Эпифитная микрофлора зерна

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«Могилевский государственный университет имени А. А. Кулешова»

 

 

 

 

 

 

 

 

ЭПИФИТНЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ ЗЕРНА

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

по микробиологии

студентки 3 курса 1-31-01-02,

биология (нпд)                                          

дневная форма обучения, группа А

Янина Николаевна Авраменко

 

Научный руководитель

старший преподаватель

Оксана Викторовна Поворова

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Могилев

2015

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………..……………………………..…………	3
ГЛАВА 1 ЭПИФИТНАЯ МИКРОФЛОРА РАСТЕНИЙ И ЗЕРНА……………	5
1.1 Эпифитные бактерии……………………………………………………......	11
1.2 Эпифитные грибы………………………………………...………………..….	12
1.3 Эпифитные дрожжи……………………………..………………….…………	13
ГЛАВА 2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ……………………………..…………	16
2.1 Отбор зерна на пробы …………………………………………..………….	16
2.2 Определение всхожести и энергии  прорастания семян…………………..	16
2.3 Микробиологический анализ эпифитной  микрофлоры зерна……………	17
2.3.1 Подготовка зерна к анализу…...……………………………………........	17
2.3.2 Подготовка питательной среды……………………………………...…..	17
2.3.3Анализ колоний микроорганизмов……………………….………………	17
2.3.4 Окрашивание колоний по Граму……………………………..….……….	19
2.3.5 Окраска спор…………………………………………………...…..………	19
2.3.6 Определение  микрофлоры  зерна………………………………………...	20
2.4 Определение фитотоксической  активности грибов.…..……………….....	20
ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ………............................................	23
3.1 Характеристика параметров  всхожести и прорастания зерна.……….…...	23
3.2 Эпифитная микрофлора зерна………………………….…………………..	23
3.3 Фитотоксическая активность  грибов  ………………………………………	26
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………..………………………………...…	30
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………………..	31
ПРИЛОЖЕНИЕ

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Взаимодействие микроорганизмов с высшими растениями носит разносторонний характер. Имеются мирные сожители – эпифиты (обитатели поверхности организмов), ризосферные микроорганизмы и грибы–микоризообразователи, приносящие пользу обоим организмам. Наряду с безвредными микроорганизмами существуют фитопатогенные (болезнетворные) микробы, вызывающие отравления и заболевания растений[8].

Различные виды взаимодействия микроорганизмов с высшими растениями изучались рядом биологов. Академик В.А. Шапиро выяснил, что «в течение вегетативного периода растение выделяет в почву до половины синтезированных веществ. Растение кормит микроорганизмы, а ризосферные бактерии разлагают гумус и обеспечивают растение минеральным питанием. Когда вегетативный период заканчивается, растения выделяют ингибиторы и тормозят развитие микроорганизмов» [14].

Биолог Ф.Ю. Гельцер разработала теорию симбиотрофности растений, утверждающую, что растения питаются только при посредничестве микроорганизмов-симбионтов, на примере микоризы [16].

 Микробы–эпифиты развиваются на поверхности растений, они не паразитируют на растении, а растут за счет нормальных выделений его тканей и имеющихся на поверхности растений небольших количеств органических загрязнений (пыль, почва и т. д.). Довольствоваться столь скудным питанием могут далеко не все микроорганизмы, и поэтому состав эпифитной микрофлоры довольно специфичен. В определенных условиях эпифитные микроорганизмы могут быть полезны для растений, так как препятствуют проникновению паразитов в ткани растения.

Фитопатогенные микроорганизмы проникают во внутренние части растений и, развиваясь, вызывают заболевания растений, угнетают и губят их [7, 17].

Взаимодействие микроорганизмов с растениями может быть полезным и вредным. Понимание этого механизма может обеспечить контроль за поведением микробов и содействовать росту урожайности.

Микроорганизмы находятся не только на стебле, листьях и других надземных органах растений, но и на семенах. Исключение составляют лишь семена, плотно закрытые плодовыми или семенными оболочками, например плоды бобовых культур и кукурузы. В таких случаях до момента раскрытия оболочек семена практически лишены микрофлоры.

Доброкачественному зерну свойственна довольно типичная микрофлора, которая существенно изменяется при неправильном хранении и порче. Поэтому видовой состав микроорганизмов может быть использован как показатель качества хранящегося зерна.

Состав микроорганизмов на поверхности зерна хлебных злаков изучен недостаточно, особенно в связи с региональной спецификой.

Все перечисленные особенности развития эпифитных микроорганизмов  обусловили выбор нами темы исследования: «Эпифитные микроорганизмы зерна».

     Целью исследования является изучение многообразия эпифитной микрофлоры зерна и их влияния на показатели прорастания сельскохозяйственных культур растений.

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить многообразие  эпифитных микроорганизмов зерна (овса, пшеницы, ячменя).

2. Изучить характер влияния эпифитной микрофлоры зерна на показатели прорастания плодов злаковых культур (на энергию всхожести и энергию прорастания).

3. Определение фитотоксичности эпифитной микрофлоры зерна к высшим растениям на примере кукурузы.

Объект исследования: зерно злаковых культур (овса, пшеницы, ячменя, кукурузы).

Предмет исследования – эпифитные микроорганизмы зерна.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 1

ЭПИФИТНАЯ МИКРОФЛОРА РАСТЕНИЙ И ЗЕРНА

Микрофлора растений составляет неотъемлемую часть внешней среды, с которой те взаимодействуют. Эпифитные микроорганизмы являются элементом естественной защиты растительного организма за счет проявления природной антагонистической активности по отношению к фитопатогенам.

Микроорганизмы-эпифиты вынуждены довольствоваться минимальными источниками питательного субстрата, представленного выделениями растительных тканей и веществами-загрязнителями (пылью). Поэтому состав эпифитной микрофлоры весьма специфичен ( таблица 1.1) [13] .

 

Таблица 1.1

Видовой состав микрофлоры зерна (по Л.А. Трисвятскому) [13]

Сапрофитные микроорганизмы			Фитопатогенные микроорганизмы		Микроорганизмы, патогенные для животных и человека
Типичные эпифиты	Прочие сапрофиты
Бактерии: E. herbicola, P. fluorecsens   Дрожжи: Белые и розовые, из рода Torula верхового брожения (сахромицеты)   Плесневые грибы (полевые грибы): Alternaria, Clodosporium, Dematium, Trichotbeciumи др.	Бактерии: B. subtilius(сенная палочка) B. mycoides (гнилостная палочка), B.proteus(гнилостная палочка). Бактерии кислотных брожений: кокки, микрококки и сарцины. Актиномицеты и родственные им микроорганизмы. Плесневые грибы (грибы хранения): мукоровые: Mucormucedo, Mucorracemosus, Rhizopusnigricansи др. аспергилловые: A. niger, A. glaucus, A. fumigatus, A. glavatus, A. flavus, Penicilliumglacum и др. Прочие грибы Molinia, Oidiumи др.	Бактерии: P. translucens, P. atrofaciens вызывают болезни бактериозы: щуплость зерна   Грибы (вызывают болезни микоризы): Различные виды головни, спорынью различные виды фузариоза.		Бактерии: возбудители бруцеллеза, туляремии, туберкулеза и др. у животных и человека (зоонозы); возбудители столбняка, газовой гангрены, гноеродные кокки и др. у человека.

Таким образом, данные таблицы свидетельствуют о том, что наибольшее количество эпифитов составляют бактерии. До 80% количества эпифитов составляют бактерии Ervinia herbicola (Pseudomonas herbicola), которые растут в культуре на мясопептонном агаре, образуя золотисто-желтые колонии. Среди эпифитов встречаются споры грибов Penicillum, Fusarium, Мисor и др., а также споры бацилл, актиномицетов [11,22].

 На поверхности многих  тропических растений обнаружены азотфиксирующие бактерии рода Beiyerckia, поставляющие азот непосредственно в лист.

Разнообразная и обильная микрофлора находится на поверхности семян.

В таблице 1.2 представлены ориентировочные данные о численности микроорганизмов в зерне разных видов зерновых культур.

 

Таблица 1.2.

Численность микроорганизмов на зерне [10].

Зерно	Численность микроорганизмов (тыс. на 1г)
Рожь	2500
Пшеница	1500
Овёс  (без цветочных плёнок)	700
Рис  (без цветочных плёнок)	250
Горох	40
Кукуруза	20
Просо	20

 

Из данной таблицы видно, что на 1г зерна ржи приходится не менее 2.500 тыс. микробных клеток, пшеницы – 1.500 тыс., овёс- 700 тыс., риса – 250 тыс., наименьшая численность микроорганизмов присутствует на зерне кукурузы и проса – по 20тыс.

 В состав микрофлоры зерна обязательно входят неспорообразующие бактерии Pseudomonas, Arthrobacter и Flavobacterium, дрожжи Candida, Rhodotorula, Criptococcus, а также грибы Penicilium, Aspergillis, Alternaria, Cladosporium и другие. Развитие микроорганизмов на поверхности зерна в значительной мере зависит от влажности и температуры. Установлено, что при температуре 15 – 20°С и влажности 14,5 – 15% на зерне пшеницы начинается развитие грибов, а при влажности 17,5 – 18% - бактерий [10].

Общая численность эпифитных микроорганизмов резко возрастает при повышении влажности воздуха и усиленном выделении продуктов обмена растительными тканями

При жизни растения эпифитная микрофлора не оказывает на него вредного влияния. Наоборот, питаясь продуктами выделений растений, она способствует освобождению тканей от продуктов собственного обмена [7].

Эпифитная микрофлора образует определенный биологический барьер, препятствующий заражению растительных тканей фитопатогенными микробами [10].

Таким образом, симбиотические взаимоотношения микроорганизмов с высшими растениями разнообразны. При таком контакте пользу получают оба организма, не нанося друг другу вреда.

Симбиоз – весьма распространенное явление. Понятие о симбиозе было сформулировано во второй половине XIX века немецким ученым де Бари, который понимал симбиоз в широком смысле слова как взаимосвязи между двумя или несколькими организмами [6].

Симбионты высших растений, представленные микроорганизмами, разнообразны (рис. 1.1).

 

Рисунок 1.1

Симбионты высших растений [6].

Симбионты высших растений

 

 

 

 

Эпифитные микро- организмы

Ризосферные микро- организмы

Клубеньковые бактерии

Грибы микоризо-образователи

 

Почва представляет собой благоприятную среду для развития ризосферных микроорганизмов. Приблизительные подсчеты показывают, что в 1г почвы содержится 1х109 бактерий, 1х105 грибов, 1х105 актиномицетов, 1х103 водорослей. Суммарная масса всех микробных клеток в пахотном слое составляет примерно 6-7 т на 1 га. Естественно, такое колоссальное количество живых клеток оказывает многообразное и разностороннее влияние на процессы, происходящие в почве, и на жизнь высших растений [16].

Микрофлора ризосферы, принимая участие в процессах трансформации органических веществ в почве, обеспечивает растения необходимыми элементами минерального питания и некоторыми биологически активными веществами. Кроме того, микроорганизмы ризосферы разлагают многие токсичные для растений соединения, обеззараживая почву.

Для клубеньковых бактерий характерна специфичность – способность образовывать клубеньки. Для клубеньковых бактерий характерно разнообразие форм: палочковидные, овальные, кокковидные подвижные и неподвижные. Размер колеблется от 0,5-0,9 до 1,2-3 мкм

Часто встречается микоризообразование – симбиоз мицелия гриба с корнем высшего растения.

Микоризу образует большинство растений (за исключением водных), как древесных, так и травянистых (особенно многолетних) [8].