Психротолерантные штаммы рода Trichoderma из грунтов озера Байкал как перспективные продуценты биопестицидов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Из 54 психротолерантных штаммов 16 видов рода Trichoderma, выделенных из грунтов озера Байкал, в ходе последовательного скрининга на твердых и жидких средах было отобрано 12, а 6 штаммов видов: Trichoderma sp., T. atroviride, T. gamsii, T. harzianum. Они проявляли ингибирующее действие к тест-микроорганизмам Aspergillus niger INA 00760, Bacillus subtilis АТСС 6633, Candida albicans АТСС 2091 или Escherichia coli ATCC25922, а также к штаммам фитопатогенов Pectobacterium carotovorum VKM-B1247 и Fusarium oxysporum VKPM F-148. Максимальная антибиотическая активность была установлена для культуральной жидкости (КЖ) и концентрата КЖ штамма Trichoderma sp. 2d-4B при глубинном культивировании в отношении P. carotovorum VKM-B1247 и F. oxysporum VKPM F-148. На основании данных по эффективному подавлению этих фитопатогенов и оценки влияния этого штамма на прорастание семян однодольного растения Triticum aestivum и двудольного растения Cucumis sativus и длину их проростков, показано, что штамм Trichoderma sp. 2d-4B может быть использован для создания биопрепарата.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Ю. А. Рошка

Научно-исследовательский институт по изысканию новых антибиотиков имени Г. Ф. Гаузе

Автор, ответственный за переписку.
Email: roshkajulia@gmail.com
Россия, 119021 Москва

А. В. Кураков

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Email: kurakov57@mail.ru

кафедра микологии и альгологии, Биологический факультет

Россия, 119234 Москва

М. Д. Федорова

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Email: kurakov57@mail.ru

кафедра микологии и альгологии, Биологический факультет

Россия, 119234 Москва

В. С. Садыкова

Научно-исследовательский институт по изысканию новых антибиотиков имени Г. Ф. Гаузе

Email: sadykova_09@mail.ru
Россия, 119021 Москва

Список литературы

  1. Al-Surhanee A. A. Protective role of antifusarial eco-friendly agents (Trichoderma and salicylic acid) to improve resistance performance of tomato plants. Saudi J. Biol. Sci. 2022. V. 29 (4). P. 2933–2941. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2022.01.020
  2. Babich O., Shevchenko M., Ivanova S. et al. Antimicrobial potential of microorganisms isolated from the bottom sediments of lake Baikal. Antibiotics (Basel). 2021. V. 10 (8). P. 927. https://doi.org/10.3390/antibiotics10080927
  3. Bashenkhaeva M., Yeletskaya Y., Tomberg I. et al. Free-living and particle-associated microbial communities of lake Baikal differ by season and nutrient intake. Diversity. 2023. V. 15 (4). P. 572. https://doi.org/10.3390/d15040572
  4. BLAST – Basic Local Alignment Search Tool. 2025. https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi. Accessed 02.02.2025.
  5. Czajkowski R., Kaczyńska N., Jafra S. et al. Temperature-responsive genetic loci in pectinolytic plant pathogenic Dickeya solani. Plant Pathol. 2017. V. 66 (4). P. 584–594. https://doi.org/10.1111/ppa.12618
  6. De Hoog G. S., Guarro J., Gené J., et al. Atlas of clinical fungi. CBS-KNAW, Fungal Biodiversity Centre, 3rd edn. Utrecht, 2011.
  7. Domsch K. H., Gams W., Anderson T.-H. Compendium of soil fungi. IHW-Verlag et Verlagsbuchhandlung, 2nd edn. Eching, 2001.
  8. Dutta P., Mahanta M., Singh S. B. et al. Molecular interaction between plants and Trichoderma species against soil-borne plant pathogens. Front. Plant. Sci. 2023. V. 14. Art. 1145715. https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1145715
  9. Egorov N. S. Fundamentals of the doctrine of antibiotics. Nauka, Moscow, 2004. (In Russ.).
  10. Ephytia, INRAE portal. 2025. Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum (Jones 1901) Hauben et al. (1999). https://ephytia.inra.fr/en/C/27040/Eggplant-Pectobacterium-carotovorum. Accessed 20.05.2025.
  11. Fedorova M. D., Kurakov A. V. Microbiota of bottom sediments in the coastal zone of lake Baikal. Contemp. Probl. Ecol. 2023. V. 16. P. 492–508. https://doi.org/10.1134/S1995425523040030
  12. Fontana D. C., de Paula S., Torres A. G. et al. Endophytic fungi: biological control and induced resistance to phytopathogens and abiotic stresses. Pathogens. 2021. V. 10 (5). P. 570. https://doi.org/10.3390/pathogens10050570
  13. Furhan J. Adaptation, production, and biotechnological potential of cold-adapted proteases from psychrophiles and psychrotrophs: recent overview. J. Genet. Eng. Biotechnol. 2020. V. 18 (1). P. 36. https://doi.org/10.1186/s43141-020-00053-7
  14. Galachyants A. D., Krasnopeev A. Y., Podlesnaya G. V. et al. Diversity of aerobic anoxygenic phototrophs and rhodopsin-containing bacteria in the surface microlayer, water column and epilithic biofilms of lake Baikal. Microorganisms. 2021. V. 9 (4). P. 842. https://doi.org/10.3390/microorganisms9040842
  15. GenBank. 2025. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank. Accessed 12.02.2025.
  16. Goyer C., Ullrich M. S. Identification of low-temperature-regulated genes in the fire blight pathogen Erwinia amylovora. Can. J. Microbiol. 2006. V. 52 (5). P. 468–475. https://doi.org/10.1139/w05-153
  17. GOST 12038-84. Agricultural seeds. Methods for determination of germination. 1984. (In Russ.).
  18. GOST 33777-2016. Surface active agent. Method for the determination of phytotoxicity on seeds of higher plants. 2016. (In Russ.).
  19. Hagestad O. C., Andersen J. H., Altermark B. et al. Cultivable marine fungi from the Arctic Archipelago of Svalbard and their antibacterial activity. Mycology. 2020. V. 11 (3). P. 230–242. https://doi.org/10.1080/21501203.2019.1708492
  20. Hassan N., Rafiq M., Hayat M. et al. Psychrophilic and psychrotrophic fungi: a comprehensive review. Rev. Environ. Sci. Biotechnol. 2016. V. 15 (2). P. 147–172. https://doi.org/10.1007/s11157-016-9395-9
  21. Hitora Y., Sejiyama A., Honda K. et al. Fluorescent image-based high-content screening of extracts of natural resources for cell cycle inhibitors and identification of a new sesquiterpene quinone from the sponge, Dactylospongia metachromia. Bioorg. Med. Chem. 2021. V. 31. Art. 115968. https://doi.org/10.1016/j.bmc.2020.115968
  22. Ibrar M., Ullah M. W., Manan S. et al. Fungi from the extremes of life: an untapped treasure for bioactive compounds. Appl. Microbiol. Biotechnol. 2020. V. 104. P. 2777–2801. https://doi.org/10.1007/s00253-020-10399-0
  23. Index Fungorum. 2025. http://www.indexfungorum.org/Names/Names.asp. Accessed 20.03.2025.
  24. Khuong N. Q., Nhien D. B., Thu L. T.M. et al. Using Trichoderma asperellum to Antagonize Lasiodiplodia theobromae Causing Stem-End Rot Disease on Pomelo (Citrus maxima). J. Fungi. 2023. V. 9 (10). P. 981. https://doi.org/10.3390/jof9100981
  25. Krasnopeev A. Y., Ziemens E. A., Sukhanova E. V. et al. Bacterial community seasonal dynamics in lake Baikal littoral zone. Microbiology. 2024. V. 93 (Suppl 1). P. 40–44. https://doi.org/10.1134/S0026261724609151
  26. Kulikova N. N., Suturin A. N., Boyko S. M. et al. The role of water lichens in the biogeochemical processes in the lake Baikal stony littoral. Inland Water Biol. 2009. V. 2 (2). P. 144–148.
  27. Kurakov A. V., Fedorova M. D. Mycobiota of bottom sediments of lake Baikal. In: T. K. Antal, E. A. Bonch-Osmolovskaya, N. V. Pimenov (eds). Proceedings of the III Russian Microbiological Congress. Pskov, 2023, pp. 214–215.
  28. Kuznetsov E. A. Fungi of aquatic ecosystems. Dr. Sci. Thesis. Moscow, 2003. (In Russ.).
  29. Lanham P. G., Mcllravey K. I., Perombelon M. C.M. Production of cell wall dissolving enzymes by Erwinia carotovora subsp. atroseptica in vitro at 27° and 30.5°. J. Appl. Microbiol. 1991. V. 70 (1). P. 20–24. https://doi.org/10.1111/j.1365-2672.1991.tb03781.x
  30. Mincheva E. V., Peretolchina T. E., Kravtsova L. S. et al. Hidden diversity of microeukaryotes in lake Baikal: a metagenomic approach. Limnol. Freshwater Biol. 2019. V. 1. P. 150–154. https://doi.org/10.31951/2658-3518-2019-A-1-150
  31. Ogaki M. B., Coelho L. C., Vieira R. et al. Cultivable fungi present in deep-sea sediments of Antarctica: taxonomy, diversity, and bioprospecting of bioactive compounds. Extremophiles. 2020. V. 24 (2). P. 227–238. https://doi.org/10.1007/s00792-019-01148-x
  32. Ogaki M. B., Teixeira D. R., Vieira R. et al. Diversity and bioprospecting of cultivable fungal assemblages in sediments of lakes in the Antarctic Peninsula. Fungal Biol. 2020. V. 124 (6). P. 601–611. https://doi.org/10.1016/j.funbio.2020.02.015
  33. Palafox-Leal N.L., Castillo Batista J. Ch., Santos-Cervantes M.E. et al. Pectobacterium punjabense causing soft rot and blackleg of potato in Sinaloa, Mexico. Eur. J. Plant. Pathol. 2024. V. 168. P. 29–37. https://doi.org/10.1007/s10658-023-02725-9
  34. Pandey A., Dhakar K., Jain R. et al. Cold adapted fungi from Indian Himalaya: untapped source for bioprospecting. Proc. Natl. Acad. Sci., India, Sect. B Biol. Sci. 2019. V. 89 (4). P. 1125–1132. https://doi.org/10.1007/s40011-018-1002-0
  35. Polyakova M. S., Mincheva Е. V., Pudovkina Т.А et al. The first data on fungi and fungus-like organisms in Lake Baikal. Limnol. Freshwater Biol. 2020. V. 3 (4). P. 741–742. https://doi.org/10.31951/2658-3518-2020-a-4-741
  36. Rabosky D. L. Evolutionary time and species diversity in aquatic ecosystems worldwide. Biol. Rev. 2022. V. 97 (6). P. 2090–2105. https://doi.org/10.1111/brv.12884
  37. Rifai M. A. A revision on the genus Trichoderma. Mycol. Pap. 1969. V. 116. P. 1–56.
  38. Rojo F. G., Reynoso M. M., Ferez M. et al. Biological control by Trichoderma species of Fusarium solani causing peanut brown root rot under feld conditions. Crop. Prot. 2007. V. 26 (4). P. 549–555. https://doi.org/10.1016/j.cropro.2006.05.006
  39. Roshka Yu. A., Markelova N. N., Mashkova S. D. et al. Antimicrobial Potential of Secalonic Acids from Arctic-Derived Penicillium chrysogenum INA 01369. Antibiotics. 2025. V. 14 (88). https://doi.org/10.3390/antibiotics14010088
  40. Senthil-Nathan S. A Review of biopesticides and their mode of action against insect pests. In: Thangavel P., Sridevi G. (eds). Environmental Sustainability. Springer, New Delhi, 2015, pp. 49–63.
  41. Sharma A., Gupta B., Verm S. et al. Unveiling the biocontrol potential of Trichoderma. Eur. J. Plant. Pathol. 2023. V. 167. P. 569–591. https://doi.org/10.1007/s10658-023-02745-5
  42. Smadja B., Latour X., Trigui S. et al. Thermodependence of growth and enzymatic activities implicated in pathogenicity of two Erwinia carotovora subspecies (Pectobacterium spp.). Can. J. Microbiol. 2004. V. 50 (1). P. 19–27. https://doi.org/10.1139/w03-099
  43. Smirnova A., Li H., Weingart H. et al. Thermoregulated expression of virulence factors in plant-associated bacteria. Arch. Microbiol. 2001. V. 176 (6). P. 393–399. https://doi.org/10.1007/s002030100344
  44. Sonkar S. S., Bhatt J., Meher J. et al. Bio-efficacy of Trichoderma viride against the root-knot nematode (Meloidogyne incognita) in tomato plant. J. Pharmacogn. Phytochem. 2018. V. 7 (6). P. 2010–2014.
  45. Sparks T.C, Sparks J.M, Duke S. O. Natural product-based crop protection compounds – origins and future prospects. J. Agric. Food. Chem. 2023. V. 71 (5). P. 2259–2269. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.2c06938
  46. Ullrich M. S., Schergaut M., Boch J. et al. Temperature-responsive genetic loci in the plant pathogen Pseudomonas syringae pv. glycinea. Microbiology. 2000. V. 146 (10). P. 2457–2468. https://doi.org/10.1099/00221287-146-10-2457
  47. Yi Z., Berney C., Hartikainen H. et al. High-throughput sequencing of microbial eukaryotes in Lake Baikal reveals ecologically differentiated communities and novel evolutionary radiations. FEMS Microbiol. Ecol. 2017. V. 93 (8). https://doi.org/10.1093/femsec/fix073
  48. Zemskaya T. I., Cabello-Yeves P. J., Pavlova O. N. et al. Microorganisms of Lake Baikal – the deepest and most ancient lake on Earth. Appl. Microbiol. Biotechnol. 2020. V. 104. P. 6079–6090. https://doi.org/10.1007/s00253020-10660-6
  49. Zenteno-Alegría C.O., Yarzábal Rodríguez L. A., Ciancas Jiménez J. et al. Fungi beyond limits: The agricultural promise of extremophiles. Microb Biotechnol. 2024. V. 17 (3). e14439. https://doi.org/10.1111/1751-7915.14439
  50. Zhan X., Wang R., Zhang M. et al. Trichoderma-derived emodin competes with ExpR and ExpI of Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum to biocontrol bacterial soft rot. Pest. Manag. Sci. 2024. V. 80. P. 1039–1052. https://doi.org/10.1002/ps.7835
  51. ГОСТ 12038-84. (GOST) Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести. М., 1984.
  52. ГОСТ 33777-2016. (GOST) Поверхностно-активные вещества. Метод определения фитотоксичности на семенах высших растений. М., 2016.
  53. Егоров Н. С. (Egorov) Основы учения об антибиотиках. М.: Наука, 2004. 450 с.
  54. Кузнецов Е. А. (Kuznetsov) Грибы водных экосистем. Дисс. … докт. биол. наук. М.: МГУ, 2003. 865 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Семена огурца Cucumis sativus (сорт Гармонист F1, Агрофирма “Гавриш”) и пшеницы мягкой Triticum aestivum после замачивания в испытуемых растворах: А и Б – семена огурца на первые и третьи сут после замачивания, соответственно; В – семена пшеницы на третьи сут после замачивания.

Скачать (72KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025