Первичный скрининг бактерий, обладающих фунгицидной активностью к возбудителю пирикуляриоза риса Magnaporthe oryzae

Проанализирована фунгицидная активность 300 бактериальных штаммов в отношении гриба Magnaporthe oryzae Couch 2002 – возбудителя пирикуляриоза риса. Штаммы бактерий были выделены из различных природных источников на территории России в 2010–2020 гг. Антагонистическую активность оценивали в условиях in vitro в чашках Петри методом двойных культур на морковном агаре при совместном культивировании при 28 °C. Высокую степень антагонизма (более 65 % ингибирования) проявили 34 штамма, среднюю (50…65 %) – 121 штамм. Ингибирование M. oryzae на уровне более 70 % продемонстрировали штаммы BZR 597, BZR 656, BZR 670, BZR 698, BZR 774, выделенные из ризосферы пшеницы, и штамм BZR 179, выделенный из филлосферы рапса. Штаммы Bacillus velezensis BZR 336g и BZR 517 – перспективные биоконтрольные агенты, обладающие фунгицидной активностью ко многим фитопатогенам, ингибировали рост возбудителя пирикуляриоза на 65,6 % и 64,7 % соответственно. Помимо прямого антагонизма большинство высокоэффективных штаммов проявляли высокую подвижность, что можно считать косвенным признаком ингибирования патогена. При ингибировании M. oryzae также происходила меланизация мицелия. Результаты молекулярно-генетической идентификации по гену 16S рРНК показали, что высокоэффективные штаммы бактерий относятся к роду Bacillus, включая B. subtilis, B. velezensis и B. mojavensis.

1. The potential of Streptomyces as biocontrol agents against the rice blast fungus, Magnaporthe oryzae (Pyricularia oryzae) / J. W.-F. Law, H.-L. Ser, T. M. Khan, et al. // Front. Microbiol. 2017. Vol. 8. Article 3. URL: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2017.00003/full (дата обращения: 18.06.2023). doi: 10.3389/fmicb.2017.00003.

2. Raaijmakers J. M., Vlami M., de Souza J. T. Antibiotic production by bacterial biocontrol agents // Antonie Van Leeuwenhoek. 2002. Vol. 81. No. 1-4. P. 537–547. doi: 10.1023/a:1020501420831.

3. Isolation, purification and characterization of an antifungal molecule produced by Bacillus licheniformis BC98, and its effect on phytopathogen Magnaporthe grisea / S. R. Tendulkar, Y. K. Saikumari, V. Patel, et al. // Journal of Applied Microbiology. 2007. Vol. 103. P. 2331–2339. doi: 10.1111/j.1365-2672.2007.03501.x.

4. Identification and bio-control activity of Streptomyces strain (Koyanogensis) against Magnaporthe grisea / A. Taswar, L. He, S. Yu, et al. // Biotechnology & Biotechnological Equipment. 2021. Vol. 35. No. 1. P. 1891–1898. doi: 10.1080/13102818.2022.2026816.

5. An assessment system for screening effective bacteria as biological control agents against Magnaporthe grisea on rice / D. P. Tokpah, H. Li, L. Wang, et al. // Biological Control. 2016. Vol. 103. P. 21–29. doi: 10.1016/j.biocontrol.2016.07.009.

6. Bacillus cyclic lipopeptides Iturin and Fengycin control rice blast caused by Pyricularia oryzae in potting and acid sulfate soils by direct antagonism and induced systemic resistance / V. B. Lam, T. Meyer, A. A. Arias, et al. // Microorganisms. 2021. Vol. 9. Article 1441. URL: https://www.mdpi.com/2076-2607/9/7/1441 (дата обращения: 17.06.2023). doi: 10.3390/microorganisms9071441.

7. Cell wall integrity in Magnaporthe oryzae is weakened by proteins secreted by Bacillus licheniformis BL06 / X. Liu, T. Bao, L. Zheng, et al. // Biological Control. 2021. Vol. 157. Article 104582. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1049964421000529 (дата обращения: 03.07.2023). doi: 10.1016/j.biocontrol.2021.104582.

8. Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов по состоянию на 11 июля 2023 г. Москва, 2023. 889 с. URL: https://mcx.gov.ru/ministry/departments/departament-rastenievodstva-mekhanizatsii-khimizatsii-i-zashchity-rasteniy/industryinformation/info-arkhiv/ (дата обращения: 05.07.2023).

9. Бактерии-антагонисты фитопатогенов из Биоресурсной коллекции «Государственная коллекция энтомоакарифагов и микроорганизмов» ФГБНУ ФНЦБЗР / А. М. Асатурова, Н. А. Жевнова, В. М. Дубяга и др. // Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2022622985 от 21.11.2022.

10. Shrivastava P., Kumar R., Yandigeri M. S. In vitro biocontrol activity of halotolerant Streptomyces aureofaciens K20: A potent antagonist against Macrophomina phaseolina (Tassi) Goid // Saudi J Biol Sci. 2017. Vol. 24. No. 1. P. 192–199. doi: 10.1016/j.sjbs.2015.12.004.

11. Montealegre J. R. Selection of bioantagonistic bacteria to be used in biological control of Rhizoctonia solani in tomato // Elec. J. Biotechnol. 2003. Vol. 6. No. 2. P. 116–127.

12. Biodiversity of Pyricularia oryzae Cav. in rice-growing regions of the south of Russia using PCR method / E. V. Dubina, A. V. Alabushev, P. I. Kostylev, et al. // Physiol Mol Biol Plants. 2020. Vol. 26. No. 2. P. 289–303. doi: 10.1007/s12298-019-00737-6.

13. Henson J. M., Butler M. J., Day A. W. The dark side of the mycelium: Melanins of phytopathogenic fungi // Annu Rev Phytopathol. 1999. Vol. 37. P. 447–471.

14. Evaluation of Bacillus velezensis biocontrol potential against Fusarium fungi on winter wheat / A. M. Asaturova, N. A. Zhevnova, N. S. Tomashevich, et al. // Agronomy. 2022. Vol. 12. Article 1956. URL: https://www.mdpi.com/2073-4395/12/8/1956 (дата обращения: 22.06.2023). doi: 10.3390/agronomy12081956.

15. Efficacy of new local bacterial agents against Pyrenophora tritici-repentis in Kuban region, Russia / A. Asaturova, N. Zhevnova, N. Tomashevich, et al. // Agronomy. 2022. Vol. 12. Article 373. URL: https://www.mdpi.com/2073-4395/12/2/373 (дата обращения: 22.06.2023). doi: 10.3390/agronomy12020373.

16. Biological control of important fungal diseases of potato and raspberry by two Bacillus velezensis strains / A. Asaturova, M. Shternshis, V. Tsvetkova, et al. // PeerJ. 2021. Vol. 9. Article e11578. URL: https://peerj.com/articles/11578/ (дата обращения: 11.06.2023). doi: 10.7717/peerj.11578.

17. Promising Bacillus subtilis strains BZR 336g and BZR 517 for biocontrol of blackcurrant against Septoria leaf spot under unfavorable climate conditions / M. Shternshis, A. Asaturova, T. Shpatova, et al. // J Plant Pathol. 2021. Vol. 103. P. 295–298. doi: 10.1007/s42161-020-00660-w.

18. Bacteria as biological control agents of plant diseases / A. Bonaterra, E. Badosa, N. Daranas, et al. // Microorganisms. 2022. Vol. 10. Article 1759. URL: https://www.mdpi.com/2076-2607/10/9/1759 (дата обращения: 11.06.2023). doi: 10.3390/microorganisms10091759.

19. Characterization and survival of broad-spectrum biocontrol agents against phytopathogenic fungi / S. Azeem, S. Agha, N. Jamil, et al. // Revista Argentina de Microbiologia. 2022. Vol. 54. No. 3. P. 233–242. doi: 10.1016/j.ram.2021.10.005.

20. Biocontrol screening of endophytes: Applications and limitations / N. Kashyap, S. K. Singh, N. Yadav, et al. // Plants. 2023. Vol. 12. Article 2480. URL: https://www.mdpi.com/2223-7747/12/13/2480 (дата обращения: 30.06.2023). doi: 10.3390/plants12132480.