CC BY
31
УДК 632.9:635.342
ВОЗДЕЙСТВИЕ БАКТЕРИАЛЬНЫХ БИОАГЕНТОВ
И РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА НА ВОЗБУДИТЕЛЯ КОРНЕВЫХ ГНИЛЕЙ ОГУРЦА FUSARIUM OXYSPORUM
И.В. КОРСАК, Н.Н. СЕНАТОРОВА, М.А. СМОРОДИНОВА, А.В. ПОНОМАРЕВ (Кафедра фитопатологии РГАУ - МСХА имени К.А. Тимиря зева)
Оценена антагонистическая активность биоагентов по отношению к возбудителям корневой гнили огурца. Рассмотрена возможность их совместного применения с регуля торами эпином экстра и цирконом.
Ключевые слова: биоагенты, штаммы, изоляты, антагонизм, регуляторы роста, циркон, эпин экстра.
Выращивание огурца в теплицах сопряжено с развитием самых разных заболеваний, среди которых наиболее вредоносными явля ются корневые гнили, вызываемые фитопатогенными грибами, в т.ч. представителя -ми рода Fusarium [1]. Они относя тся к факультативным паразитам и поражают в первую очередь ослабленные из-за нарушения агротехники и режима выращивания растения . Патогены сначала засел ют погибшие участки корней как сапротрофы, затем переход т к паразитированию на здоровых ткан х [1].
Для борьбы с этим заболеванием следует выполн ть комплекс защитных мероприятий, в который входит и использование фунгицидов. Применение химических препаратов в защищенном грунте ограничено. Большое значение имеет поиск и внедрение в производство биологических средств защиты. Одними из перспективных объектов в этой области я в-л ютс бактерии-антагонисты родов Pseudomonas, Bacillus и Serratia [2,
7, 8]. Кроме того, при выращивании культур часто используют регуляторы роста, которые основаны на биологических гормонах, оказывающих ростостимулирующее действие на растения. Они также способствуют повышению устойчивости к болезн м и увеличению урожайности культур.
В последнее время все чаще рассматривается возможность совместного использовани биологических препаратов и регуляторов роста. Фунгицидное и иммуностимулирующее действие при таком сочетании может оказать положительное влияние на физиологическое состояние растений и в то же время способствовать повышению их устойчивости к болезн м. Одновременно будет сдерживаться развитие патогенной микрофлоры. Такой способ может служить основой для усовершенствования приемов защиты огурца закрытого грунта от корневых гнилей. Это новое направление вл етс весьма перспективным в защите растений [3].
Цель исследования: оценить влия -ние бактерий-антагонистов, регуля -
торов роста и их совместного применения на возбудителей корневых гнилей огурца в чистой культуре.
Материалы и методы
В 2007-2010 гг. на кафедре фитопатологии РГАУ - МСХА имени К.А. Тимиря зева были проведены исследования , направленные на выявление бактериальных биоагентов, обладающих высокой антагонистической активностью по отношению к возбу-дител м корневых гнилей тепличного огурца — грибам рода Fusarium.
В опытах были использованы: кол-лекци штаммов и изол тов бактерий-антагонистов родов Pseudomonas, Bacillus и Serratia, регуляторы роста циркон и эпин экстра. Культуры биоагентов и патогенов поддерживали на искусственных питательных средах (ИПС): картофельно-глюкозный агар (КГА), Кинг Б и картофельный агар бактериальный (КАб).
Возбудителей корневых гнилей — грибы рода Fusarium — выделяли с корней огурца и из почвы, идентифицировали общеприн тыми в фитопатологии методами и переносили на соответствующую ИПС.
Взаимоотношения между патогенами и антагонистами испытывали in vitro методом одновременного посева и отсроченного антагонизма в чашках Петри на ИПС с добавлением и без добавлени регул тора (циркон и
эпин э кстра). В каждом варианте было по 5 повторностей.
Конкурентную способность антагонистов оценивали по скорости роста на питательной среде в чистой культуре, антибиотическую активность — в двойной культуре с патогенным грибом. Метод двойных культур заключается в том, что антагонист и патоген высевают в чашки Петри с ага-ризованной средой одновременно или спустя время (одновременный и отсроченный антагонизм) [2]. Засея нные чашки инкубировали при 25-27°С.
Радиус колоний патогенов и антагонистов определяли начиная с 3-го дня после посева. Было проведено 3 серии опытов, в каждом варианте — по 3 повторности. По аналогичной схеме проводили опыты с добавлением в питательные среды регул -торов роста растений в рекомендованной концентрации (циркон — 1,25 мл/100 мл ИПС; эпин экстра —
0,025 мл/100 мл иПс). Полученные данные были математически обработаны.
Результаты
При оценке антагонистической активности бактериальных биоагентов в чистой культуре на искусственной питательной среде (ИПС) по отношению к возбудител м корневых гнилей — грибам рода Епзатшт использовали методы одновременного посе-
Схема опыта
Вариант КГА (без регуляторов) Регуляторы (0,125 мл/л)
циркон эпин экстра
Патоген — Fusarium oxysporum изолят FO-12 + + +
Бактерии-антагонисты
Pseudomonas fluorescens шт. AP33 (эталон) + + +
Pseudomonas sp. изолят РХ2 + + +
Bacillus subtilis изолят 3(11) + + +
Serratia marcescens изолят Sb 1 + + +
П р и м е ч а н и е. + совместное применение бактериальных биоагентов и регуляторов роста.
ва и отсроченного антагонизма. Полу- При совместном культивирова-
ченные данные представлены на ри- нии (см. рис. 1) на ИПС картофель-сунках 1 и 2. ный агар бактериальный (КАб) па-
Рис. 1. Влияние биоагентов на рост колоний патогенного фузариума при одновременном посеве (мм; каф. фитопатологии, 2007-2009 гг.)
Рис. 2. Влияние биоагентов на рост колоний патогенного фузариума при отсроченном антагонизме (мм; каф. фитопатологии, 2007-2009 гг)
тогенного фузариума и бактерий-антагонистов было установлено, что Serratia marcescens (изолят Sb 1) на протяжении всех проводимых наблюдений удерживала рост колоний патогена на одном уровне. Остальные биоагенты не оказывали сдерживающего воздействи на фузариум.
При отсроченном антагонизме лучше всего рост и развитие колоний патогена сдерживал биоагент Bacillus subtilis изолят 3(11). Размер колонии фузариума в данном варианте в разные дни учета составля л 42-47 мм, размер стерильной зоны — от 7 до 1 2 мм. При осуществлении дальнейших наблюдений (в течение 3 недель) отмечалась гибель более 80% мицели колонии патогена. Остальные бактерии-антагонисты, в т.ч. и Serratia marcescens (изолят Sb 1), в данном случае не сдерживали рост фузариума. Тем не менее в этих вариантах было отмечено значительное посветление цвета колонии патогена: от насыщенно-розового к практически белому. Кроме того, снижалось спороношение фузариума, а на границе с посевом бактерий-антагонистов конидии обнаружены не были. Фуза-риум, выделенный с этих участков в чистую культуру, прошел проверку на патогенность, т.е. был создан искусственный инфекционный фон: на 1 кг стерильного субстрата вносили 1/2 чашки Петри 10-дневной культуры патогена. Через трое суток высевали семена огурца. Определяли всхожесть семян, количество погибших растений. В контроле (изол т фузариума FO-12) всхожесть была б2-70%, на 25-й день после посева погибло более 90% растений. В вариантах с изолятами фузариума FO-12, выделенными из чашек с бактери ми-антагонистами, отмечалось значительное снижение паразитических свойств патогена: всхожесть семян была практически такой же, как в контроле (без патогена) и составл ла 89-9б%, количество погибших расте-
ний — 12,3-2б,5%, что в 3,4-7,3 раза меньше, чем у исходного изолята. Таким образом, все бактериальные биоагенты по-своему про вили антагонистические свойства и были отобраны дл дальнейшей работы.
В услови х защищенного грунта все чаще примен ютс регул торы роста, обладающие антистрессовым и иммуномодулирующим действием, для повышения устойчивости с.-х. культур к болезн м и неблагоприятным факторам окружающей среды. Возможно, совместное применение биопрепаратов с регул торами роста приведет к положительным результатам: растение будет защищено от болезней и в то же время его рост и развитие не будут угнетены, что положительно скажется на урожайности культуры.
Дл изучени воздействи регул -торов роста на биоагентов и патогена in vitro был поставлен р д опытов. На рисунке 3 показано влияние регуля-торов циркона и эпина экстра на рост колоний фузариума и антагонистов. Дл данного определени был проведен посев фузариума и антагонистов штрихом. Начиная с 3-го дня измеря -ли ширину штриха. Приведены данные, полученные на 11-й день учета.
Циркон и эпин экстра способствовали снижению скорости роста колонии патогенного фузариума, соответственно на 22,7 и 27,9% по сравнению с контролем (без регул торов). На бактерии-антагонисты Pseudomonas fluorescens штамм AP33 (эталон) и Serratia marcescens изолят Sb 1 регул торы оказывали ростостимулирующее действие: соответственно 134,2 и 39,4%; б2,5 и 95,8%. Радиус колоний Pseudomonas sp. изолят pX2 во всех вариантах практически не отличал-с от контрол (без регул торов). На Bacillus subtilis изолят 3(11) циркон оказывал подавл ющее действие — 48,2%, эпин экстра — стимулирующее — 32,8%. Таким образом, наблю-даетс различное воздействие регул -
90
80
70
60
50
40
30
20
10
d
re
Q.
Fffi\
і
rf
Fusarium oxysporum из. FO - 12
Pseudomonas fluorescens шт. AP33
Ps. sp. из. РХ2
Bacillus subtilis из. 3(11)
Serratia marcescens из. Sb 1
0
□ Контроль (без регулятора)
□ Циркон □ Эпин экстра
Рис. 3. Влияние регуляторов циркона и эпина экстра на рост колоний фузариума и антагонистов (11-й день учета; радиус колонии, мм; каф. фитопатологии, 2008-2009 гг.)
торов роста на изучаемые микроорганизмы.
В опытах по определению воздействия циркона и эпина экстра на количество колоний бактериальных биоагентов в пробирках на соответствующей ИПС выращивали культуры бактерий в течение 48 ч. Затем готовили смыв, проводили последовательные разведени бактериальных суспензий и посев в чашки Петри на КАб по 0,1 мл из 8, 9 и 10-го разведений. Чашки инкубировали при температуре 28-30°С. Подсчитывали количество колоний. В каждом варианте было по 5 повторностей. Полученные результаты показаны на рисунке 4.
Введение в питательную среду регул торов роста циркон и эпин экстра способствовало изменению количества колоний бактерий-антагонистов. В вариантах с Pseudomonas fluore-scens шт. AP33 (эталон) и Bacillus sub-tilis изолят 3(11) отмечалось снижение числа колоний по отношению к кон-
тролю (без стимул торов): в разные дни учета соответственно 42,3-64,8% и 10,9-15%, 68-85,5% и 63,5-66,3%. В варианте с Pseudomonas sp. изо-л т pX2 было самое сильное воздействие регул торов: количество колоний по сравнению с контролем снизилось на 91-92,7% и в том, и в другом случае. На бактерии-антагонисты Ser-ratia marcescens изол т Sb 1 циркон и эпин экстра в разные дни учета оказывали слабое ростостимулирующее действие — 4,2-16,3%.
Таким образом, регуляторы роста циркон и эпин экстра стимулируют рост колоний исследуемых антагонистов и в то же время способствуют некоторому снижению количества колоний большинства бактериальных биоагентов.
Данные о изучении вли ни регуляторов циркона и эпина экстра на антагонистическую активность испытуемых биоагентов представлены на рисунке 5.
Рб. Лиогеэсепэ АР 33 БасШиэ эиЫШэ 3(11)
- Рб. эр. РХ2
- Бег. тагсеэсепэ БЬ 1
Рис. 4. Количество колоний бактерий-антагонистов в разные дни учета:
— без регуляторов (контроль); б — регулятор роста циркон; в — регулятор роста эпин экстра (шт., ИПС КАб с добавлением и без добавления регуляторов роста; 2008-2010 гг)
а
d
re
Q.
90
80
70
60
50
40
30
20
10
Fusarium oxysporum из. FO-12
Изолят.FO-12 + Изолят.FO-12 + Изолят.FO-12 + Изолят.FO-12 + Pseudomonas Ps. sp. из. РХ2 Bacillus subtilis Serratia
fiuorescens из. 3(11) marcescens
шт. AP33 из. Sb 1
Контроль (без регулятора) □ Цирк°н □ Эпин экстра
0
НСР0,05 (ч. разл.) 4,24, НСР0,05 (ф-р В) 1,89. НСР0,05 (ф-р А) 2,45, НСР0,05 (ф.ры ав) 2,45.
(фактор А — регуляторы; фактор В — биоагенты)
Рис. 5. Совместное влияние регуляторов и биоагентов на рост колоний фузариума (радиус колонии, мм; каф. фитопатологии, 2009-2010 гг)
В вариантах на ИПС с добавлением и без добавления регуляторов все бактериальные биоагенты в большей или меньшей степени проя вили свои антагонистические свойства по отношению к патогенному фузариуму. Наилучшие результаты были получены в вариантах с использованием Bacillus subtilis изолят 3 (11), в которых подавление патогена по сравнению с контролем составило 42,0-48,7%.
Таким образом, согласно полученным данным, возможно совместное применение регуляторов циркона и эпина экстра с биоагентами против патогенного фузариума и эта работа будет продолжена в условиях производственного опыта.
Выводы
1. Биоагент Serratia marcescens (изоля т Sb 1) сдерживал рост колоний фузариума при совместном культивировании, а при отсроченном антагонизме — Bacillus subtilis изолят 3(11): размер
колонии фузариума в разные дни учета составлял 42-47 мм, стерильной зоны — от 7 до 12 мм и в последующие 3 недели отмечалась гибель более 80% колонии патогена.
2. Pseudomonas fluorescens штамм AP33 (эталон), Ps. sp. изолят pX2 и Serratia marcescens изолят Sb 1 при отсроченном антагонизме не сдерживали рост колонии фузариума, но способствовали снижению его агрессивности по отношению к растениям огурца в 3,4-7,3 раза.
3. Регуляторы роста циркон и эпин экстра сдерживали рост колонии патогенного фузариума на 22,7 и 27,9% по сравнению с контролем (без регул торов). На рост колоний бактерий-антагонистов Pseudomonas fluorescens штамм AP33 (эталон) и Serratia mar-cescens изол т Sb 1 оказывали ростостимулирующее действие: 134,2 и 39,4%; 62,5 и 95,8% соответственно. В варианте с Pseudomonas sp. изолят pX2 снижение количества колоний по сравнению с контролем составило 91-92,7%.
На остальных биоагентов влияние было роста способствовало подавлению ро-
незначительным. ста колоний патогенного фузариума на
4. Совместное применение Bacillus 42,0-48,7%, что значительно выше,
subtilis изол т 3 (11) с регул торами чем в других вариантах.
Библиографический список
1. Ахатов А.К., Джалилов Ф.С. , Белошапкина О.О. , Стройков Ю.М., Чи-
жов В.Н., Трусевич А.В. Защита овощных культур и картофеля от болезней. М., 2006. С. 45-60, 70-114.
2. Корсак И.В. Применение биологических препаратов против корневых гнилей огурца. М.: ТСХА, 2002.
3. Кульнев А.И., Соколова Е.А. Многоцелевые стимуляторы защитных реакций, роста и развития растений. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 1997. С. 10-35, 67—78, 82-90.
4. Рекомендации по применению средств биологического происхождения в системе защиты плодово-ягодных, овощных культур и картофеля от вредителей и возбудителей болезней / Под ред. Борисова Б.А. М., 2001.
5. Список пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации. Справочное издание, 2009.
6. Штерншис М.В., Джалилов Ф.С., Андреева И.В., Томилова О.Г. Биологическая защита. М.: КолосС, 2004. С. 181-188, 192-198, 238-244.
7. Hammerschmidt R., Kuc J. Lignification as a mechanism for induced systemic resistance in cucumber // Physiological Plant Pathology, 1982. V. 20 P. 61-71.
8. Howell C.R. // Phytopathology, 1987. № 7. Р. 77.
9. Stein B.D. et al. Histochemistry and ultrastructure of the induced resistance response of cucumber//Journal of Phytopathology, 1993. V. 137. P. 177-188.
Рецензент — к. с.-х. н. Г.Ф. Монахос SUMMARY
Bio-agents’ antagonistic activity towards cucumber root rot causative agents has been evaluated. Possibility of their combined application with regulators: Epin Extra and Zircon is considered in the article.
Key words: bio-agents, strains, isolates, antagonism, growth regulators, Epin Extra, Zircon.
Корсак Ирина Владимировна — к. б. н. Тел. (499) 976-03-78.
Сенаторова Наталья Николаевна— асп. каф. защиты растений РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева. Тел. 8(495) 580-53-20.
Смородинова Мария Алексеевна — магистр кафедры фитопатологии РГАУ -МСХА имени К.А. Тимирязева.
Пономарев Алексей Владимирович — студент 3 — 51 — ЗР РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева.
