ОБРАБОТКА ТОМАТОВ СУСПЕНЗИЕЙ SERRATIA TP3 ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ ВИТАМИНА С В ПЛОДАХ

Гридина Т.С.¹, Голубкина Н.А.²

¹ORCID: 0000-0002-5985-5279, Младший научный сотрудник, Астраханский государственный технический университет, ²Ведущий научный сотрудник, Всероссийский НИИ селекции и семеноводства овощных культур 

ОБРАБОТКА ТОМАТОВ СУСПЕНЗИЕЙ SERRATIA TP3 ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ ВИТАМИНА С В ПЛОДАХ

Аннотация

В статье изложены опыты по обработки томатов сорта «Гном» различными суспензиями лабораторных штаммов обладающих хозяйственно полезными свойствами и изучена их способность способствовать увеличению содержания витамина С в плодах томата. В результате проведения эксперимента было доказано, суспензией Serratia TP3, по сравнению с другими штаммами, увеличивает  урожайности и содержания витамина С в плодах.  Содержание витамина С в результате эксперимента достигает 45 мг/100г при действие данной суспензии Serratia TP3.

Ключевые слова: томаты, бактерии, урожайность, витамин С.

Gridina T.S.¹, Golubkina N.A.²

¹ORCID: 0000-0002-5985-5279, Junior researcher, Astrakhan State Technical University, ²Senior researcher, all-Russian research Institute of breeding and seed vegetable crops

PROCESSING OF TOMATOES FOR SUSPENSIONS SERRATIA TP3 TO ENLARGE OF VITAMIN C IN THE FRUIT

Abstract

The article describes the experiments on processing tomato varieties "Dwarf" variety of suspensions of laboratory strains possess useful properties economically and studied their ability to contribute to an increase in the vitamin C content in tomato fruits. As a result of experiment proved suspension Serratia TP3, compared to other strains increases the yield and content of vitamin C in fruit. The content of vitamin C as a result of the experiment is 45 mg / 100 g when the action of the suspension of Serratia TP3.

Keywords: tomatoes, bacteria, yield, vitamin C.

В любом организме постоянно образуются свободные радикалы, от которых должна существовать антиоксидантная защита, являющаяся одним из важнейших компонентов иммунитета в целом. Витамин С – является одним из самых мощных антиоксидантов.  Он усиливает репаративные процессы, увеличивает устойчивость к инфекциям [1, С. 25].

При исследование взаимоотношения между изолятами, выделенными с больных и здоровых плодов позволили определить 4 наиболее активные формы и получить их чистые культуры. Физиолого-биохимические свойства этих изолятов изучались по общепринятым методика. Анализ комплекса полученных данных показал, что изолят № 1 является представителем  рода Cellulomonas sp., № 2 – Bacillus sp., изолят № 4 актиномицетную форму, а изолят № 3, как самостоятельный был идентифицирован до вида в ФГУП «ГосНИИГенетика»,  При секвинировании вариабельных участков генов, кодирующих 16SрРНК было установлено, что он относиться к роду Serracia и идентифицирован, как Serracia ficaia TP3.

Так же при проведении исследовании было установлено, что штамм Serratia ficaria  ТР3 проявляет одновременно фитостимулирующую (49%) и фунгицидную активность которая наиболее выражена при концентрации суспензии 10⁹ КОЕ/мл. Штамм заселяет поверхность корня томата, образуя микроколонии.

Для эффективной защиты от альтернариоза и стимуляции роста и развития растений рекомендуют следующие технологические приемы: бактеризация, бактеризация с проливом под корень и бактеризации с опрыскиванием в фазы 1-4 настоящего листа. В вегетационных опытах, стимуляция прироста биомассы растений при однократной инокуляции составила 51%, а при двукратной 74%. Применения рабочего раствора приводит к увеличивается высоты растений (19%), площади листовой поверхности (36%). Наиболее эффективным вариантом обработки, снижающим развитие альтернариоза на 48,1%, является бактеризация + опрыскивание. Таким образом, для дальнейших исследований был отобран наиболее перспективный изолят обдающий хозяйственно полезными свойствами.

На почвах опытных полей Всероссийского научно-исследовательского института селекции и семеноводства овощных культур проводили эксперимент агрохимического испытательного центра на томатах. Опыт заложен на дерново-подзолистой почве, пахотный слой которой имел следующую агрохимическую характеристику: содержание гумуса 2,05%, Р205-450 мг/кг, К20-357, N - щелочногидролизуемый - 108 мг/кг почвы, рН-6,8, сумма обменных оснований- 95,2%. Контролем случила обработка растений дистиллированной водой. В эксперименте испытывали рабочий раствор Serratia TP3 и коллекционный штамм Bacillus atrophaeus B-9918 представляющий собой облигатно аэробные грамположительные спорообразующие палочки [4, С. 5].

Таблице 1 - Влияние бактериальных препаратов на урожайность томата сорта Гном ( т/га) и содержание каротиноидов

Из таблицы 1 урожайности томатов сорта «Гном», можно заключить, что рабочий раствор Serratia ficaria TP3 увеличивал содержание бета-каротина  по сравнению с контролем 33,5 %, ликопина 20,4% по сравнению с контролем.

Таблица 2 - Урожай динамика

В таблицы 2 показана урожайность томата сорта «Гном», из которой видно, что наибольшие показатели суммарной урожайности показаны при обработке рабочим раствором Serratia TP3.

Антиоксидантную активность определяли в водно-спиртовом экстракте, Н₂0-МеОН, 1:1. В таблице показано влияние бактериальных препаратов на содержание каротиноидов томата сорта Гном в 2015 год.

Таблица 3 - Влияние бактериальных препаратов на содержание каротиноидов томата сорта Гном, 2013 год

Из таблицы 3 видно, что содержание витамина С и антиоксидантная активность в плодах сорта «Гном» наибольшее при обработке рабочим раствором Serratia ficaria TP3, по сравнению с контролем и суспензией Bacillus atrophaeus B-9918.

На основе литературных данных и собственных материалов изучена микрофлора  ассоциированная с томатами сорта «Королевский». Были выделены изоляты, как со здоровых, так и с пораженных плодов. В ходе изучения типов взаимоотношений между изолятами был выделен наиболее активный изолят обладающий выраженными фитостимулирующими, фунгицидными свойствами и образующий микроколонии на всей поверхности проростков семян томата.

Рабочий раствор Serratia ficaria  ТР3 способен подавлять и  противостоять альтернариозу как на рассаде, так и на листьях выращенных растений. Фунгицидная активность по отношению к фитопатогену Alternaria sp. 1, проявляется во всех фазах роста культуры Serratia ficaria  ТР3. Пики фунгицидной активности приходились на 48 часов и 198 часов  и с связаны с выделением первичных и вторичных метаболитов.

Оптимальным способом обработки растений Serratia ficaria  ТР3 для проявление фитостимулирующий активности является бактеризация + пролив и бактеризация + опрыскивание при концентрации рабочего раствора Serratia ficaria  ТР3 10⁹ КОЕ/мл. В вегетационных опытах было доказано, что двукратная обработка растений увеличивает биомассу растений на 55% по сравнению с контролем. При этом данная концентрация рабочего раствора Serratia ficaria  ТР3  так же сдерживало развитие Alternaria sp. 1. и вызывало аутолизис мицелия. Максимальная биологическая эффективность рабочего раствора составила 89%.

Полевые испытания, подтвердили фунгицидную и фитостимулирующую активность рабочего раствора Serratia ficaria  ТР3 в концентрации 10⁹ КОЕ/мл, как при обработки семян, так и при обработки рассады начиная с фазы 1-2 настоящего листа. Наибольшие биометрические показатели (87,3см высота) и минимальное заражение альтернариозом (1,76%) было отмечено при обработки семян томата.

Биотестирование рабочего раствора Serratia ficaria  ТР3 на одноклеточных водорослях, дафниях, гуппи и крысах показало, не токсичность его компонентов и продуктов его трансформации для объектов окружающей среды.

Результаты биотестирования показали, что рабочий раствор Serratia ficaria ТР3 не токсичен для одноклеточных водорослей, не оказывает влияние на дафнии и гуппи.

Так же проводили исследование на белых беспородных крысах, содержавшихся в стандартных условиях вивария Астраханского Государственного Университета при свободном доступе к воде и пище. Животные были разделены на следующие группы: 1 группа – контроль (животные, получавшие физиологический раствор); 2 группа – животные, получающие рабочий раствор Serratia seratia   ТР3 с титром клеток 10⁹ КОЕ/мл.

Было выявлено, что введение рабочего раствора не изменяло фагоцитарную активность нейтрофилов в сравнении с контрольными животными. И фагоцитарный индекс и фагоцитарное число оставались на уровне контрольных значений, уровень гемоглобина практически не изменялся.

Таким образом, рабочий раствор Serratia seratia   ТР3 согласно Санитарным правилам СП 2.1.7.1386-03 соответствует V классу опасности. Является безопасным с учетом комбинированного, комплексного действия его компонентов и продуктов его трансформации на здоровье человека и среду его обитания (Учебно-методическое пособие, 2007) и может быть рекомендовано, как безопасное средство, обладающие хозяйственно полезными свойствами.

Список литературы / References

1. Дзержинская, И. С. Питательные среды для выделения и культивирования микроорганизмов : учебное пособие / – Астрахань : Изд-во АГТУ, 2008. – 348 с.
2. Критерии отнесения отходов к классам опасности для окружающей природной среды// Приказ МПР РФ № 511 от 15.06.2001. - 13 с.
3. Пономарева, Т.С. Микроорганизмы ассоциированные с растениями сем Пасленовых (на примере томата сорта «Королевский» / Естественные науки АГУ. – 2012. С. 97-102.
4. Практикум по микробиологии: учеб.пособие для студ. высш. учеб. заведений / А. И. Нетрусов, М. А. Егорова, Л. М. Захарчук и др. ; под ред. А. И. Нетрусова. - М. : Академия, 2005.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Dzerzhinskaja, I. S. Pitatel'nye sredy dlja vydelenija i kul'tivirovanija mikroorganizmov : uchebnoe posobie [Nutrient media for isolation and cultivation of microorganisms: a tutorial] // I. S. Dzerzhinskaja / – Astrahan' : Izd-vo AGTU, 2008. – 348 s. [in Russian]
2. Kriterii otnesenija othodov k klassam opasnosti dlja okruzhajushhej prirodnoj sredy [The criteria for classification of waste hazard classes for the environment] // Prikaz MPR RF № 511 ot 15.06.2001 [Order of the Ministry of Natural Resources of the Russian Federation № 511 from 15.06.2001]. - 13 s. [in Russian]
3. Ponomareva, T.S. Mikroorganizmy associirovannye s rastenijamisem Paslenovyh (na primere tomata sorta «Korolevskij» [Microorganisms associated with the family Solanaceae plants (for example, "Royal" tomato varieties)] // T.S. Ponomareva/ Estestvennye nauki AGU. – 2012, P. 97-102. [in Russian]
4. Praktikum po mikrobiologii: ucheb.posobie dlja stud. vyssh. ucheb. Zavedenij [Workshop on microbiology: Textbooks for students. Executive. Proc. institutions] / A. I. Netrusov, M. A. Egorova, L. M. Zaharchuk i dr. ; pod red. A. I. Netrusova. - M. : Akademija, 2005. [in Russian]