РОСТОСТИМУЛИРУЮЩЕЕ ДЕЙСТВИЕ ГРИБОВ РОДА

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 7ФЗ
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
TRICHODERMA
ДЕЙСТВИЕ
ГРИБОВ
РОДА
Solid-state fermentation of fungi of the genus Trichoderma 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 твёрдофазное культивирование грибов рода Trichoderma на торфе.
Исследована ростостимулирующая активность разных штаммов Trichoderma. 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-
61
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 Trichoderma 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 Trichoderma
viride, образуемых на разных стадиях развития клеток при твёрдофазном
культивировании, на физиологию роста и развития растений.
Для этого провели твёрдофазное культивирование микроскопического гриба Trichoderma viride Pers. на торфе и определили ростостимулирующую 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 радиально 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 ∆τ 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.
62
Для определения ростостимулирующего действия метаболиты необходимо экстрагировать, отделив мицелий и субстрат.
10
9
диаметр колонии, см
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0
1
2
3
4
5
6
7
время, сутки
Кривая роста колонии гриба
Кривая спорования колонии гриба
Кривая образования воздушного мицелия
Рис. 1. Кривая роста и спорообразования колонии
микроскопического гриба Trichoderma на торфе.
Ростостимулирующее действие метаболитов определяли по следующей методике. Провели твёрдофазное культивирование шести штаммов
Trichoderma на торфе, отбирая каждые сутки пробы торфа массой 1 г с 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 harzianum Rifai (2
штамма), Trichoderma lignorum, Trichoderma sp. (выделенная из почвы Владимирского комбината), Trichoderma sp.(выделенная из торфа фирмы
Klaussman), Trichoderma viride Persoon.
Полученные результаты были пересчитаны в проценты, за 100 процентов взяты значения контрольных точек. Превышение контрольных зна-
63
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.
масса проростка
Объект
субстратный
воздушнй
Споры
T.viride Pers.
145
148
140
T.viride Persoon
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 Trichoderma viride Pers ex. S.F.Grey, Trichoderma sp. (выделенная из торфа фирмы
Klaussmann) и Trichoderma viride Persoon.
Табл. 2. Влияние метаболитов на длину ростка, в % от контрольных значений.
общая длина проростка
Объект
субстратный
воздушнй
Споры
T.viride Pers.
183
146
157
T.viride Persoon
186
164
162
Klausmann
141
185
161
T.sp.(Владимир)
не определено
66
76
T.harz.Rifai
не определено
71
84
T.lignorum
не определено
73
73
Штаммы Trichoderma sp.(Владимир) и Trichoderma lignorum 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.
64
Результаты исследования показали, что все исследованные штаммы
грибов рода Trichoderma образуют метаболиты, оказывающие влияние на
рост и развитие семян огурца. Это влияние может быть положительным (ростостимулирование) или отрицательным (ингибирование).
Исследованные нами штаммы Trichoderma viride Pers ex. S.F.Grey,
Trichoderma sp. (выделенная из торфа фирмы Klaussmann) и Trichoderma
viride Persoon оказывают ростостимулирующее действие на семена огурца.
Табл. 3. Влияние метаболитов на длину корня ростка, в % от контрольных значений.
длина корня проростка
Объект
субстратный
воздушнй
Споры
T.viride Pers.
173
138
147
T.viride Persoon
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 ростостимулированию.
Библиографический список:
1. Tahía Benítez Biocontrol mechanisms of Trichoderma strains //Tahía
Benítez, Ana M. Rincón, M. Carmen Limón, Antonio C. Codón. // International
microbiology, 2004. №7. Р. 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 Arabidopsis1./ Hexon Angel Contreras-Cornejo,
Lourdes Macı´as-Rodrı´guez, Carlos Corte´s-Penagos, and Jose´ Lo´pez-Bucio.
//Plant Physiology, 2009. Vol. 149. Р.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 annuuml)./ 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.
65