Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Эколого-биологическое обоснование скрининга грибов рода Trichoderma для получения и использования биопрепаратов на растительных субстратах Заика Надежда Алексеевна

Эколого-биологическое обоснование скрининга грибов рода Trichoderma для получения и использования биопрепаратов на растительных субстратах
<
Эколого-биологическое обоснование скрининга грибов рода Trichoderma для получения и использования биопрепаратов на растительных субстратах Эколого-биологическое обоснование скрининга грибов рода Trichoderma для получения и использования биопрепаратов на растительных субстратах Эколого-биологическое обоснование скрининга грибов рода Trichoderma для получения и использования биопрепаратов на растительных субстратах Эколого-биологическое обоснование скрининга грибов рода Trichoderma для получения и использования биопрепаратов на растительных субстратах Эколого-биологическое обоснование скрининга грибов рода Trichoderma для получения и использования биопрепаратов на растительных субстратах Эколого-биологическое обоснование скрининга грибов рода Trichoderma для получения и использования биопрепаратов на растительных субстратах Эколого-биологическое обоснование скрининга грибов рода Trichoderma для получения и использования биопрепаратов на растительных субстратах Эколого-биологическое обоснование скрининга грибов рода Trichoderma для получения и использования биопрепаратов на растительных субстратах Эколого-биологическое обоснование скрининга грибов рода Trichoderma для получения и использования биопрепаратов на растительных субстратах
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Заика Надежда Алексеевна. Эколого-биологическое обоснование скрининга грибов рода Trichoderma для получения и использования биопрепаратов на растительных субстратах : Дис. ... канд. биол. наук : 03.00.16 Красноярск, 2006 159 с. РГБ ОД, 61:06-3/739

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 10

1.1 Характеристика грибов рода Trichoderma и их практическое применение 10

1.2 Культивирование грибов рода Trichoderma 16

1.3 Использование растительных субстратов для производства биопрепаратов 24

1.4 Грибы рода Trichoderma в защите растений 30

1.5 Отбор перспективных штаммов грибов рода Trichoderma для защиты растений 38

ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 41

2.1 Идентификация грибов рода Trichoderma 43

2.2 Определение антибиотической активности и спектра действия штаммов 43

2.3 Определение целлюлолитической активности 45

2.4 Определение фенолоксидазной активности 46

2.5 Твердофазное культивирование штаммов грибов рода Trichoderma на растительных субстратах 47

2.6 Оценка продуктивности спорообразования грибов рода Trichoderma при культивировании на растительных субстратах 47

2.7 Методы определения химического состава субстратов до и после биодеструкции 48

2.7.1 Определение легко и трудногидролизуемых полисахаридов 48

2.7.2 Определение лигнина в модификации Комарова 49

2.7.3 Определение влажности весовым методом 50

2.8 Оценка взаимодействий грибов родов Trichoderma и Fusarium при твердофазной ферментации в лабораторных условиях 50

2.9 Оценка влияния грибов рода Trichoderma на микрофлору ризосферы растений в питомнике 50

2.10 Оценка действия метаболитов антагонистически активных штаммов на посевные качества семян '. 52

2.11 Оценка влияния метаболитов грибов рода Trichoderma на 53

уровень зараженности и ростовые показатели злаковых растений 53

ГЛАВА 3 БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СИБИРСКИХ ШТАММОВ ГРИБОВ РОДА TRICHODERMA 54

3.1 Морфологические признаки аборигенных штаммов грибов рода Trichoderma 54

3.2 Антибиотическая активность штаммов грибов рода Trichoderma в отношении фитопатогенных микромицетов 67

3.3 Антибиотическая активность штаммов грибов рода Trichoderma в отношении условно-патогенных микроорганизмов 73

3.4 Целлюлолитическая и фенолоксидазная активность 79

ГЛАВА 4 БИОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ ГРИБОВ РОДА TRICHODERMA ПРИ ТВЕРДОФАЗНОМ КУЛЬТИВИРОВАНИИ НА РАСТИТЕЛЬНЫХ СУБСТРАТАХ 83

4.1 Продуктивность спорообразования грибов рода Trichoderma при культивировании на растительных субстратах 84

4.2 Взаимодействие грибов рода Trichoderma и фитопатогенных микромицетов при твердофазной ферментации в лабораторных условиях .96

4.3 Жизнеспособность спор грибов рода Trichoderma при хранении биопрепаратов, полученных на растительных остатках 98

4.4 Отбор сибирских штаммов рода Trichoderma для получения комбинированного биопрепарата защиты растений 100

ГЛАВА 5 ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОПРЕПАРАТОВ НА ОСНОВЕ ШТАММОВ ГРИБОВ РОДА TRICHODERMA В ЛЕСНОМ ПИТОМНИКЕ 106

5.1 Эффективность использования биопрепаратов на основе грибов рода Trichoderma в лесном питомнике 108

5.2 Сравнительная оценка действия различных биопрепаратов на основе штаммов грибов рода Trichoderma на микрофлору ризосферы сеянцев в лесном питомнике 111

ГЛАВА 6 ВЛИЯНИЕ АНТАГОНИСТИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ШТАММОВ ГРИБОВ РОДА TRICHODERMA НА РОСТ И РАЗВИТИЕ ЗЛАКОВ В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ 121

ВЫВОДЫ 126

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ

ЛИТЕРАТУРЫ 128

ПРИЛОЖЕНИЕ 150

Введение к работе

Традиционным методом борьбы с возбудителями инфекционных болезней злаков и сеянцев хвойных является обработка почвы, семян и растений фунгицидами. Однако химический метод защиты давно критикуется как небезопасный для окружающей среды. Ядохимикаты не обладают избирательным действием: при обработке ими гибнет эпифитная и сапрофитная микробиота и микоризообразующие грибы.

В общей системе защитных мероприятий большое значение придают биологическим средствам защиты растений, в основе которых лежат природные, естественные явления сверхпаразитизма и антагонизма между сапрофитной, паразитной и фитопатогенной микрофлорой. Использование этих регуляторных механизмов направлено, с одной стороны, на создание благоприятных условий для воспроизводства местных микроорганизмов-антагонистов, с другой, - на регуляцию численности возбудителей заболеваний путем интродукции антагонистов-супрессоров. Реализация стратегии оперативного сдерживания численности фитопатогенных микрооганизмов возможна только при наличии эффективных агентов биоконтроля, среди которых часто используют антагонистически активные микромицеты.

Имеющиеся данные показывают значительное снижение объемов использования биологических препаратов в России. Применение биопрепаратов, выпускаемых разными фирмами, носит эмпирический характер, часто без учета биологических особенностей патогенных организмов, их внутривидового разнообразия, почвенно-климатических особенностей региона. При этом упускается из вида необходимость знания свойств вводимого в экосистему биологического активного агента в виде живой культуры или разных форм биопрепаратов. Доминирующее положение в успешном регулировании численности популяций фитопатогенов и получении противогрибных препаратов занимают виды Trichoderma sp., обладающие высокой антагонистической и гиперпаразитической активностью. На основе различных штаммов этих грибов w в нашей стране и за рубежом созданы биопрепараты - триходермины, использующиеся для борьбы с широким спектром фитопатогенов растений. Обширный экспериментальный материал по биосистематике, морфогенезу, продукции метаболитов и спор, механизмам видового и штаммового влияния на микроорганизмы, изложенный в многочисленных публикациях и ряде обзоров, свидетельствует о достаточно высокой эффективности триходермина, содержащего пропагулы грибов рода Trichoderma.

Успех использования биологического метода защиты растений зависит не

И только от подбора высокоэффективных штаммов биологических агентов, но и в равной мере от возможности получения биопрепаратов на их основе. Проблема ресурсов доступного и дешевого сырья для промышленной биотехнологии остается весьма актуальной, поэтому перспективным является расширение сырьевой базы для производства биопрепаратов за счет использования отходов деревоперерабатывающей промышленности.

В настоящее время в лесной зоне России продолжается накопление отходов лесопромышленного комплекса в виде коры, лигнина, активного ила очистных сооружений целлюлозно-бумажного комбината, что, очевидно, ухудшает экологическую обстановку в этих районах страны. Вместе с тем при использовании биологических и химических агентов эти отходы могут быть использованы в качестве органического удобрения, для создания биопрепаратов по борьбе с болезнями растений и биологически активных веществ, мелиорантов почв и др. Расширение сырьевой базы для производства биопрепаратов за счет использования растительных отходов техногенной сферы решает проблему их утилизации и открывает путь создания биотехнологии биологических пестицидов на их основе.

В связи с широким применением грибов рода Trichoderma накоплен фактический материал, касающийся технологии получения и использования биопрепаратов на основе растительных субстратов. При внесении таких биопрепаратов в сложившийся биоценоз может изменяться структура микробиоты, оказывающая существенное влияние на ход процесса разложения Ф органического субстрата. Остается не изученным вопрос о влиянии растительных субстратов на деятельность фитопатогенов.

Цель работы - повышение экологической эффективности биологического контроля возбудителей болезней растений путем скрининга перспективных штаммов грибов рода Trichoderma и получения биопестицидов на растительных субстратах.

В задачи работы входило:

1. Исследовать биологические свойства и произвести скрининг антагонистически активных и продуктивных штаммов рода Trichoderma.

2. Подобрать растительные субстраты для твердофазной ферментации с целью получения биопрепаратов защиты растений.

3. Испытать опытные партии различных форм биопрепаратов, созданных на оптимально подобранных субстратах, в лесном питомнике.

4. Провести сравнительную оценку действия препаратов на структуру и динамику численности микробных популяций в различных биоценозах.

Защищаемые положения:

1. Основные параметры для скрининга штаммов рода Trichoderma при твердофазной ферментации на растительных субстратах.

2. Внесение растительных субстратов необходимо для создания дополнительной экологической ниши биологически активных штаммов.

3. Способность колонизировать растительные субстраты грибами родов Fusarium и Alternaria сдерживается при совместном внесении штаммов антагонистов рода Trichoderma.

4. Повышение эффективности биоконтроля достигается путем использования в защите растений от болезней не одного, а нескольких биологических агентов.

5. Действие биологических препаратов на основе грибов рода Trichoderma на микобиоту почвы.

Научная новизна. Показано, что основными критериями скрининга штаммов грибов рода Trichoderma являются высокая биологическая продуктивность при ферментации и длительная сохраняемость на растительных субстратах.

Использование биопрепаратов на растительных субстратах позволяет биологическим агентам более длительный период сохраняться в почвенной микобиоте и повышает эффективность биологического контроля.

Показана более высокая эффективность использования нескольких биологических агентов в защите растений от болезней.

Практическая значимость. Отобраны штаммы МГ-97/6 Trichoderma asperellum Samuels ВКПМ F-765 и М 99/5 Trichoderma harzianum Rifai, перспективные для создания биопестицидов путем твердофазной ферментации с высоким титром пропагул биологического агента. Предложены регламенты культивирования штаммов на коре пихты с различными методами обработки.

Разработаны рекомендации доз внесения биологических препаратов в почву лесопитомника.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы представлены на Межвузовском научном фестивале студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и наука - третье тысячелетие» (Красноярск, 2003); Межрегиональной научно-практической конференции «Эколого экономические проблемы региональных товарных рынков» (Красноярск, 2004); Всероссийской научно-практической конференции «Лесной и химический комплексы - проблемы и решения (экологические аспекты)» (Красноярск, 2004); Всероссийской научно-практической конференции «Непрерывное экологическое образование и экологические проблемы» (Красноярск, 2004); Юбилейной конференции, посвященной 85-летию кафедры микологии и альгологии МГУ им. М.В.Ломоносова «Микология и альгология - 2004» (Москва, 2004); Всероссийской научно-практической конференции «Лесной и химический комплексы - проблемы и решения (экологические аспекты)» (Красноярск,2005); Всероссийской научно-практической конференции «Непрерывное экологическое образование и экологические проблемы» (Красноярск, 2005); Международной конференции, посвященной 100-летию начала работы проф. Бондарцева А.С. в ботаническом институте им. Комарова В.Л. РАН «Грибы в природных и антропогенных экосистемах» (Санкт-Петербург, 2005); Всероссийской конференции «Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья» (Барнаул,2005); Региональной научно-практической конференции «Аграрная наука на рубеже веков» (Красноярск, 2005).

Публикации результатов исследования: по материалам диссертации опубликовано 14 работ.  

Использование растительных субстратов для производства биопрепаратов

Лигноцеллюлозные растительные отходы сельского хозяйства и различных отраслей промышленности являются доминирующим видом потенциального растительного сырья для микробиологической конверсии. При использовании биологических и химических агентов растительные отходы могут быть переработаны в ценные органические удобрения, и, таким образом, с одной стороны могут быть снижены темпы загрязнения окружающей среды, а с другой - повышено плодородие почв [67, 117]. Все виды растительных отходов, как правило, содержат высокий процент целлюлозы, лигнина, гемицеллюлоз, хотя процентное содержание этих компонентов сильно зависит от вида сырья. Так, виды соломы различаются между собой по содержанию лигнина, зольных элементов, переваримости соломы. Биоконверсия этого сырья в топливо, кормовые и пищевые продукты и Ш полупродукты для химической и микробиологической промышленности рассматривается в настоящее время как одна из ключевых проблем биотехнологии. Исследованию разложения лигноцеллюлозного комплекса растительных отходов посвящен ряд работ [5,22,46].

Изучалась делигнификация соломы ржи при участии комплекса микромицетов из различных систематических групп [22, 73]. Выявлены различия в деградации лигнина соломы и костры льна при участии макро- и микромицетов [46].

Способность разных микромицетов разлагать лигноцеллюлозный комплекс

растительных отходов неодинакова. Отдельные микромицеты способны за короткое время производить глубокий гидролиз комплекса, в то время как другие способны лишь незначительно изменить структуру комплекса даже за более длительное время. В зависимости от первоначально разлагаемого компонента и интенсивности его разложения лигнинразрушающие грибы можно разделить на 3 группы; грибы первой группы сначала разлагают лигнин,

_. затем целлюлозу (например, Trametes versicolor, Pleurotus stipticus); второй сначала разлагают целлюлозу, потом лигнин (например, Armillaria mellea); грибы третьей группы оба компонента (лигнин и целлюлозу) разлагают одновременно с одинаковой скоростью и интенсивностью (например, Ganoderma applanatum, Heterobasidion annosum, Pleurotus ostreatus). Ферментацию грибов белой гнили проводят на предварительно проэкстрагированной этиловым спиртом, увлажненной и простерилизованной древесине в течение нескольких месяцев [89].

По данным Р. Варнайте, грибы Galactomyces geotrichum и Myrothecium

verrucaria, разлагающие лигноцеллюлозный комплекс растительных отходов и обогащающие их белковыми веществами, могут быть использованы в качестве белковых добавок для корма [22].

Подбор микроорганизмов для обогащения белком (модификации) древесных субстратов, как правило, основывается на следующих критериях: 1. Наличие ферментативных комплексов, деградирующих целлюлозу и лигнин или целлюлозу, связанную с лигнином, или целлюлозу в присутствии продуктов деградации лигнина.

2. Отсутствие патогенности и токсигенности при выращивании на возможных производственных субстратах и в неоптимальных условиях.

3. Высокое содержание и полноценный состав истинного протеина.

4. Высокая продуктивность по биомассе [5,45, 84].

Один из путей оптимизации применения агентов биоконтроля -использование компостов, как естественно содержащих антагонистов, так и с дополнительным внесением культур, реколонизирующих субстрат [25, 97, 146]. Так, компостированная кора твердодревесинных пород, содержащая T.harzianum эффективна в восстановлении супрессивности почв [158]. Эффект применения такого компоста зависит от степени его разложения и, хотя плотность популяции T.harzianum достаточно высока в компостах разного возраста, ее массовое развитие в почве наблюдается только при внесении зрелого компоста [25]. Перспективные результаты получены при введении в компост комплексов грибных и бактериальных антагонистов, включающих T.hamatum, Pseudomonas sp., Flavobacterium sp. [146]. Почвы, обогащенные антагонистами, могут подавлять болезни, имеют более зеленый дерн, возможно, по причине усиления роста корней и уменьшения коричневых пятен {Rhizoctonia solani), серо-зеленых пятен (Sclerotinia homeocarpa F.T.Benn) и питиозного увядания [153].

Продукты разложения коры могут являться одним из компонентов, участвующих в формировании молекул гумусовых веществ почвы. Древесные компосты в сочетании с отходами животноводческих стоков повышают плодородие мелиорируемых почв, обогащая почву полезной микрофлорой [92].

В естественных условиях кора деревьев, особенно хвойных, разлагается до органического удобрения десятки лет. Наиболее полно разложение древесины в природных условиях изучено для грибной микрофлоры. Предполагается, что основные ассоциации организмов, поселяющихся на Ш древесине в почве, состоят преимущественно из макро- и микромицетов, миксобактерий, аэробных бактерий. Все они способны с различной скоростью и до различных конечных продуктов разлагать один из компонентов древесины целлюлозу. Обращает на себя внимание тот факт, что непосредственно целлюлозные бактерии в чистой культуре не способны разлагать древесину. Это означает, что в разложении коры должны участвовать несколько видов или комплекс микроорганизмов, тесно взаимодействующих между собой и образующих активно работающую биосистему [55, 88]. Щ Многочисленные работы указывают на участие в разложении древесины, коры и лигнина комплекса микроорганизмов. Почвенные микромицеты, такие как Trichoderma, Aspergillus, Penicillium, вызывая минерализацию и гумификацию органического вещества, в том числе и малодоступного микроорганизмам (лигнина, кератина, целлюлозы и др.), входят в агроценозы как компоненты гетеротрофного блока. Отмечено ингибирование деятельности патогенных и других микромицетов в присутствии лигнина [51, 70,92,128]. Исследования Н. Кокалисбурелле и Р. Родригескабана выявили, что внесение в почву порошка коры сосны оказывает положительное действие на смену почвенного состава микроорганизмов и приводит к снижению количества фитопатогенных грибов. Обнаружено ингибирование фитопатогенов микромицетом Trichoderma sp., выделенным из компостов коры сосны и опилок. Совместное инокулирование его с микоризным микромицетом Glomus sp. способствовало увеличению роста цитрусовых на компостах коры сосны [147]. ft Внимание исследователей привлекает микробиологическое разложение лигнина как возобновляемого сырья. В последнее время в связи с исчерпанием запасов торфа и недостатком навоза и птичьего помета стали прибегать к другим нетрадиционным источникам органических удобрений. Наиболее масштабным и перспективным сырьем для производства последних, в особенности в зоне лесов, являются отходы переработки древесины. Многотоннажные отходы лесохимической и гидролизной промышленности, в том числе гидролизный лигнин, мало используются, хотя в настоящее время имеется достаточное количество рекомендаций для применения лигнина в качестве органического удобрения, для создания биопрепаратов по борьбе с болезнями растений и биологически активных веществ, комплексонов, мелиорантов почв и др. [67, 83, 93, 102].

Гуминовые вещества относятся к числу важнейших компонентов почв и влияют практически на все почвенные свойства: поглотительную способность, содержание элементов питания, структурные характеристики и, в конечном итоге, на плодородие почв и урожай сельскохозяйственных культур. Лигноудобрения особенно важны в этом аспекте, поскольку именно лигнин является одним из главных источников бензоидных фрагментов молекул гуминовых веществ [31, 104].

Твердофазное культивирование штаммов грибов рода Trichoderma на растительных субстратах

Для культивирования штаммов растительное сырье измельчали, увлажняли до 70 %, вносили минеральное питание (NH4NO3) из расчета 10 г/кг сухого субстрата, помещали в чашки Петри и подвергали стерилизации.

Исходное сырье измельчали на лабораторном измельчителе шнекового типа и методом квартования отбирали среднюю пробу, которую затем фракционировали на ситах. Для исследований использовали сырье размером 1,2-2,0 мм, так как очень маленькие частицы упаковываются тесно, образуя материал с высокой плотностью и узкими порами, что снижает скорость процесса биодеструкции.

В качестве сырья для культивирования штаммов использовали: пшено, кору хвойных пород (ели, пихты, лиственницы), древесную зелень пихты, гидролизный лигнин, отходы окорки, кору хвойных культур деревьев после водной, спиртовой и углекислотной экстракции.

Субстраты подвергали стерилизации с помощью автоклава ВК-75 при давлении 1 атмосфера (136 кПа) в течение 1 часа. Для культивирования изучаемых штаммов рода Trichoderma субстраты инокулировали споровой суспензией грибов из расчета 1x105 спор/г субстрата. Изоляты грибов рода культивировали в конических колбах (в количестве 40 г) и в чашках Петри (в количестве 25 г) в термостате при температуре от 25 до 27С в течение 30 суток. Опыты проводили в 3-х повторностях.

После культивирования исследуемых штаммов грибов субстраты тщательно перемешивали, образцы в количестве 1 г смывали водой в объеме 50 мл и подсчитывали титр методом разведений в камере Горяева. Выход конидий рассчитывали по формуле:

Т= М- п- 5-1000, (1)

где Т - титр;

М - количество конидий в 50 квадратах; п - разведение.

Определение легко- и трудногидролизуемых полисахаридов в сырье основано на реакции гидролиза с последующим нахождением общего количества образовавшихся моносахаридов по редуцирующуй способности. Легко- и трудногидролизуемые полисахариды разделяли, используя различные условия гидролиза. Для гидролиза легкогидролизуемых полисахаридов (ЛГП) применяли обработку сырья разбавленными кислотами (2-5 %-ной соляной кислотой или 5-Ю %-ной серной кислотой при температуре 100 С), а для гидролиза трудногидролизуемых полисахаридов (ТГП) концентрированной серной кислотой (72-80 %) при температуре 20-25 С. Затем раствор олигосахаридов в концентрированной кислоте разбавляли и кипятили в течение 3 часов. Массовую долю легко- и трудногидролизуемых полисахаридов рассчитывали по формуле:

x = C nJLm g-100

где X - массовая доля полисахаридов, %;

С — массовая доля редуцирующих веществ в гидролизате, %;

V — общий объем гидролизата, мл;

п — разбавление гидролизата при нейтрализации;

к — коэффициент пересчета моносахаридов в полисахариды;

g - масса абсолютно сухой навески образца, г.

Для количественного определения лигнина использовали концентрированные кислоты, гидролизующие углеродную часть. Наиболее распространенным является метод гидролиза с 72 % -ной Н2 S04. Массовую долю лигнина рассчитывали по формуле:

L = (m -m2)/g-100, (3)

где L - массовая доля лигнина, %

mi — масса фильтра с лигнином, г;

гп2 - масса пустого фильтра, г;

g - масса абсолютно сухой навески сырья, г.

Для оценки взаимодействия штаммов рода Trichoderma и Fusarium субстраты инокулировали споровой суспензией грибов из расчета 1x105 спор/г субстрата. Изоляты грибов совместно культивировали в конических колбах в термостате при температуре от 25 до 27С в течение 30-38 суток. Опыты проводили в 3-х повторностях. После культивирования исследуемых штаммов грибов субстраты тщательно перемешивали, образцы в количестве I г смывали водой в объеме 50 мл и подсчитывали титр методом разведений в камере Горяева и высева на плотную среду КДА и СА.

Антибиотическая активность штаммов грибов рода Trichoderma в отношении фитопатогенных микромицетов

Представители рода Trichoderma являются практически универсальными агентами биологической борьбы со многими корневыми патогенами. Установлено, что использование в биометоде защиты растений стандартных музейных штаммов не всегда приносит ожидаемый эффект, так как в естественных условиях большую роль играют конкурентные взаимоотношения с аборигенной микрофлорой почвы [4, 21, 23]. При разработке методов применения антагонистов необходимо учитывать типы почвы и основные систематические группы грибов и бактерий, населяющих ее, а также специфику коррелятивной связи интродуцента с окружающей средой, так как часто виды рода Trichoderma, адаптированные и выделенные из одних условий, не могут существовать и активно функционировать в других.

Учитывая это, несомненно, необходимо вести поиск активных штаммов-антагонистов среди аборигенных представителей грибов рода Trichoderma [42, 43, 63]. В связи с этим представляло интерес изучить спектр антибиотической активности штаммов грибов рода Trichoderma в отношении выделенных фитопатогенов из родов Fusarium, Alternaria и Bipolaris, вызывающих корневые гнили злаковых растений, а также поражающих их при хранении.

Для отбора антагонистически активных штаммов использовали в качестве тест-объектов 5 штаммов рода Fusarium и 2 штамма родов Alternaria, Bipolaris. Основные возбудители болезней сеянцев хвойных растений и злаков в Средней Сибири относятся к родам Fusarium (F. chlamydosporum, F. moniliforme, F. sporotrichioides, F.oxysporum, F.sambucinum), Alternaria, Bipolaris [42, 110, 118].

В ходе исследования отмечено, что метаболиты культуральной жидкости штаммов грибов рода Trichoderma обладали разной активностью в отношении фитопатогенных микромицетов.

Максимальной антибиотической активностью обладали штаммы МГ 97/6 Trichoderma asperellum и М 99/5 Trichoderma harzianum: диаметр зоны подавления роста патогенов составлял от 25,10±0,12 мм до 31,43±0,24 мм и 20,50±0,17 мм до 28,57±0,26 мм соответственно. Кроме того, эти штаммы проявляли высокую гиперпаразитическую активность. Гиперпаразиты занимали до 51-75% площади патогенов. Фитопатогены были угнетены в сильной степени, образовывали редкий мицелий, прижатый к субстрату. Уровень гиперпаразитической активности составил 3 балла для всех патогенов, с явно выраженным во всех вариантах спороношением на мицелии пораженного патогена (таблицы 3.1, 3.2). Микопразитизм данных штаммов характеризуется как нектротрофный.

Примечание: t3Kcn - экспериментальное значение критерия Стъюдента, tKp=3,18 при уровне значимости 0,05, « »-различия достоверны

Следует отметить, что метаболиты штамма МГ 97/6 Trichoderma asperellum проявляли большую активность в отношении возбудителей инфекционных заболеваний сеянцев хвойных {F. chlamydosporum, F. sporotrichioides, F.moniliforme, Alternaria alternata), тогда как метаболиты штамма М 99/5 Trichoderma harzianum - к возбудителям корневых гнилей злаковых растений {F.sambucinum, F. nivale, Bipolaris australiensis). Исследуемые штаммы МО Trichoderma hamatum, 30 Trichoderma asperellum проявляли низкую антагонистическую активность в отношении фитопатогенных микромицетов и обладали биотрофным типом микопаразитизма. Диаметр зоны подавления роста составлял от 10,43±0,07 до $ 12,46±0,15 и от 13,27±0,18 до 15,50±0,23 соответственно. При оценке гиперпаразитической активности этих штаммов оказалось, что площадь подавления тест-объектов невелика и составляет 25-60%, что соответствует 1-2 баллам (таблицы 3.1, 3.3). Европейский штамм 119-95 Trichoderma sp., обладая невысокой антибиотической активностью, диаметр зоны подавления роста не превышал 16,50 мм, являлся активным гиперпаразитом. Уровень гиперпаразитической активности составил 3 балла для всех тест-объектов (таблица 3.3). Таблица 3.3 - Антибиотическая активность метаболитов штаммов МО Trichoderma hamatum и 119-95 Trichoderma sp. У штаммов МК Trichoderma citrinoviridae, К 12 Trichoderma asperellum, 0-97 Trichoderma harzianum проявлялась явно выраженная высокая гиперпаразитическая активность, составляющая для всех изученных тест-объектов 4 балла. Гиперпаразиты сильно ингибировали рост патогенов, & полностью покрывали фитопатогенные микромицеты, образуя на колониях очаги спороношения. Однако антибиотическая активность их невысока, по сравнению со штаммами МГ 97/6 Trichoderma asperellum и М 99/5 Trichoderma harzianum, зона подавления роста не превышала 22,50 мм (таблица 3.1, 3.2, 3.4). Микопаразитизм данных штаммов характеризуется как биотрофный. Далее по степени ингибирования фитопатогенов следуют штаммы 01-00 Trichoderma asperellum, ТН4 Trichoderma citrinoviridae (таблицы 3.1, 3.4). Диаметр зоны подавления роста составлял от 16,83±0,18 до 19,30±0,29 у штамма 01-00 и от 17,70±0,12 до 19,30±0,15 у штамма ТН4.

Похожие диссертации на Эколого-биологическое обоснование скрининга грибов рода Trichoderma для получения и использования биопрепаратов на растительных субстратах