungi, stimulate seedling growth, and increase the yield and quality of agricultural crops.

Изобретение создано при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» по соглашению №14.610.21.0017 от 03 октября 2017 г., уникальный идентификатор проекта RFMEFI61017X0017.The invention was created with the financial support of the Ministry of Education and Science of the Russian Federation within the framework of the Federal Target Program "Research and Development in Priority Areas of Development of the Scientific and Technological Complex of Russia for 2014-2020" under agreement No. 14.610.21.0017 of October 03, 2017, unique project identifier RFMEFI61017X0017.

Claims (1)

Штамм бактерий Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B, обладающий способностью повышать устойчивость растений к стрессам и антагонистической активностью в отношении фитопатогенов, повышающий урожайность и качество сельскохозяйственных культур, депонирован в Национальном Биоресурсном Центре Всероссийская коллекция промышленных микроорганизмов (БРЦ ВКПМ) НИЦ «Курчатовский институт» - ГосНИИгенетика под регистрационным номером ВКПМ В-13417.The bacterial strain Bacillus amyloliquefaciens RECB-95B, which has the ability to increase plant resistance to stress and antagonistic activity against phytopathogens, increasing the yield and quality of agricultural crops, was deposited at the National Bioresource Center All-Russian collection of industrial microorganisms (BRC VKPM) NRC "Kurchatov Institute" - registration number VKPM B-13417.
RU2019141760A 2019-12-13 2019-12-13 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 RU2736424C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019141760A RU2736424C1 (en) 2019-12-13 2019-12-13 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

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019141760A RU2736424C1 (en) 2019-12-13 2019-12-13 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

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2736424C1 true RU2736424C1 (en) 2020-11-17

Family

ID=73460889

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019141760A RU2736424C1 (en) 2019-12-13 2019-12-13 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

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2736424C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2528058C1 (en) * 2013-06-04 2014-09-10 Федеральное государственное учреждение "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов" (ФГУП "ГосНИИгенетика") Strains of bacteria bacillus amyloliquefaciens, having fungicidal and bactericidal action, and biological product on its basis for protection of grain plants against diseases caused by phytopathogenic fungi
RU2553518C1 (en) * 2013-11-20 2015-06-20 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт биологической защиты растений Российской академии сельскохозяйственных наук STRAIN OF BACTERIA Bacillus subtilis FOR OBTAINING BIOPREPARATION AGAINST PHYTOPATHOGENIC FUNGI
RU2625977C1 (en) * 2016-06-10 2017-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Органик парк" 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
RU2648163C1 (en) * 2017-08-15 2018-03-22 Федеральное бюджетное учреждение науки Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии (ФБУН ГНЦ ПМБ) BACILLUS MOJAVENSIS Lhv-97 STRAIN WITH FUNGICIDAL AND BACTERICIDAL ACTIVITY

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2528058C1 (en) * 2013-06-04 2014-09-10 Федеральное государственное учреждение "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов" (ФГУП "ГосНИИгенетика") Strains of bacteria bacillus amyloliquefaciens, having fungicidal and bactericidal action, and biological product on its basis for protection of grain plants against diseases caused by phytopathogenic fungi
RU2553518C1 (en) * 2013-11-20 2015-06-20 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт биологической защиты растений Российской академии сельскохозяйственных наук STRAIN OF BACTERIA Bacillus subtilis FOR OBTAINING BIOPREPARATION AGAINST PHYTOPATHOGENIC FUNGI
RU2625977C1 (en) * 2016-06-10 2017-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Органик парк" 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
RU2648163C1 (en) * 2017-08-15 2018-03-22 Федеральное бюджетное учреждение науки Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии (ФБУН ГНЦ ПМБ) BACILLUS MOJAVENSIS Lhv-97 STRAIN WITH FUNGICIDAL AND BACTERICIDAL ACTIVITY

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113717901B (en) Bacillus bailii and application thereof in preventing and controlling various vegetable diseases
CN111040976B (en) Bacillus amyloliquefaciens and application thereof
Patil Isoaltion, characterization and identification of rhizospheric bacteria with the potential for biological control of Sida acuta
CN111647518A (en) Bacillus belgii microbial agent and preparation method thereof
CN112094768A (en) Bacillus licheniformis ZF480 and application thereof
US20060018883A1 (en) Microbial preparation & method for preventing and curing the bacterial wilt the plant and its use
CN108641989A (en) One plant of Methylotrophic bacillus and its application
WO2019035067A1 (en) Organic fungicide derived through microbial fermentation
CN114806960A (en) Bacillus cereus YX53 and application thereof in preventing and treating fusarium root rot of tobacco and promoting growth
CN110317747A (en) A kind of bacillus amyloliquefaciens JT68 and its application in prevention and treatment tea anthracnose
CN113943670A (en) Pseudomonas toralis for preventing diseases and promoting growth and application thereof
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
CN107699526A (en) One plant of actinomycetes strain for preventing and treating gray mold and its application
RU2690420C1 (en) Bacterial plant growth stimulator
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
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
CN114231435B (en) Actinomycetes and application thereof
Kim et al. Comparison of microbial fungicides in antagonistic activities related to the biological control of phytophthora blight in chili pepper caused by Phytophthora capsici
RU2737208C1 (en) Bacterial strain bacillus mojavensis ps17 for producing higher yield and protection of agricultural plants against phytopathogenic fungi
JP7468842B2 (en) Pesticide composition for controlling plant diseases and method for controlling plant diseases using the same
CN111642520A (en) Paecilomyces lilacinus wettable powder and application thereof
CN109804060B (en) Pseudomonas stutzimaensis RGJ1 strain isolated from pepper plant body and use thereof
RU2737140C1 (en) Bacterial strain streptomyces resistomycificus recb-31b for producing a biopreparation for protecting agricultural plants from phytopathogenic fungi, stimulating their growth and increasing yield
Smith, EM and Wehner Biological and chemical measures integrated with deep soil cultivation against crater disease of wheat
RU2757123C1 (en) Bacterial strain pantoea agglomerans f19 to increase the productivity of grain crops

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20201223

Effective date: 20201223