Биологическая активность бактерий Pseudomonas sp. В-6798 в условиях периодического и непрерывного режимов культивирования | Вестн. Том. гос. ун-та. Биология. 2011. № 3 (15).

Биологическая активность бактерий Pseudomonas sp. В-6798 в условиях периодического и непрерывного режимов культивирования

Изучена биологическая активность бактерий Pseudomonas sp. В-6798 в условиях периодического и непрерывного режимов культивирования. Установлено, что биологическая активность бактерий Pseudomonas sp. В-6798 зависит от режимакультивирования: непрерывное культивирование повышает биологическую актив-ность штамма продуцента, по сравнению с периодическим. В меньшей степени наблюдается вариация фунгистатической активности, в большей - ростстимулирующей активности. При бактеризации семян культурой, выращенной в периодическом режиме культивирования, эффективность подавления семенных инфекций составила 14-16,5%, а при бактеризации культурой, поддерживаемой в протоке, 24-27%. Бактерии, выращенные в периодическом режиме, способствовали увеличению длины проростков пшеницы в два раза, а бактерии, поддерживаемые на протоке, - в шесть раз по сравнению с семенами без бактеризации.

Biological activity of Pseudomonas sp. В-6798 bacteria in batch and chemostat culture.pdf ВведениеВ последнее время в сельском хозяйстве увеличивается применение хи-мических средств защиты растений от вредителей и возбудителей заболева-ний, что приводит к ухудшению экологической обстановки в агрофитоцено-зах. Пестициды оказывают негативное воздействие на различные компонен-ты природных экосистем: уменьшают биологическую продуктивность фито-ценозов, видовое разнообразие животного мира, снижают численность по-лезных насекомых и птиц. Биологический метод рассматривается как альтер-нативный в системе защитных мероприятий и в то же время, в силу своихспецифических особенностей, является основой для разработок экологическибезопасных, экономичных и долговременных программ борьбы с вреднымиорганизмами [1-2].Бактерии Pseudomonas sp. В-6798, предложенные в качестве агента био-препарата, дают значительный положительный эффект при инокуляции цело-го ряда сельскохозяйственных растений: пшеницы, овса, кукурузы, льна-долгунца, картофеля, огурца. Использование бактериями формальдегида всоставе питательных сред в качестве единственного источника энергетиче-ского субстрата, являющегося одновременно ингибитором роста значитель-ного количества других микроорганизмов, позволяет проводить культивиро-вание в режиме незащищенной ферментации, а значит для получения био-массы возможно использовать режим непрерывного культивирования [3-4].Целью данной работы являлось изучение биологической активности бак-терий Pseudomonas sp. В-6798 в условиях периодического и непрерывногорежимов культивирования.Материалы и методики исследованияКультивирование бактерий проводилось в типовом лабораторном фермен-тере (V = 200 мл) на минеральной среде с формальдегидом (концентрация2 г/л) в качестве единственного источника углерода и энергии. Объем посев-ной культуры составлял 10% от рабочего объема биореактора, концентрациярастворенного кислорода поддерживалась на уровне 70-75%.При непрерывном незащищенном режиме культивирования подача средыосуществлялась включением автономного дозатора по электронному тайме-ру. Одновременно, с помощью перистальтического насоса по установленно-му уровню происходило изъятие излишек культуральной жидкости. В дан-ном режиме были опробованы протоки от 0 до 0,03 ч-1. В установившихсястационарных режимах, определявшихся по отсутствию изменения оптиче-ской плотности культуры, отбиралась проба, в которой учитывались титрпродуцента и его биологическая активность.Титр агента и частота культуры определялись фотометрически (спектро-фотометр Apel PD 303, Япония) и методом предельного разведения высева наплотные питательные среды [5]; биологическая активность - по результатамфитосанитарной экспертизы семян (снижение общей пораженности при об-работке и увеличение всхожести и длины проростка) [6]. В качестве контроляиспользованы семена без бактеризации.Результаты исследования и обсуждениеВ режиме незащищенного периодического культивирования бактерии вы-ращивались до достижения численности 6,8.108 клеток/мл. Несмотря на точто маточная культура была однородной и состояла из морфологическиидентичных клеток, после периодического культивирования в ферментеребез соблюдения правил асептики обнаружены 6 морфологически различныхтипов колоний, отнесенных нами к различным изолятам, среди которых от-мечено как наличие диссоциантов (численность около 1.104 клеток/мл), так иконтаминантов (общая численность около 8,5.104 клеток/мл). Принадлеж-ность выделенных из культуры изолятов к исходному штамму, контаминан-там или диссоциантам оценивалась по окислению бактериальными клеткамиформальдегида до муравьиной кислоты в пробирках с формальдегидом и ин-дикатором (бромтимоловым синим) визуально по изменению цвета индика-тора в культурах по сравнению с контрольной пробиркой.Далее исследуемая бактериальная культура переведена на проточный ре-жим культивирования (D = 0,003 ч-1). По истечении недели культура стаби-лизировалась на протоке с численностью 6,5.104 клеток/мл. При посеве наплотную питательную среду наличие диссоциации штамма и постороннеймикрофлоры отмечено не было; выросшие колонии морфологически былиидентичны колониям исходного штамма.Установлено, что биологическая активность бактерий Pseudomonas sp.В-6798 зависит от режима культивирования: непрерывное культивированиеповышает биологическую активность штамма продуцента по сравнению спериодическим. В меньшей степени наблюдается вариация фунгистатиче-ской активности, в большей - ростстимулирующая активность. При бакте-ризации семян культурой, выращенной в периодическом режиме культиви-рования, эффективность подавления семенных инфекций составила 14-16,5%, а при бактеризации культурой, поддерживаемой в протоке, 24-27%.Бактерии, выращенные в периодическом режиме, способствовали увеличе-нию длины проростков пшеницы в два раза, а бактерии, поддерживаемые напротоке, увеличили длину проростка в шесть раз по сравнению с семенамибез бактеризации.ЗаключениеТаким образом, переход от периодического режима культивирования кнепрерывному, в условиях незащищенной ферментации, способствует под-держанию чистоты бактериального консорциума (на протяжении месяца не-прерывного культивирования не отмечено появления контаминантов в куль-туре) и увеличению биологической активности бактерий.

Ключевые слова

dilution rate, chemostat, batch fermentation, биореактор, периодическое и непрерывное культивирование, Pseudomonas sp. В-6798

Авторы

ФИООрганизацияДополнительноE-mail
Минаева Оксана МодестовнаНациональный исследовательский Томский государственный университеткандидат биологических наук, доцент кафедры экологической и сельскохозяйственной биотехнологии Биологического институтаmom05@mail.ru
Акимова Елена ЕвгеньевнаНациональный исследовательский Томский государственный университеткандидат биологических наук, старший преподаватель кафедры экологической и сельскохозяйственной биотехнологии Биологического институтаbiotech@sibmail.com
Смолягина Татьяна АлександровнаНациональный исследовательский Томский государственный университетстудентка кафедры экологической и сельскохозяйственной биотехнологии Биологического институтаmom05@mail.ru
Всего: 3

Ссылки

Чулкина В.А. Борьба с болезнями сельскохозяйственных культур Сибири /В.А. Чулкина, Н.М. Коняева, Т.Т. Кузнецова. М. : Россельхозиздат, 1987. 252 с.
Практикум по микробиологии : учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений /А.И. Нетрусов, М.А. Егорова, Л.М. Захарчук и др. ; под ред. А.И. Нетрусова. М. : Академия, 2005. 608 с.
Минаева О.М., Акимова Е.Е., Евдокимов Е.В. Кинетические аспекты ингибирования роста фитопатогенных грибов ризосферными микроорганизмами // Прикладная биохимия и микробиология. 2008. Т. 44, № 5. С. 565-570.
Минаева О.М., Акимова Е.Е., Семенов С.Ю. Антагонистическое действие на фитопатогенные грибы и стимулирующее влияние на рост и развитие растений формальдегид- утилизирующих бактерий Pseudomonas sp. B-6798 // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2008. № 2(3). С. 28-42.
Соколов М.С., Литвишко Е.В. Биологическая защита растений в США // Защита растений. 1993. № 11. С. 18-20.
Боронин А.М., Кочетков В.В. Биологические препараты на основе псевдомонад // АгроХХI. 2000. № 3. С. 35-41.
 Биологическая активность бактерий <i>Pseudomonas </i>sp. В-6798 в условиях периодического и непрерывного режимов культивирования | Вестн. Том. гос. ун-та. Биология. 2011. № 3 (15).

Биологическая активность бактерий Pseudomonas sp. В-6798 в условиях периодического и непрерывного режимов культивирования | Вестн. Том. гос. ун-та. Биология. 2011. № 3 (15).

Полнотекстовая версия