Потенциал штаммов Pseudomonas chlororaphis BZR 245‐F и Pseudomonas sp. BZR 523‐2 для биоконтроля гриба Fusarium graminearum и его микотоксинов

Проведена in vitro оценка влияния жидкой культуры (ЖК) и супернатанта бактерий P. chlororaphis BZR 245‐F и Pseudomonas sp. BZR 523‐2 на содержание ДНК гриба F. graminearum и микотоксинов ДОН, 3‐ацетил‐ДОН, 15‐ацетил‐ДОН, ДОН‐3‐гликозид, ниваленол, фузаренон Х, ЗЕН, α‐зеараленол, β‐зеараленол, а также на степень корреляции этих показателей.
Исследования выполнены с использованием адаптированного СTАВ‐метода и ВЭЖХ с масс‐спектрометрическим детектированием. ЖК и супернатант бактерий P. chlororaphis BZR 245‐F и Pseudomonas sp. BZR 523‐2 не снижают содержание ДНК гриба F. graminearum 60318, зачастую отмечается даже стимулирование синтеза ДНК (на 5–12 %). Супернатант Pseudomonas sp. BZR 523‐2 способствует значительному увеличению содержания ДНК гриба F. graminearum, почти в 2 раза (на 96 %) по сравнению с контролем. Оба штамма Pseudomonas существенно не изменяют содержание ДОН. Содержание 15‐ацетил‐ДОНа и 3‐ацетил‐ДОНа подавляется супернатантами обоих исследуемых штаммов (на 14–28 %), особенно Pseudomonas sp. BZR 523‐2 (на 32 %). ЖК и супернатанты бактерий в значительной степени (до 94–115 %) способствуют накоплению ЗЕН и его производных (α‐ и β‐зеараленола).
Обнаруженная существенная (от умеренной до высокой) корреляционная связь между ДНК гриба и количеством 15‐ и 3‐ацетил‐ДОН, а также между ДНК гриба и количеством α‐ и β‐зеараленола свидетельствует о наличии у штаммов P. chlororaphis BZR 245‐F и Pseudomonas sp. BZR 523‐2 потенциала для биоконтроля гриба F. graminearum и его микотоксинов.

1. Левитин М.М. Токсигенные грибы на зерновых культурах в России // Микология и фитопатология. 2024. Т. 58. N 5. C. 341–347. https://doi.org/ 10.31857/S0026364824050017

2. Гаврилова О.П., Гагкаева Т.Ю., Орина А.С., Гогина Н.Н. Разнообразие грибов рода Fusarium и их микотоксинов в зерне из азиатской части России. Микология и фитопатология. 2022. Т. 56. N 3. С. 194–206. https://doi.org/10.31857/S002634822030035

3. Alisaac E., Mahlein A.‐K. Fusarium head blight on wheat: biology, modern detection and diagnosis and integrated disease management // Toxins. 2023. V. 15(3). P. 192. https://doi.org/10.3390/toxins15030192

4. Birr T., Jensen T., Preußke N., Frank D. Sönnichsen F.D., De Boevre M., Hasler M., Verret H.K. Occurrence of Fusarium mycotoxins and their modified forms in forage maize cultivars // Toxins. 2021. V. 13(2). P. 110. https://doi.org/10.3390/toxins13020110

5. Rychlik M., Humpf HU., Marko D., Dänicke S., Mally A., Berthiller F.,Horst Klaffke H., Lorenz N. Proposal of a comprehensive definition of modified and other forms of mycotoxins including “masked” mycotoxins // Mycotoxin Res. 2014. V. 30. P. 197–205. https://doi.org/10.1007/s12550‐014‐0203‐5

6. Berthiller F., Schuhmacher R., Adam G., Krska R. Formation, determination and significance of masked and other conjugated mycotoxins // Anal Bioanal Chem. 2009. V. 395. P. 1243–1252. https://doi.org/10.1007/s00216‐009‐2874‐x

7. Vendl O., Berthiller F., Crews C., Krska R. Simultaneous determination of deoxynivalenol, zearalenone, and their major masked metabolites in cereal‐based food by LC–MS–MS // Anal Bioanal Chem 2009. V. 395. P. 1347–1354. https://doi.org/10.1007/s00216‐009‐2873‐y

8. Pfleger F., Schwake‐Anduschus C. Relevance of zearalenone and its modified forms in bakery products // Mycotoxin res. 2023. V. 39. P. 153–163. https://doi.org/10.1007/s12550‐023‐00493‐3

9. Лукаткин А.А., Лукаткин А.С. Изучение влияния Pseudomonas sp. на фитопатогенные грибы при совместном культивировании // Доклады Башкирского университета. 2021. Т. 6. N 5. С. 322–327. https://doi.org/10.33184/dokbsu‐2021.5.5

10. Gu Y.‐L., Li J.‐Z., Li Y., Cong S., Wang J., MaY.‐N., Wei H.‐L. Pseudomonas cyclic lipopeptide medpeptin: biosynthesis and modulation of plant immunity // Engineering. 2023. V. 28. P. 153–165. https://doi.org/10.1016/j.eng.2023.05.016

11. Alattas H., Glick B.R., Murphy D.V., Scott C. Harnessing Pseudomonas spp. for sustainable plant crop protection // Front. microbial. 2024. V.15 https://doi.org/10.3389/fmich2024.1485197

12. Müller T., Behrendt U., Ruppel S., Waydbrink G., Müller M.E.H. Fluorescent Pseudomonads in the phyllosphere of wheat: potential antagonists against fungal phytopathogens // Curr Microbiol. 2016. V. 72. P. 383–389. https://doi.org/10.1007/s00284‐015‐0966‐8

13. Ibrahim E., Nasser R., Hafeez R., Ogunyemi S.O., Abdallah Y., Khattak A.A., Shou L., Zhang Y., Ahmed T., Hatamleh A.A., Al‐Dosary M.A., Ali H.M., Luo J., Li B. Biocontrol efficacy of endophyte Pseudomonas poae to alleviate Fusarium seedling blight by refining the morphophysioogical attributes of wheat // Plants. 2023. V. 12(2). P. 2277. https://doi.org/10.3390/plants12122277

14. Abbas A., Yli‐Mattila T. Biocontrol of Fusarium graminearum, a causal agent of Fusarium head blight of wheat, and deoxyvalenol accumulation: from in vitro to in planta // Toxins. 2022. V. 14(5). P. 299. https://doi.org/10.3390/toxins14050299

15. Коршунова Т.Ю., Бакаева М.Д., Кузина Е.В., Рафикова Т.Ф., Четвериков С.П., Четверикова Д.В., Логинов О.Н. Роль бактерий рода Pseudomonas в устойчивом развитии агроэкосистем и защите окружающей среды (обзор) // Прикладная биохимия и микобиология. 2021. Т. 57. N 3. С. 211–227. https://doi.org/10.31/S0555109921030089

16. Аллахвердян В.В., Сидорова Т.М., Темердашев А.З., Асатурова А.М., Томашевич Н.С. Изучение влияния бактерий рода Pseudomonas на рост и токсинопродуцирование гриба Fusarium graminearum in vitro // Юг России: экология, развитие. 2023. Т. 18. N 4 (69). С. 104–113. https://doi.org/10.18470/1992‐1098‐2023‐4‐104‐113

17. Sidorova T.M., Tomashevich N.S., Allakhverdyan V.V., Tupertsev B.S., KostyukevichYu.I., Asaturova A.M. New Pseudomonas bacterial strains: biological activity and characteristic properties of metabolites // Microorganisms. 2023. T. 11. №8. P.1943. https://doi.org/10.3390/microorganisms11081943

18. Нетрусов А.И., Егорова М.А., Захарчук Л.М. и др. Практикум по микробиологии / Под ред. А.И. Нетрусова. М.: Издательский центр «Академия», 2005. 608 с.

19. Сидорова Т.М., Асатурова А.М., Хомяк А.И., Томашевич Н.С. Выделение и характеристика антигрибных метаболитов штаммов Bacillus subtilis BZR 336g и Bacillus subtilis BZR 517 модифицированным методом биоавтографии // Сельскохозяйственная биология. 2019. N 5. С. 178–185. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2019.1.rus

20. Shi K., Yang P., Li J., Wu H., Li K., Guan S. Biocontrol of Fusarium graminearum growth and deoxynivalenol production in wheat grains using bacterial antagonists // International journal of environmental research and public health. 2014. V. 11(1). P. 1094–1105. https://doi.org/10.3390/ijerph110101094

21. Орина А.С., Гаврилова О.П., Гагкаева Т.Ю. Адаптация метода количественной ПЦР для выявления представителей микобиоты зерновых культур // MIR J. 2018. N 5(1). С. 71–77. https://doi.org/10.18527/2500‐2236‐2018‐5‐1‐71‐77

22. Santoyo G , Rojas‐Sánchez B. , Julie Hernández‐Salmerón J., Hernández‐León R., Rojas‐Solis D., Moreno‐Hagelsieb G., del Carmen Orozco ‐Mosqueda M. Outstanding biocontrol and plant growth promotion traits of Pseudomonas fluorescens UM270 and other plant‐associated Pseudomonas // Physiological and Molecular Plant Pathology. 2025. V. 138. Article number: 102672. https://doi.org/10.1016/j.pmpp.2025.102672

23. Hammer О., Harper D.A.T., Ryan P.D. PAST: Paleontological statistics software package for education and data analysis. Palaeontol. electron., 2001, 4, 178kb.

24. Alisaac E., Rathab A., Karlovsky P., Mahlein A.‐K. Fusarium head blight: effect of infection timing on spread of Fusarium graminearum and spatial distribution of deoxynivalenol within wheat spikes // Microorganisms. 2020. V. 9(1). P. 79 https://doi.org/10.3390/microorganisms9010079

25. Саадалов Т.Ы., Мырзаибраимов Р.М., Абдуллаева Ж.Д. Методика расчета коэффициента корреляции Фехнера и Пирсона, и их области применения // Бюллетень науки и практики. 2021. Т. 7. N 10. С. 270–276. https://doi.org/10.33619/2414‐2948/71/31

26. Кравченко К.И., Минеева Т.А. Использование линейного коэффициента корреляции для определения характера связи между переменными // Тенденции развития науки и образования. 2020. https://doi.org/10.18411/trnio‐02‐2022‐41

27. Ma Z., Hua G.K.H., Ongena M., Höfte M. Role of phenazines and cyclic lipopeptides produced by Pseudomonas sp. CMR12a in induced systemic resistance on rice and bean // Environ Microbiol 2016. V. 8. P. 896–904. https://doi.org/10.1111/1758‐2229.12454

28. Yao Y., Long M. The biological detoxification of deoxynivalenol: a review // Food and chemical toxicology. 2020. V. 145. P. 11649. https://doi.org/10.1016/j.fct.2020.111649

29. Müller T., Behrendt U., Ruppel S., von der Waydbrink G., Müller E.H. Fluorescent pseudomonads in the phyllosphere of wheat: potential antagonists against fungal phytopathogens // Curr Microbiol. 2016. V. 72. P. 383–389 https://doi.org/10.1007/s00284‐015‐0966‐8

30. Lakshmikanthan M., Muthu S., Krishnan K., Duraisamy N., Abdi G. Biocontrol potential of Pseudomonas fluorescens: Phenazine mediated antifungal activity against phytopathogens // Mol Biol Rep. 2025. V. 52. P. 806. https://doi.org/10.1007/s11033‐025‐10697‐8