Механизмы антагонистического действия бактерий на фитопатогенные грибы в ризосфере овощных культур

• Автор: Шапошников, Александр Иванович
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 163 с.

СОДЕРЖАНИЕ.
Введение

1. Обзор литературы

1.1. Ризосфера зона формирования специфических

микробных сообществ.

1.2. Механизмы биологического контроля фитопатогенов

штаммами .

1.2.1. Конкуренция за экологические ниши и источники питания

1.2.2. Паразитизм и хищничество.

1.2.3. Синтез соединений, обладающих антибиотической активностью.

1.2.4. Индуцирование системной устойчивости

1.3. Колонизация корней ризобактериями и се роль в биоконтроле.
1.4. Биологический контроль фитопатогенов в теплицах.
2. Материалы и методы
2.1. Микробиологические объекты
2.2. Растительный материал.
2.3. Питательные среды для культивирования микроорганизмов.
2.4. Выделение изолятов ризобактерий из почв и тепличного
субстрата
2.5. Определение антифунгальных свойств ризобактерий.
2.6. Анализ действия летучих метаболитов ризобактерий на развитие фитопатогенных грибов.
2.7. Биоконтрольные эксперименты
2.8. Хроматографический анализ корневых выделений.
2.9. Выделение и хроматографический анализ водорастворимых антифунгатьных метаболитов
2 Изучение колонизационной активности ризобактерий
в гнотобиотических системах.
2 Получение.v маркированных производных
исследуемых штаммов.
2 Изучение приживаемости ризобактерий в ризосфере
в условиях теплиц.
2 Статистическая обработка результатов
3. Результаты и обсуждение
3.1. Отбор биоконтрольных штаммов из почв и
тепличных субстратов.
3.1.1. Отбор ризобактерий, обладающих антифунгальной активностью, из почв и тепличных субстратов.
3.1.2. Биокоптрольные эксперименты.
3.1.3. Идентификация ризобактерий
3.2. Колонизация ризобактериями корней овощных культур.
3.2.1. Изучение колонизационной активности ризобактерий
в гнотобиотической системе.
3.2.2. Получение глмаркированных производных
исследуемых штаммов
3.2.3. Изучение приживаемости ризобактерий в ризосфере
овощных культур в промышленных теплицах
3.3. Продуцирование ризобактериями соединений,
обладающих антифунгальной активностью
3.3.1. Анализ корневых выделений огурцов и томатов, выращиваемых в минеральном тепличном субстрате.
3.3.2. Антифунгальная активность ризобактерий при росте на экстрактах корней и отдельных компонентах корневых выделений
3.3.3. Действие лез учих метаболитов ризобактерий на развитие
фитопатогенных грибов
Заключение.
Выводы.
Литература


При обогащении образцов почвы смесью органических веществ, имитирующей корневые выделения пшеницы, была отмечена стимуляция актиномицетов, грибов, азотобактера, азотфиксирующих денитрификаторов, целлюлозоразрушающих бактерий. Их численность повышалась с увеличением концентрации вносимых субсгратов , , . Показано, что активация покоящихся форм фитопатогенных грибов, необходимая для инициации заболевания, происходит под действием молекул, присутствующих в экссудатах корней и семян. Это могут быть как первичные, так и вторичные метаболиты растений , . Установлено, что предварительная инкубация азоспирилл с корневыми экссудатами увеличивает их адсорбцию на корнях i . Размер и состав микробной популяции определяется природой и доступностью энергетических и пищевых источников i, . , , . Многими исследователями была отмечена зависимость качественного и количественного состава микрофлоры прикорневой зоны от фазы развития растения. Большинство авторов отмечало максимальную численность бактерий в период активного роста растений, когда усиливаются все биологические процессы Долгих, Грачева, Брынза и др. Показано, что изменение состава корневых экзометаболитов в процессе вегетации растения приводит к преобладанию на разных стадиях его развития микроорганизмов, относимых к различным эколог ическим стратегиям. В начале вегетации весной и в первой половине лета в ризосфере преобладаю Кстратеги грибы и актиномицеты Кожевин, . Благодаря использованию современных методов исследования появилось множество экспериментальных доказательств, что варьирование состава экссудатов в зависимости от зоны корня, вида и возраста растения, типа почвы, минерального питания, стрессовых воздействий, заболеваний и других факторов среды приводит к изменению структуры микробных сообществ ризосферы , , , v , ii . , , i . В процессе роста новых корней экссудаты, выделяемые зоной элонгации вблизи окончания корня, поддерживают рост преимущественно тех колонизаторов, которые утилизируют легко усваивающиеся сахара и органические кислоты. В старых зонах корня ризодепозигы выделяются в основном в виде отслаивающихся клеток и состоят из более грудно усваивающихся материалов, включая лигноцеллюлозу и гемицеллюлозу, поэтому эти зоны заселены грибами и бактериями, адаптирующимися к олиготрофным условиям. Зону прорастания боковых корней, являющуюся относительно богатой источниками питания, населяют копиотрофы от англ. Экофизиолог ическая характеристика ризосферы огурцов, выращиваемых на минеральном субстрате , проведенная Фолманом с соавт. . Гак, если в зоне молодых растущих корней доминировали быстрорастущие бактерии, активно утилизирующие простые источники низания такие как органические кислоты и моносахариды, то в верхнем слое субсграта доминировали микроорганизмы, потребляющие более сложные субстраты например, дисахариды. Аналогичные различия были выявлены и для различных фаз вегетации растений огурца с увеличением возраста растений общий профиль метаболитичсской активности бактериального сообщества ризосферы смещался в сторону потребления более сложных субстратов. Малони и ван Брюгген , v , показали, что соотношение численностей копиотрофных К микроорганизмов, нуждающихся в обильном питании, и олиготрофов О в разных зонах корня у различных растений неодинаково. Это может объясняться различием в морфологии корней у отдельных видов растений, и в частности, местами локализации боковых корней, отличающимися наиболее интенсивной экссудацией. В то же время было показано, что в действительности в почве, прилегающей к корню, наблюдаются волнообразные колебания соотношения К0, и не всегда максимумы совпадают с зонами усиленной экссудации. Это связано как с естественными циклами развития самих микробных популяций, так и с тем, что корень является движущимся источником питания, и выделяемый им поток углерода также подвержен волнообразным колебаниям v . Основную часть микроорганизмов ризосферы составляют гетеротрофы, утилизирующие корневые выделения растений .