Біологічні властивості поверхнево-активних метаболітів Rhodococcus erythropolis Au-1 та їх перспективи для рослинництва

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorКорецька, Н. І.
dc.contributor.authorКарпенко, О. В.
dc.contributor.authorБаранов, В. І.
dc.contributor.authorЛубенець, В. І.
dc.contributor.authorНогіна, Т. М.
dc.date.accessioned2020-04-14T17:31:29Z
dc.date.available2020-04-14T17:31:29Z
dc.date.issued2018
dc.description.abstractenBackground. Trehalose lipids (TLs) are microbial surfactants, they are perspective for using in various industries and agriculture. Investigation of biosurfactants’ properties, as well as mechanisms of their influence on biological objects, is the important task of biotechnology. Objective. The aim of the paper is to study the biological properties of TLs – metabolites of Rhodococcus erythropolis Au-1 – and possible approaches of their using in crop production. Methods. Bacteria were grown on the Goodwin nutrient medium, TLs were extracted from the isolated biomass by the Folch mixture. The influence of test microorganisms on the permeability of cells’ membranes was studied by the release of extracellular protein. The protein content was determined by the Bradford method, the number of viable cells – by the method of serial dilution. Studying of the TLs effect on efficiency of the biocides was carried out on test bacteria by minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) of the preparations. The influence of the compositions of TLs and biocides on test fungi was evaluated by diameter of inhibition zones in disk susceptibility tests on agar medium. The effect of TLs on the activity of the phytohormone – indolyl 3-acetic acid (IAA) was determined in 2 biotests: on coleoptile stalks of wheat and rhizogenesis of bean seedlings. The influence of metabolites of R. erythropolis Au-1 strain on plant growth was determined in laboratory, vegetative and field experiments. The morphometric indices of wheat and soybean were evaluated after pre-sowing seed treatment. The presence of auxins in the supernatant of R. erythropolis Au-1 was determined with the specific reaction of Salkovsky. Results. It was established that the TLs of R. erythropolis Au-1 strain promote an increase of permeability of cell membranes of phytopathogenic microorganisms (while remaining cell viability). It was shown that TLs enhance antimicrobial activity of biocide-thiosulfonates. The MIC and MBC of biocides in the compositions with trehalose lipids were reduced by 20–50% (for test bacteria), and the diameter of inhibition zones for phytopathogenic fungi increased by an average of 53%. The use of TLs in the IAA composition allows the active concentration of IOC to be reduced by 10 times. In experiments with plants, it has been shown that pre-sowing treatment of seeds with TLs solutions promotes an increase of root and sprout length of the seedlings by 29–37%, and their mass – by 20–31% relative to control. In laboratory conditions it was shown that the supernatant is the most effective preparation: pre-sowing treatment of wheat seed with the supernatant promotes an increase of root and sprout lengths by 58% and 24% respectively. It is established that phytohormones of auxin nature are in the supernatant of R. erythropolis strain. Conclusions. Due to the effect on cell membranes permeability trehalose lipids promote increasing the effectiveness of biocides and plant growth regulators, as well as stimulating plant growth. The obtained results are promising for the development of effective and environmentally friendly products for modern crop production.uk
dc.description.abstractruПроблематика. Микробные поверхностно-активные вещества трегалозолипидной природы (ТПАВ) являются перспективными продуктами биотехнологии для различных отраслей современной промышленности и сельского хозяйства. Для создания эффективных экологически безопасных агропрепаратов актуальной задачей является изучение свойств биогенных ПАВ и механизмов их влияния на растения и микроорганизмы. Цель. Исследовать биологические свойства ТПАВ – метаболитов штамма Rhodococcus erythropolis Au-1 – и возможные пути их использования в растениеводстве. Методика реализации. Штамм культивировали на модифицированной среде Гудвина, ТПАВ экстрагировали из выделенной биомассы смесью Фолча. Действие ТПАВ на проницаемость клеточных мембран тестовых микроорганизмов-фитопатогенов оценивали по изменению количества внеклеточного белка (методом Брэдфорд), а численность жизнеспособных клеток – методом серийных разведений. Влияние ТПАВ на активность биоцидов по отношению к тестовым бактериям оценивали по минимальной ингибирующей (МИК) и бактерицидной (МБК) концентрациям препаратов, а на грибы – по зонам ингибирования роста на агаризованной среде. Действие ТПАВ на активность фитогормона индолил-3-уксусной кислоты (ИУК) определяли в биотестах на отрезках колеоптилей пшеницы и на ризогенез черенков фасоли. Влияние метаболитов R. erythropolis Au-1 на рост растений (при предпосевной обработке семян) определяли по морфометрическим показателям пшеницы и сои в лабораторных, вегетационных и полевых экспериментах. Способность штамма R. erythropolis Au-1 к синтезу фитогормонов-ауксинов определяли по их наличию в супернатанте культуральной жидкости (реакция Сальковского). Результаты. Установлено, что ТПАВ штамма R. erythropolis Au-1 способствуют повышению проницаемости клеточных мембран микроорганизмов-фитопатогенов (с сохранением жизнеспособности клеток). Установлено, что ТПАВ усиливают антимикробную активность биоцидов тиосульфонатной структуры: МИК и МБК в композициях биоцидов с ТПАВ снижаются на 20–50 % (для тестовых бактерий), а зоны ингибирования роста фитопатогенных грибов увеличились в среднем на 53 %. Установлено, что ТПАВ усиливают действие ИУК: использование ТПАВ в композиции с ИУК позволяет уменьшить ее действующую концентрацию в 10 раз. Установлено стимулирующее действие метаболитов R. erythropolis Au-1 на рост сои и пшеницы: предпосевная обработка семян растворами ТПАВ способствовала приросту длины корней и побегов проростков на 29–37 %, а их массы – на 20–31 % относительно контроля. Супернатант культуральной жидкости был эффективнее: прирост длины корня и побега составлял соответственно 58 и 24 % относительно контроля, что можно объяснить наличием в его составе биологически активных веществ, в частности фитогормонов ауксиновой природы. Выводы. ТПАВ за счет влияния на проницаемость клеточных мембран способны повышать эффективность биоцидов и рострегуляторов, а также стимулировать рост растений. Полученные результаты являются перспективными для разработки эффективных и экологически безопасных препаратов для современного растениеводства.uk
dc.description.abstractukПроблематика. Мікробні поверхнево-активні речовини трегалозоліпідної природи (ТПАР) є пер­спективними продуктами біотехнології для різних галузей сучасної промисловості та сільського господарства. Для створення ефективних екологічно безпечних агропрепаратів актуальним завданням є вивчення властивостей біогенних ПАР і механізмів їх впливу на рослини та мікроорганізми. Мета. Дослідити біологічні властивості ТПАР – метаболітів штаму Rhodococcus erythropolis Au-1 – та можливі шляхи їх використання у рослинництві. Методика реалізації. Штам культивували на модифікованому середовищі Гудвіна, ТПАР екстрагували з виділеної біомаси сумішшю Фолча. Дію ТПАР на проникність клітинних мембран тестових мікроорганізмів-фітопатогенів вивчали за кількістю вивільненого з клітин білка (методом Бредфорд), а чисельність життєздатних клітин – методом серійних розведень. Вплив ТПАР на активність біоцидів щодо тестових бактерій оцінювали за мінімальною інгібувальною (МІК) і бактерицидною концентраціями (МБК) препаратів, а на гриби – за зонами затримки росту на агаризованому середовищі. Дію ТПАР на активність фітогормона індоліл-3-оцтової кислоти (ІОК) визначали у біотестах на відрізках колеоптилів пшениці та на ризогенез живців квасолі. Вплив метаболітів R. erythropolis Au-1 на ріст рослин (за передпосівного оброблення насіння) визначали за морфометричними показниками пшениці та сої в лабораторних, вегетаційних і дрібноділянкових експериментах. Здатність штаму R. erythropolis Au-1 до синтезу фітогормонів-ауксинів визначали за їх наявністю у супернатанті культуральної рідини (реакція Сальковського). Результати. Встановлено, що ТПАР штаму R. erythropolis Au-1 сприяють підвищенню проникності клітинних мембран мікроорганізмів-фітопатогенів (зі збереженням життєздатності клітин). Встановлено, що ТПАР підсилюють антимікробну активність біоцидів-тіосульфонатів: МІК і МБК у композиціях біоцидів з ТПАР знижувались на 20–50 % (для тестових бактерій), а зони затримки росту фітопатогенних грибів зростали в середньому на 53 %. Встановлено, що ТПАР підсилювали дію ІОК: використання ІОК у композиції з ТПАР дає змогу зменшити діючу концентрацію фітогормона в 10 разів. Встановлено стимулювальну дію метаболітів R. erythropolis УКМ Au-1 на ріст сої та пшениці: передпосівна обробка насіння розчинами ТПАР сприяла приросту довжини коренів і пагонів проростків на 29–37 %, а їх маси – на 20–31 % відносно контролю. Супернатант культуральної рідини був ефективнішим: приріст довжини кореня та пагона становив відповідно 58 та 24 % відносно контролю, що можна пояснити наявністю в його складі біологічно активних речовин, зокрема фітогормонів ауксинової природи. Висновки. ТПАР завдяки впливу на проникність клітинних мембран здатні підвищувати ефективність біоцидів і рістрегуляторів, а також стимулювати ріст рослин. Отримані результати є перспективними для розробки ефективних та екологічно безпечних препаратів для сучасного рослинництва.uk
dc.format.pagerangePp. 77–85uk
dc.identifier.citationБіологічні властивості поверхнево-активних метаболітів Rhodococcus erythropolis Au-1 та їх перспективи для рослинництва / Н. І. Корецька, О. В. Карпенко, В. І. Баранов, В. І. Лубенець, Т. М. Ногіна // Innovative Biosystems and Bioengineering : international scientific journal. – 2019. – Vol. 3, No. 2. – Pp. 77–85. – Bibliogr.: 32 ref.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/ibb.2019.3.2.165165
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/32916
dc.language.isoukuk
dc.publisherIgor Sikorsky Kyiv Polytechnic Instituteuk
dc.publisher.placeKyivuk
dc.relation.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.rightsAttribution 4.0 International (CC BY 4.0)en
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/en
dc.sourceInnovative Biosystems and Bioengineering : international scientific journal, 2019, Vol. 3, No. 2uk
dc.subjectтрегалозоліпідні поверхнево-активні речовиниuk
dc.subjectRhodococcus erythropolisuk
dc.subjectпроникність клітинних мембранuk
dc.subjectантимікробна активністьuk
dc.subjectрегулятори росту рослинuk
dc.subjecttrehalose lipidsuk
dc.subjectRhodococcus erythropolisuk
dc.subjectpermeability of cell membranesuk
dc.subjectantimicrobial activityuk
dc.subjectplant growth regulatorsuk
dc.subjectтрегалозолипидные поверхностно-активные веществаuk
dc.subjectRhodococcus erythropolisuk
dc.subjectпроницаемость клеточных мембранuk
dc.subjectантимикробная активностьuk
dc.subjectрегуляторы роста растенийuk
dc.subject.udc579.873.11uk
dc.titleБіологічні властивості поверхнево-активних метаболітів Rhodococcus erythropolis Au-1 та їх перспективи для рослинництваuk
dc.title.alternativeBiological Properties of Surface-Active Metabolites of Rhodococcus erythropolis Au-1 and Their Prospects for Crop Technologyuk
dc.title.alternativeБиологические свойства поверхностно-активных метаболитов Rhodococcus erythropolis Au-1 и их перспективы для растениеводстваuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
IBB2018.3.2_03.pdf
Розмір:
1.26 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Innovative Biosystems and Bioengineering: international scientific e-journal, Vol. 3, No. 2