ecodagЮг России: экология, развитиеSouth of Russia: ecology, development1992-10982413-0958State Institute of Applied Ecology of the Republic of Dagestan10.18470/1992-1098-2020-2-103-112ecodag-1977Research ArticleСЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ ЭКОЛОГИЯAGROCULTURAL ECOLOGYФитотоксичность и инсектоакарицидная активность актиномицетов, выделенных из засоленных почв аридной территорииPhytotoxicity and insectoacaricidal activity of actinomycetes isolated from saline soils of arid territoryhttps://orcid.org/0000-0002-1132-2043ГригорянЛ. Н.GrigoryanL. N.

Лилит Н. Григорян, аспирант, кафедра зоологии, биотехнологии и аквакультуры

414056, г. Астрахань, ул. Татищева, 20аТел. +79678208952

Lilit N. Grigoryan, graduate student, Department of Zoology, Biotechnology and Aquaculture

20а Tatischeva St, Astrakhan, 414056

lilyagrigoryan90@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-1064-3731БатаеваЮ. В.BataevaJ. V.

Юлия В. Батаева

Астрахань

Julia V. Bataeva

Astrakhan

https://orcid.org/0000-0002-0254-8366ШляховВ. А.ShlyahovV. A.

Виктор А. Шляхов

Астрахань

Viktor A. Shlyahov

Astrakhan

https://orcid.org/0000-0002-4654-296XМагзановаД. К.MagzanovаD. K.

Дамеля К. Магзанова

Астрахань

Damelya K. Magzanovа

Astrakhan

https://orcid.org/0000-0001-5788-6242БаймухамбетоваА. С.BaimukhambetovаA. S.

Аделя С. Баймухамбетова

Астрахань

Adele S. Baimukhambetovа

Astrakhan

Астраханский государственный университетРоссияAstrakhan State UniversityRussian Federation202010082020152103‐112Copyright © Григорян Л.Н., Батаева Ю.В., Шляхов В.А., Магзанова Д.К., Баймухамбетова А.С., 20202020Григорян Л.Н., Батаева Ю.В., Шляхов В.А., Магзанова Д.К., Баймухамбетова А.С.Grigoryan L.N., Bataeva J.V., Shlyahov V.A., Magzanovа D.K., Baimukhambetovа A.S.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ecodag.elpub.ru/ugro/article/view/1977

Цель. Цель настоящих исследований – оценить фитотоксичность и инсектоакарицидную активность культуральной жидкости актиномицетов.Результаты фитосанитарного мониторинга на посевах и посадках сельскохозяйственных культур свидетельствуют о массовом развитии возбудителей вирусных фитопатогенов, которые способны распространятся с помощью насекомых‐вредителей, а также клещей. В связи с чем, изучение почвенных актиномицетов Астраханского региона, является перспективным направлением для создания микробного препарата для контроля насекомых – переносчиков фитопатогенных вирусов.Материал и методы. Фитотоксичность культуральной жидкости актиномицетов проверяли в лабораторных опытах на семенах томатов сорта Новичок. Афицидную и акарицидную активности в лабораторных условиях определяли по методике, основанной на контактном взаимодействии препарата и тест‐объекта.Результаты. В результате исследований, десять изолятов проявляли фитотоксическое действие на томат сорта Новичок. Наиболее высокие биометрические показатели растений – биомасса (15,3‐17,0 мг), длина корня (3,7‐5,0 см), длина стебля (2,0‐2,7 см) обнаружены в вариантах с изолятами: No2, No3, No10, No11, No18, которые также имели высокие показатели всхожести семян. Данные изоляты наиболее активно подавляли жизнеспособность (90‐100%) бахчевой (Aphis gossypii Glover.) и бобовой (свекловичной) (Aphis fabae Black.) тлей, паутинного клеща (Tetranychus urticae Koch.) в лабораторных условиях.Заключение. Исследование изолятов No2, No3, No10, No11, No18 показало высокую инсектоакарицидную активность и фитостимулирующие свойства.Методом секвенирования 16S ДНК идентифицированы 2 штамма No2 и No18, представленные видом Nocardiopsis umidischolae.

Aim. The purpose of these studies is to assess the phytotoxicity and insectoacaricidal activity of actinomycetes culture fluid. The results of phytosanitary monitoring on plantings of crops indicate the massive development of pathogens of viral phytopathogens which can spread through insects – pests and ticks. In this connection, the study of soil actinomycetes of the Astrakhan region provides a promising direction for creating a microbial preparation for regulating pests which are carriers of phytopathogenic viruses.Material and Methods. The phytotoxicity of the actinomycetes culture fluid was assessed in laboratory experiments on seeds of the Novichok tomato variety. Acidic and acaricidal activity was determined in the laboratory by a method based on contact interaction between the preparation and the test object.Results. As the result of the studies, ten isolates showed a phytotoxic effect on the Novichok tomato. The highest biometric indicators of the plants studied – biomass (15.3‐17.0 mg), root length (3.7‐5.0 cm) and stem length (2.0‐2.7 cm) were found in variants with isolates No2, No3, No 10, No11 and No18, which also had high rates of seed germination. These isolates most actively suppressed the vitality (90‐100%) of melon (Aphis gossypii Glover.) аnd legume (beet) (Aphis fabae Black.) аphids and spider mites (Tetranychus urticae Koch.) in laboratory conditions.Conclusion. The study of isolates No2, No3, No10, No11 and No18 showed high insectoacaricidal activity and phytostimulating properties. Using 16S DNA sequencing, 2 strains, No2 and No18, that are represented by Nocardiopsis umidischolae species, were identified.

актиномицетыстрептомицетыфитотоксичностьинсектоакарицидная активностьзасоленные почвыactinomycetesstreptomycetesphytotoxicityinsectoacaricidal activitysaline soilsReferencesChung W.C., Huang J.W., Huang H.C. Formulation of a soil biofungicide for control of damping-off of Chinese cabbage (Brassica chinensis) caused by Rhizoctonia solani // Biological Control. 2005. V. 32. Iss. 2. P. 287-294. DOI: 10.1016/j.biocontrol.2004.10.011Chung W.C., Huang J.W., Huang H.C. Formulation of a soil biofungicide for control of damping-off of Chinese cabbage (Brassica chinensis) caused by Rhizoctonia solani. Biological Control, 2005, vol. 32, iss. 2, pp. 287-294. DOI: 10.1016/j.biocontrol.2004.10.011Ulloa-Ogaz A.L., Muñoz-Castellanos L.N., NevárezMoorillón G.V. Biocontrol of phytopathogens: Antibiotic production as mechanism of control. In: The battle against microbial pathogens: basic science, technological advances and educational programs. A. Méndez-Vilas (eds.). Formatex. 2015. P. 123-131.Ulloa-Ogaz A.L., Muñoz-Castellanos L.N., NevárezMoorillón G.V. Biocontrol of phytopathogens: Antibiotic production as mechanism of control. In: The battle against microbial pathogens: basic science, technological advances and educational programs. A. Méndez-Vilas (eds.). Formatex, 2015, pp. 123-131.Терехова В.А., Воронина Л.П., Гершкович Д.М., Ипатова В.И., Исакова Е.Ф., Котелевцев С.В., Попутникова Т.О., Рахлеева А.А., Самойлова Т.А., Филенко О.Ф. Биотест-системы для задач экологического контроля // Методические рекомендации по практическому использованию стандартизованных тест-культур. Москва, 2014. 48 с.Terekhova V.A., Voronina L.P., Gershkovich D.M., Ipatova V.I., Isakova E.F., Kotelevtsev S.V., Poputnikova T.O., Rakhleeva A.A., Samoilova T.A., Filenko O.F. Biotest systems for environmental control tasks. In: Metodicheskie rekomendacii po prakticheskomu ispolzovaniyu standartizovannyh test kultur [Methodological recommendations for the practical use of standardized test cultures]. Moscow, 2014, 48 p. (In Russian)Costa F.G., Zucchi T.D., de Melo I.S. Biological control of phytopathogenic fungi by endophytic actinomycetes isolated from maize (Zea mays L.) // Brazilian Archives of Biology and Technology. 2013. V. 56. N 6. P. 948-955. DOI: 10.1590/S1516-89132013000600009Costa F.G., Zucchi T.D., de Melo I.S. Biological control of phytopathogenic fungi by endophytic actinomycetes isolated from maize (Zea mays L.). Brazilian Archives of Biology and Technology, 2013, vol. 56, no. 6, pp. 948-955. DOI: 10.1590/S1516-89132013000600009Климова Е.В. Актиномицеты – основа новых биопрепаратов для защиты растений от вредных членистоногих (Перспективы использования актиномицетов p. Streptomyces для борьбы с сосущими вредителями) // Экологическая безопасность в АПК. 2004. N 3. 659 с.Klimova E.V. Actinomycetes – the basis of new biologics to protect plants from harmful arthropods (Prospects for the use of p. Streptomyces actinomycetes for controlling sucking pests). Ehkologicheskaya bezopasnost v APK [Ecological safety in the agricultural sector]. 2004, no. 3, 659 p. (In Russian)Леманова Н.Б., Бурцева С.А., Бырса М.Н. Применение стрептомицетов, выделенных из почв Молдовы, при выращивании овощей // Селекция и семеноводство овощных культур. 2015. N 46. С. 310-316.Lemanova N.B., Burtseva S.A., Byrsa M.N. Application of Streptomyces spp. extracted from soils of Moldova for vegetable growing. Selekciya i semenovodstvo ovoshchnyh kultur [Selection and seed production of vegetable crops]. 2015, no. 46, рр. 310-316. (In Russian)Миндубаев А.З., Сапармырадов К.А., Алимова Ф.К. Сравнение антагонистических свойств стрептомицетов из различных биотопов // Российский журнал прикладной экологии. 2016. N 3 (7). С. 28-32.Mindubaev A.Z., Saparmyradov K.A., Alimova F.K. Comparison of antagonistic properties of Streptomycetes from biotopes. Rossiiskii zhurnal prikladnoi ekologii [Russian Journal of Applied Ecology]. 2016, no. 3 (7), рр. 28-32. (In Russian)Abdelmohsen U.R., Grkovic T., Balasubramanian S., Kamel M.S., Quinn R.J., Hentschel U. Elicitation of secondary metabolism in actinomycetes // Biotechnology Advances. 2015. V. 33. Iss. 6. Pt. 1. P. 798-811. DOI: 10.1016/j.biotechadv.2015.06.003Abdelmohsen U.R., Grkovic T., Balasubramanian S., Kamel M.S., Quinn R.J., Hentschel U. Elicitation of secondary metabolism in actinomycetes. Biotechnology Advances, 2015, vol. 33, iss. 6, part 1, pp. 798-811. DOI: 10.1016/j.biotechadv.2015.06.003Лукашевич Е.О., Яковлева Е.П., Бойкова И.В. Фунгицидное действие биологически активных веществ, продуцируемых стрептомицетами // Материалы V международной научной конференции «Инновации в здоровье нации», 2017. С. 238-240Lukashevich E.O., Yakovleva E.P., Boykova I.V. Fungitsidnoe deistvie biologicheski aktivnykh veshchestv, produtsiruemykh streptomitsetami [The fungicidal effect of biologically active substances produced by streptomycetes]. Materialy V mezhdunarodnoi nauchnoi konferentsii «Innovatsii v zdorov'e natsii», 2017 [Materials of the V international scientific conference «Innovations in the health of the nation», 2017]. 2017, рр. 238-240. (In Russian)Taechowisan T., Lu C., Shen Y., Lumyong S. Secondary metabolites from endophytic Streptomyces aureofaciens CMUAc130 and their antifungal activity // Secondary Metabolites in Soil Ecology. 2005. V. 151. Pt. 6. P. 29-34. DOI: 10.1099/mic.0.27758-0Taechowisan T., Lu C., Shen Y., Lumyong S. Secondary metabolites from endophytic Streptomyces aureofaciens CMUAc130 and their antifungal activity. Secondary Metabolites in Soil Ecology, 2005, vol. 151, part 6, pp. 29-34. DOI: 10.1099/mic.0.27758-0Khamna S., Yokota A., Peberdy J.F., Lumyong S. Antifungal activity of Streptomyces sp. isolated from rhizosphere of Thai medicinal plants // International Journal of Integrative Biology. 2009. V. 6. N 3. P. 143-147. DOI: 10.1186/s13568-017-0351-zKhamna S., Yokota A., Peberdy J.F., Lumyong S. Antifungal activity of Streptomyces sp. isolated from rhizosphere of Thai medicinal plants. International Journal of Integrative Biology, 2009, vol. 6, no. 3, pp. 143-147. DOI: 10.1186/s13568-017-0351-zKhanna M., Solanki R., Lal R. Selective isolation of rare actinomycetes producing novel antimicrobial compounds // International Journal of Advanced Biotechnology and Research. 2011. V. 2. Iss. 3. P. 357-375.Khanna M., Solanki R., Lal R. Selective isolation of rare actinomycetes producing novel antimicrobial compounds. International Journal of Advanced Biotechnology and Research, 2011, vol. 2, iss. 3, pp. 357-375.Pathalam G., Rajendran H.А., Appadura D.R., Munusamy R.G., Michael G.P., Savarimuthu I., Naif A.A. Isolation and molecular characterization of actinomycetes with antimicrobial and mosquito larvicidal properties // Beni-Suef University Journal of Basic and Applied Sciences. 2017. V. 6. Iss. 2. P. 209-217. DOI: 10.1016/j.bjbas.2017.04.002Pathalam G., Rajendran H.А., Appadura D.R., Munusamy R.G., Michael G.P., Savarimuthu I., Naif A.A. Isolation and molecular characterization of actinomycetes with antimicrobial and mosquito larvicidal properties. BeniSuef University Journal of Basic and Applied Sciences, 2017, vol. 6, iss. 2, pp. 209-217. DOI: 10.1016/j.bjbas.2017.04.002Joo G.-J. Production of an anti-fungal substance for biological control of Phytophthora capsici causing phytophthora blight in red-peppers by Streptomyces halstedii // Biotechnology Letters. 2005. V. 27. P. 201-205. DOI: 10.1007/s10529-004-7879-0Joo G.-J. Production of an anti-fungal substance for biological control of Phytophthora capsici causing phytophthora blight in red-peppers by Streptomyces halstedii. Biotechnology Letters, 2005, vol. 27, pp. 201-205. DOI: 10.1007/s10529-004-7879-0Prapagdee B., Kuekulvong C., Mongkolsuk S. Antifungal potential of extracellular metabolites produced by Streptomyces hygroscopicus against phytopathogenic fungi // International Journal of Biological Sciences. 2008. V. 4. Iss. 5. P. 330-337. DOI:10.7150/ijbs.4.330Prapagdee B., Kuekulvong C., Mongkolsuk S. Antifungal potential of extracellular metabolites produced by Streptomyces hygroscopicus against phytopathogenic fungi. International Journal of Biological Sciences, 2008, vol. 4, iss. 5, pp. 330-337. DOI:10.7150/ijbs.4.330Jiang J., He X., Cane D.E. Biosynthesis of the earthy odorant geosmin by a bifunctional Streptomyces coelicolor enzyme // Nature Chemical Biology. 2007. V. 3. Iss. 11. P. 711-715. DOI: 10.1038/nchembio.2007.29Jiang J., He X., Cane D.E. Biosynthesis of the earthy odorant geosmin by a bifunctional Streptomyces coelicolor enzyme. Nature Chemical Biology, 2007, vol. 3, iss. 11, pp. 711-715. DOI: 10.1038/nchembio.2007.29Бурцева С.А., Маслоброд С.Н., Акири И.Г., Братухина А.А., Бырса М.Н. Регуляция роста растений метаболитами стрептомицетов почв Молдовы и перспективы их применения // Вестник защиты растений. 2016. N 3 (89). С 35-37.Burtseva S.A., Maslobrod S.N., Akiri I.G., Bratuhina A.A., Byrsa M.N. Regulation of plant growth by metabolites of streptomycetes of soil of Moldova and its application prospects. Vestnik zashchity rastenii [Bulletin of Plant Protection]. 2016, no. 3 (89), рр. 35-37. (In Russian)Koch E., Loffler I. Partial characterization of the antimicrobial activity of Streptomyces antimycoticus FZB53 // Journal of Phytopathology. 2009. V. 157. Iss. 4. P. 235-242. DOI: 10.1111/j.1439-0434.2008.01484.xKoch E., Loffler I. Partial characterization of the antimicrobial activity of Streptomyces antimycoticus FZB53. Journal of Phytopathology, 2009, vol. 157, iss. 4, pp. 235-242. DOI: 10.1111/j.1439-0434.2008.01484.xTaechowisan T., Lu C., Shen Y., Lumyong S. Streptomyces: Molecular Biology and Biotechnology // Science. 2011. P. 179-194.Taechowisan T., Lu C., Shen Y., Lumyong S. Streptomyces: Molecular Biology and Biotechnology. Science, 2011, pp. 179-194.Tarkka M., Hampp R. Secondary metabolites of soil Streptomyces in biotic interaction. In: Secondary metabolites in soil ecology. Springer-Verlag, Berlin, 2008, P. 107-126. DOI: 10.1007/978-3-540-74543-3_6Tarkka M., Hampp R. Secondary metabolites of soil Streptomyces in biotic interaction. In: Secondary metabolites in soil ecology. Springer-Verlag, Berlin, 2008, pp. 107-126. DOI: 10.1007/978-3-540-74543-3_6Tiwari K.L., Gupta R.K. Chapter 14 - Bioactive Metabolites from Rare Actinomycetes // Studies in natural products chemistry. 2014. V. 41. P. 419-512. DOI: 10.1016/B978-0-444-63294-4.00014-0Tiwari K.L., Gupta R.K. Chapter 14 - Bioactive Metabolites from Rare Actinomycetes. Studies in natural products chemistry, 2014, vol. 41, pp. 419-512. DOI: 10.1016/B978-0-444-63294-4.00014-0Рогожина Е.В., Самарина Л.С. Особенности культивирования штаммов стрептомицетов и получения их метаболитов // Субтропическое и декоративное садоводство. 2016. N 58. С. 100-106.Rogozhina Ye.V., Samarina L.S. Characteristics of cultivating streptomyces strains and producing their metabolitesn. Subtropicheskoe i dekorativnoe sadovodstvo [Subtropical and ornamental gardening]. 2016, no. 58, рр. 100-106. (In Russian)Сергеева О.В. Изучение действия штаммов актиномицетов рода Streptomyces на морковную листоблошку // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. 2009. N 15. С. 60-63.Sergeeva O.V. The study of the action of strains of actinomycetes of the genus Streptomyces on the carrot leaf cover. Izvestiya Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Bulletin of the St. Petersburg State Agrarian University]. 2009, no. 15, рр. 60-63. (In Russian)Prabavathy V.R., Mathivanan N., Murugesan K. Control of blast and sheath blight diseases of rice using antifungal metabolites produced by Streptomyces sp. PM5 // Biological Control. 2006. V. 39. Iss. 3. P. 313-319. DOI: 10.1016/j.biocontrol.2006.07.011Prabavathy V.R., Mathivanan N., Murugesan K. Control of blast and sheath blight diseases of rice using antifungal metabolites produced by Streptomyces sp. PM5. Biological Control, 2006, vol. 39, iss. 3, pp. 313-319. DOI: 10.1016/j.biocontrol.2006.07.011Бойкова И.В., Павлюшин В.А. Актиномицеты основа новых биопрепаратов для защиты растений от вредных членистоногих // Вестник защиты растений. 2002. N 2. С. 102-105.Boykova I.V., Pavlyushin V.A. Actinomycetes - the basis of new biological products to protect plants from harmful arthropods. Vestnik zashchity rastenii [Plant Protection News]. 2002, no. 2, рр. 102-105. (In Russian)Мешков Ю.И., Яковлева И.Н., Кругляк Е.Б. Препараты марки «Фитоверм» в системе защиты культур закрытого грунта // Теплицы России. 2006. N 2. С. 12-15.Meshkov Yu.I., Yakovleva I.N., Kruglyak E.B. Preparations of the Fitoverm brand in the system of protecting crops in closed ground. Teplicy Rossii [Greenhouses of Russia]. 2006, no. 2, рр. 12-15. (In Russian)Гафурова Л.А., Каримов А., Махкамова Д.Ю., Аблакулов М. Актиномицеты в засоленных орошаемых сероземно-луговых почвах Сырдарьинского вилоята (ф/х Галаба баяутского тумана) // XI Международная научно-практическая конференция «Аграрная наука сельскому хозяйству», Барнаул, 04-05 февраля 2016 г. С. 6-68.Gafurova L.A., Karimov A., Makhkamova D.Yu., Ablakulov M. [Actinomycetes in saline irrigated gray-earth meadow soils of the Syrdarya viloyat (farm Galaba Bayautsky fog)]. XI Mezhdunarodnaya nauchnoprakticheskaya konferentsiya «Agrarnaya nauka sel'skomu khozyaistvu», Barnaul, 04-05 fevralya 2016 [XI International Scientific and Practical Conference "Agricultural Science - Agriculture", Barnaul, 04-05 February, 2016]. Barnaul, 2016, рр. 6-68. (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.