Биологические свойства ризосферного штамма Pseudomonas fluorescens и его производных, маркированных геном β-глюкуронидазы

• Автор: Вязовая, Анна Александровна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 103 с. : ил.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1Л. Ризосферные бактерии и биологический контроль
1.2. Морфологические, физиологические и биохимические
свойства бактерий рода Pseudomonas
1.3. Экология бактерий рода Pseudomonas
1.4. Влияние Pseudomons flnorescens на рост и развитие растений
1.5. Генетическое маркирование бактерий
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2Л. Штаммы бактерий и фитопатогенных грибов
2.2. Микробиологические исследования
2.2.1. Генетическое маркирование
2.2.2. Изучение морфологических, культуральных и биохимических свойств P. flnorescens
2.2.3. Оценка антагонистической активности P. flnorescens в отношении фитопатогенных грибов in vitro
2.2.4. Определение колонизирующей способности псевдомонад in vitro
2.2.5. Микроскопическое исследование корней растений огурца
2.3. Определение всхожести семян и формирование проростков in vitro
2.4. Вегетационные опыты
2.5. Статистическая обработка результатов исследований
СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ГЛАВА 3. ОСНОВНЫЕ БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА P. flnorescens 2137
И ЕГО gus- МАРКИРОВАННЫХ ПРОИЗВОДНБ1Х
3.1. Маркирование природного ризосферного штамма P. flnorescens 2137
геном Д-глюкуронидазы
3.2. Морфологические, культуральные и биохимические свойства
штамма 2137 P. flnorescens и его ^«-маркированных призводных
3.3. Антифунгальная активность P. flnorescens 2137 и
его ^«-маркированных призводных in vitro
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ P. flnorescens 2137 И ЕГО gusA- МАРКИРОВАННЫХ ПРОИЗВОДНЫХ НА РОСТ И РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ
4.1. Влияние P. fluorescens на энергию прорастания, всхожесть семян и
биометрические показатели проростков огурца in vitro
4.2. Колонизирующая способность псевдомонад in vitro
4.3. Влияние P. flnorescens 2137 и его gus А-маркированных производных на
развитие растений огурца
4.4. Биоконтрольные свойства псевдомонад
ГЛАВА 5. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛБТАТОВ
ВЫВОДБ1
ЛИТЕРАТУРА

Актуальность проблемы. Совокупность корневой системы растений с почвой представляет собой сложную экологическую нишу - ризосферу, заселенную различными микроорганизмами (бактериями, грибами, водорослями и др.). Постоянным компонентом ризосферных сообществ являются бактерии рода Pseudomonas, которые активно используют корневые экзометаболиты в качестве источников питания (Возняковская Ю.М., 1969; Смирнов В.В., Киприанова Е.А., 1990; Whipps J., 2001). Псевдомонады, в свою очередь, могут стимулировать рост и развитие растений за счет продукции регуляторов роста, биологически активных веществ, улучшения минерального питания и подавления фитопатогенов (Воронин А.М., 1998; Garcia L et.al.,2003; Ryu С. et.al., 2005).
Некоторые природные штаммы Pseudomonas, обладающие высокой антифунгальной активностью in vitro, используют в биотехнологии при разработке препаратов биологического контроля (Ермолова Н.И. и др., 1992; Сидоренко О.Д., 2001; Gamalero Е. et al., 2003). Способность псевдомонад ограничивать распространение и снижать численность популяций фитопатогенных грибов в ризосфере сельскохозяйственных растений зависит, в первую очередь, от успешной колонизации бактериями корневой системы (Lugtenbcrg В. et al., 2001).
Комплексное изучение колонизирующей активности и ростостимулирующих свойств бактерий-антагонистов фитопатогениых грибов на всех этапах развития растения стало возможным лишь недавно. Этому способствовала разработка метода gz/s/1-маркирования, позволяющего осуществлять слежение за микробными популяциями в естественной среде обитания (Шапошников А., 2003; Chebotar К. et al., 2001; Wilson К., 1995). Однако встраивание в геном бактерий гена /i-глюкуронидазы (gusA), опосредованное транспозоном, может вызвать различные мутации (Wilson К., 1995). Поэтому, представляется необходимым изучение биологических свойств ^«^-маркированных штаммов в связи с оценкой возможности их

Биометрические показатели проростков огурца различались в зависимости от времени экспозиции и титра бактериальной суспензии (Таблицы 4.3 и 4.4).
Таблица 4
Влияние бактерий Р. /кюгезсет на длину корневой системы проростков огурца
Штамм Экспозиция
10 мин 1 час 6 час 24 час
2137 10э 81,3±3,8а 106,2±11,5 90,4±4,9 88,3±4,6
107 87,8±3,1 120,5±3,2а 97,2±2,4 93,3±3,9
ю9 57,3±5,8а 100,7±12,9 82,7±3,7а 72,6±4,5а
5gusA 105 СО О н- Оч с»: 105,0±3,8 90,7±3,9 87,5±2,7
107 87,0±5,0 118,8±5,1а 96,4±2,4 92,8±3,9
10у 55,0±5,5а 98,5±2,9 82,5±3,2а 72,3±4,1а
25%и $ Л 10' 80,0±5,0а 105,3±6,3 91,7±4,3 87,4±1,8
107 86,5±6,0 119,6±7,4а 96,9±3,6 93,0±4,0
10у 55,5±5,0а 100,0±9,7 82,9±4,6а 72,2± 1,8а
4 gusA 10' 79,5±5,0а 105,1±8,9 92,9±1,3 87,4±3,6
- ,07- 85,3±3,4 118,9±9,1 а 97,5±1,8 93,3±0,5
ю9 55,5±3,5а 99,1 ±2,3 83,3±0,8а 72,3±3,8а
Контроль 93,6±5,3 98,1±3,6 92,1 ±2,2 89,Ш,9
В таблице приведены средние значения показателей из четырех независимых опытов со средними отклонениями.а значимое отличие от контроля
Таблица 4
Влияние бактерий Р. /1иоге$сет па длину надземной части проростка огурца
Штамм Экспозиция
10 мин 1 час 6 час 24 час
2137 105 44,3±3,8 72,8±3,9 67,6±2,9 65,4±3,1
107 46,8±6,3 88,5±9,8а 75,7±3,1а 71,1 ±9,8а
109 35,0±5,5а 71,8±7,3 66,1 ±2,8 62,4±1,9
5 £ША Ю5 45,8±5,8 72,6±4,5 69,2±4,4 65,1 ±6,5
Ло7“ 48,5±2,5 85,5±6,8 75,3±1,Г 71,9±8,3а
109 36,8±2,3а 70,6±4,5 66,5±1,8 62,3±2,1
25 £118 А 10' 43,8±4,4 72,2±4,5 67,8±1,0 64,3±0,8
107 47,5±2,5 85,9±6,4 75,8±3,1а 70,5±2,8а
10у 36,5±2,0а 70,0±4,8 65,4±1,8 61,0±1,3
41£шА 105 43,3±2,6 72,8±3,8 66,5±2,5 63,3±1,5
107 47,0±4,0 85,3±4 7 5,2± 1,1а 69,7±3,3а
109 36,0±3,5а 70,2±3,7 65,3±0,9 61,0±2,5
Контроль 49,5±5,0 75,5±7,6 65,2±4,6 60,6±4,6
В таблице приведены средние значения показателей из четырех независимых опытов со средними отклонениями.а значимое отличие от контроля