Bacillus atrophaeus что это
Bacillus (бациллы, род бактерий)
Бациллы (лат. Bacillus) — род грамположительных бактерий.
В русском языке слово «бациллы», может означать род бактерий (лат. Bacillus), класс бактерий (лат. Bacilli), форму бактерий, а также, в обыденной речи, любые бактерии или микроорганизмы вообще, чаще болезнетворные. Настоящая статья посвящена роду Bacillus.
Бациллы — аэробные или факультативно аэробные, спорообразующие бактерии, имеющие вид прямых или слабоизогнутых палочек. Наиболее известными видами бацилл являются: Bacillus anthracis — возбудитель сибирской язвы и Bacillus subtilis, называемая также сенной палочкой. Bacillus subtilis является одним из наиболее хорошо изученных организмов.
Бациллы — нормальная микрофлора человека
Некоторые виды бацилл присутствуют в толстой кишке здорового человека (Ардатская М. Д., Минушкин О. Н.).
На сайте GastroScan.ru в разделе «Литература» имеется подраздел «Микрофлора, микробиоценоз, дисбиоз (дисбактериоз)», содержащий статьи, затрагивающие проблемы микробиоценоза и дисбиоза отделов ЖКТ человека.
Бациллы — возбудители заболеваний человека
Бациллы — возбудители заболеваний человекаБациллы — пробиотики в составе лекарств и пищевых добавок
На сайте GastroScan.ru в разделе «Литература» имеется подраздел «Пробиотики, пребиотики, синбиотики, симбиотики», содержащий статьи, посвященные применению пробиотиков, пребиотиков и синбиотиков при заболеваниях органов ЖКТ.
Использование бацилл в сельском хозяйстве и комнатном растениеводстве
Бациллы, благодаря продуцируемым антибиотикам и способности закислять среду обитания, являются антагонистами ряда микроорганизмов, таких как сальмонелла, протей, стафилококки, кишечная палочка, псевдомонады, аэромонады, стрептококки, дрожжевые грибки; продуцируют ферменты, удаляющие продукты гнилостного распада тканей; синтезируют аминокислоты, витамины и иммунноактивные факторы.
Ряд штаммов бацилл применяется в животноводстве, птицеводстве, рыбоводстве для профилактики и лечение заболеваний ЖКТ бактериальной этиологии, дизбактериоза, лёгочных инфекций, увеличения продуктивности, получения здорового потомства, подавления роста патогенных и условно патогенных микроорганизмов. В растениеводстве, включая комнатное, на основе штаммов бацилл производятся различные микробиологические препараты, применяемые для защиты огородных, садовых, комнатных и оранжерейных растений от комплекса грибковых и бактериальных болезней.
Использование бацилл при производстве ферментов
Продуценты бацилл Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus licheniformis, Bacillus subtilis, Bacillus stearothermophilus применяются при промышленном производстве α-амилазы и протеинов, необходимый компонент большинства ферментных препаратов. Кроме фармацевтической промышленности, α-амилаза широко применяется в пищевой, спиртовой и пивоваренной, текстильной промышленностях, в сельском хозяйстве в качестве добавки к кормам.
В состав лекарственного препарата Энзимтал, имеющего разрешение на применение на территории Украины (позже отозванном), имеется грибковая амилаза — амилолитический фермент, получаемый из грибов Aspergillus oryzae, непатогенных бактериальных культур Bacillus subtilis (Кирик Д.Л., Полякова И.Ф.).
Некоторые виды бацилл также широко используются при получении протеиназ.
«Космические» бациллы Bacillus safensis
Bacillus safensis была выделены от космического аппарата Mars Odyssey в 2002 году, предназначенного для полёта на Марс. Они могли быть случайно занесены на Марс из-за несвоевременно выявленного загрязнения чистых помещений, в которых находилась комическая техника.
Эксперимент MERCCURI (от Microbial Ecology Research Combining Citizen and University Researchers on ISS), выполняемый на Международной космической станции (МКС), был посвящён исследованию выживаемости бактерий в условиях невесомости. Из исследуемых 48 видов 45 показали ту же динамику роста, что и в условиях земного тяготения. Единственный вид, который рос значительно больше (на 60%) на МКС в условия космического полёта, чем на Земле, был Bacillus safensis.
Источник. Growth of 48 built environment bacterial isolates on board the International Space Station (ISS) // PeerJ, 2016; 10.7717/peerj.1842.
Антибиотики, активные в отношении бацилл
Бациллы в систематике бактерий
По современной классификации род Bacillus входит в семейство Bacillaceae, порядок Bacillales, класс Bacilli, тип Firmicutes, Terrabacteria group, царство Бактерии.
Примечание. Виды и штаммы бактерий, которым не присвоены имена собственные, имееющие только буквенно-цифровое обозначения, здесь не упомянуты.
Штамм bacillus atrophaeus вкпм-11474, обладающий фунгицидными свойствами и ростстимулирующей активностью
Владельцы патента RU 2570624:
Изобретение относится к биотехнологии и сельскохозяйственной микробиологии, в частности к получению бактериальных штаммов, обладающих фунгицидными и ростстимулирующими свойствами. Штамм Bacillus atrophaeus депонирован во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов под регистрационным номером ВКПМ B-11474. Данный штамм обладает фунгицидными свойствами и ростстимулирующей активностью и может быть использован в растениеводстве в качестве средств для защиты сельскохозяйственных растений от различных заболеваний, вызываемых фитопатогенными грибами, улучшения фитосанитарного состояния почв, стимуляции роста сельскохозяйственных растений. Изобретение позволяет повысить урожайность сельскохозяйственных растений. 5 табл., 3 пр.
Изобретение относится к биотехнологии и сельскохозяйственной микробиологии, в частности к штамму Bacillus atrophaeus ВКПМ В-11474, обладающему выраженными фунгицидными и ростостимулирующими свойствами, который может быть использован для получения средств для защиты сельскохозяйственных культур от различных заболеваний, вызываемых фитопатогенными грибами, улучшения фитосанитарного состояния почв и стимуляции роста сельскохозяйственных культур.
Наиболее близким к предлагаемому штамму, взятым за прототип, является штамм Bacillus atrophaeus SKD-1 (см. ст. Коряжкина М.Ф. «Использование культуры Bacillus atrophaeus SKD-1 для разработки биопрепарата с фунгицидными свойствами». Первые Международные Беккеровские чтения. Сборник научных трудов по материалам конференции 27-29 мая, Волгоград, 2009 г., в 2-х частях, Ч. 2. С. 121-123), выделенный из аллювиально-луговой почвы Астраханской области. Штамм Bacillus atrophaeus SKD-1 обладает фунгицидной активностью по отношению к фитопатогенным грибам: Alternaria species, Fusarium graminearum, Fusarium culmorum, Phytium ultimum, Cladosporium species. Доказана фитостимулирующая активность штамма Bacillus atrophaeus SKD-1 в биотесте на семенах кресс-салата и в вегетационном опыте на томате сорта «Победитель».
Технической задачей заявляемого изобретения является выделение штамма с широким спектром свойств: антагонистических, фунгицидных и ростстимулирующих.
Он достигается тем, что заявляемый штамм Bacillus atrophaeus ВКПМ В-11474 предлагается в качестве средства для защиты сельскохозяйственных культур от фитопатогенных грибов и стимуляции их роста.
Штамм Bacillus atrophaeus ВКПМ В-11474 выделен из городских почв (культуроземов) Астраханской области путем многоступенчатого отбора по следующим признакам: широкий спектр высокой фунгицидной активности к фитопатогенным грибам; высокая ростстимулирующая активность; отсутствие токсического действия на биологические объекты.
Таксономическая принадлежность штамма определена при помощи анализа нуклеотидных последовательностей генов 16S рРНК в базе данных GenBank и RDP-II (Ribosomal Database Project II). Штамм депонирован во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов при ФГУП ГосНИИгенетика и имеет коллекционный номер ВКПМ В-11474.
Заявляемый штамм характеризуется следующими признаками.
1. Культурально-морфологические признаки
Прямые палочковидные клетки, слегка изогнутые с закругленными концами размером 1-5×0,7 мкм, расположены одиночно; имеют эллипсовидные эндоспоры, расположенные в центре клетки; подвижны. На МПА при температуре 28°C через 48 ч культура растет с формированием слегка складчатых мелкоморщинистых колоний с волнистым краем, слизистой консистенции, серо-бежевого цвета. На бобовом агаре при температуре 28°C через 48 ч культура формирует мелкоморщинистых колонии с волнистым краем, светло-бежевого цвета. Морфотип грамположительный.
2. Физиолого-биохимические признаки
Хемоорганогетеротроф с дыхательным типом метаболизма, оптимальной температурой 28°C и оптимумом pH 7,2. Каталазоположителен. В качестве источника углерода способен использовать глюкозу, пропионат, казеин и крахмал. Восстанавливает нитраты, образует кислоту из глюкозы. Растет при температуре 15-37°C, 7% NaCl и на среде с pH 5,7.
3. Условия культивирования
Для хранения штамма Bacillus atrophaeus ВКПМ В-11474 используют метод периодических пересевов на скошенный МПА (3-4 раза в год). После пересевакультивирование штамма ведут при температуре 28°C в течение 48-72 ч, после чего культуру хранят при температуре 4°C.
Заявляемый штамм Bacillus atrophaeus ВКПМ В-11474 хранится в коллекции кафедры «Прикладная биология и микробиология» ФГБОУ ВПО АГТУ, во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов.
Для исследований использовалась суспензия заявляемого штамма Bacillus atrophaeus ВКПМ В-11474 с титром клеток 10 8 КОЕ/мл.
Применение заявляемого штамма поясняется нижеприведенными примерами.
Пример 1. Изучение фунгицидной активности заявляемого штамма Bacillus atrophaeus ВКПМ В-11474.
В зоне около контрольной лунки (контроль) наблюдался интенсивный рост мицелия тест-объектов во всех чашках Петри, что говорит о достоверности эксперимента. Возле лунок с внесением суспензии штамма наблюдалось полное отсутствие роста тест-объектов в зоне ингибирования. В условиях непосредственного взаимодействия Bacillus atrophaeus ВКПМ B-11474 формирующийся мицелий плесневых грибов отличался ярко выраженными морфологическими видоизменениями. Под воздействием Bacillus atrophaeus ВКПМ В-11474 наблюдалось ограничение развития ростковых трубок с образованием на кончиках растущих гиф плесневых грибов сферопластоподобных структур. Нарушения в развитии гиф приводили к образованию излишне разветвленного, септированного, часто вакуолизированного мицелия, напоминающего нитку бусин. Также было отмечено уменьшение спорообразования.
Оценку уровня фунгицидной активности осуществляли по зонам ингибирования (диаметр стерильных зон в мм) в мицелиальном газоне, образующимся вокруг лунок. Спектр подавляемых фитопатогенных грибов и уровень фунгицидной активности заявляемого штамма Bacillus atrophaeus ВКПМ В-11474 представлен в таблице 1.
Вышеприведенные данные свидетельствуют о более высокой фунгицидной активности заявляемого штамма Bacillus atrophaeus ВКПМ В-11474 по сравнению со штаммом Bacillus atrophaeus SKD-1, предложенным в качестве прототипа. Заявляемый штамм оказывает более активное фунгицидное действие на ряд фитопатогенных грибов: Alternaria species (33 мм), Fusarium graminearum (23 мм), Fusarium culmorum (30 мм), Cladosporium species (40 мм) по сравнению со штаммом Bacillus atrophaeus SKD-1, который оказывает менее выраженное фунгицидное действие на фитопатогенные грибы: Alternaria species (24 мм), Fusarium graminearum (19 мм), Fusarium culmorum (22 мм), Cladosporium species (29 мм).
Пример 2. Изучение ростстимулирующей активности заявляемого штамма Bacillus atrophaeus ВКПМ В-11474.
Наличие ростстимулирующего действия заявляемого штамма Bacillus atrophaeus ВКПМ В-11474 на семена кресс-салата представлено в таблице 2.
Заявляемый штамм Bacillus atrophaeus ВКПМ В-11474 оказывает более выраженное ростстимулирующее действие (стимулирует рост на 57%) по сравнению со штаммом Bacillus atrophaeus SKD-1 (стимулирует рост на 17%).
Пример 3. Изучение влияния заявляемого штамма Bacillus atrophaeus ВКПМ B11474 на стимуляцию роста томатов и зараженность фитопатогенными грибами в открытом грунте.
Наступление основных фаз развития растений томата проходило во всех случаях одновременно. Данные биометрических измерений, проведенные во время плодообразования, показывают, что использование заявляемого штамма Bacillus atrophaeus ВКПМ В-11474 не оказывает отрицательного влияния на рост и развитие растений томата (таблица 3).
Наиболее эффективным видом обработки суспензии заявляемого штамма Bacillus atrophaeus ВКПМ В-11474 является двойной пролив под корень растений. Данный вид обработки максимально стимулирует рост растений и приводит к приросту биомассы.
Использование суспензии заявляемого штамма Bacillus atrophaeus ВКПМ В-11474 сдерживало развитие альтернариоза, вызываемого фитопатогенными грибами рода Alternaria, на протяжении всего периода эксперимента (таблица 4).
Наиболее высокий показатель биологической эффективности применения суспензии заявляемого штамма Bacillus atrophaeus ВКПМ В-11474 против альтернариоза наблюдался во время цветения 2-й кисти в варианте с обработкой почвы перед посадкой и двукратным проливом под корень растений во время вегетации (на 56,9%). Показатели эффективности этого варианта оставались выше других на протяжении всего периода эксперимента.
Сдерживание развития альтернариоза на растениях томата способствовало увеличению урожайности (таблица 5).
Применение суспензии заявляемого штамма Bacillus atrophaeus ВКПМ В-11474 в варианте с обработкой почвы перед посадкой и двукратным проливом под корень растений во время вегетации дало 17,2% прибавку урожайности и снижение содержания больных плодов в урожае до 0,5%.
Заявляемый штамм Bacillus atrophaeus ВКПМ В-11474 оказывает более эффективное действие на стимуляцию роста и на прирост зеленой биомассы томатов по сравнению со штаммом Bacillus atrophaeus SKD-1, предложенным в качестве прототипа. Однако томат является овощной культурой, для которой важен больший выход плодовой массы. Штамм Bacillus atrophaeus SKD-1 в вегетационном опыте показал прирост зеленой биомассы томатов, однако из-за непродолжительности опыта (37 дней) не показано влияние штамма на зараженность растений болезнями, вызываемыми фитопатогенными грибами, на выход плодовой массы и урожайность томата.
Заявляемый штамм Bacillus atrophaeus ВКПМ В-11474 оказывает влияние на развитие альтернариоза на протяжении всего периода эксперимента, снижая количество заболевших растений и плодов. Сдерживание развития альтернариоза, в свою очередь, способствовало увеличению урожайности томатов и снижению содержания больных плодов в урожае.
Положительный эффект заявляемого штамма Bacillus atrophaeus ВКПМ В-11474 заключается в широком спектре высокой фунгицидной активности к фитопатогенным грибам, вызывающим заболевания сельскохозяйственных культур; в стимулирующем действии на рост и развитие сельскохозяйственных культур.
1. Патент РФ №2337955.
2. Патент РФ №2495119.
3. Коряжкина М.Ф. «Использование культуры Bacillus atrophaeus SKD-1 для разработки биопрепарата с фунгицидными свойствами». Первые Международные Беккеровские чтения. Сборник научных трудов по материалам конференции 27-29 мая, Волгоград, 2009 г., в 2-х частях, Ч. 2. С. 121-123 (прототип).
Штамм Bacillus atrophaeus ВКПМ В-11474 в качестве средства для стимуляции роста и защиты сельскохозяйственных культур от фитопатогенных грибов.