Способ обработки клубеньковых бактерий Советский патент 1984 года по МПК C12N13/00 C12N1/20 

1 Изобретение относится к техничес кой и сельскохозяйственной микробио логии и может быть использовано для получения микроорганизмов с повышенной жизнеспособностью и азотфиксацией. Известен способ обработки микроорганизмов ультрафиолетовым излучением, заключающийся в том, что микроорганиз1 в | обрабатывают ультрафиолетовым излучением с Л 265 нм Недостатками дйнного способа является практически малая эффективность получения микроорганизмов с ценными биологическими и хозяйствен ными признаками, низкая жизнеспособность при инокулировании получен ных микроорганизмов в почву. Наиболее близким к предлагаемому является способ обработки клубенько вых бактерий, предусматривающий приготовление суспензии бактерий и облучение ее лазерным светом с длиной волны 441,6 нм 2. Согласно известному способу клубеньковые бактерии обрабатывают изл чением телий-кадмиевого лазера ЛГ-7 ( К 441,6 нм). Недостатками известного способа является низкая жизнеспособность и низкая азотфиксирующая активность обработанных бактерий. Цель изобретения - увеличение жизнеспособности клубеньковых бакте рий и их азотфиксирующей активноети.. Поставленная цель достигается тем что согласно способу обработки клубен ковых бактерий, предусматривающему приготовление суспензии бактерий и облучение ее лазерным светомс длиной волны 441,6 нм, предложено, согласно изобретению, после облучения лазерным светом с длиной волны 441,6 нм бактерии через 8-10 мин Облучают лазерным светом с длиной волны 632,8 нм при плотности энерги обоих лазеров 40-80 Дж/см. Способ осуществляют следующим образом. Максимальное увеличение жизнеспо собности бактерий наблюдается при плотности энергии 60 Дж/см + + 60 Дж/см При дозах 40 40 Дж/см и 80 + 80 Дж/см наблюдается некоторое снижение эффективности увеличения лдазнеспособности обрабатываемых бактерий, поэтому выбрана доза. 1 подтверждающая влияние на положительный эффект плотности энергии обоих лазеров в пределах 40 80 Дж/см для каждой длины волны (табл. 1). Увеличение жизнеспособности и азотфиксации клуьеньковых бактерий достигается путем комбинированного облучения (красный + синий) области спектра. Отдельно эффект облучения красным светом не достигается (табл. 2) так как обработка бактерий отдельно синим, так и красным светом по отдельности не приводит к существенному увеличению жизнеспособности и азотфиксирующей активности. И Только при комбинированной обработке жизнеспособность увеличивается на 15-81% и азотфиксация увеличивается на 17-52%. Известно, что излучение оптического диапазона в синей области спектра ( 7 400-460 нм) активизирует криптохромную систему микроорганизмов, участвующую в регуляции их биосинтетической активности. Излучение в красной области спектра активизирует фотохромную систему микроорганизмов, которая участвует в регуляции морфогенеза для повышения жизнеспособности и азотфиксирующей активности, бактерии дополни-, тельно облучают излучением гелийнеонового лазера, работающего в диапазоне красной области спектра ( f, 632,8 им, Р 40-80 Дж/см. Свойства полученных измененных форм при разных вариантах облучения резко отличаются. Так (см. табл.3) жизнеспособность измененных форм индуцированных излучением с Я 441,6 нм или достоверно не-отличалась от исходных форм для видов Rh. meliloti, Rh. tirifolii или была знанительно ниже для видов Rh. 1еgufflinosarum, Rh. lupini. Жизнеспособность же измененных форм бактерий индуцированных комбинированным излучением, на 15-81% выше, чем у исходных форм, т.е. биологическая ценность полученных форм достаточно высока. При многократном пересеве полученных под воздействием лазерного излучения измененных форм бактерий их свойства сохраняются. Выбор интервала времени между облучениями подобран эксперименталь3 . 1 но (см. чертеж), как наиболее эффективный в получении жизнеспособных бактерий. О практической ценности полученных под воздействием комбинированного облучения измененных форм свидетельствует излучение их азотфиксирующей способности. Разные виды бобовых растений инокулируют специфическими для данного вида контрольными бактериями, бактериями, полученными под воздействием лазерного излучения с одной длиной волны 441,6 нм и Зактериями, полученными под воздействием комбинированного об лучения (предлагаемый способ). Уста навливают, что при инокуляции растений бактериями, полученными при обработке только излучением с А 441,6 нм, содержание азота и биомасса растений или незначительно увеличивается или даже снижается по сравнению с инокуляцией контрольными бактериями. При инокуляции растений бактериями,полученными при комбинированном облучении, азотфиксирующая способность их увеличивается: с.одержание общего азота увеличивается, по сравнению с обработкой контрольными бактериями, в зависимости от ви да растений от 117 до 252% белкового азота - от 117 до 218Z и симбиотического азота - от 110 до 299%. Усилие азотного питания приво дит к увеличению растений, т.е. повышению урожайности этих ценных кор мовых культур от 115 до 182% в зав Влияние плотности энергии 1 симости от вида растений по сравнению с вариантом обработки растений контрольными бактериями. Пример. Объектами излучения являются клубеньковые бактерии из коллекции ВНИИ С/ХМ и местные, выделенные в различных районах Белоруссии. Всего изучают 4 обра-зца. Облучают водную суспензию 2-3 суточных бактерий излучением промьшшенно выпускаемых лазеров ЛГ-70, ЛГ-75 с фиксированной длиной волны. Высев после облучения на бобовую питательную среду производят через 1-2 ч. Жизнеспособность культур определяют методом рассева облученной суспензии на плотные питательные среды. Посевы инкубируют 3 сут для быстрорастущих бактерий и 7-8 сут для медленно растущих при 26-28 С. Для каждого варианта облучения проводят 3-4 серии опытов. В каждой серии проводят по 3-5 опытов на один вид бактерий. Азотфиксирующую активность исследуемых бактерий определяют в почвенной культуре в биометрах. Инокуляционная нагрузка составляет 1 млн. бактерий на семя. Увеличение артификсирующей активности составит 117-252% по сравнению с контролем (табл. 3 и 4). Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет повысить жизнеспособность клубеньковых бактерий на 15-81% и азотфиксирующую способность на 17-52%. Таблица лазера на жизнеспособность клубеньковых бактерий

СПОСОБ ОБРАБОТКИ КДУБЕНЬКОШХ. БАКТЕРИЙ, предусматривакиций приготовление суспензии бактерий и облучение ее лазерш в4 светом с длиной волны 441,6 нм, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью увеличения жизнеспособности клубеньковых бактерий и их азотфиксирукнцей активности, после облучения лазерным светом с длиной волны 441,6 нм бактерии через 8-10 мин облучают лазерным светом с длиной волны 632,8 нм при плотности энергии обоих лазеров 40 80 Дж/см. (Л ж% ккощ 100 80 ВО fO го о 00 со

Rh.leguminosarum + ,05

+61Р 0,05

+ 30

,01

Rh.trifolii

,05

+ 11

Rh.Iupini + 16

,01

Продолжение табл. 1

+ 15

,05

+ 9

,05

,02

+ 22

,0.5

+ 13

Влияние лазерного опыта света на жизнеспособность клубеньковых бактерий (усредненные значения в пределах одного вида)

Rh. meliloti

+ 81

Rh. leguminosarum+ 61

Rh. trifolii

+ 15

Rh. lupini

+ 22

Азотфиксирующая активность полученных под действием лазерного излучения измененных форм клубеньковых бактерий

Контроль

iИндуцированный светом Т( 441,6

Индуцированный комбинированным облучением

Таблица 3

Р :0,01

+ 3

Р 0,1

- ,05

Р 0,05

Р 0,05

,1

-1- 2.

- 25

,05

Р 0,02

Таблица 4

100

100

100

,1

93

90

94

115Р 0,05

136

117