Разработаны технологии получения и применения биопестицида «Мультифаг» на основе консорциума бактериофагов фитопатогенных бактерий P. syringae, P. fluorescensи P. putidaдля защиты растений от бактериозов. В условиях полевого эксперимента подтверждена высокая эффективность разработанного препарата.
Ключевые слова:бактериофаги, бактериозы, защита растений, биологический препарат «Мультифаг».
Biopesticide multiphage based on bacteriophages for biological control of plant bacterial diseases
Pilipchuk T. A., Gerasimovich A. D., Ananyeva I. N., Novik G. I., Kolomiets E. I., Popov F. A.
Technologies for production and application of biopesticide Multiphage based on consortium of bacteriophages infecting phytopathogenic bacteria P. syringae, P. fluorescens and P. putida were developed to control bacterial diseases in plants. High efficiency of developed biopreparation was confirmed in field experiment.
Keywords:bacteriophages, bacterioses, plant protection, biological preparation Multiphage.
Фитопатогенные бактерии рода Pseudomonas наносят существенный ущерб сельскому хозяйству, поражая наземные и подземные части растений [1]. Сложности, возникающие при борьбе с фитопатогенными бактериями рода Pseudomonas, обусловлены тем, что данные микроорганизмы способны образовывать биопленки на поверхности растений [2]. Применяемые химические средства защиты небезопасны в экологическом отношении и малоэффективны в связи с развитием устойчивых к ним штаммов бактерий [3].
Для защиты растений необходимо разрабатывать экологически ориентированные технологии, основу которых составляют микробиологические средства, обладающие высокой эффективностью и селективным механизмом действия. Широкое внедрение биологических препаратов в сельское хозяйство позволит получить существенный экономический эффект за счет повышения урожайности растений и качества сельскохозяйственной продукции. Использование бактериофагов для защиты растений от бактериозов имеет большое практическое значение в связи с сокращением использования химических веществ в сельском хозяйстве [4].
Цель работы — разработка технологии получения и применения биопестицида «Мультифаг» на основе консорциума бактериофагов фитопатогенных бактерий P. syringae, P. fluorescens и P. putidaдля защиты овощных культур от бактериозов.
Задачами явились: 1) cоздание консорциума бактериофагов; 2) разработка способа получения и хранения препарата; 3) изучение эффективности биопестицида на основе бактериофагов против бактериоза огурца.
Подобран консорциум бактериофагов, состоящий из 6 штаммов, выделенных из растений с признаками бактериального поражения, и коллекционных бактериофагов, отселектированных по признаку литической активности. Показано, что консорциум бактериофагов, на основе которого создан биопестицид «Мультифаг», содержит физиологически активные бактериофаги, способные лизировать клетки фитопатогенных бактерий рода Pseudomonas, в частности бактерии P. syringae, P. fluorescens и P. putida. Бактериофаги, входящие в консорциум, проявляют устойчивость к хлороформу в концентрации 1–4 %, характеризуются высоким титром ~ 1,0×1010 БОЕ/мл, являются непатогенными и нетоксигенными.
На базе Биотехнологического центра Института микробиологии НАН Беларуси оптимизированы условия культивирования бактерии-хозяина P. fluorescensБИМ B-582 и консорциума бактериофагов, составляющий основу биопестицида «Мультифаг». Показано, что наибольший титр бактериофагов обеспечивается при выращивании культуры при скорости вращения мешалки 70 об/мин, уровне аэрации 1,0 л/л среды в минуту и температуре 27 °С (ферментер LiFlus SP-100 L). Экспериментально установлено, что наиболее эффективным способом хранения препарата, на основе консорциума бактериофагов, является криоконсервация при температуре -70 °С с использованием 10 % глицерола в качестве протектора. Срок хранения бактериофагов при использовании данного метода составляет около 2 лет.
Оценивая полученные результаты по биологической эффективности биопестицида «Мультифаг» в борьбе с угловатой пятнистостью листьев огурца можно констатировать, что трёхкратная обработка растений 2 % водным раствором препарата снижает развитие болезни на 48–51 % и позволяет дополнительно получить от 12 до 16 % экологически чистой овощной продукции. Профилактическое опрыскивание растений огурца в фазу начала цветения повышает эффективность биопестицида «Мультифаг» при последующих обработках. Полученные данные свидетельствуют, что препарат на основе консорциума фагов проявляет активность в отношении возбудителя бактериоза огурца и может использоваться для контроля фитопатологической ситуации в агроценозе данной сельскохозяйственной культуры.
Литература:
1. Фитопатогенные бактерии. [Электронный ресурс]. − Режим доступа: http://plant.geoman.ru/books/item/f00/s00/z0000000/st014.shtml. − Дата доступа: 24.04.2015.
2. Fuhrman J. A. Marine viruses and their biogeochemical and ecological effects / J. A. Fuhrman // Nature. — 1999. — Vol. 399. — 541 c.
3. Дьяков, Ю.Т. и др. Микроорганизмы — паразиты растений / Ю. Т. Дьяков [и др.] Фундаментальная фитопатология / под ред. Ю. Т. Дьякова — Красанд: Москва, 2012. −58 с.
4. Бактериофаги: биология и практическое применение / Под ред. Элизабет Каттер, Александра Сулаквелидзе // науч. ред. А. В. Летаров.– М.: Научный мир, 2012. — 640 c.
