Пятница, 09.12.2016, 10:40
Высшее образование
Приветствую Вас Гость | RSS
Поиск по сайту


Главная » Статьи » Сельское и приусадебное хозяйство

БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ НЕКОТОРЫХ ШТАММОВ BACILLUS SUBTILIS В ОТНОШЕНИИ ПРОРАСТАЮЩИХ СЕМЯН КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ

БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ НЕКОТОРЫХ ШТАММОВ BACILLUS SUBTILIS В ОТНОШЕНИИ ПРОРАСТАЮЩИХ СЕМЯН КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ

A.Р.Гаджиев

Учеными многих стран активно проводятся исследования штаммов микроорганизмов продуцирующих веществ с ингибирующим и/или стимулирующим эффектом в отношении роста и развития разных видов растений [3, с. 413-415; 8, с. 133-143; 9, p. 269-274; 10, p. 397-410]. Такие штаммы и препараты на их основе могут быть весьма перспективными при их использовании в сельскохозяйственной практике.

Цель исследования: оценка биологической активности штаммов Bacillus subtilis при прорастании семян некоторых сортов культурных видов растений.

Для достижения поставленной цели изучалась ингибирующая активность штамма Bacillus subtilis 26 Д при прорастании семян клевера красного, а так же обобщался научный материал по теме исследования.

Материал и методика исследования. В качестве материала использовался штамм Bacillus subtilis 26 Д и семена клевера красного.

Ингибирующая активность штамма оценивалась путем определения сырой массы проросших семян и их всхожести. Под всхожестью понимается количество появившихся всходов, выраженное в процентах к количеству высеянных семян [4, с. 88; 5, с. 170-172]. Опыты проводились в трех вариантах с 5-кратной повторностью. Методика постановки опыта заключалась в следующем. В первом контрольном варианте опыта семена клевера по 50 шт. в каждой из пяти чашек Петри (всего 250 семян) проращивались четверо суток в термостате при t = +25 °C на дистиллированной воде (5 мл на чашку Петри) (рис. 1а).

Во втором контрольном варианте, семена проращивались на жидкой питательной среде (ПВМБ - протеино-витаминно-минеральном бульоне) также четверо суток в термостате при той же температуре (рис. 16). В третьем варианте в течении двух суток штамм
B.    subtilis 26 Д культивировался в термостате при t = +25 °C на жидких питательных средах (ПВМБ, 5 мл на чашку Петри). После этого в чашки Петри с культуральной жидкостью добавляли семена клевера по 50 шт. в каждую из 5-и чашек Петри (рис. 1в). Засеянные чашки семенами помещались в термостат с t = +25 °C еще на четверо суток для их проращивания. По истечении указанного времени во всех чашках Петри подсчитывали число проросших семян и измеряли их вес на электронных весах. Полученные результаты сравнивали с контролем. Имеющиеся между вариантами различия проверялись на достоверность статистическими методами анализа с использованием параметрического t - критерия Стьюдента и непараметрического U - критерия Вилкоксона-Манна-Уитни [1, с. 21-90; 7, с. 28, 29].
 

Рис. 1. 4-суточные семена Trifolium pratense L. при прорастании в одной из пяти чашек Петри:
а - контроль (дистиллированная вода); б - контроль ПВМБ; в - культуральная среда с бациллами

При проверке статистических гипотез использовались два понятия: нулевая гипотеза о сходстве и альтернативная гипотеза о различии в вариантах опыта. Гипотезы формулировались следующим образом: разница между вариантами недостоверна (нулевая гипотеза),

Результаты и их обсуждение. Всхожесть семян в контрольных средах в первом и во втором вариантах была практически одинаковой: 56,4 ± 4,5 % и 55,2 ± 3,0 % соответственно (рис. 2а, табл. 1).


Условные обозначения: % - средняя арифметическая, (Мх); I - доверительный интервал для Мх , [Мх ±2,78m].

Рис. 2. Всхожесть (а) и сырая масса проросших семян Trifoliumpratense L. (б)
Всхожесть и сырая масса проросших семян в контрольных и культуральных средах с Bacillus subtilis 26 Д на четвертые сутки
в контроле и с бациллами

Таблица 1

Примечание: Мх - средняя арифметическая выборки;
х ± 2,78 m] - доверительный интервал для Мх; m - стандартная ошибка средней; t - достоверность средней арифметической.

Разница между вариантами составила 1,2 ± 5,4 % (табл. 2). Сырая масса проросших семян в первом варианте: 0,59 ± 0,05 г и 0,55 ± 0,04 г во втором, с разницей 0,04 ± 0,06 г или 6,8 %, т. е. жидкая питательная среда в контроле во втором варианте в сравнении с первым для семян не токсична. Полученные результаты в третьем варианте в дальнейшем сравнивались с контролем во втором варианте.

Всхожесть семян в контроле составила 55,2 ± 3,0 %, а с B. subtilis 26 Д в третьем варианте - 51,6 ± 5,4 % (рис. 2а). Разница между вариантами - 3,6 ± 6,2 % (см. табл. 1, 2).

Сырая масса проросших семян в третьем варианте с B. subtilis 26 Д составила 0,43 ± 0,08 г, а в контроле - 0,55 ± 0,04 г (рис. 26). Разница между вариантами - 0,12 ± 0,09 г или 21,8 % (см. табл. 2).

Таблица 2


Примечание: U - критерий Вилкоксона-Манна-Уитни (эмпирический и критический); P - уровень значимости (эмпирический); d - разница между средними арифметическими в вариантах; md - ошибка разности; tфакт и tтаб. - критерий существенности фактический и табличный по Стъюденту, при этом число степеней свободы равно: v = n1+ n2 - 2; v = 5 + 5 - 2=8; tтаб = 2,31.

Разница между контрольным вариантом и с бациллами по всхожести и сырой массе проросших семян клевера оказалась недостоверна, т. е. нулевая гипотеза осталась не опровергнутой (см. табл. 2).

Метаболиты, а именно антибиотики, продуцируемые B. subtilis 26 Д, B. subtilis 49 РН и B. subtilis 11 В в очень низкой концентрации - 0,01 мг/л многократно в сравнении с контролем подавляют рост проростков пшеницы. При снижении концентрации метаболитов наблюдается обратный эффект - стимуляция роста проростков. Совершенно противоположные свойства проявлял штамм B. subtilis 11 В в отношении укропа, стимулируя рост корней даже при высокой концентрации клеток (109 кл/мл) [6, с. 11-13].

Стимулирующая активность бактерий также зависит от концентрации спор. Больший эффект наблюдался при обработке семян бациллами в концентрации 108 КОЕ/мл. При увеличении концентрации в 10 раз ростстимулирующая активность по отношению к корням, например, пшеницы не проявлялась, а в случае таких штаммов, как 49РН, 89РН, 118РН, 161РН, 162РН, 112РН рост корней и/или побегов угнетался [2, с. 9].

Таким образом, стимуляция и/или ингибирование роста разных видов растений штаммами зависит не только от концентрации спор и бактериальных клеток на поверхности семян, но и штамма бактерий. В наших исследованиях штамм B. subtilis 26 Д и синтезируемые им продукты метаболизма не повлияли на всхожесть семян клевера красного и не ингибировали их дальнейший рост и развитие.

 

Библиографический список

1. Гублер Е.В. Применение непараметрических критериев статистики в медико-биологических исследованиях / Е.В. Гублер, А.А. Генкин. - Л. : Медицина, 1973. - С. 21-90.
2. Егоршина А.А. Биологическая активность эндофитных штаммов Bacillus subtilis, перспективных в качестве основы новых препаратов для растениеводства : автореф. дис. ... канд. биол. наук / А.А. Егоршина. - Саратов, 2012. - С. 9.
3. Звягинцев Д.Г. Биология почв / Д.Г. Звягинцев, И.П. Бабьева, Г.М. Зенова. - М. : Моск. ун-т, 2005. - С. 413-415.
4. Практикум по биологии почв / Г.М. Зенова [и др.]. - М. : Моск. ун-т, 2002. - С. 88.
5. Казеев К.Ш. Биологическая диагностика и индикация почв : методология и методы исследований / К.Ш. Казеев, С.И. Колесников, В.Ф. Вальков. - Ростов н/Д : РГУ, 2003. - С.170-172.
6. Лукьянцев М.А. Особенности биологической активности эндофитных штаммов Bacillus subtilis Cohn. с различной степенью антагонизма к фитопатогенным грибам : автореф. дис. ... канд. биол. наук / М.А. Лукьянцев. - Саратов, 2010. - С. 11-13.
7. Малков П.Ю. Количественный анализ биологических данных / П.Ю. Малков. - Горно-Алтайск : ГАГУ, 2005. - С. 28-29.
8. Микроорганизмы - продуценты стимуляторов роста растений и их практическое применение / Е.А. Цавкелова [и др.] // Приклад. биохимия и микробиология. - 2006. - № 2. - Т. 42. - С. 133-143.
9. Ugoji E.O. Rhizotron studies on Zea mays L. to evaluate biocontrol activity of Bacillus subtilis / E.O. Ugoji, M.D. Laing // World Journal of Microbiology and Biotechnology. - 2008. - Vol. 24, iss. 2. - P. 269-274.
10. Inoculation of tomato plants (Solanum lycopersicum) with growth-promoting Bacillus subtilis retards whitefly Bemisia tabaci development / J.H. Valenzuela-Soto [et al.] // Planta. - 2010. - Vol. 231, iss. 2. - P. 397-410.
 

Вестник Северо-Восточного государственного университета
Магадан 2015. Выпуск 24

Категория: Сельское и приусадебное хозяйство | Добавил: x5443x (16.03.2016)
Просмотров: 223 | Теги: Штамм | Рейтинг: 5.0/1
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
...




Copyright MyCorp © 2016