Mikrobiol. Z. 2021; 83(4):54-62.
doi: https://doi.org/10.15407/microbiolj83.04.054

Літичні екзоферменти грунтових штамів бактерій роду Bacillus і
прояв їх біологічної активності

Ю.В. Корж, І.В. Драговоз, Л.В. Авдєєва

Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України
вул. Академіка Заболотного, 154, Київ, 03143, Україна

Бацили складають значну (8–12%) частину мікробіому ґрунту. Прояв їх біологічної активності по відношенню до інших мікроорганізмів безпосередньо залежить від їх екзометаболітів. Зокрема, йдеться про здатність бацил до антагонізму та їх лізуючу активність. За даними літератури, такі властивості ґрунтових бацил можуть бути пов’язані зі спектром і активністю літичних екзоферментів. Мета. Оцінити роль літичних екзоферментів досліджених ґрунтових штамів бацил у прояві їх біологічної (антагоністичної, лізуючої) активності. Методи. Антагоністичну активність штамів бацил до фітопатогенних бактерій визначали методом радіальних штрихів на картопляному агарі. Антагоністичну активність штамів бацил до фітопатогенних мікроміцетів визначали методом подвійної культури в чашках Петрі на картопляно-глюкозному агарі. Для якісного аналізу наявності позаклітинних ферментів штами бацил висівали на чашки з твердим мінерально-сольовим середовищем і відповідним субстратом-індуктором. За відносну ферментативну активність культури брали відношення діаметра ореолу гідролізу субстрату до діаметру колонії. Бактеріолітичну активність досліджуваних штамів визначали за зміною оптичної густини при 540 нм суспензії живих клітин фітопатогенних бактерій. Результати. За результатами попереднього скринінгу відібрано шість штамів бацил, що проявляють, принаймні, п’ять типів літичної активності різного рівня (низький, середній, високий), а саме: протеолітичну, хітиназну, амілолітичну, целюлозолітичну, ксиланазну. Аналіз антагоністичної активності відібраних штамів бацил до основних груп фітопатогенних бактерій (6 тест-культур) показав, що штам Bacillus sp.41 заслуговує на увагу щодо ретельного дослідження природи і спектру його антагонізму. Аналіз рівня антагоністичної активності відібраних штамів бацил до фітопатогенних мікроміцетів показав, що найменший рівень втрати антагонізму (зменшення зон затримки росту) впродовж періоду спостереження (3-тя і 7-ма доба) був у штаму Bacillus sp.41. Отже, тільки цей штам проявляв стабільний і відносно широкий спектр антагоністичної активності до фітопатогенів бактеріальної і грибної етіології. Природа цього антагонізму, ймовірно, є комплексною і може формуватися за участю різних біохімічних механізмів, зокрема, синтезу комплексу літичних екзоферментів. Для оцінки лізуючої активності штамів бацил з шести раніше відібраних було взято три штами з максимально високою протеолітичною і целюлолітичною активністю екзоферментів. Показано, що тільки штам Bacillus sp.1913 проявляв високу лізуючу (70%) активність до грамнегативного фітопатогена-поліфага Pseudomonas syringae pv. syringae УКМ В-1027т. До решти тест-культур фітопатогенів така активність штаму не проявлялась. Висока лізуюча активність штаму Bacillus sp.1913 може бути пов’язана з високою активністю екзогенних протеаз і целюлаз літичного комплексу, що цілком збігається з даними літератури щодо лізуючої активності бацил. Висновки. Спектр і активність літичних екзоферментів штамів досліджених ґрунтових бацил свідчать про їх опосередковану участь у прояві біологічної активності (антагоністичної та лізуючої).

Ключові слова: бактерії роду Bacillus, літичні екзоферменти, бактеріальні і грибні фітопатогени, антагоністична та літична активність.

Повний текст (PDF, англ)