Анотація до роботи:

Лапа С.В. Біологічне обґрунтування використання бактерій роду Bacillus для захисту суниці від сірої гнилі та плодів яблуні при зберіганні. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 06.01.11 – фітопатологія. – Національний аграрний університет, Київ, 2004.

Дисертація присвячена біологічному обґрунтуванню використання бактерій роду Bacillus для захисту суниці від сірої гнилі та плодів яблуні при зберіганні.

Встановлено, що в умовах Лісостепу України сіра гниль суниці при певних умовах для розвитку збудника захворювання Botrytis cinerea Pers. (опади, підвищена вологість повітря, оптимальна температура) завдає великої шкоди і спричиняє значні втрати врожаю, котрі за 1998 – 2000 рр. становили 31,8 - 39,9 ц/га при розвитку хвороби від 14,4 – 17,9%.

З метою створення біологічного препарату на основі штаму Bacillus subtilis 2/10 для захисту суниці від сірої гнилі вперше ізольовано з грунту та ідентифіковано штам-антагоніст.

Показана висока антагоністична активність штаму Bacillus subtilis 2/10 до збудника сірої гнилі суниці та інших фітопатогенів. Вивчено морфолого-культуральні та фізіолого-біохімічні властивості штаму Bacillus subtilis 2/10.

Генотипова ідентифікація штаму Bacillus subtilis 2/10 показала його відмінність від інших штамів роду Bacillus за фрагментом ДНК, який містить 650 пар нуклеотидів і може бути використаний як генетичний маркер цього штаму.

Характерною ознакою B.subtilis 2/10 є вибірковість дії на збудника сірої гнилі - Botrytis cinerea Pers. Біопрепарат на основі штаму B.subtilis 2/10 позитивно впливає на мікробіоценоз грунту і сприяє самоочищенню його від умовно-патогенних видів мікроорганізмів.

Обґрунтовано включення до складу біопрепарату штаму Bacillus subtilis 2/10, котрий поряд з вираженою антагоністичною активністю до широкого спектру фітопатогенів, показав нешкідливість для теплокровних, технологічність та виражену специфічну активність.

Встановлено, що застосування суспензії бацил-антагоністів штамів Bacillus subtilis 2/10 та 63z (5,0х10⁹ КУО/мл та 10х10⁹ КУО/мл) проти збудників плодових гнилей – Rhizopus nigricans (Ehrenb.), Monilia fructigena (Schroet.) Honey, Penicillium claviforme (Bain), Penicillium expansum (Link.) сприяло затримуванню швидкості їх розвитку під час зберігання плодів яблуні.

В польових умовах біологічний препарат показав високу ефективність для захисту суниці від збудника сірої гнилі, що призвело до збільшення врожаю.

1. В умовах Лісостепу України сіра гниль суниці є широко поширеною хворобою і при сприятливих умовах (опади, підвищена вологість повітря, оптимальна температура) для її розвитку, завдає великої шкоди. Втрати врожаю від сірої гнилі на промислових насадженнях суниці протягом 1998 – 2000 рр. становили 31,8 - 39,9 ц/га.

2. Зимує збудник хвороби Botrytis cinerea Pers. у вигляді склероціїв на поверхні та в середині рослинних залишків. Оптимальна температура для їх проростання знаходяться в діапазоні від 20^оС до 35^оС. При вивченні морфології патогена виявлено, що його конідії мають довжину в межах 8,9-10,3 мкм, ширину – 6,4-8,8 мкм.

3. Серед досліджених сортів суниці найбільш стійкими проти сірої гнилі виявились сорти Талісман і Покахонтас (уражуваність ягід 5%), а найменше – сорт Ясна (28%).

4. Проведено скринінг аеробних спороутворюючих бактерій роду Bacillus у мікрофлорі грунту та створено робочу колекцію. Нами відзначено, що ці бактерії представлені в основному видами Bacillus subtilis (59%) та B.licheniformis (11%).

5. Ізольовано з грунту штам-антагоніст, який у результаті ідентифікації та за основними морфолого-культуральними властивостями віднесено до виду Bacillus subtilis. При вивченні фізіолого-біохімічних властивостей цього штаму (Bacillus subtilis 2/10) встановлено, що він ферментує глюкозу, арабінозу, манніт, ксилозу з утворенням кислоти без газу. Дає позитивну реакцію Фогес-Проскауера, гідролізує крохмаль і желатин, росте при 7% NaCl, утилізує цитрат.

6. Генотипова ідентифікація за методом RAPD штаму Bacillus subtilis 2/10 показала, що він відрізняється від інших споріднених культур за своїм генотипом, який містить 650 пар нуклеотидів і може бути використаний як генетичний маркер цього штаму.

7. Вперше запропоновано штам–антагоніст Bacillus subtilis 2/10 для захисту суниці від сірої гнилі. Поряд з вираженою біологічною активністю він не проявляв фітопатогенних властивостей і характеризувався вибірковістю антагоністичної дії на збудника сірої гнилі - Botrytis cinerea Pers

8. Застосування суспензії бацил-антагоністів штамів Bacillus subtilis 2/10 та 63z (5,0х10⁹ КУО/мл та 10х10⁹ КУО/мл) проти збудників плодових гнилей – Rhizopus nigricans (Ehrenb.), Monilia fructigena (Schroet.) Honey, Penicillium claviforme (Bain), Penicillium expansum (Link.) сприяло затримуванню швидкості їх розвитку під час зберігання плодів яблуні.

9. Встановлено, що штам Bacillus subtilis 2/10 невірулентний, нетоксигенний і нетоксичний для теплокровних організмів, не проникає і не розмножується в клітинах організму, не викликає інфекційний процес. Він належить до 4 класу небезпеки, тобто до мікроорганізмів "які практично не мають алергенних та загальнотоксичних властивостей".

10. В лабораторних умовах створено експериментальні зразки біопрепарату (основний діючий чинник - штам Bacillus subtilis 2/10), який позитивно впливає на мікробіоценоз грунту та сприяє самоочищенню його від умовно-патогенних видів мікроорганізмів – сальмонел (S.typhimurium), кишкової палички (E.coli), шигел (S.sonnei).

11. У польових умовах біологічна ефективність біопрепарату (суспензія – 5х10⁹КУО/мл) на сортах Зенга-Зенгана, Коралова 100 і Ясна становила відповідно 71,9%; 70,0 і 33,3%.

12. Для захисту суниці від сірої гнилі при епіфітотійному розвитку хвороби позитивні результати забезпечує застосування фунгіциду Еупарен М, 50% з.п. з нормою витрати 2 кг/га (біологічна ефективність – 80,3%).

13. Рекомендувати біопрепарат на основі штаму Bacillus subtilis 2/10 для подальшої токсиколого-гігієнічної оцінки і реєстрації в Управлінні безпеки хімічних речовин Міністерства екології та природних ресурсів України.

14. За результатами досліджень зареєстровано патенти на винаходи:

- "Штам бактерій Bacillus subtilis для одержання препарату проти збудника сірої гнилі суниці" (№ патенту 12939; Опубл. 28 лютого 1997 р.);

- "Штам бактерій Bacillus subtilis для одержання препарату проти збудників гнилі яблук та винограду при зберіганні" (№ патенту 9224; Опубл. 30 вересня 1996 р.).

Публікації автора:

1. О.М.Лапа, Ю.П.Яновський, В.В.Воєводін, С.В.Лапа, М.Ф.Кучер. Захист ягідних культур. - К.: Колобіг, 2004 – 67 с. (Узагальнення та висвітлення експериментального матеріалу).

2. Лапа С.В., Смирнов В.В. Сіра гниль суниці //Захист рослин.- 1998. - №6. - С.24. ( Проведення досліджень та написання статті).

3. I.B.Sorokulova, O.N.Reva, V.V.Smirnov, I.V.Pinchuk, S.V.Lapa and M.C.Urdaci /Genetic diversity and involvement in bread spoilage of Bacillus strains isolated from flour and ropy bread / Letters in Applied Microbiology 2003,- 37,- P.169-173. (Проведення досліджень, узагальнення даних).

4. Штам бактерій Bacillus subtilis для одержання препарату проти збудника сірої гнилі суниці: А.С. 1738200 СССР /Лапа А.М., Резник С.Р., Лапа С.В. (Украина). - (Патент на винахід 12939 України. А01N63/00, С12N1/20; Опубл. 28.02.1997. Бюл. №1.- 6 с.)

5. Штам бактерій Bacillus subtilis для одержання препарату проти збудників гнилі яблук та винограду при зберіганні: А.С. 1706504 СССР /Лапа А.М., Резник С.Р., Лапа С.В., Фарафонов В.А., Сорокулова И.Б. (Украина). - (Патент на винахід 9224 України. А01N63/00, С12N1/20. Опубл. 30.09. 1996г. Бюл. №3. – 4 с.)

6. Лапа С.В., Сорокулова І.Б. Оздоровлення мікробіоценозу грунту за допомогою штаму Bacillus subtilis 2/10 //Міжнародна науково-практ. конф. ”Пробіотики ХХ1 століття. Біологія. Медицина. Практика” (20-22 травня 2004 р. м.Тернопіль). - Тернопіль: Укрмедкнига, 2004. – 101-105с.

7. Лапа А.М., Резник С.Р., Лапа С.В. Эффективность антагонистов против возбудителя серой гнили земляники //Респ. научн.-практ. конференция, посвященная 60-летию Украинского научн.-исслед. Института садоводства ”Проблемы современного садоводства” – К., 1989.- С.34–35.

8. Vjunitskaja V.A., Menlikiev M.Ja., Sultanova M.Kh., Lapa S.V., and Slabospitskaja A.T. Bacteria of Bacillus genus in the basis of preparations for agriculture. –JUMS Congress: Bacteriology and Mycology – Osaka, Japan – 1990, September 16 – 22.- P. 92.

9. Лапа А.М., Резник С.Р., Лапа С.В. Использование бактерий антагонистов в борьбе с возбудителями гнилей плодов при хранении //Обл. научн. конф. молодых ученых "Проблемы интенсификации современного садоводства". - Мичуринск, 1990. - С.245.

10. Лапа А. М., Резник С.Р., Лапа С.В. Биологический способ борьбы с возбудителем серой гнили земляники //11 Респ. конф. молодых ученых и специалистов «Перспективы отечественного садоводства».- К., 1991.- С.123.

11. Лапа С.В., Кушнирева С.М. Защита растений земляники от серой гнили – Botrytis cinerea с помощью штамма бактерий рода Bacillus //Научно – практ. конф. молодых ученых и специалистов”, (14 марта 1991): Тез. докл. – Чабаны, 1991.- С.45.

12. Лапа С.В. Штам бактерії роду Bacillus – активний антагоніст збудників гнилі яблук //Наук.–практ. конф. молодих вчених і спеціалістів «Наукові розробки та досягнення молодих учених сільськогосподарському виробництву» (В.Бакта, 1991): Тез. доп. – В. Бакта, 1991. - С. 33.

13. Лапа С.В., Сорокулова І.Б. Вплив бактеріального препарату на основі штаму Bacillus subtilis на санітарно – показові мікроорганізми в грунті //Конф. молодих вчених та спеціалістів “Сільське господарство України – проблеми, сучасне, майбутнє” (Чабани, 1993): Тез. доп. – Чабани, 1993. - С.23.

14. Лапа С.В., Сорокулова И.Б. Изучение влияния Bacillus subtilis – антагониста возбудителя серой гнили земляники на микрофлору почвы //Мікробіол. журн. – 1994. - №4. – С.67.

15. Лапа С.В., Сафронова Л.А., Кирик М.М. Антагоністична дія штаму Bacillus subtilis 2/10 щодо фітопатогенних грибів //Х з”їзд Товариства мікробіологів України (Одеса, 2004 р.): Тез. доп. – Одеса, 2004. – С.282.