Влияние Bacillus thuringiensis subsp. aizawai на состав почвенной микробиоты и урожайность картофеля

Бактерии Bacillus thuringiensis subsp. aizawai (B. thuringiensis subsp. aizawai) являются энтомопатогенными микроорганизмами, которые используют для регуляции численности насекомых-вредителей, в частности представителей отрядов чешуекрылых и двукрылых. Установлено ростостимулирующее действие бактерии B. thuringiensis subsp. aizawai на картофеле. В частности, отмечено увеличение биомассы растений в 1,4 раза уже на 4-ю неделю учета по сравнению с контролем. Длина корней и количество столонов были статистически выше в 1,2 раза и 2,3 раза на 10-ю неделю учета при обработке суспензии B. thuringiensis subsp. aizawai по сравнению с контролем соответственно. Предпосадочная обработка клубней B. thuringiensis subsp. aizawai положительно влияла на ризосферную микрофлору. Установлено, что B. thuringiensis subsp. aizawai приводит к увеличению численности бактерий-аммонификаторов в 8 раз, азотфиксирующих бактерий почти в 30 раз, целлюлозолитических бактерий в 1,3 раза относительно контроля и подавляет численность микромицетов на 21% и 27% по сравнению с контролем и эталоном соответственно. Увеличение групп азотфиксирующих бактерий с применением B. thuringiensis subsp. aizawai способствовало увеличению урожайности картофеля на 13% и 24% по сравнению с контролем и эталоном. Влияния на соотношения фракции картофеля под действием B. thuringiensis subsp. aizawai оказано не было.

1. Павлюшин В.А., Новикова И.И., Бойкова И.В. Микробиологическая защита растений в технологиях фитосанитарной оптимизации агроэкосистем: теория и практика (обзор). Сельскохозяйственная биология. 2020; 55(3): 421‒438. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2020.3.421rus

2. Старовойтов В.И., Старовойтова О.А., Звягинцев П.С., Манохина А.А. Внедрение достижений союзной программы «Инновационное развитие производства картофеля и топинамбура» в отрасль картофелеводства. Картофелеводство. Сборник научных трудов. Минск: Научно-практический центр НАН Беларуси по картофелеводству и плодоовощеводству. 2016; 24: 415‒420. https://elibrary.ru/zbottn

3. Batista B.D. et al. The auxin-producing Bacillus thuringiensis RZ2MS9 promotes the growth and modifies the root architecture of tomato (Solanum lycopersicum cv. Micro-Tom). Archives of Microbiology. 2021; 203(7): 3869‒3882. https://doi.org/10.1007/s00203-021-02361-z

4. Azizoglu U. Bacillus thuringiensis as a Biofertilizer and Biostimulator: A Mini-Review of the Little-Known Plant Growth-Promoting Properties of Bt. Current Microbiology. 2019; 76(11): 1379‒1385. https://doi.org/10.1007/s00284-019-01705-9

5. Кудоярова Г.Р., Курдиш И.К., Мелентьев А.И. Образование фитогормонов почвенными и ризосферными бактериями как фактор стимуляции роста растений. Известия Уфимского научного центра РАН. 2011; (3‒4): 5‒15. https://elibrary.ru/owfvuh

6. Vejan P., Abdullah R., Khadiran T., Ismail S., Nasrulhaq Boyce A. Role of Plant Growth Promoting Rhizobacteria in Agricultural Sustainability — A Review. Molecules. 2016; 21(5): 573. https://doi.org/10.3390/molecules21050573

7. Alori E.T., Babalola O.O. Microbial inoculants for improving crop quality and human health in Africa. Frontiers in Microbiology. 2018; 9: 2213. https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.02213

8. Walder F. et al. Soil microbiome signatures are associated with pesticide residues in arable landscapes. Soil Biology and Biochemistry. 2022; 174: 108830. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2022.108830

9. Иванцова Е.А. Влияние пестицидов на микрофлору почвы и полезную биоту. Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 11: Естественные науки. 2013; (1): 35‒40. https://elibrary.ru/rtpmbz

10. Коробова Л.Н., Шинделов А.В. Микробный отклик выщелоченного чернозема на превышение нормы гербицидной нагрузки. Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2012; (8): 51‒54. https://elibrary.ru/pbogyt

11. Соколов М.С., Глинушкин А.П., Спиридонов Ю.Я. Перспективы исследований по улучшению качества и оздоровления почв России. Достижения науки и техники АПК. 2016; 30(7): 5‒10. https://elibrary.ru/wjxnrp

12. Масленникова В.С. и др. Влияние инокуляции клубней картофеля бактериями рода Bacillus на популяцию ризосферных микроорганизмов. Вестник НГАУ (Новосибирский государственный аграрный университет). 2022; (1): 46‒55. https://doi.org/10.31677/2072-6724-2022-62-1-46-55

13. Li Y. et al. Environmental Behaviors of Bacillus thuringiensis (Bt) Insecticidal Proteins and Their Effects on Microbial Ecology. Plants. 2022; 11(9): 1212. https://doi.org/10.3390/plants11091212

14. Андреева И.В., Шаталова Е.И., Ходакова А.В. Капустная моль Plutella xylostella: эколого-биологические аспекты, вредоносность, контроль численности. Вестник защиты растений. 2021; 104(1): 28‒39. https://doi.org/10.31993/2308-6459-2021-104-1-14947

15. Mashtoly T.A. Abolmaaty A., El-Said El-Zemaity M., Hussien M.I., Alm S.R. Enhanced Toxicity of Bacillus thuringiensis subspecies kurstaki and aizawai to Black Cutworm Larvae (Lepidoptera: Noctuidae) with Bacillus sp. NFD2 and Pseudomonas sp. FNFD1. Journal of Economic Entomology. 2011; 104(1): 41‒46. https://doi.org/10.1603/EC10210

16. Jung S., Kim Y. Synergistic Effect of Entomopathogenic Bacteria (Xenorhabdus sp. and Photorhabdus temperata ssp. temperata) on the Pathogenicity of Bacillus thuringiensis ssp. aizawai Against Spodoptera exigua (Lepidoptera: Noctuidae). Environmental Entomology. 2006; 35(6): 1584–1589. https://doi.org/10.1093/ee/35.6.1584

17. 17. Smith G.P. Merrick J.D., Bone E.J., Ellar D.J. Mosquitocidal activity of the CryIC delta-endotoxin from Bacillus thuringiensis subsp. aizawai. Applied and Environmental Microbiology. 1996; 62(2); 680‒684. https://doi.org/10.1128/aem.62.2.680-684.1996

18. Zhao X., da Silva M.B.R., Van der Linden I., Franco B.D.G.M., Uyttendaele M. Behavior of the Biological Control Agent Bacillus thuringiensis subsp. aizawai ABTS-1857 and Salmonella enterica on Spinach Plants and Cut Leaves. Frontiers in Microbiology. 2021; 12: 626029. https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.626029

19. De la Vega L.M, Barboza-Corona J.E., Aguilar-Uscanga M.G., Ramírez-Lepe M. Purification and characterization of an exochitinase from Bacillus thuringiensis subsp. aizawai and its action against phytopathogenic fungi. Canadian Journal of Microbiology. 2006; 52(7): 651‒657. https://doi.org/10.1139/w06-019

20. Patten C.L., Glick B. Role of Pseudomonas putida Indoleacetic Acid in Development of the Host Plant Root System. Applied and Environmental Microbiology. 2002; 68(8): 3795‒3801. https://doi.org/10.1128/AEM.68.8.3795-3801.2002

21. Коробов Я.А. Каменек Л.К., Каменек В.М., Усеева Л.Ф. Ростостимулирующее действие дельта-эндотоксина Bacillus thuringiensis на ювенильные растения пшеницы. Ульяновский медико-биологический журнал. 2017; (2): 152‒158. https://doi.org/10.23648/UMBJ.2017.26.6230

22. Соколова М.Г., Акимова Г.П., Вайшля О.Б. Влияние на растения фитогормонов, синтезируемых ризосферными бактериями. Прикладная биохимия и микробиология. 2011; 47(3): 302‒307. https://elibrary.ru/nwdaxd

23. Чернов Т.И., Семенов М.В. Управление почвенными микробными сообществами: возможности и перспективы (обзор). Почвоведение. 2021; (12): 1506‒1522. https://doi.org/10.31857/S0032180X21120029

24. Смирнова И.Э., Саданов А.К. Агрономически ценные микроорганизмы и их ассоциация для сельского хозяйства. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2020; (2): 19‒23. https://elibrary.ru/xaxunv

25. Абдуллабекова Д.А., Магомедова Е.С., Магомедов Г.Г., Качалкин А.В. Дрожжи как элемент биоразнообразия почвы ампелоценоза в условиях аридного климата. Аридные экосистемы. 2021; 27(3): 96–102. https://elibrary.ru/kiiprr

26. Jo H. et al. Response of Soil Bacterial Community and Pepper Plant Growth to Application of Bacillus thuringiensis KNU-07. Agronomy. 2020; 10(4): 551. https://doi.org/10.3390/agronomy10040551

27. Курамшина З.М., Хайруллин Р.М., Лукьянцев М.А. Влияние антагонистичного штамма Bacillus subtilis 26Д на численность микроорганизмов почвы, прилегающей к семенам пшеницы. Почвоведение. 2014; (9): 1102. https://doi.org/10.7868/S0032180X14070089

28. Лукин С.М., Марчук Е.В. Влияние биопрепаратов ассоциативных азотфиксирующих микроорганизмов на урожайность сельскохозяйственных культур. Достижения науки и техники АПК. 2011; (8): 18–21. https://elibrary.ru/obgjsb

29. Масленникова В.С., Цветкова В.П., Нерсесян С.М., Бедарева Е.В., Дубовский И.М. Влияние бактерий рода Bacillus на почвенную микробиоту при предпосадочной обработке картофеля. Плодородие. 2022; (1): 50–53. https://doi.org/10.25680/S19948603.2022.124.13