Биотехнология. принципы и применение - Бич Г.
ISBN 5-03-000058-5
Скачать (прямая ссылка):
9.5. Биологический контроль
9.5.1. Основы биологического контроля
Уже в самом начале развития микробиологии стало известно, что одни
микроорганизмы могут подавлять рост других. Наиболее важным результатом
интенсивных исследований в этой области было, наверное, открытие
антибиотиков и разработка способов их применения в клинике. Большое
внимание привлекла к себе и сама возможность использования одних
микроорганизмов для регуляции численности популяции других благодаря
действию антагонистических или конкурентных механизмов. К сожалению, в
ходе этих исследований почти ничего важного для сельского хозяйства
открыто не было. Тем не менее сама идея такого биологического
широкомасштабного контроля продолжает привлекать внимание ученых.
Биологический контроль осуществляется в природе и помогает предотвращать
болезни растений, но мы далеко не всегда понимаем, каков его механизм и
как им можно управлять с
24"
372
Глава 9
пользой для сельского хозяйства. Успехи в этой прикладной области
исследований весьма незначительны, вне всякого сомнения потому, что
слишком мало усилий предпринималось для изучения поведения смешанных
популяций микроорганизмов в почве и на поверхности растений. Есть,
однако, и примеры систем биологического контроля, которые разработаны до
такого уровня, что их не без основания можно считать биотехнологическими.
9.5.2. Примеры биологического контроля
Антагонистическое действие Trichoderma
Об антагонистической активности гриба Trichoderma известно давно. Если
внести во влажную почву значительное количество Trichoderma lignorum, то
он подавит выпревание проростков (болезнь "черная ножка"), главным
образом благодаря действию токсина, который можно выделить из фильтратов
культур ,гриба. Было показано, что к этому эффекту причастен и прямой
паразитизм гриба. Известно, что другие виды Trichoderma вступают в
антагонизм или прямо паразитируют на многих грибах и способны существенно
снижать заболеваемость, вызываемую рядом почвенных патогенов растений.
Некоторые виды Trichoderma вполне могут использоваться в системах
биологического контроля. В работе Уэлса и др. (Wells et al., 1972)
сообщалось, что в полевых условиях Trichoderma harzianum подавляет
заболевания стеблей и корней, вызываемые Sclerotium rolfsii, если вносить
его в почву в больших количествах (1 : 10, по объему). Бэкмен и Родригес-
Кабана (Backman, Rodriguez-Kabana, 1975) предложили использовать для
инокуляции гранулированный носитель из диатомовой земли, пропитанный 10%-
ным раствором мелассы: он способствовал росту Trichoderma harzianum и его
было легко рассеивать. Применение этого инокулята позволяет бороться с
болезнями, вызываемыми Sclerotium rolfsii в поле^-вых условиях. На 1 га
вносили 140 кг гранул, и это было выгодней, чем обработка пестицидами.
В условиях теплиц Trichoderma harzianum сдерживает выпревание проростков
фасоли и редьки, но целесообразность его применения в этом качестве в
полевых условиях не установлена. Trichoderma harzianum оказывает
ингибирующее действие на Rhizoctonia solani и защищает проростки
инокулированных ,им семян гороха и редьки от выпревания, вызываемого
Rhizoc-Jonia solani шли .Pythium spp.
Сельское хозяйство и биотехнология
373
Грибная гниль
В Европе базидиомицет Forties annosus является основным возбудителем
сердцевинной гнили хвойных, особенно ели Picea <abies. Он поражает также
лиственные породы и лесоматериалы. Заражение этим грибом сосновых пней
тоже нежелательно, так как инфекция распространяется на их корни, а затем
и на корни соседних, здоровых деревьев. Заселение пней этим грибом можно
предотвратить, засеяв их спорами другого гриба-бази-диомицета, Peniophora
gigantea. Гриб разрастается на пнях, и, конкурируя с Forties atinosus,
подавляет развитие сердцевинной гнили. Этот способ применяется в Англии и
США, где нужный инокулят имеется в продаже.
Скорее всего любой организм, избранный в будущем для осуществления
биологического контроля, будет действовать на патогены двояким способом:
либо образуя вещества-ингибиторы, либо конкурируя за питательные
вещества, либо проявляя и тот и другой эффект. Многие сообщения на эту
тему представляют сегодня лишь научный интерес; оценить значение их для
практики нет возможности.
9.5.3. Корончатые галлы и борьба с ними
Природа заболевания
Некоторые разновидности почвенной бактерии Agrobacterium tumefaciens
способны внедряться в ткани двудольных растений через раневые поверхности
и вызывать образование опухолей - корончатых галлов. Хотя об этом явлении
известно с 1907 г., механизм патогенности удалось установить совсем
недавно. Было показано, что клетки патогенных штаммов этой бактерии
содержат крупную плазмиду (Ti) с мол. массой от 90-106 до 150-106,
зависящей от того, какие иные свойства, кроме патогенности, в ней
закодированы. Имеются данные, что превращение нормальных клеток растения
в опухолевые обусловлено переносом в них плазмиды Ti и включением ее в
