Дисертацію присвячено вивченню біологічних властивостей штаму B. amyloliquefaciens subsp. plantarum ІМВ В-7524 та дослідженню екзометаболітів, що зумовлюють його біологічну активність.
Виділено з ґрунту штам B. amyloliquefaciens subsp. plantarum ІМВ В-7524 та охарактеризовано його антагоністичну, елісіторну та фітостимулювальну активності, природу екзометаболітів, що їх визначають. Показано, що пом’якшення або нівелювання негативного впливу на рослини біотичних факторів довкілля, зокрема, фітопатогенних мікроміцетів, можливе завдяки застосуванню комплексу екзометаболітів різноспрямованої дії (антибіотиків, фітогормонів тощо), що синтезує штам ІМВ В-7524. Враховуючи захисні властивості, штам B. amyloliquefaciens subsp. plantarum ІМВ В-7524 є перспективним агентом біоконтролю захворювань сільськогосподарських культур, викликаних фітопатогенними мікроорганізмами.
За результатами багатоетапного скринінгу бактерій-антагоністів свіжевиділених та колекційних фітопатогенних мікроміцетів і бактерій було відібрано 5 штамів Bacillus sp. з найбільш високим рівнем і широким спектром антагоністичної активності проти фітопатогенів, зокрема, різних патоварів бактерії роду Pseudomonas серед 100 досліджених. Антагоністична активність відібраних штамів бацил у більшості випадків була на тому ж рівні, а в деяких випадках перевищувала таку штаму B. amyloliquefaciens ІМВ В-7100, що є основою відомого препарату Фітодоктор (Спорофіт). Серед зазначених штамів за показниками стимуляції росту та розвитку рослин виділявся штам Bacillus sp. С6, метаболіти якого стимулювали схожість та нагромадження біомаси рослинами озимої пшениці в рулонній культурі, що значно розширює спектр його біологічної активності.
За результатами поліфазного таксономічного аналізу, що включав дослідження морфолого-культуральних, фізіолого-біохімічних, хемотаксономічних та молекулярно-генетичних властивостей, відібраний штам ідентифіковано як B. amyloliquefaciens subsp. plantarum ІМВ В-7524. Показано, що там B. amyloliquefaciens subsp. plantarum ІМВ В-7524 відповідає вимогам безпечності, що висуваються до штамів, які можуть бути використані при створенні біологічних препаратів для рослинництва.
Показано, що у штамів аеробних спороутворювальних бактерій Bacillus sp. С1, С10, Lg24s, Lg37s та B. amyloliquefaciens subsp. plantarum ІМВ В-7524 мала місце експресія генів синтезу ціклоліпопептидних антибіотиків родини фенгіцинів. Рівень експресії цих генів був максимальним у штаму ІМВ В-7524. Окрім генів фенгіцинсинтаз, у штамів ІМВ В-7524 та Bacillus sp. Lg37s також відбувалась транскрипція гену синтезу циклоліпопептидів родини ітуринів ituD. Аналітичними дослідженнями підтверджено, що до складу екзометаболітів штаму B. amyloliquefaciens subsp. plantarum ІМВ В-7524 входять антибіотичні сполуки, що відносяться до родини фенгіцинів. Таким чином, визначено, що висока антагоністична активність відібраного штаму зумовлена його здатністю синтезувати одночасно ліпопептидні антибіотики, що відносяться до родин фенгіцинів та ітуринів.
Розширено поняття про участь цих антибіотиків у прояві аеробними спороутворювальними бактеріями біоконтролю за фітопатогенними мікроміцетами. Визначено, що за обробки рослин озимої пшениці супернатантом культуральної рідини та фракцією ліпопептидних антибіотиків штаму B. amyloliquefaciens subsp. plantarum ІМВ В-7524, при подальшому зараженні їх фітопатогенним мікроміцетом B. sorokiniana, спостерігалося достовірне зменшення розвитку хвороби у порівнянні з контролем. Оскільки за умовами експерименту обробка екзометаболітами бацил та конідіями фітопатогену були розділені в просторі і часі, такий результат, досягався не лише прямим фунгіцидним ефектом антибіотиків мікробного походження, але і стимуляцією захисних реакцій рослин. Підтвердженням такого висновку є встановлене підвищення ФАЛ активності у коренях та пагонах рослин озимої пшениці, оскількі ФАЛ вважається загальновідомим біохімічним маркером індукції системної стійкості у рослин.
Досліджено якісний та кількісний склад екзометаболітів, що зумовлюють фітостимулювальну активність штаму B. amyloliquefaciens subsp. plantarum IМВ В-7524. При цьому встановлено, що розведений супернатант культуральної рідини штаму стимулює схожість та нагромадження біомаси рослин озимої пшениці. Показано, що штам синтезує речовини, що відносяться до 3 класів гормонів-стимуляторів та стресовий гормон абсцизову кислоту.
