Труды Кубанского государственного аграрного университета


<<<  Назад

2021 год, № 93

УДК: 633.11:632.938.1+575.117
ГРНТИ: 68.37.13

АФИЦИДНАЯ И ИММУНОСТИМУЛИРУЮЩАЯ АКТИВНОСТЬ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ЛИПОПЕПТИДОВ ПРОДУЦИРУЕМЫХ ШТАММАМИ BACILLUS SUBTILIS

Обыкновенная злаковая тля Schizaphis graminum (Rond.) может приводить к сильному ущербу на посевах зерновых культур, поэтому увеличение устойчивости растений к злаковым тлям является важной задачей. Новым подходом в защите растений от тлей является применение биопрепаратов на основе эндофитных бактерий рода Bacillus, продуцирующих липопептиды. Нами получены липопептид-богатые фракции из среды культивирования штаммов B. subtilis 26Д и B. subtilis 11ВМ, содержащие сурфактин и итурин, соотвественно. Показано, что оба штамма B. subtilis 26Д и B. subtilis 11ВМ обладали довольно высокой, более 66,0% афицидной активностью благодаря синтезу липопептидов. Для итурина афицидная активность показана нами впервые. Как сами бактериальные штаммы, так и их липопептид-богатые фракции, обладали ростстимулирующим эффектом и повышали выносливость растений, заселенных обыкновенной злаковой тлей. Бактериальные штаммы B. subtilis 26Д и B. subtilis 11ВМ и их липопептид-богатые фракции индуцировали защитные реакции в растениях пшеницы заселенных тлей, изменяя редокс-статус растений. Совместное применение липопептидов сурфактина и итурина, а также применение бактериальной смеси B. subtilis 26Д + B. subtilis 11ВМ, было более эффективным по сравнению с индивидуальным применением компонентов.
Ключевые слова: Bacillussubtilis, сурфактин, итурин, пшеница, злаковая тля, системная устойчивость.
DOI: 10.21515/1999-1703-93-168-173

Литература:

  1. Yang, S. Y. Characterization of biosurfactants as insecticidal metabolites produced by Bacillus subtilis Y9 / S. Y. Yang, D. J. Lim, M. Y. Noh, J. C. Kim, Y. C. Kim, I. S. Kim // Entomological Research. - 2017. - V. 47. - P. 55-59.
  2. Andric, S. Bacillus responses to plant-associated fungal and bacterial communities / S. Andric, T. Meyer, M. Ongena // Front. Microbiol. - 2020. - V. 11. - Art. 1350.
  3. Максимов, И. В. Перспективы применения бактерий - продуцентов липопептидов для защиты растений (обзор) / И. В. Максимов, Б. П. Сингх, Е. А. Черепанова, Г. Ф. Бурханова, Р. М. Хайруллин // Прикладная биохимия и микробиология. - 2020. - Т. 56. - No. 1. - С. 19-34. DOI: 10.1134/S0555109920010134.
  4. Rashid, M. H. Induction of systemic resistance against insect herbivores in plants by beneficial soil microbes / M. H. Rashid, Y. R Chung // Front. Plant Sci. - 2017. - V. 8. - Art. 1816.
  5. Miljakovic, D. The significance of Bacillus spp. in disease suppression and growth promotion of field and vegetable crops / D. Miljakovic, J. Marinkovic, S. Baleševic-Tubic// Microorganisms. - 2020. - No. 8. - Р. 1037. DOI: 10.3390/microorganisms8071037.
  6. Maksimov, I. V. Recombinant Bacillus subtilis 26DCryChS line with gene Btcry1Ia encoding Cry1Ia toxin from Bacillus thuringiensis promotes integrated wheat defense against pathogen Stagonospora nodorumBerk. and greenbug SchizaphisgraminumRond / I. V. Maksimov, D. K. Blagova, S. V. Veselova, A. V. Sorokan, G. F. Burkhanova, E. A. Cherepanova, E. R. Sarvarova, S. D. Rumyantsev, V. Yu. Alekseev, R. M. Khayrullin // Biological Control. - 2020. - V. 144. - Art. 104242.
  7. Alekseev, V. Sbornik statej po materialam VI Vserossijskojkonferencii s mezhdunarodnymuchastiem "Ekobiotekh" / V. Alekseev, S. Veselova, S.Rumyantsev, G. Burkhanova, E. Cherepanova, I. Maksimov // Ufa, 1-4 oktyabrya (Collection of articles based on the materials of the VI all-Russian conference with international Ecobiotech LLC, Ufa, October 1-4). 11-15 (2019).
  8. Veselova, S. V. Strain of Bacillus spp. regulate wheat resistance to greenbug aphid Schizaphisgraminum Rond / S. V. Veselova, G. F. Burkhanova, S. D.Rumyantsev, D. K. Blagova, I. V. Maksimov // Appl. Biochem. - Microbiol. - 2019. - V. 55 (1). - P. 41-47.
  9. Waewthongrak, W. Cyclic lipopeptides from Bacillus subtilis ABS-S14 elicit defense-related gene expression in citrus fruit / W. Waewthongrak, W. Leelasuphakul, G. McCollum // PloS one. - 2014. - V. 9. - No. 10. - DOI: art. e109386. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0109386.

Авторы:

  1. Алексеев Валентин Юрьевич, аспирант, ФГБНУ «Институт биохимии и генетики Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук».
  2. Румянцев Сергей Дмитриевич, канд. биол. наук, науч. сотрудник, ФГБНУ «Институт биохимии и генетики Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук».
  3. Веселова Светлана Викторовна, канд. биол. наук, ст. науч. сотрудник, ФГБНУ «Институт биохимии и генетики Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук».
  4. Черепанова Екатерина Александровна, канд. биол. наук, науч. сотрудник, ФГБНУ «Институт биохимии и генетики Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук».
  5. Максимов Игорь Владимирович, д-р биол. наук, профссор, зав. лабораторией биохимии иммунитета растений, гл. научн. сотрудник, ФГБНУ «Институт биохимии и генетики Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук».