Исследование взаимодействий бактерий-антагонистов с растениями и фитопатогенными грибами

• Автор: Кузьмина, Людмила Юрьевна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 148 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Ризосферные микроорганизмы рода Bacillus, благоприятные для
роста и развития растений
1.2. Микробиологические процессы, происходящие в ризосфере растений
1.2.1. Распространение микроорганизмов в корневой системе растений
1.2.2. Особенности колонизации корневой системы растений бактериями-антагонистами
1.3. Воздействие физических факторов окружающей среды на ризосферные и интродуцированные микроорганизмы
1.4. Механизмы подавления фитопатогенов бактериями рода Bacillus
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Объекты исследований
2.2. Получение антибиотикоустойчивых культур бацилл
2.3. Подготовка биопрепаратов для полевых и вегетационных опытов
2.4. Подготовка образцов для электронно-микроскопических исследований
2.5. Определение численности бацилл-антагонистов в лабораторных
и полевых опытах
2.6. Методика проведения вегетационных опытов
2.7. Методика проведения полевых опытов
2.8. Характеристика почвенно-климатических условий вегетационных сезонов
2.9. Математическая и статистическая обработка результатов
3. ПРИЖИВАЕМОСТЬ И РАСПРОСТРАНЕНИЕ ИНТРОДУЦИРОВАННЫХ ШТАММОВ БАЦИЛЛ В КОРНЕВОЙ СИСТЕМЕ ПРОРОСТКОВ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ
3.1. Электронно-микроскопическое изучение ультраструктуры клеток пшеницы при инокулировании семян бациллами-антагонистами
3.2. Изучение распространения штаммов интродуцированных бацилл вдоль развивающихся корней пшеницы
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ГИДРОТЕРМИЧЕСКОГО И ФИТОСАНИТАРНОГО СОСТОЯНИЙ ПОЧВЫ НА ДИНАМИКУ ЧИСЛЕННОСТИ БАЦИЛЛ В РИЗОСФЕРЕ ПШЕНИЦЫ
4.1. Влияние температуры почвы на динамику численности бацилл-антагонистов в ризосфере пшеницы
4.2. Влияние влажности почвы на динамику численности бацилл--антагонистов в ризосфере пшеницы
4.3. Изучение динамики численности бацилл в ризосфере пшеницы
в присутствии возбудителя корневых гнилей Н. sativum
5. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ БАЦИЛЛ-АНТАГОНИСТОВ НА ПОСЕВАХ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ И ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИКИ
ИХ ЧИСЛЕННОСТИ В РИЗОСФЕРЕ
5.1. Анализ распространенности корневых гнилей в полевых условиях 1990-1993 и 1996 годов
5.2. Полевая эффективность препаратов на основе бацилл-антагонистов
на посевах яровой пшеницы
5.3. Изучение динамики численности бацилл-антагонистов в
полевых условиях
5.4. Влияние интродукции бацилл-антагонистов на аборигенную микрофлору прикорневой зоны пшеницы
6. ЭФФЕКТИВНОСТЬ СОВМЕСТНОГО ПРИМЕНЕНИЯ Bacillus sp
С ХИМИЧЕСКИМИ ФУНГИЦИДАМИ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы.
Использование химических фунгицидов для подавления почвенных инфекций зачастую оказывается не только малоэффективным, но и небезопасным с экологической точки зрения. Применение бактерий для предпосевной обработки семян с целью повышения устойчивости растений к болезням и повышения урожайности сельскохозяйственных культур рассматривается как новый подход, связанный с экологически чистой технологией производства продуктов питания. Эффективность бактериальных препаратов во многом зависит от способности бактерий развиваться в ризосфере растений и сохранять достаточно высокую плотность популяций, обеспечивающую защиту растений на протяжении всего периода вегетации.
Бактерии рода Bacillus являются перспективными агентами защиты растений от болезней, вызываемых фитопатогенными грибами, благодаря своей способности продуцировать антигрибные вещества и высокой приспособляемости и выживаемости в неблагоприятных условиях. Однако, применение бациллярных препаратов в сельскохозяйственной практике часто оказывается малоэффективным. Главную причину неудач в таких случаях объясняют не-изученностью экологии бацилл. Поэтому возникает необходимость активизации работ по изучению динамики популяций этих микроорганизмов в прикорневой зоне, их способности выдерживать конкурентное давление аборигенной микрофлоры и условий, обеспечивающих эффективность подавления болезней, вызываемых фитопатогенными грибами.
Чаще всего в качестве агентов биологического метода защиты растений с помощью бацилл предлагаются штаммы бактерий, принадлежащие к видам Bacillus subtilis и B.polymyxa в отдельных случаях к B.cereus, B.megaterium и
B.thuringiensis. Поэтому для наших исследований были выбранны культуры трех видов: B.subtilis, B.polymyxa как типичные представители бацилл-антаго-нистов и штамм Bacillus sp.739, предложенный в качестве биологической осно-

ракт - 3,0 г , пептон - 3,0 г, (NH4)2HP04 - 2,0 г, К2НР04 - 2,0 г, (NII4)2 S04 -2,0 г, СаСОз - 5,0 г, дистиллированная вода-1,0 л. Среду стерлизовали при 121 °С в течение 30 мин, pH - 7,5-7,8.
В качестве тест-объекта действия бацилл-антагонистов использовали ми-целиальные грибы, вызывающие корневые гнили злаков: Fusarium culmorum ВИЗР-227 и местные изоляты F.solani, F.avenoceum и Helminthosporium sativum. Для хранения этих культур и поддержания их в рабочем состоянии использовали агаризованную среду Чапека и картофельно-глюкозный агар (Теппер и др., 1972).
Исследования проводили на яровой пшенице сортов Саратовская 55 и Бе-зенчукская 139. Основные характеристики этих сортов пшеницы приведены в таблице 2.2.
2.2. Получение антибиотикоустойчивых культур бацилл
В прикорневой зоне и на корнях вегетирующих растений обнаруживаются различные представители микробного мира, поэтому для изучения приживаемости интродуцируемых штаммов Bacillus на корнях растений необходимо использовать методы, позволяющие обнаруживать привнесенные бактерии. Существует несколько методических подходов, применяемых для экологических количественных исследований бактерий в гетерогенной среде. Это такие методы как серологический, с введением флуоресцентных меток; генетическое маркирование с помощью гибридизации клеток с флуоресцирующими олиго-нуклеотидными зондами, введение экспрессируемых генов, например люцефе-разы или др. ферментов или получение антибиотикоустойчивых штаммов.
В основу серологических исследований положены реакции иммунитета. Бактерии рода Bacillus характеризуются не только видоспецифичными антигенами, но также и типовыми антигенами, характерными для тех или иных штаммов. Siala с соавторами (1974 а) продемонстрировали пригодность этого