Спосіб захисту рослин від бактеріального раку з використанням суміші штамів lactobacillus plantarum зі стимулюючою активністю

Реферат: Спосіб захисту рослин від бактеріального раку з використанням суміші штамів Lactobacillus plantarum зі стимулюючою активністю, який полягає в тому, що при захисті рослин від захворювання використовують штами молочнокислих бактерій. Для обробки рослин використовують 2 %-ні суміші від первинних культур штамів молочнокислих бактерій Lactobacillus plantarum, що одночасно мають захисну та стимулюючу активність. UA 95966 U (54) СПОСІБ ЗАХИСТУ РОСЛИН ВІД БАКТЕРІАЛЬНОГО РАКУ З ВИКОРИСТАННЯМ СУМІШІ ШТАМІВ LACTOBACILLUS PLANTARUM ЗІ СТИМУЛЮЮЧОЮ АКТИВНІСТЮ UA 95966 U UA 95966 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до засобів захисту та стимуляції росту рослин і являє собою спосіб боротьби з фітопатогенами з одночасною стимулюючою активністю. Даний спосіб може використовуватися в сільському господарстві для захисту рослин від фітопатогенних бактерій Agrobacterium tumefaciens - збудників бактеріального раку дводольних рослин, а також для стимуляції росту рослин. Бактеріальний рак дводольних рослин є небезпечним захворюванням для багатьох сільськогосподарських культур - кісточкових, декоративних, винограду, овочів та ін. Збудники бактеріального раку можуть зберігатися у ґрунті до 12 років і заражати нові рослини, які висаджують на такі ділянки. Резервуаром інфекції є також заражений садивний матеріал багаторічних культур, з яким фітопатогени поширюються на нові території. В Україні бактеріальний рак є найбільш небезпечним для винограду, яблуні, персика, черешні, троянди. Сприйнятливими до інфікування є молоді рослини, відсоток їх загибелі може скласти до 7080 %. Саме тому надзвичайно важливими є превентивні способи захисту рослин від бактеріального раку, особливо молодих рослин у розсадницьких господарствах, використання яких дозволило б скоротити збитки від захворювання. Фітопатогени проникають у рослину крізь ушкодження, тому рослини, які під час культивування вимагають щеплення, підрізання та пересаджування є найбільш уразливими. Найбільш доцільним для захисту пошкоджених рослин є використання молочнокислих бактерій. Суміш молочнокислих бактерій, потрапляючи на поверхню рослин, колонізує її та активно впливає на фітопатоген, синтезуючи широкий спектр антагоністичних речовин. Ці речовини, а також самі молочнокислі бактерії Lactobacillus plantarum є абсолютно безпечними для людини та навколишнього середовища. Lactobacillus plantarum - одні з небагатьох мікроорганізмів, які мають міжнародний статус "GRAS" ("Generally recognized as safe") - тобто визнані як абсолютно безпечні для здоров'я людини. Дані мікроорганізми входять до складу кисломолочних та квашених продуктів, лікарських препаратів, косметичних засобів. Саме тому використання лактобацил у захисті рослин є безпечною заміною хімічних обробок проти фітопатогенів. Крім того, Lactobacillus plantarum є представниками нормальної мікробіоти рослин і мають високу здатність до колонізації рослинних поверхонь. При внесенні у ґрунт лактобацили стимулюють процеси утворення гумусу, активуючи представників мікробіоти ґрунту, внаслідок чого у ґрунті вивільнюються речовини, необхідні для живлення рослин. Відома невелика кількість способів використання Lactobacillus plantarum для захисту рослин від фітопатогенів. Досягнутий рівень в області біопрепаратів за участю молочнокислих бактерій Lactobacillus plantarum описано в наступних джерелах. Відомий спосіб стимуляції росту рослин за допомогою молочнокислих бактерій, описаний в Higa Т., Kinjo S. Effect of lactic acid fermentation bacteria on plant growth and soil humus formation // th Proceedings of 1 Int. Conf. on Kyusei Nature Farming. - 1989. - Khon Kaen, Thailand: Khon Kaen University. - P. 140-147. Суміш мікроорганізмів, що складалася більш, ніж з 90 % лактобацил, а решта була представлена фотосинтезуючими бактеріями, грибами та дріжджами, вносили у ґрунт разом з подрібненим рослинним матеріалом. У такому ґрунті у дослідних рослин значно збільшувалися довжини зелених частин та коренів. Недоліком способу є те, що він не впливає на збудників бактеріального раку. Відомий спосіб стимуляції росту рослин та їх захисту з використанням лактобацил, описаний в Hoda Α.Η., Yomna A.M., Shadia M.A. - A. In vivo efficacy of lactic acid bacteria in biological control against Fusarium oxysporum for protection of tomato plant // Life Science J. - 2011. - Vol. 8. - P. 462468. Спосіб включає одночасний захист від фітопатогенного гриба - збудника фузаріозу, і стимуляцію росту рослин томатів. Якщо після висіву насіння у ґрунт регулярно обробляли добовими культурами Lactobacillus acidophilus і Lactobacillus spp., то довжини стебел збільшувалися у порівнянні з контролем на 35-46 % в залежності від штаму лактобацил. Недоліком даного способу є те, що він не має застосування проти збудників бактеріального раку. Відомий спосіб застосування лактобацил для стимуляції рослин у комерційних препаратах "Біофіт-1", описаний в http://www.mtpkpanda.com/ru/preparaty/1.html, та "Активатор ґрунтової мікрофлори", описаний в Чекасина Е.В., Кандыба Ε.В., Булгакова Г.М., Литвинова Μ.Η., Царева З.И., Долгова Р.А. Активатор почвенной микрофлоры. Патент Российской Федерации RU2108999. Опубл. 30.12.1992. Препарат "Біофіт-1" містить консорціум молочнокислих, азотфіксуючих, фотосинтезуючих, амоніфікуючих мікроорганізмів, сахароміцетів, антагоністів патогенних грибів і бактерій родів Lactobacillus, Trichoderma, Azotobacter, Azospirillium, Bradirhizobium, Rhodopseudomonas, Pseudomonas, Bacillus, Saccharomyces і Agrobacter, а препарат "Активатор ґрунтової мікрофлори" - консорціум молочнокислих термофільних бактерій Streptococcus thermophilus, Streptococcus bovis, Lactobacillus salivarius var salicinicus, 1 UA 95966 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Lactobacillus salivarius var salivarius, Lactobacillus acidophilus. Препарати застосовують для обробки ґрунту та цеоліту з метою підвищення врожаю і стійкості рослин до захворювань. Відомий спосіб застосування біопрепарату-консорціуму молочнокислих бактерій "Ембіко" для стимуляції росту овочевих та плодових культур і захисту їх від деяких фітопатогенів, описаний в Ржевская B.C. Влияние микробного препарата "Эмбико" на урожайность винограда сорта Кардинал // Тези VIII Міжнародної конференції "daRostim 2012: Мікробні біотехнології: актуальність і майбутнє". - Київ, 19-22 листопада 2012. - С 269-271. та в Ржевская B.C., Теплицкая Л.М., Куртиева З.С. Влияние микробного препарата "Эмбико" на возбудителей бактериальных болезней клубники // Тези VIII Міжнародної конференції "daRostim 2012: Мікробні біотехнології: актуальність і майбутнє". -- Київ, 19-22 листопада 2012. - С. 272-274. При застосуванні препарату, що складається зі штамів лактобацил декількох видів і штаму лактокока, спостерігався приріст врожаю на 1,3 кг з куща, а цукристість ягід винограду підвищувалася на 8 %. Недоліками трьох даних способів є те, що дія складових препарату не впливає на збудників бактеріального раку дводольних рослин. Відомий спосіб захисту рослин від бактеріального раку з використанням лактобацил Lactobacillus plantarum, описаний в Патенті України 75360 опубл. 26.11.12 "Спосіб захисту рослин від бактеріального раку з використанням лактобацил" - Бюл. № 22. - 2012 (прототип). Спосіб полягає в тому, що молочнокислі бактерії штамів Lactobacillus plantarum, виділені з різноманітних джерел - поверхонь рослин і грибів, кисломолочних продуктів, використовують проти збудників бактеріального раку дводольних. При застосуванні культур на винограді відмічали підвищення кількості життєздатних пагонів. Недоліком даного способу є те, що окремі штами лактобацил відрізняються за здатністю пригнічувати фітопатоген і здатністю стимулювати ріст рослин. Так, окремий штам лактобацил пригнічує розвиток бактеріального раку на 56,6 %, але такий штам не проявляє стимулюючої активності щодо рослини, і навпаки, інший штам Lactobacillus plantarum стимулює розвиток рослини, але пригнічує інфекцію лише на 20 %. Крім того, для обробок застосовують нерозведену культуру бактерій, що потребує великої кількості живильного середовища. В основу корисної моделі поставлено задачу створити ефективний спосіб захисту від збудників бактеріального раку дводольних зі стимулюючою активністю щодо розвитку рослин. Ця задача вирішується способом захисту рослин від бактеріального раку з використанням суміші штамів Lactobacillus plantarum зі стимулюючою активністю, який полягає в тому, що для захисту рослин від захворювання використовують штами молочнокислих бактерій, і відрізняється тим, що для обробки рослин використовують суміші штамів молочнокислих бактерій Lactobacillus plantarum, що одночасно мають захисну та стимулюючу активність, а для обробок використовують не цільну культуру бактерій, а 2 % від первинних культур суміші штамів Lactobacillus plantarum, що значно зменшує собівартість обробки. В суміші вимочують насіння перед висівом, вносять її у ґрунт при регулярних підживленнях рослин, обробляють ранові поверхні шляхом прямого нанесення для захисту від бактеріального раку та покращення ростових характеристик дводольних рослин. Штами бактерій у суміші підбирають таким чином, щоб їх антагоністичні та стимулюючі властивості доповнювали одна одну, і за обробки рослин такою сумішшю можна було б досягнути максимального ефекту пригнічення збудників бактеріального раку та одночасного покращення ростових характеристик рослин. Загальними ознаками прототипу і запропонованого способу є те, що для обробки рослин проти бактеріального раку використовують молочнокислі бактерії Lactobacillus plantarum з різноманітних джерел - рослинних поверхонь та кисломолочних продуктів. Відмінними ознаками від прототипу є те, що штами бактерій Lactobacillus plantarum застосовують у вигляді сумішей, у складі яких мікроорганізми різних штамів доповнюють один одного, досягаючи кращого ефекту щодо захисту та стимуляції росту рослин, а для обробки застосовують 2 % від первинних добових культур суміші штамів. Запропонований спосіб застосовують наступним чином. Лактобацили різних штамів Lactobacillus plantarum виділяють з поверхонь рослин та кисломолочних продуктів, компанують у суміші таким чином, щоб позитивний ефект бактерій суміші у пригніченні збудників бактеріального раку та стимуляції росту рослин стає більшим, ніж у окремих штамів. Штами вирощують 24 години при температурі 37 °C у рідкому середовищі MRS до 9 досягнення концентрації клітин 10 КУО/мл. Концентрації лактобацил у добових культурах 9 9 різних штамів у інокулюмах варіюють від (2,3±0,8)10 до (5,2±0,9)10 колонієутворюючих одиниць (КУО). Надалі готують суспензії добових культур лактобацил 2 % концентрації, компанують з них суміш зі стимулюючою активністю. 2 UA 95966 U 5 10 Розведену суміш культур використовують різними способами. Для обробки насіння його спочатку поверхнево стерилізують зануренням на 5 сек у 25 % розчин перекису водню, а потім промивають у дистильованій воді. Підготовлене насіння поміщають у ємності з бактеріальною культурою та залишають на одну годину при 25±2 °C, після чого висівають його у ґрунт. При регулярних підживленнях рослин кожні два тижні вносять у ґрунт суміші лактобацил шляхом поливу. Ранові поверхні рослин (місця обрізування стебел, коріння) обробляють сумішшю шляхом прямого нанесення - вимочування або розкопування. Дослідження способу для захисту рослин від бактеріального раку зі стимулюючою активністю проводились кафедрою мікробіології, вірусології та біотехнології Одеського національного університету імені 1.1. Мечникова. Використовували штами бактерій з колекції ОНУ імені І.І. Мечникова. Оброблялось насіння дводольних рослин різними штамами лактобацил. Результати досліджень наведені у таблиці 1. Таблиця 1 Штам L. plantarum ONU 311 L. plantar um ONU 313 L. plantar urn ONU 12 L. plantarum ONU 206 L. plantarum ONU 991 L plantarum ONU 87 L plantarum ONU 314 Стерильна дистильована вода Схожість (%) d 72,0±2,1 * d 78,4±1,9 d 71,6±3,8 58,0±2,0 d 79,1±1,9 65,0±1,7 66,2±2,2 64,0±2,3 Середня довжина, см коренів стебел 5,03±0,35 4,67±0,31 d d 5,04±0,17 5,12±0,29 d d 6,48±0,17 5,20±0,15 4,99±0,30 4,29±0,29 d 6,58±0,37 4,75±0,28 d 5,18±0,32 4,48±0,27 d 5,27±0,38 4,13±0,40 4,51±0,33 4,28±0,29 d Примітка: * - значущі відмінності між схожістю (%) після вимочування у воді і обробки лактобацилами (Р