Список сокращений 3
Введение 4
1 Аналитический обзор литературы 7
1.1 Общие сведения о биопрепаратах 7
1.2 Ризосфера в корневой системе 14
1.3 Резистентность бактерий 23
2 Материалы и методы 25
2.1 Объекты исследования 25
2.1.1 Бактерии Aeromonas media GS4 25
2.1.2 Бактерии Pseudomonas aureofaciens BS 1393 25
2.1.3 Пшеница мягкая яровая Ликамеро 26
2.2 Питательные среды для культивирования 27
2.2.1 Питательная среда Кнопа для гидропонных культур 27
2.2.2 Питательная среда Чапека 27
2.2.3 Питательная среда типа МПА 28
2.2.4 Физиологический раствор 28
2.3 Методы исследования 28
2.3.1 Подержание музейных культур бактерий 28
2.3.2 Оценка численности бактериальных культур методом разведения с
последующим высевом на плотные питательные среды (Метод Коха) 29
2.3.3 Скрининг и ступенчатая адаптация музейных штаммов бактерий антагонистов фитопатогенов к повышенным концентрациям антибиотиков30
2.3.4 Выращивание растений в гидропонных условиях 31
2.4 Схема экспериментов 31
2.4.1 Схема эксперимента по оценке устойчивости естественной микрофлоры ризосферы пшеницы к стрептомицину в модельных условиях31
2.4.2 Схема эксперимента оценки выживаемости бактерий Pseudomonas
aureofaciens и Aeromonas media в гидропонных условиях с пшеницей 32
2.5 Статистическая обработка данных 32
3. Результаты и обсуждения 33
3.1 Оценка устойчивости естественной микрофлоры зоны ризосферы пшеницы к тетрациклину и стрептомицину ... Ошибка! Закладка не определена.
3.2 Оценка выживаемости бактерий Aeromonas media и Pseudomonas
aureofaciens в условиях гидропоники Ошибка! Закладка не определена.
3.3 Влияние бактерий Aeromonas media и Pseudomonas aureofaciens на рост и развитие пшеницы в условиях гидропоникиОшибка! Закладка не определена.
Выводы 34
Список использованной литературы 35
В мире все большее распространение находит органическое земледелие, и это не может не повышать интереса к изучению и внедрению в практику приемов возделывания сельскохозяйственных культур, исключающих или хотя бы снижающих загрязнение продукции и объектов окружающей среды вредными веществами, и, в первую очередь, пестицидами и агрохимикатами. В настоящее время все более активно используется технология защиты растений, основанная на применении препаратов, созданных на основе полезных организмов и их метаболитов с биоцидной активностью, веществ неорганической и органической природы, индуцирующих защитные функции растений [Захаренко, 2015].
Изучение возможности колонизации бактериями ризосферы растения- хозяина является обязательным звеном в системе оценки штамма в качестве агента биопрепарата при его разработке. Неизменным и обязательным также остается изучение механизмов влияния интродуцируемых бактерий на физиологические и биохимические показатели развития растений, в числе которых влияние на поглощение нутриентов из почвы, формирование устойчивости растений к фитопатогенам и т.д. Подобного рода эксперименты, как правило, проводятся в модельных экосистемах разного типа сложности [Минаева, Акимова, Зюбанова, Терещенко, 2018].
Известно, что взаимодействие бактерий с растениями и их поведение в агроценозе регулируются сложным комплексом биохимических механизмов, среди которых большую роль играют качество и количество корневых выделений (ризодепозитов), наличие хемотаксиса бактериальных клеток к корневым волоскам, выделение бактериями антибиотиков, гормонов, сидерофоров и т.д. Механизмы положительного влияния бактерий не до конца поняты и изучены, а значит влияние новых полезных штаммов не всегда стабильно [Боронин, 1998]. Актуальными остаются вопросы, связанные с недостаточной эффективностью от применения биопрепаратов на основе ризосферных или других почвенных штаммов и нестабильностью их положительных свойств, связанных с малой изученностью поведения биологического агента в естественных средах обитания, способами установки их взаимосвязи с растением-хозяином, механизмами их конкуренции с естественной микрофлорой и т.д. Во всем мире множество исследований посвящено изучению данных характеристик штаммов-продуцентов биопрепаратов. В большинстве работ исследуемый штамм имеет, как правило, какую-то генную маркировку, чтобы отследить его путь, поведение в естественных агроценозов.
Наиболее употребляемыми маркерами является использование радиоактивных изотопов, которые нам не доступны. Так же широко используются маркировки, позволяющие выявить интродуцируемые штаммы из общего микробного числа по каким-то другим характеристикам, например, антибиотикорезистентность.
Таким образом, целью данной работы являлась оценка выживаемости ризосферных бактерий в модельных системах с применением антибиотикорезистентности в качестве маркерного признака.
В задачи работы входило:
1. Установить концентрации антибиотиков, к которым чувствительна естественная микрофлора ризосферы пшеницы.
2. Получить методом ступенчатой адаптации штамм устойчивый к выбранной концентрации антибиотиков, для использования в дальнейшем эксперименте.
3. Оценить выживаемость в гидропонных условиях с использованием стеклянных шариков в качестве инертного субстрата и раствора Кнопа с пшеницей.
4. Оценить влияние интродукции штаммов на рост и развитие растений пшеницы в модельных гидропонных системах.
Работа выполнена на базе кафедры сельскохозяйственной биологии Биологического института Томского государственного университета под руководством кандидата биологических наук, доцента Минаевой О.М. с ноября 2021 г. по май 2023 г.
Автор выражает благодарность старшему лаборанту кафедры Корниевской Е.В. за помощь в постановке эксперимента.
