Алимова Фарида Кашифовна. Биологическое разнообразие видов рода Trichoderma (Fungi, Ascomycetes, Hypocreales) и их роль в функционировании микробиоты и защите растений в агроценозах различных почвенно-климатических зон на территории Республики Татарстан

Краткое описание

Алимова Фарида Кашифовна. Биологическое разнообразие видов рода Trichoderma (Fungi, Ascomycetes, Hypocreales) и их роль в функционировании микробиоты и защите растений в агроценозах различных почвенно-климатических зон на территории Республики Татарстан : диссертация ... доктора биологических наук : 03.00.07, 06.01.11.- Казань, 2006.- 435 с.: ил. РГБ ОД, 71 06-3/232

Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМ. В. И. УЛЬЯНОВА - ЛЕНИНА»
На правах рукописи
АЛИМОВА ФАРИДА КАШИФОВНА
«Биологическое разнообразие видов рода Trichoderma
(Fungi, Ascomycetes, Hypocreales) и их роль в функционировании
микробиоты и защите растений в агроценозах различных
почвенно - климатических зон на территории Республики
Татарстан»
03.00.07 - микробиология 06.01.11 - защита растений
Диссертация
на соискание ученой степени доктора биологических наук
Научный консульт

Содержание
Введение 6
Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 14
1. Климат и почвы Республики Татарстан 14
2. Общая характеристика Trichoderma/Hypocrea 20
2.1. Положение Trichoderma/Hypocrea в системе Ascomycota 20
2.2. Морфологическая характеристика Trichoderma/Hypocrea 21
2.3. Современная система Trichoderma/Hypocrea 23
2.4. Генетическая вариабельность Trichoderma 28
2.5. Методы в систематике Trichoderma 34
2.6. Внутривидовая изменчивость Trichoderma 39
2.6.1. Гетерогенность Trichoderma 39
2.6.2. Культурально-морфологические типы 43
2.6.3. Типы взаимодействия грибных гиф 45
2.6.4. Исследование популяционной структуры грибов 46
2.6.5. Вегетативная совместимость 47
2.7. Литические ферменты Trichoderma 50
2.7.1. Характеристика целлюлаз Trichoderma 50
2.7.2. Характеристика ксиланазного комплекса Trichoderma 55
2.7.3. Характеристика протеаз Trichoderma 57
3. Экология Trichoderma 60
3.1. Распространение Trichoderma в природе 60
3.2. Влияние внешних факторов на Trichoderma 66
3.2.1. Влияние температуры на Trichoderma 66
3.2.2. Влияние водного потенциала на Trichoderma 69
3.2.3. Влияние pH-фактора на Trichoderma 70
3.2.4. Влияние ионов металлов на Trichoderma 71
3.2.5. Влияние доступного кислорода на Trichoderma 71
3.2.6. Влияние субстрата и других необходимых элементов на 71
Trichoderma
3.2.7. Влияние почвы на Trichoderma 73
3.2.8. Влияние антропогенных факторов на Trichoderma 75
3.3. Влияние Trichoderma на окружающую среду 77
3.3.1. Роль Trichoderma в круговороте веществ и преобразовании
антропогенных загрязнений окружающей среды 77
3.3.2. Влияние Trichoderma на почву 80
3.3.3. Влияние Trichoderma на микробиоценоз 80
3.3.4. Взаимодействие Trichoderma с растениями 84
3. 3.4.1. Отрицательные взаимодействия 84
3.3.4.2. Положительные взаимодействия 86
3.3.4.3. Индукция резистентности растений к патогенам 91
4. Применение Trichoderma в сельском хозяйстве 95
4.1. Производство и применение биофунгицидов на основе 95

Trichoderma
4.2, Применение ферментов Trichoderma 98
4.3. Применение Trichoderma для производства кормов 99
4.4. Применение Trichoderma для переработки отходов 103
4.4.1. Получение биокомпостов с применением Trichoderma 103
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 112
Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 112
1. Материалы 112
1.2. Характристика почв агроклиматических зон РТ 113
1.3. Схема отбора проб для выделения изолятов Trichoderma 115
3.Методы 127
3.1. Выделение Trichoderma из почвы 127
3.2. Получение моноспоровых культур 128
3.3. Среды для культивирования Trichoderma 128
3.4. Определение кинетических параметров, размеров объектов 128
3.5. Определение цвета 129
3.6. Идентификация 129
3.7. Вегетативная совместимость 129
3.8. Культурально-морфологические типы колоний 130
3.9. Определение физиологических параметров 130
3.10. Антагонистическая активность 131
3.11. Ферментативная активность изолятов Trichoderma 134
3.12. Определение фитотоксичности почвы и культуральной
жидкости Trichoderma 134
3.13. Определение токсичности к микроорганизмам и мутагенного
потенциала почвенных вытяжек и культуральной жидкости Trichoderma 137
3.14. Определение фунгистатического действия почвы 137
3.15. Молекулярно-генетический анализ Trichoderma 138
3.16. Наблюдение и учет микроорганизмов почвы 141
3.17. Определение «потенциальной» активности азотфиксации 142
3.18. Определение активности почвенного дыхания 142
3.19. Определение общей микробной биомассы в почве 144
3.20. Определение ферментативной активности почвы 146
3.21. Расчет коэффициента микробиологической активности 147
3.22. Фитоэкспертиза семенного материала 148
3.23. Получение культуры Trichoderma, устойчивой к
антибиотикам и пестицидам 149
3.24. Получение биопрепарата триходермин (фитотрикс) на
основе Trichoderma 149
3.25. Определение биологической эффективности биопрепаратов 149
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБСУЖДЕНИЕ 151
1. Распространение Trichoderma на территории Республики
Татарстан 152
2. Морфологические и молекулярно-генетические характеристики

Список литературы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В настоящее время в РФ выделяют 500 климатических зон, требующих специальных подходов для восстановления плодородия почв. Однако существует практика разработки рекомендаций только для 3 зон: дерново¬подзолистых, черноземных и каштановых почв.
Оценка биоразнообразия рода Trichoderma проводилась в 4 агроклиматических зонах: прохладном, умеренно-прохладном, умеренно¬теплом и теплом, в 11 районах в 4 типах почв и тепличном грунте РТ. Нами было выделено свыше 700 изолятов Trichoderma из образцов почв и подстилок археологических раскопок, государственного Раифского ' заповедника, почв и агроценозов, антропогенных ландшафтов и затопляемых почв. В результате исследований была отмечена высокая частота встречаемости (КОЕ/г почвы) изолятов Trichoderma в эталонных почвах и защищенных грунтах. Нами было впервые показано, что антропогенные ландшафты характеризовались снижением популяционного уровня более, чем в 100 раз, снижением частоты встречаемости и видового разнообразия Trichoderma. Из комплекса исследованных антропогенных ландшафтов исключение составляли защищенные грунты в теплицах, что связано с ежегодной интродукцией популяций Trichoderma в составе биофунгицидов, с изготавливаемых на основе штаммов - антагонистов фитопатогенов.
При исследовании структуры микромицетного сообщества почв выявлено в 4 климатических зонах на территории Республики Татарстан 700 изолятов Trichoderma, среди которых идентифицировано более 11 видов с помощью морфологических и молекулярно-генетических методов. Для отдельных изолятов не обнаружено гомологичных сиквенсов, которые бы позволили их отнести хотя бы к одному из известных видов. Идентификация проводилась с помощью альфа - ,бета - и с помощью молекулярно¬генетических подходов. Наиболее распространенным и часто встречающимся 4 оказался вид Г. koningii (161 изолят). На втором месте по распространенности стоит T.hamatum (100 изолятов), а на третьем -T.longibrachiatum (92 изолята). Далее следуют Т. harzianum (87 изолятов), Т. asperellum (80 изолятов) и Т. citrinoviride (69 изолятов), Т. atroviride (22 изолята), T.viride (12 изолятов) и T.oblongisporum (10 изолятов). Последний вид встречается немного реже, но все-таки его также можно считать обычным видом. Редко встречались виды Т. saturnisporum (8 изолятов) и Т. spirale (2 изолята. Виды T.hamatum, T.asperellum, Т harzianum и Т. citrinoviride имеют широкий диапазон распространения. Т. longibrachiatum и Т. atroviride чаще выделялись в ' умеренно-теплой и теплой зонах. Можно проследить некоторые закономерности распределения видов рода Trichoderma в зонах лесопосадок разных климатических областей на территории РТ. Виды группы Т. koningii чаще встречаются в прохладной климатической зоне, а в более южных областях количество пропагул (KOE/lr почвы) этого вида сокращаются. Распространение видов Trichoderma зависело от типа почвы.
Все выделенные виды по типу колоний относятся к 2 и 4 типу из 4 описанных. Качественная популяционная структура видов Trichoderma
представляет собой мозаику клонов с различным типом совместимости, скорости роста, интенсивности спороношения, отношения к субстрату и конкурентоспособности. Изучение гетерогенности популяций Trichoderma позволило предложить модель выщепления клонов внутри каждого вида. При исследовании взаимодействия между гетероспоровыми популяциями и моноспоровыми клонами нами были обнаружены различные реакции вегетативной совместимости: конкурентоспособность и ключевые