Влияние состава питательных сред на продуктивность и биологическую активность штамма энтомопатогенного гриба Beauveria bassiana

Проведен анализ продуктивности и биологической активности штамма энтомопатогенного гриба Beauveria bassiana F-145 при жидкофазном культивировании на различных питательных средах для получения биопестицидного препарата в нативной форме (исследования проведены в 2019 году). Для культивирования глубинным способом в качестве компонентов питательной среды использованы отходы молочного и пивного производства (молочная сыворотка и пивная барда) с добавлением дизельного топлива (ДТ) или Твин-80 в качестве индукторов биологической активности. Установлено, что продуктивность штамма на средах с промышленными отходами была выше в 1,5-2,0 раза, чем на среде Чапека. В 5-суточной суспензии на основе смеси сыворотки и барды отмечен высокий выход мицелиальной массы с титром 10⁸ -10¹⁰ КОЕ/мл. Определена биологическая активность культуральной суспензии штамма. Показано, что нематоцидная активность штамма B. bassianа в отношении нематод Rhabditis sp. в значительной степени проявлялась в суспензии, полученной на смешанной среде с добавлением индукторов. За 1-2 суток инкубации тест-организма гибель подвижной стадии нематод составила более 90 %. Сложный состав питательной среды, содержащей отходы и индукторы, способствовал сохранности биологической активности штамма. Установлена нематоцидная активность штамма на уровне 67-80 % с титром 10⁶ -10⁷ КОЕ/мл при хранении суспензии в течение 67 суток.

1. Maxmen A. Crop pests: under attack. Nature. 2013;501:15-17. URL: https://www.nature.com/articles/501S15a

2. Eilenberg J., Hajek A., Lomer C. Suggestions for unifying the terminology in biological control. BioControl. 2001;46 (4):387-400. DOI: https://doi.org/10.1023/A:1014193329979

3. Bhattacharjee R., Dey U. An overview of fungal and bacterial biopesticides to control plant pathogens/diseases. Afr. J. Microbiol. Res. 2014;8 (17):1749-1762. DOI: https://doi.org/10.5897/AJMR2013.6356

4. Lomer C. J., Bateman R. P., Johnson D. L., Lagewald J., Thomas M. Biological control of locusts and grasshoppers. Annual Review of Entomology. 2001;46:667-702. DOI: https://doi.org/10.1146/annurev.ento.46.1.667

5. Wang C., Leger R. J. S. Genomics of Entomopathogenic Fungi. The Ecological Genomics of Fungi. India, 2013. Part. 4. pp. 243-260. DOI: https://doi.org/10.1002/9781118735893.ch11

6. Леднев Г. Р., Борисов Б. А., Митина Г. В. Возбудители микозов насекомых. С-Пб, 2003. 71 с.

7. Butt T. M., Hadj N. B. E., Skrobek A., Ravensberg W. J., Wang Ch., Lange C. M., Vey A., Shah U-K., Dudley E. Mass spectrometry as a tool for the selective profiling of des-truxins; their first identification in Lecanicillium longisporum. Rapid Communications in Mass Spectrometry. 2009;23 (10):1426-1434. DOI: https://doi.org/10.1002/rcm.4018

8. Cox G. M., McDade H. C., Chen S. C. A., Tucker S. C., Gottfredssonn M., Wright L. C., Sorrell T. C., Leidich S. D., Casadevall A., Ghannoum M. A., Perfect J. R. Extracellular phospholipase activity is a virulence factor for Cryptococcus neoformans. Mol. Microbiol. 2001;39(1):166-175. DOI: https://doi.org/10.1046/j.1365-2958.2001.02236.x

9. Xiao G., Ying S-H., Zheng P., Wang Z.-L., Zhang S., Xie X-Q., Shang Ya., Leger R. J. S., Zhao G.-P., Wang Ch., Feng M.-G. Genomic perspectives on the evolution of fungal entomopathogenicity in Beauveria bassiana. Sci. Rep. 2012;(2):483. DOI: https://doi.org/10.1038/srep00483

10. Тутельян В. А., Кравченко Л. В. Микотоксины. М.: Медицина, 1985. 320 с.

11. Беккер З. Э. Физиология и биохимия грибов. М.: МГУ, 1988. 227 с.

12. Hu G., Leger R. J. S. Field studies using a recombinant mycoinsecticide (Metarhizium anisopliae) reveal that it is rhizosphere competent. Appl. Environ. Microbiol, 2002;68 (12):6383-6387. DOI: https://doi.org/10.1128/AEM.68.12.6383-6387.2002

13. Gao Q., Jin K., Ying S. H., Zhang Y., Xiao G., Shang Ya., et al. Genome sequencing and comparative transcriptomics of the model entomopathogenic fungi Metarhizium anisopliae and M. acridum. PLoS Genet, 2011;7(1):e1001264. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1001264

14. Шарапова И. Э. Применение биопалпинга для предварительной обработки древесного сырья в процессе производства биоэтанола. Часть 1. Отбор штаммов базидиальных и микромицелиальных грибов для биопалпинга древесных субстратов. Бутлеровские сообщения. 2018;56(11):140-145. Режим доступа: https://butlerov.com/stat/reports/details.asp?lang=ru&id=31054

15. Секова В. Ю., Корнилова Н. А., Васильева А. В. Глубинное культивирование энтомопатогенного гриба Beauveria bassiana. Успехи в химии и химической технологии. 2010;24 (11):42-45. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=20293253

16. Зипаев Д. В., Зимичев А. В. Молочная сыворотка – ценное сырье для вторичной переработки. Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2007;(2):14-16. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=12838876

17. Макарова Н. В., Зимичев А. В., Зипаев Д. В., Лугова Т. В. Современные тенденции в переработке молочной сыворотки. Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2008;(4):5-7. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=11622868

18. Колпакчи А. П., Голикова Н. В., Андреева О. П. Вторичные материальные ресурсы пивоварения. М.: Агропромиздат, 1986. 160 с.

19. Эпоян С., Фомин С., Фомина И. Интенсификация сооружений биологической очистки сточных вод молокозаводов. Motrol. Commission of motorization and energetics in agriculture. 2013;15(6):133-140. Режим доступа: https://journals.pan.pl/Content/91308/mainfile.pdf

20. Stimac J. L. Biological control of imported fire ants with a fungal pathogen: Пат. № 4925663 (United States). № 140018: заявл. 31.12.1987; опубл. 15.05.1990. 4 с. Режим доступа: https://patentimages.storage.googleapis.com/cf/ba/d5/2a9e22f50a0687/US4925663.pdf

21. Райт Д. Е. [US], Чандлер Л. Д. [US], Науф Т. А. [US] Штамм гриба Beauveria bassiana, предназначенный для получения энтомопатогенного препарата против хлопкового долгоносика, белянки сладкого картофеля и хлопкового слепняка, композиция для борьбы с насекомыми-вредителями, способ борьбы с насекомыми-вредителями: патент №2103873 (Российская Федерация). №: 93051784/13; заявл. 09.01.1992; опубл. 10.02.1998. Режим доступа: https://www1.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPAT&rn=8680&DocNumber=2103873&TypeFile=pdf

22. Sharapova I. E. Prospects of using entomopathogenic fungus in development of a biopesticide product with nematicidal activity. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology. 2019;19:1878-8181. DOI: https://doi.org/10.1016/j.bcab.2019.101098

23. Comans-Pérez R., Aguilar-Marcelino L., Mendoza De Gives P., Sánchez Je., López-Arellano Me. In vitro lethal capability of ten strains of edible mush-rooms against Haemonchus contortus (Nematoda) infective larvae [conference poster]. In: Proceedings of 8th International Conference on Mushroom Biology and Mushroom Products (ICMBMP8), New Delhi, India, 19-22 November 2014. ICAR-Directorate of Mushroom Research, 2014. Vol. I & II. pp. 557-562. URL: https://www.cabdirect.org/cabdirect/abstract/20153365541

24. Liu X., Xiang M., Che Y. The living strategy of nematophagous fungi. Mycoscience. 2009;50(1):20-25. DOI: https://doi.org/10.1007/s10267-008-0451-3

25. Chitwood D. J. Biochemistry and function of nematode steroids. Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. 1999;34 (4):273-284. DOI: https://doi.org/10.1080/10409239991209309

26. Зиновьева С. В., Чижов В. Н., Приданников М. В., Субботин С. А., Рысс А. Ю., Хусаинов Р. В. Фитопаразитические нематоды России: монография. М.: Т-во науч. изд. КМК, 2012. 385 с.

27. Wraight S. P., Inglis G. D., Goettel M. S. Fungi. In: Lacey L. A., Kaya H. K. (eds). Field Manual of Techniques in Invertebrate Pathology. Springer, Dordrecht, 2017. pp. 223-248. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4020-5933-9_10

28. Севницкая Н. Л. Продуктивность и вирулентность энтомопатогенного гриба Beauveria bassiana (Bals.) Vull. при культивировании на разных питательных средах. Труды БГТУ. 2016;(1):177-181. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=26465032