Индуцирование устойчивости огуречных растений (Cucumis sativus L.) к фузариозному увяданию в условиях защищенного грунта

 

3.4.2 Обработки семян антогонистическими  бактериями

 

В данном эксперименте изучалась эффективность 14 ранее исследуемых антагонистических   бактериальных изолятов. Опыты закладывались в двух последовательных оборотах (весенний и осенний) на искусственном инфекционном фоне. Результаты опыта (таблица 4) показывают, что все протестированные бактериальные изоляты, как и в предыдущем опыте значительно снизили степень поражение фузариозным увяданием в производственных условиях. В результате эксперимента выявлены лучшие изоляты. Наиболее эффективным был изолят В. megtla, который полностью предотвратил поражение FОС в двух оборотах. Высокую эффективность проявили изоляты S. marcensens2 и P. fluorescen3, которые снизили степень поражения болезнью на 91.37 и 90.67%, немного ниже показатели у изолятов S. marcensens1, P. fluorescens 2 и B. subtilis2 – 89.79, 89.44 и 88.77%.  Все испытанные бактериальные изоляты увеличили и урожай плодов по сравнению с контролем. Наибольшее увеличение урожая отмечено в  вариантах B.megtla, S. marcensens2 и P. fluorescen3, на 3.64, 3.56 и 3.47 кг/растение соответственно.

 

Таблице 4 - Влияние обработки семян огурцов с некоторыми антагонистическими бактериальными изолятами против фузариозного увядания в защищенном грунте.

Эффективность		Средняя		Эксп 2 (Осенью 2009)		Эксп 1 (Весной 2009)		Обработка
плода Кг/растение	% степень болезнь	плода Кг/растение	% степень болезнь	плода Кг/растение	% степень болезнь	плода Кг/растение	% степень болезнь
2.51	-86.68	3.55	10.93	3.72	10.72	3.37	11.13	B.subtilis 1
3.17	-88.77	4.21	9.21	4.42	9.16	4.00	9.52	B. subtilis 2
2.16	-84.79	3.20	12.48	3.40	12.19	3.00	12.76	B. subtilis 3
3.64	100	4.68	00.00	4.90	00.00	4.46	00.00	B. megtela
2.66	-87.08	3.70	10.60	3.85	10.32	3.54	10.87	Bacillus spp. 1
3.04	-88.44	4.08	9.48	4.25	9.33	3.90	9.63	Bacillus spp. 2
1.96	-83.68	3.00	13.39	3.15	13.2	2.84	13.57	Bacillus spp. 3
2.81	-87.36	3.85	10.37	4.00	10.15	3.70	10.59	Bacillus spp. 4
2.89	-87.86	3.93	9.96	4.10	9.81	3.75	10.10	P. fluorescens 1
3.26	-89.44	4.30	8.66	4.50	8.41	4.1	8.90	P. fluorescens 2
3.47	90.96	4.51	7.42	4.73	7.34	4.29	7.50	P. fluorescens 3
2.32	-85.79	3.36	11.66	3.55	11.56	3.16	11.76	P. putida
3.34	-89.79	4.38	8.38	4.60	8.20	4.15	8.56	S.marcensens 1
3.56	-91.37	4.60	7.08	4.85	7.00	4.35	7.15	S. marcensens 2
00.00	00.00	1.04	82.04	1.32	80.76	0.75	83.33	контроль

 

 

3.4.3 Влияние обработки семян и почвы химическими индукторами на поражение фузариозным увяданием в производственных условиях

Опыты проводились с использованием искусственного инфекционного фона двух последовательных оборотах – весенний и осенний. Изучалась эффективность 8 химических веществ (салициловая кислота, щавелевая кислота, лимонная кислота, аскорбиновая кислота, К2НРО4, CoSO4, CaSO4 и KMnO4). Было установлено, что степень развития заболевания снижается за счет увеличения концентрации тестируемых веществ. Как показали результаты исследований (таблица 5), салициловая кислота полностью предотвратила развитие FОС. Положительные результаты показали CaSO4 и KMnO4, которые снизили степень поражения болезни на 93.24 и 92.41% соответственно. Все испытанные химические индукторы способствовали увеличению урожая плодов огурца. Наибольшее увеличение урожая было в вариантах с салициловой кислотой, CaSO4 и KMnO4, которое составило 3.57, 3.44 и 3.24 кг/растение соответственно.

 

Таблице 5 - Влияние обработки семян огурцов или обработки почвы с некоторыми химическими индукторами против фузариозного увядания в защищенном грунте.

 

Эффективность		Средняя		Эксп 2 (Осенью 2009)		Эксп 1 (Весной 2009)		Обработка
плода Кг/растение	% степень болезнь	плода Кг/растение	% степень болезнь	плода Кг/растение	% степень болезнь	плода Кг/растение	% степень болезнь
3.57	-100	4.61	00.00	4.88	0	4.34	0	Салициловая Кислота
2.8	- 89.53	3.84	8.59	4.15	7.80	3.52	9.37	Щавелевая кислота
2.5	- 88.40	3.54	9.52	3.74	8.52	3.33	10.51	Лимонная кислота
2.13	- 85.35	3.17	12.02	3.34	10.92	3.00	13.11	Аскорбиновая кислота
3.11	- 90.94	4.15	7.43	4.45	6.92	3.80	7.94	Калия двузамещенный фосфат водорода (К2НРО4)
2.94	- 90.35	3.98	7.92	4.30	7.30	3.65	8.53	Кобальт сульфат (CoSO4)
3.44	- 93.24	4.48	5.55	4.75	5.50	4.20	5.60	Сульфата кальция (CaSO4)
3.24	- 92.41	4.28	6.23	4.60	6.16	3.95	6.27	Перманганата калия (KMnO4)
00.00	00.00	1.04	82.04	1.32	80.76	0.75	83.33	контроль

 

 

3.5.1 Влияние обработки семян огурцов с антагонистическими грибами и бактериями,  а также химическими индукторами на активность пероксидазы в растениях огурца

 

Для изучения механизма индуцирования устойчивости огуречных растений к FОС протестированными антогенистическими грибами и бактериями, а также химическими веществами изучали их влияние на такие важные биохимичские показатели как активность ферментов пеорксидазы, полифенол-оксидазы, хитиназы, на содержание в растений лигнина, сахаров, фенолов, аминокислот, а также анатомические изменения в корнях обработанных индукторами растений.

Пероксидаза является основным маркером устойчивости растений, поэтому изучение ее активности является тестом для оценки устойчивости растений к болезням.

Результаты исследований (Рисунок 8, 9 и 10) показали, что все протестированные антогонистические грибы и бактерии увеличили активность пероксидазы, что указывает об их индуцирующей активности. Наибольшая активность пероксидазы наблюдалась после 40 дней в варианте Т. harzianum3, где отмечалось увеличение активности пероксидазы в 26 раз по сравнению с контролем, затем следует Trichoderma spp. и Ch. bostrycoides – увеличение активности пероксидазы в 21.3 и 20 раз соответственно. После 50 дней наилучшую активность пероксидазы также показали Т. harzianum3 и Trichoderma spp. – увеличение в 5.5 и 4.3 раза соответственно, затем следует Т. viride1 в 3.9 раз. Наибольшая активность перексидазы после 40 дней наблюдалась в вариантах бактериальных изолятов у Bacillus megtela, Pseudomonas fluorescens3 и Serratia marcensens1, активность пероксидазы в этих вариантах была увеличена в 4.6, 3.5 и 3.5 раз соответственно. после 50 дней Bacillus megtela и Serratia marcensens2 показали высокую активность пероксидазы 4.6 и 3.5 раз соответственно. Затем следует Pseudomonas fluorescens3 который увеличил активность пероксидазы 3.5 раз.

 Рисунок 8 - Влияние обработки семян огурцов антагонистическими грибами на активность пероксидазы в растениях огурца.

Рисунок 9 - Влияние обработки семян огурцов антагонистическими бактериальными изолятами на активность пероксидазы в растениях огурца.

 

Все протестированные химические индукторы также увеличили активность пероксидазы по сравнению с контролем (Рисунок 13). Наилучшую активность показали салициловая кислота, кобальт сульфата (CoSO4), калий двузамещенный фосфат водорода (K2HPO4), после 40 и 50 дней активность пероксидазы в этих вариантах была увеличена в  (34.43 и 37.1), (34.3 и 36.9) и (30.43 и 36) раз соответственно.

Рисунок 10 - Влияние обработки семян огурцов химическими индукторами на активность пероксидазы в растениях огурца.

 

3.5.2 Влияние обработки семян огурцов с антагонистическими грибами и бактериями,  а также химическими индукторами на активность полифенол-оксидазы в растениях огурца

 

В результате эксперимента установлено, что все протестированные антогонестические грибы и бактерии, а также химическими индукторами увеличили активность полифенол-оксидазы по сравнению с контролем. Однако увеличение активности не было таким активным, как у пероксидазы. Из грибов наибольшую активность проявил после 40 и 50 дней T. harzianum3, который увеличил активность полифенол-оксидазы в 0.9-0.8 раз, затем следует Trichoderma viride1 и Trichoderma spp увеличение 0.6 и 0.5 раз, 0.69-0.65 раз соответственно после 40 и 50 дней (рисунок 11).

Из бактерий наибольшая активность после 40 дней отмечена в вариантах с Bacillus spp.3, B. megtela и P. fluorescens3, которые увеличили активность в 0.43, 0.34 и 0.34 раз соответственно. После 50 дней Bacillus spp.3 и B. megtela показали высокую активность полифенол-оксидазы 1.35 и 0.7 раз соответственно (рисунок 12).

Рисунок 11 - Влияние обработки семян огурцов антагонистическими грибами на активность полифенол-оксидазы в растениях огурца.

 Рисунок 12 - Влияние обработки семян огурцов антагонистическими бактериальными изолятами на активность полифенол-оксидазы в растениях огурца.

 

Среди химических индукторов наибольшая активность полифенол оксидазы после 40 дней отмечена в варианте с щавелевой кислотой – увеличение в 0.42 раза, затем следует салициловая и лимонная кислоты – увеличение 0.37 и 0.33 раза соответственно. После 50 дней наибольшую активность проявили щавелевая и салициловая кислоты - увеличение в 0.59 и 0,57 раз соответсвенно, затем следует перманганат  калия – увеличения 0.55 раз (рисунок 13).

Рисунок 13 - Влияние обработки семян огурцов химическими индукторами на активность полифенол-оксидазы в растениях огурца.

 

3.5.3 Влияние обработки семян огурцов с антагонистическими грибами и бактериями,  а также химическими индукторами на активность хитиназы в растениях огурца

 

Результаты исследований показали, что все протестированные антогонестические грибы и бактерии, а также химические индукторы увеличили активность хитиназы. Среди грибных изолятов наибольшую активность после  40 дней проявил  Penicillium spp., который повысил активность хитиназы в 3.1 раза, затем следует  Ch. globosum и Trichoderma harzianum1, увеличиние активности хитиназы в 1.79 и 1.65 раз соответственно. Тогда как после 50 дней Penicillium spp. и Ch. globosum показали высокую активность хитиназы (179.29 и 165.54%) соответственно. Следуют Cheatomium spp. который увеличил активность хитиназы 156.02% (Рисунок 14).

Аналогичное действие на активность хитиназы оказали и бактериальные изоляты. Наибольшую активность хитиназы вызвали Bacillus megtela, Bacillus spp.3 и P. fluorescens3 (увеличение 3.09, 3.08 и 2.71 раз соответственно). После 50 дней наибольшая активность хитиназы в вариантах Bacillus megtela, B. Subtilis1 (увеличение 2.3 и в 2.1 раз соответственно). В варианте Bacillus spp. 3 активность хитиназы увеличилась в 2.04 раза (рисунок 15).

 

Рисунок 14 - Влияние обработки семян огурцов антагонистическими грибами на активность хитиназы в растениях огурца.

 Рисунок 15 - Влияние обработки семян огурцов антагонистическими бактериальными изолятами на активность хитиназы в растениях огурца.

 

Химические индукторы также способствовали увеличению активности хитиназы. Наибольшая активность хитиназы после 40 дней в варианте – кобальт сульфат (CoSO4) - увеличение 3.58 раз, затем следует щавелевая кислота и калий двузамещенный фосфат водорода (К2НРО4), которые  увеличили его активность в 2.34 и 1.46 раз соответственно. После 50 дней лучшие показатели в вариантах кобальт сульфат (CоSO4) и салициловая кислота, где активность хитозина увеличилась в 1.89 и 1.39 раз соответственно, затем следует щавелевая кислота – увеличение в 1.2 раза (рисунок 16).

 

 Рисунок 16 - Влияние обработки семян огурцов химическими индукторами на активность хитиназы в растениях огурца.

 

3.6.1 Влияние обработки семян огурцов с антагонистическими грибами и бактериями,  а также химическими индукторами на содержание лигнина в растениях огурца

В данном эксперименте исследовали влияние протестированных антагонистических грибов и бактерий, а также химических индукторов на содержание лигнина в варианте T. harzianum1, увеличение по сравнению с контролем в 2.9 раза, затем следует Ch. bostrycoides и T. viride1, которые увеличили содержание лигнина в 2.79 и 2.68 раз соответственно (рисунок 17).

 Рисунок 17 - Влияние обработки семян огурцов антагонистическими грибами на содержание лигнина в растениях огурца.

 

Все бактериальные изоляты также увеличили содержание лигнина по сравнению с контролем (рисунок 18). Наибольшее содержание лигнина отмечено в варианте Bacillus spp.2 – в 2.87 раз; хорошие результаты  и в варианте B. subtilis3 и B. subtilis2 – увеличение содержания лигнина 2.11 и 1.75 раз соответственно.

 Рисунок 18 - Влияние обработки семян огурцов антагонистическими бактериальными изолятами на содержание лигнина в растениях огурца.

 

Увеличение содержание лигнина отмечено и во всех вариантах с химическими индукторами (рисунок 19). Наибольшее увеличение содержание лигнина вызывала лимонная кислота – 2.90 и 3.58 раза, затем салициловая кислота и сульфат кальция (CaSO4) – увеличение в 2.88 и 2.45 раз.