ОСОБЕННОСТИ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ СВЕТЯЩИХСЯ БАКТЕРИЙ КАК ПЕРСПЕКТИВНЫХ ПРОДУЦЕНТОВ ХИТИНАЗЫ ДЛЯ БОРЬБЫ С ПАТОГЕНАМИ РАСТЕНИЙ Цветкова Ю.Д.

Могилевский государственный университет им. А.А. Кулешова


Номер: 6-1
Год: 2014
Страницы: 113-116
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

биолюминесценция, бактерии, хитиназа, bioluminescence, bacterias, chitinase

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

Определены объекты для эффективного выделения светящихся бактерий. Изучены особенности роста и люминесценции. Предложена среда для работы с микроорганизмами. Изучен характер воздействия бактерий Photobacterium phosphoreum и Vibrio logei на хитинсодержащие организмы: Fusarium oxysporum, Fusarium nivale и Blaberus craniifer. На основании предложенной работы могут быть получены препараты для борьбы с хитинсодержащими организмами.

Текст научной статьи

Светящиеся бактерии использовались ранее как чувствительные индикаторы для выявления фотосинтетического образования кислорода у водорослей. Их используют в неизберательных экспересс-тестах на общую токсичность, т.к. система люциферазы очень чувствительна к различным загрязнениям; в биоинженерии в качестве репортерных генов используют гены lux-оперона, кодирующие люциферазу [1, с. 165]. Синтезируемые ими полигидроксиалканоаты рассматриваются как перспективный для использования вариант пластика, подверженный биодеградации, в качестве альтернативы современным термопластикам [2, с. 229]. . В данной работе они рассматриваются как естественные продуценты хитиназы [3]. Рост и биолюминесценция бактерий зависят от состава среды. Свечение наблюдается только в присутствии кислорода. Первым этапом работы являлось выделение светящихся микроорганизмов. Для этой цели были использованы пробы морской воды из Карибского и Красного моря, замороженные морские макроорганизмы: салака, скумбрия, сельдь, кальмар; охлажденные морские организмы: норвежская семга и камбала. Выделения светящихся бактерий из замороженной рыбы и проб морской воды не дали положительных результатов. Непосредственное выделение изучаемых микроорганизмов производятся из внутренних органов животных. Были взяты скарификаты брюшины и жабры. Микроорганизмы свечения были выделены только из охлажденной норвежской семги и камбалы. Стоит отметить, что наиболее эффективно выделение данных микроорганизмов непосредственно из внутренних органов или при помещении в жидкость со смывом стерильного предметного стекла. Таксономическую принадлежность выделенных микроорганизмов была определенна на основании ряда культурально - морфологических и физиологических признаков. Кроме того, идентификация микроорганизмов проводилась на основании реакции агглютинации. Основываясь на этом выделенные организмы были идентифицированы как: Vibrio Logei (норвежская семга), Photobacterium phosphoreum (камбала). В связи с тем, что рост и интенсивность биолюминесценции зависит от состава среды, было протестированно 6 сред различного состава. Оптимальной средой была определена среда следующего состава: H20 -150 мл, рыбная вытяжка - 4 мл, молочная сыворотка - 4 мл, агар-агар - 8 гр, NaCl - 4 гр, NaNO3 - 1 гр, CaCl2 - 0,1 мл, KCl - 0,2 гр, MgSO4 - 0,5 гр, KH2PO4 - 0,5 гр, NaHCO3 - 0,01гр, глицерин - 0,2 гр. На данной среде была зафиксирована максимальная длительность свечения (до 45 суток). Также наблюдалось значительное увеличение интенсивности люминесценции. Стоит отметить что культивирование колоний темных рас на данной среде стимулировало восстановление способности к люминесценции. Общим свойством культивируемых микроорганизмов является выделение хитиназы. В данной работе это способность была подвергнута анализу в качестве потенциального биоинсектицида и биофунгицида. Инсектицидная актвность бактерий V.logei и P.phosphoreum была изучена по отношению к хитинизированным структурам таракана Blaberus craniifer. На рисунке 1 представлены снимки кишечника насекомого, получавшего в качестве добавки к рациону питания культуральную жидкость, содержавшую бактерий вида Vibrio. Рис. 1. Деструктивное действие бактерий V.logei на пищеварительную систему B. craniifer Через 48 часов после добавления микроорганизмов (V.logei) к пище насекомого отмечалось значительное увеличение объема желудка, истончение и обесцвечивание стенок кишечника, последующая гибель насекомого. Активность литического действия микроорганизмов увеличивалась при добавлении к культуральной жидкости крыльев насекомого и инкубировании в данной среде в течении 24 - 48 часов. Штаммы бактерий P. phosphoreum при добавлении их к рациону питания насекомого инсектицидной активности не проявляли. Также колонии бактерий V. logei и P. phosphoreum, были нанесены на переднюю пару крыльев таракана. На рисунке 2 представлены крылья таракана с экспозицией колоний бактерий V. logei и P. phosphoreum. Рис. 2. Изменение кутикулярных покровов крыльев тараканов B.craniifer под действием светящихся бактерий. Слева - крылья таракана после нанесения бактерий V. logei; Справа - крылья таракана после нанесения бактерий P. phosphoreum. После нанесения бактериальных культур на крылья таракана V. logei в течении 48 часов было зафиксировано истончение и разрушение структур. Экспозиция P. phosphoreum не вызвало изменения структуры крыльев. Фунгицидная активность бактерий V.logei и P.phosphoreum определялись по отношению к следующим фитопатогенам: Fusarium oxysporum, Fusarium nivale. Для этого проводилось совместное культивирование бактерий и грибов - фитопатогенов на адаптированной питательной среде. Также было изучено влияние состава среды на продукцию хитин-литических ферментов светящихся бактерий. При посеве культур бактерий на питательную среду с дрожжевым автолизатом и 4% раствором соли, культивирование при температуре +10 С наибольшую фунгицидную активность имели бактерии V.logei по отношению к F.oxysporum - зона лизиса 10 мм, F.nivale - 5 мм. Культивирование на данной среде колоний P.phosphoreum не дало положительных результатов - видимой антогонистической активности по отношению к фитопатогенам не наблюдалось. На средах состава: глицерин, 4% раствор соли; глюкоза, 4% раствор соли; панцирь краба, 4% раствор соли вода, фунгицидой активности штаммов V.logei и P.phosphoreum по отношению к фитопатогенам F. oxysporum и F.nivale не наблюдалось.При культивировании на средах типа ''голодный агар'' бактерии проявляли фунгицидную активность только на среде с дрожжевым автолизатом. Зона лизиса вокруг колонии бактерий, культивированных при температуре + 10 С, составила 10 мм. Совместное культивирование бактерий и грибов на средах с минимальной концентрацией соли дало аналогичные результаты. На среде состава: дрожжевой автолизат, 2% раствор соли зона просветления составила - 10 мм вокруг колоний V.logei и отсутствовала вокруг колоний бактерий P.phosphoreum. На основании проделанной работы делаем следующие выводы: 1.Светящиеся бактерии Photobacterium phosphoreum, Vibrio logei выделены из охлажденной семги и камбалы. 2.Среда, в состав которой входят: рыбная вытяжка, молочная сыворотка и искусственная морская вода, является наиболее оптимальной средой для культивирования светящихся бактерий (максимальная скорость роста, интенсивность и продолжительность свечения). 3.Экспозиция (48 ч) колоний светящихся бактерий Vibrio logei на первой паре крыльев таракана приводит к изменению структуры и истончению покровов; использование данных микроорганизмов в качестве добавки в рацион питания насекомого, приводит к гибели насекомого. 4.Совместное культивирование бактерий штаммов Photobacterium phosphoreum, Vibrio logei и патогенов растений Fusarium oxysporum и Fusarium nivale показало, что фунгицидной активностью по отношению к фитопатогенам обладают только бактерии Vibrio logei. На сегодняшний день в биологии и медицине известно многое []. В данной статье показано, что из двух видов светящихся бактерий, выделенных из объектов водной среды, хитиназной активностью обладают только организмы Vibrio logei.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.