RU2823059C1 - Штамм бактерий bacillus pumilus bis88 в качестве универсального средства для улучшения питания, ускорения роста и увеличения продуктивности сельскохозяйственных зерновых, овощных и технических культур, а также их защиты от болезней и стрессовых факторов хлоридного засоления - Google Patents
Штамм бактерий bacillus pumilus bis88 в качестве универсального средства для улучшения питания, ускорения роста и увеличения продуктивности сельскохозяйственных зерновых, овощных и технических культур, а также их защиты от болезней и стрессовых факторов хлоридного засоления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2823059C1 RU2823059C1 RU2023136239A RU2023136239A RU2823059C1 RU 2823059 C1 RU2823059 C1 RU 2823059C1 RU 2023136239 A RU2023136239 A RU 2023136239A RU 2023136239 A RU2023136239 A RU 2023136239A RU 2823059 C1 RU2823059 C1 RU 2823059C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bacillus pumilus
- bis88
- strain
- bacteria
- vegetable
- Prior art date
Links
- 241000194103 Bacillus pumilus Species 0.000 title claims abstract description 109
- 230000012010 growth Effects 0.000 title claims abstract description 17
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 title claims abstract description 7
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 title claims abstract description 6
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 title claims abstract description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 title claims abstract 3
- 201000010099 disease Diseases 0.000 title description 5
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 title description 5
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 claims abstract description 8
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 claims abstract description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000000855 fungicidal effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 claims abstract 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims description 44
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 abstract description 43
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 20
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 12
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 1
- 239000012531 culture fluid Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 47
- 239000000047 product Substances 0.000 description 30
- 244000098338 Triticum aestivum Species 0.000 description 29
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 24
- SEOVTRFCIGRIMH-UHFFFAOYSA-N indole-3-acetic acid Chemical compound C1=CC=C2C(CC(=O)O)=CNC2=C1 SEOVTRFCIGRIMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 23
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 22
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 19
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 17
- 230000003032 phytopathogenic effect Effects 0.000 description 16
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 16
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 15
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 13
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 description 12
- 235000011301 Brassica oleracea var capitata Nutrition 0.000 description 11
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 description 11
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 11
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- JLIDBLDQVAYHNE-YKALOCIXSA-N (+)-Abscisic acid Chemical compound OC(=O)/C=C(/C)\C=C\[C@@]1(O)C(C)=CC(=O)CC1(C)C JLIDBLDQVAYHNE-YKALOCIXSA-N 0.000 description 10
- 241000220259 Raphanus Species 0.000 description 10
- 239000003617 indole-3-acetic acid Substances 0.000 description 10
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 10
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 10
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 10
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 9
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 9
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 9
- 240000007124 Brassica oleracea Species 0.000 description 8
- 235000003899 Brassica oleracea var acephala Nutrition 0.000 description 8
- 235000001169 Brassica oleracea var oleracea Nutrition 0.000 description 8
- 235000006140 Raphanus sativus var sativus Nutrition 0.000 description 8
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 229930195732 phytohormone Natural products 0.000 description 8
- UZKQTCBAMSWPJD-UQCOIBPSSA-N trans-Zeatin Natural products OCC(/C)=C\CNC1=NC=NC2=C1N=CN2 UZKQTCBAMSWPJD-UQCOIBPSSA-N 0.000 description 8
- UZKQTCBAMSWPJD-FARCUNLSSA-N trans-zeatin Chemical compound OCC(/C)=C/CNC1=NC=NC2=C1N=CN2 UZKQTCBAMSWPJD-FARCUNLSSA-N 0.000 description 8
- 230000003042 antagnostic effect Effects 0.000 description 7
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 7
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 239000008223 sterile water Substances 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 241000219310 Beta vulgaris subsp. vulgaris Species 0.000 description 6
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 6
- 240000008415 Lactuca sativa Species 0.000 description 6
- 235000003228 Lactuca sativa Nutrition 0.000 description 6
- 235000021536 Sugar beet Nutrition 0.000 description 6
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 6
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 6
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 5
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- FCRACOPGPMPSHN-UHFFFAOYSA-N desoxyabscisic acid Natural products OC(=O)C=C(C)C=CC1C(C)=CC(=O)CC1(C)C FCRACOPGPMPSHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 5
- 238000011160 research Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 241000635201 Pumilus Species 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QCUOBSQYDGUHHT-UHFFFAOYSA-L cadmium sulfate Chemical compound [Cd+2].[O-]S([O-])(=O)=O QCUOBSQYDGUHHT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000003864 humus Substances 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000006916 nutrient agar Substances 0.000 description 4
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 4
- JLIDBLDQVAYHNE-LXGGSRJLSA-N 2-cis-abscisic acid Chemical compound OC(=O)/C=C(/C)\C=C\C1(O)C(C)=CC(=O)CC1(C)C JLIDBLDQVAYHNE-LXGGSRJLSA-N 0.000 description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 3
- 244000178937 Brassica oleracea var. capitata Species 0.000 description 3
- 241000223194 Fusarium culmorum Species 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000589615 Pseudomonas syringae Species 0.000 description 3
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 3
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 3
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 3
- 230000036579 abiotic stress Effects 0.000 description 3
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000004062 cytokinin Substances 0.000 description 3
- 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 3
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 3
- 239000005556 hormone Substances 0.000 description 3
- 229940088597 hormone Drugs 0.000 description 3
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 3
- RLJMLMKIBZAXJO-UHFFFAOYSA-N lead nitrate Chemical compound [O-][N+](=O)O[Pb]O[N+]([O-])=O RLJMLMKIBZAXJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- 230000008121 plant development Effects 0.000 description 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 3
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 3
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000229113 Acinetobacter pittii Species 0.000 description 2
- 244000063299 Bacillus subtilis Species 0.000 description 2
- 235000014469 Bacillus subtilis Nutrition 0.000 description 2
- 235000016068 Berberis vulgaris Nutrition 0.000 description 2
- 241000335053 Beta vulgaris Species 0.000 description 2
- 241000123650 Botrytis cinerea Species 0.000 description 2
- 241001136168 Clavibacter michiganensis Species 0.000 description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 2
- 102000004127 Cytokines Human genes 0.000 description 2
- 108090000695 Cytokines Proteins 0.000 description 2
- -1 L-serine; organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 241001148142 Pectobacterium atrosepticum Species 0.000 description 2
- 241000589516 Pseudomonas Species 0.000 description 2
- 241000813090 Rhizoctonia solani Species 0.000 description 2
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 description 2
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 2
- 229910000331 cadmium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000369 cadmium(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000007799 cork Substances 0.000 description 2
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 2
- 238000012272 crop production Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 2
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 2
- 230000009036 growth inhibition Effects 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N hypochlorite Chemical compound Cl[O-] WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 2
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 description 2
- 238000003359 percent control normalization Methods 0.000 description 2
- 239000003375 plant hormone Substances 0.000 description 2
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001965 potato dextrose agar Substances 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 2
- 239000004546 suspension concentrate Substances 0.000 description 2
- 239000012137 tryptone Substances 0.000 description 2
- 239000012224 working solution Substances 0.000 description 2
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 2
- OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 100676-05-9 Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC2C(OC(O)C(O)C2O)CO)O1 OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000223602 Alternaria alternata Species 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000016938 Catalase Human genes 0.000 description 1
- 108010053835 Catalase Proteins 0.000 description 1
- 241000186650 Clavibacter Species 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-CUHNMECISA-N D-Cellobiose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-CUHNMECISA-N 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N D-Mannitol Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N 0.000 description 1
- QNAYBMKLOCPYGJ-UHFFFAOYSA-N D-alpha-Ala Natural products CC([NH3+])C([O-])=O QNAYBMKLOCPYGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N D-mannopyranose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N 0.000 description 1
- 208000005156 Dehydration Diseases 0.000 description 1
- 239000004375 Dextrin Substances 0.000 description 1
- 229920001353 Dextrin Polymers 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 241000192125 Firmicutes Species 0.000 description 1
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 description 1
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 description 1
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 description 1
- 241000223195 Fusarium graminearum Species 0.000 description 1
- 241000223192 Fusarium sporotrichioides Species 0.000 description 1
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 1
- 239000005980 Gibberellic acid Substances 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 108010068370 Glutens Proteins 0.000 description 1
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 description 1
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 1
- QNAYBMKLOCPYGJ-UWTATZPHSA-N L-Alanine Natural products C[C@@H](N)C(O)=O QNAYBMKLOCPYGJ-UWTATZPHSA-N 0.000 description 1
- QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N L-alanine Chemical compound C[C@H](N)C(O)=O QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- ODKSFYDXXFIFQN-BYPYZUCNSA-N L-arginine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCCN=C(N)N ODKSFYDXXFIFQN-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- 229930064664 L-arginine Natural products 0.000 description 1
- 235000014852 L-arginine Nutrition 0.000 description 1
- ZDXPYRJPNDTMRX-VKHMYHEASA-N L-glutamine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(N)=O ZDXPYRJPNDTMRX-VKHMYHEASA-N 0.000 description 1
- 229930182816 L-glutamine Natural products 0.000 description 1
- 239000006391 Luria-Bertani Medium Substances 0.000 description 1
- 235000007688 Lycopersicon esculentum Nutrition 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N Maltose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N 0.000 description 1
- 240000003183 Manihot esculenta Species 0.000 description 1
- 235000016735 Manihot esculenta subsp esculenta Nutrition 0.000 description 1
- IAOZJIPTCAWIRG-UHFFFAOYSA-N Methyl alpha-aspartylphenylalaninate Chemical compound OC(=O)CC(N)C(=O)NC(C(=O)OC)CC1=CC=CC=C1 IAOZJIPTCAWIRG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017879 Nasturtium officinale Nutrition 0.000 description 1
- 240000005407 Nasturtium officinale Species 0.000 description 1
- 241000588701 Pectobacterium carotovorum Species 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 241000918584 Pythium ultimum Species 0.000 description 1
- MUPFEKGTMRGPLJ-RMMQSMQOSA-N Raffinose Natural products O(C[C@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O[C@@]2(CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O2)O1)[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 MUPFEKGTMRGPLJ-RMMQSMQOSA-N 0.000 description 1
- 235000019057 Raphanus caudatus Nutrition 0.000 description 1
- 244000088415 Raphanus sativus Species 0.000 description 1
- 235000011380 Raphanus sativus Nutrition 0.000 description 1
- 241000555745 Sciuridae Species 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 240000003768 Solanum lycopersicum Species 0.000 description 1
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 1
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 1
- UQZIYBXSHAGNOE-USOSMYMVSA-N Stachyose Natural products O(C[C@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O[C@@]2(CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O2)O1)[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](CO[C@@H]2[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](CO)O2)O1 UQZIYBXSHAGNOE-USOSMYMVSA-N 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- 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 1
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 1
- DRQXUCVJDCRJDB-UHFFFAOYSA-N Turanose Natural products OC1C(CO)OC(O)(CO)C1OC1C(O)C(O)C(O)C(CO)O1 DRQXUCVJDCRJDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MUPFEKGTMRGPLJ-UHFFFAOYSA-N UNPD196149 Natural products OC1C(O)C(CO)OC1(CO)OC1C(O)C(O)C(O)C(COC2C(C(O)C(O)C(CO)O2)O)O1 MUPFEKGTMRGPLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 1
- 235000016383 Zea mays subsp huehuetenangensis Nutrition 0.000 description 1
- MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] Chemical compound [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 1
- 229960003767 alanine Drugs 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N alpha-D-galactose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N 0.000 description 1
- 229940024606 amino acid Drugs 0.000 description 1
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical class N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000721 bacterilogical effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N beta-maltose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N 0.000 description 1
- 238000010364 biochemical engineering Methods 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 230000000443 biocontrol Effects 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 150000001661 cadmium Chemical class 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000024245 cell differentiation Effects 0.000 description 1
- 230000004663 cell proliferation Effects 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- RCTYPNKXASFOBE-UHFFFAOYSA-M chloromercury Chemical compound [Hg]Cl RCTYPNKXASFOBE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 235000019425 dextrin Nutrition 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 230000024346 drought recovery Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 244000053095 fungal pathogen Species 0.000 description 1
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 description 1
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 1
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 1
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 1
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 1
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 1
- IXORZMNAPKEEDV-UHFFFAOYSA-N gibberellic acid GA3 Natural products OC(=O)C1C2(C3)CC(=C)C3(O)CCC2C2(C=CC3O)C1C3(C)C(=O)O2 IXORZMNAPKEEDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IXORZMNAPKEEDV-OBDJNFEBSA-N gibberellin A3 Chemical compound C([C@@]1(O)C(=C)C[C@@]2(C1)[C@H]1C(O)=O)C[C@H]2[C@]2(C=C[C@@H]3O)[C@H]1[C@]3(C)C(=O)O2 IXORZMNAPKEEDV-OBDJNFEBSA-N 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 229960002743 glutamine Drugs 0.000 description 1
- 235000021312 gluten Nutrition 0.000 description 1
- 239000003324 growth hormone secretagogue Substances 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- 235000003642 hunger Nutrition 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000002917 insecticide Substances 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 238000009630 liquid culture Methods 0.000 description 1
- 235000009973 maize Nutrition 0.000 description 1
- SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L manganese(II) sulfate Chemical compound [Mn+2].[O-]S([O-])(=O)=O SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000357 manganese(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000013642 negative control Substances 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 description 1
- 239000001814 pectin Substances 0.000 description 1
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 description 1
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 description 1
- 150000003018 phosphorus compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000013641 positive control Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000003405 preventing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- MUPFEKGTMRGPLJ-ZQSKZDJDSA-N raffinose 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[C@@H]2[C@@H]([C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O2)O)O1 MUPFEKGTMRGPLJ-ZQSKZDJDSA-N 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 102220201851 rs143406017 Human genes 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- UQZIYBXSHAGNOE-XNSRJBNMSA-N stachyose 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[C@@H]2[C@@H]([C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO[C@@H]3[C@@H]([C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O3)O)O2)O)O1 UQZIYBXSHAGNOE-XNSRJBNMSA-N 0.000 description 1
- 230000037351 starvation Effects 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
- 230000015378 stomatal closure Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000031068 symbiosis, encompassing mutualism through parasitism Effects 0.000 description 1
- 230000009885 systemic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000009261 transgenic effect Effects 0.000 description 1
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RULSWEULPANCDV-PIXUTMIVSA-N turanose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](C(=O)CO)O[C@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]1O RULSWEULPANCDV-PIXUTMIVSA-N 0.000 description 1
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 1
- 238000009333 weeding Methods 0.000 description 1
- 229940023877 zeatin Drugs 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой штамм эндофитных бактерий Bacillus pumilus BIS88, депонированный в Сетевой биоресурсной коллекции в области генетических технологий для сельского хозяйства (ВКСМ) при ФГБНУ ВНИИСХМ под номером RCAM 03199, проявляющий бактерицидную и фунгицидную активность, в качестве средства для улучшения питания, ускорения роста и увеличения продуктивности зерновых, овощных и технических культур и для борьбы со стрессовыми факторами хлоридного засоления и поллютантов. Установлено, что для эффективного использования штамма бактерий Bacillus pumilus BIS88 титр его жизнеспособных клеток и спор в составе различных биопрепаратов должен составлять 105-109 кл/мл культуральной жидкости. Изобретение позволяет ускорить рост и увеличить продуктивность зерновых, овощных и технических культур. 15 табл.
Description
Изобретение относится к биотехнологии и касается нового штамма эндофитных бактерий Bacillus pumilus BIS88 для растениеводства.
В земледелии России применяется около 3,0 млн тонн действующего вещества минеральных удобрений в год, что соответствует 40 кг д.в. на 1 га посевов. Из внесенного количества питательных веществ в составе минеральных удобрений растениями на формирование урожая потребляется менее половины [Сычев В.Г. Современное состояние плодородия почв и основные аспекты его регулирования. М.: Из-во РАН, 2019. 325 с.]. Повышение коэффициента использования растениями элементов питания из минеральных удобрений на формирование урожая имеет важное экономическое и экологическое значение для оптимального функционирования агроландшафтов [Завалин А.А., Соколов О.А. Коэффициент использования азота и удобрений и его регулирование// Международный сельскохозяйственный журнал. 2019. № 4. С. 71-75]. Одним из приёмов повышения эффективности внесения минеральных удобрений и увеличения коэффициента использования растениями азота удобрений может стать применение микробиологических препаратов, созданных на основе агрономически полезных микроорганизмов, обладающих комплексом положительных свойств.
Специалистам в области сельскохозяйственной микробиологии известно, что в случае ассоциативного симбиоза на корнях растений в строго определенных местах формируются колонии ризосферных бактерий, которые способны обеспечить для растения целый ряд полезных функций.
Среди них:
- подавление стрессовых реакций у растения;
- регулирование поступления загрязнителей окружающей среды в растения;
- выработка растительных гормонов в строго определенных соотношениях и концентрациях, которые позволяют ускорить рост корневой системы и тем самым обеспечить растению успех в захвате необходимой площади питания, а также регулировать развитие растений;
- оптимизация усвоения фосфорных труднодоступных соединений;
- индукция системной реакции по защите от фитопатогенов;
- ограничение (биоконтроль) роста фитопатогенов на корнях растений с помощью таких механизмов, как выделение антибиотических соединений, растворение гиф патогенных грибов, конкуренция за места заселения на корнях, перехват питательных веществ, необходимых для развития фитопатогена и др. [И.А. Тихонович, А.П. Кожемяков, В.К. Чеботарь, Ю.В. Круглов, Н.В. Кандыбин, Г.Ю. Лаптев. Биопрепараты в сельском хозяйстве: методология и практика применения микроорганизмов в растениеводстве и кормопроизводстве / Рос. акад. с.-х. наук, Всероссийский научно-исследовательский институт с/х микробиологии. М.: ВНИИСХМ, 2005,154 с., стр.8 - ISBN 5-85941-231-2].
Известно изобретение «Биопрепарат Фитоспорин для защиты растений от болезней» по патенту РФ № 2099947 с приоритетом от 15.11.1996 г. на имя Института Микробиологии и вирусологии НАН Украины (UA) и НПО «Башкирское»(RU), МПК А01N63/00; С12N1/20; С12R1:125, публикация 27.12.1997 г.
Основу биопрепарата «Фитоспорин» составляет штамм бактерий Bacillus subtilis ВНИИСХМ 128 с концентрацией клеток 109 - 1010 на 1 мл физраствора в количестве 92-98 об.% и наполнителем в количестве 2-8 об.%.
При этом штамм Bacillus subtilis ВНИИСХМ 128 характеризуется высокой антагонистической активностью в отношении фитопатогенных бактерий и грибов, что позволяет использовать его для защиты различных видов сельскохозяйственных, декоративных, древесных растений.
Недостатком биопрепарата «Фитоспорин» является отсутствие сведений о его способности защищать растения от стрессовых факторов, а также улучшать питание и стимулировать рост сельскохозяйственных культур.
Известно изобретение «Штамм бактерий Bacillus pumilus А 1.5 в качестве средства повышения продуктивности растений и их защиты от болезней, вызываемых фитопатогенными микроорганизмами» по патенту РФ №2551968 с приоритетом от 01.08.2013 г. на имя Государственного научного учреждения Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИСХМ Россельхозакадемии), МПК C12N 1/20, A01N 63/00, C12R 1/07, публикация: 10.06.2015 г. (прототип).
Штамм Bacillus pumilus A1.5 депонирован в Ведомственной коллекции полезных микроорганизмов с/х назначения в ГНУ ВНИИСХМ 06.05.2013г. под регистрационным номером RCAM 02057 и характеризуется ростостимулирующей и антагонистической активностью в отношении фитопатогенных бактерий и грибов. Биопрепарат на основе штамма эндофитных бактерий Bacillus pumilus A1.5 в жидкой форме с концентрацией клеток 3×108 КОЕ/мл применяется в сельском хозяйстве в качестве средства повышения продуктивности растений и их защиты от болезней, вызываемых фитопатогенными микроорганизмами.
Недостатком биопрепарата на основе этого штамма является отсутствие сведений о его способности защищать растения от стрессовых факторов.
Задачей изобретения является выявление штамма, пригодного для использования в сельском хозяйстве в качестве универсального средства улучшения питания, ускорения роста и увеличения продуктивности зерновых, овощных и технических культур, а также их защиты от болезней и стрессов.
Указанная задача решается за счет того, что в качестве универсального средства для улучшения питания, ускорения роста и увеличения продуктивности зерновых, овощных и технических культур, а также защиты от болезней, вызываемых фитопатогенными микроорганизмами, и борьбы со стрессовыми факторами растений в сельском хозяйстве используется штамм эндофитных бактерий Bacillus pumilus BIS88.
Штамм эндофитных бактерий Bacillus pumilus BIS88 был выделен из семян томатов и депонирован 24.02.2015 г. в Сетевой биоресурсной коллекции в области генетических технологий для сельского хозяйства (ВКСМ) при ФГБНУ ВНИИСХМ под регистрационным номером RCAM 03199.
Среда культивирования штамма: питательный агар (готовая питательная среда производства ООО «Биокомпас-С», ТУ 10-02-02-789-176-94). Оптимальная температура для роста 32°С. Культивирование в течение 48 часов.
Штамм характеризуется следующими морфолого-культуральными и физиолого-биохимическими признаками.
На питательном агаре образует кожистые колонии кремового, пастообразной консистенции с неровными изрезанными ризоидными краями и плоским профилем, матовая консистенция в центре переходит в блестящую к краю колонии. Диаметр колоний 10-15 мм. Оптимальная температура для роста 32°С. При температуре более 45°С и менее 15°С рост замедленный. Оптимальное значение рН среды 7,1, рост происходит также при рН от 4,5 до 8,0. Представляет собой мелкие прямые палочки, 1,5-2 мкм в длину, образует споры. В качестве единственного источника углерода штамм использует декстрин, мальтозу, целлобиозу, сахарозу, туранозу, стахиозу, раффинозу, глюкозу, маннозу, фруктозу, галактозу, манитол, глицерол, пектин. Использует минеральные формы азота - соли аммония и нитраты. Каталазо-иоксидазоположительный. Растет при 8% NaCl. Желатин не гидролизует. Утилизирует аминокислоты: L-аланин, L-аргинин, L-аспартам, L-глутамин, L-серин; органические кислоты: лимонную, яблочную, γ-аминомасляную, α-кетомасляную, ацетоуксусную, уксусную.
Выявлено и экспериментально установлено, что штамм бактерий Bacillus pumilus BIS88 обладает ростостимулирующей активностью.
Оценку ростостимулирующей активности штамма Bacillus pumilus BIS88 проводили в лабораторном опыте на кресс-салате сорта «Широколистный». В качестве прототипа использовали штамм-прототип бактерий Bacillus pumilus A1.5. Для этого семена салата обрабатывали суспензиями штаммов указанных бактерий с титром 105 КОЕ/мл и раскладывали по чашкам Петри с увлажненной до полной влагоемкости ватой и фильтровальной бумагой. В контрольном варианте семена салата обрабатывали стерильной водой. Опыт проводили в 3-кратной повторности, в каждой повторности использовали по 50 семян. Чашки с семенами культивировали в течение 72 часов при температуре 28°С, после чего измеряли длину корней и проростков салата.
Результаты измерений представлены в Таблице 1.
Таблица 1. Ростостимулирующая активность бактерий, определенная в отношении проростков салата
| Вариант обработки семян салата |
Средняя длина корня, мм |
Средняя длина зеленой части ростка, мм |
| Контроль - вода | 5,7±0,6 | 13,1±1,6 |
| Штамм бактерий Bacillus pumilus A1.5 - прототип |
8,7±1,9 | 14,0±1,5 |
| Штамм бактерий Bacillus pumilus BIS88 - заявленный |
13,5±2,5 | 16,7±1,5 |
Из данных, приведенных в Таблице 1, видно, что заявленный штамм бактерий Bacillus pumilus BIS88 обладает более сильной ростостимулирующей активностью по сравнению со штаммом - прототипом бактерий Bacillus pumilus A1.5.
Также экспериментально установлено, что штамм бактерий Bacillus pumilus BIS88 обладает фунгицидной активностью против фитопатогенных грибов Alternaria alternata, Fusarium culmorum, Fusarium graminearum, Fusarium sporotrichioides, фитопатогенных бактерий Clavibacter michiganens ss. sepedonicus, Erwinia carotovora ss. atroseptica, Pseudomonas syringae и фитостимулирующим эффектом по отношению к различным сельскохозяйственным культурам (редис, салат, вико-овсяная смесь, яровая пшеница).
Оценку антагонистической активности по отношению к фитопатогенным микроорганизмам проводили в опытах со штаммом бактерий Bacillus pumilus BIS88 и штаммом - прототипом Bacillus pumilus A1.5.
Бактерицидную активность проверяли в отношении 4-х штаммов фитопатогенных бактерий из коллекции ООО «Бисолби-Интер»: Pseudomonas syringae (штамм 213), Pseudomonas syringae (штамм 8511), Erwinia carotovora var. atroseptica (штамм 822), Clavibacter michiganense subs. sepedonicus (штамм 6028). Сначала высевали бактерии бактериологической петлей сплошным газоном на поверхности питательного агара и культивировали 48 часов при 28°С. В день проверки на бактерицидную активность высевали сплошным газоном на голодном картофельном агаре штаммы указанных фитопатогенных бактерий. Затем переносили на поверхность только что засеянной среды вырезанные стерильным пробочным сверлом агаровые блочки со зрелой культурой тестируемых бактерий. Перенос осуществляли с помощью стерильного скальпеля и прокаленного пинцета. Чашки с блочками культивировали в течение 24 часов при температуре 28°С, после чего замеряли диаметр зоны ингибирования вокруг блочков.
Результаты измерений представлены в Таблице 2.
Таблица 2. Антагонистическая активность штаммов бактерий по отношению к фитопатогенным бактериям
| Штамм бактерий |
Зона ингибирования роста бактерий, мм | |||
| Pseudomonas syringiae (штамм 213) |
Pseudomonas syringiae (штамм 8511) |
Erwinia carotovora var. atroseptica (штамм 822) |
Clavibacter michiganense subs sepedonicus (штамм 6028) |
|
| Bacillus pumilus A1.5 - прототип | 10,3+0,5 | 9,7+0,2 | 14,5+1,1 | 13,3+1,0 |
| Bacillus pumilus BIS88 - заявленный | 15,1+1,0 | 13,1+0,9 | 22,7+1,3 | 19,7+1,3 |
Из данных, приведенных в Таблице 2, видно, что заявленный штамм бактерий Bacillus pumilus BIS88 обладает большей антагонистической активностью по отношению к фитопатогенным бактериям по сравнению со штаммом-прототипом Bacillus pumilus A1.5.
Для определения фунгицидной активности штамма бактерий Bacillus pumilus BIS88 и штамма-прототипа Bacillus pumilus A1.5 был использован метод «колодцев». Для испытания были отобраны следующие фитопатогенные грибы (из коллекции ООО «Бисолби-Интер»): Fusarium culmorum, Pythium ultimum, Rhizoctonia solani, Botrytis cinerea. В разогретый и остывший до температуры 45°С картофельно-декстрозный агар (PDA, Sigma, USA) добавляли суспензию спор грибов (105 КОЕ/мл) из расчета 1мкл суспензии на 1мл среды. Полученную смесь разливали по чашкам Петри, после застывания в ней делали прокаленным пробочным сверлом 4 ровных сквозных отверстия, расположенных квадратом. В эти отверстия заливали по 100 мкл бактериальной суспензии с титром клеток 108 КОЕ/мл. Одна чашка была оставлена с пустыми «колодцами» как контрольный вариант. Все чашки с «колодцами» культивировали в течение 72 часов при температуре 28°С. Фунгицидную активность определяли как зоны ингибирования роста фитопатогенного гриба вокруг «колодцев».
Результаты измерений представлены в Таблице 3.
Таблица 3. Антагонистическая активность штаммов бактерий по отношению к фитопатогенным грибам
| Штамм бактерий |
Зона ингибирования роста грибов, мм | |||
| Fusarium culmorum |
Pithium ultimum |
Rhizoctonia solani |
Botrytis cinerea |
|
| Bacillus pumilus A1.5 - прототип | 8,7+0,5 | 7,5+0,3 | 12,1+0,8 | 10,3+0,7 |
| Bacillus pumilus BIS88 - заявленный |
11,9+1,0 | 11,1+0,7 | 18,3+1,1 | 17,7+1,0 |
Из данных, приведенных в Таблице 3, видно, что заявленный штамм бактерий Bacillus pumilus BIS88 обладает большей антагонистической активностью по отношению к фитопатогенным грибам по сравнению со штаммом - прототипом Bacillus pumilus A1.5.
Реакция растений на стресс, как правило, опосредуется выработкой фитогормонов (Mulholland et al., 2003). Наиболее известные гормоны, стимулирующие рост растений, которые могут синтезироваться бактериями, включают индол-3-уксусную кислоту, зеатин, абсцизовую кислоту, цитокинин, гибберелловую кислоту и этилен (Role et al., 2013). Индол-3-уксусная кислота (ИУК) является одним из механизмов, которые бактерии используют для взаимодействия с растениями, сигнализируя молекулами в бактериях и влияя на рост и развитие растений (Hoffman et al., 2013). В дополнение к стимулированию роста непосредственно за счет выработки ИУК, микроорганизмы также могут стимулировать рост растений, повышая устойчивость растений к абиотическим стрессам. Некоторые штаммы, стимулирующие рост растений, могут продуцировать ИУК для повышения устойчивости семян кукурузы и пшеницы к засолению во время прорастания в засоленных почвах (Soltani et al., 2023). Например, солевой стресс индуцирует способность к биосинтезу ИУК у стимулятора роста растений штамма Acineto-bacter pittii. Таким образом, соевые бобы, обработанные штаммом A. pittii демонстрируют значительное улучшение роста растений в условиях солевого стресса (Kang et al., 2023).
Солеустойчивые штаммы, выделенные из засоленной почвы, и продуцирующие ИУК, были способны стимулировать рост хлопчатника (Saleem et al., 2021; Tang et al., 2023).
Среди различных эндогенных фитогормонов растение увеличивает биосинтез абсцизовой кислоты (АБК) в ответ на стресс от засоления (Santner, Estelle, 2009). Защитная роль АБК важна в развитии растений, поскольку она вызывает закрытие устьиц и тем самым уменьшает потерю воды (Herrera-Medina et al., 2007).
Цитокинины являются еще одной важной группой растительных гормонов, участвующих в поддержании клеточной пролиферации и дифференцировки и предотвращении старения [Schmülling, 2002]. Однако в стрессовых условиях, особенно при водном стрессе, наблюдалась повышенная концентрация цитокинина в соке ксилемы [Borrell et al., 2000]. Чжан и соавт. [Zhang et al., 2010] продемонстрировали, что трансгенная маниока, сверхэкспрессирующая цитокины, проявляет большую устойчивость к засухе по сравнению с растениями дикого типа.
Экспериментально было показано, что штамм бактерий Bacillus pumilus BIS88 способен продуцировать фитогормоны: индолилуксусную кислоту (ИУК), абсцизовую кислоту (АБК) и цитокин транс-зеатин (ТЗ) при его культивировании на питательной среде. В опыте использовали жидкую стерильную питательную среду следующего состава:
патока - 15 г/л,
кукурузный экстракт - 12,5 г/л,
MgSO4×7Н2О - 0,2 г/л,
CaCl2×2Н2О - 1,0 г/л,
MnSO4 - 0,1 г/л.
Культивирование штамма бактерий Bacillus pumilus BIS88 в указанной жидкой питательной среде при рН (7,2 -7,5) проводили на качалке или в ферментере при 28°С в течение 36 часов.
Концентрацию фитогормонов: индолилуксусной кислоты, абсцизовой кислоты и транс-зеатина в экстракте определяли с помощью высокоэффективного жидкостного хроматографа (Agilent 1200, США) с масс-селективным детектором Varian 920-LC System. Для определения фитогормонов отбирали 50 мл жидкой культуры (и 50 мл стерильной жидкой среды, используемой в качестве контрольной) и центрифугировали при скорости 3000-5000 об/мин в течение 5 мин. Надосадочную жидкость сливали в разделительную воронку. Осадок дважды взбалтывали с 30 мл дистиллированной воды и центрифугировали после смешивания надосадочной жидкости в разделительной воронке. Объединенный супернатант в делительной воронке подкисляли 10%-ным раствором уксусной кислоты до рН 2, после чего фитогормоны экстрагировали 10 мл этилацетата. Верхний слой этилацетата пропускали через безводный сульфат натрия и выпаривали до высыхания на ротационном испарителе при температуре не более 40°C. Экстракцию проводили трижды. Хроматографию проводили в градиентном режиме (фаза А, метанол + 0,1% муравьиной кислоты; фаза В, деионизированная вода +0,1% муравьиной кислоты). В хроматографической системе использовалась колонка Cosmosil C18 4.6 ID 150 мм. Хроматограф был откалиброван с использованием внутренних стандартов SIGMA-ALDRICH для стандартов гормонов. Идентификация гормонов проводилась в режиме масс-спектрометрии.
В результате было показано, что в образцах бактериальной суспензии штамма Bacillus pumilus BIS88, содержится 366,1 мкг/л индолилуксусной кислоты, 0,646 мкг/л абсцизовой кислоты и 0,822 мкг/л транс-зеатина (Табл.4).
Таблица 4. Содержание фитогормонов в образцах бактериальной суспензии штамма Bacillus pumilus BIS88
| № образца | ИУК, мкг/литр | АБК, мкг/литр | Транс-зеатин, мкг/литр |
| Bacillus pumilus BIS88 | 366,1±12,5 | 0,646±0,02 | 0,822±0,04 |
Таким образом, экспериментально было показано, что препарат на основе штамма бактерий Bacillus pumilus BIS88 содержит фитогормоны: индолилуксусную кислоту (ИУК), абсцизовую кислоту (АБК) и транс-зеатин (ТЗ).
Была проведена оценка влияния различных поллютантов (хлорид натрия, кадмий, свинец) на штаммы эндофитных бактерий: прототип - Bacillus pumilus A1.5 и заявляемый - Bacillus pumilus BIS88. Концентрации поллютантов и штаммы эндофитных бактерий были отобраны на основании полученных экспериментальных данных. Так, за минимальную концентрацию принималась концентрация поллютантов, уменьшающая длину надземной части растения пшеницы в два и более раз. Для свинца минимальная концентрация составила - 500, 800, 1500 мг/л, для кадмия - 300, 600, 900 мкмоль/л; для хлорида натрия 10 г/л (1%).
В качестве испытуемой культуры была выбрана озимая пшеница, сорт «Батько» (семена 1-ой репродукции). Загрязнение тяжелыми металлами имитировали растворимыми в воде солями: нитратом свинца (Pb(NO3)2) и сульфатом кадмия (CdSO4). Засоление субстрата проводили хлоридом натрия (NaCl). Для проведения опытов с тяжелыми металлами, была выбрана следующая схема: негативный контроль без поллютанта, позитивный контроль - с добавлением различных концентраций металла (для свинца- 500, 800, 1500 мг/л, для кадмия- 300, 600, 900 мкмоль/л) и инокуляцией штаммами эндофитных бактерий.
В каждую пробирку вносилось 34 мл кварцевого песка, затем добавляли 10 мл раствора, содержащего поллютант: нитрат свинца (Pb(NO3)2) и сульфат кадмия (CdSO4) и 15% питательный раствор (PNS). В случае со свинцом PNS не вносился, чтобы избежать образования малорастворимых соединений. Затем, пробирки стерилизовали в автоклаве в течение часа, при 1,5 атм. Стерилизацию семян проводили растворами этанола и гипохлорита натрия. Семена выдерживали в 70% растворе этанола, в течение 2-х минут и промывали в стерильной воде. Затем семена помещали в 30% раствор гипохлорита натрия и помещали на качалку на 20 минут, после промывали в стерильной воде и повторяли процедуру. Тщательно отмытые в стерильной воде семена раскладывались в стерильные чашки Петри, на фильтровальную бумагу, смоченную стерильной водой (5мл на чашку) и проращивались при температуре 28°С в течение суток. Инокуляция семян проводилась ночной (20-часовой) культурой микроорганизмов, выращенных на жидкой среде Луриа-Бертани, следующего состава (г/л): триптон -10,0, дрожжевой экстракт -5,0, Mg2SO4 - 2,5, pH=7,2. Стерильные проростки пшеницы, инокулировали бактериальной суспензией в течение 30 мин. В экспериментах использовали суспензии с концентрацией клеток 106 КОЕ/мл. Инокулированные семена высаживали в песок, по 2 растения на пробирку (6 растений в варианте) и выращивали в течение 12 суток. Затем растения извлекали и измеряли длину побегов и корней. Результаты опытов представлены в Таблицах 5 и 6.
Таблица 5. Влияние кадмия на растения озимой пшеницы с. Батько при инокуляции семян штаммами эндофитных бактерий
| Концентрация кадмия |
Вариант опыта | Средняя длина растений, см | Средняя длина корней, см |
| 300 мкмоль/л | -Контроль | 20,7 | 15,3 |
| +Контроль | 20,1 | 9,7 | |
| Bacillus pumilus A1.5 прототип |
16,9 | 3,6 | |
| Bacillus pumilus BIS88 заявленный |
18,5 | 11,6 | |
| 600 мкмоль/л | -Контроль | 20,7 | 15,3 |
| +Контроль | 12,2 | 3,5 | |
| Bacillus pumilus A1.5 прототип |
14,3 | 3,7 | |
| Bacillus pumilus BIS88 заявленный |
15,1 | 3,9 | |
| 900 мкмоль/л | -Контроль | 20,7 | 15,3 |
| +Контроль | 12,6 | 2,7 | |
| Bacillus pumilus A1.5 прототип |
14,4 | 2,2 | |
| Bacillus pumilus BIS88 заявленный |
14,8 | 4,5 |
Из данных в Таблице 5 видно, что штамм бактерий Bacillus pumilus BIS88 способен снимать абиотический стресс растений, вызываемый наличием солей кадмия в питательной среде, особенно при его высоких концентрациях - до 900 мкмоль/л. При этом штамм Bacillus pumilus BIS88 более эффективен по сравнению со штаммом - прототипом Bacillus pumilus A1.5.
Таблица 6. Влияние свинца на растения озимой пшеницы с. Батько при инокуляции семян штаммами эндофитных бактерий
| Концентрация свинца |
Вариант опыта | Средняя длина растений, см | Средняя длина корней, см |
| 500 мг/л | -Контроль | 17,1 | 16,4 |
| +Контроль | 15,5 | 11,0 | |
| Bacillus pumilus A1.5 прототип |
16,1 | 11,5 | |
| Bacillus pumilus BIS88 заявленный |
16,8 | 13,9 | |
| 800 мг/л | -Контроль | 17,1 | 16,4 |
| +Контроль | 12,2 | 13,5 | |
| Bacillus pumilus A1.5 прототип |
16,7 | 14,4 | |
| Bacillus pumilus BIS88 заявленный |
18,4 | 15,6 | |
| 1500 мг/л | -Контроль | 17,1 | 16,4 |
| +Контроль | 13,8 | 3,9 | |
| Bacillus pumilus A1.5 прототип |
14,6 | 5,9 | |
| Bacillus pumilus BIS88 заявленный |
15,8 | 7,5 |
Из данных, приведенных в Таблице 6, видно, что заявленный штамм бактерий Bacillus pumilus BIS88 способен снимать абиотический стресс растений, вызываемый наличием в питательной среде нитрата свинца (Pb(NO3)2), более эффективно по сравнению со штаммом-прототипом Bacillus pumilus A1.5, особенно при его высоких концентрациях - до 1500 мг/л.
Результаты опытов с хлоридом натрия представлены в Таблице 7.
Таблица 7. Влияние хлорида натрия концентрацией 10 г/л на растения озимой пшеницы с. Батько при инокуляции штаммами эндофитных бактерий
| Вариант опыта | Средняя длина растений, см | Средняя длина корней, см |
| -Контроль | 16,6 | 7,9 |
| +Контроль | 2,6 | 2,9 |
| Bacillus pumilus A1.5 - прототип |
6,2 | 5,2 |
| Bacillus pumilus BIS88 - заявленный |
9,0 | 8,9 |
Из данных в таблице 7 видно, что заявленный штамм бактерий Bacillus pumilus BIS88 способен снимать абиотический стресс растений, вызываемый внесением в питательную среду 10 г/л хлорида натрия (поваренной соли), причем более эффективно по сравнению со штаммом- прототипом Bacillus pumilus A1.5.
Высокая ростостимулирующая активность заявляемого штамма эндофитных бактерий Bacillus pumilus BIS88 вызвана способностью создавать с растением растительно-микробную систему путем колонизация эндофитными бактериями корневой системы и внутренних тканей (эндосферы) растения, что было подтверждено опытным путем. Для исследований использовали следующие материалы. В качестве растительного материала использовали редис (Raphanus sativus L. var. Sativus) сорта «Дуро» и озимую мягкую пшеницу (Triticum aestivum L.) сорта «Веда».
Были отобраны по две грамположительные бактерии: Bacillus pumilus BIS88 и Bacillus pumilus A1.5 для использования в опыте по колонизации корней редиса сорта «Дуро» и озимой пшеницы сорта «Веда».
Бактерии выращивали на среде LС (г/л) - триптон 10,0; дрожжевой экстракт - 5,0; NaCl - 8,0; MgSO4⋅7H2O - 2,5; агар - 18, 1 мл 1М Tris буфера.
Колонизацию корней редиса и пшеницы бактериями изучали в гнотобиотических системах (Simons et al., 1996), содержащих стерильный кварцевый песок с добавлением 15% питательного раствора (PNS) следующего состава (на 1л): 5 mM KNO3, 5 mM Ca(NO3)2, 2 mM MgSO4, 1 mM KH2PO4.
Семена пшеницы стерилизовали 70% - раствором этилового спирта в течение 30 сек, затем 6 мин - 0,1% сулемы (HgCl2).
Семена редиса стерилизовали 70% раствором этилового спирта в течение 30 сек, затем 5 мин - 3% раствором гипохлорита (HСlO).
После стерилизации все семена тщательно отмывали стерильной водой, меняя воду 5-6 раз и 30 минут на качалке.
Затем семена раскладывали в стерильные чашки Петри на увлажненные фильтровальные бумажки (5 мл на чашку) и проращивали при температуре 28°С в течение суток. Для инокуляции использовали ночную (20 часовую) культуру микроорганизмов, выращенную на качалке на жидкой среде LС при температуре 28°С. Клетки бактерий отделяли от ростовой среды центрифугированием и отмывали 0,85% раствором NaCl. Для инокуляции стерильные проростки редиса и пшеницы замачивали в течение 30 мин в суспензии с титром бактериальных клеток 105 KOE/мл. Инокулированные проростки растений высаживали в кварцевый песок (на глубину 5-6 мм) в гнотобиотические системы по 1 растению на каждую систему. Повторность опыта - шестикратная. Растения пшеницы и редиса выращивали в фитотроне при 21°С в течение 5 суток, после чего их извлекали из системы и определяли приживаемость бактерий путем измерения их количества в ризосфере и на корнях растений.
Результаты измерений приведены в Таблицах 8 и 9.
Таблица 8. Приживаемость бактерий в ризосфере и на корнях озимой пшеницы с. «Веда»
| Штамм бактерий |
Численность бактерий | Отношение числа бактерий на корне к числу бактерий в ризосфере, % | ||
| Ризосфера | Корень | |||
| 105 KOE/растение |
105 KOE/г ризосферы |
105 KOE/корень |
||
| Bacillus pumilus A1.5 - прототип | 47 ± 5 | 35± 5 | 13 ± 3 | 27,6 |
| Bacillus pumilus BIS88 - заявленный | 79 ± 11 | 67 ± 9 | 25± 5 | 31,6 |
Таблица 9. Приживаемость бактерий в ризосфере и на корнях редиса с. «Дуро»
| Штамм бактерий |
Численность бактерий | Отношение числа бактерий на корне к числу бактерий в ризосфере, % | ||
| Ризосфера | Корень | |||
| 105KOE/растение | 105 KOE/г ризосферы |
105 KOE/корень |
||
| Bacillus pumilus A1.5 - прототип | 135 ± 11 | 290 ± 21 | 11,5 ± 1,7 | 8,5 |
| Bacillus pumilus BIS88 - заявленный | 217 ± 17 | 330 ± 23 | 14,5 ± 3,0 | 10,1 |
Результаты опытов по изучению приживаемости бактерий, в ризосфере и на корнях растений пшеницы и редиса, приведенные в таблицах 8 и 9, показали, что штаммы эндофитов способны эффективно колонизировать ризосфе-ру и корневую систему как однодольных (пшеница), так и двудольных растений (редис). Так, заявляемый штамм Bacillus pumilus BIS88 способен к более активной колонизации корней и ризосферы этих растений по сравнению со штаммом-прототипом Bacillus pumilus A1.5.
При использовании заявляемого штамма бактерии Bacillus pumilus BIS88 в составе микробных препаратов важным является также и то, что бактерии образуют споры, что позволяет сохранять эти препараты без потери жизнеспособности бактерий в течение длительного срока, не менее 12 месяцев после получения препарата.
Концентрация (количество жизнеспособных клеток и спор) штамма бактерии Bacillus pumilus BIS88 для его эффективного использования в составе различных биопрепаратов должна составлять 105-109 клеток в 1 мл культуральной жидкости. Так как экспериментально установлено, что использование штамма в концентрации менее 105 кл/мл ведет к снижению ростостимулирующего действия, а увеличение концентрации свыше 109 кл/мл приводит к ингибированию роста растений.
Ниже приведен пример получения жидкой формы микробного препарата на основе заявляемого штамма эндофитных бактерий Bacillus pumilus ВIS88
Маточная культура
Для получения маточной культуры штамма бактерий Bacillus pumilus BIS88 использовали жидкую питательную среду следующего состава:
патока - 15 г/л; кукурузный экстракт- 12,5 г/л; MgSO4х7Н2О - 0,2 г/л; CaCl2х2 Н2О - 1,0 г/л; MnSO4 - 0,1 г/л; рН 7,2 -7,5.
Полученную жидкую питательную среду разливали в 750 мл качалочные колбы по 100 мл и стерилизовали при 1 атм 30 минут. Затем провели инокуляцию питательной среды в колбах стерильно микробиологической петлей из пробирки со скошенным питательным агаром (состав среды см. выше), содержащим чистую культуру Bacillus pumilus BIS88. После этого колбы поместили на качалку (220 об/мин) и культивировали в течение 48 часов при температуре 33°С. Таким образом в колбах была получена маточная культура Bacillus pumilus BIS88 с титром бактерий около 3⋅109 КОЕ/мл, которую хранили в холодильнике до 1 месяца при температуре (4-6)°С для последующего получения рабочей культуры в бутылях или ферментерах.
Рабочая культура
Для промышленного культивирования штамма бактерий Bacillus pumilus BIS88 рабочую культуру получали в бутылях или ферментерах на аналогичной указанной выше среде. Норма инокуляции маточной культурой 5-7%, продолжительность культивирования 48 часов при температуре 33°С. При выращивании рабочих культур допускается повышение температуры до 35°С. Так получили концентрат бактериальной суспензии на основе штамма Bacillus pumilus BIS88 с титром бактерий не менее 3⋅109 КОЕ/мл.
Жидкая форма биопрепарата на основе штамма Bacillus pumilus BIS88
Полученный концентрат бактериальной суспензии на основе штамма бактерий Bacillus pumilus BIS88 разводили стерильной водой в соотношении 1:10 или 1:15. Полученную жидкую форму выдерживали в течение 3-5 дней при температуре 20-25°С до получения титра бактерий не менее 1,2⋅108 КОЕ/мл препарата, после чего препарат можно применять для обработки сельскохозяйственных культур. Жидкий препарат стерильно разливали в полиэтиленовые бутылки или канистры емкостью 0,25; 0,5; 1,0 и 10,0 литров, которые предварительно ополаскивали спиртом.
Благодаря относительно высокой биологической активности используемого штамма и высокой скорости его роста, жидкий препарат в готовом виде, а также в производстве практически не заражается посторонней микрофлорой. Тем не менее, необходим постоянный контроль всех этапов получения биопрепарата на основе штамма бактерий Bacillus pumilus BIS88.
Эффективность биопрепарата, полученного на основе штамма бактерий Bacillus pumilus BIS88 указанным выше способом, была проверена в полевых опытах в Курганской области в отношении продуктивности яровой пшеницы районированного с. «Исеть 45» и ярового ячменя с. «Прерия».
Полевые опыты с пшеницей и ячменем проводили на черноземе, выщелоченном среднемощном среднесуглинистом, среднегумусном, гумус по Тюрину - 3,24%, нитратный азот - 8,3 мг/кг, фосфор - 64 мг/кг, калий - 150 мг/кг, РН водная 6,46. Предшественник - пар без выращивания растений. Фон удобрения - N6Р52 (аммофос). Предпосевная обработка - культивация на глубину 5-7 см, норма высева яровой пшеницы 5,0 млн всхожих зерен на гектар, ярового ячменя - 4 млн зерен.
Полевые опыты проводили согласно методике проведения исследований ВИУА (Оценка эффективности микробных препаратов в земледелии / под ред. Завалина А.А. - М.: Россельхозакадемия, 2000 г. - 82 с.). Размер учетной делянки- 25 м2. Количество повторностей - 4 (четырехкратное).
В день посева часть семян пшеницы и ячменя ничем не обрабатывали (контроль), другие части этих семян обрабатывали жидким биопрепаратом на основе штамма-прототипа Bacillus pumilus A1.5, а последние части обрабатывали жидким препаратом на основе штамма бактерий Bacillus pumilus BIS88, полученным описанным выше способом. При этом инокуляцию семян пшеницы и ячменя проводили из расчета 1л препарата на 9л воды. Опрыскивание растений проводили в фазу 3-5 листьев из расчета 1 л/га и в начале фазы трубкования из расчета 1л/га вручную с помощью ранцевого опрыскивателя из расчета 1л препарата на 100л воды на гектар. Агротехника выращивания пшеницы и ячменя соответствовала зональной технологии. Уборку урожая проводили комбайном «Сампо». Результаты в Таблицах 10-13.
Таблица 10. Структура урожая яровой пшеницы с. «Исеть 45»
| Вариант обработки препаратом на основе |
Количество растений перед уборкой, шт/м2 | Количество продуктивных стеблей, шт/ м2 |
Длина колоса, см | Кол-во колосков в колосе, шт. |
Число зерен в колосе, шт. | Масса 1000 зерен, г |
| Контроль (без обработки) |
328 | 296 | 6,2 | 11,5 | 20,1 | 32 |
| Штамм Bacillus pumilus A1.5 - прототип |
340 | 300 | 6,5 | 12,6 | 24,0 | 33 |
| Штамм Bacillus pumilus BIS88 - заявленный |
360 | 324 | 6,8 | 13,4 | 24,2 | 34 |
Таблица 11. Урожайность и качество зерен яровой пшеницы с. «Исеть 45»
| Вариант обработки препаратом на основе |
Урожайность, ц/га | +/- к контролю, ц/га |
Содержание сырой клейковины в зерне, % |
Содержание белка в зерне, % |
| Контроль (без обработки) |
21,1 | - | 26,4 | 12,4 |
| Штамм Bacillus pumilus A1.5 - прототип | 21,4 | 0,3 | 28,2 | 13,6 |
| Штамм Bacillus рumilus BIS88 - заявленный | 23,6 | 2,5 | 28,4 | 13,6 |
Сравнение данных по урожаю яровой пшеницы в Таблицах 10, 11, позволяет сделать вывод, что биопрепарат, полученный на основе заявленного штамма бактерий Bacillus pumilus BIS88, обладает более сильным воздействием на урожайность (продуктивность) пшеницы по сравнению воздействием биопрепарата на основе штамма - прототипа Bacillus pumilus A1.5. Так, урожай зерна пшеницы увеличился на 2,5 ц/га по сравнению с контролем, а в варианте Bacillus pumilus A1.5 - только на 0,3 ц/га.
Таблица 12. Структура урожая ярового ячменя с. «Прерия»
| Вариант обработки препаратом на основе |
Количество растений перед уборкой, шт/м2 | Количество продуктивных стеблей, шт/м2 |
Длина колоса, см. | Кол-во колосков в колосе, шт. | Число зерен в колосе, шт. | Масса 1000 зерен, г |
| Контроль (без обработки) |
216 | 608 | 6,7 | 13,2 | 13,9 | 49 |
| Штамм Bacillus pumilus A1.5 - прототип |
260 | 652 | 7,1 | 14,2 | 14,8 | 53 |
| Штамм Bacillus pumilus BIS88 - заявленный |
276 | 664 | 8,9 | 15,1 | 15,9 | 53 |
Таблица 13. Урожайность и качество ярового ячменя с. «Прерия»
| Вариант обработки препаратом на основе |
Урожайность, ц/га | +/- к контролю, ц/га |
Содержание белка в зерне, % |
| Контроль (без обработки) |
45,3 | - | 9,0 |
| Штамм Bacillus pumilus A1.5 - прототип | 47,6 | 2,3 | 10,6 |
| Штамм Bacillus рumilus BIS88 - заявленный | 48,9 | 3,5 | 11,6 |
Сравнение данных по урожаю ярового ячменя, приведенных в Таблицах 12 и 13, позволяет сделать вывод, что биопрепарат, полученный на основе заявленного штамма бактерий Bacillus pumilus BIS88, обладает более сильным воздействием на урожайность (продуктивность) ячменя по сравнению воздействием биопрепарата на основе штамма - прототипа Bacillus pumilus A1.5. Так, урожай зерна Урожай зерна ячменя в варианте Bacillus pumilus BIS88 увеличился на 3,6 ц/га по сравнению с контролем, а в варианте Bacillus pumilus A1.5 - только на 2,3 ц/га. При этом содержание белка в зерне увеличилось на 1% по сравнению с вариантом - прототипом.
Эффективность биопрепарата на основе штамма Bacillus pumilus BIS88, была проверена в полевых опытах в Московской обл. на белокочанной капусте сорта «Амагер 611». Почвы опытного участка дерново-подзолистые среднесуглинистые. Агрохимическая характеристика пахотного (до 20 см) слоя почвы перед высадкой рассады была следующей: содержание гумуса по Тюрину -1,62%, реакция среды рНkcl - 6,1, гидролитическая кислотность 1,32 мг-экв./100 г почвы, сумма поглощенных оснований 19,2 мг-экв./100 г почвы, степень насыщенности основаниями 93,6%, содержание подвижного фосфора в среднем 472 мг/кг почвы, обменного калия 167 мг/кг почвы, минерального азота 9 мг/кг. Площадь опытной делянки - 20 м2, учетной делянки - 10 м2. Повторность опыта - 4-кратная.
Варианты опыта:
1. Контроль. Фон N120P120K180.
2. Фон NPK + опрыскивание биопрепаратом на основе штамма-прототипа Bacillus pumilus A1.5.
3. Фон NPK + опрыскивание биопрепаратом на основе штамма бактерий Bacillus pumilus BIS88.
Обработка в вариантах 2 и 3: опрыскивание рассады перед высадкой, расход препарата - 1,0 л/га; опрыскивание растений: 1-е через 15 дней после высадки рассады, 2-е в фазе завязывания кочана, расход препарата - 4,5 л/га, расход рабочего раствора - 300 л/га.
Некорневую подкормку растений проводили путем опрыскивания растений при помощи опрыскивателя SOLO 444, с нормой расхода 300 л/га.
В течение периода вегетации проводили механизированные междурядные обработки и ручную прополку. Для борьбы с листогрызущими вредителями проводили 4-кратную обработку инсектицидами «БИ-58 новый» и «Децис-профи». Закладку полевых опытов, учеты и наблюдения проводили в соответствии с требованиями методики полевого опыта (Доспехов Б.А., 1985). Уборку капусты проводили вручную, урожай кочанов взвешивали на весах. Результаты опыта представлены в Таблице 14.
Таблица 14. Влияние биопрепаратов на основе штаммов эндофитных бактерий на урожайность белокочанной капусты сорта «Амагер 611»
| Вариант опыта - обработка био- препаратом на основе штамма |
Диаметр кочана, см |
Высота кочана, см |
Средняя масса кочана, кг | Урожайность капусты, т/га |
| Контроль (без обработки) |
15,7 | 13,8 | 1,80 | 45,5 |
| Bacillus pumilus A1.5 - прототип | 16,5 | 14,5 | 1,94 | 53,6 |
| Bacillus pumilus BIS88 - заявленный | 17,9 | 14,9 | 2,07 | 59,9 |
Данные в Таблице 14 позволяют сделать вывод, что биопрепарат на основе заявленного штамма бактерий Bacillus pumilus BIS88, обладает более сильным воздействием на биометрические показатели и урожайность белокочанной капусты сорта «Амагер 611» по сравнению с биопрепаратом на основе штамма - прототипа Bacillus pumilus A1.5. Так, диаметр, высота и средняя масса кочана капусты в варианте со штаммом Bacillus pumilus BIS88 были больше, чем в варианте со штаммом - прототипом Bacillus pumilus A1.5. Урожай капусты в варианте со штаммом Bacillus pumilus BIS88 был больше, чем в контроле на 14,4 т/га, а в варианте с прототипом Bacillus pumilus A1.5 - только на 8,1 т/га.
Эффективность биопрепарата, полученного на основе штамма бактерий Bacillus pumilus BIS88, была проверена в полевых опытах в Башкортостане на сахарной свекле сорта «Рамонская односеменная 47». Почва опытного поля представлена выщелоченным черноземом. Содержание гумуса в почве -5,8%, реакция среды рН 6,5, содержание фосфора по Чирикову - 91,1 мг/кг, содержание калия по Чирикову - 130,8 мг/кг. Сумма поглощенных оснований высокая 54-56 мг/экв., степень насыщенности основаниями - (96-98)%.
Площадь опытной делянки - 50 м2, площадь учетной делянки - 25 м2. Повторность опыта - четырехкратная.
Варианты опыта:
1. Контроль. Фон N120P140K140.
2. Фон NPK + опрыскивание биопрепаратом на основе штамма-прототипа Bacillus pumilus A1.5.
3. Фон NPK + опрыскивание биопрепаратом на основе штамма бактерий Bacillus pumilus BIS88.
Опрыскивание растений: 1-е - в фазе 4-6 настоящих листьев, 2-е - в фазе смыкания ботвы в рядках, расход препарата- 3 л/га, расход рабочего раствора - 300 л/га. Некорневую подкормку проводили путем их опрыскивания при помощи опрыскивателя SOLO 444, с нормой расхода 300 л/га.
Уборку сахарной свеклы проводили вручную, урожай корнеплодов взвешивали на весах. Результаты опыта представлены в Таблице 15.
Таблица 15. Влияние штаммов эндофитных бактерий на урожайность сахарной свеклы сорта «Рамонская односеменная 47»
| Вариант опыта - обработка биопрепаратом на основе штамма |
Урожайность сахарной свеклы, т/га |
Сахаристость свеклы, % |
Сбор сахара, т/га |
| Контроль (без обработки) |
27,43 | 16,70 | 8 |
| Bacillus pumilus A1.5 - прототип |
30,27 | 17,06 | 5,16 |
| Bacillus pumilus BIS88 - заявленный |
31,36 | 17,18 | 5,39 |
Данные в Таблице 15 позволяют сделать вывод, что биопрепарат на основе заявленного штамма бактерий Bacillus pumilus BIS88, обладает более сильным воздействием на урожайность сахарной свеклы по сравнению с биопрепаратом на основе штамма - прототипа Bacillus pumilus A1.5. Урожай сахарной свеклы в варианте с штаммом Bacillus pumilus BIS88 был больше на 3,93 т/га, чем в контроле, а в варианте со штаммом - прототипом Bacillus pumilus A1.5 - только на 2,84 т/га. Кроме того, сахаристость свеклы в варианте со штаммом Bacillus pumilus BIS88 была выше, чем в варианте со штаммом - прототипом Bacillus pumilus A1.5 на 0,12%.
То есть результаты проведенных опытов подтверждают соответствующую высокую активность биопрепарата на основе штамма Bacillus pumilus BIS88 при возделывании сельскохозяйственных культур.
Таким образом, экспериментально было доказано, что штамм эндофитных бактерий Bacillus pumilus BIS88 является пригодным для использования в сельском хозяйстве в качестве эффективного универсального средства улучшения питания, ускорения роста и увеличения продуктивности зерновых, овощных и технических культур, а также для их защиты от фитопатогенных микроорганизмов и борьбы со стрессовыми факторами.
Claims (1)
- Штамм эндофитных бактерий Bacillus pumilus BIS88, депонированный в Сетевой биоресурсной коллекции в области генетических технологий для сельского хозяйства (ВКСМ) при ФГБНУ ВНИИСХМ под номером RCAM 03199, проявляющий бактерицидную и фунгицидную активность, в качестве средства для улучшения питания, ускорения роста и увеличения продуктивности зерновых, овощных и технических культур и для борьбы со стрессовыми факторами хлоридного засоления и поллютантов.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2823059C1 true RU2823059C1 (ru) | 2024-07-18 |
Family
ID=
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2099947C1 (ru) * | 1996-11-15 | 1997-12-27 | Институт микробиологии и вирусологии НАН Украины | Биопрепарат фитоспорин для защиты растений от болезней |
| RU2551968C2 (ru) * | 2013-08-01 | 2015-06-10 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИСХМ Россельхозакадемии) | ШТАММ БАКТЕРИЙ Bacillus pumilus А 1.5, В КАЧЕСТВЕ СРЕДСТВА ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ РАСТЕНИЙ И ИХ ЗАЩИТЫ ОТ БОЛЕЗНЕЙ, ВЫЗЫВАЕМЫХ ФИТОПАТОГЕННЫМИ МИКРООРГАНИЗМАМИ |
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2099947C1 (ru) * | 1996-11-15 | 1997-12-27 | Институт микробиологии и вирусологии НАН Украины | Биопрепарат фитоспорин для защиты растений от болезней |
| RU2551968C2 (ru) * | 2013-08-01 | 2015-06-10 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИСХМ Россельхозакадемии) | ШТАММ БАКТЕРИЙ Bacillus pumilus А 1.5, В КАЧЕСТВЕ СРЕДСТВА ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ РАСТЕНИЙ И ИХ ЗАЩИТЫ ОТ БОЛЕЗНЕЙ, ВЫЗЫВАЕМЫХ ФИТОПАТОГЕННЫМИ МИКРООРГАНИЗМАМИ |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| KUZIN A.I. et al. "Study of the strain Bacillus pumilus B-13176 and its metabolites with fungicidal and antibacterial activities against Aspergillus niger and Staphylococcus aureus (MRCA)", Applied Biochemistry and Microbiology, 2019, N55, p.748-755. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2002227228B2 (en) | Bacterial inoculants for enhancing plant growth | |
| US20210329917A1 (en) | Compounds and methods for increasing soil nutrient availability | |
| BG112709A (bg) | Бактериалният щам bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum bs89 като средство за повишаване на продуктивността на растенията и тяхната защита срещу болести | |
| AU2002227228A1 (en) | Bacterial inoculants for enhancing plant growth | |
| CN112655709B (zh) | 2-氨基-3-甲基己酸作为植物免疫诱抗剂的应用 | |
| CN113785832A (zh) | 2-氨基-3-甲基己酸在促进植物生长和增产上的应用 | |
| CN117136968B (zh) | 一种复合型微生物组合物及其应用 | |
| CN114176084B (zh) | 2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸和/或2-氨基-3-(4-羟基苯基)丁酸的应用 | |
| RU2495119C1 (ru) | ШТАММ БАКТЕРИЙ Bacillus subtilis 8A В КАЧЕСТВЕ СРЕДСТВА ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ РАСТЕНИЙ И ИХ ЗАЩИТЫ ОТ ФИТОПАТОГЕННЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ | |
| EP1180523A1 (en) | Plant activator, process for producing the same, activation method, activity promoter and method for applying the promoter | |
| EP3747267B1 (en) | Methylobacterium sp. nov. strain, compositions comprising it, and its use as bio-stimulant and endophyte nitrogen-fixing bacterium | |
| RU2823059C1 (ru) | Штамм бактерий bacillus pumilus bis88 в качестве универсального средства для улучшения питания, ускорения роста и увеличения продуктивности сельскохозяйственных зерновых, овощных и технических культур, а также их защиты от болезней и стрессовых факторов хлоридного засоления | |
| JP2000191421A (ja) | 植物生長促進剤 | |
| CN114190383B (zh) | 2-氨基-3-苯基丁酸或2,6-二氨基-3-甲基己酸作为植物免疫诱抗剂的应用 | |
| RU2736340C9 (ru) | Средство для стимуляции роста сельскохозяйственных культур | |
| 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 | |
| EP3348540B1 (en) | Beijerinckia fluminensis bf 2806 bacterial strain, use thereof as a fertilizer and a biological control agent in preventing and/or treating plant diseases, and method of stimulating plant growth and protecting plants against diseases | |
| RU2551968C2 (ru) | ШТАММ БАКТЕРИЙ Bacillus pumilus А 1.5, В КАЧЕСТВЕ СРЕДСТВА ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ РАСТЕНИЙ И ИХ ЗАЩИТЫ ОТ БОЛЕЗНЕЙ, ВЫЗЫВАЕМЫХ ФИТОПАТОГЕННЫМИ МИКРООРГАНИЗМАМИ | |
| RU2800418C1 (ru) | Штамм бактерий paenibacillus xylanexedens w018 в качестве средства улучшения фосфорного питания и увеличения продуктивности зерновых и овощных культур | |
| RU2803623C1 (ru) | Штамм Phialocephala fortinii шт. F-833МКС661Ч1Н - продуцент комплекса биологически активных веществ, обладающих рострегуляторными свойствами | |
| RU2408721C1 (ru) | ШТАММ БАКТЕРИЙ Agrobacterium radiobacter Ag 1108, ОБЛАДАЮЩИЙ ПОВЫШЕННЫМИ АЗОТФИКСИРУЮЩИМИ СВОЙСТВАМИ, И УДОБРЕНИЕ НА ЕГО ОСНОВЕ | |
| RU2808837C1 (ru) | Штамм Sarocladium kiliense 346(A-2) - продуцент комплекса биологически активных веществ, обладающих ростостимулирующим и элиситорным действием | |
| RU2795906C1 (ru) | Консорциум психротолерантных бактериальных штаммов для биологической защиты и стимуляции роста сельскохозяйственных растений | |
| RU2800426C9 (ru) | Штамм bacillus amyloliquefaciens p20 в качестве средства для борьбы с ризоктониозом картофеля | |
| RU2800426C1 (ru) | Штамм bacillus amyloliquefaciens в качестве средства для борьбы с ризоктониозом картофеля |