Картоп фитофторозының қоздырғышын дала алқаптарында және сақтауда б-эндотоксин Bacillus thuringiensis қатынасындағы антифунгальдық әрекеті

Совместное  применение δ-эндотоксина и метамила позволило сдерживать развитие болезни в наибольшей степени: распространенность поражения на 3-и и 7-е сут оказалась соответственно на 52,3 и 45,7 % ниже, чем в контроле. Биологическая эффективность у δ-эндотоксина (степень поражения) была в 2,2 (3-и сут) и 2,4 раза (7-е сут) выше, чем у метамила (см. табл. 2). Можно предположить, что это связано с привыканием P. infestans к химическому препарату. На 7-е сут эффективность δ-эндотоксина несколько снизилась по отношению к показателю на 3-и сут и оказалась равной 19,9 %. Наиболее эффективным было совместное применение метамила с δ-эндотоксином (52,4 % на 7-е сут). 
Типичные примеры растений из различных вариантов опыта представлены на рисунке 1. У контрольных больных растений была поражена вся листовая масса куста, на листьях — крупные некрозы различной формы, расплывчатые, коричневато-бурые с более светлым окаймлением. Клубней мало, при этом они мелкие. В варианте с метамилом такой вид имели

Рис. 1. Внешний вид растений картофеля (искусственный инфек-ционный фон, фаза клубнеобразования, начало августа) при ан-тифунгальной обработке: 1 — δ-эндотоксин с метамилом; 2 — контроль; 3 — δ-эндотоксин (Биологическая станция по выра-щиванию картофеля, пос. Охотничий, Ульяновская обл., 2004-2007 годы).

около 60 % кустов. При обработке δ-эндотоксином и метамилом соответственно у 60 и 40 % растений характерные симптомы отмечали обычно на нижней стороне нижних ярусов листьев, а основная листовая масса не была поражена. Сочетание d-эндотокси-на и метамила способствовало нормальному развитию ботвы и повышению урожая — формировалось большое число крупных клубней (в варианте с δ-эндотоксином и особенно с метамилом число клубней и масса клубня снижались). 
Через 1 мес хранения картофеля сорта Ресурс наибольший защитный эффект давал химический препарат максим; достоверные результаты были получены и для δ-эндотоксина. При этом отмечали прямо пропорциональную зависимость величины эффекта от количества δ-эндотоксина: в дозе 7,5 мг/кг он снижал число пораженных клубней в 2,3 раза, в дозе 15 мг/кг — в 3,6 раза по сравнению с контролем (для химического препарата регистрировали 9-кратное снижение). На сорте Ильинский для δ-эндотоксина эти показатели составили соответственно 2,1 и 2,6 (у препарата максим эффективность была ниже, чем у δ-эндотоксина, во всех изученных концентрациях) (рис. 2, А).

Рис. 2. Сохранность клубней после  хранения в течение 1 мес (А) и 3 мес (Б) у сортов картофеля Ресурс (а) и Ильинский (б) при антифунгальной обработке: 1 — контроль, 2-4 — δ-эндотоксин Bacillus thuringiensis subsp. thuringiensis (в дозах соответственно 7,5; 10,0 и 15,0 мг/кг), 5 — максим (10 мг/кг по д.в.) (Биологическая станция по выращиванию картофеля, пос. Охотничий, Ульяновская обл., 2004-2007 годы).

Через 3 мес хранения доля пораженных клубней картофеля у сорта Ресурс в контроле возросла в 2,2 раза относительно отмеченной через месяц (см. рис. 2, Б). Применение δ-эндотоксина обеспечило ее снижение в 1,5 (7,5 мг/кг) и 2,9 (15 мг/кг) раза, использование химического препарата максим — в 5,7 раза; у сорта Ильинский в контроле показатели соответственно увеличились в 2,1 раза, при обработке δ-эндотоксином — снизились в 1,6 и 1,8 раза (7,5 и 15 мг/кг), химическим препаратом максим — достоверно не отличались от зарегистрированных в варианте с δ-эндотоксином. Таким образом, смеси, содержащие очищенный δ-эндотоксин B. thuringiensis subsp. thuringiensis, эффективнее сдерживают развитие и распространение фито-фтороза на растениях сорта Невский в полевых условиях, чем химический препарат метамил. При хранении δ-эндотоксин также успешно ограничивает развитие заболевания клубней: эффективность δ-эндотоксина и препарата максим соизмерима, при этом следует подчеркнуть, что последний чрезвычайно токсичен (использование в пищевых целях обработанной им продукции недопустимо), а δ-эндотоксин признан безопасным для здоровья человека и животных.  
Отметим, что возможность сдерживания заболеваний, вызываемых фитопатогенными грибами, с помощью культур B. thuringiensis, содержащих спорокристаллические комплексы, была известна ранее (3, 4). Однако применение в защитных мероприятиях препаратов, содержащих живые бактериальные клетки, предполагает интродукцию микроорганизмов в агроценозы, что экологически нежелательно. 
Итак, показана возможность использования выделенного и очищенного δ-эндотоксина Bacillu sthuringiensis subsp. thuringiensis для защиты картофеля от фитофтороза в период вегетации и хранения.

 

Л И Т Е  Р А Т У Р А

1. B r a v o  A. Phylogenetic relationships of Bacillus thuringiensis δ-endotoxin family proteins and their functional domains. J. Bacteriol., 1997, 179(9): 2793-2801.

2. K n o w l e s  B.H. Mechanism of action of Bacillus thuringiensis insecticidal δ-endotoxin. Adv. Insect. Phys., 1994, 24: 275-303.

3. К а н д ы б и н  Н.В.,  С м и р н о в  О.В. О создании микробных препаратов с полифункциональными свойствами. Агро XXI, 1999, 9: 11.

4. Г р и ш е ч к и н а  С.Д.,  С м и р н о в  О.В.,  К а н д ы б и н  Н.В. Фунгистатическая активность различных подвидов Bacillus thuringiensis. Микол. и фитопатол., 2002, 36(1): 58-62.

5. Т ю л ь п и н е в а  А.А. Действие δ-эндотоксина B. thuringiensis в отношении ряда фитопатогенных грибов. Канд. дис. Ульяновск, 2003.

6. К а м  е н е к  Л.К.,  Л е в и н а  Т.А.,  П а н т е л е е в  С.В., Т е р ё х и н  Д.А.,  М и н а ч е в а  Л.Д. Об устойчивости растений овса к бурому бактериозу под влиянием d-эндотоксинов Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki. С.-х. биол., 2006, 1: 98-107. 
7. К а м е н е к  Л.К.,  Л е в и н а  Т.А.,  Т е р е х и н  Д.А.,  М и н а ч е в а  Л.Д. Антибактериальное действие d-эндотоксина Bacillus thuringiensis как потенциального агента защиты растений. Биотехнология, 2005, 1: 59-67.

8. C o o k s e y  K.E. Purification of a protein from Bacillus thuringiensis toxic to larvae of Lepidoptera. Biochem. J., 1968, 106: 445-454.

9. В л а  с о в а  Э.А. Методы фитопатологических и энтомологических исследований в селекции растений /Под ред. Ю.Н. Фадеева, А.А. Кузьмичева. М., 1977.

10. Т в е  р д ю к о в  А.П. Биологический метод борьбы с вредителями и болезнями в защищенном грунте. М., 1993.

11. Д о с  п е х о в  Б.А. Методика полевого опыта. М., 1985.

 

ANTIFUNGAL EFFECT OF Bacillus thuringiensis δ-ENDOTOXIN IN RELATION TO LATE BLIGHT DISEASE OF POTATO IN THE FIELD CONDITIONS AND STORAGE

L.K. Kamenek, T.A. Satarova, D.V. Kamenek, M.A. Terpilovskii

The effect of various doses of δ-endotoxin of Bacillus thuringiensis subsp. thuringiensis on late blight disease of potato of Nevskiy, Resurs and Ilyinskiy cultivars was assessed in the field (natural infectional background) and storage conditions with determination simultaneously a degree of late blight disease spreading and a degree of damaging action on plants and tubers. δ-endotoxin has a significant effect upon the development of disease, comparable with that of standard chemical fungicides (metamil, ridomil, maxim).

Keywords: natural plant protection, late blight, antifungal activity, Bacillus thuringiensis delta endotoxins.