АНТАГОНІСТИЧНА АКТИВНІСТЬ ЧОРНОМОРСЬКИХ АКТИНОБАКТЕРІЙ ПРОТИ ФІТОПАТОГЕННИХ МІКРООРГАНІЗМІВ
DOI:
https://doi.org/10.18524/2307-4663.2024.3(62).316631Ключові слова:
антагоністична активність, чорноморські актинобактерії, фітопатогенні мікроорганізмиАнотація
Біологічний метод захисту рослин є екологічно безпечною та пріоритетною формою в довготривалих програмах боротьби зі збудниками хвороб і одним із важливих інструментів переходу до органічного та екологічного землеробства України. Мета. Визначити антагоністичну активність чорноморських актинобактерій проти фітопатогенних мікроорганізмів. Методи. Антагоністичну активність 35 штамів актинобактерій, виділених із різних біотопів Одеської затоки Чорного моря, проти колекційних і виділених із уражених злакових рослин штамів фітопатогенних мікроорганізмів, визначено методом блоків після попереднього культивування актинобактерій на середовищі Гаузе 2 протягом 12 діб при 28±1 °С. Антагоністичну активність екстрагованих вторинних метаболітів штамів Streptomyces ambofaciens ONU 1016 і S. ambofaciens ONU 561 проти штамів Fusarium oxysporum визначено диско-дифузійним методом. Результати. Із 35 досліджених ріст хоча б одного штаму фітопатогенних бактерій і грибів пригнічувало, відповідно, 77,1% і 65,7% штамів актинобактерій. Розміри зон відсутності росту чутливих колекційних штамів бактерій коливалися від 15,3±0,1 мм до 29,6±0,3 мм, штамів бактерій, виділених із уражених рослин, – від 14,5±0,1 мм до 25,7±0,3 мм за дії антагоністично активних актинобактерій. Цей показник для колекційних штамів грибів визначено у діапазоні від 16,0±0,2 мм до 33,5±0,3 мм, для ізольованих штамів грибів – від 15,0±0,1 мм до 29,3±0,3 мм. S. ambofaciens ONU 1016 і S. ambofaciens ONU 561 проявили найкращу активність проти всіх штамів фітопатогенних мікроорганізмів, зокрема проти виділених із уражених рослин F. oxysporum, зони відсутності росту понад 80,0% штамів яких перевищували 20,0 мм. Екстраговані вторинні метаболіти обох штамів S. ambofaciens пригнічували ріст колекційного і виділених штамів фузарій. Зони відсутності росту грибів коливалися у широких межах і залежали, передусім, від штамів фузарій, стрептоміцету, концентрації екстрактів і терміну обліку результатів. Мінімальні пригнічувальні концентрації екстрагованих метаболітів S. ambofaciens ONU 1016 і S. ambofaciens ONU 561 щодо виділених штамів F. oxysporum склали 250 мкг/мл – 500 мкг/мл і 250 мкг/мл – 100 мкг/мл, відповідно. Висновки. Штами актинобактерій, виділені із губок і мідій Одеської затоки Чорного моря, є антагоністично активними проти фітопатогенних мікроорганізмів, зокрема грибів F. oxysporum. Колекційні штами фітопатогенів чутливіші до дії морських актинобактерій, ніж виділені із уражених рослин штами. Штами S. ambofaciens ONU 1016 і S. ambofaciens ONU 561, які проявили високу антагоністичну активність, можна рекомендувати для розробки мікробного препарату для захисту рослин від бактеріальних і грибних патогенів.
Посилання
Andriushchenko O, Strashnova I. Antagonistic activity of soil strains of fungi of the genus Trichoderma against phytopathogenic micromycetes isolated from affected grain plants. In: Innovations in modern agro-industrial production: Proceedings of the International Scientific and Practical Conference; Odesa, September 21–22, 2023. Odesa, 2023. p. 118–123. [in Ukrainian].
Barabolia OV. Use of biological preparations in organic farming. In: Formation and prospects for the development of business structures within the framework of integration into the European space: Materials of the IV International Scientific and Practical Conference; Poltava, March 24, 2021. Poltava, 2021. p. 24–26. [in Ukrainian].
Bilyavs’ka LO. Actinobacteria of the genus Streptomyces and their metabolites in plant bioregulation [Doctoral dissertation in Biological Sciences]. Kyiv; 2018. 485 p. [in Ukrainian].
Strashnova IV, Potapenko KS, Korotaeva NV, Lisyutin GV, Metelitsyna IP. Antagonistic activity of the Black Sea streptomycetes isolated from the fouling of shell rock and mussels. Miсrobiology and biotechnology. 2022;3(56):6–23. https://doi.org/10.18524/2307-4663.2022.3(56).268585 [in Ukrainian].
Abdelrahman O, Yagi S, El Siddig M, El Hussein A, Germanier F et al. Evaluating the antagonistic potential of actinomycete strains isolated from Sudan’s soils against phytophthora infestans. Front. Microbiol. 2022;13:1–13. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.827824
Bernardi DI, das Chagas FO, Monteiro AF, dos Santos GF, de Souza Berlinck RG. Secondary metabolites of endophytic actinomycetes: isolation, synthesis, biosynthesis, and biological activities. In: Kinghorn AD, Falk H, Gibbons S, Kobayashi J, Asakawa Y, Liu J-K, editors. Progress in the Chemistry of Organic Natural Products. Switzerland: Springer Nature Switzerland AG, 2019;108. p. 207–295. https://doi.org/10.1007/978-3-030-01099-7_3
Boubekri K, Soumare A, Mardad I, Lyamlouli K, Ouhdouch Y et al. Multifunctional role of actinobacteria in agricultural production sustainability: a review. Microbiological Research. 2022;261:1–15. https://doi.org/10.1016/j.micres.2022.127059
Escalante-Réndiz D, de-la-Rosa-Garcia S, Tapia-Tussell R, Martin J, Reyes F et al. Molecular identification of selected Streptomyces strains isolated from Mexican tropical soils and their anti-Candida activity. Int J Environ Res Public Health. 2019;16(11):1–12. https://doi.org/10.3390/ijerph16111913
Gabrekiristos E, Demiyo T. Hot pepper fusarium wilt (Fusarium oxysporum f. sp. capsici): epidemics, characteristic features and management options. Journal of Agricultural Science. 2020;12(10):347–360. https://doi.org/10.5539/jas.v12n10p347
Ivanytsia VO, Shtenikov МD, Strashnova IV, Korotaіeva NV, Tytarenko NV et al. Characteristics of marine strain Streptomyces sp. with antimicrobial and cytotoxic activity. Biosyst. Divers. 2023;31(4):451–459. https://doi.org/10.15421/012354
Ivanytsia VO, Gudzenko TV, Gorshkova OH, Korotaieva NV, Strashnova IV et al. Antitumor and antimicrobial activity of exometabolites of Black Sea actinobacteria. Biopolym. Cell. 2024;40(3):233. https://doi.org/10.7124/bc.000AD4
Jagannathan SV, Manemann EM, Rowe SE, Callender MC, Soto W. Marine actinomycetes, new sources of biotechnological products. Mar. Drugs. 2021;19:1–30. https://doi.org/10.3390/md19070365
Kunova A, Bonaldi M, Saracchi M, Pizzatti C, Chen X, Cortesi P. Selection of Streptomyces against soil borne fungal pathogens by a standardized dualculture assay and evaluation of their effects on seed germination and plant growth. BMC Microbiology. 2016;16:1–11. https://doi.org/10.1186/s12866-016-0886-1
Lahlali R, Ezrari S, Radouane N, Kenfaoui J; Esmaeel Q et. al. Biological control of plant pathogens: a global perspective. Microorganisms. 2022;10:1–33. https://doi.org/10.3390/microorganisms10030596
Ngamcharungchit C, Chaimusik N, Panbangred W, Euanorasetr J, Intra B. Bioactive metabolites from terrestrial and marine actinomycetes. Molecules. 2023;28(15):1–33. https://doi.org/10.3390/molecules28155915
Paulus C, Rebets Y, Tokovenko B, Nadmid S, Terekhova LP et al. New natural products identified by combined genomics-metabolomics profiling of marine Streptomyces sp. MP131-18. Scientific Reports. 2017;7(1):42382.
Perez JV, Serrano L, Viteri R, Sosa D, Romero CA, Diez N. Antarctic streptomyces: promising biocontrol agents for combating Fusarium oxysporum f. sp. cubense. Biotechnology Reports. 2024;43:1–9. https://doi.org/10.1016/j.btre.2024.e00852
Qi D, Liu Q, Zou L, Zhang M, Li K et al. Taxonomic identification and antagonistic activity of Streptomyces luomodiensis sp. nov. against phytopathogenic fungi. Front. Microbiol. 2024;15:1–14. https://doi.org/10.3389/fmicb.2024.1402653
Rante H, Manggau MA, Alam G, Pakki E, Erviani AE et al. Isolation and identification of Actinomycetes with antifungal activity from karts ecosystem in Maros-Pangkep, Indonesia. Biodiversitas. 2024;25(2):458–464. https://doi.org/10.13057/biodiv/d250203
Rejón-Martínez GA, Ríos-Muñiz DE, Contreras-Leal EA, Evangelista-Martínez Z. Antagonist activity of Streptomyces sp. Y20 against fungi causing diseases in plants and fruits. Tropical and Subtropical Agroecosystems. 2022;25(049):1–9. http://doi.org/10.56369/tsaes.4179
Ribeiro I, Girão M, Alexandrino DAM., Ribeiro T, Santos C. Diversity and bioactive potential of actinobacteria isolated from a coastal marine sediment in Northern Portugal. Microorganisms. 2020;8(11):1–16. https://doi.org/10.3390/microorganisms8111691
Rouzbeh M, Baradaran GR. Fungi associated with root and crown rot of wheat in the Kerman province of Iran. Plant Protection. 2020;04(01):29–34. https://doi.org/10.33804/pp.004.01.3207
Sahu AK, Kumari P, Mittra B. Fusarium induced anatomical and biochemical alterations in wild type and DPA-treated wheat seedlings. J Pure Appl Microbiol. 2024;18(1):229–242. https://doi.org/10.22207/JPAM.18.1.06
Salwan R, Sharma V. Molecular and biotechnological aspects of secondary metabolites in actinobacteria. Microbiological Research. 2020;231:1–18. https://doi.org/10.1016/j.micres.2019.126374
Silva GC, Kitano IT, Ribeiro IAF, Lacava PT. The potential use of actinomycetes as microbial inoculants and biopesticides in agriculture. Front. Soil Sci. 2022;2:1–20. https://doi.org/10.3389/fsoil.2022.833181
Strashnova IV, Andriuschenko OV. Antimicrobial activity of soil bacilli against phytopathogenic microorganisms isolated from affected cereal plants. Miсrobiology and biotechnology. 2023;2(58):6–16. https://doi.org/10.18524/2307-4663.2023.2(58).286959
Strashnova I, Andriuschenko O, Vasylieva N, Shtnenikov M, Korotaieva N. Antagonistic potential of Black Sea actinobacteria. Absract book of 9th International Weigl Conference, 27-29 June, 2024, Rzeszow, Poland, 2024:53–54.
Strashnova IV, Mashkova AK, Lisiutin GV, Ivanytsia TV. Antagonistic activity of actinobacteria isolated from sponges Haliclona spp. Odesa Bay. Miсrobiology and biotechnology. 2024;2(61):69–78. https://doi.org/10.18524/2307-4663.2024.2(61).310136
Subramani R, Sipkema D. Marine rare actinomycetes: a promising source of structurally diverse and unique novel natural products. Mar. Drugs. 2019;17(5):1–40. https://doi.org/10.3390/md17050249
Tian L, Hu S, Wang X, Guo Y, Huang L et al. Antagonism of rhizosphere Streptomyces yangpuensis CM253 against the pathogenic fungi causing corm rot in saffron (Crocus sativus L.). Pathogens. 2022;11:1–18. https://doi.org/10.3390/pathogens11101195
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 О. В. Андрющенко, І. В. Страшнова, Т. В. Іваниця, С. І. Ракитська, М. Б. Галкін
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автор передає журналу (університету) на безоплатній основі невиключні права на використання статті (на весь строк дії авторського права починаючи з моменту публікації, розміщення статті на веб-сторінці журналу, в репозитарії відкритого доступу) без одержання прибутку; на відтворення статті чи її частин в електронній формі (включаючи цифрову); виготовлення ії електронних копій для постійного архівного зберігання; виготовлення електронних копій статті для некомерційного розповсюдження; внесення статті до бази даних репозитарію; надання електронних копій статті в доступі мережі інтернет.
Автор гарантує, що у статті не використовувалися статті або авторські права, які належать третім особам; гарантує, що на момент розміщення статті на веб-сторінці, в репозитарії ОНУ лише йому належать виключні майнові права на статтю, що розміщується; майнові права на статтю ні повністю, ні в частині нікому не передано (не відчуджено), майнові права на статтю ні повністю, ні в частині не є предметом застави, судового спору або претензій з боку третіх осіб.
Автор зберігає за собою право використовувати самостійно чи передавати права на використання статті третім особам.
Автор надає журналу право на використання статті такими способами:
переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати її за погодженням з автором; перекладати статтю у випадку, коли стаття викладена мовою іншою, ніж мова, якою передбачена публікація у виданні. Якщо журнал виявить бажання використовувати статтю іншими способами: перекладати, розміщувати повністю або частково у мережі інтернет, публікувати статтю в інших, в тому числі іноземних виданнях, включати статтю як складову частину до інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, умови оформлюються додатковою угодою.
Автор підтверджує, що він є автором (співавтором) цієї статті; авторські права на дану статтю не передані іншому видавцю; дана стаття не була раніше опублікована у будь-якому іншому виданні до публікації її журналом.
Публікація праць в Журналі здійснюється на некомерційній основі. Комісійна плата за оформлення статті не стягується.
