В статье отражены особенности хранения жидких форм опытных образцов новых перспективных биопрепаратов на основе Bacillus subtilis для защиты озимой пшеницы от болезней в условиях переменных температур.
Ключевые слова: биопрепарат, срок хранения, Bacillus subtilis, титр, антифунгальная активность, Fusarium graminearum
The article describes the features of storing liquid forms prototypes of new perspective biological preparations on the base Bacillus subtilis for winter wheat protection in conditions of variable temperatures.
Keywords: biological preparation, storage period, Bacillus subtilis, titre, antifungal activity, Fusarium graminearum
В лаборатории создания микробиологических средств защиты растений и коллекции микроорганизмов ФГБНУ ВНИИБЗР, разрабатывается биофунгицид для защиты озимой пшеницы от возбудителей фузариоза на основе двух штаммов бактерии Bacillus subtilis BZR 336g и BZR 517. Важно, чтобы новые препараты были не только эффективными, но стабильными в процессе хранения. Поэтому одним из важных направлений исследований является изучение изменения активности биопрепарата при хранении в условиях переменных температур.
Одним из технических требований современного биопрепарата для защиты растений является сохранение активности как минимум в течение одного полевого сезона. Одним из основных показателей качества биопрепарата является его титр (количество колониеобразующих единиц (КОЕ) в 1 мл) и антагонистическая активность по отношению к целевому возбудителю болезней растений. Именно эти показатели были изучены в процессе хранения опытных образцов биопрепаратов в препаративной форме жидкая культура (ЖК).
Образцы биопрепаратов на основе штаммов B. subtilis получали с использованием двух типов сред: картофельно-глюкозной (КГС) и оригинальной оптимизированной питательной среды (ОС). Полученные препараты были заложены на хранение в двух вариантах: с доступом и без доступа воздуха. Влияние срока хранения на жизнеспособность бактериальных клеток изучалось в условиях переменных температур лабораторной комнаты. Ежемесячно определяли титр ЖК препаратов методом разведений [5] и антифунгальную активность с использованием метода встречных культур [6]. При исследовании препаратов на антифунгальную активность использовали тест-культуру фитопатогенного гриба Fusarium graminearum Schwabe.
Результаты опыта показали, что на КГС в первый месяц хранения титр достоверно снижался на порядок в аэробных условиях, а в анаэробных условиях в пределах 100 млн. колоний (рис. 1, 2).
Затем титр начинал увеличиваться и достигал максимума на второй-третий месяц хранения. При этом следует отметить, что в анаэробных условиях у обоих штаммов титр в это время было выше, чем до хранения. На четвертом месяце данный показатель несколько снижался (в пределах одного порядка), но оставался стабильным на протяжении последующих трех месяцев (рис. 1, 2).
Рис. 1. Титр и антагонистическая активность ЖК штамма B. subtilis BZR 336g на КГС в процессе хранения
Рис. 2. Титр и антагонистическая активность ЖК штамма B. subtilis BZR 517 на КГС в процессе хранения
Минимальная антифунгальная активность штамма B. subtilis BZR 336g приходилась на период перед закладкой на хранение (33–34 %). В последующие три месяца ингибирование гриба F. graminearum было на уровне 45–55 %, затем за два месяца снизилось до 40–44 %, а к шестому месяцу возросло до 53–54 % (рис. 1).
Антифунгальная активность штамма B. subtilis BZR 517 была более стабильной в процессе хранения, и варьировала от 40 до 52 %, кроме третьего месяца. Несмотря на достаточно высокий титр, на третьем месяце хранения была отмечена минимальная антагонистическая активность (35–36 %) в вариантах опыта с доступом и без доступа воздуха (рис. 2).
Несколько другая тенденция была отмечена в вариантах опыта на ОС. Так, первые три месяца титр у штамма B. subtilis BZR 336g снижался в условиях с доступом воздуха и без него. Максимальный титр в аэробных условиях отмечен на четвертом месяце хранения и был выше, чем перед закладкой на хранение. В анаэробных условиях активность штамма-продуцента биопрепарата была невысокой, титр снижался и к шестому месяцу не превышал 6,0х104 КОЕ/мл (рис. 3).
Титр опытного образца на основе штамма B. subtilis BZR 517 как в аэробных, так и в анаэробных условиях, снижался в первые три месяца. На четвертый — шестой месяц в варианте без доступа воздуха титр был выше, чем перед закладкой на хранение. Тогда как в варианте с доступом воздуха на четвертом месяце хранения количество колониеобразующих единиц несколько возросло, но оставалось на порядок ниже, чем до закладки на хранение (рис. 4).
Рис. 3. Титр и антагонистическая активность ЖК штамма B. subtilis BZR 336g на ОС в процессе хранения
Рис. 4. Титр и антагонистическая активность ЖК штамма B. subtilis BZR 517 на ОС в процессе хранения
Антагонистическая активность штамма B. subtilis BZR 336g в первые два месяца после закладки опыта в условиях с доступом и без доступа воздуха составляла 68,5–73,7 % и 69,3–75,6 % соответственно. Затем начала снижаться на третьем месяце хранения и к шестому уменьшилась на 15–16 % (рис. 3).
Антифунгальная активность штамма B. subtilis BZR 517 изменялась скачкообразно и к шестому месяцу хранения снизилась на 12 % в варианте с доступом воздуха и на 21 % в варианте без доступа воздуха (ингибирование гриба F. graminearum перед закладкой на хранение составляло 75,2 и 72,2 % соответственно) (рис. 4).
Анализ опытных данных показал, что микробиопрепараты в препаративной форме ЖК на основе штаммов бацилл-антагонистов возможно хранить в течение шести месяцев при переменных температурах без введения каких-либо питательных добавок и стабилизаторов, за исключением варианта B. subtilis BZR 336g, хранящегося в анаэробных условиях на ОС. А это является дешевым и вполне технологичным способом с точки зрения использования препарата в течение одного полевого сезона.
Литература:
1. Нетрусов Ф. И., Егорова М. А., Захарчук Л. М. Практикум по микробиологии. — М., 2005. — 608 с.
2. Егоров Н. С. Выделение микробов-антагонистов и биологические методы учета их антибиотической активности. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1957. — 78 с.
