О Громико - Фунгіцидна й антибактерійна активність актиноміцетів виділених із ризосфери ялівця високого juniperus excelsa bieb - страница 1

Страницы:
1 

ВІСНИК ЛЬВІВ. УН-ТУ VISNYK OF LVIV UNIV.

Серія біологічна. 2010. Вип. 53. С. 156-160    Biology series. 2010. Is. 53. P. 156-160

УДК 579.646 31.46

ФУНГІЦИДНА Й АНТИБАКТЕРІЙНА АКТИВНІСТЬ АКТИНОМІЦЕТІВ, ВИДІЛЕНИХ ІЗ РИЗОСФЕРИ ЯЛІВЦЯ ВИСОКОГО JUNIPERUS EXCELSA BIEB

О. Громико

Львівський національний університет імені Івана Франка вул. Грушевського, 4, Львів 79005, Україна e-mail: o_gromyko@franko.lviv.ua

Із ризосфери ялівця високого Juniperus excelsa Bieb, ареалом розпо­всюдження якого є вузька прибережна смуга Чорного моря Кримського півострова від Судака до Балаклави та невеликі площі на Кавказі, виділено 97 штамів актиноміцетів. Досліджено їхні антагоністичні властивості про­ти грампозитивних бактерій Bacillus subtilis ATCC 31324, B. cereus ATCC 14579, Staphylococcus albus ATCC 12228; фітопатогенних бактерій Erwinia amylovora E3, E. сarotovora JN42, Pseudomonas corrugatа 3'M, Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis 39'1, дріжджів Pichia guilliermondii 6260, Debaromyces hansenii VKM Y-2482, Candida famata VKM Y9, а та­кож грибів Aspergillus awamori NF142. Деякі штами актиноміцетів мали широкий спектр антибактерійних та фунгіцидних активностей, окремі гру­нтові ізоляти специфічно пригнічували ріст A. awamori NF142, інші - роз­виток дріжджів. Доведена перспективність виділення та вивчення власти­востей актиноміцетів із ризосфери ялівця високого на Кримському півост­рові, які мають здатність пригнічувати ріст фітопатогенної мікрофлори та збудників інфекції людського організму.

Ключові слова: актиноміцети, фітопатогенні бактерії, дріжджі, гриби, анта­гоністичні властивості.

Актиноміцети - одна з широко розповсюджених груп мікроорганізмів. Найбільше вони поширені у ґрунті, особливо у ризосфері та ризоплані рослин [4-7]. Актиноміцети, особливо представники роду Streptomyces, викликають надзвичайний інтерес завдяки ши­рокому спектру своїх властивостей. Вони є продуцентами більше 90% відомих антибіотиків, а також амінокислот, білків, ферментів тощо. На сьогоднішній день пошук нових природних сполук із цінними властивостями, синтезованих актиноміцетами, не втрачає актуальності. Поряд із цим, актиноміцети, завдячуючи їхнім антагоністичним властивостям, є важливими для сільського господарства [1]. Швидке розповсюдження бактерійних і грибних захворювань сільськогосподарських, декоративних культур, хвой­них насаджень, а також поява варіантів фітопатогенів, стійких до сучасних хімічних засобів захисту рослин, актуалізує пошук і вивчення нових антагоністів збудників хвороб рослин. Відомо, що різноманіття видового складу актиноміцетів значно розширюється при переході від ґрунтів північних до південних [5]. Тому ми вирішили виділити і дослідити властивості штамів актиноміцетів із ризосфери ялівця високого Juniperus ex-celsa Bieb, ареалом розповсюдження якого є вузька прибережна смуга Чорного моря Кримського півострова від Судака до Балаклави та невеликі площі на Кавказі.

При виділенні ґрунтових актиноміцетів використали зразки ґрунту ризосфери ялів­ця високого J. excelsa Bieb, який росте біля підніжжя гори Кішка. Облік актиноміцетів здійснювали методом посіву з розведень на вівсяне середовище такого складу (г/л): меле­не вівсяне зерно - 40, агар 18, рН 7,5. Первинну ідентифікацію актиноміцетів здійснювали

© Громико О., 2010за морфологічно-культуральними властивостями на середовищі Гаузе 1 [3]. Вивчення антимікробних властивостей ґрунтових ізолятів здійснювали за допомогою методу агаро­вих блоків. Як тест-культури використали грампозитивні бактерії Bacillus subtilis ATCC 31324, B. cereus ATCC 14579, Staphylococcus albus ATCC 12228; фітопатогенні бактерії Erwinia amylovora E3, E. сarotovora JN42, Pseudomonas corrugatа 3'M, Clavibacter michi­ganensis subsp. michiganensis 39'1, виділені співробітниками Білоруського державного університету, дріжджі Pichia guilliermondii 6260, Debaromyces hansenii VKM Y-2482, Can­dida famata VKM Y9, а також гриб Aspergillus awamori NF142. Бактерії вирощували на триптозному агарі [2], дріжджі на середовищі Бенета [2], гриби на середовищі Чапека [2].

Після інкубування тест-культур у термостаті при 28°С (бактерії - 24 год, дріжджі -24-48 год і гриби - 48-72 год) вимірювали діаметр зон затримки росту під дією виділе­них штамів. Діаметр блоків, які вирізали з газону актиноміцетів, становив 12 мм.

З ризосфери ялівця високого J. excelsa Bieb. виділили 97 культур, яким був при­таманний актиноміцетний ріст. Ми виявили, що майже 18% ґрунтових ізолятів затриму­вали ріст B. subtilis ATCC 31324, більшість із яких утворювали зони пригнічення від 14,0 до 20,0 мм (табл. 1). Проте окремі штами мали вищу активність, зокрема 3,1% ізо­лятів утворювали зони пригнічення від 21 до 30, а 2,1% - більше 30,0 мм. Більшість актиноміцетів, активних щодо B. cereus ATCC14579 (8,2%), утворювали зони пригнічення в межах 14-20 мм, і лише 1,0% мали високу активність (більше 30 мм)

Ріст S. albus ATCC 12228 пригнічувало близько 20% досліджених культур, три чверті з яких мали відносно низьку активність (діаметр зон затримки росту 14-20 мм). Решта 5,2% утворювали зони інгібування на рівні 21-30 мм.

Таблиця 1

Антагоністичні властивості штамів актиноміцетів, %

Фітопатогенні бактерії

Діаметр зони пригнічення росту, мм

 

14-20

21-30

Більше 30

B. subtilis ATCC 31324

12,4

3,1

2,1

B. cereus ATCC 14579

8,2

0

1,0

S. albus ATCC 12228

15,5

5,2

0

Cl. michiganensis subsp. michiganensis 391

20,6

10,3

3,1

E. amylovora E3

3,1

2,1

0

E. carotovora JN42

3,1

0

0

P. corrugatа 3'M

0

0

0

P. guilliermondii 6260

2,1

4,1

0

D. hansenii VKM Y-2482

3,1

0

0

C. famata VKM Y9

2,1

0

0

A. awamori NF142

6,2

6,2

0

Ріст представника фітопатогенної мікрофлори Cl. michiganensis subsp. michi-ganensis 39'1, який є збудником бактерійного раку томатів, пригнічувало 34% дослідже­них штамів актиноміцетів, а їхня активність варіювала від 14 до 20 мм в діаметрі зони пригнічення (20,6% штамів) до більш, ніж 30 мм (3,1%). У той же час проти E. amylo­vora E3, яка викликає бактерійний опік плодових, та E. сarotovora JN42 (збудник м'якої гнилі бульб картоплі) були активними лише 5,2% та 3,1% досліджених культур актино­міцетів. Діапазон зон пригнічення росту цих збудників коливався в межах 14-30 мм. У той же час ріст збудника серцевинного некрозу стебел томатів P. corrugatа 3'M не при­гнічував жоден із виділених штамів.

Серед досліджених актиноміцетних культур незначна кількість мала активність проти дріжджів D. hansenii VKM Y-2482 (3,1%) і C. famata VKM Y9 (2,1%), які є супут­никами стафілококових інфекцій людини. Рівень їхньої активності проти цих тест-культур обмежувався 14-20 мм в діаметрі зони пригнічення росту. Трохи більше 6% ґрунтових ізолятів мали активність проти P. guilliermondii 6260, дві третини яких утво­рювали зони пригнічення від 21,0 до 30,0 мм в діаметрі. Прояв фунгіцидної активності щодо A. awamori NF142 (окремі представники цього роду є збудниками аспергільозу у людини) ми виявили у 12,4% досліджених актиноміцетів. Причому половина з них утворювали зони пригнічення росту в межах 21-30 мм.

Досліджені культури актиноміцетів мали велику варіабельність як за рівнем ан­тимікробної активності, так і за спектром тест-культур, ріст яких вони пригнічують (табл. 2). Ми виділили штам G1-89, який специфічно пригнічує тільки A. awamori NF142, а його активність є надзвичайно високою (зона пригнічення росту 39 мм). Шта­ми G1-76 і G1-222 мають середній рівень активності (17-22 мм) проти окремих предста­вників дріжджів та A. awamori NF142, а штам G1-10 пригнічує тільки грампозитивні бактерії. Також ми виділили штам G1-2t, який виявляв активність майже до всіх вико­ристаних тест-культур, крім B. cereus ATCC 14579.

Таблиця 2

Пригнічення росту тест-культур деякими штамами актиноміцетів, мм

Фітопатогенні бактерії

Діаметр зони пригнічення росту, мм

 

 

1-10

1-2t

1 1-222

1-76

1-89

B. subtilis ATCC 31324

19

23

-

-

-

B. cereus ATCC 14579

17

-

-

-

-

St. albus ATCC 12228

23

35

-

-

-

Cl. michiganensis subsp. michiganensis 391

21

26

-

-

-

E. amylovora E3

15

18

-

-

-

E. carotovora JN42

-

 

-

-

-

P. corrugatа 3'M

32

21

-

-

-

P. guilliermondii 6260

-

24

18

22

-

D. hansenii VKM Y-2482

-

14

-

-

-

C. famata VKM Y9

-

14

17

-

-

A. awamori NF142

-

16

18

17

39

Отримані дані показали широкий спектр антибактерійних і фунгіцидних активно­стей досліджених культур актиноміцетів. Окремі представники цих штамів володіли вузькою специфічною дією на окремі види збудників захворювань, інші ж пригнічували ріст як бактерій, так і грибів. Рівень їхньої активності також коливався в широких ме­жах. Поліфункціональність або ж, навпаки, вузька специфічність отриманих штамів дасть змогу використати їх як біологічні препарати з високою антимікробною активніс­тю та з вибірковою дією щодо окремих збудників. Використання біопрепаратів дасть змогу суттєво обмежити використання хімічних засобів, отримувати безпечну для здо­ров' я продукцію, а також зберігати екологічний баланс у природі. Активність великої частки виділених штамів актиноміцетів проти збудників захворювань людини відкриває перспективи вивчення будови метаболітів, які вони синтезують, та пошуку нових при­родних сполук.

Викладені у публікації факти вказують на те, що у ризосфері ялівця високого на Кримському півострові з високою ймовірністю можна виділяти штами актиноміцетів, якімають широкий спектр антимікробних активностей з метою пошуку продуцентів нових антибіотиків та розробки методів біологічної боротьби зі збудниками сільськогосподарсь­ких рослин. Отримані результати вказують на перспективність вивчення ризосфери рослин Кримського півострова з метою пошуку нових актиноміцетів із цінними властивостями.

1. Бурцева С. А., Сирбу Т. Ф., Сланина Т. Ф. Антагонистические свойства новых штаммов микроорганизмов, выделенных из почв Молдовы // Мікробіологія і біотехнологія. 2007. № 1. С. 40-45.

2. Валагурова Е. В., Козырицкая В. Е., Путинская Г. А. Актиномицеты рода Strepto-myces. К.: Наук. думка, 2003. 645 с.

3. Гаузе Г. Ф., Преображенская Т. П., Свешникова М. А. и др. Определитель актино-мицетов. Роды Streptomyces. М: Наука, 1983. 245 с.

4. Звягинцев Д. Г., Добровольская Т. Г., Лысак Л. В. Растения как центры формирования бактериальных сообществ // Журн. общ. биологии. 1993. Т. 54. № 2. С. 183-199.

5. Зенова Г. М., Звягинцев Д. Г. Актиномицеты в наземных экосистемах // Журн. об­щей биологии. 1994. Т. 55. № 2. С. 183-199.

6. Takahashi Y., Omura S. Isolation of new actinomycete strains for the screening of new bioactive compound // J. Gen. Apll. Microbiol. 2003. Vol. 49. P. 141-154.

7. Igarashi Y., Iida T., Sasaki T. et al. Isolation of actinomycetes from live plants and evaluation of antiphytopathogenic activity of their metabolites // Actinomycetol. 2002. Vol. 16. P. 9-13.

ANTIFUNGAL AND ANTIBACTERIAL PROPERTIES OF ACTINOMYCES STRAINS ISOLATED FROM THE RHIZOSPHERE OF JUNIPER JUNIPERUS EXCELSA BIEB

O. Gromyko

Ivan Franko National University of Lviv 4, Hrushevskyi St., Lviv 79005, Ukraine e-mail: o_gromyko@franko.lviv.ua

97 different strains were selected from the rhizosphere of Juniperus ex­celsa Bieb which is distributed over narrow foreland of the Black Sea in the Crimean peninsula from Sudac to Balaclava and over small area of Caucasus. Their antagonistic properties against gram-positive bacteria Bacillus subtilis ATCC 31324, B. cereus ATCC 14579, Staphylococcus albus ATCC 12228; phytopathogenic bacteria Erwinia amylovora E3, E. carotowora JN42, Pseudo-monas corrugate 3'M, Clavibacter michiganensis subsp. Michiganensis 39'1, yeast Pichia guilliermondii 6260, Debaromyces hansenii VKM Y-2482, Can­dida famata VKM Y9 and mold Aspergillus awamori NF142 were investigated. Some of actinomyces strains have a wide range of antibacterial and antifungal properties. Several isolated actinomyces specifically inhibit growth of A. awamori, others - development of yeast. We proved effectiveness of the iso­lating different actinomyces strains that are able to repress development of the phytopathogenic bacteria and human pathogenes from the rhizosphere of juniper in the Crimean peninsula.

Key words: actinomyces, phytopathogenic bacteria, yeast, molds, antagonistic properties.

ФУНГИЦИДНАЯ И АНТИБАКТЕРИАЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ АКТИНОМИЦЕТОВ, ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ РИЗОСФЕРЫ МОЖЖЕВЕЛЬНИКА ВЫСОКОГО JUNIPERUS EXCELSA BIEB

А. Громыко

Львовский национальный университет имени Ивана Франко ул. Грушевского, 4, Львов 79005, Украина e-mail: o_gromyko@franko.lviv.ua

Из ризосферы можжевельника высокого Juniperus excelsa Bieb, ареа­лом распространения которого является узкая прибрежная полоса Чорного моря Крымского полуострова от Судака до Балаклавы и небольшие площа­ди на Кавказе, выделены 97 штаммов актиномицетов. Изучены их антагони­стические свойства против грампозитивных бактерий Bacillus subtilis ATCC 31324, B. cereus ATCC 14579, Staphylococcus albus ATCC 12228; фитопато-генньгх бактерий Erwinia amylovora E3, E. сarotovora JN42, Pseudomonas corrugatа 3'M, Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis 39'1, дрожжей Pichia guilliermondii 6260, Debaromyces hansenii VKM Y-2482, Candida famata VKM Y9, а также грибов Aspergillus awamori NF142. Некоторые шта­ммы актиномицетов имели широкий спектр антибактериальных и фунгици-дных активностей, отдельные почвенные изоляты специфически угнетали рост A. awamori NF142, другие - развитие дрожжей. Показана перспектив­ность выделения и изучения свойств актиномицетов из ризосферы можжеве­льника высокого на Кримском полуострове, способных угнетать развитие фитопатогенной микрофлоры и инфекций человеческого организма.

Ключевые слова: актиномицеты, фитопатогенные бактерии, дрожжи, гри­бы, антагонистические свойства.

Стаття надійшла до редколегії 09.02.10 Прийнята до друку 12.05.10

Страницы:
1 


Похожие статьи

О Громико - Антагоністичні властивості актиноміцетів прикореневої зони маслини

О Громико - Фунгіцидна й антибактерійна активність актиноміцетів виділених із ризосфери ялівця високого juniperus excelsa bieb