WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |

Обнаружена невысокая изменчивость между основными исследуемыми ДНК различных изолятов, относящихся к одному виду. Полученные последовательности были гомологичны друг другу на 92-98%, а значимой считается разница в 20% и более внутри одного вида (Druzhinina, 2007).

2.4. Характеристика структуры природных популяций Trichoderma

Природные популяции грибов представляют собой мозаику клонов, одним из изолирующих механизмов которых являются различные культурально-морфологические типы колоний, реакции вегетативной совместимости и гетерокариоз (Лихачев, 1998; Дьяков, 2005; Алимова, 2006). Нами были исследованы гетерогенные популяции Trichoderma, выделенные из погребенных почв в районе расположения археологических памятников, и их расщепление на клоны.

Показано, что в большинстве случаев исследованные изоляты представлены агрегатами гетерогенных популяций. Сравнение общих частот реакций совместимости (63%) и несовместимости (37%) указывает на наличие тенденции относительного сдвига в сторону реакций смешанного типа и вегетативной совместимости. В состав аборигенных изолятов Trichoderma, входят гетерогенные и моноспоровые клоны, представленные двумя культурально – морфологическими типами (II, IV).

2.5. Прорастание конидий изолятов Trichoderma

Прорастание спор является первым и важным этапом жизненного цикла грибов и во многом определяет возможность развития популяции грибов в почвах. В результате исследования прорастания спор изолятов, выделенных из погребенных почв в воде, в опытах in vitro, мы выявили время, необходимое для образования ростовой трубочки, которое составило от 12 до 16 ч в зависимости от вида Trichodermа (рис. 4). Для прорастания конидий изолятов, выделенных из современной почвы, необходимо было от 6 до 12 ч. Видимо, фунгистатический эффект связан с тем, что грибные споры находились в погребенной почве в неактивном состоянии (Марфенина, 2008; Демкин, 2007).

Рис. 4. Прорастание конидий микромицетов рода Trichoderma в зависимости от времени (А - начало опыта; Б - прорастание спустя 15 часов; В – дальнейший рост). Увеличение 100.

2.6. Скорость роста, изменение скорости роста при расщеплении

Для большинства изолятов Trichoderma, выделенных из погребенных почв, оптимальной является температура 28°С. Из могильника были выявлены изоляты, оптимум роста которых приходился на 37°С. Среди исследованных изолятов, выделенных из погребенной почвы городища, нами были выявлены несколько психротолерантных видов с Т0опт - 150С (изоляты T. asperellum 204, T. asperellum 204(1), T. asperellum 204(2), T. spirale 215). Наибольшая скорость роста (1,2 – 1,4 мм/час) отмечена у изолятов T. citrinoviride и T.atroviride на среде КГА. Исходные штаммы состояли из клонов, неоднородных по скорости роста. В составе гетероспоровых популяций были изоляты как с меньшей, так и большей скоростью роста, по сравнению с родительским изолятом.

2.7. Интенсивность спороношения Trichoderma

Исследования интенсивности спороношения выявили как видовую дифференциацию, так и клональную изменчивость. Наибольшая интенсивность спороношения характерна для T. asperellum и T. longibrachiatum (110-140*105 конидий/мл), во вторую группу были отнесены T. koningii и T. harzianum (90-110*105 и 80-90*105 конидий/мл), а в третью - T.hamatum и T. citrinoviride – 60-80*105 конидий/мл.

При расщеплении на клоны отмечено увеличение или уменьшение интенсивности спороношения у клонов по сравнению с родительским изолятом. Увеличение отмечено у 41% исследованных изолятов, уменьшение – у 59%.

2.8. Антагонистическая активность изолятов Trichoderma по отношению F. oxysporum

Нами рассматривалась внутривидовая и видовая дифференциация по признаку взаимоотношения с фитопатогенным грибом F. oxysporum в опытах in vitro. По литературным данным Fusarium является наиболее сложным для подавления Trichoderma фитопатогеном (Gutierrez et al., 2006; Алимова с соавт., 2007).

Рис. 5. Антагонистическая активность изолята T. saturnisporum 326 и его клона T. saturnisporum 326(1) по отношению к Fusarium oxysporum на среде Чапека при 15С.

Для 23,4% исследуемых изолятов характерен В-тип антагонистической активности (обоюдное подавление при контакте). С-тип антагонистической активности (обоюдное подавление на расстоянии) характерен для 8,6% исследованных штаммов. В1-тип реакции (обоюдное подавление при контакте с дальнейшим переходом к паразитизму) выявлен у 5,6% изолятов. Менее всего выражена антагонистическая активность при 150С. Психотрофные антагонисты фитопатогенов составили менее 3% от общего числа исследованных изолятов. Выявлены конкурентоспособные холодостойкие (10-150С) и мезофильные виды (25-280С) с высокой антагонистической активностью к фитопатогенам.

При изучении антагонизма биопрепарата важен так же механизм взаимодействия с возбудителем, показателем которого является индекс антагонизма. Среди гетероспоровых штаммов преобладает В тип антагонистической активности. Только изолят Т. asperellum 303 характеризуется высокой антагонистической активностью по отношению к F. oxysporum при 150С.

Нами было проведено сравнительное исследование изменения антагонистической активности при расщеплении гетероспорового комплекса на моноспоровые клоны (рис. 5).

У моноспоровых изолятов T. citrinoviride 320(1) и T. citrinoviride 320(2) вид антагонистической активности соответствует виду исходного гетерогенного штамма T. citrinoviride 320 – В тип. Степень колонизации (С%) у моноспоровых клонов увеличивается в 15 и 10 раз, соответственно, скорости роста антагонистов и фитопатогена в опыте уменьшаются незначительно (на 1%).

Большинство моноспоровых изолятов рода Trichoderma, выщепляющихся из гетерогенных популяций (65%), характеризуются более высокой антагонистической активностью по отношению к F. oxysporum.

2.9. Стратегии жизни изолятов Trichoderma

Изучение интенсивности спороношения, вегетативной совместимости, конкурентоспособности, кинетических параметров, антагонистической активности позволило выявить стратегии жизни изолятов Trichoderma из погребенных почв.

Анализ выделенных изолятов Trichoderma по стратегии жизни показал, что среди изолятов современных горизонтов преобладали виды с r-типом стратегии (до 75%), а в погребенных почвах городища и могильника - с rK – типом стратегии: из них 54% тяготеет к r–стратегам, 20% - переходные формы между r- и K-, 25% - тяготеет к K-стратегам. Популяционная структура видов характеризовалась тенденцией к увеличению клонов с r-стратегией от палеопочв к современным горизонтам.

2.10. Ферментативная активность изолятов Trichoderma

Изоляты рода Trichoderma, выделенные из палеопочв, характеризуются высокой целлюлазной, протеазной и ксиланазной активностями. Максимальная целлюлазная активность установлена у изолята T. asperellum 328 и составила 1,1986 IUml-1, максимальная протеазная активность у изолята T atroviride 323 и соответствует 229,7508 IUl-1. Ксиланазная активность превышала активность промышленного продуцента ксиланаз и составила для изолятов Т. asperellum 302, Т. asperellum 303 и T. asperellum 328 8,8172 IUml-1, 8,2469 IUml-1 и 5,0275 IUml-1, соответственно. Таким образом, в результате проведения скрининга грибов Trichoderma выявлены продуценты гидролаз из современных и погребенных почв в районе расположения археологических памятников.

2.11. Фитотоксичность изолятов Trichoderma

Биотический аспект изучения Trichoderma предполагает обязательное изучение её взаимоотношения с эдификаторами, которыми являются фототрофные организмы. При изучении взаимоотношений с растениями выявлены хозяин-специфичные и органотропные виды с различной степенью положительного и отрицательного воздействия на растение. При исследовании влияния культуральной жидкости различных изолятов Trichoderma на рост и развитие проростков и корней пшеницы сорта «Люба» отмечена следующая закономерность: наибольшее количество фитотоксических видов выделено для изолятов из могильников (53% токсичные, 34% - стимуляторы, 13% - нейтральный тип воздействия), затем – из погребенных почв городища (42% - токсичные, 38% - стимуляторы, 20% - нейтральный тип воздействия). Среди изолятов современных горизонтов почв обнаружены виды, как со стимулирующим (55%), так и нейтральным (16%) и отрицательным (31%) типами воздействия на растения (Алимова, 2006). Главным регулирующим фактором типа взаимоотношений является спектр метаболитов, выделяемых растением, вид растения, стадия онтогенеза, физико–химические свойства почв, а также спектр возбудителей внутренней инфекции (Алимова, 2006). Отмечена зависимость типа воздействия на растение от концентрации метаболитов Trichoderma и типов источника азота и углерода в питательной среде. Эффект разведения вызывал разнонаправленный эффект на растения от стимуляции до ингибирования роста и развития.

Исследование различных субстратов, используемых для культивирования изолятов Trichoderma показало, что состав сред определяет фитотоксичность экзометаболитов. Использование в составе питательной среды при культивировании T. аsperellum 302 источников азота NaNO2 и KNO3 оказало стимулирующее действие на рост корней и проростков (длина, сырая и сухая масса) и KNO3 на прорастание семян пшеницы сорта «Люба», а использование (NH4)2SO4 – ингибирующее. Использование в составе питательной среды при культивировании T. аsperellum 302 источников углерода маннита и этилового спирта оказало стимулирующее действие на рост корней и проростков (длина, сырая и сухая масса) и прорастание семян пшеницы сорта «Люба», а использование сахарозы – ингибирующее.

Фитотоксическое действие изолятов из погребенных почв, вероятно, связано с активацией токсинообразования у эндогенных фитопатогенных микроорганизмов семян, сортовыми особенностями современных зерновых культур и конкуренцией с растением за питательные вещества в почве или с наличием в составе метаболитов изученных штаммов виридиола (дигидропроизводное виридина), который является слабым антибиотиком, но сильным гербицидом.

2.12. Влияние Trichoderma на жизнедеятельность почвенных микроорганизмов

Интродукция природных изолятов Trichoderma в почву вызывает достоверное увеличение интенсивности азотфиксации, что согласуется с ранее отмеченной другими авторами ролью микромицетов в азотном обмене почв (Умаров, 1986, Мирчинк,1998; Добровольский и Умаров, 2004). Отмечена зависимость интенсивности влияния на азотфиксирующую активность почв от вида микромицета. Так, при исследовании интродукции природных видов Trichoderma в выщелоченный чернозем было показано, что наибольшее достоверное влияние на азотфиксирующую активность почвы оказывают T. asperelum и T.citrinoviride (увеличение в 3 раза по сравнению с контролем) на 14 день после интродукции. Расщепление природных изолятов на клоны сопровождается изменением у последних способности к участию в азотном обмене. Изменение может быть как в сторону увеличения, так и уменьшения.

Для отдельных видов (T. koningii, T. asperellum, T. harzianum) отмечено положительное влияние на респираторную активность (в 2,5-3 раза относительно контроля).

Таким образом, нами охарактеризованы изоляты рода Trichoderma, выделенные из погребенных почв Больше-Кляринского городища (Камско-Устьинский район) и Мурзихинского II могильника (Алексеевский район). Изоляты Trichoderma, выделенные из погребенных почв, отличались от современных более высокой интенсивностью окраски колоний; более пышным ростом воздушного мицелия; наличием у представителей секции Longibrachiatum способности выделять ярко-желтый пигмент в среду и сильно выраженного кокосового запаха; высокой гетерогенностью популяций, антагонистической активностью по отношению к F. oxysporum и ферментативной активностью, фитотоксичностью по отношению с современным сортам культурных растений.

ВЫВОДЫ:

1. Биологическая активность современного выщелоченного чернозема Камско – Устьинского района характеризуется большей напряженностью и функциональной активностью микроорганизмов, что коррелирует с содержанием гумуса (8%) по сравнению с Алексеевским районом (6,5%).

2. В ряду от погребенных гидроморфных и автоморфных до новообразованных гидроморфных и автоморфных горизонтов отмечена тенденция к увеличению биологической активности и содержания гумуса.

3. В антропогенно - нарушенных почвах могильника отмечено полное восстановление биологической активности и содержания гумуса за период 3 тыс. лет.

4. Отмечено преобладание в палеопочвах T. citrinoviride и T. longibrachiatum sect. Longibrachiatum, в отличие от современных, где больше T. asperellum.

5. Представители секции Longibrachiatum можно рассматривать как одни из биоиндикаторных организмов в исследованных погребенных черноземных почвах.

6. Микробиологический мониторинг целесообразно использовать для оценки степени восстановленности почв археологических памятников и выявления изменения свойств микроорганизмов за определенный период времени.

Основные работы, опубликованные по теме диссертации:

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК:

  1. Тухбатова, Р.И. Микроорганизмы палеопочв Республики Татарстан / Р.И. Тухбатова, Д.И. Тазетдинова, Ф.К. Алимова, Л.В. Мельников // Ученые записки Казанского государственного университета. – 2008. –Т. 150, кн. 2. – С. 225-230.
  2. Тарасов Д. С. Применение принципов объектно-ориентированного программирования к описанию и классификации биологических объектов на примере грибов рода Trichoderma / Д. С. Тарасов, Р. И. Тухбатова, Н. И. Акберова, Ф. К. Алимова // Ученые записки Казанского государственного университета. – 2006. – Т. 148, кн. 3, - С. 133-154.

Статьи в других изданиях:

  1. Рафаилова, Э.А. Влияние активированной воды на микромицеты рода Trichoderma / Э.А. Рафаилова, Р.И. Тухбатова, Д.И. Тазетдинова, Ф.К.Алимова // Вода: химия и экология. – 2008. - №2. – С. 35-40.

Тезисы конференций:

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»