СРЕДСТВО ДЛЯ СТИМУЛЯЦИИ РОСТА И ЗАЩИТЫ КАРТОФЕЛЯ ОТ РИЗОКТОНИОЗА Российский патент 2024 года по МПК A01N63/23 C12N1/20 A01P3/00 A01P21/00 C12R1/07 

Изобретение относится к cредству для стимуляции роста и защиты картофеля от ризоктониоза на основе биомассы бактериального штамма Bacillus thuringiensis ssp. morrisoni КА9 ВКПМ -14326 и может быть использовано в области биотехнологии, микробиологии и сельского хозяйства.

По результатам генетического анализа (полногеномное секвенирование) штамм бактерий Bacillus thuringiensis ssp. morrisoni КА9 ВКПМ -14326 установлено, что данный штамм продуцирует уникальный набор токсинов и ферментов: InhA2; InhA1; Bmp1; Zwa6; Spp1Aa1; ChitinaseB; Spp1Aa2; Spp1Aa1; ChitinaseC; Vpa2Ba2; Vpb1Da1; Vpa2Bb4; Vpb1Ad1; Xpp37Aa1; Mpp23Aa1; Cry3Aa7; Mpp5Ab1; Vpa2Af2.

Известно изобретение «Инсектицидный препарат «Колорадо» против жесткокрылых насекомых и штамм бактерий Bacillus thuringiensis, используемый для получения инсектицидного препарата (патент RU2081583, A01N 63/00, опубл. 20.06.1997г.). В патенте описан штамм Bacillus thuringiensis var. tenebrionis, депонированный в ВКПМ под №В-6306, на основании которого создан жидкий биоинсектицид «Колорадо», содержащий в качестве действующего начала 5-эндотоксин, активный против колорадского жука, щавелевого листоеда, пьявицы красногрудой. Препарат содержит в своем составе глицерин, масло тридекан, углерод технический в качестве фотопротектора, в качестве ПАВ - Слан 60 и неонол, а также отдушку. Титр штамма ВКПМ №6306 при культивировании на дрожжеполисахаридной среде при 30°С через 48 ч составляет 3,4 млрд спор/мл, однако при этом иногда наблюдается спонтанный выход фага. Препарат рекомендуется применять против личинок 1-2 возраста. Недостатком «Колорадо» является сравнительно низкая эффективность, приводящая к высоким нормам расхода: 4-5 кг/га.

Известно изобретение «Штамм Bacillus thuringiensis - продуцент эндотоксина против жесткокрылых насекомых и способ его культивирования» (патент RU2108384, C12N1/20, опубл. 10.04.1998г.). В патенте описан штамм бактерий Bacillus thuringiensis 16931, который выделен из озимой совки и депонирован в ВКПМ под № В-6649. Показано, что этот штамм эффективен против жесткокрылых насекомых, в т.ч. против колорадского жука. При воздействии разведенной в 10 раз культуральной жидкости на личинок колорадского жука 1-2 возраста наблюдается их 100% гибель.

Известно изобретение «Штамм Bacillus thuringiensis var. thuringiensis №800/15 в качестве средства для получения энтомоцидного биопрепарата» (патент RU2514211, C12N1/20, опубл. 27.04.2014 г.). Штамм Bacillus thuringiensis var. thuringiensis №800/15 (BtH1 800/15) выделен из трупов личинок колорадского жука и депонирован в ВКСМ ГНУ ВНИСХМ под per. №611. В патенте описан пример получения препарата жидкой формы, созданного на основе штамма BtH1 800/15 (Битоксин), который обладает энтомоцидной активностью против - насекомых-фитофагов.

Известно изобретение «Штамм бактерий Bacillus thuringiensis, проявляющий фунгицидную активность, инсектицидную активность и подавляющий вирулентные свойства фитопатогенных бактерий Erwinia carotovora» по патенту (патент RU2347809, C12N1/20, опубл. 27.02.2009 г.). Штамм бактерий Bacillus thuringiensis получен путем аналитической селекции из материала, выделенного из природных образцов и депонирован под номером ВКПМ В-9790. Штамм обладает инсектицидной и фунгицидной активностью против личинок колорадского жука, большого мучного хрущака, щавелевого и калинового листоедов, а также способностью подавлять вирулентные свойства фитопатогенных бактерий Erwinia carotovora spp. carotovora.

Известно изобретение «Штамм Bacillus thuringiensis var. darmstadiensis №25 в качестве средства комплексного воздействия на вредных жесткокрылых насекомых и фитопатогенные грибы» (патент RU2514023, A01N63/00, опубл. 27.04.2014 г.). Штамм Bacillus thuringiensis Н10 №25 (BtH10 №25) выделен из трупов колорадского жука и депонирован в ГНУ ВНИИСХМ под per. номером RCAM 01490. В патенте приведен пример получения препарата на основе этого штамма (Бациколин), обладающего энтомоцидными свойствами против вредных жесткокрылых насекомых и антифунгальной активностью против фитопатогенных грибов.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является биопрепарат "Фитоспорин" жидкий для защиты растений от болезней (патент RU2129375, А01N63/00, опубл. 27.04.1999 г.) содержащий живые микробные клетки и споры бактерий Bacillus subtilis ВНИИСХМ 128 (26Д). Количество живых микробных клеток в 1 мл препарата составляет 15 - 25 млрд и он содержит антибиотические вещества с литической активностью 100 - 200 ЕД в 1 мл и стабилизатор биомассы - гуми 0,5 - 2%.

Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение ассортимента средств для стимуляции роста и защиты картофеля от ризоктониоза.

Указанный технический результат достигается созданием средства для стимуляции роста и защиты картофеля от ризоктониоза, характеризующегося тем, что оно содержит биомассу спорокристаллической смеси бактерий Bacillus thuringiensis ssp. morrisoni с титром не менее 2,7х10⁶ КОЕ/мл., включающую токсины и ферменты InhA2; InhA1; Bmp1; Zwa6; Spp1Aa1; ChitinaseB; Spp1Aa2; Spp1Aa1; ChitinaseC; Vpa2Ba2; Vpb1Da1; Vpa2Bb4; Vpb1Ad1; Xpp37Aa1; Mpp23Aa1; Cry3Aa7; Mpp5Ab1; Vpa2Af2, обладающие фунгицидным и ростостимулирующим действием.

Свойства штамма Bacillus thuringiensis ssp. morrisoni описаны в статье Горобей И.М., Калмыкова Г.В., Давыдова Н.В., Андреева И.В. "Штаммы Bacillus thuringiensis с ростостимулирующей и фунгицидной активностью"// Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2018. Т. 48. № 6. С. 5–12. DOI: 10.26898/0370-8799-2018-6-1). В публикации представлены результаты изучения ростостимулирующей и антифунгальной активности штамма Bacillus thuringiensis ssp. morrisoni. Выявлено положительное влияние изученного штамма на морфометрические показатели проростков ярового рапса и яровой пшеницы.

Пример реализации изобретения.

Использование штамма в способе предпосадочной обработки картофеля заключался в замачивании клубней на 1 часа в споро-кристаллической смеси бактерий Bacillus thuringiensis ssp. morrisoni в титре 2,7х10⁶ КОЕ/мл., включающую токсины и ферменты InhA2; InhA1; Bmp1; Zwa6; Spp1Aa1; ChitinaseB; Spp1Aa2; Spp1Aa1; ChitinaseC; Vpa2Ba2; Vpb1Da1; Vpa2Bb4; Vpb1Ad1; Xpp37Aa1; Mpp23Aa1; Cry3Aa7; Mpp5Ab1; Vpa2Af2, обладающие фунгицидным и ростостимулирующим действием.

Объектами исследований служили: среднеранний картофель сорта Тулеевский (оригинатор – ГНУ Кемеровский НИИСХ Россельхозакадемии), ризоктониоз картофеля Rhizoctonia solani J.G. Kuhn, штамм бактерий Bacillus thuringiensis ssp. morrisoni КА9 ВКПМ -14326). В качестве эталона применяли Фитоспорин-М, П (0,5 г на 1000 мл воды). Картофель высаживался рядами по 20 штук в повторности (3 повторности).

Таблица 1 – Влияние штамма Bacillus thuringiensis ssp. morrisoni КА9 ВКПМ -14326 на морфометрические показатели картофеля на сорте Тулеевский (*р <0.05 по сравнению с контрольным вариантом, однофакторный дисперсионный анализ)

Варианта опыта Недели учета Масса 1 растения, г Длина стеблей, см Длина корней, см Количество стеблей, шт. Общее количество столонов, шт. Контроль 4 104,7 13,7 16,3 4,0 18,7 6 259,7 34,0 16,3 4,3 19,7 10 1277,0 49,7 12,3 4,3 23,3 Фитоспорин-М 4 114,3 13,7 15,3 3,3 16,3 6 504,7* 40,7* 15,0 3,3 17,0 10 1123,7 49,7 19,7* 3,3 24,3 Bacillus thuringiensis ssp. morrisoni 4 120,7 12,7 16,0 4,0 16,3 6 461,0* 38,7 16,0 4,0 20,3 10 1298,0 55,3* 19,3* 4,0 20,3

Таблица 2 – Влияние Bacillus thuringiensis ssp. morrisoni КА9 ВКПМ -14326на показатели развития ризоктониоза (*р <0.05 по сравнению с контрольным вариантом, однофакторный дисперсионный анализ)

Варианта опыта Недели учета Распространенность болезни, % Биологическая эффективность, % Индекс развития Контроль 4 8,33 - 6,67 6 23,08 - 4,62 10 46,15 - 15,38 Фитоспорин-М 4 20,00 40,00 4,00 6 10,00 56,67 2,00* 10 88,89 - 26,67* Bacillus thuringiensis ssp. morrisoni 4 8,33 75,00 1,67* 6 8,33 63,89 1,67* 10 37,50 51,25 7,50*

Испытания проводились на фоне естественного распространения болезней в полевых условиях. Количество урожая оценивали по средним пробам с каждого варианта в каждой повторности.

Обработка клубней картофеля Bacillus thuringiensis ssp. morrisoni способствовала достоверному увеличению длинны стеблей и корней растений (табл. 1) (р <0.05 по сравнению с контрольным вариантом).

Таблица 3 – Влияние Bacillus thuringiensis ssp. morrisoni КА9 ВКПМ -14326на урожай картофеля (*р<0.05 по сравнению с контрольным вариантом, однофакторный дисперсионный анализ)

Вариант Урожайность, т/га Контроль 22,8 Фитоспорин-М 24,7 Bacillus thuringiensis ssp. morrisoni 32,1*

Применение средства для стимуляции роста и защиты картофеля от ризоктониоза на основе штамма Bacillus thuringiensis ssp. morrisoni позволило получить более качественный урожай по сравнению с контрольным вариантом. Распространенность ризоктониоза снижалась в 1,3 раза (табл. 2) (р <0.05 по сравнению с контрольным вариантом).

При использовании данного штамма урожайность увеличилась в 1,5 раза (табл. 3) (р<0.05 по сравнению с контрольным вариантом).

Биомасса бактерий Bacillus thuringiensis ssp. morrisoni (var. thuringiensis) в титре 2,7х10⁶ КОЕ/мл оказывает положительное влияние на почвенную микробиоту и способствует лучшему развитию растений картофеля.

Изобретение относится к области биотехнологии. Предложено средство для стимуляции роста и защиты картофеля от ризоктониоза. Средство содержит биомассу спорокристаллической смеси бактерий Bacillus thuringiensis ssp. morrisoni ВКПМ-14326 с титром не менее 2,7×10⁶ КОЕ/мл, включающую токсины и ферменты InhA2; InhA1; Bmp1; Zwa6; ChitinaseB; Spp1Aa2; Spp1Aa1; ChitinaseC; Vpa2Ba2; Vpb1Da1; Vpa2Bb4; Vpb1Ad1; Xpp37Aa1; Mpp23Aa1; Cry3Aa7; Mpp5Ab1; Vpa2Af2, обладающие фунгицидным и ростостимулирующим действием. Изобретение обеспечивает улучшение здоровья и рост картофеля, а также борьбу с ризоктониозом и может быть использовано в области биотехнологии, микробиологии и сельского хозяйства. 2 табл.

Средство для стимуляции роста и защиты картофеля от ризоктониоза, характеризующееся тем, что оно содержит биомассу спорокристаллической смеси бактерий Bacillus thuringiensis ssp. morrisoni ВКПМ-14326 с титром не менее 2,7×10⁶ КОЕ/мл, включающую токсины и ферменты InhA2; InhA1; Bmp1; Zwa6; ChitinaseB; Spp1Aa2; Spp1Aa1; ChitinaseC; Vpa2Ba2; Vpb1Da1; Vpa2Bb4; Vpb1Ad1; Xpp37Aa1; Mpp23Aa1; Cry3Aa7; Mpp5Ab1; Vpa2Af2, обладающие фунгицидным и ростостимулирующим действием.