Борьба с болезнями томата с помощью Bacillus spp. Часть 1

Bacillus — род грамположительных бактерий, широко распространенных в окружающей среде. Некоторые штаммы способны подавлять развитие патогенов, стимулировать развитие растений, разлагать различные типы углеводородов, эффективно функционировать в широком диапазоне температур и поддерживать иммунную устойчивость растений-хозяев. Виды и штаммы рода Bacillus – многообещающие средства биологического контроля против патогенных грибков и бактерий, а также некоторых насекомых-вредителей. Они производят широкий спектр соединений с противогрибковыми свойствами – итурин, сурфактин, циклические липопептиды, бацилломицин, бактериоцины, поликетид, лентибиотики, фосфолипид, поликетид микролектин, изокосмарин, аминосахара. Эти вещества играют важную роль в профилактике и искоренении болезней растений. Синтез соединений инициируется в ответ на присутствие возбудителей и их клеточных стенок. В публикации рассматриваются методы борьбы с болезнями томата с помощью бацилл, особое внимание уделяется их роли ризобактерий, способствующих росту растений (PGPR).

Томат (Solanum lycopersicum L.) — весьма значимая и экономически ценная сельскохозяйственная культура, возделываемая во всем мире как в полевых, так и в тепличных условиях. Томат занимает видное место в агросекторе: посевные площади охватывают более 5 млн га. Мировое производство продукции превышает 182 млн т в год. Однако культура уязвима к ряду абиотических и биотических стрессов. Биотические стрессы, возникающие под воздействием патогенных грибов, бактерий, фитоплазм, вирусов и вироидов, существенно влияют на урожайность. Грибные патогены томата особенно вредоносны и вызывают более чем 50% заболеваний культуры. Хотя для борьбы с болезнями используются различные методы, такие как фунгицидные и бактерицидные обработки, протравливание семян фунгицидами, севооборот, соляризация и фумигация почвы, их эффективность ограничена. Более того, некоторые методы, например, фумигация почвы, не обеспечивают долговременной защиты на протяжении всего вегетационного периода. Хотя химические фунгициды обеспечивают приемлемый контроль болезней растений, сообщается, что чрезмерное их использование вызывает загрязнение окружающей среды и оказывает действие на здоровье человека. Биоконтроль болезней растений расширяет возможности борьбы с патогенами. Растущий интерес к этой новой области можно объяснить актуальным вопросом снижения зависимости от агрохимикатов. В результате все больше внимания уделяется альтернативным методам и стратегиям.

В биологической борьбе с патогенами используются бактерии и грибки – Trichoderma, Paecilomyces, Bacillus, Pseudomonas, отмечается их перспективность против широкого спектра заболеваний растений, также сообщается о стимулирующем рост растений действии. Средства биологической борьбы с патогенами обладают ризосферной компетентностью, толерантность к фунгицидам, сапрофитной конкурентоспособностью, температурной толерантностью, эдафической (связанной с почвенными факторами) адаптивностью, высокой скоростью размножения, коротким жизненным циклом, способностью сохраняться даже после сокращения популяции хозяина. Из этих групп Bacillus является наиболее известным и широко изученным родом бактерий. Изучение бацилл охватило традиционные сферы микробиологии и биохимии, позднее были подключены геномный и протеомный анализы. 

Bacillus – палочковидные грамположительные бактерии, которые могут существовать как в аэробных, так и в факультативно-анаэробных условиях. В ответ на условия окружающей среды они могут производить высокоустойчивые эндоспоры, которые остаются в состоянии покоя в течение долгого времени. Многочисленные виды бацилл важны в повышении устойчивости растений как к абиотическим, так и к биотическим стресс-факторам. Несколько исследований показали, что виды этого рода способствуют росту растений за счет производства антибиотиков, фитогормонов, липопептидов, улучшения усвоения элементов питания (азота, фосфора). Благодаря эндоспорам бациллы долго сохраняются в среде. Конкретные штаммы различных видов Bacillus полезны в борьбе с грибными (Fusarium, Rhizoctonia, Oidium, Septoria, Macrophomina, Botrytis, Pythium, Verticillium, Phytophthora, Sclerotium, Alternaria) и бактериальными (Erwinia, Pseudomonas syringae, Ralstonia и Xanthomonas) фитопатогенами (Рис. 1). Штаммы B. cereus, B. subtilis, B. megaterium, B. velezensis, B. amyloliquefaciens и других видов Bacillus показали высокую эффективность в борьбе с такими болезнями томата, как фузариозное увядание, выпревание ("черная ножка"), серая гниль, мучнистая роса, вертициллезное увядание, фитофтороз, септориоз, бактериальное увядание, мягкая бактериальная гниль (Табл. 1).