Штамм бактерий ВRаDYRнIZовIUм JароNIсUм для получения удобрения под сою Советский патент 1993 года по МПК C05F11/08 C12N1/20 

Изобретение относится к микробиологическим средствам повышения урожайности бобовых культур и представляет собой новый штамм клубеньковых бактерий сои Bradirhizoblum japonlcum 24108, предназначенный для изготовления бактериального препарата ризоторфина под сою.

В течение ряда лет для производства ризоторфина под сою использовался штамм клубеньковых бактерий сои 629а. В настоящее время для вы пуска препарата используется штамм 634 б.

Целью изобретения является получение нового штамма клубеньковых бактерий сои в качестве основы для изготовления высокоэффективного удобрения под сою,

Заявляемый штамм Bradirhizoblum japonlcum 24108 выделен из клубеньков сои сорта Искра в Черновицкой области УССР на черноземе оподзоленном с рН водной вытяжки 7.1; общим содержанием гумуса в пахотном горизонте 4,8%.

Заявляемый штамм 24108 под номером 71 т хранится в коллекции Института микробиологии и вирусологии АН УССР (г.Киев). Настоящий номер 24108 присвоен ему в .1988 году после депонирования во Всесоюзной коллекции клубеньковых бактерий ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии в г.Ленинграде.

Штамм идентифицирован по Краткому определителю бактерий Берги

При установлении отличительных признаков заявляемого штамма использовались стандартные микробиологические методы, методы, принятые в физиологии растений, а также правила постановки и учета результатов вегетационных и полевых опытов.

Морфолого-культуральные признаки Bradlrhlzobium japonlcum 24108, - культура неспороносная, аэробная, грамотрицэтель- ная, подвижная (монотрих) Растет на питательных средах следующего состава гороховый агар (г/л) горох - 100, сахароза 00

го

-N

со

00

ся

20; агар - 15-420; NaCI 2-1.0; рН 6,8-7,0; Оптимум роста - 26-28°С; люпиновый агар (г/л): К2НР04 - 0,5; Nad - 0,2; MgSOn - 0,2: CaSCM - 0,1; (NH MoO/j - следы; сахароза - 10,0; глюкоза - 10,0; люпиновая мука - 10,0; агар - 15-20,0; рН среды 6,8-7,0, Оптимум роста - 26-28°С; среда Исварана (г/л): ман- нит или сахароза - 10,0; KaHPOi - 0,5; MgS04-0,2; NaCI -0.1; глюконат кальция - 1,5; РеС1з 0.01; дрожжевой экстракт-2,0; агар - 15,0-20,0;рН 7.0; Оптимум температуры 26-28°С.

Величина клеток пятисуточной культуры на люпиновом агаре 2.0-2,4 х 0,6 мкм. Палочки в возрасте 1-3-х суток подвижные, монотрихи. Грамотрицательные, Медленнорастущая культура. Штрих на люпиновом агаре обильный, беловатый, слизистый, выпуклый. Слизь не тянется.

Величина клеток пятисуточной культуры на гороховом агаре 1,7-2,0 х 0,5 мкм. В возрасте 1-3-х сугок культура подвижная (монотрих), грамотрицагельная. Посев штрихом на гороховом агаре выпуклый, слизистый, менее обильный, чем на люпиновом агаре, беловатой окраски, Колонии на гороховом агаре на пятый день мелкие, круглые, белые, выпуклые, слизистые. Их диаметр около 1,5 мм. Оптимум температуры выращивания 26-28°С. Оптимальное значение рН - 6,5-7,0.

На среде Исварана, содержащей дрожжевой экстракт, рост более пышный. Колонии круглые, белые, выпуклые, слизистые. Их диаметр около 1,5 мм - 2,5 мм. Оптимум температуры - 26-28°С, рН - 6,9-7,0.

Маркерных признаков заявляемый штамм не имеет.

Физиолого-биохимические признаки. Молоко с лакмусом не пептоиизирует. Желатину не разжижает. Аэроб. Отношение к углеводам. На жидкой среде Норриса идет слабое подщелачивание, рН 7,7. активно использует лактозу, мальтозу, сорбит, сахарозу, слабее - маниит, глюкозу, очень слабо - Ксилозу.

Отношение к источникам азота. Растет на средах с аммонийными солями, азотнокислым калием, глицином и тирозином, но предпочтительно использует восстановленные формы азота. На МПа не растет.

Признаки штамма устойчивы. Штамм не патогенен. Пересевается один раз в 6 месяце и хранится на лгапиновой среде при 4- 5°С.

Дополнительно проведенные исследования заявленного штамма позволили выявить у него ряд свойств, способствующих формированию эффективного симбиоза.

1,Штамм 24108 оказался нечувствительным к антибактериальному действию

экстрактивных веществ, содержащихся в оболочках семян ряда сортов сои и в том числе неотзывчивого на инокуляцию сорта Безклубеньковый, что делает возможным его использование на многих сортах расте0 ния-хозяина.

2.При контакте с семенами сои штамм 24108 проявляет пектиназную активность, что ускоряет процесс инфицирования корней и образования клубеньков.

5 3. Штамм клубеньковых бактерий сои 24108 способен переносить условия недостаточного увлажнения. Так, через три недели инкубации почвенных образцов при температуре 28°С при 40% ППВ титр со0 ставлял 10.1 млн.кл/г. В контроле, при 60% ППВ - 13,7 млн кл/г. Выявленная засухоустойчивость заявленного штамма позволяет широко использовать его в различных регионах при выращивании сои без полива.

5 4, Заявленный штамм 24108 устойчив к засолению почв NaCI и Na2S04 + NaHCOa в интервале от 0,1 до 3%, что делает возможным использовать его кроме обычных почв также и на засоленных.

0 Эффективность штамма 24108 проверена в вегетационных и полевых опытах.

В вегетационном опыте при использовании сорта сои Терезинская-24 изучали влияние бактеризации на ацетиленредук5 тазную активность клубеньков, величину ассимиляционной поверхности растений и содержание в листьях хлорофилла а. Данные представлены в табл. 1.

Как видно из данных табл. 1, заявляе0 мый штамм по влиянию на содержание хлорофилла а в листьях превышает штамм-эталон, а по двум другим показателям - равен ему.

Влияние бактеризации ча урожай зеле5 ной массы сои в условиях вегетационного опыта учитывалось на двух сортах и представлено в табл.2.

Как видно из представленных данных, заявляемый штамм на обоих сортах превы0 сил эталонный не только по влиянию на урожай, но и его качество. В растениях, инокулированных заявляемым штаммом, содержание белка было на 1,3-1,9% больше.

5 Штамм клубеньковых бактерий сои 24108 испытывали в полевых опытах в хозяйствах Сумской и Киевской областей УССР. Результаты приведены в табл. 3.

Приведены в табл. 3 данные показывают, что при использовании заявляемого

штамма, независимо от места испытаний и сорта сои, прибавки урожая зерна в 2.1-2,8 раза выше, чем при использовании штамма- эталона. Хорошо показал себя штамм и при испытаниях в других регионах.

Нами проведено сравнение заявленного штамма с рядом прототипов по имеющимся в описаниях к авторским свидетельствам на них показателям эффективности (табл. 4).

Как видно из данных таблицы, в вегетационных опытах заявленный штамм дает прибавку урожая зеленой массы в среднем в 2,4 раза большую, чем штамм 639 б и в 2,1 раза большую, чем штамм 24100. Содержа- ние балка в зеленой массе при бактеризации заявленным штаммом было на 2% большим, чем при бактеризации штаммом 24100. На фоне одного и того же эталонного штамма 6346 прибавка белка урожае при бактеризации заявленным штаммом была несколько выше, чем при использовании штамма 24100 и в 8 раз выше, чем при использовании штамма 6396.

Мы сравнили эффективность заявленно- го штамма 24108 в полевых опытах с показателями штаммов 24100 и 24105 (табл. 5, 6).

Как видно из данных таблицы, заявленный штамм 24108 в условиях полевых опытов на богаре обеспечивал в сравнении со штаммом-эталоном прибавки урожая зерна сои на 40% больше, чем штамм 24100 и на 30% больше, чем штамм 24105. Кроме того, заявленный штамм способствовал значительному увеличению содержания в зерне сои белка. По этому показателю его эффективность в сравнении со штаммом-эталоном была в 1,9 раза выше, чем штамма24100 и в 1,6 раза выше, чем штамм 24105.

Кроме того мы провели анализ зерна сои сорта Терезинская-24, полученного нами в полевом опыте со штаммом 24108 на фоне штамма-эталона 634 б. Он показал, что содержание азота составляло соответствен-

0

5 0

5

0

5

5

0

но 6,3 и 5,9%. Содержание белка - 39,4 и 36,9%.

Нами проведено срэвнение технологических свойств заявленного штамма 24108 с аналогичными свойствами штаммов 634 б, 24100 и 24105 (табл. 7).

Как видно из таблицы, технологические свойства заявленного штамма 24108, в частности титр клеток в рабочей культуре превышает показатели штаммов-прототипов 6346.24100 и 24105.

Получение более концентрированной рабочей культуры заявленного штамма 24108-нэ заводской регламентной среде может позволить при соблюдении требований на качество ризоторфина для сои (А.с. 922104):

повысить производительность технологического оборудования при одновременном уменьшении энергозатрат;

снизить расход питательной среды;

снизить себестоимость ризоторфина за счет уменьшения расхода культуры при инокуляции торфа.

Таким образом, отличительными признаками заявленного штамма являются следующие:

более высокая эффективность и технологичность по сравнению со штаммом-эталоном 6345 (прототип), а также противопоставленными экспертизой штаммами 24100 и 24105;

устойчивость к антибактериальным веществам семян сои и наличие фермента пек- тиназы, что определяет его комплементарность с широким набором сортов растения-хозяина;

устойчивость к недостаточному увлажнению почв, а также их засолению, что определяет широту ареала применения штамма.

Формула изобретения

Штамм бактерий Bradirhlzobium japonicum ВНИИСХМ № 241G8 для получения удобрения под сою.

Использование: микробиологическая промышленность, производство средств повышения урожайности бобовых культур и касается нового штамма бактерий для получения этого средства. Сущность изобретения: штамм бактерий Baradlrhizoblum japonlcum 71 выделен из клубеньков сои, депонирован в коллекции ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии под N 24108. Использование вышеуказанного штамма для бактеризации сои повышает урожай зеленой массы в среднем в 2,4 раза, чем известный штамм 639, зерна на 40% больше, чем известный штамм 24100.7 табл.

Таблица 1

- По данным табл.2 на штамм 24108

- Для расчета белка данные по азоту, приведенные в табл. 2, умножены на 6,25.

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

Таблица 5

Таблица 6

Таблица 7