Innovative Biosystems and Bioengineering (May 2019)
Біологічні властивості поверхнево-активних метаболітів Rhodococcus erythropolis Au-1 та їх перспективи для рослинництва
Abstract
Проблематика. Мікробні поверхнево-активні речовини трегалозоліпідної природи (ТПАР) є перспективними продуктами біотехнології для різних галузей сучасної промисловості та сільського господарства. Для створення ефективних екологічно безпечних агропрепаратів актуальним завданням є вивчення властивостей біогенних ПАР і механізмів їх впливу на рослини та мікроорганізми. Мета. Дослідити біологічні властивості ТПАР – метаболітів штаму Rhodococcus erythropolis Au-1 – та можливі шляхи їх використання у рослинництві. Методика реалізації. Штам культивували на модифікованому середовищі Гудвіна, ТПАР екстрагували з виділеної біомаси сумішшю Фолча. Дію ТПАР на проникність клітинних мембран тестових мікроорганізмів-фітопатогенів вивчали за кількістю вивільненого з клітин білка (методом Бредфорд), а чисельність життєздатних клітин – методом серійних розведень. Вплив ТПАР на активність біоцидів щодо тестових бактерій оцінювали за мінімальною інгібувальною (МІК) і бактерицидною концентраціями (МБК) препаратів, а на гриби – за зонами затримки росту на агаризованому середовищі. Дію ТПАР на активність фітогормона індоліл-3-оцтової кислоти (ІОК) визначали у біотестах на відрізках колеоптилів пшениці та на ризогенез живців квасолі. Вплив метаболітів R. erythropolis Au-1 на ріст рослин (за передпосівного оброблення насіння) визначали за морфометричними показниками пшениці та сої в лабораторних, вегетаційних і дрібноділянкових експериментах. Здатність штаму R. erythropolis Au-1 до синтезу фітогормонів-ауксинів визначали за їх наявністю у супернатанті культуральної рідини (реакція Сальковського). Результати. Встановлено, що ТПАР штаму R. erythropolis Au-1 сприяють підвищенню проникності клітинних мембран мікроорганізмів-фітопатогенів (зі збереженням життєздатності клітин). Встановлено, що ТПАР підсилюють антимікробну активність біоцидів-тіосульфонатів: МІК і МБК у композиціях біоцидів з ТПАР знижувались на 20–50 % (для тестових бактерій), а зони затримки росту фітопатогенних грибів зростали в середньому на 53 %. Встановлено, що ТПАР підсилювали дію ІОК: використання ІОК у композиції з ТПАР дає змогу зменшити діючу концентрацію фітогормона в 10 разів. Встановлено стимулювальну дію метаболітів R. erythropolis УКМ Au-1 на ріст сої та пшениці: передпосівна обробка насіння розчинами ТПАР сприяла приросту довжини коренів і пагонів проростків на 29–37 %, а їх маси – на 20–31 % відносно контролю. Супернатант культуральної рідини був ефективнішим: приріст довжини кореня та пагона становив відповідно 58 та 24 % відносно контролю, що можна пояснити наявністю в його складі біологічно активних речовин, зокрема фітогормонів ауксинової природи. Висновки. ТПАР завдяки впливу на проникність клітинних мембран здатні підвищувати ефективність біоцидів і рістрегуляторів, а також стимулювати ріст рослин. Отримані результати є перспективними для розробки ефективних та екологічно безпечних препаратів для сучасного рослинництва.
Keywords
