Секція Біологічні науки, 6 «Мікробіологія»

 

Дрегваль О.А., асистент; Івашина Л.Л., студент;

Черевач Н.В., к.б.н. доцент; Вінніков А.І., д.б.н. професор

Дніпропетровський національний університет

 

Оптимізація складу посівного матеріалу при сумісному культивуванні Bacillus thuringiensis та Beauveria bassiana

 

Захист рослин від ураження шкідниками – один із важливих резервів підвищення врожайності сільськогосподарських культур. Здійснюючи захисні заходи доводиться вирішувати дві задачі: з одного боку запобігати втратам продукції рослинництва, з іншого – докладати немало зусиль, щоб зменшити негативні наслідки застосування речовин, токсичних для живої природи і біосфери в цілому.

Останнім часом широко впроваджуються інтегровані системи захисту рослин, які ґрунтуються на застосуванні поряд з хімічними препаратами агрохімічних та біологічних засобів і спрямовані не на просте знищення комах-шкідників, а на регулювання чисельності популяції шкідливих і корисних видів в екосистемах [1]. Біологічні засоби захисту рослин передбачають використання природних біологічних факторів регуляції – ентомофагів та ентомопатогенних мікроорганізмів. Серед мікроорганізмів найбільшу увагу заслуговують бактерії Bacillus thuringiensis. Їх перспективність пов’язана з високою інсектицидною активністю по відношенню до шкідливих комах, безпечністю для ентомофагів та навколишнього середовища, технологічністю штамів при виробництві препаратів та застосуванні. Недоліком багатьох біопрепаратів на основі Bacillus thuringiensis є вузький спектр інсектицидної дії, що пов’язано з продукцією бактеріями високоспецифічних кристалічних білків [2]. Більшість з таких препаратів спрямована на регулювання чисельності обмеженої кількості видів шкідників. Розширити спектр дії препаратів можливо за рахунок комплексного використання B. thuringiensis з іншими патогенами. Серед таких патогенів особливу увагу слід приділити мускардиновим грибам Beauveria bassiana, які характеризуються досить широким спектром інсектицидної дії, здатні вражати всі стадії розвитку комах, проявляти виражену післядію на популяцію шкідника. Але ентомопатогенні гриби, порівняно з бактеріями, в меншій мірі гальмують трофічну активність шкідників [3].

Вищесказане наводить на думку про перспективність поєднання в одному препараті ентомопатогенних бактерій B. thuringiensis та грибів B. bassiana.

Раніше нами була показана можливість сумісного культивування Bacillus thuringiensis та Beauveria bassiana в глибинних умовах. Підібрано оптимальний склад середовища, режим аерації та початкове значення рН для отримання високих титрів ендоспор бактерій та бластоспор грибів.

Метою даної роботи було визначення оптимального співвідношення культур у посівному матеріалі для отримання високоактивного комплексного препарату.

В роботі були використані штами B. thuringiensis В-10 та B. bassiana F-6 із колекції мікроорганізмів кафедри мікробіології та вірусології ДНУ. Глибинне культивування проводили в ємностях, об’ємом 1 літр з 200 мл поживного середовища. Засів здійснювали ендоспорами B. thuringiensis та бластоспорами B. bassiana в кількості 2% від об’єму середовища, що складало 2·107 спор/мл. Досліджували співвідношення B. thuringiensis та B. bassiana 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 2:1, 3:1, 4:1. Культивування здійснювали при температурі 28 ºС протягом 5 діб. Одночасно проводили культивування B. thuringiensis та B. bassiana у монокультурах. Концентрацію ендоспор B. thuringiensis визначали методом серійних розведень з послідуючим висівом на МПА, а концентрацію бластоспор B. bassiana – підрахунком у камері Горяєва. Інсектицидну активність сумісної культури визначали у відсотках загибелі личинок вощинної молі ІІІ-ІV віку. Для цього по 25 личинок розміщували в чашки Петрі з 5 г корму, зволоженого 1%, 5% та 10% препаратом. Підрахунок живих та мертвих личинок здійснювали на 1-6 добу.

Одним із важливих критеріїв оцінки можливості отримання сумісної культури є взаємна толерантність штамів, що дає можливість їм існувати в певних умовах. Тому першочерговою задачею було визначити в змішаній культурі рівень накопичення спор бактерій та грибів, які при засіві були взяті в різних співвідношеннях. В результаті проведених досліджень виявлено, що оптимальним співвідношенням Bacillus thuringiensis та Beauveria bassiana є співвідношення 3:1, відповідно, яке дозволяє отримати приблизно однакову кількість клітин (5,46·108 КУО/мл B. thuringiensis та 6,5·108 бластоспор/мл B.bassiana), що вказує на відсутність антагонізму між культурами. Це співвідношення також виявилось оптимальним для отримання найбільшої сумарної кількості спорового матеріалу бактерій та грибів. Звертає увагу той факт, що при вирощуванні у монокультурах Bacillus thuringiensis та Beauveria bassiana титр спор був значно менший (на 25-50%), ніж при сумісному культивуванні.

Наступною задачею було визначення інсектицидної активності сумісної культури, яку було отримано при засіві у співвідношенні 3:1. Результати представлені у таблиці.

Таблиця

Інсектицидна активність змішаної культури B. thuringiensis та B. bassiana по відношенню до личинок вощинної молі

 

Концентрація

культуральної рідини, %

% загибелі личинок вощинної молі (на добу)

1

4

6

1%

20

72

80

5%

20

88

98

10%

48

92

100

контроль

0

0

0

 

Як видно з наведених даних, була виявлена висока ефективність усіх досліджуваних концентрацій комплексного препарату: 72, 88 і 92% загибелі личинок на 4 добу і 80, 98 і 100% загибелі на 6 шосту добу від дії 1, 5 і 10% розчину препарату, відповідно.

Вощинна міль є лабораторним тест-об’єктом для визначення біологічної ефективності біопрепаратів до комах ряду лускокрилі (Lepidoptera). До цього ряду належить злісний шкідник лісопаркових і садових насаджень – американський білий метелик, популяція якого останнім часом набула загрозливих розмірів. Екологічні служби приймають заходи щоб зупинити його поширення, знизити збитки спричинені ним.

Висока інсектицидна активність отриманої змішаної культури B.thuringiensis і B.bassiana по відношенню до вощинної молі свідчить про те, що ця культура повинна бути високоефективною і по відношенню до  американського білого метелика, а підібрана концентрація посівного матеріалу може бути рекомендована для промислового культивування цих мікроорганізмів з метою одержання комплексного інсектицидного препарату.

 

Література:

1.     Ткаленко Г.М. Мікробіологічний метод в інтегрованому захисті рослин // Матеріали Міжнар. Науково-практичної конф. “Інтегрованний захист рослин на початку ХХІ століття”. – Київ – 2004. –С. 493 – 496.

2.     Navon A. Bacillus thuringiensis insecticides in crop protection – reality and prospects // Crop Protection. – 2000. - № 19. – Р. 669 – 676.

3.     Гораль С. В. Обґрунтування прийомів оптимізації малотоннажної технології виробництва грибних і бактеріальних засобів захисту рослин: Автореф. дис. канд. с.-г. наук: 03.00.16/ Київський аграр. ун.-т.- К., 1998. – 17 с.