Научная статья на тему 'Антагоністична, літична та целюлазна активності бацил, виділених із ґрунту'

Антагоністична, літична та целюлазна активності бацил, виділених із ґрунту Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
133
22
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
БАЦИЛИ / МіКРОБНі ПРЕПАРАТИ / ФіТОПАТОГЕНИ / АНТАГОНіЗМ / ЛіТИЧНі ФЕРМЕНТИ / ЦЕЛЮЛОЗИ

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Гришко Р. В., Кириченко А. І., Соколова І. Є., Дрегваль О. А., Скляр Т. В.

Дослідження проводились в плані розробки нових мікробних препаратів проти фітопатогенів. У 15 штамів бактерій роду Bacillus, виділених з ґрунту, виявлено антагонізм відносно бактеріальних фітопатогенів: X. сampestris, P. carotovorum, P. syringae pv. atrofaciens, P. syringаe pv. lachrуmans. Відібрані 4 штами Bacillus sp. (3-, 8-, 9і 10-й), у яких перевіряли літичну та целюлазну активності, порівнюючи їх з Bacillus thuringiensis ІМВ-7186 (компонент препарату Бактофунгін). Найбільшу питому літичну активність відносно тест-культур фітопатогенів (Pseudomonas syringae і Erwinia amylovora) проявив B. thuringiensis (1986 і 3740 од/мг відповідно) при культивуванні на синтетичному середовищі з глюкозою. У ґрунтових бацил показники літичної активності були більш високими при додаванні в середовище Na-КМЦ, проте їх абсолютні значення були у 2-20 разів нижчими, ніж у B. thuringiensis. Целюлазна активність була виявлена тільки у двох ґрунтових штамів (3-го та 8-го) і коливалася в межах від 0,012 до 0,14 од/мл. Всупереч очікуваному, рівень целюлазної активності при вирощуванні на синтетичному середовищі з глюкозою був значно більшим, ніж на середовищі з Na-КМЦ

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Антагоністична, літична та целюлазна активності бацил, виділених із ґрунту»

DOI 10.29254/2077-4214-2017-4-3-141-264-268 УДК: 577.151.52:579.222.3:632.93

Гришко Р. В., Кириченко А. I., Соколова I. е., Дрегваль О. А., Скляр Т. В.

АНТАГОН1СТИЧНА, Л1ТИЧНА ТА ЦЕЛЮЛАЗНА

АКТИВНОСТ1 БАЦИЛ, ВИД1ЛЕНИХ 13 ГРУНТУ

Днтровський нацiональний унiверситет iM. О. Гончара (м. Днiпро)

[email protected]

Робота виконана на 6a3i кафедри мiкробiологiI та вiрусологiI Днiпровського нацiонального уывер-ситету iM. О. Гончара у рамках держбюджетно! теми «Структурно-функцiональнi особливостi природних мiкробiоценозiв та механiзми бiологiчноI дм анти-мiкробних препаратiв», № державно! реeстрацiI -0115U002385.

Вступ. Загальн втрати сiльськогосподарськоI продукцiI вiд шкщниюв та хвороб рослин грибково! та мiкробноI етiологiI становлять 33-40% та за оцш-ками експертiв у свт перевищують 200 млрд. до-ларiв на рiк [4]. Тому актуальною е розробка ефек-тивних засобiв, спрямованих на захист агрокультур вщ фiтопатогенiв. Найбiльш поширеним е хiмiчний метод захисту рослин. Однак, накопичуючись у Грунтах, водоймах, рослиннм продукцп, гербщи-ди та пестициди негативно впливають на здоров'я людей, а також викликають розвиток резистентной у фiтопатогенiв. Тому в останн роки зросла роль бю-лопчного методу захисту рослин як еколопчно без-печно! альтернативи хiмiчним препаратам [8].

Одними з найбтьш перспективних i широко ви-користовуваних для створення мiкробiологiчних препаратiв е бактерп роду Bacillus. Це - одна з осно-вних груп мiкробного спiвтовариства Грунту i ризос-фери рослин, представники яко! здатнi продукувати ряд бюлопчно активних сполук (антибютики, токси-ни, лiтичнi ферменти, сщерофори, фiтогормони та вiтамiни) i виявляють високий рiвень антагонютич-но! активност до багатьох фiтопатогенних грибiв та мiкроорганiзмiв [1].

На кафедрi мiкробiологi!, вiрусологi! та бютехно-логи ДНУ на основi Bacillus thuringiensis та Beauveria bassiana розроблено комплексний бЫнсектицид-ний препарат Бактофунпн [6] з широким спектром дм проти комах рiзних систематичних груп. Дане до-слiдження спрямоване на пiдбiр додаткових мiкро-бних компонентiв бацилярно! природи для надання препарату нових властивостей.

Метою роботи було виявлення антагонютично!, лiтично! та целюлазно! активностей у бактерiй роду Bacillus, видтених з Грунту, та порiвняння !х з влас-тивостями штаму Bacillus thuringiensis 1МВ-7186, що входить до складу комплексного препарату Бактофунпн.

Об'ект i методи дослiдження. В роботi досл^ джувались 15 штамiв бацил, що були видтеы з фун-

тiв Полтавсько! област (Bacillus sp. 1 - 15) та штам Bacillus thuringiensis 1МВ-7186 (компонент Бакто-фунгiну).

Дослiднi штами вирощували при +28оС на качал-цi (200 об/хв.) у рщкому синтетичному середовищi, яке мiстило (у г/л): цитрат натрю - 1,29; (NH4)2HPO4

- 4,75; KH2PO4 - 9,6; MgSO47H2O - 0,18. Як джерела вуглецю додавали натрiеву сть карбоксиметилце-люлози (Na-КМЦ), як шдуктор синтезу целюлаз, або глюкозу (з юнцевою концентрацiею 0,5%).

Антагонiстичну активнють штамiв бацил визна-чали методом агарових блоюв [5] вiдносно бакте-рiальних тест-культур фiтопатогенiв, отриманих з Колекцп мiкроорганiзмiв 1нституту мiкробiологi! та вiрусологi! iм. Д.К. Заболотного: Erwinia amylovora 1МВ 9057, Pseudomonas syringae pv. lachrymans IMB 7595, Pseudomonas syringae pv. atrofaciens 1МВ 8254, Xanthomonas campestris 1МВ 8003б, Pectobacterium carotovorum 1МВ 8982.

Бiомасу вщдшяли на фiльтрах марки Filtrak i пюля висушування визначали у г/л ваговим методом. Фтьтрат культурально! рщини зберiгали при 4оС i застосовували для визначення ферментативних активностей.

Лiтичну активнють фтьтра^в культурально! р^ дини дослщжуваних бацил визначали турбщиме-тричним методом [7] за зниженням оптично! щть-ностi суспензiй iнтактних або прогрггих (100оС, 10 хв.) тест-культур в процес iнкубацi! з ферментним розчином. В якост тест-культур використовува-ли штами фiтопатогенiв Pseudomonas syringae pv. atrofaciens 1МВ 8254, Erwinia amylovora 1МВ 9057. За одиницю лiтично! активностi приймали таку ктькють ферменту, яка забезпечуе глибину лiзису на 25-30% за 1 хв. Питому активнють розраховували на 1 мг бтку.

Бток визначали спектрофотометричним методом за формулою:

С„лка = 1,5 5 А280 - 0,76 А260 (MГ/MЛ), де А280 i А260

- екстинк^я вiдповiдно бiлкiв та нуклешових кислот

при 280 нм та 260 нм [3].

Целюлазну активнють визначали за ктькютю вщ-новлювальних цукрiв, якi утворюються в результат гiдролiзу целюлози пiд дiею фермен^в целюлол^ тичного комплексу [2]. Як субстрат застосовували хроматографiчний папiр (Watman №1). Колориме-

(/> (/> Z ro o

■vj

ro

n

■o

0 o\ b

(D

3 o\ 5"

1 o

5

(D

Ja

ro

o ^

00 s

3 H

o 3 u

ro

CT) Ol

CD

' CD 01 CD CD CD

— 3" 01 01 01

S c o o o o

CD 3. g: 1=

1 . 3 (Q CO c c c

CO CO CO oi

CO S' o) 3 CO ■p CO ■Q CO ■Q CO ■Q s

CO o CO CO CO

Co'

ro ro _L

CO "cd S1

Ol 1+ ro 1+ 1+ o 1+ CO 1+ 5 ^

o o o o o 0 01 Ol

To CO "-J "ro ai o"

—L CO o o ro 2

Ol o

o o o o o Ol

"ro CO Ol Ol z ^

1+ o 1+ o 1+ cd 1+ cd 1+ Ol 7s

o o o o s

o "o "o "o "o JZ

Ol ro CO cd

o o o o o

CO CO Ol CO ?

ro 1+ 1+ 1+ CO 1+ 1+ 5 ^

o o o o o 0 01 Ol

o "o "o "o "o Ol

ro —L —L CO ro o ^

o o o o o 2 ^

"ro "ro o> z 2

Ol 1+ £ 1+ ro 1+ CO 1+ -J 1+ Ol 7s

o o o o o s

"o "o "o "o "o JZ

Ol -J Ol

~2 £

-1 "a 3 I

fi) o s

H fi)

o\

5"

DO

b

><

■o

fi) S: IT

x

£ H —■ c\

Ii

ro

5 E

CD CD

O 5

^ E

B.thuringien-sis IMB-7186 | Bacillus sp.15 | Bacillus sp. 14 | Bacillus sp. 13 | Bacillus sp. 12 Bacillus sp.11 Bacillus sp10 Bacillus sp.9 Bacillus sp.8 Bacillus sp.7 Bacillus sp.6 Bacillus sp.5 Bacillus sp.4 Bacillus sp.3 Bacillus sp.2 Bacillus sp. 1

Ol CD o> l+ CD Ol I+ o "ro CO Ol CO "ro ro "o o ro ro CO

o o "-J o CO o "ro o o o> 0 01 o CO Ol

o ro ro ro ro ro ro o ro ro CO o ro ro Ol

ro o CO Ol -1- ro o

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

o o o o o -L

ro CO CO -J CO CD o CO

i o o CO o ro CO ro CO o ro CD CO CO ro ro ro CO CO o

ro Ol o o Ol o CO Ol o CO ro

o o o o o o -1. o ro -i. ro _1 ro

Ol CO —L ro CO CO CO -1- CD ro ■t* CO o

CD o o> Ol o ro o Ol ro CD o> CO

o l+ ro ro Ol o CO -1- o> Ol ro

o o o o o o o o o o o

ro Ol -J ro CD o> ro CO CD -J

ro o Ol Ol s CO

Ol CO ro CO Ol

o o o o o o

CO ro CO o> Ol CO

0

«1-ED !P

J= *

S < 1=1 CD

01

B.

thuringiensis IMB-7186

P. syringae pv. lachrymans IMB-7595

X. campestris IMB-80036

P. syringae pv.atrofaciens IMB-8254

P. carotovorum IMB-8982

o x n"

H

s £ X

fi) fi)

s n x

o

^J H

00 i

C£ CV

J Q)

Ii

3 c\

* i

° I

T3 a

t; tj o gi

o b o

Рис. 1. Питома лiтична активнють бацил, вирощених на середовищах з рiзними джерелами вуглецю (глюкозою або Na-КМЦ), по вiдношенню до прогр^их клiтин Pseudomonas syringae pv. atrofaciens 1МВ 8254

Рис. 2. Питома л^ична активнiсть бацил, вирощених на середовищах з рiзними джерелами вуглецю (глюкозою або КМЦ), по вщношенню до нативних (А) та прогр^их (Б) клiтин Erwinia amylovora 1МВ 9057.

низьку лiтичну активнiсть до Pseudomonas syringae. Проте питома л^ична активнють у перелiчених шта-мiв (за виключенням Bacillus sp.8) при вирощуван-н на середовищi з Na-КМЦ була у 1,9 - 2,9 разiв вищою, шж на середовищi з глюкозою. Найбiльшу л^ичну активнiсть серед всiх дослiджених штамiв проявив B. thuringiensis, причому найвищий показ-ник питомо! активностi (1986 од/мг) був отриманий при додаванш в живильне середовище глюкози.

У подальших експериментах ви-значали л^ичну активнiсть дослщжу-ваних штамiв бацил на тест-культурi Erwinia amylovora 1МВ 9057, як на нативних, так i на прогрiтих кл^инах. Як видно з рисунку 2 А, штами Bacillus sp. 3, 8 i 9 виявляли низьку л^ичну активнють вщносно нативних клiтин ервшм. Найбiльшу питому активнiсть продемонстрували Bacillus sp. 10 на середовищi з Na-КМЦ (1443 од/мг) та B. thuringiensis 1МВ-7186 на се-редовищi з глюкозою (3794 од/мг), що бшьше, нiж у AeiHi перевищувало активнють на середовищi з Na-КМЦ (1795 од/мг).

Л^ична активнiсть всiх досл^ джуваних штамiв бацил була зна-чно вищою вiдносно прогр^их клiтин Erwinia amylovora (у 2-7 разiв) по-рiвняно з лiзисом нативних клiтин (рисунок 2 Б). Найбiльшi показники питомо! активностi були отримаш для штамiв Bacillus sp.3 i Bacillus sp. 10 на середовищi з Na-КМЦ (вiдповiдно 2551 i 3343 од/мг) i для B. thuringiensis 1МВ-7186 на середовищi з глюкозою (3740 од/мг).

Слщ вщм^ити, що саме B. thuringiensis 1МВ-7186, що входить до складу бюшсектицидного препарату Бактофунгiн, суттево вiдрiзнявся вiд диких штамiв фунтових бацил бшьш високим рiвнем лiтинноí активности а також здатнiстю практично з однако-вою ефективнiстю лiзувати нативш та прогрiтi клiтини ервiнiй, що дуже важ-ливо для практичного застосування препарату.

При визначенш целюлазно! активной в культуральнiй рiдинi бацил було встановлено, що тшьки 2 при-родних штами бацил Bacillus sp.3 та Bacillus sp.8 продукували целюлази з невисоким рiвнем активности яка коливалася в межах вщ 0,086 до 0,25 од/мг бшку (таблиця 3).

Всупереч онiкуваному, рiвень це-люлазно! активностi при вирощуванш штамiв на синтетичному середовищi з глюкозою був значно бшьшим, шж на середовищi з Na-КМЦ. У додатко-во проведеному експериментi було показано, що Bacillus thuringiensis 1МВ-7186 проявляв целюлол^ичну активнiсть тшь-ки на МПБ (за наявност Na-КМЦ), яка дорiвнювала 0,32 од/мг. На синтетичному середовищi дана культура не синтезувала целюлаз.

При порiвняннi показниюв целюлолiтинноí актив-ностi та бюмаси у бактерiй роду Bacillus виявлена зворотна кореля^я мiж накопиченням маси кл^ин та активнiстю целюлаз, тобто, якщо культури знахо-

дяться у стадi! активного росту, бю-синтез позаклiтинних ензимiв галь-муеться.

Висновки. Бiльшiсть штамiв бацил, видтених з Грунту, проявили достатньо високий рiвень антагонiзму вщносно бактерiй ф^ топатогенiв. Так, рют X. сampestris 1МВ-8003б пригнiчували 14 штамiв бацил (iз 15 видтених), P. syringae pv. atrofaciens 1МВ-8254 - 10, P. syringаe pv. lachr/mans 1МВ-7595 - 9, P. carotovorum 1МВ-8982 - 6 штамiв. Антагоызм вiдносно Bacillus thuringiensis 1МВ-7186 (компоненту препарату Бактофунгiн) проявляли 10 штамiв.

Встановлено, що найбiльшу лiтичну активнiсть вiдносно бактерiй фiтопатогенiв - Pseudomonas syringae pv. atrofaciens 1МВ 8254 i Erwinia amylovora 1МВ 9057 проявив B. thuringiensis 1МВ-7186 (компонент Бактофунпну), причому найвищi показники пи-томо! активностi (вщповщно 1986 i 3794 од/мг) були отриман при додаваннi в живильне середовище глюкози. Бтьшють штамiв Bacillus, видтених з фунту, проявляла низьку лiтичну активнiсть до фггопато-генiв, проте !х питома активнють при вирощуваннi на середовищi з Na-КМЦ була дещо вищою, ыж на середовищi з глюкозою.

Целюлазна активнють була виявлена ттьки у двох фунтових штамiв бацил Bacillus sp.3 та Bacillus sp.8 i коливалася в межах вщ 0,012 до 0,14 од/мл. Причому, всупереч оч^ваному, рiвень целюлазно! активностi при вирощуванн штамiв на синтетич-

Таблиця 3.

Целюлол^ична активнiсть фiльтратiв культуральноГ рiдини штамiв роду Bacillus

Штам Целюлазна активнють од/мл Питома активнють од/мг

Глюкоза КМЦ Глюкоза КМЦ

Bacillus sp.3 0,053 ± 0,013 0,012 ± 0,001 0,16 ± 0,050 0,086 ± 0,02

Bacillus sp.8 0,140 ± 0,004 0,083 ± 0,020 0,25 ± 0,005 0,121 ± 0,02

Bacillus sp.9 0 0 0 0

Bacillus sp.10 0 0 0 0

B. thuringiensis 1МВ-7186 0 0 0 0

ному середовищщ з глюкозою був значно бтьшим, нiж на середовищi з Ыа-КМЦ. Виявлена зворотна кореляцiя мiж накопиченням бiомаси та активнiстю целюлолiтичних ферментiв, а саме, якщо культури знаходяться у стадiI активного росту, бюсинтез по-заклiтинних ензимiв гальмуеться.

Перспективи подальших дослiджень. Плану-еться створення комплексного мiкробного препарату з широким спектром дм проти комах та фтопа-тогенних бактерм i грибiв. Оскiльки антагонiстичнi властивост бiльше вираженi у штамiв бацил, а л^ тична активнiсть - у В. thuringiensis 1МВ-7186, то перспективним може бути введення додаткових ба-цилярних компоненпв у склад комплексного препарату з бЫнсектицидною та антибактерiальною дiею.

Лiтература

1. Baubekova D.G. Roststimuliruyuschaya aktivnost mikroorganizmov roda Bacillus / D.G. Baubekova // Universum: Himiya i biologiya: elektron. nauchn. zhurn. - 2014. - № 7.

2. Borzova N.V. Tselyulozodehraduyuchi systemy mikroorhanizmiv: biosyntez, vlastyvosti ta strukturno-funktsionalni osoblyvosti / N.V. Borzova, L.D. Varbantsets // Biotekhnolohiya. - T. 2, № 2. - 2009. - S. 23-41.

3. Varbanets L.D. Peptydazy mikroorhanizmiv i metody yikh doslidzhennya / L.D. Varbanets, O.V. Matselyukh. - K.: Naukova dumka, 2014. - 328 s.

4. Govorushko S.M. Mlekopitayuschie i ptitsyi - selskohozyaystvennyie vrediteli: globalnaya situatsiya / S.M. Govorushko // Selskohozyaystvennaya biologiya. - 2014. - № 6. - S. 15-25.

5. Egorov N.S. Osnovnyie ucheniya ob antibiotikah / N.S. Egorov. - M.: Izd-vo MGU, 2004. - 785 s.

6. Pat. № 94457 Ukrayiny, MPK C12N 1/14, C12R 1/6455, A01N 63/04, A01P 7/04 Kompleksnyy insektoakarytsydnyy preparat «Baktofunhin-LS» ta sposib yoho otrymannya / A.I. Vinnikov, N.V. Cherevach, O.A. Drehval; zayavnyk i patentovlasnyk Dnipropetrovskyy natsionalnyy un-t.; zayavl. 03.12.2008; opubl. 10.05.11, Byul № 9.

7. Safronova L.A. Biologicheskaya aktivnost probioticheskih shtammov batsill - osnovyi preparata endosporina / L.A. Safronova // Dopovidi Natsionalnoyi akademiyi nauk Ukrayiny. - 2015. - № 6. - S. 138-146.

8. Shternshis M.V. Tendentsii razvitiya biotehnologii mikrobnyih sredstv zaschityi rasteniy v Rossii / M.V. Shternshis // Vestnik tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya. - 2012. - № 2. - S. 92-100.

АНТАГОН1СТИЧНА, Л1ТИЧНА ТА ЦЕЛЮЛАЗНА АКТИВНОСТ1 БАЦИЛ, ВИД1ЛЕНИХ 13 ГРУНТУ Гришко Р. В., Кириченко А. I., Соколова I. €., Дрегваль О. А., Скляр Т. В.

Резюме. Дослщження проводились в план розробки нових мiкробних препара^в проти фггопатогеыв. У 15 штамiв бактерм роду Bacillus, видiлених з фунту, виявлено антагоызм вiдносно бактерiальних фтопатогеыв: X. campestris, P. carotovorum, P. syringae pv. atrofaciens, P. syringae pv. lachr/mans. Вщбраы 4 штами Bacillus sp. (3-, 8-, 9- i 10-й), у яких перевiряли лiтичну та целюлазну активности порiвнюючи !х з Bacillus thuringiensis 1МВ-7186 (компонент препарату Бактофунгiн). Найбiльшу питому лiтичну активнiсть вiдносно тест-культур фггопатогеыв (Pseudomonas syringae i Erwinia amylovora) проявив B. thuringiensis (1986 i 3740 од/мг вщповщно) при культивуванн на синтетичному середовищi з глюкозою. У фунтових бацил показники лiтично! активност були бiльш високими при додаванн в середовище Na-КМЦ, проте !х абсолютнi значення були у 2-20 разiв нижчими, нiж у B. thuringiensis. Целюлазна активнють була виявлена ттьки у двох фунтових штамiв (3-го та 8-го) i коливалася в межах вщ 0,012 до 0,14 од/мл. Всупереч оч^ваному, рiвень целюлазно! активностi при вирощуванн на синтетичному середовищi з глюкозою був значно бтьшим, ыж на середовищi з Na-КМЦ. Ключовi слова: бацили, мiкробнi препарати, фiтопатогени, антагоызм, лiтичнi ферменти, целюлози.

АНТАГОНИСТИЧЕСКАЯ, ЛИТИЧЕСКАЯ И ЦЕЛЛЮЛАЗНАЯ АКТИВНОСТИ БАЦИЛЛ, ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ ПОЧВЫ

Гришко Р. В., Кириченко А. И., Соколова И. Е., Дрегваль О. А., Скляр Т. В.

Резюме. Исследования проводились в плане разработки новых микробных препаратов против фитопато-генов. У 15 штаммов бактерий рода Bacillus, виделенных из почвы, выявлен антагонизм в отношении бактериальных фитопатогенов: X. сampestris, P. carotovorum, P. syringaepv. atrofaciens, P. syringаepv. lachr/mans. Отобраны 4 штамма Bacillus sp. (3-, 8-, 9- и 10-й), у которых проверяли литическую и целлюлазную активности, сравнивая их с Bacillus thuringiensis 1МВ-7186 (компонент препарата Бактофунгин). Наибольшую удельную литическую активность относительно тест-культур фитопатогенов (Pseudomonas syringae и Erwinia amylovora) проявил B. thuringiensis (1986 i 3740 ед/мг соответственно) при культивировании на синтетической среде с глюкозой. У почвенных бацилл показатели литической активности были более высокими при добавлении в среду Na-КМЦ, хотя их абсолютные значения были в 2-20 раз ниже, чем у B. thuringiensis. Целлюлазная активность была обнаружена только у двух почвенных штаммов (3-го и 8-го) и колебалась в пределах от 0,012 до 0,14 ед/мл. Вопреки ожиданиям, уровень целлюлазной активности при выращивании на среде с глюкозой был выше, чем на среде с Na-КМЦ.

Ключевые слова: бациллы, микробные препараты, фитопатогены, антагонизм, литические ферменты, целлюлазы.

ANTAGONISTIC, LYTIC AND CELLULASE ACTIVITY BACILLUS, ISOLATED FROM SOIL

Grishko R. V., Kirichenko A. I., Sokolova I. Ye., Dregval' O. A.,Sklyar T. V.

Abstract. The different groups of agents are used for biological protection of agricultural crops. Some of the most promising and widely used to create microbial preparations are bacteria of the genus Bacillus, which have pathogenic properties regarding harmful insects and phytopathogens. Representatives of the genus Bacillus are one of the main groups of the microbial community of soil and rhizosphere of plants that can produce a number of biologically active compounds (antibiotics, siderophors, lytic enzymes, toxins, phytohormones and vitamins) and have high levels of antagonistic activity to many phytopathogenic fungi and microorganisms.

A complex bioinseticidal preparation Bactofungin with a wide spectrum of action against insects of various systematic groups was developed on basis of Bacillus thuringiensis and Beauveria bassiana on the Microbiology, virology and biotechnology department of the Dnipro National University, O. Honchar.

The aim of the work was to compare the antagonistic, lytic and cellulase activities of bacilli isolated from the soil, as well as the strain Bacillus thuringiensis IMV-7186, which is part of the complex preparation Bactofungin.

The 15 strains of bacilli isolated from the soils of the Poltava region (Bacillus sp. 1 - 15) and deposited strain Bacillus thuringiensis, which was isolated from body of the deceased insect and included in the complex preparation Bactofungin, were investigated.

Experimental strains were grown by deep cultivation in synthetic nutrient medium with the addition of 0.5% glucose or Na-CMC as a carbon source.

The lytic activity of the culture fluid filtrate of bacilli was determined by turbidimetric method by decreasing of suspensions optical density of live or warmed (100°C, 10 min) test cultures of Pseudomonas syringae pv. atrofaciens, Erwinia amylovora in the process of incubation with an enzyme solution.

A chromatographic paper (Watman No. 1) was used as a substrate to determine the cellulase activity. The method is based on quantitative determination of reducing sugars, which are formed as a result of cellulose hydrolysis under the influence of cellulolytic enzymes.

In 15 strains of bacteria of the genus Bacillus, isolated from the soil, antagonistic activity was detected in relation to bacterial phytopathogens: X. sampestris, P. syringae pv. atrophaciens, P. syringae pv. lachr/mans, P. carotovorum, as well as with respect to Bacillus thuringiensis, which is part of the bioinsecticide preparation Bactofungin. As a result, 4 strains of bacilli (3rd, 8th, 9th and 10th) were selected, in which the liquid culture was checked for the presence of lytic activity in relation to phytopathogens (Pseudomonas syringae pv atrofaciens and Erwinia amylovora) and cellulase activity. In parallel, the same fermentative activity was also determined in B. thuringiensis.

It was found that the greatest lytic activity was shown by B. thuringiensis (Bactofungin component), with the highest rates of specific lytic activity being obtained when glucose was added to the nutritional medium. In strains of bacilli isolated from the soil, the activity indicators on the contrary were higher adding to the medium Na-CMC, but their absolute values were 2-20 times lower than that of B. thuringiensis.

The cellulase activity was detected only in two soil strains of Bacillus sp. 3 and Bacillus sp. 8 and ranged from 0.012 to 0.14 units/ml. Moreover, contrary to the expected, the level of cellulase activity in growing strains in a synthetic medium with glucose was significantly greater than that of the Na-CMC medium. The inverse correlation between the accumulation of biomass and the activity of cellulolytic enzymes is revealed, namely, if the cultures are in the stage of active growth, the extracellular enzyme biosynthesis is inhibited.

It is planned to create a complex microbial preparation with a wide spectrum of action against insects and phytopathogenic bacteria and fungi.

bywords: bacilli, microbial preparation, phytopathogens, antagonism, lytic enzymes, cellulases.

Рецензент - проф. Зайцева I. О.

Стаття надшшла 13.11.2017 року

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.