ШТАММ Penicillium chrysogenum GR160323, ОБЛАДАЮЩИЙ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ КАК БИОДОБАВКА В УДОБРЕНИЯ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЙНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР, РЕКОМЕНДОВАННЫЙ В КАЧЕСТВЕ ДЕСТРУКТОРА ПОСЛЕУБОРОЧНЫХ ОВОЩНЫХ РАСТИТЕЛЬНЫХ ОСТАТКОВ НА ПОЛЯХ Российский патент 2025 года по МПК C12N1/20 C12R1/38 

Изобретение относится к микробиологической промышленности, в частности к культуре рода PeniciIlium вида PeniciIlium chrysogenum для получения нового штамма Penicillium chrysogenum, который обладает многофункциональными свойствами и может быть использован как биодобавка в удобрения для повышения урожайности сельскохозяйственных культур и рекомендованный в качестве деструктора послеуборочных овощных растительных остатков на полях.

Известен, принятый в качестве ближайшего аналога, штамм Penicillium sp.ПБТ-2, выделенный из образцов дерново-подзолистой почвы, смешанной с соломой зерновых, обладающий полифункциональными свойствами и способствующий повышению продуктивности агроэкосистемы, участвуя в процессах трансформации органических остатков природного происхождения, депонирован в Ведомственной Коллекции Полезных Микроорганизмов Сельскохозяйственного Назначения Россельхозакадемии (RCAM) (ГНУ ВНИИСХМ) под регистрационным номером RCAM 01017. Температура для роста и размножения штамма 25-30°С.

Технический результат заявленного изобретения заключается в получении нового штамма Penicillium chrysogenum, который обладает многофункциональными свойствами, может быть использован как биодобавка в удобрения для повышения урожайности сельскохозяйственных культур и рекомендован в качестве деструктора лиственных растительных остатков на полях.

Положительный эффект заявленного изобретения заключается в повышении устойчивости культуры рода Penicillium к критическим температурам, как низким минусовым, так и высоким плюсовым.

В основу изобретения поставлена задача расширения многообразия культуры грибов рода Penicillium вида Penicillium chrysogenum для восстановления плодородия почв и повышения продуктивности агрокультур при применении его как биодобавки в составе сельскохозяйственных удобрений, в том числе и биоудобрений для повышения урожайности сельскохозяйственных культур, и рекомендованный в качестве деструктора послеуборочных овощных растительных остатков на полях.

Согласно изобретению, поставленная задача решена тем, что в результате многоступенчатого селекционного отбора из штамма Penicillium chrysogenum, выделенного из хвойной подстилки хвойного леса в окрестностях г. Севастополя, в результате многоступенчатого селекционного отбора получен штамм Penicillium chrysogenum GR160323, обладающий многофункциональными свойствами, используемый как биодобавка в удобрения для повышения урожайности сельскохозяйственных культур, депонированный Всероссийской коллекцией микроорганизмов Института биохимии и физиологии микроорганизмов имени Г.Е. Скрябина Российской академии наук (ВКМ ИБФМ РАН) под регистрационным номером ВКМ F-4934D и рекомендованный для использования как деструктор послеуборочных овощных растительных остатков на полях.

После сбора урожая овощных культур на полях остаются послеуборочные растительные остатки (листья, стебли, овощи, корнеплоды), являющиеся кладезью полезных веществ, включающих следующие соединения:

- Растительные белки, построенные из 20 аминокислот и двух амидов. Особое значение имеет содержание в белках растений так называемых незаменимых аминокислот (валина, лейцина и изолейцина, треонина, метионина, гистидина, лизина, триптофана и фенилаланина), которые не могут синтезироваться в организме человека и животных. Эти аминокислоты люди и животные получают только с растительными пищевыми продуктами и кормами.

- Углеводы в растениях, представленные сахарами (моносахарами и олигосахаридами, содержащими 2-3 остатка моносахаров) и полисахаридами (крахмалом, клетчаткой, пектиновыми веществами). Сахара содержатся в небольших количествах во всех сельскохозяйственных растениях, а в корнеплодах и отдельных органах овощных культур, плодах винограда, ягодах и фруктах могут накапливаться в качестве запасных веществ. Преобладающими моносахаридами в большинстве растений являются глюкоза и фруктоза, а олигосахаридами - дисахарид сахароза. Сахароза - дисахарид, построенный из глюкозы и фруктозы. Сахароза является основным запасным углеводом в корнях сахарной свеклы (14-22%) и в соке стеблей сахарного тростника (11-25%). Крахмал в небольших количествах содержится во всех зеленых органах растений, но в качестве основного запасного углевода накапливается в клубнях, луковицах и семенах. В клубнях картофеля ранних сортов содержание крахмала 10-14%, средне- и позднеспелых - 16-22%. Клетчатка, или целлюлоза – основной компонент клеточных стенок (в растениях она связана с лигнином, пектиновыми веществами и другими соединениями). Клетчатка – высокомолекулярный полисахарид из неразветвленной цепи глюкозных остатков. Ее усвояемость значительно хуже, чем крахмала, хотя при полном гидролизе клетчатки образуется также глюкоза. Пектиновые вещества - высокомолекулярные полисахариды, содержащиеся в плодах, корнеплодах и растительных волокнах. В волокнистых растениях они скрепляют между собой отдельные пучки волокон.

- Жиры и жироподобные вещества (липиды) являются структурными компонентами цитоплазмы растительных клеток, а у масличных культур выполняют роль запасных соединений. Они выполняют в растительных клетках важные функции, в том числе по регуляции проницаемости мембран. Семена масличных культур и сои используют для получения растительных жиров, называемых маслами. По химическому строению жиры - смесь сложных эфиров трехатомного спирта глицерина и высокомолекулярных жирных кислот. В растительных жирах ненасыщенные кислоты представлены олеиновой, линолевой и линоленовой кислотами, а насыщенные - пальмитиновой и стеариновой кислотами. К липидам относятся также фосфатиды, воски, каротиноиды, стеарины и жирорастворимые витамины A, D, Е и К.

При сжигании растительного материала органогенные элементы улетучиваются в виде газообразных соединений и паров воды, а в золе остаются преимущественно в виде окислов многочисленные «зольные» элементы, на долю которых приходится в среднем всего около 5% массы сухого вещества.

Для улучшения плодородности почвы, повышения урожайности, избавления от послеуборочных растительных остатков (листья, стебли, овощи, корнеплоды) осуществляют утилизацию послеуборочных остатков заделкой растительных остатков на полях в почву. От тщательности осенней обработки почвы, особенно под овощные культуры, зависит урожай будущего года. Основой системы является зяблевая, или осенняя, перекопка (вспашка), которую производят после уборки урожая на всю глубину гумусового слоя, не разбивая комья, за счет чего на поверхности оказываются личинки и куколки вредных насекомых, которые зимой вымерзают. Нижняя часть перевернутого пласта служит хорошей питательной средой для корней, обогащается кислородом, а верхняя часть, положенная на дно борозды, обогащается питательными веществами. В дальнейшем земля от мороза лучше разрыхляется и насыщается воздухом и влагой. При этом используют биологические препараты - деструкторы послеуборочных овощных растительных остатков на полях. Их предназначение - ускорить процесс разложения пожнивных остатков, сделать из них удобрение для будущего урожая, повысить содержание в почве питательных веществ, подавить патогены, вредителей. Применение таких препаратов позволит сохранить в почве баланс полезных и вредных элементов, предотвратить в будущем развитие болезней. Это относится в первую очередь к почвенным патогенам, которые чаще всего вызывают прикорневые и корневые гнили. Такие патогены проникают на поверхность почвы и вызывают болезни стеблей и листьев. Микроорганизмы рода Penicillium вида Penicillium chrysogenum в составе удобрений позволят повысить процесс деструкции послеуборочных овощных растительных остатков на полях, сохранить биологический баланс почвы, поддержать здоровье почвы и растений, тем самым повысить урожайность сельскохозяйственных культур. Преимущества предлагаемого штамма связаны с его хорошими антисептическими свойствами, не дающими болезнетворным организмам активно развиваться в почве. Видовое название штамма Penicillium chrysogenum Thorn.

Культурально-морфологические, физиолого-биохимические особенности культуры Penicillium chrysogenum - гриб представляет мицелию мицелий. Гифы раздельные, что характерно для аскомикоты.

При культивировании на среде Чапека, 25°С, 7 суток: колонии диаметром 2.5-2.8 см (до 3,5-4 см через 14 суток), плоские, приподнятые в центре, поверхность бархатистая; краевая зона слабоволнистая, с хорошо выраженным субстратным гиалиновым и надсубстратным белым до желтоватого мицелием шириной до 2 мм; мицелий центральной части от кремового до бледно-желтого; спороношение обильное, светлых оттенков от кремово-песочного до зеленовато-голубого, темнеет с возрастом до оливкового и пастельно-зеленого; оборот прозрачный, бесцветный или бледно-желтого оттенка; бледно-желтый пигмент может продуцироваться; эксудат прозрачный или желтоватый.

При культивировании на среде Чапека, 37°С, 7 суток: роста нет. При культивировании на среде Чапека, 5°С, 7 суток: формируются микроколонии; При культивировании на среде Чапека, 5°С, 14 суток - колонии диаметром 3 мм, спороношение присутствует.

При культивировании на среде Чапека с дрожжевым экстрактом (CYA), 25°С, 7 суток: колонии диаметром 4,0-4,4 см, плоские, бархатистые, слабо выраженная выпуклость в центре, с намеченной радиальной складчатостью; краевая зона ровная, с выраженной зоной мицелия до 1,5-2,5 мм шириной, мицелий белый с кремовым или бледно-золотистым оттенком; спороношение обильное, зеленых тонов, в центре с оливковым оттенком; оборот от бесцветного до светло-коричневого; наличие эксудата от прозрачного до светло-желтого.

При культивировании на мальт-экстракт агаре, 25°С, 7 суток: колонии диаметром 3 см, плоские, ровные, немного приподнятые в центре; краевая зона фестончато-волнистая, с хорошо выраженным субстратным и надсубстратным мицелием; мицелий белый в краевой зоне; спороношение обильное, зеленое с интенсивным голубым тоном, темнеет с возрастом до темно-зеленого; оборот бесцветный, просвечивающий, до карамельного; эксудата и пигмента нет.

Среда Чапека с дрожжевым экстрактом (CYA), 25°С, 7 суток, конидиеносцы развиты на субстратном и надсубстратном мицелии, длина (100) 150-300 мкм, гладкие; Кисточки 3-х-ярусные, не регулярные, часто встречаются 2-х-ярусные с дополнительными веточками; веточки длиной (12) 16-26 (единично до 30-42) мкм, часто растопыренные; метулы прижатые, 10-14(16) мкм; фиалиды кеглевидные с выраженным коротким носиком, плотно расположенные, длина 8-10 мкм; конидии гиалиновые, гладкие, субокруглой формы, диам. 3.4-4.0 мкм, образуются в плотных колонках средней длины по стеригмам.

Конидиеносцы - это terverticilados (с многочисленными разветвлениями), имеют тонкие и гладкие стенки размером 250-500 мкм.

Метуллы (ветви конидиеносца) имеют гладкие стенки, а фиалиды ампулистые (в форме бутылки) и часто с толстыми стенками.

Конидии имеют субглобозную или эллиптическую форму, диаметр 2,5-3,5 мкм и гладкие стенки при наблюдении с помощью оптического микроскопа. В растровом электронном микроскопе стенки туберкулированы.

Условия, необходимые для культивирования штамма: среда Чапека, среда Чапека с дрожжевым экстрактом, мальт-экстракт-агар, 25°С, 7-10 дней.

Режим хранения штамма - на закошенной питательной среде Чапека, при температуре 4°С, 2 года. Номер в ГенБанке: OQ659510. 1. Молекулярные особенности штамма: Последовательность участка гена Р-тубулина (ВепА):

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой штамм Penicillium chrysogenum GR160323, полученный в результате многоступенчатого селекционного отбора из штамма Penicillium chrysogenum, выделенного из хвойной подстилки хвойного леса в окрестностях г. Севастополя, в результате многоступенчатого селекционного отбора, биодобавка в удобрения для повышения урожайности сельскохозяйственных культур, депонирован Всероссийской коллекцией микроорганизмов Института биохимии и физиологии микроорганизмов имени Г.Е. Скрябина Российской академии наук (ВКМ ИБФМ РАН) под регистрационным номером ВКМ F-4934D. Рекомендован для использования как деструктор послеуборочных растительных остатков на полях.

Штамм Penicillium chrysogenum GR160323, обладающий многофункциональными свойствами, используемый как биодобавка в удобрения для повышения урожайности сельскохозяйственных культур и как деструктор послеуборочных растительных остатков на полях, депонированный Всероссийской коллекцией микроорганизмов Института биохимии и физиологии микроорганизмов имени Г.Е. Скрябина Российской академии наук (ВКМ ИБФМ РАН) под регистрационным номером ВКМ F-4934D.