Оригинал статьи (pdf)

УДК 579.26 +632.937

ШТАММЫ БАКТЕРИЙ РОДА BACILLUS КАК ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ОСНОВА БИОПРЕПАРАТОВ ДЛЯ КОНТРОЛЯ БОЛЕЗНЕЙ ЯГОДНЫХ КУЛЬТУР
М.В. ШТЕРНШИС,доктор биологических наук, профессор, 
А.А. БЕЛЯЕВ, доктор сельскохозяйственных наук, заведующий кафедрой,
Т.В. ШПАТОВА,кандидат сельскохозяйственных наук, доцент 
Новосибирский государственный аграрный университет
В.И. ЛУТОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, директор 
СХА «Сады Сибири»
ЛЕЛЯК А.А., кандидат биологических наук, заведующая лабораторией
ЛЕЛЯК А.И., директор
Научно-производственная фирма «Исследовательский центр»
E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Ключевые слова: антагонистическая активность, бактериальные штаммы, биологическая эффективность, биопрепарат, болезни ягодных культур.
В Западной Сибири, среди ягодных культур наиболее широко распространены малина красная (Rubusidaeus L.), смородина черная (Ribesnigrum L.) и земляника садовая (Fragariaananassa Duch.), которые поражаются комплексом фитопатогенных микроорганизмов. Cреди них наиболее вредоносны грибы Didymellaapplanatа (Niessl) Sacc. – возбудитель пурпуровой пятнистости малины,Botrytiscinereа Pers. – возбудитель серой гнили, Septoriaribis (Lib.) Desm. – возбудитель септориоза. Для подавления болезней традиционно используют химические фунгициды, оказывающие негативное влияние как на полезные виды микроорганизмов, так и на продукцию ягодных культур и на окружающую среду. Экологически безопасной альтернативой применения химических фунгицидов могут быть биологические препараты, создаваемые на основе бактерий рода Bacillus [1,2]. Ранее нами было показано, что бактерии этого рода подавляют возбудителей болезней малины в лабораторных и полевых условиях [3]. Учитывая важность биологического контроля болезней ягодных культур, необходимы исследования микроорганизмов – потенциальной основы биологических препаратов для защиты растений. К таким микробам-антагонистам относятся бактерии рода Bacillus.
Цель работы – оценить коллекционные штаммы бактерий рода Bacillus в качестве потенциальной основы препаратов для биологического контроля болезней ягодных культур.
Условия, объекты и методы. Исследованияпроводили в лабораторных и полевых условиях в 2008-2010 гг.Объектами исследований служили бактериальные штаммы из коллекции культур НПФ «Исследовательский центр»: Bacillussubtilis ВКПМ В-10641, B.amyloliquefaciens ВКПМ В-10642 и B.amyloliquefaciens ВКПМ В-10643; чистые культуры возбудителей болезней Didymellaapplanata,Botrytiscinerea из коллекции лаборатории биологической защиты растений НГАУ.
Лабораторные экспериментыinvitro проводили с использованием методики агаровых блоков [4]. Активность препаратов учитывали по изменению диаметра колонии гриба в сравнении с контролем. На основании полученных данных определяли ингибирующую активность штаммов [5].
Полевые опыты по изучению влияния бактериальных штаммов на поражённость малины сорта Зоренька Алтая и смородины сортов Галинка (2008-2009 гг.) и Софья (2010 г.), а также земляники сорта Юния Смайдс болезнями проводили на посадках сельскохозяйственной артели (СХА) «Сады Сибири». В качестве химического эталона использовали топаз в концентрации 0,1%. Площадь делянок в полевых экспериментах – 10 м², повторность – четырехкратная. Площадь делянок в производственных опытах составляла 1,2 га.
Обработки растений суспензиями штаммов проводили путем опрыскивания вегетирующих растений, а в случае земляники также замачивания корневой системы перед посадкой. Концентрация суспензии для опрыскивания составляла 10⁶ КОЕ/мл, для замачивания – 10⁵ КОЕ/мл. Учитывали распространенность, развитие болезней и биологическую эффективность на всех культурах по методикам, описанным ранее [6,7]. Кроме того, оценивали влияние обработки корневой системы на биометрические показатели растений земляники. Для обработки делянок использовали ручной опрыскиватель, в производственных опытах – тракторный ОВГ-2200.
Достоверность полученных результатов оценивали методом дисперсионного анализа с использованием пакета прикладных компьютерных программ SNEDECOR для Windows.
Результаты и обсуждение. В лабораторных условияхпри изучении ингибирующей активности бактериальных штаммов выявлена их значительная эффективность в отношении чистых культур возбудителя пурпуровой пятнистости малины Didymellaapplanatа и возбудителя серой гнили малины Botrytiscinerea. На 7-е сутки ингибирующая активность штамма ВКПМ В-10641 составила более 70% в отношении возбудителя пурпуровой пятнистости и 80% в отношении возбудителя серой гнили (см. рисунок). Примерно такую же активность проявил штамм ВКПМ В-10643, и несколько меньшую в отношении B. cinerea штамм ВКПМ В-10642.
Результаты полевых исследований в 2008-2010 гг. показали, что бактериальной суспензией эффективно сдерживает развитие пурпуровой пятнистости малины и септориоза черной смородины на уровне химического фунгицида топаз (см. табл).
 

Рnисунок. Ингибирующая активность бактериальных штаммов в отношении чистых культур возбудителей болезней

Таблица 1. Влияние обработки растений бактериальной суспензией (Bacillussubtilis ВКПМ В-10641) на проявление пурпуровой пятнистости малины и септориоза смородины, СХА «Сады Сибири», 2008-2010 гг.

* В среднем за 3 года.

Полученные результаты показали, что развитие пурпуровой пятнистости малины и септориоза черной смородины эффективно сдерживается обработкой бактериальной суспензией, при этом на уровне химического фунгицида топаза.
В 2010 г. первые признаки пурпуровой пятнистости были выявлены при закладке опыта 15 июля. Прирост поражения в контроле начался с конца 3-й декады июля, в опытных вариантах – в августе. В результате, при учете 21 августа в контроле распространенность болезни составила 44,0 %, развитие – 12,5 %. Достоверное (Р < 0,05) снижение распространенности пурпуровой пятнистости выявилось при обработке штаммом B. subtilis ВПКМ В 10641 (в 1,6 раза). Под влиянием второго штамма наблюдали тенденцию к уменьшению распространенности и развития болезни.
Через неделю после опрыскивания растений смородины суспензиями обоих штаммов отмечено достоверное снижение распространенности септориоза не менее, чем в 1,5 раза, степени поражения – в 1,6-2,5 раза. Биологическая эффективность составила 45,9% для штамма 10641 и 61,2% для штамма 10642. Одновременно на растениях проявлялось развитие антракноза (возбудитель – Gloeosporium ribis (Lib.) Mont. et Desm.), которое также сдерживалось бактериальной обработкой.
Во время опрыскивания на растениях смородины единичные пятна поражения антракнозом наблюдались на 3-5% от общего количества листьев. Под влиянием штамма B. amyloliquefaciens ВКПМ В- 10642 распространенность антракноза сокращалась в 3,8 раза, под влиянием штамма B. subtilis ВПКМ В- 10641 – в 1,6 раза. Аналогично проявились различия с контролем и по показателю степени поражения болезнью. Степень поражения в контроле составила 23,3%, после обработки суспензией штамма 10642 она достоверно уменьшилась в 3,9 раза (биологическая эффективность 74 %), штамма 10641 – в 1,8 раза (биологическая эффективность 43 %).
Выводы. Ингибирующая активностьштаммов Bacillus subtilis ВПКМ В- 10641, B. amyloliquefaciens ВКПМ В -10642 и B. amyloliquefaciens ВКПМ В- 10643, выявленная в отношении чистых культур Didymellaapplanata и Botrytiscinerea, подтвердилась в полевых испытаниях.
Литература.

1. Смирнов В.В., Резник С.Р., Василевская И.А. Спорообразующие аэробные бактерии –продуценты биологически активных веществ.- Киев: Наукова думка, 1982.- 280 с.
2. Белов Л.П., Шкаликов В.А., Дунаева Ю.С. Возможности использования препаратов на основе BacillussubtilisиBacilluslicheniformis в растениеводстве // АгроXXI.-2008.- № 4-6.- С.58-59.
3. Штерншис М.В., Шпатова Т.В., Леляк А.А., Леляк А.И. Действие бактерий рода Bacillus на возбудителей болезней малины// Вестник НГАУ – 2010. – № 3.- С.48-53.
4. Рудаков О.Л. Микофильные грибы, их биология и практическое значение.- М.: Наука, 1981.- 157 с.
5. Соколова М.В. Хитинолитическая и антигрибная активность трех штаммов бактерии рода Serratia //Современная биотехнология в решении проблем защиты растений. СПб. - 1995. - С.214-224.
6. . Shternshis M.V,. Beljaev A.A., Shpatova T.V., Duzhak A.B.,.Panfilova Z.I. The effect of chitinase on Didymella applanata, causal agent of raspberry cane spur blight // BioControl. - 2006. - V.51. - P.311-322.
7. Сорокопудов В.Н., Мелькумова Е.А. Биологические особенности смородины и крыжовника при интродукции/ РАСХН. Сиб. отд-ние.-Новосибирск, 2003. -296 с.

BACTERIAL STRAINS OF BACILLUS GENUS AS POTENTIAL BASIS OF BIOPREPARATIONS FOR SOFT DISEASE CONTROL
M.V.Shternshis, A.A.Belyaev, T.V. Shpatova, V.I. Lutov, Leliak А.А.
Summary. Antagonistic activity of three bacterial strains (Bacillus subtilisВКПМ В-10641, B. amyloliquefaciensВКПМ В-10642 andB. amyloliquefaciensВКПМ В-10643) towards pure cultures of the raspberry cane spur blight and black currant septoria causal agents preceded 70 %. The results of field testingin 2008-2009 showed that strain Bacillus subtilisВКПМ B-10641suppressed the raspberry cane spur blight and black currant septoria development with biological efficiency 65 and 56 percent respectively. In 2010 all strains suppressed raspberry, black currant and strawberry diseases. In addition, flooding strawberry roots before seeding by bacterial suspension increased plant survival and biomass. The strains studied here could be promising biocontrol agents for disease control on soft fruit.

Key words: antagonistic activity, bacterial strains, biological efficiency, biopreparations, diseases of soft fruit