• Ешқандай Нәтиже Табылған Жоқ

Рост штаммов Trichoderma в составе консорциумов на отрубном агаре на 7-е сутки культивирования

In document bulbio.enu.kz (бет 52-58)

Подбор консорциумов на основе эффективных штаммов гриба рода Trichoderma для создания биофунгицида

Рисунок 1. Рост штаммов Trichoderma в составе консорциумов на отрубном агаре на 7-е сутки культивирования

ВЕСТНИК ЕНУ имени Л.Н. Гумилева. Серия Биологические науки № 1(138)/2022 51

Подбор консорциумов на основе эффективных штаммов гриба рода Trichoderma для создания биофунгицида

Создание комплексных микробных препаратов, включающих несколько различных штаммов позволяет добиться большей эффективности в защите растений, по сравнению с препаратами, содержащими в своем составе только один штамм микроорганизма [15]. Таким образом, повышается шанс эффективности консорциума, где в случае неэффективности одного штамма защита растений обеспечивается другими штаммами, входящими в составы комплексных микробных препаратов.

Многочисленными исследованиями была показана эффективность применения консорциумов, состоящих как из различных штаммов гриба рода Trichoderma, так и совместно с бактериальными культурами для защиты растений [16, 17, 18].

В целом грибы рода Trichoderma широко применяются в качестве биологических агентов защиты растений и стимуляции их роста. Например, исследование показало положительный эффект от применения гриба Tr. Lignorum совместно с B. Bassiana в борьбе с сельскохозяйственными вредителями [19]. В других работах Tr. Album применялся совместно с другими микроорганизмами в качестве инсектицида для защиты сельскохозяйственных культур [20, 21]. Объединение же штаммов или микроорганизмов, обладающих различными полезными свойствами и при этом не конкурирующих между собой, позволяет создать биопрепарат, имеющий аддитивный эффект в защите культур и увеличении урожайности растений.

Например, эффективность консорциума, включающего в себя виды T. viride и T. harzianum, в защите кукурузы была выше, чем когда данные штаммы применялись по отдельности [22]. Таким образом, используемые в создании данных консорциумов виды Trichoderma имеют высокий потенциал в защите растений, а также адаптированы к местным почвенно-климатическим условиям.

Заключение

Биопрепараты на основе грибов рода Trichoderma ценятся в качестве биофунгицидов как крупными сельхозпроизводителями, так и локальными теплицами благодаря их природной способности подавлять развитие патогенных микроорганизмов, вызывающих серьезные потери урожайности. Создание консорциумов на основе нескольких штаммов позволяет добиться комплексного эффекта в защите сельскохозяйственных культур. На основе проведенных исследований для дальнейшей работы были отобраны консорциумы №2, 3 и 4, так как данные варианты показали хороший рост на всех питательных средах без угнетения роста какого-либо из штаммов. Для производства биопрепаратов на основе триходермальных грибов наиболее приемлемы питательные среды с добавлением овсяной муки и отрубей, где отмечено обильное спороношение.

Финансирование. Данная статья была подготовлена в рамках реализации проекта 1ВГФ/21

«Разработка биотехнологии производства отечественного биофунгицида Триходермин-KZ для защиты сельскохозяйственных культур от болезней», финансируемого по бюджетной программе внутреннего грантового финансирования научно-исследовательских работ молодых ученых НАО

«Казахский агротехнический университет им. С. Сейфуллина».

Список литературы

1. van Bruggen A.H.C., Gamliel A., Finckh M.R. Plant disease management in organic farming systems //Pest Management Science. – 2016. – Vol. 72. – №. 1. – С. 30-44.

2. Григорук В.В., Климов Е.В. Развитие органического сельского хозяйства в мире и Казахстане. – Анкара: ФАО, 2016. – С. 3-5.

3. Цык В.А. Применение химических средств защиты растений в условиях защищенного грунта [Электронный ресурс]. – URL: http://gigiena.minsk-region.by/ru/obraz/statyi?id=2516 (дата 52 № 1(138)/2022 Л.Н. Гумилев атындағы ЕҰУ Хабаршысы. Биологиялық ғылымдар сериясы ISSN(Print) 2616-7034 eISSN 2663-130Х

Д.М. Ерпашева, Н.Ж. Шуменова, М.Б. Бостубаева, М.М. Макенова, А.П. Науанова обращения: 07.10.2020 г.).

4. Корсак И.В., Сенаторова Н.Н. Испытание биопрепаратов против корневых гнилей огурца в защищенном грунте//Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. – 2010. – №. 3. – С. 115-122.

5. Jahan N. et al. Evaluation of the growth performance of Trichoderma harzianum (Rifai.) on different culture media //J. Agri. Vet. Sci. – 2013. – Т. 3. – С. 44-50.

6. Woo S.L., Ruocco M., Vinale F., Nigro M., Marra R., Lombardi N., Lorito M. Trichoderma-based products and their widespread use in agriculture//The Open Mycology Journal. – 2014. – Vol.8. – №.1. – C. 71-126.

7. Harman G.E. et al. Trichoderma species—opportunistic, avirulent plant symbionts //Nature reviews microbiology. – 2004. – Т. 2. – №. 1. – С. 43-56.

8. Федоренко В.П., Ткаленко А.Н., Конверская В.П. Достижения и перспективы развития биологического метода защиты растений в Украине //Защита и карантин растений. – 2010. – №. 4.

– С. 12-15.

9. Тилляходжаева Н. Р., Автономов В. А., Хайтбаева Н. С. Иммуностимулирующее действие биопрепарата на хлопчатник в Бухарской области //Наука и мир. – 2020. – Т. 1. – №. 3. – С. 47-49.

10. Kandula D.R.W., Jones E.E., Stewart A., McLean K.L., Hampton J.G. Trichoderma species for biocontrol of soil-borne plant pathogens of pasture species //Biocontrol science and technology. – 2015. – Vol. 25. – №. 9. – С. 1052-1069.

11. Kottb M., Gigolashvili T., Großkinsky, D. K., Piechulla, B. Trichoderma volatiles effecting Arabidopsis: from inhibition to protection against phytopathogenic fungi //Frontiers in microbiology. – 2015. – Vol.6. – С.995.

12. Verma M., Brar S., Tyagi R., Surampalli R., and Valero J. Antagonistic fungi, Trichoderma spp.:

panoply of biological control //Biochem. Eng. J. – 2007. – Vol. 37, – P. 1-20.

13. Рудаков О.Л. Микофильные грибы и их биология и практическое значение. – Москва:

Наука, 1981. – 98 с.

14. Нетрусов А.И., Егорова М.А., Захарчук Л.М. и др. Практикум по микробиологии: Учеб.

Пособие для студ. высш. Учеб. Заведений – Москва: Издательский центр «Академия», 2005. – 608с.

15. de Boer M., Bom P., Kindt F., Keurentjes J.J., van der Sluis I., Van Loon L.C., Bakker P. A.

Control of Fusarium wilt of radish by combining Pseudomonas putida strains that have different disease-suppressive mechanisms //Phytopathology. – 2003. – Vol. 93. – №. 5. – P. 626-632.

16. Raguchander T., Saravanakumar D., Balasubramanian P. Molecular approaches to improvement of biocontrol agents of plant diseases //Journal of Biological Control. – 2011. – Vol.25. – №.

2. – P. 71-84.

17. Kumar S., Upadhyay J. P. Compatibility of Rhizobium and Trichoderma in vitro and in vivo //RAU J. Res. – 2003. – Vol.13. – №. 1-2. – P. 61-64.

18. Rao Y. et al. Management of brown spot (Drechslera oryzae) of Rice //Annals of Plant Protection Sciences. – 2013. – Vol.21. – №. 2. – P. 450-452.

19. Fernandez-Daza F.F. et al. Spores of Beauveria bassiana and Trichoderma lignorum as a bioinsecticide for the control of Atta cephalotes //Biological research. – 2019. – Vol. 52. №. 1. – P. 1-8.

20. Ali S.A.M., Saleh A.A.A., FM S. Bioefficacy of plant extracts and entomopathogenic fungi (trichoderma album) in controling myzus persicae and bemisia tabaci//plant archives. – 2020. – Vol. 20.

– №. 1. – P. 1450-1459.

21. Xiong H. et al. Xylanase production by Trichoderma reesei Rut C-30 grown on L-arabinose- rich plant hydrolysates //Bioresource technology. – 2005. – Т. 96. – №. 7. – С. 753-759.

22. Jha M.M., Kumar S., Hasan S. Response of bioagents against maydis leaf blight of maize //Annals of Biology (India). – 2004.-T.20 (2). – C. 177-179.

ВЕСТНИК ЕНУ имени Л.Н. Гумилева. Серия Биологические науки № 1(138)/2022 53

Подбор консорциумов на основе эффективных штаммов гриба рода Trichoderma для создания биофунгицида

Д.М. Ерпашева, Н.Ж. Шуменова, М.Б. Бостубаева, М.М. Макенова, А.П. Науанова С. Сейфуллин атындағы Қазақ агротехникалық университеті, Нұр-Сұлтан, Қазақстан

Биофунгицид жасау үшін Trichoderma туысы саңырауқұлағының тиімді штамдарының негізінде консорциумдарды таңдау

Аңдатпа. Қазақстан аграрлық ел болғандықтан, отандық және сыртқы нарықта сұранысқа ие және бейорганикалық аналогтармен салыстырғанда жоғарырақ бағамен сатылатын, сапалы органикалық өнімдерді өндіруге жеткілікті ресурстарға ие. Өсімдіктерді қорғаудың биологиялық шараларын өндіріске енгізу шығарылған органикалық өнімдердің сапасын жақсартады, топырақты қалпына келтіруге жағымды әсер етеді. Trichoderma туысының саңырауқұлақтары – ауылшаруашылық дақылдарының көптеген саңырауқұлақ аурулары қоздырғыштарының тиімді антагонистері және арзан қоректік орталарда тез өсуімен ерекшеленетін химиялық фунгицидтердің табиғи аналогтары. Әлемдік зерттеулер көрсеткендей, микроағзалардың бірнеше түрінен немесе штамдарынан құрылған консорциумдар бір микробтық түр немесе штаммы бар препараттарға қарағанда өсімдіктерді қорғаудың биологиялық шарасы ретінде жоғары тиімділікке ие. Осылайша, әрбір жеке консорциумда қарсы келетін культуралар әдісі бойынша үш түрлі Trichoderma штамдарын әр жеке штамның өсуі мен дамуын тежемей өсіру мүмкіндігі зерттелді. Жүргізілген зерттеулердің нәтижелері бойынша әр штамның өсуін елеулі түрде бәсеңдетпей, үйлесімді өскен, 2, 3 және 4 нөмірлі 3 консорциум таңдалды. Сонымен қатар, зерттеулер Trichoderma штамдарының Чапек - Докс синтетикалық ортасында емес, кебек пен сұлы ұнының негізінде дайындалған органикалық қоректік орталарда жақсы өсетінін және спораланатындығын көрсетті. Іріктелген консорциумдар ауылшаруашылық дақылдарының әртүрлі ауру қоздырғыштарына қатысты антагонистік қасиеттерді қарастыру үшін кейінгі зерттеу жұмыстарында қолданылады. Сонымен қатар, конидиялардың көп мөлшері мен ұзақ сақтау мерзімін қамтамасыз ететін өсірудің оңтайлы шарттары анықталады.

Түйін сөздер: Trichoderma туысы саңырауқұлақтарының антагонистік штамдары, консорциумдар, биофунгицидтер.

D.M. Yerpasheva, N.Zh. Shumenova, M.B. Bostubayeva, M.M. Makenova, A.P. Nauanova S. Seifullin Kazakh Agro Technical University, Nur-Sultan, Kazakhstan

Selection of consortia based on effective strains of Trichoderma fungi to create a biofungicide

Abstract. As an agrarian country, Kazakhstan has sufficient resources to produce high quality organic products which are in demand in foreign markets and can be sold at higher price in comparison with inorganic analogue. The use of biological plant protection measures will improve the quality of produced organic products, as well as will positively effect on soil recovery. Fungi of the genus Trichoderma are effective antagonists of many fungal pathogens of crops and natural alternative of chemical fungicides, characterized by rapid growth on cheap nutrient media. Studies all over the world show that consortia consisting of several microbial species or strains are more effective as a biological plant protection measure than preparations comprising a single microbial species or strain. Thus, the possibility of cultivating three different Trichoderma strains without inhabiting the growth and development of each individual strain as part of a separate consortium was studied by the method of counter cultures. As a result of the studies performed, three most compatible consortia numbered 2, 3 and 4 were selected, without noticeable suppression of the growth of each strain. Studies have also shown abundant growth and sporulation of Trichoderma strains on organic nutrient media based on bran and oat flour, rather than on synthetic Czapek-Dox medium. The selected consortia will be used in further research to identify their antagonistic properties in relation to various pathogens of agricultural 54 № 1(138)/2022 Л.Н. Гумилев атындағы ЕҰУ Хабаршысы. Биологиялық ғылымдар сериясы ISSN(Print) 2616-7034 eISSN 2663-130Х

Д.М. Ерпашева, Н.Ж. Шуменова, М.Б. Бостубаева, М.М. Макенова, А.П. Науанова crops. Moreover, the most optimal conditions will be determined, providing many conidia with a long shelf life.

Keywords: antagonistic Trichoderma strains, consortia, biofugicide.

References

1. van Bruggen A.H.C., Gamliel A., Finckh M.R. Plant disease management in organic farming systems, Pest Management Science, 72(1), 30-44 (2016).

2. Grigoruk V.V., Klimov E.V. Razvitie organicheskogo sel'skogo hozyajstva v mire i Kazahstane [Development of organic agriculture in the world and Kazakhstan], (Ankara: FAO, 2016, 3-5 p.). [in Russian]

3. Tsyk V.A. Primenenie khimicheskikh sredstv zashchity rastenii v usloviiakh zashchishchennogo grunta [Application of plant protection chemicals in protected ground conditions].

[Electronic resource]. Available at: http://gigiena.minsk-region.by/ru/obraz/statyi?id=2516 (Accessed:

7.10.2020).

4. Korsak I.V., Senatorova N.N. Ispytanie biopreparatov protiv kornevykh gnilei ogurtsa v zashchishchennom grunte, Izvestiia Timiriazevskoi selskokhoziaistvennoi akademii [Test of biological products against root rot of cucumber in protected ground, News of the Timiryazev Agricultural Academy], 3, 115-122 (2010). [in Russian]

5. Jahan N. et al. Evaluation of the growth performance of Trichoderma harzianum (Rifai.) on different culture media, J. Agri. Vet. Sci., 3, 44-50 (2013).

6. Woo S.L., Ruocco M., Vinale F., Nigro M., Marra R., Lombardi N., Lorito M. Trichoderma-based products and their widespread use in agriculture, The Open Mycology Journal, 8(1), 71-126 (2014).

7. Harman G.E. et al. Trichoderma species-opportunistic, avirulent plant symbionts, Nature reviews microbiology, 2(1), 43-56 (2004).

8. Fedorenko V.P., Tkalenko A.N., Konverskaya V.P., Dostizheniia i perspektivy razvitiia biologicheskogo metoda zashchity rastenii v Ukraine, Zashchita i karantin rastenii [Achievements and prospects for the development of the biological methods of plant protection in Ukraine, Plant protection and quarantine], 4, 12-15 (2010). [in Russian]

9. Tillyahodzhaeva N.R., Avtonomov V.A., Hajtbaeva N.S. Immunostimuliruyushchee dejstvie biopreparata na hlopchatnik v Buharskoj oblasti, Nauka i mir [mmunostimulatory effect of a biological product on cotton in the Bukhara region, Science and World], 1(3), 12-15 (2010). [in Russian]

10. Kandula D. R. W., Jones E.E., Stewart A., McLean K.L., Hampton J.G. Trichoderma species for biocontrol of soil-borne plant pathogens of pasture species, Biocontrol science and technology, 25(9), 1052-1069 (2015).

11. Kottb M., Gigolashvili T., Großkinsky, D. K., Piechulla, B. Trichoderma volatiles effecting Arabidopsis: from inhibition to protection against phytopathogenic fungi, Frontiers in microbiology, 6, 995 (2015).

12. Verma, M., Brar, S., Tyagi, R., Surampalli, R., and Valero, J. Antagonistic fungi, Trichoderma spp.: panoply of biological control, Biochem. Eng. J., 37, 1–20 (2007).

13. Rudakov O.L. Mikofilnye griby i ikh biologiia i prakticheskoe znachenie [Mycophilic fungi and their biology and practical significance] (Moscow: Nauka, 1981, 98 p.). [in Russian]

14. Netrusov A.I., Egorova M.A., Zakharchuk L.M. and others. Praktikum po mikrobiologii:

Ucheb. Posobie dlia stud. vyssh. Ucheb. Zavedenii [Workshop on microbiology: Textbook. A guide for students] (Moscow: Publishing Center "Academy", 2005, 608 p.). [in Russian]

15. de Boer M., Bom P., Kindt F., Keurentjes J.J., van der Sluis I., Van Loon L.C., Bakker P. A.

Control of Fusarium wilt of radish by combining Pseudomonas putida strains that have different disease-suppressive mechanisms, Phytopathology, 93(5), 626-632 (2003).

16. Raguchander T., Saravanakumar D., Balasubramanian P. Molecular approaches to improvement of biocontrol agents of plant diseases, Journal of Biological Control, 25(2), 71-84 (2011).

ВЕСТНИК ЕНУ имени Л.Н. Гумилева. Серия Биологические науки № 1(138)/2022 55

Подбор консорциумов на основе эффективных штаммов гриба рода Trichoderma для создания биофунгицида

17. Kumar S., Upadhyay J. P. Compatibility of Rhizobium and Trichoderma in vitro and in vivo, RAU J. Res, 13(1-2), 61-64 (2003).

18. Rao Y. et al. Management of brown spot (Drechslera oryzae) of Rice, Annals of Plant Protection Sciences, 21(2), 450-452 (2013).

19. Fernandez-Daza F. F. et al. Spores of Beauveria bassiana and Trichoderma lignorum as a bioinsecticide for the control of Atta cephalotes, Biological research, 52(1), 1-8 (2019).

20. Ali S.A.M., Saleh A.A.A., FM S. Bioefficacy of plant extracts and entomopathogenic fungi (Trichoderma album) in controling myzus persicae and bemisia tabaci, Plant archives, 20(1), 1450-1459 (2020).

21. Xiong H. et al. Xylanase production by Trichoderma reesei Rut C-30 grown on L-arabinose- rich plant hydrolysates, Bioresource technology, 96(7), 753-759 (2005).

22. Jha M.M., Kumar S., Hasan S. Response of bioagents against maydis leaf blight of maize, Annals of Biology (India), 20 (2), 177-179 (2004).

Сведения об авторах:

Ерпашева Д.М. магистр естественных наук (биология), младший научный сотрудник, Казахский агротехнический университет им. С. Сейфуллина, г. Нур-Султан, Казахстан.

Шуменова Н.Ж. – докторант, младший научный сотрудник, Казахский агротехнический университет им. С. Сейфуллина, г. Нур-Султан, Казахстан.

Бостубаева М.Б. – докторант, младший научный сотрудник, Казахский агротехнический университет им. С. Сейфуллина, г. Нур-Султан, Казахстан.

Макенова М.М. – докторант, младший научный сотрудник, Казахский агротехнический университет им. С. Сейфуллина, г. Нур-Султан, Казахстан.

Науанова А.П. – д.б.н., профессор, декан агрономического факультета, Казахский агротехнический университет им. С. Сейфуллина, г. Нур-Султан, Казахстан.

Yerpasheva D.M.Master of Natural Sciences (Biology), Junior Researcher, S. Seifullin Kazakh Agro Technical University, Nur-Sultan, Kazakhstan.

Shumenova N.Zh. – Ph.D. student, Junior Researcher, S. Seifullin Kazakh Agro Technical University, Nur-Sultan, Kazakhstan.

Bostubayeva M.B. – Ph.D. student, Junior Researcher, S. Seifullin Kazakh Agro Technical University, Nur-Sultan, Kazakhstan.

Makenova M.M. – Ph.D. student, Junior Researcher, S. Seifullin Kazakh Agro Technical University, Nur-Sultan, Kazakhstan.

Nauanova A.P.Doctor of Biological Sciences, Professor, Dean of the Agronomy Department, S. Seifullin Kazakh Agro Technical University, Nur-Sultan, Kazakhstan.

56 № 1(138)/2022 Л.Н. Гумилев атындағы ЕҰУ Хабаршысы. Биологиялық ғылымдар сериясы ISSN(Print) 2616-7034 eISSN 2663-130Х

IRSTI 34.27.19; 34.27.17; 34.27.51

G.N. Bissenova*, G.K. Abitaeva, A.K. Tuyakova, Z.S. Sarmurzinа

Republican Collection of Microorganisms, Nur-Sultan, Kazakhstan *Corresponding author: gbisenowa@yandex.kz

The main biological properties of lactic acid bacteria promising in the production of

In document bulbio.enu.kz (бет 52-58)