ИССЛЕДОВАНИЕ  АДАПТИВНЫХ  РЕАКЦИЙ  БАКТЕРИИ  ENTEROBACTER   NIMIPRESSURALIS  32-3  К  СТРЕССОВОМУ  ДЕЙСТВИЮ  ПРОТРАВИТЕЛЕЙ  СЕМЯН

Баранская  Марина  Ивановна

канд.  с.-х.  наук,  научный  сотрудник, 

Отдел  сельскохозяйственной  микробиологии  ГБУ  РК  НИИСХ  Крыма, 

РФ,  г.  Симферополь

E -mail:  baranskaya@rambler.ru

STUDY  OF  ADAPTIVE  REACTIONS  OF  THE  BACTERIA  ENTEROBACTER  NIMIPRESSURALIS  32-3  TO  STRESSFUL  ACTION  OF  SEED  PROTECTANTS

Marina  Baranskaya

candidate  of  agricultural  sciences,  scientific  researcher, 

Department  of  agricultural  Microbiology  of  the  State  budget  institution  of  Republic  Crimea  "Research  Institute  for  Agriculture  of  Crimea", 

Russia ,  Simferopol

АННОТАЦИЯ

Проведены  исследования  по  количественному  определению  экзополисахаридов  в  культуральной  жидкости  бактерии  Enterobacter  nimipressuralis  32-3.  Показано,  что  в  суточной  культуре  синтезируется  22,8  мкг/л  ЭПС,  а  через  двое  суток  культивирования  их  количество  составило  уже  35,8  мкг/л.  Установлено  влияние  протравителей  семян  ячменя  ярового  на  рост  штамма  E.  nimipressuralis  32-3.

ABSTRACT

Research  for  the  quantitative  study  of  exopolysaсharides  in  the  culture  fluid  bacteria  Enterobacter  nimipressuralis  32-3  have  been  carried  out.  It  was  shown  that  a  daily  culture  synthesized  22.8  g  /l  EPS,  and  after  two  days  of  cultivation  the  quantity  was  35.8  g  /  L.  It  was  established  the  influence  of  the  seed  disinfectants  of  spring  barley  on  the  growth  of  E.  nimipressuralis  32-3.

Ключевые  слова:   экзополисахариды  бактерий;  Enterobacter  nimipressuralis  32-3;  протравители  семян. 

Keywords:  exopolysaccharides  bacteria;  Enterobacter  nimipressuralis  32-3;  seed  disinfectants.

Экзополисахариды  бактерий  (ЭПС)  —  это  высокомолекулярные  экзогенные  продукты  метаболизма  микроорганизмов. 

Бактериальные  экзополисахариды  —  это  биологически  активные  вещества,  которые  обладают  антивирусным  и  бактерицидным  действием  [2,  с.  623—629],  они  усиливают  лекарственное  действие  антибиотиков  путем  стимуляции  факторов  неспецифического  иммунитета  макроорганизмов,  имеют  свойства  посредников  при  взаимодействии  бактерий-продуцентов  экзополисахаридов  с  другими  макро-  и  микроорганизмами.  Кроме  того,  экспериментально  установлено,  что  ризобиальные  полисахариды  влияют  на  количество  образовавшихся  клубеньков  на  корнях  бобовых  растений,  их  азотфиксирующую  активность,  то  есть  играют  полифункциональную  роль  в  формировании  бобово-ризобиального  симбиоза  [4,  с.  205—210].  В  наше  время  бактериальные  экзополисахариды,  благодаря  своим  свойствам,  широко  используются  во  многих  отраслях  промышленности:  текстильной,  пищевой,  фармацевтической,  химической,  нефтедобывающей  и  др.,  а  также  в  медицине  и  сельском  хозяйстве. 

Учитывая  чрезвычайно  широкий  спектр  действия  экзополисахаридов  и  их  влияние  на  адаптивные  характеристики  организмов,  целесообразно  было  провести  исследования  относительно  способности  бактерии  E.  nimipressuralis  32-3,  которая  является  биоагентом  препарата  Фосфоэнтерин,  к  синтезу  этих  соединений. 

Материалы  и  методы .  Количественное  определение  экзополисахаридов  в  культуральной  жидкости  бактерии  E.  nimipressuralis  32-3  проводили  фенольно-серным  методом  [1,  с.  237;  3,  с.  67].  Для  этого  штамм  E  nimipressuralis  32-3  выращивали  на  среде  МПА  в  течение  одних  или  двух  суток.  Затем  биомассу  культуры  смывали  физиологическим  раствором,  центрифугировали  в  течение  20  минут  при  6000  об/мин.  и  последовательно  осуществляли  операции  согласно  вышеуказанной  методики. 

Определение  резистентности  клеток  E.  nimipressuralis  32-3  к  современным  протравителям,  которые  используют  для  обработки  семян  ячменя  ярового  в  технологиях  выращивания  культуры  (поскольку  Фосфоэнтерин  используют  для  предпосевной  бактеризации  семян  злаковых  культур),  проводили  методом  лунок  на  агаризованной  мясо-пептоннй  среде  [7,  с.  296].  В  опытах  использовали  три  протравителя  семян:  Витавакс  200ФФ  в.с.к.,  Ламардор  FS  400  т.к.с,  Раксил  Экстра  т.к.с.

Для  определения  влияния  протравителей  семян  на  рост  E.  nimipressuralis  32-3  в  условиях  глубинного  культивирования,  штамм  выращивали  на  жидкой  глюкозо-аспарагиновой  среде  в  течение  суток  при  температуре  30  ⁰С  на  качалках  (230  об/мин).  Затем  определяли  титр  культуры  путем  высева  на  МПА. 

Результаты  и  их  обсуждение .  Как  свидетельствуют  данные,  штамм  E.  nimipressuralis  32-3  в  процессе  жизнедеятельности  продуцирует  вещества,  которые  принадлежат  к  экзополисахаридам. 

Количественное  определение  экзополисахаридов  (ЭПС)  при  культивировании  штамма  E.  nimipressuralis  32-3  на  среде  МПА  показало,  что  в  суточной  культуре  синтезируется  22,8  мкг/л  экзополисахаридов.  Через  двое  суток  культивирования  их  количество  звеличилось  на  13  мкг/л  и  составило  уже  35,8  мкг/л.  Поскольку  технология  производствая  биопрепарата  Фосфоэнтерин  предполагает  культивирование  E.  nimipressuralis  32-3  в  жидкой  среде  в  течение  двух  суток,  дальнейшее  определение  количества  ЭПС  на  наш  взгляд  нецелесообразно.

Из  литературы  известно,  что  ЭПС  образуют  на  поверхности  бактерии  плотный  слой,  который  защищает  бактерии  от  действия  стрессовых  факторов:  от  высоких  и  низких  значений  рН,  повышенной  температуры,  высушивания,  замораживания,  от  дейстивия  детергентов  и  тяжелых  металлов  [5,  с.  335—340;  6,  с.  341—346]. 

Учитывая  вышесказанное,  целесообразно  было  исследовать  резистентность  клеток  E.  nimipressuralis  32-3  к  современным  протравителям  семян,  в  частности  тем,  которые  используют  в  технологи  выращивания  ячменя  ярового  (Витавакс  200  ФФ,  Ламардор  FS  400,  Раксил  Экстра). 

Как  показали  полученные  результаты,  виявлена  резистентность  клеток  E  .пimipressuralis  32-3  к  фунгициду  Ламардор  FS  400  (рис.  1).  Около  лунки,  в  которую  вносили  протравитель,  не  отмечено  зоны  угнетения  роста  бактерии:  наоборот,  наблюдается  рост  E.  пimipressuralis  32-3  в  виде  сполошного  газона.

Рисунок  1.  Влияние  фунгицида  Ламардор  FS  400  на  рост  бактерии  E.  nimipressuralis  32-3.

В  наших  опытах  подобные  результаты  получены  и  при  применении  остальных  протравителей  семян:  Раксил  Экстра  и  Витавакс  200  ФФ. 

Итак,  проведеные  нами  исследования  свидетельствуют  о  том,  что  химические  протравители  семян  (Витавакс  200  ФФ,  Ламардор  FS  400,  Раксил  Экстра)  в  рекомендованных  для  производства  концентрациях,  не  выявили  видимого  угнетения  роста  бактерии  E.  nimipressuralis  32-3  в  условиях  лабораторных  опытов.

Однако,  в  условиях  глубинного  культивирования  действие  протравителей  на  жизнедеятельность  клеток  E.  nimipressuralis  32-3  более  четко  дифференцирована.  Так,  добавление  Витавакса  200  ФФ  в  питательную  среду  снижало  титр  жизнеспособных  клеток  в  суточной  культуре  E.  nimipressuralis  32-3  на  21  %:  с  0,65  млрд.  КОЕ/1мл  в  контроле  —  до  0,51  млрд.  КОЕ/1мл  (рис.  2). 

Рисунок  2.  Влияние  фунгицидов  на  титр  суточной  культуры  Е.  nimipressuralis   32-3

Подобные  результаты  получены  и  при  исследовании  влияния  протравителей  Раксил  Экстра  и  Ламардор  FS  400  на  жизнеспособность  клеток  E.  nimipressuralis  32-3:  добавление  их  в  питательную  среду  так  же  проявляло  бактериостатическое  действие.  Так,  Раксил  Экстра  снижал  титр  жизнеспособных  клеток  до  0,59  млрд.  КОЕ/1мл  —  против  0,65  млрд.  КОЕ/1мл  в  контроле.  По  нашим  данным  Ламардор  FS  400  оказывал  наиболее  угнетающее  действие  на  титр  суточной  культури:  он  снижался  до  0,49  млрд.  КУО/1мл  (25  %  к  контролю). 

Итак,  проведенные  исследования  свидетельствуют  о  том,  что  бактерия  E.  nimipressuralis  32-3  обладает  способностью  к  синтезу  ЭПС,  которые  могут  влиять  на  адаптивные  реакции  штамма.  Было  установлено  влияние  рекомендованных  в  производстве  доз  фунгицидов  (Витавакс  200  ФФ,  Ламардор  FS  400,  Раксил  Экстра)  на  рост  и  жизнеспособность  клеток  E.  nimipressuralis  32-3.  Полученные  результаты  представляют  перспективу  для  дальнейших  исследований  по  изучению  устойчивости  клеток  E.  nimipressuralis  32-3  к  протравителям.

Список  литературы:

1. Варбанец  Л.Д.,  Здоровенко  Г.М.,  Книрель  Ю.А.  Методы  исследования  эндотоксинов  —  К.:  Наукова  думка,  2006.  —  237  с. 
2. Егоренкова  И.В.,  Трегубова  К.В.,  Матора  Л.Ю.,  Бурыгин  Г.Л.,  Игнатов  В.В.  Состав  и  иммунохимическая  характеристика  экзополисахаридов  ризобактерий  Paenibacillus  polimyxa  1465  //  Микробиология.  —  2008.  —  №  5,  —  Т.  77.  —  С.  623—629.
3. Захарова  И.М,  Косенко  Л.В.  Методы  изучения  микробных  полисахаридов  —  Киев:  Наукова  думка,  1982.  —  67  с.
4. Косенко  Л.В.,  Антипчук  А.Ф.,  Рангелова  В.Н.  Влияние  экзополисахаридов  Rhizobium  leguminosarum  bv.  viceae  на  формирование  и  эффективность  симбиоза  растения  гороха  с  гомологичными  клубеньковыми  бактериями  //  Микробиология.  —  1995.  —  №  2,  —  Т.  64.  —  С.  205—210.
5. Пирог  Т.П.,  Гринберг  Т.А.,  Малашенко  Ю.Р.  Защитные  функции  экзополисахаридов,  синтезируемых  бактериями  Acinetobacter  sp.  //  Микробиология.  —  1997.  —  №  3,  —  Т.  66.  —  С.  335—340.
6.  Пирог  Т.П.  Роль  экзополисахаридов  Acinetobacter  sp.  В  защите  клеток  продуцента  от  действия  тяжёлых  токсичних  металлов  //  Микробиология.  —  1997.  —  №  3,  —  Т.  66.  —  С.  341—346.
7. Сэги  Й.  Методы  почвенной  микробиологии  /  Пер.  с  венг.  И.Ф.  Куренного;  ;  [под  ред.  и  предисл.  Г.С.  Муромцева].  М.:  Колос,  1983.  —  296  с.