RU2426778C2 - Strain of legume bacteria bradyrhizobium japonicum 206 vkpm v-9505, virulent to recognised varieties of soya - Google Patents
Strain of legume bacteria bradyrhizobium japonicum 206 vkpm v-9505, virulent to recognised varieties of soya Download PDFInfo
- Publication number
- RU2426778C2 RU2426778C2 RU2009111425/10A RU2009111425A RU2426778C2 RU 2426778 C2 RU2426778 C2 RU 2426778C2 RU 2009111425/10 A RU2009111425/10 A RU 2009111425/10A RU 2009111425 A RU2009111425 A RU 2009111425A RU 2426778 C2 RU2426778 C2 RU 2426778C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- strain
- soya
- varieties
- vkpm
- bradyrhizobium japonicum
- Prior art date
Links
Landscapes
- Pretreatment Of Seeds And Plants (AREA)
- Cultivation Of Plants (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Description
Штамм Bradyrhizobium japonicum 206 ВКПМ В-9505 предназначен для предпосевной инокуляции семян или предпосевного внесения в почву с целью обеспечения азотфиксирующего симбиоза растений сои и клубеньковых бактерий через образование клубеньков. Штамм выращивают либо традиционным жидкофазным методом, или методом твердофазной ферментации на высокодисперсных влагоемких ненабухающих минеральных носителях, содержащих растворы источников углерода, азота, минеральных солей и ростостимулирующих добавок.The strain Bradyrhizobium japonicum 206 VKPM B-9505 is intended for pre-sowing inoculation of seeds or pre-sowing application in the soil in order to provide nitrogen-fixing symbiosis of soybean plants and nodule bacteria through the formation of nodules. The strain is grown either by the traditional liquid-phase method, or by the method of solid-phase fermentation on highly dispersed, moisture-intensive, non-swelling mineral carriers containing solutions of carbon sources, nitrogen, mineral salts and growth-promoting additives.
Используется в виде водных суспензий с добавками пленкообразующих веществ для предпосевной инокуляции семян сои, или в виде водных суспензий, или же нейтральных сыпучих смесей для внесения в почву весной перед посевом сои в равномерно распределяемой дозе около 500·109 КОЕ/га.It is used in the form of aqueous suspensions with the addition of film-forming substances for pre-sowing inoculation of soybean seeds, or in the form of aqueous suspensions, or neutral granular mixtures for application to the soil in the spring before sowing soybeans in a uniformly distributed dose of about 500 · 10 9 CFU / ha.
Штамм вирулентен ко всем испытанным сортам сои, районированных в центрально-черноземных областях России и соседних с ним регионах. Обеспечивает повышение урожайности, масличности и содержания белка в соевом зерне. Относительные прибавки этих показателей за счет применения штамма лежат в пределах 15-40% в зависимости от условий применения.The strain is virulent to all tested soybean varieties zoned in the central black earth regions of Russia and its neighboring regions. Provides increased yield, oil content and protein content in soybean grain. The relative increase in these indicators due to the use of the strain lies in the range of 15-40%, depending on the conditions of use.
Описание изобретения.Description of the invention.
Изобретение относится к областям биотехнологии и сельскохозяйственной микробиологии и представляет собой новый штамм клубеньковых бактерий, специфичный для районированных сортов сои, обеспечивающий эффективный симбиоз растений сои с данным штаммом клубеньковых бактерий.The invention relates to the fields of biotechnology and agricultural microbiology and is a new strain of nodule bacteria specific for zoned soybean varieties, providing an effective symbiosis of soybean plants with this strain of nodule bacteria.
Симбиоз бобовых растений и клубеньковых бактерий известен с конца 19-го века [1 - стр.293, 2 - стр.454, 4 - стр.395-398]. Заключается он в том, что клубеньковые бактерии рода Rhizobium и Bradyrhizobium способны инфицировать молодые корни бобовых растений. Внедряясь в клетку корня, они стимулируют ее разрастание и размножаются в ней, питаясь углеводами, поступающими в клетку. При этом образуется надорганизменная симбиотическая система, в которой растение и клетки бактерий вместе синтезируют новое вещество, получившее название леггемоглобин, который накапливается в образовавшихся в месте инфицирования корневых клубеньках и выполняет тройную функцию: поставляет аэробным бактериям кислород и молекулярный азот, защищает азотфиксирующий аппарат бактерий (фермент нитрагиназу) от отравляющего действия кислорода и, таким образом, обеспечивает эффективную фиксацию и биотрансформацию молекулярного азота в формы, доступные для усваивания его как микроорганизмами, так и растением. При этом большая часть (до 90%) фиксированного атмосферного азота усваивается растением, а остальные - микроорганизмами. Бобовые растения способны усваивать азот и из почвы, но при наличии симбиоза с клубеньковыми бактериями урожай семян бобовых существенно выше на 10-40% чем на исходной, даже хорошо удобренной почве. Кроме того, растения и их семена, выросшие в симбиозе с клубеньковыми бактериями, содержат больше белка, что является важным показателем их качества. Особенно это важно для массовых зернобобовых культур, в частности для сои.The symbiosis of legumes and nodule bacteria has been known since the end of the 19th century [1 - p. 293, 2 - p. 454, 4 - p. 395-398]. It consists in the fact that nodule bacteria of the genus Rhizobium and Bradyrhizobium are able to infect young roots of leguminous plants. Intruding into the root cell, they stimulate its growth and multiply in it, eating carbohydrates entering the cell. In this case, a supraorganic symbiotic system is formed in which the plant and bacterial cells together synthesize a new substance called leghemoglobin, which accumulates in the root nodules formed at the site of infection and performs a threefold function: it supplies oxygen and molecular nitrogen to aerobic bacteria, protects the nitrogen-fixing apparatus of bacteria (enzyme nitraginase) from the toxic effects of oxygen and, thus, provides effective fixation and biotransformation of molecular nitrogen into Available for the assimilation of it as microorganisms and plants. Moreover, most (up to 90%) of fixed atmospheric nitrogen is absorbed by the plant, and the rest by microorganisms. Legumes are able to absorb nitrogen from the soil, but in the presence of symbiosis with nodule bacteria, the yield of legume seeds is significantly higher by 10-40% than in the original, even well-fertilized soil. In addition, plants and their seeds, grown in symbiosis with nodule bacteria, contain more protein, which is an important indicator of their quality. This is especially important for mass legumes, in particular for soybeans.
Со времен обнаружения и изучения симбиоза стало развиваться направление искусственной инокуляции бобовых растений клубеньковыми бактериями, выращиваемых в лабораторных и промышленных условиях [3 - стр.3-9]. При этом оказалось, что искусственная инокуляция обеспечивает повышение урожайности и качества бобовой продукции не только на почвах, не содержащих природных вирулентных культур клубеньковых бактерий, но также и на почвах, где такие бактерии имеются, и существует естественный симбиоз [1 - стр.294-298]. Это объясняется тем, что клубеньковые бактерии рода Rhizobium и Bradyrhizobium способны размножаться либо в корневых клубеньках бобовых растений, либо в искусственных условиях. В почве они способны только сохраниться некоторое время в подходящих локальных нишах. То есть, одним из факторов хозяйственной эффективности симбиоза является концентрация вирулентных видов клубеньковых бактерий в почве. Кроме этого в искусственных условиях могут быть селекционированы более вирулентные штаммы с повышенной азотфиксирующей активностью. Установлено, что для эффективного симбиоза требуется внесение в почву во время посева около 500 миллиардов вирулентных клеток клубеньковых бактерий на 1 га площади посева [3 - стр.7].Since the discovery and study of symbiosis, the direction of artificial inoculation of leguminous plants with nodule bacteria grown in laboratory and industrial conditions has begun to develop [3 - p. 3-9]. It turned out that artificial inoculation provides increased yield and quality of legumes not only in soils that do not contain natural virulent cultures of nodule bacteria, but also in soils where such bacteria are present, and there is a natural symbiosis [1 - pp. 294-298 ]. This is because nodule bacteria of the genus Rhizobium and Bradyrhizobium are capable of multiplying either in the root nodules of leguminous plants, or in artificial conditions. In the soil, they can only survive for a while in suitable local niches. That is, one of the factors of the economic efficiency of symbiosis is the concentration of virulent species of nodule bacteria in the soil. In addition, more virulent strains with increased nitrogen-fixing activity can be selected under artificial conditions. It has been established that effective symbiosis requires the introduction of about 500 billion virulent cells of nodule bacteria into the soil during sowing per 1 ha of sown area [3 - p. 7].
Установлено, что по вирулентности (способность инфицировать корни бобовых растений с образованием клубеньков), существует видовая специфичность бактерий родов Rhizobium и Bradyrhizobium, т.е. определенные виды бактерий рода Rhizobium образуют симбиоз с отдельными видами или с группой видов бобовых растений. В частности, для сои существует один симбионтный типовой вид Bradyrhizobium japonicum [4 - стр.396, 3 - стр.5]. Кроме этого, для сои существует сортовая специфичность штаммов Bradyrhizobium japonicum, т.е. существуют штаммы Bradyrhizobium japonicum, вирулентные только по отношению к определенным группам сортов сои. Довольно частым явлением бывает необходимость селекции новых штаммов Bradizhizobium japonicum к новым или районируемым сортам сои в связи с распространением выращивания этой культуры в новые для нее регионы. В частности, это имеет место для центрально-черноземной и центральной России, Белоруссии, Приволжских регионов, т.е. с распространением посевов сои с юга в более северные и северо-восточные регионы.According to virulence (the ability to infect legumes of legumes with the formation of nodules), there is a species specificity of bacteria of the genera Rhizobium and Bradyrhizobium, i.e. Certain types of bacteria of the genus Rhizobium form a symbiosis with individual species or with a group of legume plants. In particular, for soybean there is one symbiont type species Bradyrhizobium japonicum [4 - p. 396, 3 - p. 5]. In addition, for soybean there is varietal specificity of the strains of Bradyrhizobium japonicum, i.e. Bradyrhizobium japonicum strains exist, virulent only with respect to certain groups of soybean varieties. A fairly common occurrence is the need for breeding of new strains of Bradizhizobium japonicum to new or zoned soybean varieties in connection with the expansion of the cultivation of this crop in new regions for it. In particular, this is the case for central black earth and central Russia, Belarus, Volga regions, i.e. with the spread of soybean crops from the south to the more northern and northeastern regions.
В настоящее время в мире выделено, отселекционировано и поддерживается в искусственных условиях множество штаммов клубеньковых бактерий для сои (роды: Rhizobium и Bradyrhizobium, вид - Bradyrhizobium japonicum); 3 - стр.7, Каталоги ВКМ и ВКПМ].At present, many strains of nodule bacteria for soybean have been isolated, selected and maintained under artificial conditions in the world (genera: Rhizobium and Bradyrhizobium, species - Bradyrhizobium japonicum); 3 - p. 7, VKM and VKPM catalogs].
Некоторые из них опробованы на сортах сои центрально-черноземного региона, в частности в Белгородской области. Часть из них проявили вирулентность к местным и районированным сортам. Это явление и стало основой для селекции высокоэффективного штамма клубеньковых бактерий для сортов сои, районированных в Белгородской области, центральночерноземных областях, а так же целью настоящего изобретения.Some of them were tested on soybean varieties of the central chernozem region, in particular in the Belgorod region. Some of them showed virulence to local and zoned varieties. This phenomenon became the basis for the selection of a highly effective strain of nodule bacteria for soybean varieties zoned in the Belgorod region, central black earth regions, as well as the purpose of the present invention.
Основой для селекции стала выделенная культура из найденных клубеньков на участке длительного культивирования сои опытного стационара Белгородской государственной сельхозакадемии (БГСХА) на сое «Белгородская-48» селекции БГСХА. Выделенная чистая культура была размножена на искусственной среде и снова использована для инокуляции сои «Белгородская-48», «Белгородская-6». В результате этой операции была отмечена достаточно высокая вирулентность на сорте «Белгородская-48» и некоторая небольшая вирулентность на сое «Белгородская-6». Клубеньковые бактерии, выделенные из клубеньков сои «Белгородская-6» были использованы для инокуляции сои «Белгородская-48», «Белгородская-6», «Ланцетная», «Глазастая», «Ясельда», «Армавирская» и др. При этом высокая вирулентность и эффективность наблюдалась на сортах «Белгородская-48» и «Белгородская-6», а на остальных сортах низкие и средние показатели. Выделение, размножение и последующая повторная инокуляция семян сои выделенными культурами повышали вирулентность и эффективность симбиоза штамма с материнским сортом «Белгородская-48» и другими сортами. Последующие этапы селекции сводились к отбору культуры клубеньковых бактерий из наиболее эффективных симбиозов исследованного ряда сортов сои и распространялись на другие сорта сои. Ускорению работ по этапам обеспечила модифицированная методика [3 - стр.437]. Модификация методики состояла в том, что в пробирки с агаризованной прозрачной средой помещали не просто семена сои, а их проростки, а инокуляцию проростков производили с помощью микропипетки разбавленной суспензией чистой культуры штамма после внедрения корешка приростка в агаризованную среду. Использовали следующий состав среды: MgSO4 - 0,1%, K2HPO4 - 0,1%, Са3(PO4)2 - 0,002%, FeSO4 - следы, агар - 1%. Прозрачная агаризованная среда позволяла оценить время появления клубеньков, их число и размеры в определенный период времени. Отобранные варианты сравнивали в опытах выращивания сои на почве в фитотроне в лабораторных условиях. Далее эффективность симбиозов оценивали в полевых условиях на полях первого посева сои и на полях длительного выращивания сои, где в почве уже обнаружено постоянное присутствие Bradyrhizobium japonicum.The selection was based on the selected culture of nodules found on the site of long-term cultivation of soybean at the experimental hospital of the Belgorod State Agricultural Academy (BSAA) on the soybean “Belgorodskaya-48” of the BSAHA selection. The isolated pure culture was propagated on an artificial medium and again used to inoculate soybean Belgorod-48, Belgorod-6. As a result of this operation, a rather high virulence was observed on the Belgorodskaya-48 variety and some slight virulence on the Belgorodskaya-6 soybean. Nodule bacteria isolated from Belgorodskaya-6 soybean nodules were used to inoculate Belgorodskaya-48, Belgorodskaya-6, Lanceolate, Glazastaya, Yaselda, Armavirskaya soybeans and others. virulence and efficacy were observed on the varieties Belgorodskaya-48 and Belgorodskaya-6, while the remaining varieties were low and medium. Isolation, propagation and subsequent re-inoculation of soybean seeds with the selected cultures increased the virulence and symbiosis of the strain with the maternal variety Belgorodskaya-48 and other varieties. The subsequent stages of breeding were reduced to selecting a culture of nodule bacteria from the most effective symbioses of the studied series of soybean varieties and spread to other soybean varieties. The accelerated work in stages was provided by a modified technique [3 - p. 437]. The modification of the technique consisted in the fact that not only soybean seeds, but their seedlings were placed in test tubes with an agarized transparent medium, and the seedlings were inoculated using a micropipette with a diluted suspension of a pure strain culture after introducing the root of the growth into the agar medium. The following composition of the medium was used: MgSO 4 - 0.1%, K 2 HPO 4 - 0.1%, Ca 3 (PO 4 ) 2 - 0.002%, FeSO 4 - traces, agar - 1%. Transparent agar medium made it possible to estimate the time of nodule appearance, their number and size over a certain period of time. Selected options were compared in experiments on growing soybeans on soil in a phytotron under laboratory conditions. Further, the effectiveness of symbioses was evaluated in the field on the fields of the first soybean sowing and on the fields of long-term soybean cultivation, where the constant presence of Bradyrhizobium japonicum was already detected in the soil.
Вирулентность штаммов оценивали по числу образовавшихся клубеньков в среднем на одно растение, а эффективность по среднему весу одного клубенька, приросту урожайности и содержанию белка в соевом зерне.The virulence of the strains was evaluated by the number of nodules formed on average per plant, and the effectiveness by the average weight of one nodule, yield growth and protein content in soybean grain.
В качестве иллюстрации свойств выделенного и отселекционированного штамма приводим таблицу результатов полевых испытаний препарата на его основе в 2006 году (таблица 1).As an illustration of the properties of the selected and selected strain, we present a table of the results of field trials of a drug based on it in 2006 (table 1).
О генетической устойчивости штамма свидетельствует неизменность показателей вирулентности и эффективности симбиоза с базовым сортом сои «Белгородская-48» при многочисленных пересевах культуры на маннитно-дрожжевых (DSM) и гороховых агаризованных средах как при посевах через жидкую суспензию, так и при непосредственных пересевах петлей.The genetic stability of the strain is evidenced by the constancy of the indicators of virulence and the effectiveness of symbiosis with the Belgorodskaya-48 soybean base variety under numerous culture passages on mannitol-yeast (DSM) and pea agarized media both during sowing through a liquid suspension and during direct passaging with a loop.
Идентификацию штамма провели как по результатам вышеописанных операций (характерные свойства), так и по микроскопическим, биохимическим и физиологическим признакам в соответствии с определителем бактерий Берджи (Москва, «Мир», 1977 г., с.80-81).The strain was identified both by the results of the operations described above (characteristic properties) and by microscopic, biochemical and physiological characteristics in accordance with the determinant of Bergey bacteria (Moscow, Mir, 1977, p. 80-81).
Штамм оказался медленнорастущим и назван Bradyrhizobium japonicum 206. Этот штамм задепонирован в ВКПМ как Bradyrhizobium japonicum 206 ВКПМ В-9505.The strain turned out to be slow-growing and was named Bradyrhizobium japonicum 206. This strain is donated to VKPM as Bradyrhizobium japonicum 206 VKPM B-9505.
Культурально-морфологические признаки.Cultural and morphological characters.
Штамм Bradyrhizobium japonicum 206 - палочковидные прямые, изогнутые клетки. Грамотрицательные, спор не образуют.Strain Bradyrhizobium japonicum 206 - rod-shaped straight, curved cells. Gram-negative, do not form a dispute.
Температура - (26-30)°С, рН=6-7.Temperature - (26-30) ° С, pH = 6-7.
Колонии округлые, полупрозрачные, беловатые, более или менее гранулированной консистенции, диаметром не более 0,5 мм через 5-7 суток инкубации на агаризованной среде с дрожжевым экстрактом, маннитолом и почвенным экстрактом. Рост на среде сопровождается образованием внеклеточной слизи полисахаридной природы.The colonies are round, translucent, whitish, more or less granular, with a diameter of not more than 0.5 mm after 5-7 days of incubation on an agar medium with yeast extract, mannitol and soil extract. Growth on the medium is accompanied by the formation of extracellular mucus of a polysaccharide nature.
Характерная особенность этих организмов - способность проникать в корневые волоски сои (сем. Glycine) сортов Белгородская-6, Белгородская-48, Ланцетная, Глазастая.A characteristic feature of these organisms is the ability to penetrate into the root hairs of soybean (family Glycine) varieties Belgorod-6, Belgorod-48, Lanceolate, Glazastaya.
Физиологические признаки.Physiological signs.
Штамм является аэробом, растет в температурном интервале 15-35°С, температурный оптимум 26-28°С при рН=6-7. Оптимум рН=7,0-7,2 (начало выращивания). Растет на богатых питательных средах на основе углеводов, экстрактов и автолизатов дрожжей.The strain is an aerobic, grows in the temperature range of 15-35 ° C, the temperature optimum is 26-28 ° C at pH = 6-7. Optimum pH = 7.0-7.2 (start of cultivation). It grows on rich nutrient media based on carbohydrates, extracts and yeast autolysates.
Биохимические признаки.Biochemical signs.
Штамм является хемоорганотрофом.The strain is a chemoorotroph.
В жидких средах усваивает Д-маннит, глюкозу, а также смеси этих углеводов с сахарозой, целлюлозу и крахмал не усваивает. Источники азота - соли аммиака, нитраты, аминокислоты. На МПА не растет. При росте на средах с углеводами выделяет слизь полисахаридной природы. При росте на жидкой среде ДSМ вызывает ее подщелачивание до рН=8, начиная со второго полупериода роста.In liquid media, it absorbs D-mannitol, glucose, and also does not metabolize mixtures of these carbohydrates with sucrose, cellulose and starch. Sources of nitrogen are ammonia salts, nitrates, amino acids. The MPA is not growing. When grown on media with carbohydrates, it secrets mucus of a polysaccharide nature. When growing on a liquid medium, DSM causes it to alkalize to pH = 8, starting from the second half-growth period.
Характерное свойство (признак) - способность внедряться в корневые волоски сои (ряд сортов районированных в ЦЧР и близких по климатическим условиям регионах).A characteristic property (feature) is the ability to penetrate into the root hairs of soybeans (a number of varieties zoned in the Central Chernozem Region and regions close to climatic conditions).
В зависимости от используемых составов жидких сред и условий культивирования в течение 96 часов получают культуральную жидкость (КЖ) с титром 108-1010 КОЕ/см3.Depending on the used compositions of the liquid media and cultivation conditions, a culture fluid (QL) with a titer of 10 8 -10 10 CFU / cm 3 is obtained within 96 hours.
При выращивании на сыпучем твердофазном носителе (порошковая стерильная фракция влагоемкого нейтрального неорганического материала, наполненная жидкой питательной средой до влажности 70-75% и засеянная культурой) с исходным засевом 106-107 КОЕ/г после выдержки в термостате при температуре 28-30°С без перемешивания и дополнительной аэрации в течение семи суток получают готовый продукт с титром не ниже 8·109 КОЕ/г.When grown on a loose solid-phase carrier (sterile powder fraction of a moisture-intensive neutral inorganic material, filled with liquid nutrient medium to a moisture content of 70-75% and seeded with culture) with the initial inoculation of 10 6 -10 7 CFU / g after exposure to thermostat at a temperature of 28-30 ° With no mixing and additional aeration for seven days, the finished product with a titer of at least 8 · 10 9 CFU / g is obtained.
Среда хранения.Storage medium.
Тверная среда хранения ДSМ, содержащая Д-маннит, дрожжевой экстракт, почвенный экстракт засевается культурой и культивируется при температуре (26-28)°С в течение 5-7 суток, затем хранить в холодильнике.A solid DSM storage medium containing D-mannitol, yeast extract, soil extract is seeded with culture and cultivated at a temperature of (26-28) ° C for 5-7 days, then stored in the refrigerator.
Периодичность пересева - 1 раз в 3 месяца.Frequency of reseeding - 1 time in 3 months.
Изобретение поясняется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.
Пример 1. Получение посевного материала и выращивание культуры на ДSМ-агаре.Example 1. Obtaining seed and growing culture on DSM-agar.
Из пробирки хранения петлей в стерильных условиях культуру высевают штрихом на поверхность скошенного Д8М (или фасолевого) агара посевной пробирки и выращивают в термостате при температуре (26-28)°С в аэробных условиях в течение 5-7 суток. Выросший слой культуры смывают с поверхности питательной средой (состав: меласса, глюкоза, аммоний сернокислый, калий фосфорнокислый, магний сернокислый, марганец сернокислый, аммоний молибденовокислый) и сливают в посевную колбу. Объем смыва в посевной колбе доводят питательной средой до 100 мл и перемешивают на качалке при 190-220 об/мин. Получают 100 мл посевного материала с титром около 108 КОЕ/мл. Таким образом нарабатывают посевной материал в необходимом объеме для использования как для жидкофазного глубинного культивирования аэрацией, так и для твердофазного культивирования в воздухопроницаемых пакетах.From a test tube storage loop under sterile conditions, the culture is streaked onto the surface of the mowed D8M (or bean) agar seed tube and grown in an incubator at a temperature of (26-28) ° C under aerobic conditions for 5-7 days. The grown layer of culture is washed off the surface with a nutrient medium (composition: molasses, glucose, ammonium sulfate, potassium phosphate, magnesium sulfate, manganese sulfate, ammonium molybdenum acid) and poured into a seed flask. The flush volume in the seed flask was adjusted with nutrient medium to 100 ml and stirred on a rocking chair at 190-220 rpm. 100 ml of seed are obtained with a titer of about 10 8 CFU / ml. Thus, the seed material is produced in the required volume for use both for liquid-phase deep cultivation by aeration and for solid-phase cultivation in breathable bags.
Пример 2. Жидкофазное культивирование в колбах.Example 2. Liquid-phase cultivation in flasks.
В качалочные колбы (объемом 750 мл) помещают по 90 мл жидкой питательной среды, стерилизуют при 120-125°С в автоклаве, охлаждают и засевают под пламенем горелки 10 мл посевного материала, полученного в примере 1. Колбы устанавливают на качалке с частотой колебания 190-220 об/мин в термостируемой комнате при температуре 28-30°С и перемешивают непрерывно в течение 96 часов.90 ml of liquid nutrient medium is placed in rocking flasks (750 ml each), sterilized at 120-125 ° С in an autoclave, cooled and inoculated under a burner flame. 10 ml of seed obtained in Example 1. The flasks are mounted on a rocking chair with a vibration frequency of 190 -220 rpm in a temperature-controlled room at a temperature of 28-30 ° C and stirred continuously for 96 hours.
Получают культуральную жидкость с титром около 109 КОЕ/мл.A culture fluid is obtained with a titer of about 10 9 CFU / ml.
Пример 3. Жидкофазное культивирование в ферментере.Example 3. Liquid-phase cultivation in a fermenter.
В ферментере «Биор-250» (объем емкости 200 л), снабженным мешалкой и воздушным аэратором барботажного типа, готовят 150 л питательной среды, проводят стерилизацию глухим паром (через стенку рубашки) при температуре 120-125°С, затем среду охлаждают и засевают 5 литрами посевного материала полученного в примере 1 или 2. Выращивание культуры проводят при температуре 28-30°С, барбатировании воздуха 0,5-1 объема на 1 объем среды при работающей мешалке с частотой 60 об/мин в течение 96 часов.In the Bior-250 fermenter (200 liter capacity) equipped with a stirrer and a bubbler type air aerator, 150 liters of culture medium are prepared, sterilized with deaf steam (through the wall of the shirt) is carried out at a temperature of 120-125 ° C, then the medium is cooled and seeded 5 liters of seed obtained in example 1 or 2. Cultivation of the culture is carried out at a temperature of 28-30 ° C, barbation of air 0.5-1 volume per 1 volume of medium with a working stirrer with a frequency of 60 rpm for 96 hours.
В конце процесса получают 150 л культуральной жидкости (КЖ) с титром около 109 КОЕ/мл.At the end of the process, 150 L of culture fluid (QOL) is obtained with a titer of about 10 9 CFU / ml.
Пример 4. Твердофазное выращивание.Example 4. Solid phase growth.
200 г нейтрального влагоемкого, не набухающего минерального порошка загружают в пакет емкостью 2 л, герметично запаивают и стерилизуют в автоклаве при температуре 132°С в течение 60 минут. Затем в стерильных условиях в пакет со стерилизованным порошком вводят засеянную культурой жидкую среду, прокол заклеивают кусочком скотча или другого аналогичного материала. Путем вращения и разминания содержимого пакета производят его гомогенизацию, помещают пакет в воздушный термостат при температуре 28-30°С и выращивают культуру, периодически вентилируя воздушное пространство термостата в течение семи суток. Получают готовый препарат клубеньковых бактерий с титром не менее 8·109 КОЕ/г. Гектарная доза этого препарата при внесении в почву путем предпосевной обработки семян 80 г, что составляет 640 млрд. живых клеток на 1 га.200 g of neutral moisture-intensive, non-swelling mineral powder is loaded into a 2 L package, hermetically sealed and sterilized in an autoclave at a temperature of 132 ° C for 60 minutes. Then, under sterile conditions, a culture-seeded liquid medium is introduced into the bag with sterilized powder, the puncture is sealed with a piece of adhesive tape or other similar material. By rotating and kneading the contents of the package, it is homogenized, the package is placed in an air thermostat at a temperature of 28-30 ° C and a culture is grown, periodically ventilating the air space of the thermostat for seven days. Get the finished preparation of nodule bacteria with a titer of at least 8 · 10 9 CFU / g A hectare dose of this drug when applied to the soil by pre-sowing seed treatment of 80 g, which is 640 billion living cells per 1 ha.
Пример 5. Оценка вирулентности штамма в лабораторных условиях.Example 5. Assessment of virulence of the strain in the laboratory.
Готовят среду, содержащую: MgSO4 - 0,1%, K2HPO4 - 0,1%, Са3(PO4)2 - 0,002%, FeSO4 - следы, агар - 1% и в горячем виде разливают ее в стеклянные пробирки по 15 мл. Через некоторое время при охлаждении в пробирках образуется агаровый гель.An environment is prepared containing: MgSO 4 - 0.1%, K 2 HPO 4 - 0.1%, Ca 3 (PO 4 ) 2 - 0.002%, FeSO 4 - traces, agar - 1% and hot it is poured into 15 ml glass tubes. After some time, agar gel forms in test tubes when cooled.
Отбирают по 10 семен сои сортов:«Белгородская-48», «Белгородская-6», «Ланцетная», «Глазастая», «Ясельда». Семена тщательно моют водой, погружают на 3-4 секунды в этиловый спирт, затем на 10 минут в 0,1% раствор сулемы, снова тщательно омывают дистиллированной водой и помещают на салфетку, увлажненную дистиллированной водой в чашку Петри. Чашки Петри с семенами устанавливают в термостате с температурой 30°С, проращивают в течение 1,5-2 суток (до появления корешка размером 0,5-0,8 см).10 seeds of soybean varieties are selected: Belgorodskaya-48, Belgorodskaya-6, Lanceolate, Glazastaya, Yaselda. The seeds are thoroughly washed with water, immersed in ethyl alcohol for 3-4 seconds, then for 10 minutes in a 0.1% mercuric chloride solution, again thoroughly washed with distilled water and placed on a napkin moistened with distilled water in a Petri dish. Petri dishes with seeds set in a thermostat with a temperature of 30 ° C, germinated for 1.5-2 days (until the emergence of a root size of 0.5-0.8 cm).
Семена с проростками помещают на поверхность агарового геля в пробирки, вдавливая корешки вглубь геля и оставляя семена на поверхности, закрывают пробирки ватно-марлевыми пробками и в таком виде выдерживают при температуре 25-27°С трое суток до формирования корневой системы в прозрачном геле и стеблей с зачатками листьев над поверхностью. Затем на основе посевных материалов (пример 1,2) или культуральной жидкости (пример 3), или препарата (пример 4), готовят водную суспензию клеток клубеньковых бактерий с титром 10 КОЕ/мл и с помощью микропипетки вносят по 0,1 мл этих суспензий на корни растений в пробирках так, чтобы этот объем суспензии был впитан в образовавшиеся вокруг корня микротрещины в агаровом геле.Seeds with seedlings are placed on the surface of the agar gel in test tubes, pushing the roots deep into the gel and leaving the seeds on the surface, close the tubes with cotton-gauze plugs and in this form they are kept at a temperature of 25-27 ° С for three days until the root system is formed in a transparent gel and stems with buds of leaves above the surface. Then, on the basis of seeds (example 1,2) or culture liquid (example 3) or preparation (example 4), an aqueous suspension of nodule bacteria cells with a titer of 10 CFU / ml is prepared and 0.1 ml of these suspensions are added using a micropipette to plant roots in test tubes so that this volume of suspension is absorbed into the microcracks formed around the root in an agar gel.
В контрольные пробирки таким же образом вносят дистиллированную воду. Пробирки устанавливают в фитотрон с освещением при температуре 25-27°С на подращивание растений. Через 7-9 суток с помощью лупы можно наблюдать образование клубеньков, которые на 21-е сутки после инокуляции хорошо видны невооруженным глазом и можно легко подсчитать их количество и оценить размеры с помощью, например, катетометра.Distilled water was added to control tubes in the same way. Test tubes are installed in a phytotron with illumination at a temperature of 25-27 ° C for growing plants. After 7-9 days, with the help of a magnifier, one can observe the formation of nodules, which are clearly visible to the naked eye on the 21st day after inoculation, and their number can be easily calculated and sizes measured using, for example, a catheter.
В контрольных пробирках клубеньки не образуются, а в пробирках с введением суспензии штамма в корневых системах вышеназванных сортов сои через 7 суток обнаруживали по 7-10 зачатков клубеньков, а через 20 суток - число корневых клубеньков обнаруживали от 15 до 20 штук с размерами 1-2 мм. В связи с неестественными условиями роста сои в последующее время число и размеры клубеньков существенно не увеличивалось.In control tubes, nodules do not form, and in tubes with the introduction of a suspension of strain in the root systems of the above soybean varieties, 7-10 nodule buds were detected after 7 days, and after 20 days, the number of root nodules was found to be from 15 to 20 pieces with sizes 1-2 mm Due to unnatural conditions for soybean growth in the subsequent period, the number and size of nodules did not increase significantly.
Пример 6. Оценка вирулентности в фитотроне на сосудах с почвой.Example 6. Evaluation of virulence in the phytotron on vessels with soil.
В опыте использована почва (чернозем обыкновенный), не содержащая клубеньковых бактерий, вирулентных к сое, что установлено контрольными опытами с чистыми семенами сои.The experiment used soil (ordinary chernozem) that did not contain nodule bacteria virulent to soybean, which was established by control experiments with pure soybean seeds.
2 кг почвы помещали в керамические сосуды, увлажняли до влажности 30% и засевали в них семена сои разных сортов, подготовленные и стерилизованные как в примере 5. В контрольных посевах семена сои не инокулировали, а обрабатывали дистиллированной водой в количестве 1% к весу семян. В опытных вариантах семена сои обрабатывали водными суспензиями штамма культуры Bradyrhizobium japonicum, содержащими 6·108 активных клеток в 1 мл. При этом использованы жидкие и сыпучие формы препарата, полученные как в примерах 1-4. Семена (4 семени на сосуд) высевали в сосуды с почвой на глубину 2 см и ставили в фитотрон на выращивание при температуре 20-25°С с интенсивным равномерным освещением в течение 12 часов и в течение остальных 12 часов в сутках - в темноте. После всходов в сосуде оставляли только одно лучшее по виду растение и продолжали его выращивание. Выращивание заканчивали через 7 суток после формирования первого тройчатого листа для каждого сорта сои. Почву с растением осторожно извлекали из сосудов, устанавливали на поддон и осторожно смывали почву струей воды. Проводили осмотр корневой системы, образовавшиеся корневые клубеньки собирали, считали и взвешивали. В селекционных опытах для последующих работ отбирали клубеньки из вариантов с наибольшим числом и массой этих образований.2 kg of soil was placed in ceramic vessels, moistened to a moisture content of 30% and sowed seeds of different sorts, prepared and sterilized as in Example 5. In the control crops, soybean seeds were not inoculated, but treated with distilled water in an amount of 1% by weight of seeds. In experimental variants, soybean seeds were treated with aqueous suspensions of the Bradyrhizobium japonicum culture strain containing 6 × 10 8 active cells in 1 ml. In this case, liquid and granular forms of the preparation were used, obtained as in examples 1-4. Seeds (4 seeds per vessel) were sown in vessels with soil to a depth of 2 cm and placed in a phytotron for growing at a temperature of 20-25 ° C with intense uniform illumination for 12 hours and for the remaining 12 hours in a day in the dark. After germination, only one best-looking plant was left in the vessel and continued to grow. Growth was completed 7 days after the formation of the first ternary leaf for each soybean variety. The soil with the plant was carefully removed from the vessels, mounted on a pallet, and the soil was carefully washed off with a stream of water. The root system was examined, the resulting root nodules were collected, counted and weighed. In breeding experiments, nodules were selected for subsequent work from variants with the largest number and mass of these formations.
Для отобранного штамма, таким образом, оценивали вирулентность и эффективность симбиоза штамма с различными сортами сои (эти работы продолжаются с целью оценки ограничений сортовой и регионально-климатической применимости штамма и возможности дальнейшей его селекции).Thus, for the selected strain, the virulence and symbiosis efficiency of the strain with various soybean varieties were evaluated (this work is ongoing to assess the limitations of varietal and regional-climatic applicability of the strain and the possibility of its further selection).
Пример 7. Оценка вирулентности и эффективности симбиоза препаратов на основе штамма в полевых условиях.Example 7. Evaluation of virulence and the effectiveness of the symbiosis of drugs based on the strain in the field.
В полевых условиях (деляночные и производственные опыты) оценку вирулентности и эффективности штамма проводили в условиях, близких к сельскохозяйственным технологиям выращивания сои. Деляночные опыты проводили на полевом опытном стационаре БГСХА на участках с почвой с присутствием клубеньковых бактерий и на отдаленных участках, где посев сои производили впервые, а также на дачных делянках, где так же отсутствовали вирулентные к сое клубеньковые бактерии. Семена сои в опытах инокулировали рабочими растворами жидких и сыпучих препаратов в дозах, обеспечивающих содержание 500·109 живых клеток штамма в гектарной норме высева семян. Для исключения набухаемости семян и однородности обработки рабочий раствор составлялся таким образом, чтобы его объем (вес), содержащий гектарную дозу препарата, составлял около 1% от веса семян (вода для рабочих растворов не должна содержать дезинфицирующих веществ). Например, при гектарной норме высева семян 100 кг используется 1 л рабочего раствора, содержащего 200 мл жидкого или 80 г сыпучего препарата, содержащего культуру Bradyrhizobium japonicum 206 и 100 мл прилипателя (органоминеральный комплекс). Рабочий раствор подается малой струей или порциями на постоянно перемешиваемые семена во вращаемом наклоном сосуде, например вращающаяся бетономешалка, производится тщательное ворошение (пересыпание) наполовину наполненного семенами мешка с полиэтиленовым вкладышем или с использованием специальных устройств с дозатором, распылителем раствора и перемешиванием семян.In the field (plot and production experiments), the virulence and efficiency of the strain were evaluated under conditions close to agricultural technologies for soybean cultivation. The plot experiments were carried out at the BSHA field experimental hospital in areas with soil with the presence of nodule bacteria and in remote areas where soybean was sown for the first time, as well as in country plots where nodule bacteria virulent to soybeans were also absent. In experiments, soybean seeds were inoculated with working solutions of liquid and granular preparations in doses ensuring the content of 500 · 10 9 living cells of the strain in the hectare norm of seed sowing. To exclude swelling of seeds and uniformity of treatment, the working solution was formulated so that its volume (weight) containing a hectare dose of the preparation was about 1% of the weight of the seeds (water for working solutions should not contain disinfectants). For example, with a hectare norm of sowing seeds of 100 kg, 1 l of a working solution containing 200 ml of liquid or 80 g of a loose preparation containing a culture of Bradyrhizobium japonicum 206 and 100 ml of adhesive (organomineral complex) is used. The working solution is supplied with a small stream or in portions to constantly stirred seeds in a tilted vessel, for example, a rotating concrete mixer, thoroughly tedding (pouring) a half-filled bag with seeds with a plastic liner or using special devices with a dispenser, a solution sprayer and mixing the seeds.
Инокуляцию и хранение обработанных семян проводят в местах, защищенных от прямых солнечных лучей и иного активного облучения, губительно действующего на микроорганизмы. Без дополнительной защиты от высыхания хранение обработанных семян допустимо в течение не более одних суток. Высев семян проводят одним из принятых способов (сплошной узкорядной, широкорядной или периодично-рядовой сев). В контрольных вариантах семена обрабатывали водой. В течение вегетационного периода вели фенологические наблюдения за посевами, контроль образования клубеньков, а после созревания - оценивали урожайность и качество (содержание белка) в соевых зернах. Результаты части проведенных опытов приведены в таблице 1.Inoculation and storage of the treated seeds is carried out in places protected from direct sunlight and other active radiation, harmful to microorganisms. Without additional protection against drying, storage of treated seeds is permissible for no more than one day. Sowing seeds is carried out using one of the accepted methods (continuous narrow-row, wide-row or periodically ordinary sowing). In control variants, the seeds were treated with water. During the growing season, phenological observations of crops were carried out, nodule formation was monitored, and after ripening, yield and quality (protein content) in soya grains were evaluated. The results of part of the experiments are shown in table 1.
Использованная литература.References.
1. Мишустин Е.Н. Микроорганизмы и продуктивность земледелия. М.: Наука, 1972 г.1. Mishustin E.N. Microorganisms and agricultural productivity. M .: Nauka, 1972
2. Практикум по микробиологии под редакцией А.И.Нетрусова. М.: ACADEMA, 2005 г.2. Workshop on microbiology, edited by A.I. Netrusov. M .: ACADEMA, 2005.
3. Методы культивирования азотфиксирующих бактерий, способы получения и применения препаратов на их основе (методические рекомендации). Составитель А.В.Хотянович. ВАСХНИЛ, ВНИИСХМ, Лен., 1991 г.3. Methods of cultivation of nitrogen-fixing bacteria, methods for the preparation and use of drugs based on them (guidelines). Compiled by A.V. Khotyanovich. VASKHNIL, VNIISKHM, Len., 1991
4. Шлегель Г. Общая микробиология (перевод с немецкого). М.: Мир, 1987 г.4. Schlegel G. General Microbiology (translated from German). M .: Mir, 1987
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009111425/10A RU2426778C2 (en) | 2009-03-27 | 2009-03-27 | Strain of legume bacteria bradyrhizobium japonicum 206 vkpm v-9505, virulent to recognised varieties of soya |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009111425/10A RU2426778C2 (en) | 2009-03-27 | 2009-03-27 | Strain of legume bacteria bradyrhizobium japonicum 206 vkpm v-9505, virulent to recognised varieties of soya |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009111425A RU2009111425A (en) | 2010-10-10 |
RU2426778C2 true RU2426778C2 (en) | 2011-08-20 |
Family
ID=44024527
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009111425/10A RU2426778C2 (en) | 2009-03-27 | 2009-03-27 | Strain of legume bacteria bradyrhizobium japonicum 206 vkpm v-9505, virulent to recognised varieties of soya |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2426778C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2646138C1 (en) * | 2011-12-16 | 2018-03-01 | Новозимс Биоаг А/С | Method for treating a plant seed |
-
2009
- 2009-03-27 RU RU2009111425/10A patent/RU2426778C2/en active IP Right Revival
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2646138C1 (en) * | 2011-12-16 | 2018-03-01 | Новозимс Биоаг А/С | Method for treating a plant seed |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009111425A (en) | 2010-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2005500413A (en) | Microorganisms for treating soil and method for obtaining them | |
RU2626543C2 (en) | Paenibacillus mucilaginosus bacteria strain, method for plants growth stimulation and protection against diseases and application of paenibacillus mucilaginosus bacteria strain as fertiliser and biological control agent (antipatogenic means) in prevention and/or treatment of plant disease | |
CN104974947A (en) | Brevundimonas sp. subspecies strain SZ-22 and application thereof | |
CN107586737A (en) | The Bei Laisi bacillus of one plant of anti-yellowing cucurbit wilt and its Microencapsulated Slow microbial inoculum | |
CN108048360B (en) | Bacillus subtilis with dual functions of degrading organic phosphorus and preventing diseases | |
CN103255064B (en) | A fungal agent for preventing and treating watermelon wilt and preparation method thereof | |
CN109055274B (en) | Caragana rhizobium and fermentation culture method and application thereof | |
RU2529958C1 (en) | Strain of nitrogen-fixing bacteria pseudomonas sp for obtaining biological product against diseases of wheat caused by phytopathogenic fungi, and increase in productivity | |
CN110771631B (en) | Method for preventing and treating nematode diseases by using composite nematode-killing microorganisms | |
CN106520595B (en) | A kind of arthrobacterium and its application in terms of biological control bacterial wilt of tomato | |
JP4472945B2 (en) | Microorganisms for controlling plant viruses, plant virus control agents comprising the microorganisms, and methods for controlling plant viruses using the microorganisms | |
JP3132195B2 (en) | New microorganism and plant disease control agent | |
RU2426778C2 (en) | Strain of legume bacteria bradyrhizobium japonicum 206 vkpm v-9505, virulent to recognised varieties of soya | |
RU2757123C1 (en) | Bacterial strain pantoea agglomerans f19 to increase the productivity of grain crops | |
CN109207393A (en) | One bacillus amyloliquefaciens and its application in prevention and treatment celery root rot | |
CN111909863B (en) | A strain of Bacillus amyloliquefaciens and its use | |
CN114107070A (en) | A kind of Indian piriformis inoculant and preparation method thereof | |
CN108587986B (en) | Bacillus amyloliquefaciens with dual functions of preventing diseases and degrading organic phosphorus | |
CN111778197A (en) | Methylobacterium strain with high growth promoting efficiency and application thereof | |
RU2757506C1 (en) | Pseudarthrobacter equi s2 bacterial strain for increasing the productivity of grain crops | |
RU2245918C1 (en) | Strain of microorganism azotobacter vinelandii for preparing biopreparation for control of wheat root rots and enhancing quality and yield of harvest | |
RU2760337C1 (en) | Preparation for increasing the yield of spring wheat | |
CN109161511A (en) | It is a kind of induce tomato anti-Meloidogyne incognita acinetobacter calcoaceticus and application | |
SU1723078A1 (en) | Strain of bacteria pseudomonas radiobacter for preparation of bacterial fertilizer for beet | |
CN110218684B (en) | Streptomyces TJ561, products for preventing and controlling soil continuous cropping obstacles, their preparation methods and applications, and applications of eugenol |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110328 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20131120 |