Штамм pseudomonas brassicacearum, используемый для получения бактериального удобрения под зерновые, овощные и кормовые культуры
Владельцы патента RU 2453596:
Государственное научное учреждение Татарский научно-исследовательский институт агрохимии и почвоведения Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ Татарский НИИАХП Россельхозакадемии) (RU)
Изобретение относится к области сельскохозяйственной микробиологии и может быть использовано в микробиологической промышленности для получения бактериальных удобрений, а также в сельском хозяйстве. Штамм микроорганизма Pseudomonas brassicacearum 26W(в) выделен из серой лесной почвы Арского лесхоза (Тукаевское лесничество) Республики Татарстан, представляет собой аэробные бактерии с оптимальной температурой роста 26-30°С и депонирован ВКПМ под номером В-10388. В результате использования данного штамма в качестве бактериального удобрения удается в среднем на 15-20% повысить урожайность ряда зерновых, овощных и кормовых культур, в частности пшеницы, ржи, проса, огурцов, томатов, кукурузы, амаранта и рапса. 1 табл., 24 пр.
Изобретение относится к области сельскохозяйственной микробиологии и представляет собой новый штамм микроорганизмов Pseudomonas brassicacearum, который может быть использован в микробиологической промышленности для получения бактериальных удобрений.
Известен штамм микроорганизмов Pseudomonas species, предназначенный для получения бактериального удобрения [1]. Недостатком данного штамма является относительно малый эффект в повышении урожайности как зерновых и овощных, так и кормовых культур.
Наиболее близким к заявляемому объекту является штамм Pseudomonas putida, депонированный в ЦМПМ ВНИИГенетики №ВКПМВ-4308 и также предназначенный для получения бактериального удобрения [2]. Недостатком данного штамма бактерий, который по совокупности морфологических и физиолого-биохимических признаков, а также по достигаемому техническому эффекту является наиболее близким к заявляемому объекту и выбран в качестве прототипа, также является относительно малый эффект в повышении урожайности как зерновых и овощных, так и кормовых культур.
Целью настоящего изобретения является повышение суммарной урожайности зерновых, овощных и кормовых культур.
Декларируемая цель достигается путем использования нового штамма Pseudomonas brassicacearum 26W(в), найденного в естественных условиях и выделенного в 2006 году из серой лесной почвы Арского лесхоза (Тукаевское лесничество) Республики Татарстан. По результатам проведенного анализа сиквенсов вариабельных участков 16s рДНК этот штамм принадлежит к виду Pseudomonas brassicacearum (99%). Данный штамм депонирован во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов (ВКПМ) ФГУП «ГосНИИГенетика» под № В-10388.
Штамм Pseudomonas brassicacearum 26W(в) характеризуется следующими признаками.
Морфологические признаки. Клетки штамма Pseudomonas brassicacearum 26W(a) одиночные палочки, подвижные, грамотрицательные. На среде Эшби (0,02% K2HPO4, 0,02% MgSO4, 0,02% NaCl, 0,01% KH2PO4, 0,5% CaCO3, 2,0% маннит, 2,0% агар) образуют колонии бежевого цвета, d 0,5-2,0 мм, выпуклые, круглые, с ровным краем. Выделяют в среду коричневый пигмент. Величина клеток 5-суточной культуры на среде Эшби около 1,8-2,0×3,2-4,0 мкм. Клетки умеренно подвижны, капсула вокруг них незаметна. На твердых средах штамм образует типичные колонии. Покоящаяся форма неизвестна. При старении данная культура микроорганизма приобретает светло-коричневую окраску, которая проявляется в возрасте 2,5-3,0 сут. Пигмент не проникает в среду. Окрашивание клеток может быть проведено анилиновыми красителями по Граму.
Физиолого-биохимические признаки. Заявляемый на предмет изобретения штамм Pseudomonas brassicacearum 26W(в) является аэробом, оптимальная температура его роста 26-30°С, минимальная - 4°С, максимальная - 40°С, в качестве источника углерода усваивает сахарозу, глюкозу, маннозу. Для своего развития штамм использует аммонийный, нитритный и нитратный азот, а также свободный (атмосферный) азот. На МПА растет хорошо. Реакция на pH среды: оптимум 6,8, минимум - 5,0, максимум - 8,5. Продукты синтеза на питательной среде Бэрка (после 4 сут инкубации при оптимальной температуре 26-30°C): витамины группы В (биотин 0,9, пиридоксин 1,70, тиамин - 2,2, пантотеновая кислота - 2,2 мг/л), индолил-3-уксусная кислота (ИУК) - 68,0 мг/л. Нитрогеназная активность штамма 499,6 нМ М2/мл·ч. Штамм обладает выраженной антагонистической активностью против многих почвенных микромицетов (Fusarium oxysporum, Alternaria solani, Bipolaris sp., Aspergillus sp., Penicillium citrinum и Trichoderma lignorum). Заявляемый штамм не фитотоксичен (не подавляет всхожесть семян, не ингибирует развитие корней и зеленой массы).
Штамм Pseudomonas brassicacearum 26W(в) обладает способностью прикрепляться к поверхности корней многих зерновых, овощных и кормовых культур, в частности пшеницы, ржи, огурца, амаранта, кукурузы, где функционирует в течение не менее чем 6 мес. после инокуляции.
Ранее штамм Pseudomonas brassicacearum 26W(в) с вышеперечисленными морфологическими и физиолого-биохимическими признаками в литературе не описывался. Данное обстоятельство позволяет утверждать, что заявляемому объекту присущ первый установленный законодательством РФ критериальный признак изобретения - новизна. Сопоставление известных признаков штамма-прототипа и отличительных признаков, которые характеризуют заявляемый объект, не позволяют предсказать появления у него новых по сравнению с прототипом свойств, а именно повышение урожайности зерновых, овощных и кормовых культур в случае использования штамма Pseudomonas brassicacearum 26W(в) в качестве бактериального удобрения. Только что отмеченный момент дает основания считать, что заявляемый объект явным образом не вытекает из известного в данной отрасли техники уровня, а это в свою очередь означает, что ему присущ второй установленный законодательством РФ критериальный признак изобретения - изобретательский уровень. Заявляемый штамм легко культивируется, продукты его жизнедеятельности нетоксичны, а его производство может быть без особых проблем реализовано в промышленных масштабах; не вызывает каких-либо затруднений и его использование в качестве удобрения. Это обстоятельство позволяет сделать заключение, что заявляемому объекту присущ и третий установленный законодательством РФ критериальный признак изобретения - промышленная применимость.
Заявляемый на предмет изобретения штамм Pseudomonas brassicacearum 26W(в) в качестве бактериального удобрения под зерновые, овощные и кормовые культуры может быть продемонстрирован нижеследующими примерами.
Пример 1
Выращивают штамм Pseudomonas brassicacearum 26W(в) в ферментере до концентрации 108-109 клеток на 1 мл раствора. Затем производят бактеризацию семян пшеницы Triticum aestivum из расчета 1 л препарата на 1 кг семян. По завершении вегетационного периода (85-115 суток) в августе месяце снимают урожай и оценивают суммарную урожайность в ц/га. Указанные сведения для данной культуры приведены в Таблице 1.
Пример 2 (по аналогу [1])
Выполняют по общей технологической схеме Примера 1, но в качестве бактериального удобрения используют штамм Pseudomonas species.
Пример 3 (по прототипу [2])
Выполняют по общей технологической схеме Примера 1, но в качестве бактериального удобрения используют штамм Pseudomonas putida.
Пример 4
Выращивают штамм Pseudomonas brassicacearum 26W(в) в ферментере до концентрации 108-109 клеток на 1 мл раствора. Затем производят бактеризацию семян ржи Secale cereale из расчета 1 л препарата на 1 кг семян. По завершении вегетационного периода (280-300 суток) в августе месяце снимают урожай и оценивают суммарную урожайность в ц/га. Указанные сведения для данной культуры приведены в Таблице 1.
Пример 5 (по аналогу [1])
Выполняют по общей технологической схеме Примера 4, но в качестве бактериального удобрения используют штамм Pseudomonas species.
Пример 6 (по прототипу [2])
Выполняют по общей технологической схеме Примера 4, но в качестве бактериального удобрения используют штамм Pseudomonas putida.
Пример 7
Выращивают штамм Pseudomonas brassicacearum 26W(в) в ферментере до концентрации 108-109 клеток на 1 мл раствора. Затем производят бактеризацию семян проса Panicum miliaceum из расчета 1 л препарата на 1 кг семян. По завершении вегетационного периода (66-80 суток) в августе месяце снимают урожай и оценивают суммарную урожайность в ц/га. Указанные сведения для данной культуры приведены в Таблице 1.
Пример 8 (по аналогу [1])
Выполняют по общей технологической схеме Примера 7, но в качестве бактериального удобрения используют штамм Pseudomonas species.
Пример 9 (по прототипу [2])
Выполняют по общей технологической схеме Примера 7, но в качестве бактериального удобрения используют штамм Pseudomonas putida.
Пример 10
Выращивают штамм Pseudomonas brassicacearum 26W(в) в ферментере до концентрации 108-109 клеток на 1 мл раствора. Затем производят бактеризацию семян огурцов Cucumis sativus из расчета 1 л препарата на 1 кг семян. По завершении вегетационного периода (40-60 суток) снимают урожай в феврале, марте и апреле месяце и оценивают для каждого случая суммарную урожайность в ц/га. Указанные сведения для данной культуры приведены в Таблице 1.
Пример 11 (по аналогу [1])
Выполняют по общей технологической схеме Примера 10, но в качестве бактериального удобрения используют штамм Pseudomonas species.
Пример 12 (по прототипу [2])
Выполняют по общей технологической схеме Примера 10, но в качестве бактериального удобрения используют штамм Pseudomonas putida.
Пример 13
Выращивают штамм Pseudomonas brassicacearum 26W(в) в ферментере до концентрации 108-109 клеток на 1 мл раствора. Затем производят бактеризацию семян томатов Lycopersicon esculcutum из расчета 1 л препарата на 1 кг семян. По завершении вегетационного периода (90-120 суток) снимают урожай в феврале, марте и апреле месяце и для каждого случая оценивают суммарную урожайность в ц/га. Указанные сведения для данной культуры приведены в Таблице 1.
Пример 14 (по аналогу [1])
Выполняют по общей технологической схеме Примера 13, но в качестве бактериального удобрения используют штамм Pseudomonas species.
Пример 15 (по прототипу [2])
Выполняют по общей технологической схеме Примера 13, но в качестве бактериального удобрения используют штамм Pseudomonas putida.
Пример 16
Выращивают штамм Pseudomonas brassicacearum 26W(в) в ферментере до концентрации 108-109 клеток на 1 мл раствора. Затем производят бактеризацию семян кукурузы Zea mays из расчета 1 л препарата на 1 кг семян. По завершении вегетационного периода (100-115 суток) в июле месяце снимают урожай в виде листьев и оценивают суммарную урожайность в ц/га. Указанные сведения для данной культуры приведены в Таблице 1.
Пример 17 (по аналогу [1])
Выполняют по общей технологической схеме Примера 19, но в качестве бактериального удобрения используют штамм Pseudomonas species.
Пример 18 (по прототипу [2])
Выполняют по общей технологической схеме Примера 19, но в качестве бактериального удобрения используют штамм Pseudomonas putida.
Пример 19
Выращивают штамм Pseudomonas brassicacearum 26W(a) в ферментере до концентрации 108-109 клеток на 1 мл раствора. Затем производят бактеризацию семян амаранта Amarantus cruentus из расчета 1 л препарата на 1 кг семян. По завершении вегетационного периода (100-110 суток) в июле месяце снимают урожай и оценивают суммарную урожайность в ц/га. Указанные данные для нашего случая приведены в Таблице 1.
Пример 20 (по аналогу [1])
Выполняют по общей технологической схеме Примера 22, но в качестве бактериального удобрения используют штамм Pseudomonas species.
Пример 21 (по прототипу [2])
Выполняют по общей технологической схеме Примера 22, но в качестве бактериального удобрения используют штамм Pseudomonas putida.
Пример 22
Выращивают штамм Pseudomonas brassicacearum 26W(в) в ферментере до концентрации 108-109 клеток на 1 мл раствора. Затем производят бактеризацию семян рапса Brassica napus из расчета 1 л препарата на 1 кг семян. По завершении вегетационного периода (80-120 суток) в июле месяце снимают урожай и оценивают суммарную урожайность в ц/га. Указанные сведения для данной культуры приведены в Таблице 1.
Пример 23 (по аналогу [1])
Выполняют по общей технологической схеме Примера 25, но в качестве бактериального удобрения используют штамм Pseudomonas species.
Пример 24 (по прототипу [2])
Выполняют по общей технологической схеме Примера 25, но в качестве бактериального удобрения используют штамм Pseudomonas putida.
| Таблица 1 | ||
| № примера | Культура | Общая урожайность за месяц, ц/га |
| 1 | 2 | 3 |
| 1 | Triticum aestivum | 16,3 |
| 2 (аналог) | Triticum aestivum | 11,5 |
| 3 (прототип) | Triticum aestivum | 13,3 |
| 4 | Secale cereale | 33,2 |
| 5 (аналог) | Secale cereale | 25,1 |
| 6 (прототип) | Secale cereale | 28,3 |
| 7 | Panicum miliaceum | 14,0 |
| 8 (аналог) | Panicum miliaceum | 11,1 |
| 9 (прототип) | Panicum miliaceum | 12,0 |
| 10 | Cucumis sativus | 19,0 (февраль), 345,0 (март), 685,0 (апрель) 9,5 (февраль), 285,0 (март), 580,0 (апрель) 10,5 (февраль), 290,0 (март), 610,0 (апрель) |
| 11 (аналог) | Cucumis sativus | |
| 12 (прототип) | Cucumis sativus | |
| 13 | Lycopersicon esculcutum | 2,9 (февраль), 440,0 (март), 1150,0 (апрель) |
| 14 (аналог) | Lycopersicon esculcutum | 1,5 (февраль), 385,0 (март), 985,0 (апрель) |
| 15 (прототип) | Lycopersicon esculcutum | 2,0 (февраль), 395,0 (март), 1020,0 (апрель) |
| 16 | Zea mays | 482,0 |
| 17 (аналог) | Zea mays | 395,0 |
| 18 (прототип) | Zea mays | 408,0 |
| 19 | Amarantus cruentus | 145,0 |
| 20 (аналог) | Amarantus cruentus | 120,0 |
| 21 (прототип) | Amarantus cruentus | 120,0 |
| 22 | Brassica napus | 15,2 |
| 23 (аналог) | Brassica napus | 12,7 |
| 24 (прототип) | Brassica napus | 13,0 |
Как можно видеть из приведенных в Таблице 1 данных, использование заявляемого штамма Pseudomonas brassicacearum 26W(a) позволяет достаточно существенно (в среднем на 15-20%) повысить урожайность каждого из поименованных выше типов сельскохозяйственных культур по сравнению с прототипом [2]. При этом наибольший эффект от использования заявляемого штамма достигается при выращивании именно ранних огурцов и томатов (80-90%).
Литература
1. Патент РФ №2.130.264 (1999).
2. Патент РФ №2.051.586 (1996) (прототип).
Штамм Pseudomonas brassicacearum ВКПМ В-103 88, используемый для получения бактериального удобрения под зерновые, овощные и кормовые культуры.
