Штамм pseudomonas brassicacearum, используемый для получения бактериального удобрения под зерновые, овощные и кормовые культуры

Штамм pseudomonas brassicacearum, используемый для получения бактериального удобрения под зерновые, овощные и кормовые культуры

Реферат

Изобретение относится к области сельскохозяйственной микробиологии и представляет собой новый штамм микроорганизмов Pseudomonas brassicacearum, который может быть использован в микробиологической промышленности для получения бактериальных удобрений.

Известен штамм микроорганизмов Pseudomonas species, предназначенный для получения бактериального удобрения [1]. Недостатком данного штамма является относительно малый эффект в повышении урожайности как зерновых и овощных, так и кормовых культур.

Наиболее близким к заявляемому объекту является штамм Pseudomonas putida, депонированный в ЦМПМ ВНИИГенетики №ВКПМВ-4308 и также предназначенный для получения бактериального удобрения [2]. Недостатком данного штамма бактерий, который по совокупности морфологических и физиолого-биохимических признаков, а также по достигаемому техническому эффекту является наиболее близким к заявляемому объекту и выбран в качестве прототипа, также является относительно малый эффект в повышении урожайности как зерновых и овощных, так и кормовых культур.

Целью настоящего изобретения является повышение суммарной урожайности зерновых, овощных и кормовых культур.

Декларируемая цель достигается путем использования нового штамма Pseudomonas brassicacearum 26W(в), найденного в естественных условиях и выделенного в 2006 году из серой лесной почвы Арского лесхоза (Тукаевское лесничество) Республики Татарстан. По результатам проведенного анализа сиквенсов вариабельных участков 16s рДНК этот штамм принадлежит к виду Pseudomonas brassicacearum (99%). Данный штамм депонирован во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов (ВКПМ) ФГУП «ГосНИИГенетика» под № В-10388.

Штамм Pseudomonas brassicacearum 26W(в) характеризуется следующими признаками.

Морфологические признаки. Клетки штамма Pseudomonas brassicacearum 26W(a) одиночные палочки, подвижные, грамотрицательные. На среде Эшби (0,02% K₂HPO₄, 0,02% MgSO₄, 0,02% NaCl, 0,01% KH₂PO₄, 0,5% CaCO₃, 2,0% маннит, 2,0% агар) образуют колонии бежевого цвета, d 0,5-2,0 мм, выпуклые, круглые, с ровным краем. Выделяют в среду коричневый пигмент. Величина клеток 5-суточной культуры на среде Эшби около 1,8-2,0×3,2-4,0 мкм. Клетки умеренно подвижны, капсула вокруг них незаметна. На твердых средах штамм образует типичные колонии. Покоящаяся форма неизвестна. При старении данная культура микроорганизма приобретает светло-коричневую окраску, которая проявляется в возрасте 2,5-3,0 сут. Пигмент не проникает в среду. Окрашивание клеток может быть проведено анилиновыми красителями по Граму.

Физиолого-биохимические признаки. Заявляемый на предмет изобретения штамм Pseudomonas brassicacearum 26W(в) является аэробом, оптимальная температура его роста 26-30°С, минимальная - 4°С, максимальная - 40°С, в качестве источника углерода усваивает сахарозу, глюкозу, маннозу. Для своего развития штамм использует аммонийный, нитритный и нитратный азот, а также свободный (атмосферный) азот. На МПА растет хорошо. Реакция на pH среды: оптимум 6,8, минимум - 5,0, максимум - 8,5. Продукты синтеза на питательной среде Бэрка (после 4 сут инкубации при оптимальной температуре 26-30°C): витамины группы В (биотин 0,9, пиридоксин 1,70, тиамин - 2,2, пантотеновая кислота - 2,2 мг/л), индолил-3-уксусная кислота (ИУК) - 68,0 мг/л. Нитрогеназная активность штамма 499,6 нМ М₂/мл·ч. Штамм обладает выраженной антагонистической активностью против многих почвенных микромицетов (Fusarium oxysporum, Alternaria solani, Bipolaris sp., Aspergillus sp., Penicillium citrinum и Trichoderma lignorum). Заявляемый штамм не фитотоксичен (не подавляет всхожесть семян, не ингибирует развитие корней и зеленой массы).

Штамм Pseudomonas brassicacearum 26W(в) обладает способностью прикрепляться к поверхности корней многих зерновых, овощных и кормовых культур, в частности пшеницы, ржи, огурца, амаранта, кукурузы, где функционирует в течение не менее чем 6 мес. после инокуляции.

Ранее штамм Pseudomonas brassicacearum 26W(в) с вышеперечисленными морфологическими и физиолого-биохимическими признаками в литературе не описывался. Данное обстоятельство позволяет утверждать, что заявляемому объекту присущ первый установленный законодательством РФ критериальный признак изобретения - новизна. Сопоставление известных признаков штамма-прототипа и отличительных признаков, которые характеризуют заявляемый объект, не позволяют предсказать появления у него новых по сравнению с прототипом свойств, а именно повышение урожайности зерновых, овощных и кормовых культур в случае использования штамма Pseudomonas brassicacearum 26W(в) в качестве бактериального удобрения. Только что отмеченный момент дает основания считать, что заявляемый объект явным образом не вытекает из известного в данной отрасли техники уровня, а это в свою очередь означает, что ему присущ второй установленный законодательством РФ критериальный признак изобретения - изобретательский уровень. Заявляемый штамм легко культивируется, продукты его жизнедеятельности нетоксичны, а его производство может быть без особых проблем реализовано в промышленных масштабах; не вызывает каких-либо затруднений и его использование в качестве удобрения. Это обстоятельство позволяет сделать заключение, что заявляемому объекту присущ и третий установленный законодательством РФ критериальный признак изобретения - промышленная применимость.

Заявляемый на предмет изобретения штамм Pseudomonas brassicacearum 26W(в) в качестве бактериального удобрения под зерновые, овощные и кормовые культуры может быть продемонстрирован нижеследующими примерами.

Пример 1

Выращивают штамм Pseudomonas brassicacearum 26W(в) в ферментере до концентрации 10⁸-10⁹ клеток на 1 мл раствора. Затем производят бактеризацию семян пшеницы Triticum aestivum из расчета 1 л препарата на 1 кг семян. По завершении вегетационного периода (85-115 суток) в августе месяце снимают урожай и оценивают суммарную урожайность в ц/га. Указанные сведения для данной культуры приведены в Таблице 1.

Пример 2 (по аналогу [1])

Выполняют по общей технологической схеме Примера 1, но в качестве бактериального удобрения используют штамм Pseudomonas species.

Пример 3 (по прототипу [2])

Выполняют по общей технологической схеме Примера 1, но в качестве бактериального удобрения используют штамм Pseudomonas putida.

Пример 4

Выращивают штамм Pseudomonas brassicacearum 26W(в) в ферментере до концентрации 10⁸-10⁹ клеток на 1 мл раствора. Затем производят бактеризацию семян ржи Secale cereale из расчета 1 л препарата на 1 кг семян. По завершении вегетационного периода (280-300 суток) в августе месяце снимают урожай и оценивают суммарную урожайность в ц/га. Указанные сведения для данной культуры приведены в Таблице 1.

Пример 5 (по аналогу [1])

Выполняют по общей технологической схеме Примера 4, но в качестве бактериального удобрения используют штамм Pseudomonas species.

Пример 6 (по прототипу [2])

Выполняют по общей технологической схеме Примера 4, но в качестве бактериального удобрения используют штамм Pseudomonas putida.

Пример 7

Выращивают штамм Pseudomonas brassicacearum 26W(в) в ферментере до концентрации 10⁸-10⁹ клеток на 1 мл раствора. Затем производят бактеризацию семян проса Panicum miliaceum из расчета 1 л препарата на 1 кг семян. По завершении вегетационного периода (66-80 суток) в августе месяце снимают урожай и оценивают суммарную урожайность в ц/га. Указанные сведения для данной культуры приведены в Таблице 1.

Пример 8 (по аналогу [1])

Выполняют по общей технологической схеме Примера 7, но в качестве бактериального удобрения используют штамм Pseudomonas species.

Пример 9 (по прототипу [2])

Выполняют по общей технологической схеме Примера 7, но в качестве бактериального удобрения используют штамм Pseudomonas putida.

Пример 10

Выращивают штамм Pseudomonas brassicacearum 26W(в) в ферментере до концентрации 10⁸-10⁹ клеток на 1 мл раствора. Затем производят бактеризацию семян огурцов Cucumis sativus из расчета 1 л препарата на 1 кг семян. По завершении вегетационного периода (40-60 суток) снимают урожай в феврале, марте и апреле месяце и оценивают для каждого случая суммарную урожайность в ц/га. Указанные сведения для данной культуры приведены в Таблице 1.

Пример 11 (по аналогу [1])

Выполняют по общей технологической схеме Примера 10, но в качестве бактериального удобрения используют штамм Pseudomonas species.

Пример 12 (по прототипу [2])

Выполняют по общей технологической схеме Примера 10, но в качестве бактериального удобрения используют штамм Pseudomonas putida.

Пример 13

Выращивают штамм Pseudomonas brassicacearum 26W(в) в ферментере до концентрации 10⁸-10⁹ клеток на 1 мл раствора. Затем производят бактеризацию семян томатов Lycopersicon esculcutum из расчета 1 л препарата на 1 кг семян. По завершении вегетационного периода (90-120 суток) снимают урожай в феврале, марте и апреле месяце и для каждого случая оценивают суммарную урожайность в ц/га. Указанные сведения для данной культуры приведены в Таблице 1.

Пример 14 (по аналогу [1])

Выполняют по общей технологической схеме Примера 13, но в качестве бактериального удобрения используют штамм Pseudomonas species.

Пример 15 (по прототипу [2])

Выполняют по общей технологической схеме Примера 13, но в качестве бактериального удобрения используют штамм Pseudomonas putida.

Пример 16

Выращивают штамм Pseudomonas brassicacearum 26W(в) в ферментере до концентрации 10⁸-10⁹ клеток на 1 мл раствора. Затем производят бактеризацию семян кукурузы Zea mays из расчета 1 л препарата на 1 кг семян. По завершении вегетационного периода (100-115 суток) в июле месяце снимают урожай в виде листьев и оценивают суммарную урожайность в ц/га. Указанные сведения для данной культуры приведены в Таблице 1.

Пример 17 (по аналогу [1])

Выполняют по общей технологической схеме Примера 19, но в качестве бактериального удобрения используют штамм Pseudomonas species.

Пример 18 (по прототипу [2])

Выполняют по общей технологической схеме Примера 19, но в качестве бактериального удобрения используют штамм Pseudomonas putida.

Пример 19

Выращивают штамм Pseudomonas brassicacearum 26W(a) в ферментере до концентрации 10⁸-10⁹ клеток на 1 мл раствора. Затем производят бактеризацию семян амаранта Amarantus cruentus из расчета 1 л препарата на 1 кг семян. По завершении вегетационного периода (100-110 суток) в июле месяце снимают урожай и оценивают суммарную урожайность в ц/га. Указанные данные для нашего случая приведены в Таблице 1.

Пример 20 (по аналогу [1])

Выполняют по общей технологической схеме Примера 22, но в качестве бактериального удобрения используют штамм Pseudomonas species.

Пример 21 (по прототипу [2])

Выполняют по общей технологической схеме Примера 22, но в качестве бактериального удобрения используют штамм Pseudomonas putida.

Пример 22

Выращивают штамм Pseudomonas brassicacearum 26W(в) в ферментере до концентрации 10⁸-10⁹ клеток на 1 мл раствора. Затем производят бактеризацию семян рапса Brassica napus из расчета 1 л препарата на 1 кг семян. По завершении вегетационного периода (80-120 суток) в июле месяце снимают урожай и оценивают суммарную урожайность в ц/га. Указанные сведения для данной культуры приведены в Таблице 1.

Пример 23 (по аналогу [1])

Выполняют по общей технологической схеме Примера 25, но в качестве бактериального удобрения используют штамм Pseudomonas species.

Пример 24 (по прототипу [2])

Выполняют по общей технологической схеме Примера 25, но в качестве бактериального удобрения используют штамм Pseudomonas putida.

Таблица 1
№ примера	Культура	Общая урожайность за месяц, ц/га
1	2	3
1	Triticum aestivum	16,3
2 (аналог)	Triticum aestivum	11,5
3 (прототип)	Triticum aestivum	13,3
4	Secale cereale	33,2
5 (аналог)	Secale cereale	25,1
6 (прототип)	Secale cereale	28,3
7	Panicum miliaceum	14,0
8 (аналог)	Panicum miliaceum	11,1
9 (прототип)	Panicum miliaceum	12,0
10	Cucumis sativus	19,0 (февраль), 345,0 (март), 685,0 (апрель)9,5 (февраль), 285,0 (март), 580,0 (апрель)10,5 (февраль), 290,0 (март), 610,0 (апрель)
11 (аналог)	Cucumis sativus
12 (прототип)	Cucumis sativus
13	Lycopersicon esculcutum	2,9 (февраль), 440,0 (март), 1150,0 (апрель)
14 (аналог)	Lycopersicon esculcutum	1,5 (февраль), 385,0 (март), 985,0 (апрель)
15 (прототип)	Lycopersicon esculcutum	2,0 (февраль), 395,0 (март), 1020,0 (апрель)
16	Zea mays	482,0
17 (аналог)	Zea mays	395,0
18 (прототип)	Zea mays	408,0
19	Amarantus cruentus	145,0
20 (аналог)	Amarantus cruentus	120,0
21 (прототип)	Amarantus cruentus	120,0
22	Brassica napus	15,2
23 (аналог)	Brassica napus	12,7
24 (прототип)	Brassica napus	13,0

Как можно видеть из приведенных в Таблице 1 данных, использование заявляемого штамма Pseudomonas brassicacearum 26W(a) позволяет достаточно существенно (в среднем на 15-20%) повысить урожайность каждого из поименованных выше типов сельскохозяйственных культур по сравнению с прототипом [2]. При этом наибольший эффект от использования заявляемого штамма достигается при выращивании именно ранних огурцов и томатов (80-90%).

Литература

1. Патент РФ №2.130.264 (1999).

2. Патент РФ №2.051.586 (1996) (прототип).

Штамм Pseudomonas brassicacearum ВКПМ В-103 88, используемый для получения бактериального удобрения под зерновые, овощные и кормовые культуры.