ecodagЮг России: экология, развитиеSouth of Russia: ecology, development1992-10982413-0958State Institute of Applied Ecology of the Republic of Dagestan10.18470/1992-1098-2024-4-11ecodag-3305Research ArticleЭКОЛОГИЯECOLOGYПервичный скрининг аборигенных бактерий‐антагонистов в отношении личинок Meloidogyne haplaPrimary screening of indigenous antagonist bacteria against Meloidogyne hapla larvaehttps://orcid.org/0000-0003-4217-3156НековальС. Н.NekovalS. N.

Светлана Н. Нековаль, ведущий научный сотрудник

350039 г. Краснодар, п/о‐39. Тел. +79034551103

Svetlana N. Nekoval, Leading Researcher

P.O. 39, Krasnodar, 350039. Tel. +79034551103

s.nekoval@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7158-8396ЧерняковичМ. Н.ChernyakovichM. N.

Максим Н. Чернякович

Краснодар

Maxim N. Chernyakovich

Krasnodar

https://orcid.org/0000-0003-1626-1603МуравьевВ. С.MuravievV. S.

Вячеслав С. Муравьев

Краснодар

Vyacheslav S. Muraviev

Krasnodar

https://orcid.org/0000-0003-1429-4153ЧуриковаА. К.ChurikovaA. K.

Арина К. Чурикова

Краснодар

Arina K. Churikova

Krasnodar

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный центр биологической защиты растений» (ФГБНУ ФНЦБЗР)РоссияFederal Scientific Centre of Biological Plant Protection (FSBSI FSCBPP)Russian Federation202422012025194137148Copyright © Нековаль С.Н., Чернякович М.Н., Муравьев В.С., Чурикова А.К., 20252025Нековаль С.Н., Чернякович М.Н., Муравьев В.С., Чурикова А.К.Nekoval S.N., Chernyakovich M.N., Muraviev V.S., Churikova A.K.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ecodag.elpub.ru/ugro/article/view/3305

Цель – определить нематицидную активность аборигенных изолятов бактерий выделенных из ризосферы пораженных томатов северной галловой нематодой Meloidogyne hapla.Исследование проводилось с использованием бактериальных изолятов, полученных из ризосферы томата, поражённого мелойдогинозом, видовая принадлежность которых была определена при помощи анализа нуклеотидной последовательности ДНК. Анализ проводили на приборе DNeasy Plant Mini Kit и идентифицировали полученные результаты с использованием программы Unipro UGENE.Нематицидная активность рассчитывалась исходя из количества мёртвых особей нематод, посчитанных с использованием микроскопа.Из ризосферы томатов, поражённых северной галловой нематодой Meloidogyne hapla, выделено в чистую культуру и идентифицировано 10 изолятов бактерий‐антагонистов. Учитывая безопасность для человека и теплокровных животных, 7 из них проверили на нематицидную активность. Согласно полученным данным, применение 5 исследуемых штаммов бактерий вызывало массовую смертность личинок северной галловой нематоды, начиная с 24 часов и к 96 часам после закладки опыта достигла 92,2–97,2 %.Штаммы бактерий Bacillus thuringiensis ИБ17 (титр 1х105, КОЕ/мл), Pseudomonas silesiensis ИБ18 (титр 1х106, КОЕ/мл), Bacillus mycoides ИБ19 (титр 1х108, КОЕ/мл), Glutamicibacter arilaitensis ИБ23 (титр 1х106, КОЕ/мл), Pseudomonas silesiensis ИБ24 (титр 1х107, КОЕ/мл) проявляют высокую нематицидную активность в отношении личинок M. hapla и могут быть использованы для создания бионематицидов.

Aim. To determine the nematicidal activity of native bacterial isolates from the rhizosphere of tomatoes affected by the northern root‐knot nematode Meloidogyne hapla.The study was carried out using bacterial isolates obtained from the rhizosphere of a tomato affected by meloidogynosis, the species of which was determined using DNA nucleotide sequence analysis. The analysis was carried out on a DNeasy Plant Mini Kit and the results were compared using the Unipro UGENE program. Nematicidal activity was calculated based on the number of dead nematodes counted using a microscope.From the rhizosphere of tomatoes infected with the northern root‐knot nematode Meloidogyne hapla, 10 isolates of antagonist bacteria were isolated into a pure culture and identified. To consider their safety for humans and warm‐blooded animals, 7 of these were tested for nematicidal activity. According to the data obtained, the use of 5 studied bacterial strains caused mass mortality of northern root‐knot nematode larvae, starting from 24 hours and reaching 92.2–97.2 % by 96 hours after the start of the experiment.Bacterial strains Bacillus thuringiensis IB17 (titer 1x105, CFU/ml), Pseudomonas silesiensis IB18 (titer 1x106, CFU/ml), Bacillus mycoides IB19 (titer 1x108, CFU/ml), Glutamicibacter arilaitensis IB23 (titer 1x106, CFU/ml), Pseudomonas silesiensis IB24 (titer 1x107, CFU/ml) exhibits high nematicidal activity against M. hapla larvae and can be used to create bionematicides.

Meloidogyne haplaнематицидысеквенированиебактериальные изолятывыживаемость нематодПЦР‐анализMeloidogyne haplanematicidessequencingbacterial isolatesnematode survivalPCR analysisИсследование выполнено при финансовой поддержке Кубанского научного фонда в рамках научного проекта № МФИ‐20.1/118.The research has been carried out with the financial support of the Kuban Science Foundation in the framework of the scientific project Num. MFI‐20.1/118.Referencesvan den Hoogen J. et al. A global database of soil nematode abundance and functional group composition // Scientific data. 2020. V. 7. N 1. P. 103–105.van den Hoogen J. et al. A global database of soil nematode abundance and functional group composition. Scientific data. 2020, vol. 7, no. 1, pp. 103–105.Nekoval S.N., Churikova A.K., Chernyakovich M.N., Pridannikov M.V. Primary Screening of Microorganisms against Meloidogyne hapla (Chitwood, 1949) under the Conditions of Laboratory and Vegetative Tests on Tomato // Plants. 2023. V. 12. N 18. P. 3323. https://doi.org/10.3390/plants12183323Nekoval S. N. , Churikova A. K. , Chernyakovich M. N. , Pridannikov M. V. Primary Screening of Microorganisms against Meloidogyne hapla (Chitwood, 1949) under the Conditions of Laboratory and Vegetative Tests on Tomato. Plants, 2023, vol. 12, no. 18, p. 3323. https://doi.org/10.3390/plants12183323Корчагин В.Н. Атлас болезней и вредителей плодовых, ягодных, овощных культур и винограда. Справочник. Москва: Агропромиздат, Природа, 1989. 333 с.Korchagin V.N. Atlas boleznei i vreditelei plodovykh, yagodnykh, ovoshchnykh kul'tur i vinograda [Atlas of diseases and pests of fruit, berry, vegetable crops and grapes. Directory]. Moscow, Agropromizdat, Priroda Publ., 1989, 333 p. (In Russian)Казаченко И.П., Волкова Т.В., Мухина Т.И., Иванов И.Н. Корневые галловые нематоды рода Meloidogyne на Дальнем Востоке России // Российский паразитологический журнал. 2012. N 2. C. 1–116.Kazachenko I.P., Volkova T.V., Mukhina T.I., Ivanov I.N. Root-knot nematodes of the genus Meloidogyne in the Russian Far East. Rossiiskii parazitologicheskii zhurnal [Russian Journal of Parasitology]. 2012, no. 2, pp. 1–116. (In Russian)Нековаль С.Н., Чернякович М.Н., Чурикова А.К. Нематицидные грибы и их механизм действия в отношении галловых нематод (Meloidogyne spp.) (обзор) // Достижения науки и техники АПК. 2023. Т. 37. N 5. С. 10–20. https://doi.org/10.53859/02352451_2023_37_5_10Nekoval' S.N., Chernyakovich M.N., Churikova A.K. Nematicidal fungi and their mechanism of action against root-knot nematodes (Meloidogyne spp.) (review). Dostizheniya nauki i tekhniki APK [Achievements of science and technology of the agro-industrial complex]. 2023, vol. 37, no. 5, pp. 10–20. (In Russian) https://doi.org/10.53859/02352451_2023_37_5_10Зиновьева С.В., Чижов В.Н. Фитопаразитические нематоды России. Москва: КМК, 2012. 385 с.Zinov'eva S.V., Chizhov V.N. Fitoparaziticheskie nematody Rossii Monografiya [Phytoparasitic nematodes of Russia Monograph]. Moscow, KMK Publ., 2012, 385 p. (In Russian)Осташева Н.А. Галловая нематода (Meloidogyne hapla Chitwood) – опасный паразит лекарственных, плодовых и субтропических культур на Черноморском побережье России и меры борьбы с ней // Субтропическое и декоративное садоводство. 2011. N 44. С. 236–240.Ostasheva N.A. Root-knot nematode (Meloidogyne hapla Chitwood) is a dangerous parasite of medicinal, fruit and subtropical crops on the Black Sea coast of Russia and measures to combat it. Subtropicheskoe i dekorativnoe sadovodstvo [Subtropical and ornamental gardening]. 2011, no. 44, pp. 236–240. (In Russian)Gao H. et al. Bacillus cereus strain S2 shows high nematicidal activity against Meloidogyne incognita by producing sphingosine // Scientific reports. 2016. V. 6. N 1. P. 1–11.Gao H. et al. Bacillus cereus strain S2 shows high nematicidal activity against Meloidogyne incognita by producing sphingosine. Scientific reports. 2016, vol. 6, no. 1, pp. 1–11.Чурикова А.К., Нековаль С.Н., Биологические агенты и их метаболиты в борьбе с Meloidogyne spp. при выращивании овощных культур (обзор) // Юг России: экология, развитие. 2022. Т. 17, N 3. С. 175–186. https://doi.org/10.18470/1992-1098-2022-3-175-186Churikova A.K., Nekoval S.N. Biological agents and their metabolites to control Meloidogyne spp. when growing vegetables (review). South of Russia: ecology, development, 2022, vol. 17, no. 3, pp. 175–186. (In Russian) https://doi.org/10.18470/1992-1098-2022-3-175-186Poveda J., Baptista P. Filamentous fungi as biocontrol agents in olive (Olea europaea L.) diseases: Mycorrhizal and endophytic fungi // Crop Protection. 2021. V. 146. Article ID: 105672.Poveda J., Baptista P. Filamentous fungi as biocontrol agents in olive (Olea europaea L.) diseases: Mycorrhizal and endophytic fungi. Crop Protection. 2021, vol. 146, p. 105672.Poveda J., Abril-Urias P., Escobar C. Biological control of plant-parasitic nematodes by filamentous fungi inducers of resistance: Trichoderma, mycorrhizal and endophytic fungi // Frontiers in Microbiology. 2020. V. 11. Article ID: 530260.Poveda J., Abril-Urias P., Escobar C. Biological control of plant-parasitic nematodes by filamentous fungi inducers of resistance: Trichoderma, mycorrhizal and endophytic fungi. Frontiers in Microbiology. 2020, vol. 11, p. 530260.Gu Y.Q., Mo M.H., Zhou J.P., Zou C.S., Zhang K.Q. Evaluation and identification of potential organic nematicidal volatiles from soil bacteria // Soil Biology and Biochemistry. 2007. V. 39. N 10. P. 2567–2575.Gu Y.Q., Mo M.H., Zhou J.P., Zou C.S., Zhang K.Q. Evaluation and identification of potential organic nematicidal volatiles from soil bacteria. Soil Biology and Biochemistry. 2007, vol. 39, no. 10, pp. 2567–2575.Diyapoglu A., Oner M., Meng M. Application potential of bacterial volatile organic compounds in the control of root-knot nematodes // Molecules. 2022. V. 27. N 14. P. 4355.Diyapoglu A., Oner M., Meng M. Application potential of bacterial volatile organic compounds in the control of root-knot nematodes. Molecules. 2022, vol. 27, no. 14, p. 4355.Evidente A. Microbial and plant derived low risk pesticides having nematocidal activity // Toxins. 2022. V. 14. N 12. P. 849.Evidente A. Microbial and plant derived low risk pesticides having nematocidal activity. Toxins. 2022, vol. 14, no. 12. p. 849.Abebew D., Sayedain F.S., Bode E., Bode H.B. Uncovering nematicidal natural products from Xenorhabdus bacteria // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2022. V. 70. N 2. P. 498–506.Abebew D., Sayedain F.S., Bode E., Bode H.B. Uncovering nematicidal natural products from Xenorhabdus bacteria. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2022, vol. 70, no. 2. pp. 498–506.Abdel Rasoul M.A., El-Habashy D.E. Nematicidal activity of some nanoemulsions of monoterpenes on tomato rootknot nematodes (Meloidogyne javanica) // Journal of Plant Protection and Pathology. 2021. V. 12. N 9. P. 655–661.Abdel Rasoul M.A., El-Habashy D.E. Nematicidal activity of some nanoemulsions of monoterpenes on tomato rootknot nematodes (Meloidogyne javanica). Journal of Plant Protection and Pathology. 2021, vol. 12, no. 9, pp. 655–661.Mhatre P.H., Thorat Y.E., Manimaran B., Divya K.L., Bairwa A., Chavan S.N., Karthik C. Nematicidal Activity of Secondary Metabolites from Soil Microbes // Sustainable Management of Nematodes in Agriculture, Vol. 2: Role of Microbes-Assisted Strategies. 2024. P. 297–324.Mhatre P.H., Thorat Y.E., Manimaran B., Divya K.L., Bairwa A., Chavan S.N., Karthik C. Nematicidal Activity of Secondary Metabolites from Soil Microbes. Sustainable Management of Nematodes in Agriculture, Vol. 2: Role of Microbes-Assisted Strategies. 2024, pp. 297–324.Rao M.S., Umamaheswari R., Priti K., Rajinikanth R., Grace G.N., Kamalnath M., Vidyashree M. Role of biopesticides in the management of nematodes and associated diseases in horticultural crops // Plant, soil and microbes. Springer, Cham. 2016. P. 117–148.Rao M.S., Umamaheswari R., Priti K., Rajinikanth R., Grace G.N., Kamalnath M., Vidyashree M. Role of biopesticides in the management of nematodes and associated diseases in horticultural crops. Plant, soil and microbes. Springer, Cham. 2016, pp.117–148.Хомяк А.И., Асатурова А.М., Сидоров Н.М., Дубяга В.М. Биологический контроль фитопаразитических нематод на основе микроорганизмов (обзор) // Таврический вестник аграрной науки. 2021. N 3. C. 191–219. https://doi.org/10.33952/2542-0720-2021-3-27-191-219Khomyak A.I., Asaturova A.M., Sidorov N.M., Dubyaga V.M. Microorganism-based biological control of plantparasitic nematodes (review). Tauride Bulletin of Agrarian Science, 2021, no. 3, pp. 191–219. (In Russian) https://doi.org/10.33952/2542-0720-2021-3-27-191-219Gamalero E., Glick B.R. The use of plant growthpromoting bacteria to prevent nematode damage to plants // Biology. 2020. V. 9. N 11. P. 381. https://doi.org/10.3390/biology9110381Gamalero E., Glick B.R. The use of plant growthpromoting bacteria to prevent nematode damage to plants. Biology, 2020, vol. 9, no. 11, p. 381. https://doi.org/10.3390/biology9110381Hussain T., Haris M., Shakeel A., Ahmad G., Ahmad Khan A., Khan M.A. Bio-nematicidal activities by culture filtrate of Bacillus subtilis HussainT-AMU: New promising biosurfactant bioagent for the management of Root Galling caused by Meloidogyne incognita // Vegetos. 2020. V. 33. N 2. P. 229–238.Hussain T., Haris M., Shakeel A., Ahmad G., Ahmad Khan A., Khan M.A. Bio-nematicidal activities by culture filtrate of Bacillus subtilis HussainT-AMU: New promising biosurfactant bioagent for the management of Root Galling caused by Meloidogyne incognita. Vegetos. 2020, vol. 33, no. 2, pp. 229–238.Безлер Н.В., Хуссейн А.С., Петюренко М.Ю. ПЦР идентификация и генетическое разнообразие Pseudomonas fluorescens выделенных из агроценоза сахарной свёклы (Beta vulgaris L.) // Вестник ВГУ. 2016. N 1. С. 43–49.Bezler N.V., Khussein A.S., Petyurenko M.Yu. PCR identification and genetic diversity of Pseudomonas fluorescens isolated from sugar beet (Beta vulgaris L.) agrocenosis.Vestnik VGU [VSU Bulletin]. 2016, no. 1, pp. 43–49.Тюкавкина С.Ю., Сылка О.И., Харсеева Г.Г., Лабушкина А.В. Систематика и морфология микроорганизмов. Методы изучения морфологии бактерий. Ростов-на-Дону: Ростовский государственный медицинский университет, 2016. 66 с.Tyukavkina S.Yu., Sylka O.I., Kharseeva G.G., Labushkina A.V. Sistematika i morfologiya mikroorganizmov. Metody izucheniya morfologii bakterii [Systematics and morphology of microorganisms. Methods for studying the morphology of bacteria]. Rostov-na-Donu, Rostov State Medical University Publ., 2016, 66 p. (In Russian)Конрат А.Н., Лычагина С.В., Шестеперов А.А. Методические указания «Методология по скринингу in vitro штаммов, изолятов бактерий, обладающих паразитарными и нематицидными свойствами» // Теория и практика борьбы с паразитарными болезнями. 2021. N 22. С. 575–590.Konrat A.N., Lychagina S.V., Shesteperov A.A. Guidelines "Methodology for in vitro screening of strains, isolates of bacteria with parasitic and nematicidal properties". Teoriya i praktika bor'by s parazitarnymi boleznyami [Theory and practice of combating parasitic diseases]. 2021, no. 22, pp. 575–590. (In Russian)Ayala-Doñas A., Cara-García, M.D. Talavera-Rubia M., Verdejo-Lucas S. Management of soil-borne fungi and rootknot nematodes in cucurbits through breeding for resistance and grafting // Agronomy. 2020. V. 10. N 11. P. 1641.Ayala-Doñas A., Cara-García, M.D. Talavera-Rubia M., Verdejo-Lucas S. Management of soil-borne fungi and rootknot nematodes in cucurbits through breeding for resistance and grafting. Agronomy. 2020, vol. 10, no. 11, p. 1641.Ko K.S., Oh W.S., Lee M.Y., Lee J.H., Lee H., Peck K.R., Song J.H. Bacillus infantis sp. nov. and Bacillus idriensis sp. nov., isolated from a patient with neonatal sepsis // International journal of systematic and evolutionary microbiology. 2006. V. 56. N 11. P. 2541–2544.Ko K.S., Oh W.S., Lee M.Y., Lee J.H., Lee H., Peck K.R., Song J.H. Bacillus infantis sp. nov. and Bacillus idriensis sp. nov., isolated from a patient with neonatal sepsis. International journal of systematic and evolutionary microbiology. 2006, vol. 56, no. 11, pp. 2541–2544.

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