PL244282B1 - Nowy szczep Paenibacillus polymyxa i zastosowanie nowego szczepu Paenibacillus polymyxa - Google Patents

Nowy szczep Paenibacillus polymyxa i zastosowanie nowego szczepu Paenibacillus polymyxa Download PDF

Info

Publication number
PL244282B1
PL244282B1 PL439948A PL43994821A PL244282B1 PL 244282 B1 PL244282 B1 PL 244282B1 PL 439948 A PL439948 A PL 439948A PL 43994821 A PL43994821 A PL 43994821A PL 244282 B1 PL244282 B1 PL 244282B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
paenibacillus polymyxa
strain
plant
new strain
plants
Prior art date
Application number
PL439948A
Other languages
English (en)
Other versions
PL439948A1 (pl
Inventor
Hubert KARDASZ
Hubert Kardasz
Małgorzata Hałat-Łaś
Marcin Oleszczak
Ilona KAFEL
Ilona Kafel
Magdalena Jopek
Krzysztof Ambroziak
Roksana RAKOCZY
Roksana Rakoczy
Original Assignee
Intermag Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Intermag Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia filed Critical Intermag Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority to PL439948A priority Critical patent/PL244282B1/pl
Priority to PCT/PL2022/050090 priority patent/WO2023121491A1/en
Publication of PL439948A1 publication Critical patent/PL439948A1/pl
Publication of PL244282B1 publication Critical patent/PL244282B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N63/00Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing microorganisms, viruses, microbial fungi, animals or substances produced by, or obtained from, microorganisms, viruses, microbial fungi or animals, e.g. enzymes or fermentates
    • A01N63/20Bacteria; Substances produced thereby or obtained therefrom
    • A01N63/25Paenibacillus
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01PBIOCIDAL, PEST REPELLANT, PEST ATTRACTANT OR PLANT GROWTH REGULATORY ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR PREPARATIONS
    • A01P21/00Plant growth regulators
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01PBIOCIDAL, PEST REPELLANT, PEST ATTRACTANT OR PLANT GROWTH REGULATORY ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR PREPARATIONS
    • A01P3/00Fungicides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor
    • C12N1/205Bacterial isolates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12RINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/01Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12RINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/01Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
    • C12R2001/07Bacillus
    • C12R2001/12Bacillus polymyxa ; Paenibacillus polymyxa

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest nowy szczep Paenibacillus polymyxa B134 nr depozytu PCM B/00335, zdeponowany w Polskiej Kolekcji Mikroorganizmów Polskiej Akademii Nauk we Wrocławiu oraz jego zastosowanie w uprawie roślin, do użycia przeciwko patogenom roślin oraz do biostymulacji wzrostu i rozwoju roślin.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest nowy szczep Paenibacillus polymyxa i zastosowanie nowego szczepu Paenibacillus polymyxa w uprawie roślin.
W związku z coraz większymi restrykcjami dotyczącymi zastosowania chemicznych środków ochrony roślin, w tym zmniejszającą się listą składników aktywnych dozwolonych do stosowania w rolnictwie, sektor biologicznych preparatów zawierających nowe szczepy bakterii coraz mocniej zyskuje na znaczeniu.
Azot jest jednym z kluczowych pierwiastków wpływających na wzrost i rozwój roślin, w tym także roślin uprawnych. Niedobór azotu powoduje u roślin opóźniony rozwój, żółknienie liści, brak wigoru, niższe plony, w wielu wypadkach gorszą jakość plonu oraz zbyt szybkie dojrzewanie owoców. Nawozy azotowe są rutynowo stosowane w praktyce rolniczej w celu zapewnienia optymalnego wzrostu roślin i uzyskania wysokiej produktywności. Jednak ponad połowa dostarczonego azotu ze stosowanych syntetycznych nawozów azotowych nie jest wykorzystywana przez rośliny uprawne, a zamiast tego jest tracona do środowiska, gdzie przyczynia się do produkcji gazów cieplarnianych, kwaśnych deszczy i utraty bioróżnorodności w systemach wodnych. Zgodnie z Rozporządzeniem Rady Ministrów z dnia 12 lutego 2020 r. w sprawie przyjęcia „Programu działań mających na celu zmniejszenie zanieczyszczenia wód azotanami pochodzącymi ze źródeł rolniczych oraz zapobieganie dalszemu zanieczyszczeniu” (Dz. U. 2020 poz. 243), sztuczne i naturalne nawozy azotowe można aplikować na pola jedynie w ściśle określonych terminach. Dlatego też coraz większą popularnością cieszą się biologiczne formy nawożenia roślin bazujące na potencjale mikroorganizmów, w tym m. in. zdolności do wiązania azotu atmosferycznego.
Fosfor, podobnie jak azot, jest bardzo ważnym makroskładnikiem odżywczym niezbędnym do wzrostu, poprawy zdrowotności i wysokiego plonowania roślin. Fosfor w glebie może występować w formie związków organicznych i mineralnych. Poszczególne związki fosforu charakteryzują się bardzo zróżnicowaną rozpuszczalnością w wodzie i w słabych kwasach a co za tym idzie różną dostępnością dla roślin. Zawartość w glebie rozpuszczalnych związków fosforu w słabych kwasach decyduje o dostępności tego minerału dla roślin. Dostępny dla roślin fosfor stanowi tylko od 2 do 10% fosforu ogólnego zawartego w glebie. Nawozy na bazie fosforanów są rutynowo stosowane do gleby w praktyce rolniczej. Zastosowany nawóz fosforowy może być jednak szybko unieruchamiany w wyniku reakcji strącania z glinem i wapniem znajdującymi się w glebie, przez co staje się niedostępny dla roślin, stanowiąc zapas tego składnika pokarmowego w glebie, o silnie ograniczonej dostępności dla roślin. Erozja gleby prowadzi również do utraty fosforu z gruntu, który zwykle gromadzi się w jeziorach i rzekach, powodując eutrofizację wód. Wykorzystanie drobnoustrojów mających zdolność do solubilizacji fosforu, czyli zwiększania jego rozpuszczalności, a co za tym idzie dostępności dla roślin w glebie, wydaje się być idealną alternatywą dla fosforowych nawozów mineralnych.
Cynk jest pierwiastkiem znacząco poprawiającym odporność roślin na choroby, ale również zwiększającym efektywność nawożenia azotem. Bierze udział w licznych procesach fizjologicznych zachodzących w roślinie. Jego liczne właściwości korzystnie wpływają na wysokość uzyskanego plonu. Aby móc zapewnić odpowiedni poziom odżywienia roślin tym pierwiastkiem, stosuje się nawożenie dolistne. Cynk jest mikroskładnikiem, który niezbędny jest dla prawidłowego wzrostu oraz rozwoju roślin. Bardzo dobrze wpływa na poprawę odporności na choroby m.in.: w ziemniakach na parcha, a w pszenicy na zgorzel podstawy źdźbła. Jego właściwości pomagają również podczas uprawy i nawożenia kukurydzy. Odpowiednie odżywienie cynkiem, we wczesnych fazach rozwojowych kukurydzy, połączone ze wzrostem aktywności hormonów roślinnych wpływa na poprawę efektywności nawożenia azotem, a w późniejszych fazach podnosi wydajność wiązania dwutlenku węgla. Dzięki licznym właściwościom cynk korzystnie wpływa na wysokość plonów, dlatego należy zadbać o dobre odżywienie roślin tym mikroskładnikiem już od samego początku wegetacji. Nawożenie cynkiem jest często pomijane w praktyce, a jego niedobory skutkują rozległymi patologicznym zmianami u roślin. Rozwiązaniem tego problemu wydaje się być stosowanie mikroorganizmów udostępniających cynk z form niedostępnych dla roślin, które znajdują się w glebie.
W praktyce rolniczej coraz częściej używa się także nawozów na bazie krzemu. Krzem jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych pierwiastków na Ziemi. Stanowi około dwudziestu kilku procent litosfery, wchodzi w skład ponad 300 minerałów występujących w przyrodzie. Jest jednym z podstawowych składników gleb, gdyż jest składnikiem niemal wszystkich skał macierzystych, z których powstają gleby. W glebach klimatu umiarkowanego krzem zwykle występuje w fazie stałej gleby pod postacią minerałów pierwotnych i wtórnych (krzemiany i kwarc), niewielka ilość krzemu jest obecna w glebie pod postacią resztek roślin czy mikroorganizmów. Zawartość krzemu ogólnego w glebach jest bardzo wysoka, zazwyczaj wynosi około 30%. Pierwotnym źródłem krzemu dostępnego dla roślin w glebach są procesy wietrzenia pierwotnych i wtórnych krzemianów i glinokrzemianów, skały zawierające w swoim składzie minerały bogate w związki krzemu pod wpływem czynników środowiska ulegają wietrzeniu, co prowadzi do powstawania związków krzemu o różnym rodzaju krystalizacji oraz wolnej krzemionki. Rozpuszczalne w wodzie związki krzemu odgrywają ogromną rolę w procesie dostępności pewnych pierwiastków dla roślin z gleby. Wykorzystanie drobnoustrojów mających zdolność do solubilizacji Si, czyli zwiększania jego rozpuszczalności, a co za tym idzie dostępności dla roślin w glebie, wydaje się być idealnym uzupełnieniem zawartości Si w glebach i roślinach.
Znane są i stosowane w rolnictwie preparaty mikrobiologiczne zawierające m. in. bakterie symbiotyczne roślin bobowatych uzyskane na bazie bakterii z grupy Rhizobium, czy też szczepionki mikoryzujące sadzonki drzew wytworzone na bazie grzybów Trichoderma spp. Do biologicznej ochrony roślin stosuje się także produkty zawierające mikroorganizmy takie jak Alternaria, Trichoderma, Azotobacter, Bacillus, Pseudomonas, Streptomyces i inne.
Z opisu patentowego RU2147181 C1 znany jest biopreparat do zwiększenia plonów roślin i ochrony roślin przed chorobami, który zawiera hydrolizat bakterii Pseudomonas aureofaciens VKM V - 1973D w ilości 18-20 części wagowych, hydrolizat bakterii Bacillus megaterium w ilości 39-40 części wagowych, ekstrakt z igieł sosnowych w ilości 5-6 części wagowych, pastę z chlorofilu i karotenu w ilości 1-2 części wagowych oraz roztwór makro i mikroelementów w ilości 32-37 części wagowych.
Znany jest z opisu patentowego RO126081 B1 biopreparat przeznaczony do zwalczania grzybów z rodzaju Fusarium powodujących choroby roślin, który składa się z 1-20% zawiesiny mikroorganizmów: Saccharomyces cerevisiae L30 (numer depozytu NCAIM Y001350) i Bacillus subtilis B49b (numer depozytu NCAIM (P) 001360 B), korzystnie między 4-8% każdego szczepu, 2-15% składników odżywczych, 5-15% środków powierzchniowo czynnych, 10-50% rozpuszczalnika, 0,01-1% stabilizatora, 1-10% antykoagulantów i wody destylowanej w ilości do 100%.
W ostatnich latach pojawiają się coraz liczniejsze doniesienia na temat stosowania w uprawie roślin bakterii z rodzaju Paenibacillus polymyxa. W publikacji B. Weselowski i in. pt.: „Isolation, identification and characterization of Paenibacillus polymyxa CR1 with potentials for biopesticide, biofertilization, biomass degradation and biofuel production”, BMC Microbiol, 2016 Oct 18;16(1):244, opisano, że są to bakterie promujące wzrost roślin, które wyróżnia wszechstronność działania. Posiadają one zdolność do solubilizacji fosforu, produkcji hormonów roślinnych czy degradacji ligninocelulozy. Ich unikalną cechą jest również potencjalna zdolność do wiązania azotu atmosferycznego, co czyni je niezwykle interesującym obiektem, ponieważ bakterie przetrwalnikujące niezwykle rzadko wykazują zdolność do syntezy enzymu odpowiedzialnego za proces redukcji azotu atmosferycznego. W ww. publikacji opisano również działanie antagonistyczne szczepu Paenibacillus polymyxa CR1 względem grzybów: Phytopthora sojae oraz Rhizoctonia solan.
Podobne rezultaty uzyskano dla szczepu Paenibacillus polymyxa ShX301 zdolnego do hamowania rozwoju grzybni w przypadku gatunków: Phytophthora capsici, Fusarium oxysporum, Colletotrichum truncatum, Botrytis cinerea, Sclerotinia sclerotiorum oraz Rhizoctonia solani, co opisano w publikacji F. Zhang i in. pt.: „Biocontrol potential of Paenibacillus polymyxa against Verticillium dahliae infecting cotton plants”.
Z publikacji Y. Abdallah i in. pt.: „Plant growth promotion and suppression of bacterial leaf blight in rice by Paenibacillus polymyxa Sx3” Letters in Applied Microbiology 68, 423-429 oraz E. A. Finch i in. pt.: „Effects of Paenibacillus polymyxa inoculation on below-ground nematode communities and plant grow”, Soil Biology and Biochemistry, 121 (2018) 1-7, znane są szczepy: Paenibacillus polymyxa Sx3 oraz Paenibacillus polymyxa ATCC 842, zdolne do solubilizacji fosforu i wiązania azotu.
Znany jest z zgłoszenia patentowego nr CN110684695 A jest szczep Paenibacillus polymyxa QZY-1, zdolny do solubilizacji fosforu i o właściwościach antagonistycznych względem patogenów roślin: Ralstonia solanacearum and Burkholderia cepacia.
Znane są również ze zgłoszeń patentowych CN111548976 A i CN112795507 A szczepy bakterii Paenibacillus polymyxa, które posiadają udowodnione działanie antagonistyczne względem bakteryjnych i grzybowych patogenów roślin.
Na rynku znajduje się szereg preparatów bazujących na potencjale mikroorganizmów, jednak wiele z tych rozwiązań wykazuje niedogodności takie jak niewystarczająca trwałość, niska skuteczność oraz wąski zakres działania.
PL 244282 Β1
Celem wynalazku jest wyizolowanie nowego szczepu bakterii z rodzaju Paenibacillus polymyxa, o szerokim działaniu i dużej trwałości, którego wykorzystanie w uprawie roślin może być rozwiązaniem wskazanych powyżej niedogodności.
Istotą wynalazku jest nowy szczep Paenibacillus polymyxa B134 nr depozytu PCM B/00335, zdeponowany w Polskiej Kolekcji Mikroorganizmów w Instytucie Immunologii i Terapii Doświadczalnej PAN we Wrocławiu.
Istotą wynalazku jest także zastosowanie nowego szczepu Paenibacillus polymyxa B134 nr depozytu PCM B/00335, zdeponowanego w Polskiej Kolekcji Mikroorganizmów Polskiej Akademii Nauk we Wrocławiu, do użycia przeciwko patogenom roślin oraz do biostymulacji wzrostu i rozwoju roślin.
Szczep Paenibacillus polymyxa B134 będący przedmiotem wynalazku wyróżnia wszechstronność działania. Oprócz właściwości biostymulujących tj. solubilizacja krzemu, cynku i fosforu oraz wiązania azotu, szczep ten charakteryzuje się działaniem antagonistycznym względem patogenów roślin, zwłaszcza grzybowych. Przeprowadzone badania wykazały, że nowy szczep Paenibacillus polymyxa B134 wykazuje wyjątkowo silne działaniu antagonistyczne i skuteczność w supresji rozwoju grzybni względem aż 14 testowanych roślinnych patogenów grzybowych. Połączenie wyżej wspomnianych cech z wysoką trwałością i stabilnością tworzących spory bakterii Paenibacillus polymyxa B134 pozwoli na uzyskanie preparatu, który oprócz szerokiego spectrum działania będzie charakteryzował się odpornością na warunki transportu i długim okresem stabilności podczas przechowywania.
Identyfikacja szczepu
Szczep Paenibacillus polymyxa B134 został zdeponowany zgodnie z Traktatem Budapeszteńskim w Polskiej Kolekcji Mikroorganizmów (PCM) w Instytucie Immunologii i Terapii Doświadczalnej Polskiej Akademii Nauk, 53-114 Wrocław, ul. Rudolfa Weigla 12. Depozyt złożono w dniu 18.05.2021 r. Depozytowi nadano numer: Paenibacillus polymyxa B134, numer depozytu B/00335.
Metoda izolacji szczepu Paenibacillus polymyxa B134
Szczep Paenibacillus polymyxa B134 został wyizolowany z gleby pozyskanej ze środowiska. Próbki gleby o masie 10 g zawieszano w 90 ml sterylnej wody destylowanej, po czym energicznie mieszano. Próbę ogrzewano w temperaturze 70°C przez 15 minut. Z uzyskanej zawiesiny przygotowano serię rozcieńczeń badanej próby (do 10'9). Z każdego rozcieńczenia pobierano po 0,1 mli wykonywano posiew powierzchniowy na zestalone podłoże 1/5 NPT. Skład pożywki przedstawiono w tabeli 1. Wszystkie składniki pożywki rozpuszczano w H2O, doprowadzano do pH 5,75 i autoklawowano w temperaturze 121°C przez 15 min.
Płytki inkubowano w temperaturze 28°C przez 72 h. Pojedyncze kolonie posiewano redukcyjnie na odpowiednie podłoże stałe. Płytki inkubowano w temperaturze 28°C przez 72 h. Celem uzyskania czystych kolonii procedurę powtarzano kilkukrotnie.
Wyizolowane czyste kolonie B. polymyxa przeniesiono do probówek zawierających pożywkę płynną NPT. Inkubowano je przez 24 h w temperaturze 28°C. Komórki przechowywano z wykorzystaniem gotowych kriofiolek (Microbank, Biocorp) przeznaczonych do przechowywania kultur bakteryjnych i grzybowych.
Tabela 1
Składnik Podłoże płynne Podłoże stałe
Bulion odżywczy 0,4g 0,4g
Glukoza ig ig
Trypsynowy hydrolizat sojowy 1,2g 1,2g
MES hydrate 2g 2g
Agar - 15g
Woda 1 dm3 1 dm3
PL 244282 Β1
Oznaczenie przynależności gatunkowej szczepu Paenibacillus polymyxa B134.
Przynależność gatunkową szczepu Paenibacillus polymyxa B134 określono metodami genotypowymi (metoda PCR), ponadto wykonano sekwencjonowanie podjednostki 16S rRNA. Uzyskaną sekwencję następnie porównano z bazą danych NCBI (ang. National Center for Biotechnology Information). W wyniku przeprowadzonej analizy wykazano, że szczep należy do następującego gatunku: Paenibacillus połymyxa.
Wynalazek przedstawiono w poniższych przykładach wykonania, a jego skuteczność wykazano na przykładowych hodowlach pszenicy i kukurydzy.
Przykład 1
Określenie zdolności szczepu Paenibacillus polymyxa B134 do wiązania azotu
Obecność genu kodującego nitrogenazę czyli enzymu odpowiedzialnego za wiązanie azotu, określono genetycznie poprzez sekwencjonowanie i analizę fragmentu sekwencji nifH.
Zdolność szczepu Paenibacillus polymyxa B134 do wiązania azotu określono jakościowo metodą szalkową, poprzez inkubację na podłożu nie zawierającym źródła azotu. Wzrost mikroorganizmów w warunkach bezazotowych świadczył o zdolności do wiązania azotu atmosferycznego.
Określenie zdolności szczepu Paenibacillus polymyxa B134 do solubilizacji fosforu, cynku i krzemu.
W celu określenia zdolności szczepu Paenibacillus polymyxa B134 do solubilizacji fosforu, cynku i krzemu, wykonano doświadczenia wykorzystujące pożywki specyficzne o składzie podanym w tabelach nr 2, 3, 4.
W tabeli 2 przedstawiono skład podłoża do badań zdolności do solubilizacji fosforu, w tabeli 3 skład podłoża do badań zdolności do solubilizacji cynku, a w tabeli 4 - skład podłoża do badań zdolności do solubilizacji krzemu.
Bakterie namnażano na podłożu stałym TSA w temperaturze 30°C przez 48 h. Kolonie bakterii wyrosłe na podłożu stałym użyto do inokulacji płynnej pożywki TSB znajdującej się w probówce. W kolejnym etapie zawartość probówki wykorzystano do zaszczepienia płynnej pożywki TSB znajdującej się w kolbie stożkowej o pojemności 250 ml. Hodowlę prowadzono na wytrząsarce rotacyjnej w temperaturze 30°C. Próbki do badań aktywności pobierano po 48 h. W badaniach wykorzystano biomasę komórkową, przygotowaną w następujący sposób: Hodowle odwirowano, supernatant usunięto i osad zawieszono w takiej samej objętości sterylnej soli fizjologicznej. Na powierzchnię zestalonych podłoży przedstawionych w tabelach 2, 3, 4, nanoszono po 10 pl zawiesiny bakterii. Płytki inkubowano w inkubatorze termostatowanym w temperaturze 30°C.
Średnicę halo i wyrosłej kolonii mierzono po 2 i 7 dniach dla badań związanych z solubilizacją cynku, 4 i 7 dniach dla krzemu oraz 14 dniach dla solubilizacji fosforu. Badania wykonano w dwóch niezależnych powtórzeniach biologicznych.
Tabela 2
Składnik Ilość [g]
Glukoza 10
Ca3(PO4)2 5
MgSO4-7H2O 0,1
NaCI 0,2
(NH4)2SO4 0,5
KCI 0,2
MnSO4H2O 0,002
FeSO4 7H2O 0,002
Agar 15
Woda destylowana 1 dm3
PL 244282 Β1
Tabela 3
Składnik Ilość [g]
Glukoza 10
(NH4)2SO4 1
KCI 0,2
K2HPO4 0,1
MgSO4 0,2
ZnO 1
Agar 15
Woda destylowana 1 dm3
Tabela 4
Składnik Ilość [g]
Glukoza 10
(NH4)2SO4 1
KCI 0,2
K2HPO4 0,1
MgSO4 0,2
MOaOgSig 2,5
Agar 15
Woda destylowana 1 dm3
Szczep Paenibacillus polymyxa B134 wytworzył strefę halo wokół kolonii, przez co wykazał się zdolnością do solubilizacji fosforu, krzemu i cynku.
Przykład 2
Określenie właściwości antagonistycznych szczepu Paenibacillus polvmyxa B134 względem wybranych patogenów grzybowych
Antagonizm względem patogenów grzybowych przeprowadzono w testach laboratoryjnych. Na szalki z agarem PDA (Potato-Dextrose Agar), w odległości 2 cm od krawędzi, nakładano krążek z grzyb nią, wycięty przy użyciu korkoboru. Izolaty grzybowe inkubowano w temperaturze standardowej przez okres od 1-5 dni, do momentu aż grzybnia dochodziła do środka szalki. Następnie w odległości 5 cm od krążka z grzybnią rozprowadzano świeżą zawiesinę bakterii o objętości 10 μΙ. Szalki inkubowano następnie w temperaturze pokojowej przez 14 dni, wykonując odczyt po 7 i 14 dniach. Działanie antagonistyczne określano na podstawie wystąpienia (bądź nie) strefy zahamowania wzrostu grzybni w ob szarze wzrostu bakterii. Do testów wykorzystano 14 izolatów patogenów:
1. Numer kolekcji IOR: 2216
2. Numer kolekcji IOR: 2204
3. Numer kolekcji IOR: 2172
4. Numer kolekcji IOR: 2170
5. Numer kolekcji IOR: 2105
6. Numer kolekcji IOR: 1756
7. Numer kolekcji IOR: 1665
8. Numer kolekcji IOR: 1112
9. Numer kolekcji IOR: 582 10. Numer kolekcji IOR: 412
11. Numer kolekcji IOR: 934 72. Numer kolekcji IOR: 2284 13. Numer kolekcji IOR: 2233 14. Numer kolekcji IOR: 2182
Gatunek patogena: Fusarium oxysporum
Gatunek patogena: Rhizoctonia solani
Gatunek patogena: Fusarium graminearum
Gatunek patogena: Fusarium avenaceum
Gatunek patogena: Fusarium culmorum
Gatunek patogena: Cladosporium cladosporioides
Gatunek patogena: Fusarium poae
Gatunek patogena: Septoria nodorum
Gatunek patogena: Septoria tritici
Gatunek patogena: Pseudocercosporella herpotrichoides
Gatunek patogena: Microdochium nivale
Gatunek patogena: Phoma lingam
Gatunek patogena: Alternaria brassicae
Gatunek patogena: Sclerotinia sclerotiorum
PL 244282 Β1
W wyniku przeprowadzonych doświadczeń wykazano działanie antagonistyczne szczepu Paenibacillus polymyxa B134 względem każdego z ww. 14 testowanych patogenów grzybowych. Inhibicja wzrostu grzybni w każdym przypadku następowała kilkanaście, a nawet kilkadziesiąt mm przed miejscem wzrostu bakterii, co świadczy o wyjątkowo silnym działaniu antagonistycznym nowego szczepu Paenibacillus polymyxa B134
Przykład 3
Określenie właściwości biostymuluiacych in situ szczepu Paenibacillus polvmyxa B134.
Szczep Paenibacillus polymyxa B134 zastosowano w uprawie pszenicy i kukurydzy i przeprowadzono badania jego wpływy na podstawowe, ważne parametry tych roślin.
Na wstępie doświadczenia substrat torfowy zainokulowano badanymi mikroorganizmami Paenibacillus polymyxa B134 i preparatami referencyjnymi Standard I i Standard II oraz wodą (kontrola), następnie posiano nasiona i oceniano:
- liczbę wschodów (dynamikę kiełkowania),
- wysokość roślin,
- masę roślin.
Doświadczenie prowadzono w tunelu foliowym. W tabeli 5 pokazano wyniki wschodów pszenicy i kukurydzy w odniesieniu do kontroli, w tabeli 6 - wysokość i masę pszenicy w odniesieniu do kontroli, a w tabeli 7 - wysokość i masę kukurydzy w odniesieniu do kontroli.
Tabela 5
Pszenica Kukurydza
Mikroorganizmy Wschody do Kontroli [%] Dzień 5 Wschody do Kontroli [%] Dzień 6 Wschody do Kontroli [%] Dzień 5 Wschody do Kontroli [%] Dzień 6
Paenibacillus polymyxa B134 367 136 143 123,33
Standard I 312 131 138 118
Standard II 312 131 172 150
Kontrola 100 100 100 100
Tabela 6
Pszenica
Mikroorganizmy Wysokość roślin do Kontroli [%] Dzień 7 Wysokość roślin do Kontroli [%] Dzień 9 Wysokość roślin do Kontroli [%] Dzień 12 Masa do Kontroli [%]
Paenibacillus polymyxa B134 130 124 109 108
Standard I 124 121 103 100
Standard II 130 118 104 92
Kontrola 100 100 100 100
PL 244282 Β1
Tabela 7
Kukurydza
Mikroorganizmy Wysokość roślin do Kontroli [%] Dzień 7 Wysokość roślin do Kontroli [%] Dzień 9 Wysokość roślin do Kontroli [%] Dzień 12 Masa do Kontroli [%]
Paenibacillus pofymyxa B134 112 129 113 110
Standard I 106 113 115 114
Standard II 112 116 111 107
Kontrola 100 100 100 100
Wyniki przeprowadzonych doświadczeń wskazują jednoznacznie na pozytywne działanie szczepu Paenibacillus polymyxa B134 na badane parametry roślin, zarówno w przypadku pszenicy jak i kukurydzy.
Przeprowadzone badania wykazały, że nowy szczep Paenibacillus polymyxa B134 można uznać za szczep o właściwościach biostymulujących wzrost i rozwój roślin uprawnych. Jego właściwości zostały potwierdzone w badaniach laboratoryjnych, z kolei działanie na rośliny zostało wykazane w badaniach tunelowych.

Claims (2)

1. Nowy szczep Paenibacillus polymyxa B134 nr depozytu PCM B/00335, zdeponowany w Polskiej Kolekcji Mikroorganizmów Polskiej Akademii Nauk we Wrocławiu.
2. Zastosowanie nowego szczepu Paenibacillus polymyxa B134 nr depozytu PCM B/00335, zdeponowanego w Polskiej Kolekcji Mikroorganizmów Polskiej Akademii Nauk we Wrocławiu, do użycia przeciwko patogenom roślin oraz do nawożenia i biostymulacji wzrostu i rozwoju roślin.
PL439948A 2021-12-22 2021-12-22 Nowy szczep Paenibacillus polymyxa i zastosowanie nowego szczepu Paenibacillus polymyxa PL244282B1 (pl)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL439948A PL244282B1 (pl) 2021-12-22 2021-12-22 Nowy szczep Paenibacillus polymyxa i zastosowanie nowego szczepu Paenibacillus polymyxa
PCT/PL2022/050090 WO2023121491A1 (en) 2021-12-22 2022-12-08 A novel paenibacillus polymyxa strain and the use of the novel paenibacillus polymyxa strain

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL439948A PL244282B1 (pl) 2021-12-22 2021-12-22 Nowy szczep Paenibacillus polymyxa i zastosowanie nowego szczepu Paenibacillus polymyxa

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL439948A1 PL439948A1 (pl) 2023-06-26
PL244282B1 true PL244282B1 (pl) 2024-01-03

Family

ID=84799941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL439948A PL244282B1 (pl) 2021-12-22 2021-12-22 Nowy szczep Paenibacillus polymyxa i zastosowanie nowego szczepu Paenibacillus polymyxa

Country Status (2)

Country Link
PL (1) PL244282B1 (pl)
WO (1) WO2023121491A1 (pl)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110684695B (zh) 2019-11-11 2022-10-04 安顺学院 一株多黏类芽孢杆菌qzy-1及其应用
CN111548976B (zh) 2020-06-24 2022-05-24 天津市农业科学院 一株多粘类芽孢杆菌菌株及其应用
CN112795507A (zh) 2021-01-07 2021-05-14 河南省农业科学院植物保护研究所 一种能够防治丹参根腐病的多粘类芽孢杆菌及其应用

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023121491A1 (en) 2023-06-29
PL439948A1 (pl) 2023-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2016258913B2 (en) Designed complex endophyte compositions and methods for improved plant traits
US11066341B2 (en) Microbial consortia
Kannaiyan Biotechnology of biofertilizers
AU2016224903B2 (en) Microbial consortia
CA2984493A1 (en) Isolated complex endophyte compositions and methods for improved plant traits
CN109112087B (zh) 一株土地类芽孢杆菌yc16-08及其应用
US11230505B2 (en) Microbial consortia
Bagyaraj Microbial biotechnology for sustainable agriculture, horticulture & forestry
US11230506B2 (en) Microbial consortia
US10000427B2 (en) Phosphate solubilizing rhizobacteria bacillus firmus as biofertilizer to increase canola yield
Suyal et al. Himalayan microbiomes for agro-environmental sustainability: current perspectives and future challenges
US20150040629A1 (en) Novel Mycorrhizae-based Biofertilizer Compositions & Method for mass production & formulations of Same
Türkölmez et al. Clonostachys rosea Strain ST1140: An endophytic plant-growth-promoting fungus, and its potential use in seedbeds with wheat-grain substrate
PL244282B1 (pl) Nowy szczep Paenibacillus polymyxa i zastosowanie nowego szczepu Paenibacillus polymyxa
Somarathne et al. Use of different carrier materials for culture and storage of native forest soil microorganisms
Zothansiami et al. Effect of Burning, Cropping and Synthetic Microbial Community Inoculation on Soil Enzyme Activities in 5 Year Jhum Cycle
US20220064076A1 (en) Biofertilizing Bacterial Strain
MUINDI EXPLOITING BELOWGROUND BIODIVERSITY OF RHIZOBIA AND ARBUSCULAR MYCORRHIZAL FUNGI TO UPSCALE COWPEA PRODUCTION IN THE SEMI-ARID ZONES OF EASTERN KENYA
de Vasconcellos et al. Tropical biomes as microbial sources for efficient biocatalysts to environmental purposes
CN118028140A (zh) 一种解淀粉芽孢杆菌sf883及其应用
Pretorius Efficacy of rhizobacteria for growth promotion and biocontrol of Fusarium oxysporum and Rhizoctonia solani on wheat in South Africa
CN118028141A (zh) 一种贝莱斯芽孢杆菌sf4及其应用
Mengesha Evaluation of non-aerated compost teas for suppression of potato diseases
Fatzinger LOCAL EFFECTIVE MICROORGANISMS: EFFECTS ON SOIL AND PLANT HEALTH PARAMETERS IN THE VENETIAN PLAIN
Kalogridis et al. ENVIRONMENTAL QUALITY