Ростостимулирующее действие грибов рода Trichoderma

0 it & I U в химии и химической технологии. Том XXV. 2011. № 10

учетом возникших новых экологических условий, периодически менять. И только в таком случае эти нормативы будут действовать эффективно и станут основной природоохранной деятельности.

Библиографические ссылки

1. Федеральный закон "Об охране окружающей среды" от 10.01.2002 N 7-ФЗ

2. Текст сайта // [Электронный ресурс] // URL: // http://www.tisbi.org/ science/vestnik/2004/issue3//low2.html (Дата обращения 13.03.2011).

УДК 579.64

Н.А. Корнилова, Н.С. Марквичёв Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева, Москва, Россия.

РОСТОСТИМУЛИРУЮЩЕЕ ДЕЙСТВИЕ ГРИБОВ РОДА TRICHODERMA

Solid-state fermentation of fungi of the genus Trichodenna on peat was carried out. Growth stimulate activity of different strains of Trichoderma was investigated. It was shown that different strains have both stimulative and inhibitory effect. The influence of the development phase of the microorganism cells to growth stimulate activity was investigated. It was shown that depending on the physiological state of the cells they have different effects on plant growth and development

Было проведено твердофазное культивирование грибов рода Trichoderma на торфе. Исследована ростостимулирующая активность разных штаммов Trichodenna. Показано, что разные штаммы оказывают как ростостимулирующее, так и ингибирующие влияние. Исследовано влияние фазы развития клеток микроорганизма на ростостимулирующую активность. Показано, что в зависимости от физиологического состояния клетки оказывают разное влияние на рост и развитие растений.

Микроскопические грибы рода Trichoderma являются самым распространённым агентом биоконтроля патогенов растений. Это обусловлено высокой скоростью роста, способностью выживать в очень неблагоприятных условиях, сильным антагонизмом по отношению к большинству патогенных грибов и эффективностью в стимулировании роста растений и индукции защитных механизмов у растений. [1]

Для производства препаратов защиты растений на основе клеток грибов Trichoderma используется множество штаммов, обладающих антагонистической активностью к широкому спектру фитопатогенов. Помимо антагонистических свойств, грибы рода Trichoderma оказывают стимулирующее действие на рост и развитие растения в целом. По литературным данным, грибы рода Trichoderma могут выделять ауксины (индол-3-уксусная кисло-

X и в химии и химической технологии. Том XXV. 2011. № 10

та, индол-3-ацетальдегид и индол-3-этанол), гиббереллины, цитокинины, абсцизовую кислоту и этилен, являющиеся гормонами растений и отвечающими за рост и развитие растений, созревание цветов и плодов, увядание [1, 2]. И если для большинства штаммов исследована и показана антагонистическая активность, то фитостимулирующее действие разных штаммов и видов грибов ТпсИос^егта не изучено в должной мере.

Стимулирование роста и развития растений может осуществляться либо за счёт изменения ризосферы, либо за счёт образования метаболитов, непосредственно улучшающих рост и развитие растения.[3] Природа и состав метаболитов будут различаться для клеток, выращенных в различных условиях: по способу культивирования, по составу питательной среды, рН, температуре и т.д. Основное различие вносит способ культивирования. Для наших исследований мы выбрали твёрдофазное культивирование, так как оно ближе к естественным условиям обитания почвенных микроорганизмов.

Целью нашего исследования является разработка методики изучения и изучение влияния продуктов метаболизма клеток грибов рода ТпсИос^егта У1Г1с}е, образуемых на разных стадиях развития клеток при твёрдофазном культивировании, на физиологию роста и развития растений.

Для этого провели твёрдофазное культивирование микроскопического гриба ТпсИос1егта \чпс1е Рег*. на торфе и определили ростостимулирую-щую активность на разных стадиях развития клеток микроорганизма. Твёрдофазное культивирование проводили в чашках Петри диаметром 9 см. В чашки Петри вносили одинаковые навески торфа заданной влажности и стерилизовали в автоклаве. В центр чашки вносили суспензию конидий. Чашки поместили в термостат с температурой 25 С. Культивирование вели до того момента, пока область спорования не покроет всю поверхность чашки. Каждые сутки чашки фотографировали, измеряли диаметр колонии по внешнему краю, измеряли диаметр области образования воздушного мицелия и области спорообразования.

При росте на торфе сначала от точки внесения суспензии спор ради-ально развивается субстратный мицелий. Обычно через сутки на поверхности торфа поднимается воздушный мицелий. К концу вторых суток от воздушного мицелия ответвляются конидиеносцы гриба. На вторые-третьи сутки начинается спороношение в центре колонии, на 5-6 сутки поверхность чашки полностью покрыта спорами.

На рисунке 1 представлена кривая роста колонии на торфе, кривая образования воздушного мицелия и кривая спорообразования. Как видно на рисунке, между кривыми роста колонии и спорообразования одинаковые промежутки времени.

Клетки мицелия неподвижны и прикреплены к субстрату. Каждая клетка мицелия проходит все стадии физиологического развития. Глядя на кривую роста, можно сказать, через какое время Дт мицелий, находящийся на заданном расстоянии от центра колонии, образует воздушный мицелий, а затем - конидиеносцы с конидиями. На каждой из этих трёх стадий мицелий образует разные метаболиты, которые могут оказывать разное влияние на рост и развитие растений.

9

О Л 0 X U в химии и химической технологии. Том XXV. 2011. N>10

Для определения ростостимулирующего действия метаболиты необходимо экстрагировать, отделив мицелий и субстрат.

3 4

время, сутки

- Кривая роста колонии гриба

-Кривая образования воздушного мицелия

- Кривая спорования колонии гриба

Рис. 1. Кривая роста и спорообразования колонии микроскопического гриба Тпскойегта на торфе.

Ростостимулирующее действие метаболитов определяли по следующей методике. Провели твердофазное культивирование шести штаммов Trichoderma на торфе, отбирая каждые сутки пробы торфа массой Ire исследуемым физиологическим состоянием. Затем экстрагировали метаболиты физиологическим раствором объёмом 8 мл в течение 1 часа, клетки отделяли на мембранном фильтре. Полученным фильтратом, содержащим водорастворимые метаболиты, объёмом 5 мл смачивали диск фильтровальной бумаги, помещённый в чашку Петри, и помещаем 5 семечек огурца. На 5-ые сутки после обработки семян для оценки фитостимулирующего действия измеряли следующие параметры: вес ростка, длина основного корня, длина стебля, общая длина, количество боковых корней, визуально - наличие и интенсивность образования корневых волосков. Торфа содержат гуминовые кислоты, которые сами по себе оказывают фитостимулирующее действие. Поэтому для того, чтобы учесть их влияние, в качестве контроля обработали семена огурца экстрактом торфа, не содержащим клетки микроорганизмов.

По приведённым выше методикам было исследовано 6 штаммов грибов: Trichoderma viride Pers ex. S.F.Grey, Trichoderma harzianam Rifai (2 штамма), Trichoderma lignorum, Trichoderma sp. (выделенная из почвы Владимирского комбината,), Trichoderma sp. (выделенная из торфа фирмы Klaussmanj, Trichoderma viride Per soon.

Полученные результаты были пересчитаны в проценты, за 100 процентов взяты значения контрольных точек. Превышение контрольных зна-

С It 0 X tt в химии и химической технологии. Том XXV. 2011. Na 10

чений на 20 % и выше считали проявлением фитостимулирующего эффекта, а значения менее 80 % от контрольных - проявлением ингибирующего действия.

Табл. 1. Влияние метаболитов клеток на массу ростка, в % от контрольных значений.

Объект масса проростка

субстратный воздушнй Споры

T.viride Pers. 145 148 140

T.viride Per soon 153 152 129

Klausmann 115 157 139

T.sp. (Владимир) не определено 73 90

T.harz.Rifai не определено 85 92

T.lignorum не определено 87 90

Полученные результаты приведены в таблицах 1-3. В таблицах 1-3 показано, что разные штаммы оказывают разное влияние на рост и развитие огурца.

Наибольшим стимулирующим эффектом обладают штаммы Тлско-с1егта \чгчс/е Рек ех. Л". /•'. (}геу, ТпсИос1егта яр. (выделенная из торфа фирмы Иаизвтапп) и ТпсИос1егта \iride Регьооп.

Табл. 2. Влияние метаболитов на длину ростка, в % от контрольных значений.

Объект общая длина проростка

субстратный воздушнй Споры

Т.утёе Реге. 183 146 157

Т.ушёе Регеооп 186 164 162

Юаизтапп 141 185 161

Т. ер. (Владимир) не определено 66 76

Т.Ьаге.ММ не определено 71 84

Т.^погит не определено 73 73

Штаммы ТпсЬос1егта sp. (Владимир) и ТпсИос1егта И&югпт обладают ингибирующим эффектом на семена огурца. Также видно, что на разных стадиях развития клеток выделаются метаболиты, оказывающие разное влияние на огурцы. Для одних штаммов наибольшее ростостимулирующее действие оказывают метаболиты, образуемые на стадии развития субстратного мицелия, для других - на стадии развития спор.

0 it & I U в химии и химической технологии. Том XXV. 2011. No 10

Результаты исследования показали, что все исследованные штаммы грибов рода ТлсИос1егта образуют метаболиты, оказывающие влияние на рост и развитие семян огурца. Это влияние может быть положительным (ро-стостимулирование) или отрицательным (ингибирование).

Исследованные нами штаммы ТисИоскгта \uride Рек ех. Л". /•'. (}геу, ТпсИос1егта яр. (выделенная из торфа фирмы Иашвтапп,) и ТпсИос1егта \iride Регнооп оказывают ростостимулирующее действие на семена огурца.

Табл. 3. Влияние метаболитов на длину корня ростка, в % от контрольных значений.

Объект длина корня проростка

субстратный воздушнй Споры

T.viride Pers. 173 138 147

T.viride Per soon 169 152 168

Klausmann 131 162 131

T.sp. (Владимир) не определено 67 82

T.harz.Rifai не определено 81 82

T.lignorum не определено 76 75

*Примечание: «не определено» - вся поверхность торфа покрыта

воздушным мицелием.

Наибольший ростостимулирующий эффект будет наблюдаться при накоплении метаболитов в субстрате, поэтому лучше вносить препараты, содержащие клетки микроорганизмов, в субстраты за 4-5 суток до посадки растений на постоянное место для достижения лучшего результата по росто-стимулированию.

Библиографический список:

1. Tahia Benitez Biocontrol mechanisms of Trichoderma strains //Tahia Benitez, Ana M. Rincon, M. Carmen Limon, Antonio C. Codon. // International microbiology, 2004. №7. P. 249-260.

2. Hexon, Angel Contreras-Cornejo Trichoderma virens, a plant beneficial fungus, enhances biomass production and promotes lateral root growth through an auxin-dependent mechanism in Arabidopsisl./ Hexon Angel Contreras-Cornejo, Lourdes Maci'as-Rodri'guez, Carlos Corte's-Penagos, and Jose' Lo'pez-Bucio. //Plant Physiology, 2009. Vol. 149. P. 1579-1592.

3. J. A. Villarreal Sanchez Isolation of microbial groups from a seaweed extract and comparison of their effections on a growth of pepper culture (Capsicum an-nuaml).! J.A. Villarreal Sanchez, A. Ilyina, L.P. Mendez Jimenez, V. Robledo Torres*, R.Rodriguez Herrera, B. Canales Lopez, J. Rodriguez Martinez.// Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2,- Химия, 2003. Т. 44. № 1.