Bacterii Antagoniste Mulci Bioactiv

  • View
    220

  • Download
    1

Embed Size (px)

Text of Bacterii Antagoniste Mulci Bioactiv

  • 7/25/2019 Bacterii Antagoniste Mulci Bioactiv

    1/24

    TULPINI BACTERIENE NECESARESISTEMULUI DE AGRICULTUR PE

    BAZ DE MULCI BIOACTIV IZOLATEDIN ZONA DE SUD-EST A ROMNIEI

    Florica CONSTANTINESCU1, Sorina DINU1, Oana SICUIA1, Roxana ZAMFIROPOL1

    1 - Institutul de Cercetare-Dezvoltare pentru Protecia Plantelor

  • 7/25/2019 Bacterii Antagoniste Mulci Bioactiv

    2/24

    OBIECTIVE:1 Dezvoltarea unui sistem de agricultur alternativ prin

    utilizarea mulciului vegetal bioactiv format din culturi verzi de

    leguminoase (mazre, mzriche, lupin, sulfin alb) i din culturiverzi de crucifere (rapi, mutar).

    2 Diseminarea pe scar larg a sistemului de agricultur

    alternativ, cu reliefarea rezultatelor clare i semnificativavantajoase pentru productorii agricoli.

    Proiect Makis : Sistem de agriculturalternativ pe baz de mulci vegetal

    bioactiv format din culturi verzi

  • 7/25/2019 Bacterii Antagoniste Mulci Bioactiv

    3/24

    Formularebiomas

    Biopreparateinoculante pe baz debacterii din grupulRhizobium

    Biopreparate destinate

    formrii mulciului bioactiv,pe baz de bacteriisporulate din genulBaci l lus

    Izolaretulpini

    Selecietulpini

  • 7/25/2019 Bacterii Antagoniste Mulci Bioactiv

    4/24

    Grupul Rhizobium

    Noduli pe radacina unei

    plante leguminoase

    Bacteroizi n interiorul unui nodulPlant de mazre (Pisum sativum)

    Bacterii simbionte

    Fixatoare de azot

    Asigura un aport de 100-300 kgazot substanta activa/ha

  • 7/25/2019 Bacterii Antagoniste Mulci Bioactiv

    5/24

    Tulpini specifice diferitelor culturi de

    protecie n timpul iernii

    Rhizobium leguminosarum bv. viciae Rhizobium lupini

    Mazre de iarna Mzriche de toamnLupin

  • 7/25/2019 Bacterii Antagoniste Mulci Bioactiv

    6/24

    Biopreparate pe baz de Rhizobium

    leguminosarum

    Avantaje:

    mbogirea cu azot a solului fr a

    determina poluare;

    Creterea fertilitii solului prin

    mbunatirea structurii (producere EPZ);

    Stimularea creterii plantelor datoritproducerii de fitohormoni.

  • 7/25/2019 Bacterii Antagoniste Mulci Bioactiv

    7/24

    Bacillus subtilis

    Utilizat n combaterea biologic afitopatogenilor Formeaz spori foarte rezisteni lafactorii de stress din mediu

    Biopreparate existente pe piaamondiala

    Epic (Gustafson, SUA)Serenade (Agra Quest, UE, SUA)Kodiak (Gustafson, SUA)System (SIAPA, UE)

    http://images.google.ch/imgres?imgurl=http://www.mbc.ntu.edu.tw/faculty/LeeKT/fig3.jpg&imgrefurl=http://www.mbc.ntu.edu.tw/faculty/LeeKT/LeeKT2.htm&h=1200&w=1600&sz=394&hl=de&start=10&um=1&tbnid=sOy36P8zEWroXM:&tbnh=113&tbnw=150&prev=/images?q=Bacillus+subtilis&ndsp=18&um=1&hl=de&sa=N
  • 7/25/2019 Bacterii Antagoniste Mulci Bioactiv

    8/24

    Avantajele biopreparatelor pe baz de

    Bacillus subtilisn sistemul agricol propus

    Creterea capacitii de mineralizare a

    materialului vegetal

    Diminuarea cantitii sporilor ciupercilorfitopatogene de sol din mulci

    Stimularea creterii plantelor prin producerea

    de auxine sau gibereline

    Asigurarea unor recolte sporite simultan cu

    reducerea aplicrii pesticidelor

  • 7/25/2019 Bacterii Antagoniste Mulci Bioactiv

    9/24

    Izolarea de tulpini biologic active din

    Brganul de sud si Dobrogea de sud

    Probe de sol din culturi de crucifere,

    leguminoase i

    mirite.

    Probe vegetale din plante de rapi.

    356 tulpini bacteriene au fost analizate i

    caracterizate n scopul seleciei

  • 7/25/2019 Bacterii Antagoniste Mulci Bioactiv

    10/24

    Selecia izolatelor bacteriene s-a realizatpe baza urmtoarelor caracteristici:

    -Capacitatea antagonist in vitro;- Producerea de enzime:

    proteaza,celulaza, amilaza, lactonaza;-Mobilitatea izolatelor;

    -Stimularea creterii plantelor;

    -Producerea de hormoni de cretere (IAA) i-Testarea inocuitii izolatelor.

  • 7/25/2019 Bacterii Antagoniste Mulci Bioactiv

    11/24

    Identificarea bacteriilor izolate

    Testul Biolog de degradare

    oxidativ a diferitelorsubstrate, cuplat cu baze de date

    specifice.

    Identificarea microorganismelor selectionate

    pn la nivel de specie prin amplificarea 16s rADNprin tehnica PCR.

    Teste biochimice i coloraia Gram

    G- G+

  • 7/25/2019 Bacterii Antagoniste Mulci Bioactiv

    12/24

    Activitatea antagonist s-a analizat in vitro fa de Fusarium spp.,Alternaria spp, Botrytis spp., Sclerotinia sclerotiorum i Sclerotium

    bataticola

    Selecia tulpinilor bacteriene

    Versus Sclerot ium batat icola

    Versus Fusar ium graminearum

    Metoda cu ltu r i lo r dub le Metoda nepriipunc tif o rme a med iu lu i

    Versus Alternar ia spp .

  • 7/25/2019 Bacterii Antagoniste Mulci Bioactiv

    13/24

    Producerea de enzime

    Proteaz Amilaz(tulpina 56.1s)

    Celulaz(tulpinile 56.1s; 53, 54, 55)

    56.1s

    FL400Us1

    MB2

  • 7/25/2019 Bacterii Antagoniste Mulci Bioactiv

    14/24

    LactonazQuorum sensing

    Ps33

    Fl400

    CV026

    Producerea de enzime

  • 7/25/2019 Bacterii Antagoniste Mulci Bioactiv

    15/24

    Testarea mobilitii

    PCL176456.1s

    Mobilitatea de migrare la suprafaa agarului (swimming)

    Mobilitatea de agregare (swarming)

    http://www.plantsci.cam.ac.uk/Haseloff/iGEM2005/page13/files/page13-1000-pop.html
  • 7/25/2019 Bacterii Antagoniste Mulci Bioactiv

    16/24

    Tulpini selectateFL400 Paenibaci llus g ramin is

    izolat din rizosfer de gruEnzime produse: proteaza, amilaza, lactonaza.

    Produce metabolii antifungici - antagonist fa de toateciupercile de sol studiate.

    Mobilitate: de migrare si de agregare.

    Stimuleaz creterea plantelor de tomate i de fasole

    Stimuleaz formarea nodozitailor pe rdcini de planteleguminoase.

    Identificat pe baza 16s rADN.

  • 7/25/2019 Bacterii Antagoniste Mulci Bioactiv

    17/24

    56.1s - Brevibaci l lus laterosporus izolat din sol

    Enzime produse: proteaza, amilaza, lactonaza.

    Produce metabolii antifungici - antagonist fa de toate

    ciupercile de sol studiate.

    Mobilitate: de migrare i de agregare.

    Stimuleaz creterea plantelor de tomate.

    Identificat pe baza 16s rADN.

  • 7/25/2019 Bacterii Antagoniste Mulci Bioactiv

    18/24

    Us1 Baci l lus marisf lavi izolat din r izosfera de us turo i

    Enzime produse: proteaza, amilaza, lactonaza.

    Producere de metabolii antifungici.

    Mobilitate: de migrare i de agregare.

    Stimuleaz creterea plantelor de tomate.

    Identificat pe baza 16s rADN.

  • 7/25/2019 Bacterii Antagoniste Mulci Bioactiv

    19/24

    Biotestarea in vitro a efectului fitostimulator

    asupra plantulelor de gru

    Martor Varianta FL400 (107 ufc/ml)

    Seminte de gru germinate dupa 72 ore de la

    inoculare cu tulpina de Paenibacillus graminis

    FL400 vs. Martor

    Spor de cretere alrdcinilor, fa de martor,

    cuprins ntre 9,28% i25,77%.

  • 7/25/2019 Bacterii Antagoniste Mulci Bioactiv

    20/24

    Testarea in vivo a izolatelor bacteriene

    selecionate n ceea ce privete stimularea

    creterii plantelor de tomate

    Var. tratata cu tulpina 56.1s Mt neinoculat

    0

    50

    100

    150

    200

    250

    Lungimearadacinilor(mm) a

    a abababbc

    ab

    Varianta tratat cu tulpina FL400

  • 7/25/2019 Bacterii Antagoniste Mulci Bioactiv

    21/24

    Testarea in vivo a tulpinilor bacteriene selecionate peplante de mzriche de toamn

    Experien cu plante de Vicia villosan cmpulI.C.D.P.P. (foto O. Sicuia, ianuarie 2010)

    Bloc randomizat cu 4 variante in 4

    repetitii:

    V1= Martor nebacterizat

    V2= Tratament la samanta cu B49b

    V3= Tratament la samanta cu FL400V4= Tratament la samanta cu B49b

    +FL400

    B49b - Bacillus subtilis

    FL400 Paenibacillus graminis

  • 7/25/2019 Bacterii Antagoniste Mulci Bioactiv

    22/24

    Producerea de fitohormoni auxinici (IAA-

    acid indolil 3-acetic)

    Cod tulpini/

    Varianta de

    cretere

    56.1s FL400 Us1 Sp s2 Mzb1

    Crescute

    fr

    triptofan

    0,150

    (6ug/ml)*

    0,166

    (6,64ug/ml)

    0,156

    (6,24ug/ml)

    0,156

    (6,24ug/ml)

    0,143

    (5,76ug/ml)

    Crescute cu

    triptofan

    0,208

    (8,32

    ug/ml)

    0,210

    (8,4

    ug/ml)

    0,197

    (7,88

    ug/ml)

    0,191

    (7,64

    ug/ml)

    0,195

    (7,34

    ug/ml)

    Producerea de IAA (acid indolil 3 acetic) n prezena sau absena triptofanului.*Valorile reprezinta cantitatea de IAA n g/ml n supernatantul culturii dupa 8

    zile de cretere a bacteriilor n mediul nutrient broth suplimentat sau nu cu

    triptofan (100 g/ml).

  • 7/25/2019 Bacterii Antagoniste Mulci Bioactiv

    23/24

    Testarea inocuitii izolatelorselecionate

    Se determin cu ajutorulbiotestului de inocuitate pe baz

    de larve de Galleria mellonela.

    Inocularea larvelor cususpensii bacteriene n

    concentraie de 102 ufc/ml i106 ufc/ml

  • 7/25/2019 Bacterii Antagoniste Mulci Bioactiv

    24/24

    Concluzii

    Au fost selecionate 3 tulpini de microorganisme cu activitate

    biologic ridicat care au provenit din Baraganul de sud.

    Tulpinile sunt depuse la autoriti de depozit internaional i

    sunt n curs de brevetare.

    Pe baza acestor tulpini vor fi produse biopreparate bacteriene

    destinate sistemului de agricultur pe baz de mul