ШТАММ БАКТЕРИЙ Burkholderia vietnamiensis ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЙНОСТИ МОГАРА Российский патент 2023 года по МПК C12N1/20 C12R1/01 

Изобретение относится к сельскохозяйственной биотехнологии, касается получения нового штамма бактерий для повышения урожайности могара.

Могар или просо итальянское (Setaria italica L.) - устойчивая к болезням и вредителям, засухоустойчивая, теплолюбивая кормовая сельскохозяйственная культура. Зеленая масса могара подходит для производства сена, травяной муки, силоса, а зерно - комбинированных кормов для животных. В отличие от других видов проса, могар можно выращивать в более прохладных и засушливых условиях [Nadeem F., Ahmad Z., Ul Hassan M., Wang R., Diao X., Li X. Adaptation of foxtail millet (Setaria italica L.) to abiotic stresses: a special perspective of responses to nitrogen and phosphate limitations // Frontiers in Plant Science. 2020. V. 11. Article 187]. Степные районы Российской Федерации входят с число регионов, где могар активно возделывается. В последние годы интерес к этой культуре увеличивается в связи с наметившимися тенденциями в изменении климата, заключающимися в увеличении частоты жарких засушливых периодов.

Использованию биологических факторов повышения продуктивности кормовых трав, которые дают стабильные урожаи, рано и быстро отрастают, должно уделяться особое внимание [Da Silva S. C., Sbrissia A.F., Pereira L.E.T. Ecophysiology of C4 forage grasses understanding plant growth for ptimising their use and management // Agriculture. 2015. V. 5(3). P. 598-625].

Применение бактерий позволяет уменьшить стрессовое воздействие окружающей среды на растения и повысить их урожайность. Бактериальная обработка кормовых растений не требует сложного оборудования и дает положительный эффект [Косолапов В.М., Трофимов И.А., Трофимова Л.С., Яковлева Е.П. Рациональное природопользование и кормопроизводство в сельском хозяйстве России. М.: РАН. 2018. 132 с.].

Известны штамм Arthrobacter mysorens 7 № 164 для изготовления бактериального удобрения, повышающего урожайность злаковых кормовых трав [Авторское свидетельство SU №1083531, опубл. 23.01.85], штаммы Azotobacter chroococcum 5V(e) [Патент РФ №2464308 опубл. 20.10.2012] и Pseudomonas brassicacearum 26W(b) [Патент РФ №2453596 опубл. 20.06.2012] для получения бактериального удобрения под зерновые, овощные и кормовые культуры. Недостатком указанных бактерий является неспособность использования для увеличения урожайности могара.

Целью изобретения является получение штамма бактерий, способного к повышению урожайности могара, расширение области применения биотехнологий для сельского хозяйства.

Цели достигают применением бактерий Burkholderia vietnamiensis 8CH.

Штамм выделен из образца ризосферного слоя антропогенно загрязненной почвы, отобранного в Усинском районе Республики Коми (Россия).

Полученный штамм депонирован во Всероссийскую коллекцию микроорганизмов Федерального государственного бюджетного учреждения науки Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина Российской академии наук под регистрационными номерами ВКМ b-3665d и характеризуется следующими признаками.

Характеристика штамма Burkholderia vietnamiensis 8CH (ВКМ b-3665d).

Клетки длиной от 0,8 до 2 мкм и шириной от 0,3 до 0,8 мкм, подвижные. Грамотрицательные. Не спорообразующие. Колонии на питательном агаре не пигментированы, на среде King B колонии не продуцируют флуоресцентный пигмент. Растут при температуре от 20 до 41°С. Аэробы, вырабатывают оксидазу, каталазу, β-галактозидазу и желатиназу. Восстанавливают нитраты до нитритов и не продуцирует уреазу, индол и аргининдигидролазу. Фиксируют атмосферный азот. В качестве резервного вещества используют полиоксибутират.

Синтезируют индолилуксусную кислоту в количестве 475 нг/мл.

Сравнительный анализ нуклеотидной последовательности гена кодирующего 16S рРНК с известными структурами из GenBank (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank) позволяет с высокой долей вероятности утверждать, что микроорганизм относится к виду Burkholderia vietnamiensis (обнаружено 100% сходства с типовым штаммом вида Burkholderia vietnamiensis LMG 10929(T)).

Рекомендуемые среда и условия культивирования:

Состав питательной среды мясо-пептонный бульое (МПБ), г/л: пептон ферментативный - 15,0; дрожжевой экстракт - 5,0; хлорид натрия - 5,0; вода водопроводная до 1000 мл.

Культивирование проводят при температуре 28-30°С, в аэробных условиях. Время культивирования - 72 ч.

Штамм хранится лиофильно в ампулах. В холодильнике штамм хранится на скошенном агаре (МПА); пересев осуществляется один раз в два месяца.

Штамм бактерий Burkholderia vietnamiensis 8CH выращивают на среде МПБ рН 7,0-7,2 в течение 3 суток при 28°С в условиях аэрации до достижения титра микроорганизмов в культуральной жидкости величины не менее 10⁹ КОЕ/мл.

Предлагаемое изобретение поясняется следующим примером применения штамма Burkholderia vietnamiensis 8CH (ВКМ b-3665d) для повышения урожайности могара (Setaria italica L.).

Эффективность штамма оценивали в полевых опытах на опытных полях кормовых трав БашНИИСХ (Уфимский р-н Республики Башкортостан). Обработку проводили однократно в первой половине вегетации опрыскиванием бактериальной суспензией штамма Burkholderia vietnamiensis 8CH (ВКМ b-3665d) (1 л/га с титром 10⁹ КОЕ/мл в 200 л/га рабочего раствора). По завершении вегетационного периода продуктивность оценивали по урожаю зеленой массы и семян (Табл.) в сравнении с растениями, не обработанными суспензией штамма Burkholderia vietnamiensis 8CH (ВКМ b-3665d). Прибавка массы семян и зеленой массы составила соответственно 22,2% и 24,2%.

Предлагаемое изобретение удовлетворяет критериям новизны, так как среди известных микроорганизмов не обнаружено штаммов бактерий, которым присущи признаки, идентичные всем признакам, перечисленным в формуле изобретения, включая характеристику назначения.

Заявляемый штамм имеет изобретательский уровень, поскольку не выявлены микроорганизмы, характеризующиеся одинаковой способностью в повышении урожайности могара.

Таким образом, выделен новый штамм бактерий Burkholderia vietnamiensis 8CH, который может быть использован для повышения урожайности могара и служить основой для получения биопрепаратов сельскохозяйственного назначения.

Таблица Влияние Burkholderia vietnamiensis 8CH на урожай могара Вариант Урожай, ц/га Зелёная масса Семена С обработкой
Burkholderia vietnamiensis 8CH 266±3 18,9±0,3 Без обработки - контроль 218±2 15,2±0,2

Изобретение относится к биотехнологии и сельскохозяйственной микробиологии, может быть использовано в сельском хозяйстве. Получен новый штамм бактерий Burkholderia vietnamiensis 8CH, повышающий урожайность могара. Штамм депонирован во Всероссийской коллекции микроорганизмов Института биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина Российской академии наук (ИБФМ РАН) под регистрационным номером b-3665d. Изобретение позволяет повысить урожайность могара по семенам и зеленой массе не менее чем на 22%. 1 табл.

Штамм бактерий Burkholderia vietnamiensis ВКМ b-3665d для повышения урожайности могара.