Изучение возможности использования компактина в качестве биопестицида против фитопатогенов и получение высокопродуктивных штаммов гриба Penicillium citrinum-продуцента компактина

• Автор: Украинцева, Светлана Николаевна
• Шифр специальности: 06.01.11, 03.00.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Большие Вяземы
• Количество страниц: 104 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава. Обзор литературы.

1.1. Компактен природный ингибитор биосинтеза холестерина

1.1.1. Открытие первых представителей класса статинов компактина и

ловастатина

1.1.2. Физикохимические свойства компактина.

1.2. Биосинтез стери нов.

1.3. Биосинтетическая активность культур грибов и способы ее

повышения

1.3.1. Фазы роста грибов.

1.3.2. Питание и культивирование грибов
1.4. Мутшенез метод получения высокопродуктивных штаммов
1.4.1. Получение мутантов
1.4.2, Методы отбора мутантов с повышенным уровнем продукции
Глава 2. Материалы н методы
2.1. Материалы.
2.2. Методы
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.
Глава 3. Изучение влияния компактина на фнтопатогены.
3.1. Влияние предпосадочной обработки клубней картофеля
компактном на развитее фитофтороза.
3.2. Изучение фунгицидных свойств компактина.
3.3. Влияние компактина на прорастание спор гриба
посогит.
3.4. Изучение действия компактина на устойчивость пшеницы к
возбудителю септориоза посогит.
Изучение действия компактина на устойчивость пшеницы к
возбудителю ржавчины Рисспа ягатпх
3.6. Влияние компактина на устойчивость табака к вирусу табачной
мозаики при искусственном заражении
3.7. Изучение действия компактина на устойчивость к грибу АНегпага
опреБ
3.8. Оценка действия компактина на устойчивость картофеля к Хвирусу
при искусственном заражении
Глава 4. Повышение активности гриба РепсШшп скгпит продуцента компактина методом последовательного индуцированного мутагенеза и оптимизация условий культивирования
4.1 Оптимизация ферментационной среды для мутанта .
4.2. Оптимизация условий культивирования мутанта .
4.3. Определение кривой выживаемости клеток мицелия гриба Р.
сгпит в зависимости от дозы мутагена
4.4. Влияние концентраций спор гриба в посевном материале на
биосинтез компактина штаммом
4.5. Сравнение продуктивности штаммов , и на
исходной и оптимизированной средах.
4.6. Оптимизация агаризованной среды.
4.7. Сравнение методик экстракции с помощью этилацета и с
использованием ацетона
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ
ДИССЕРТАЦИИ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Современное сельское хозяйство характеризуется высокой степенью использования пестицидов. На сегодняшний день экологические нарушения, вызванные применением химических средств защиты растений, настолько велики, что все более острым становится вопрос о снижении количества используемых синтетических пестицидов. В качестве альтернативы или дополнения к химическим препаратам выступают биологические методы борьбы с фитопатогенными организмами Груздев и др., Лутова и др. . Одним из направлений биологической защиты растений, является использование микроорганизмов или продуктов их жизнедеятельности в качестве биопестицидов.
Изучение роли растительных стеринов для насекомых и оомицетов открыло путь к получению новых препаратов для борьбы с патогенами и вредителями, основанных на изменении уровня биосинтеза стеринов.
Насекомые, нематоды и оомицеты неспособны к самостоятельному синтезу стеринов. Эти организмы извлекают стерины из тканей растенияхозяина ИнгеВечтомов, . Снижение содержания стеринов в растительных тканях приводит к повышению устойчивости растений к этим фитостеринзависимым организмам Лутова и др., .
Насекомыефитофаги способны конвертировать растительные стерины в холестерин и другие стероиды, включая гормон линьки экдизон и экдистероиды. Отдельные реакции этих превращений высокоспецифичны для разных видов насекомых. Было показано, что снижение стеринов в пище оказывало негативное воздействие на насекомых, чье развитие зависит от фитостеринов Ходжайова и др., .
Нормальный рост и развитие оомицетов зависит от типа стеринов, так, наиболее эффективным индуктором споруляции у является ситостерин. Было показано, что снижение содержания стеринов в растениях картофеля увеличивает устойчивость растений к i, уменьшение содержания стеринов у растений снижает их питательную ценность для оомицетов Ходжайова и др., .
Тесная зависимость жизнеспособных насекомых и оомицетов от содержания стеринов в растениях является для них узким местом. Нарушив эту зависимость, по образцу, происходящему в природе, можно ограничить возможности насекомых к размножению, не стремясь к тотальному уничтожению вида.
Некоторые вторичные метаболиты микробного происхождения обладают способностью к подавлению биосинтеза стерина. Среди них есть соединения, которые относятся к классу статинов. В результате действия статинов блокируется связывание фермента 3оксиЗметилглутарилКоАредуктазы ОМГКоАредуктазы, катализирующего превращение ОМГКоА в мсвалоновую кислоту, которая является предшественником стеринов ., . Компактен природный ингибитор биосинтеза стеринов. Продуцентом компактна является несовершенный гриб iii ii .
Обработка клубней картофеля приводила к защитному эффекту против фитопаразитических нематод ., .
Перечисленные факты дают основания для начала исследований влияния компактина на фитопатогены и изучения возможности разработки на основе компактина новых средств защиты растений от болезней.
Актуальность


Было показано, что снижение содержания стеринов в растениях картофеля увеличивает устойчивость растений к i, уменьшение содержания стеринов у растений снижает их питательную ценность для оомицетов Ходжайова и др. Тесная зависимость жизнеспособных насекомых и оомицетов от содержания стеринов в растениях является для них узким местом. Нарушив эту зависимость, по образцу, происходящему в природе, можно ограничить возможности насекомых к размножению, не стремясь к тотальному уничтожению вида. Некоторые вторичные метаболиты микробного происхождения обладают способностью к подавлению биосинтеза стерина. Среди них есть соединения, которые относятся к классу статинов. В результате действия статинов блокируется связывание фермента 3оксиЗметилглутарилКоАредуктазы ОМГКоАредуктазы, катализирующего превращение ОМГКоА в мсвалоновую кислоту, которая является предшественником стеринов . Компактен природный ингибитор биосинтеза стеринов. Продуцентом компактна является несовершенный гриб iii ii . Обработка клубней картофеля приводила к защитному эффекту против фитопаразитических нематод . Перечисленные факты дают основания для начала исследований влияния компактина на фитопатогены и изучения возможности разработки на основе компактина новых средств защиты растений от болезней. Актуальность выбранного направления исследований обусловлена необходимостью разработки новых биопестицидов и создания соответствукицих новых технологий их производства. Известные до сих пор технологии производства компактина слишком дорогостоящие, поскольку они разработаны для производства фармакологических препаратов. Для производства же средств защиты растений необходимо разработать более простые и дешевые технологии. Одним из путей снижения себестоимости целевого продукта является увеличение продуктивности штаммовпродуцентов при сохранении общих производственных затрат. В этой связи было актуально повысить продуктивность штамма гриба . Цели н задачи исследований. Целью данной работы было изучение влияния компактина на различные фитопатогены. А так же была поставлена цель существенного повышения продуктивности штаммов гриба . Изучение защитных свойств компактина с целью оценки возможности использования его для защиты растений от фитопатогенов. Получение новых высокопродуктивных штаммов гриба . Оптимизация условий культивирования полученных мутантных штаммов Р. Научная новизна исследований. Впервые показаны защитные свойства компактина против грибных фитопатогенов. Впервые показана способность компактина ингибировать у грибов биосинтез меланина. Впервые показана антивирусная активность компактина в системах табак вирус табачной мозаики ВТМ, картофель Хвирус картофеля. Впервые получен высокопродуктивный спорообразующий штамм гриба iii ii, продуцирующий около гл компактина при глубинном культивировании в колбах. Подобрана оптимальная питательная среда для глубинного культивирования нового высокопродуктивного мутанта. Практическая значимость работы. Полученные в ходе работы результаты могут быть использованы при создании фунгицидных препаратов на основе компактна для защиты растений против , i, i i, ii ii и i i, а также против оомицета i. Показанные меланинингибирующис свойства компактна позволяют предположить что, полученные на основе компактна препараты будут обладать помимо контактного фунгицидного действия способностью подавлять патогенность 1рибов путем ингибирования меланиногенеза. Впервые показанная антивирусная активность компактна открывает возможность разработки вирулицидов против фитовирусов. Полученный высокопродуктивный спорулирующий штамм гриба Р. Апробация работы и публикация результатов исследований. Материалы диссергации были представлены на II и III Московских международных конгрессах Биотехнология состояние и перспективы развития, ноября г. Третьей международной конференции из серии Наука и бизнес, Международное сотрудничество в биогехнологии ожидания и реальность, июня г в Пущино. По материалам диссертации опубликовано 7 работ. Объем н струюура диссертации.