Мікробіологія і біотехнологія

ОЦІНКА АНТАГОНІСТИЧНОЇ АКТИВНОСТІ БАЦИЛ ЩОДО ФІТОПАТОГЕННИХ МІКРООРГАНІЗМІВ

О. В. Андрющенко — 2025-04-30

Біологічний контроль фітопатогенів з використанням непатогенних представників бактерій, зокрема бацил, як основи біопрепаратів, є альтернативою хімічним пестицидам і реалізує напрям, пов'язаний з екологізацією агровиробництва.

Мета. Оцінити антагоністичний потенціал бацил, виділених із різних природних джерел, щодо фітопатогенних мікроорганізмів.

Методи. Антагоністичну активність 5-и ґрунтових штамів бацил (Bacillus spp. 6, 9, 13, 21, 50) та 6-и штамів, виділених із глибоководних донних осадів Чорного моря (Bacillus subtilis ONU 559, ONU 1125, Bacillus pumilus ONU 554, Bacillus velezensis ONU 553, Paenibacillus larvae ONU 1077, Priestia megaterium ONU 1085), проти колекційних і виділених із уражених злакових рослин фітопатогенних мікроорганізмів досліджено методом блоків.

Результати. Під впливом бацил розміри зон відсутності росту колекційних штамів фітопатогенних бактерій коливалися від 16,5±0,2 мм до 21,3±0,2 мм, виділених із рослин – у межах 15,4±0,2 мм – 18,2±0,2 мм; для фітопатогенних грибів визначено у межах 15,6±0,2 мм – 27,7±0,3 мм (для колекційних штамів) і 14,0±0,1 мм – 23,4±0,2 мм (для виділених із рослин). Майже до усіх штамів фітопатогенних бактерій бацили проявили антагоністичну активність середнього ступеню, у 8,3% випадків штами, виділені із донних осадів, проявили активність високого ступеню до окремих колекційних штамів бактерій. Антагоністами середнього ступеню щодо колекційних і виділених із уражених рослин грибів виявилися 65,0% і 85,0%, відповідно, ґрунтових штамів бацил. Штами морських бацил проявили більший антагоністичний ефект проти грибів: 45,8% були високо активними до колекційних штамів і 33,3% – високо активними до виділених грибів.

Висновки. Штами бацил, виділені із різних природних джерел, пригнічували ріст колекційних і виділених із уражених рослин фітопатогенних мікроорганізмів. Ступінь антагоністичної активності бацил оцінено як «середній» і «високий» у залежності від штаму патогену. Найкращий антагоністичний ефект виявив штам B. subtilis ONU 1125 із глибоководних донних осадів Чорного моря, що дає змогу рекомендувати його для подальших досліджень щодо з’ясування можливості розробки препарату для боротьби зі збудниками захворювань рослин.

АНАЛІЗ КЛАСТЕРІВ БІОСИНТЕТИЧНИХ ГЕНІВ BACILLUS PUMILUS ONU 554 IN SILICO

Н. Ю. Васильєва — 2025-04-30

Метою роботи був поглиблений аналіз кластерів генів асоційованих з біосинтезом вторинних метаболітів (BGC) Bacillus pumilus ONU 554 з використанням біоінформатичних методів.

Методи. Ідентифікацію виду проводили з використанням серверів TYGS, Comprehensive Genome Analysis (CGA) Service та KmerFinder-3.2; для розрахунку ANI використовували KBase. Гени антибіотикорезистентності шукали через сервер CARD. Аналіз наявності кластерів генів, бактеріоцинів за допомогою antiSMASH, Bagel4 та PRISM відповідно.

Результати. Показано, що за результатами ідентифікації, філогенетичного аналізу та ДНК-ДНК-гібридизації (DDH), проведеної in silico, штам Bacillus pumilus ONU 554 відноситься до групи B. pumilus. В геномі штаму виявлені послідовності, що ідентифіковані як профаги, CpG-острівці та CRISPR регіони. Ідентифіковано 15 кластерів біосинтетичних генів (BGC) з використанням інструментів antiSMASH, Bagel4 та PRISM. Показана наявність трьох кластерів генів бактеріоцинів в геномі Bacillus pumilus ONU 554, нерибосомних пептидсинтетаз та комбінованих кластерів, що складаються з нерибосомних пептидсинтетаз та полікетидсинтетаз І типу.

Висновки. Підтверджена належність штаму Bacillus pumilus ONU 554 до групи B. pumilus. З використанням оновлених алгоритмів аналізу генома визначено більшу кількість кластерів біосинтетичних генів (BGC). Серед кластерів ідентифікованих з високим ступенем подібності були ліхенізин (BGC0000381), бацилізин (BGC0001184), бацилібактин (BGC0002695). Кластера фенгіцину (BGC0001095) та шизокінени (BGC0002683) мали ступінь подібності в діапазоні від 53,0 до 60,0%%. Виявлено CpG-острівці, CRISPR регіони, інші гени стійкості до антибіотиків. Отримані результати свідчать, що штам Bacillus pumilus ONU 554 може бути перспективним для пошуку нових сполук з антимікробною та антифунгіцидною активністю.

АНТАГОНІСТИЧНИЙ ПОТЕНЦІАЛ БАКТЕРІЙ РОДУ BACILLUS

Л. А. Шевченко — 2025-04-30

Здійснено аналіз літератури з питань антагоністичного потенціалу бактерій роду Bacillus. Охарактеризовано основні механізми антифунгальної та антибактеріальної дії представників даного роду. Описані приклади різноманітних природних сполук, синтезованих бактеріями, що робить їх цінними об’єктами у біотехнологічних процесах, зокрема у виробництві біофунгіцидів, та розкриває перспективи їх практичного застосування у сільському господарстві.

BREVIBACILLUS REUSZERI ЯК ПОТЕНЦІЙНИЙ РЕСУРС ДЛЯ ЕКОЛОГІЧНОГО СІЛЬСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА

М. Д. Штеніков — 2025-04-30

Вид Brevibacillus reuszeri було відокремлено в окрему таксономічну одиницю 30 років тому, протягом яких він досліджувався. Метою роботи було зібрати та проаналізувати наявну наукову інформацію щодо виду Brevibacillus reuszeri. Було здійснено пошук в базах даних наукової літератури по запитам «Brevibacillus reuszeri» та «B. reuszeri». Для огляду було використано лише роботи, де ідентифікація B. reuszeri виконувалася з використанням MALDI-TOF, філогенетичних або філогеномних методів. Brevibacillus reuszeri характеризується здатністю до продукції хітиназ з антифунгальною активністю, бактеріоцину та здатністю до протидії забруднення середовища важкими металами, та здатністю гідролізувати поліуретан. Парадоксально, що даний вид також є різобактерією, що сприяє росту рослин з незвичайним видом активності – здатністю до сприяння утворення мікоризи. Подальші дослідження мають перевірити можливість розробки біопрепаратів на основі культур штамів даного виду для біоремедіації та сприяння росту рослин. Також перспективним напрямком є пошук нових антимікробних сполук на основі продуктів неідентифікованих біосинтетичних кластерів штамів Brevibacillus reuszeri.