Туралиевой Молдир Алибековны Разработка биопрепарата против возбудителей заболеваний основных видов дендрофлоры Южно-Казахстанской области, вызываемые микромицетами и бактериями Характеристика диссертационного исследования

АННОТАЦИЯ

Дендрофлора Южно-Казахстанской области представляет собой эксклюзивное сообщество, состоящее более чем из 600 видов, сортов и сортообразцов аборигенных и интродуцированных древесных пород. Существующие древостои в этих сообществах хорошо адаптированы к почвенно-климатическим условиям юга Казахстана и играют неоценимую роль в регулировании микроклимата населенных пунктов в условиях аридного климата. Однако, начиная с середины 90-х годов прошлого века началась тенденция ухудшения дендропатологического состояния этих сообществ: увеличилось число больных деревьев неизвестными ранее в регионе заболеваниями, что приводит к полной гибели сооществ аборигенных видов деревьев. Наиболее сильной деградации подверглись древостои вяза мелколистного, который относится к числу основных лесообразующих пород. В настоящее время это обстоятельство составляет одну из основных экологических проблем юга Казахстана. Тем временем известно, что в условиях урбаноэкосистемы общепринятые химические методы защиты растений не применимы, что обосновывает необходимость разработки биологических методов борьбы против фитопатогенных объектов. В связи с этим целью наших исследований явилась разработка биологического препарата на основе микроорганизмов – антагонистов фитопатогенов, возбудителей гнили стволов вяза мелколистного.

Для достижения цели исследований были поставлены следующие задачи:

• 
  На основе результатов маршрутных и дендропатологических исследований провести оценку экологического состояния дендрофлоры Южно-Казахстанской области;
  
• 
  Провести энтомологические и фитопатологические исследования для выявления фитопатогенных организмов и на основе результатов таксономических анализов определить их видовой состав;
  
• 
  На основе результатов микробиологических исследований выделить местные штаммы бактерий рода Bacillus, имеющие антагонистическую активность против различных групп фитопатогенных микроорганизмов, возбудителей гнили стволов вяза мелколистного;
  
• 
  Изучение фунгицидной активности местных штаммов бактерий рода Bacillus, выделение эффективных штаммов-антагонистов для разработки биологического препарата против фитопатогенов и изучение степени их патогенности и аллергогенности для организмов теплокровных животных и человека;
  
• 
  Провести генетическую идентификацию перспективных штаммов-антагонистов методом ПЦР анализа и их депонирование в Республиканской коллекции микроорганизмов (РКМ) РК;
  
• 
  Разработка технологической схемы получения жидкой формы биопрепарата и способов иммобилизации микроорганизмов-антагонистов в разные субстраты;
  
• 
  Испытание эффективности биопрепарата против фитопатогенов в условиях лабораторных опытов в модельной системе – «фитопатоген-антагонист» и дендрофлоры города Шымкент методом реинфекции.
  

1. Впервые проведены дендропатологические исследования урбанодендрофлоры Южного Казахстана на основе результатов которых составлена оценка жизненного состояния аборигенных видов древесных пород, выявлены причины ухудшения экологического состояния их сообществ, установлены основные виды вредителей и возбудителей заболеваний.

2. Впервые установлено эпизоотийное развитие инвазивных видов вредителей – Monochamus urussovi F., Monochamus sutor L., Acanthocinus aedelis L., Cossus cossus L., Cetonia aureta L., Xanthogaleruca luteolа Muller. в условиях дендрофлоры Южного Казахстана, которые являются распространителями спор возбудетелей гнили стволов вяза мелколистного и других аборигенных пород деревьев – Platanus orientalis L., Salex alba L., Populus alba L., Salex babilonica L., Ulmus macrocarpa Hance., Populus nigra L. и Ulmus pumila L.

3. Впервые выделено 11 сапрофитных микроорганизмов-антагонистов фитопатогенных объектов, из них идентифицированы 5 новых высоко эффективных штаммов: Bacillus thuringiensis, Pseudomonas stutzeri, Mycobacterium species, Rhodococcus equi, Rhizobium trifolii.

4. Впервые был выявлен местный штамм бактерий рода Bacillus - Bacillus thuringiensis - 4 ant, проявляющий высокую антагонистическую активность против возбудителей заболеваний стволов вяза мелколистного и ряда аборигенных пород деревьев, также не патогенный для организмов теплокровных животных и человека. Выявлено, что механизм антагонистичесих свойств штамма связано с синтезом хитиназы.

5. На основе штамма бактерий B. thuringiensis - 4 ant B-RKM 0651 впервые разработан эффективный биопрепарат «ЮКОБАК-ДЕНДРО» против возбудителей заболеваний стволов вяза мелколистного: гнили стволов - родов бактерий Xanthomonas sp., Pseudomonas sp.,. Erwinia sp.; возбудителей заболеваний живых тканей флоэмы - родов микромицетов Penicillium sp., Mucor sp. и Fusarium sp. Эффективность применения биопрепарата против возбудителей гнили стволов вяза мелколистного составляет 96,5±2,4%.

-Ухудшение экологического состояния урбанодендрофлоры Южного Казахстана связано с широким распространением в регионе инвазивных видов вредителей и возбудителей заболеваний стволов аборигенных видов деревьев – - P. orientalis L., S. Alba L., P. alba L., S. Babilonica L, U. Macrocarpa Hance., P. nigra L. и U. Pumila L.

• 
  Основными вредителями деревьев аборигенных видов и распространителями спор возбудителей заболеваний гнили стволов вяза мелколистного являются инвазивные вредители – M. urussovi F., M. sutor L., A. aedelis L., C. cossus L., C. aureta L., X. luteolа Muller.
  
• 
  Гибель деревьев вяза мелколистного происходит в результате комплексного воздействия вредителей, которые повреждают стволы, также распространяют и внедряют споры фитопатогенов в стволы деревьев, и представители ряда родов фитопатогенных бактерий и микромицетов.
  
• 
  Для организации биологической борьбы против фитопатогенных объектов наиболее эффективными являются местные штаммы из группы сапрофитных микроорганизмов-антагонистов, не обладающих патогенными свойствами для организмов теплокровных животных и человека.
  
• 
  Штамм бактерий B. thuringiensis - 4 ant B-RKM 0651 обладает высокой фунгицидной активностью и является активным компонентом для разработки биопрепарата против возбудителей заболеваний стволов вяза мелколистного. Этот штамм бактерий генетически идентифицирован, депонирован в Республиканской коллекции микроорганизмов и не обладает патогенным свойством для организмов теплокровных животных и человека.
  
• 
  Технологическая схема разработки жидкой формы биопрепарата «ЮКОБАК-ДЕНДРО» включает следующие этапы: получение чистой культуры бактерий B. thuringiensis - 4 ant B-RKM 0651; подбор компонентов питательной среды для выращивания бактериальной массы; оптимизация параметров температурного режима и рН среды; выращивание и активизация бактериальной биомассы в ферментере; оценка жизнеспособности вегетативных клеток и эндоспор и фунгицидной активности биопрепарата.
  

Результаты исследований по выявлению закономерностей распространения инвазивных видов в условиях новой экологической ниши и по оценке экологического состояния урбанодендрофлоры Южного Казахстана представляют теоретическое значение в понимании динамики изменчивости элементов урбаноэкосистемы в условиях высокой техногенной нагрузки. Основные концептуальные положения и результаты исследований можно использовать в подготовке спецкурсов учебного процесса докторантов, магистрантов, бакалавров биологического, биотехнологического, сельскохозяйственного направлений, а также в разработке научных трудов, учебников и учебно-методических пособий.