##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##
##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
Анотація
зниження світового виробництва пшениці - однієї з основних зернових культур. Незаперечно, що збільшення виробництва зерна щільно пов’язані з ефективністю контролю одних із найшкідливіших хвороб зернових культур – фузаріозів, оскільки абсолютно несприйнятливих до фузаріозу сортів пшениці у світі не існує. Розробка біотехнологічних підходів отримання нових мікробних препаратів для захисту озимої пшениці від збудників фузаріозу актуальна для біологічного захисту пшениці озимої в технологіях органічного землеробства і в системах інтегрованого захисту, істотно знижуючи ксенобіотичний прес на агроценози. Метою роботи було виділення і скринінг штамів бактерій родів Bacillus і Pseudomonas, активних проти мікопатогенів роду Fusarium, виявлених у насіннєвому матеріалі озимої пшениці. Інфікованість мікопатогенами роду Fusarium пщениці, районованої у південному регіоні, залежала від польової стійкості сорту та склала понад 75 % випадків. Основним збудником фузаріозів були штами F. graminearum, також виділялися F. oxysporum та F. proliferatum. Із природних джерел було виділено 79 штамів бактерій роду Bacillus і 34 штами бактерій роду Pseudomonas. Найкращими антагоністами до усіх виділених фузарій були штами Bacillus spp. R14, R31 і S19 та Pseudomonas spp. WR5 і WR7. Метанолові екстракти вторинних екзометаболітів досліджених штамів бацил і псевдомонад проявили в 1,5 – 2 рази вищу активність проти фузарій за культивування продуцентів на органічних поживних середовищах. Мінімальні інгібуючі концентрації екстрагованих метаболітів штамів Bacillus spp. R14, S19 визначені в діапазоні 1 мг/мл – 4 мг/мл, штаму Pseudomonas sp. WR5 – в діапазоні 2 мг/мл – 4 мг/мл.
Ключові слова:
озима пшениця, мікопатогени роду Fusarium, бактерії-антагоністи, екзометаболіти
##plugins.themes.bootstrap3.article.details##
Як цитувати
StrashnovaІ., & Yamborko, G. (2024). ВІДБІР ШТАМІВ МІКРООРГАНІЗМІВ ДЛЯ ЗАХИСТУ ЗЕРНОВИХ РОСЛИН ВІД ГРИБІВ РОДУ FUSARIUM. Food Science and Technology, 17(4). https://doi.org/10.15673/fst.v17i4.2782
Номер
Розділ
Біопроцеси, біотехнологія харчових продуктів, БАР
Посилання
1. Karpenko KO, Rozhkova TO, Vlasenko VA. Chornyy zarodok ta fuzarioz nasinnya pshenytsi ozymoyi (analitychnyy ohlyad). Myronivsʹkyy visnyk.2015;1:170-180. (in Ukrainian). http://nbuv.gov.ua/UJRN/myrbull_2015_1_18
2. Skivka LM, Hrytsev OA, Zozulya OL. Monitorynh vydovoho skladu hrybiv rodu Fusarium u nasinnyevomu materiali ozymoyi pshenytsi na terytoriyi Ukrayiny. Mikrobiolohiya i biotekhnolohiya.2018;2:81-89. (in Ukrainian). https://doi.org/10.18524/2307-4663.2018.2(42).134443
3. Figueroa M, Hammond-Kosack KE, Solomon PS. A review of wheat diseases-A field perspective. Mol. Plant Pathol.2018;19:1523-1536. https://doi.org/10.1111/mpp.12618
4. Fernandes MFR, Ribeiro TG, Rouws JR. Biotechnological potential of bacteria from genera Bacillus, Paraburkholderia and Pseudomonas to control seed fungal pathogens. Braz J Microbiol. 2021;52(2):705-714. https://doi.org/10.1007/s42770-021-00448-9
5. Krutyakova VI, Hulych OI, Pylypenko LA. Biolohichnyy metod zakhystu silʹsʹkohospodarsʹkykh kulʹtur: perspektyvy dlya Ukrayiny.Visnyk ahrarnoyi nauky.2018;11(788);159-168. (in Ukrainian). https://doi.org/10.31073/agrovisnyk201811-20
6. Mykhalʹsʹka L, Shvartau V, Zozulya O. Zakhyst zernovykh kulʹtur vid fuzarioziv. Ahronom.2019. (in Ukrainian). https://www.agronom.com.ua/zahyst-zernovyh-kultur-vid-fuzarioziv/
7. Pysarenko PV, Matyukha VL, Pysarenko PP., Antonenko YaV. Efektyvnistʹ bakovykh sumishey pestytsydiv proty shkidnykiv ta khvorob u tekhnolohiyi vyroshchuvannya pshenytsi ozymoyi v pivnichnomu stepu Ukrayiny.Visnyk Poltavsʹkoyi derzhavnoyi ahrarnoyi akademiyi.2021;1:80-89. (in Ukrainian). https://doi.org/10.31210/visnyk2021.01.09
8. Mehmood N, Saeed M, Zafarullah S. Multifaceted Impacts of Plant-Beneficial Pseudomonas spp. In Managing Various Plant Diseases and Crop Yield Improvement. ACS Omega.2023;8:22296-22315. https://doi.org/10.1021/acsomega.3c00870
9. Morhun VV, Dubrovna OV, Morhun BV. Suchasni biotekhnolohiyi otrymannya stiykykh do stresiv roslyn pshenytsi. Fiziolohiya roslyn i henetyka.2016;48(3):196-214. (in Ukrainian). https://doi.org/10.15407/frg2016.03.196
10. Hrytsev OA, Zozulya OL, Vorobyova NH. Monitorynh vydovoho skladu hrybiv rodu Fusarium u nasinnyevomu materiali ozymoyi pshenytsi na terytoriyi Ukrayiny. Mikrobiolohiya i biotekhnolohiya.2018;2(42):81-89. (in Ukrainian). https://doi.org/10.18524/2307-4663.2018.2(42).134443
11. Nesic K, Ivanovic S, Nesic V. Fusarial toxins: secondary metabolites of Fusarium fungi. Rev Environ Contam Toxicol.2014;228:101-120. https://doi.org/10.1007/978-3-319-01619-1_5
12. Tymoshchuk ТM, Kotelʹnytsʹka HM, Hurmanchuk OV, Serba IV, Yurchyk RV, Shulʹha OV. Kontrolʹ zbudnykiv fuzariozu kolosu pshenytsi ozymoyi za vykorystannya suchasnykh funhitsydiv. Naukovi horyzonty.2020;8(93):112-118. (in Ukrainian). https://doi.org/10.33249/2663-2144-2020-93-8-112-118
13. Pysarenko VM, Pishchalenko MA, Pospyelova HD, Horb OO, Kovalenko NP., Sherstyuk OL. Intehrovanyy zakhyst roslyn.Poltava:InterHrafika,2020:245. (in Ukrainian). https://www.pdau.edu.ua/sites/default/files/academicdepartment/kafedra-zahyst-roslyn/pysarenkov.pdf
14. Thakur N, Kaura S, Tomara P, Thakur S, Yadav A. Microbial biopesticides: Current status and advancement for sustainable agriculture and environment. New and Future Developments in Microbial Biotechnology and Bioengineering. 2020:243-282. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-820526-6.00016-6
15. Leslie JF, Summerell BA. The Fusarium Laboratory Manual. Blackwell Publishing: Hoboken,2006:369. https://doi.org/10.1002/9780470278376
16. Caulier S, Gillis А, Colau G. Versatile antagonistic activities of soil-borne Bacillus spp. and Pseudomonas spp. against Phytophthora infestans and other potato pathogens. Frontiers in Microbiology.2018;9:143. https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.00143
17. Zouari I, Jlaiel L, Tounsi S. Biocontrol activity of the endophytic Bacillus amyloliquefaciens strain CEIZ-11 against Pythium aphanidermatum and purification of its bioactive compounds. Biological Control.2016;100:54-62. https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2016.05.012
18. Sarwar A, Brader G, Corretto E. Qualitative analysis of biosurfactants from Bacillus species exhibiting antifungal activity. PLoS One.2018;13(6):e0198107. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0198107
19. Ekwomadu TI, Mwanza M. Fusarium Fungi Pathogens, Identification, Adverse Effects, Disease Management, and Global Food Security: A Review of the Latest Research. Agriculture.2023;13(9):1810. https://doi.org/10.3390/agriculture13091810
20. Mielniczuk E, Skwarylo-Bednarz B. Fusarium Head Blight, Mycotoxins and Strategies for Their Reduction. Agronomy.2020;10(4):509. https://doi.org/10.3390/agronomy10040509
21. Furtat M, Danʹshyna AO, Manʹkovsʹka OS. Kharakterystyka fitopatohennykh i toksykohennykh vlastyvostey hrybiv rodu Fusarium, izolʹovanykh iz zerna Triticum aestivum l. Naukovi zapysky NaUKMA. Biolohiya i ekolohiya.2020;3:26-34. (in Ukrainian). https://doi.org/10.18523/2617-4529.2020.3.26-34
22. Xia R, Schaafsma AW, Wu F. Impact of the improvements in Fusarium head blight and agronomic management on economics of winter wheat. World Mycotoxin Journal.2020;13(3):423-439. https://doi.org/10.3920/WMJ2019.2518
23. Ntushelo K, Ledwaba LK, Rauwane M E The Mode of Action of Bacillus Species against Fusarium graminearum, Tools for Investigation, and Future Prospects. Toxins (Basel).2019;11(10):606. https://doi.org/10.3390/toxins11100606
24. Adeniji AA, Babalola O O. Evaluation of Pseudomonas fulva PS9.1 and Bacillus velezensis NWUMFkBS10.5 as Candidate Plant Growth Promoters during Maize-Fusarium Interaction. Plants.2022;11(3):324. https://doi.org/10.3390/plants11030324
25. Bidima MGS, Chtaina N, Ezzahiri B. Antifungal activity of bioactive compounds produced by the endophyte Bacillus velezensis NC318 against the soil borne pathogen Sclerotium rolfsii Sacc. Journal of Plant Protection Research. 2022;62(4):326-333. https://doi.org/10.24425/jppr.2022.142139
26. Mona S, Tharisini P, Kondragunta K. Production and biological activity of fluorescent secondary metabolite from selected Pseudomonas spp. Indian Journal of Applied Microbiology.2016;19(2):1-10. https://doi.org/10.1007/BF02818690
2. Skivka LM, Hrytsev OA, Zozulya OL. Monitorynh vydovoho skladu hrybiv rodu Fusarium u nasinnyevomu materiali ozymoyi pshenytsi na terytoriyi Ukrayiny. Mikrobiolohiya i biotekhnolohiya.2018;2:81-89. (in Ukrainian). https://doi.org/10.18524/2307-4663.2018.2(42).134443
3. Figueroa M, Hammond-Kosack KE, Solomon PS. A review of wheat diseases-A field perspective. Mol. Plant Pathol.2018;19:1523-1536. https://doi.org/10.1111/mpp.12618
4. Fernandes MFR, Ribeiro TG, Rouws JR. Biotechnological potential of bacteria from genera Bacillus, Paraburkholderia and Pseudomonas to control seed fungal pathogens. Braz J Microbiol. 2021;52(2):705-714. https://doi.org/10.1007/s42770-021-00448-9
5. Krutyakova VI, Hulych OI, Pylypenko LA. Biolohichnyy metod zakhystu silʹsʹkohospodarsʹkykh kulʹtur: perspektyvy dlya Ukrayiny.Visnyk ahrarnoyi nauky.2018;11(788);159-168. (in Ukrainian). https://doi.org/10.31073/agrovisnyk201811-20
6. Mykhalʹsʹka L, Shvartau V, Zozulya O. Zakhyst zernovykh kulʹtur vid fuzarioziv. Ahronom.2019. (in Ukrainian). https://www.agronom.com.ua/zahyst-zernovyh-kultur-vid-fuzarioziv/
7. Pysarenko PV, Matyukha VL, Pysarenko PP., Antonenko YaV. Efektyvnistʹ bakovykh sumishey pestytsydiv proty shkidnykiv ta khvorob u tekhnolohiyi vyroshchuvannya pshenytsi ozymoyi v pivnichnomu stepu Ukrayiny.Visnyk Poltavsʹkoyi derzhavnoyi ahrarnoyi akademiyi.2021;1:80-89. (in Ukrainian). https://doi.org/10.31210/visnyk2021.01.09
8. Mehmood N, Saeed M, Zafarullah S. Multifaceted Impacts of Plant-Beneficial Pseudomonas spp. In Managing Various Plant Diseases and Crop Yield Improvement. ACS Omega.2023;8:22296-22315. https://doi.org/10.1021/acsomega.3c00870
9. Morhun VV, Dubrovna OV, Morhun BV. Suchasni biotekhnolohiyi otrymannya stiykykh do stresiv roslyn pshenytsi. Fiziolohiya roslyn i henetyka.2016;48(3):196-214. (in Ukrainian). https://doi.org/10.15407/frg2016.03.196
10. Hrytsev OA, Zozulya OL, Vorobyova NH. Monitorynh vydovoho skladu hrybiv rodu Fusarium u nasinnyevomu materiali ozymoyi pshenytsi na terytoriyi Ukrayiny. Mikrobiolohiya i biotekhnolohiya.2018;2(42):81-89. (in Ukrainian). https://doi.org/10.18524/2307-4663.2018.2(42).134443
11. Nesic K, Ivanovic S, Nesic V. Fusarial toxins: secondary metabolites of Fusarium fungi. Rev Environ Contam Toxicol.2014;228:101-120. https://doi.org/10.1007/978-3-319-01619-1_5
12. Tymoshchuk ТM, Kotelʹnytsʹka HM, Hurmanchuk OV, Serba IV, Yurchyk RV, Shulʹha OV. Kontrolʹ zbudnykiv fuzariozu kolosu pshenytsi ozymoyi za vykorystannya suchasnykh funhitsydiv. Naukovi horyzonty.2020;8(93):112-118. (in Ukrainian). https://doi.org/10.33249/2663-2144-2020-93-8-112-118
13. Pysarenko VM, Pishchalenko MA, Pospyelova HD, Horb OO, Kovalenko NP., Sherstyuk OL. Intehrovanyy zakhyst roslyn.Poltava:InterHrafika,2020:245. (in Ukrainian). https://www.pdau.edu.ua/sites/default/files/academicdepartment/kafedra-zahyst-roslyn/pysarenkov.pdf
14. Thakur N, Kaura S, Tomara P, Thakur S, Yadav A. Microbial biopesticides: Current status and advancement for sustainable agriculture and environment. New and Future Developments in Microbial Biotechnology and Bioengineering. 2020:243-282. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-820526-6.00016-6
15. Leslie JF, Summerell BA. The Fusarium Laboratory Manual. Blackwell Publishing: Hoboken,2006:369. https://doi.org/10.1002/9780470278376
16. Caulier S, Gillis А, Colau G. Versatile antagonistic activities of soil-borne Bacillus spp. and Pseudomonas spp. against Phytophthora infestans and other potato pathogens. Frontiers in Microbiology.2018;9:143. https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.00143
17. Zouari I, Jlaiel L, Tounsi S. Biocontrol activity of the endophytic Bacillus amyloliquefaciens strain CEIZ-11 against Pythium aphanidermatum and purification of its bioactive compounds. Biological Control.2016;100:54-62. https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2016.05.012
18. Sarwar A, Brader G, Corretto E. Qualitative analysis of biosurfactants from Bacillus species exhibiting antifungal activity. PLoS One.2018;13(6):e0198107. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0198107
19. Ekwomadu TI, Mwanza M. Fusarium Fungi Pathogens, Identification, Adverse Effects, Disease Management, and Global Food Security: A Review of the Latest Research. Agriculture.2023;13(9):1810. https://doi.org/10.3390/agriculture13091810
20. Mielniczuk E, Skwarylo-Bednarz B. Fusarium Head Blight, Mycotoxins and Strategies for Their Reduction. Agronomy.2020;10(4):509. https://doi.org/10.3390/agronomy10040509
21. Furtat M, Danʹshyna AO, Manʹkovsʹka OS. Kharakterystyka fitopatohennykh i toksykohennykh vlastyvostey hrybiv rodu Fusarium, izolʹovanykh iz zerna Triticum aestivum l. Naukovi zapysky NaUKMA. Biolohiya i ekolohiya.2020;3:26-34. (in Ukrainian). https://doi.org/10.18523/2617-4529.2020.3.26-34
22. Xia R, Schaafsma AW, Wu F. Impact of the improvements in Fusarium head blight and agronomic management on economics of winter wheat. World Mycotoxin Journal.2020;13(3):423-439. https://doi.org/10.3920/WMJ2019.2518
23. Ntushelo K, Ledwaba LK, Rauwane M E The Mode of Action of Bacillus Species against Fusarium graminearum, Tools for Investigation, and Future Prospects. Toxins (Basel).2019;11(10):606. https://doi.org/10.3390/toxins11100606
24. Adeniji AA, Babalola O O. Evaluation of Pseudomonas fulva PS9.1 and Bacillus velezensis NWUMFkBS10.5 as Candidate Plant Growth Promoters during Maize-Fusarium Interaction. Plants.2022;11(3):324. https://doi.org/10.3390/plants11030324
25. Bidima MGS, Chtaina N, Ezzahiri B. Antifungal activity of bioactive compounds produced by the endophyte Bacillus velezensis NC318 against the soil borne pathogen Sclerotium rolfsii Sacc. Journal of Plant Protection Research. 2022;62(4):326-333. https://doi.org/10.24425/jppr.2022.142139
26. Mona S, Tharisini P, Kondragunta K. Production and biological activity of fluorescent secondary metabolite from selected Pseudomonas spp. Indian Journal of Applied Microbiology.2016;19(2):1-10. https://doi.org/10.1007/BF02818690