Застосування індуктора синтезу фітоалексинів як засобу захисту рослин картоплі від грибних хвороб

Реферат: UA 75258 U UA 75258 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі сільського господарства та галузі фітопатології, а саме до засобів захисту рослин картоплі від грибних хвороб. Забруднення навколишнього середовища внаслідок антропогенного впливу на нього суттєво порушило еволюційно створену рівновагу кругообігу біоелементів в біосфері і в багатьох випадках вона виходить за межі генетично сформованих можливостей живих організмів. За цих умов характер перебігу метаболічних процесів у рослинах, ступінь їх стійкості до хвороб впливає на рівень формування екологічно чистої продукції. Підвищення природної стійкості рослин до хвороб, обмеження їх шкідливості, потребує глибоких знань природи та закономірностей в системі рослина-живитель-патоген. Тому, в умовах екологічних стресів актуальним є пошук та практичне використання економічно вигідних і екологічно безпечних для довкілля речовин з регуляторними і протекторними та імунізуючими властивостями, що дасть можливість покращити екологічний стан довкілля за рахунок зменшення пестицидного пресу на агроценоз, підвищити захисні властивості рослин урожай та якість бульб картоплі. Для боротьби з патогенними грибами в агроценозах України використовують переважно хімічні фунгіциди. В даний час існує ряд біопрепаратів на основі мікроміцетів, бактерій та стрептоміцетів, але за певних причин вони не отримали широкого застосування у сільському господарстві. Тому, актуальним став пошук нових біологічних засобів боротьби з патогенними грибами, які були б безпечними для агробіоценозу [1]. Захисні реакції рослин можуть виникати після обробки їх спеціальними речовинами індукторами хворобостійкості - елісіторами. Такими чинниками можуть бути різні неорганічні хімічні сполуки, ослаблені штами живих патогенних мікроорганізмів або біомаса вбитих мікроорганізмів, а також цілий ряд біогенних органічних сполук з різних класів [2-4]. Серед основних недоліків, які обмежують використання цих способів є висока ефективна концентрація препаратів, їх нестабільність при тривалому зберіганні і низька ефективність застосування. Трапляються також випадки реверсії таких штамів мікроорганізмів до дикого вірулентного стану. Тому вважають, що найперспективнішими для створення ефективних засобів захисту рослин є застосування елісіторів біогенного походження, які знайдені в різних групах організмів - у бактеріях, вірусах, рослинах, серед яких багатші на такі сполуки гриби [5]. Задача корисної моделі розробити екологічно безпечний засіб захисту картоплі від грибних хвороб. Задача вирішується тим, що для захисту картоплі від грибних хвороб пропонується використовувати індуктор синтезу фітоалексинів, що передбачає використання 0,01 % водного розчину спиртової витяжки міцелію гриба Fusarium culmorum (W.G. Smith) Sacc. Приклади здійснення способів Приклад 1. Використання мікобіопрепарату біофунгіциду мікосан. Відповідно до розробленої технології основною сировиною для виробництва біофунгіциду мікосан були плодові тіла афілофоральних грибів. [4]. Технологія виробництва мікобіопрепарату біофунгіцид мікосан складається з ряду технологічних операцій, серед яких обов'язковою є подрібнення плодових тіл афілофоральних грибів (Fomes fomentаrius (L. Fr.), Gill.), зібраних з берези і тополі, в грибну біомасу до необхідної фракції для подальшої екстракції [5]. Багаторічні дослідження мікобіопрепарату біофунгіцид мікосан та інших композицій на його основі в лабораторних і польових умовах проти фітопатогенних організмів гороху показали також позитивну ефективність проти збудників кореневих гнилей і пероноспорозу. Аналогічні результати отримані і опубліковані щодо інших культур. Спостереженнями встановлено, що біологічна ефективність мікосану-Н як індуктора резистентності рослин, проти пероноспорозу на різних сортах капусти становить від 71,8 % до 79 %, а проти альтернаріозу відповідно від 79,4 до 80,2 %, що відповідає дії класичного фунгіциду - протруйника (д. р. металаксіл), який пригнічує паразитизм патогенів [5]. Мікосан, основу якого складають хітин, грибні глюкани і меланіни активно індукує утворення антипатогенних речовин у клітинах і тканинах рослин. Обробка вегетуючих рослин овочевих культур картоплі, томатів, огірків, цибулі, дині, кавунів сумішшю мікосану та коричної кислоти у польових умовах до початку появи перших симптомів ураження їх хворобами, а також у подальшому 2-3 рази, залежно від розвитку захворювань, показала достатньо високу біологічну ефективність - від 44,9 % до 60,1 % [5]. При обприскуванні овочевих культур у процесі вегетації, за прогнозом ураження їх патогенами, мікосаном-В і коричною кислотою та композиційною сумішшю цих препаратів виявили позитивну біологічну ефективність у захисті рослин від хвороб завдяки підвищенню їх резистентності до фітопатогенів, а не через пригнічення їх паразитизму [5]. 1 UA 75258 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Після обробки мікосаном (таблиця 1, додаток 1) урожайність картоплі збільшилася на 19 ц/га на сорті Поліська рожева, та на 15 ц/га на сорті Ласунак порівняно з контролем (картопля вирощена без обробки фунгіцидами). Приклад 2. Застосування індуктора синтезу фітоалексинів як засобу захисту рослин картоплі від грибних хвороб. Серед мікробіологічних препаратів захисту картоплі від грибних хвороб рекомендується індуктор синтезу фітоалексинів, створений на основі гриба Fusarsum culmorum (W.G. Smith) Sacc. Використання індуктору синтезу фітоалексинів для захисту картоплі від грибних хвороб, це передпосадкове замочування бульб картоплі 0,01 % водним розчином спиртової витяжки міцелію гриба Fusarsum culmorum (W.G. Smith) Sacc. і два позакореневі підживлення аналогічним розчином сумісно з обробітком проти колорадського жука. Напрацювання водного розчину спиртової витяжки міцелію гриба Fusarsum culmorum (W.G. Smith) Sacc. Відповідно до розробленої технології основною сировиною для виробництва індуктора синтезу фітоалексинів є міцелій гриба Fusarsum culmorum (W.G. Smith) Sacc. Чисту культуру Fusarsum culmorum (W.G. Smith) Sacc. вирощують на картопляно-глюкозному середовищі у півлітрових колбах (F. culmorum невибагливий до складу поживного середовища) протягом 7-10 днів при температурі 18-20 °C. Колонії гриба відділяють від культуральної рідини, подрібнюють в гомогенізаторі, заливають 70 % етиловим спиртом в пропорції 1:10 та настоюють 10 днів у темному місці. Центрифугують при 2000 об/хв. Центруфугат розводять водою перед використанням до потрібної концентрації - 0,01 % водний розчин. Індуктор синтезу фітоалексинів (ІСФ) пригнічує розвиток інших мікроорганізмів, у тому числі фітопатогенів, впливають на них безпосереднім виділенням ферментів та антибіотиків, що пригнічують розвиток багатьох видів збудників хвороб, зокрема з роду Phytophthora, Phoma, Rhizoctonia, Alternaria, тощо. При контакті із збудником хвороби в картоплі під дією індуктора включається механізм синтезу фітоалексинів, в результаті чого рослини подавляють патогенез, жертвуючи частиною своїх клітин. Збудник фітофторозу із-за складності вирощування на рідких поживних середовищах малопридатний для використання як індуктора синтезу фітоалексинів, крім того при використанні специфічної раси імунітет рослини буде не підвищуватися, а навпаки понижатись. Тоді рослина уражатиметься навіть і несумісною расою. Крім того при використанні індуктора синтезу фітоалексинів підвищується урожайність картоплі, практично відсутні хворі бульби в урожаї та у відповідь на враження хворобами бульб картоплі: фітофторозом, чорною паршею, звичайною паршею синтезується майже удвічі більша кількість фітоалексинів - ришитіну і любіміну (таблиця 1-3, додаток 1-3) порівняно з контролем (картопля вирощена без обробки фунгіцидами). У зв'язку з цим, у своїх дослідженнях ми використали спиртову витяжку із Fusarsum culmorum (W.G. Smith) Sacc., який не є паразитом картоплі. Дана витяжка здатна викликати синтез фітоалексинів, та більш ефективна і краще зберігається, ніж водний екстракт. Отже діюча речовина індуктора синтезу фітоалексинів практично не впливаючи на патоген, індукує захисні механізми в рослин. Даний спосіб дозволяє використовувати індуктор синтезу фітоалексинів проти грибних хвороб рослин картоплі. При цьому урожайність картоплі збільшилася на 33 ц/га на сорті Поліська рожева, та на 45 ц/га на сорті Ласунак порівняно з контролем (таблиця 1, додаток 1). Технічний результат, якого можна досягти при застосуванні корисної моделі полягає у використанні 0,01 % водного розчину спиртової витяжки міцелію гриба Fusarsum culmorum (W.G. Smith) Sacc. як індуктора синтезу фітоалексинів для застосування проти грибних хвороб рослин картоплі. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак і технічним результатом полягає в тому, що для застосування проти грибних хвороб рослин картоплі використовується 0,01 % водний розчин спиртової витяжки міцелію гриба Fusarsum culmorum (W.G. Smith) Sacc. в якості індуктора синтезу фітоалексинів завдяки чому досягнуто високого критерію ефективності способу порівняно із аналогами. Корисна модель є новим (раніше не застосованим), промислово придатним способом, таким, що відповідає винахідницькому рівню. 2 UA 75258 U Таблиця 1 Вплив передпосадкового обробітку бульб на урожайність картоплі Урожайність картоплі ц/га с. Поліська рожева с. Ласунак 152±7,2 134±5,7 171±8,4 149±6,3 186±7,5 189+9,1 Варіанти досліду Контроль Прототип Запропонований спосіб Таблиця 2 Ушкодження бульб картоплі в урожаї грибковими хворобами Варіанти досліду с. Поліська рожева Контроль Прототип Запропонований спосіб с. Ласунак Контроль Прототип Запропонований спосіб Ушкодження бульб картоплі грибковими хворобами в % Всього хворих Фітофтороз Чорна парша Звичайна парша бульб 6,3 1,7 0 1,2 0,4 0 1,7 0,3 0 9,2 2,4 0 5,7 1,5 0 2,1 0,8 0 1,7 1,6 0 9,5 3,9 0 Таблиця 3 Характер біосинтезу фітоалексинів під впливом передпосадкового обробітку бульб картоплі (умови, од./г тканини) Варіанти досліду Контроль Прототип Запропонований спосіб 5 10 15 20 с. Поліська рожева с. Ласунак Вміст фітоалексинів ришитін любімін ришитін любімін 0,010+0,0007 0,010±0,00029 0,013+0,00040 0,00910,00023 0,035+0,00064 0,032+0,00054 0,146+0,0034 0,0130,00037 0,057±0,0014 0,02810,00076 0,365±0,01 0,020±0,00025 Джерела інформації: 1. Крижко А.В. Вплив BACILLUS THURINGIENSIS (BERLINER) на чисельність епіфітної мікрофлори фітоплани та її фунгістатична дія проти збудників хвороб в агробіоценозі картоплі / А.В. Крижко, Л.М. Кузнєцова // Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадського. - Серия "Биология, химия". Том 24 (63). 2011. № 1. С. 89-96. 2. Ефективність біологічного препарату Мікосан при протруюванні насіння гороху / [І.І. Кошевський, Л.Ф. Горовий, В.В. Редько, В.В. Теслюк] // Інтегрований захист рослин на початку ХХІ століття. Матеріали міжнародної науково-практичної конференції. - К.: Інститут захисту рослин УААН, 2004. - С 476-478. 3. "Мікосан" - органічний індуктор стійкості рослин проти хвороб / [Л.Ф. Горовий, І.Г. Кошевський, В.В. Редько, В.В. Теслюк] // Посібник українського хлібороба. Науково-виробничий щорічник.-2009. - С 53-54. 4. Патент 29953 Україна, МПК А01N 63/00, А01N 65/00, А01P 1/00, A01P 3/00. Спосіб підвищення стійкості рослин до хвороб / Горовой Л.Ф., Кошевський 1.1., Редько В.В., Теслюк В.В. Заявник і власник Горовой Л.Ф., Кошевський І.Г, Редько В.В., Теслюк В.В.; заявлено 27.02.2007; опубліковано 11.02.2008. 5. Теслюк В.В, Стимуляція реакцій рослини проти хвороб при використанні грибних глюканів / В.В. Теслюк // "Наукові доповіді НУБіП" 2011-7 (23) http://intkonf.org/index.php?s =%EF%&paged=219. 3 UA 75258 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Застосування індуктора синтезу фітоалексинів як засобу захисту рослин картоплі від грибних хвороб, передбачає використання 0,01 % водного розчину спиртової витяжки міцелію гриба Fusarsum culmorum (W.G. Smith) Sacc. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4