Эпифитная микрофлора зерна

При культивировании в смывах зерна проростков кукурузы был отмечен массовый характер роста микофлоры. В чашке Петри на проросшем зерне кукурузы (в  культуральной  жидкости ячменя) хорошо виден штамм грибов (рис.3.4). По результатам микроскопирования было определено, что данная колония принадлежит к виду Aspergillus, так как имеет округлый спорангий. Аспергилл (лат. Aspergillus) – род высших аэробных плесневых грибов, включающий в себя несколько сотен видов, распространённых по всему миру в различных климатических условиях. Аспергиллы хорошо растут на различных субстратах, образуя плоские пушистые колонии, вначале белого цвета, а затем, в зависимости от вида, они принимают разную окраску, связанную с метаболитами гриба и спороношением. Мицелий гриба очень сильный, с характерными для высших грибов перегородками. Аспергиллы распространяются спорами, образующимися бесполым путем, что характерно

для всего класса вообще.

 

 

Рисунок 3.4

Aspergillus на проросшем зерне кукурузы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аспергиллы — высокоаэробные виды, и их можно обнаружить почти во всех богатых кислородом средах, где они обычно растут как плесень на поверхности субстрата, как следствие высокого обогащения кислородом.

Некоторые виды аспергилл вызывают серьёзные заболевания у людей и животных. Наиболее часто патогенность проявляют виды A. fumigatus и A. flavus, производящие афлатоксин, который одновременно является и токсином, и канцерогеном. Он может заражать пищу, например, орехи, семена и зерно. Распространёнными возбудителями различных аллергических заболеваний являются виды A. fumigatus и Aspergillus clavatus (англ.). Другие виды важны как патогены сельскохозяйственных культур. Представители вида Аспергиллы вызывают заболевания у многих зерновых, особенно у кукурузы; некоторые синтезируют микотоксины, включая афлатоксин.

 

3.3 Фитотоксическая активность грибов

Проростки кукурузы являются наиболее пригодными для первичного отбора грибов – продуцентов, фитотоксинов благодаря значительной скорости прорастания, роста и четкой зависимости роста от наличия в культуральной жидкости фитотоксинов. В работе мы использовали проростки кукурузы с длинной корней 1–2 см (рис. 2.1). Мы замерили длину корней проростков зерна кукурузы в каждой чашке Петри до и после культивирования (приложение Б) их в смывах с плодов анализируемых нами зерновых культур (рис. 3.5).

Как видно из результатов рисунка 3.5 в контроле за сутки длина корня проростка кукурузы увеличилась в 2,3 раза. Поверхностная микрофлора зерен овса обладала либо растительными стимулирующими веществами роста, либо такими микроорганизмами, которые стимулировали меристематическую зону верхушки корня и длина корня проростка кукурузы с суточной экспозицией в смывах с овса увеличилась в 2,6 раза.

Рисунок 3.5

Фитотоксическая активность эпифитной микрофлоры зерна по отношению к корням кукурузы при суточном совместном культивировании

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Длина корней проростков кукурузы, культивируемых в течение суток в смывах с зерен пшеницы и ячменя, был ниже чем в контроле. Длина корней проростков пшеницы и ячменя за сутки увеличилась в 1,7 и 1,9 раз соответственно.

Расчет фитотоксической активности поверхностной микрофлоры зерен исследуемых растительных культур показал следующие результаты:

% (овес)

% (пшеница)

% (ячмень)

(контроль)

Как видно из результатов расчета в смывах поверхностных микроорганизмов зерен положительная фитотоксичность определена только у плодов ячменя, что соответствует и микробиологическому анализу, проведенному нами ранее (рисунок 3.3).

Так же, как и длину корней, мы измерили длину проростка в каждой чашке Петри до и после культивирования (приложение А) их в смывах с плодов анализируемых нами зерновых культур (рис. 3.6).

 

 

 

Рисунок 3.6

Фитотоксическая активность эпифитной микрофлоры зерна по отношению к проросткам кукурузы

 

 

 

 

 

 

 

 

Как видно из результатов рисунка 3.6 в контроле за сутки длина проростков кукурузы увеличилась в 5 раз. Длина проростков, культивируемых в культуральной жидкости овса увеличилась в 13,3 раза. Длина проростков кукурузы, культивируемых в течение суток в смыве с зерен пшеницы была в 2 раза выше, чем в контроле, проростки увеличились за сутки в 10 раз. Длина проростков ячменя за сутки увеличилась в 5,7 раз. Исходя из данных можно сделать вывод, что поверхностная микрофлора зерен овса и пшеницы обладала либо растительными стимулирующими веществами роста, либо такими микроорганизмами, которые стимулировали апикальную длину проростков кукурузы. А на незначительное увеличение проростков кукурузы в культуральной жидкости ячменя, как и на корни, повлияло наличие фитотоксинов.

 

Выводы

На основании проведенных исследований эпифитной микрофлоры зерна, для достижения поставленной нами цели: определить особенности влияния эпифитных микроорганизмов на проростки  кукурузы при использовании разных сред, мы изучили многообразие эпифитных микроорганизмов зерна (овса, пшеницы, ячменя). Затем определили влияния эпифитной микрофлоры зерна с  помощью  метода лабораторного эксперимента, метода определения токсичности культуральной жидкости с поверхности зерна, метода биологического культивирования и микроскопирования. Это позволило определить фитотоксичность эпифитной микрофлоры зерна к высшим растениям на примере кукурузы, определить показатели прорастания семян злаковых культур. 

Полученные нами данные свидетельствуют, что микрофлора зерновых культур разная, присутствуют несколько видов микроорганизмов. В анализируемых пробах были обнаружены следующие микроорганизмы: Fusarium, Aspergillus, Penicillum, Mycor, Aсromonium. Во всем анализируемом растительном сырье преобладает  Aspergillus (32 %), 22% составляет Fusarium, Aсromonium (16%), Mycor  (15%), Pennicillum  только 6 %. Данные виды являются грибами, из чего можно сделать вывод, что зерно хранилось при повышенной влажности, это говорит о том, что в зерновой массе идут или происходили активные микробиологические процессы.

Наименьшую фититиксичную активность имела микрофлора овса, она обладала либо растительными стимулирующими веществами роста, либо такими микроорганизмами, которые стимулировали рост корня и проростка кукурузы, поэтому была отмечена самая высокая энергия прорастания и всхожести. Наибольшую фитотоксичность имели зерна ячменя, а затем пшеницы, что повлияло на рост корней и проростков кукурузы и имело низкую энергию прорастания и всхожести.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Между высшими растениями и микроорганизмами существуют различные симбиотические взаимоотношения, приносящие пользу взаимодействующим организмам. К симбионтам высших растений относятся ризосферные и эпифитные микроорганизмы, клубеньковые бактерии, грибы-микоризообразователи. 
          Ежегодно в мировом хозяйстве при хранении теряют 1–2 % сухих веществ зерна в результате активной жизнедеятельности его микрофлоры, главным образом бактерий и плесневых грибов. Потери массы сопровождаются и огромными потерями качества. Наибольшее воздействие микроорганизмов наблюдают в зонах с повышенной влажностью, когда убираемый урожай представляет благоприятную среду для развития сапрофитной (в том числе и эпифитной) микрофлоры.

Таким образом, на основании проведенных нами исследований мы делаем следующие выводы:

1. Самая высокая энергия прорастания и всхожести была отмечена у овса, а самую низкую имел ячмень. Полученные данные свидетельствуют, что имеющаяся микрофлора в зерновых культурах приведет к изменению качества  и количества урожайности.
2. При проведении исследования  в каждом образце зерна было обнаружено присутствие нескольких видов микроорганизмов. Меньше всего микроорганизмов имеется на овсе, а наибольшее количество присутствует на зерне ячменя. В анализируемых пробах были обнаружены следующие микроорганизмы: Fusarium, Aspergillus, Penicillum, Mycor, Aсromonium. Данные виды являются грибами, из чего можно сделать вывод, что зерно хранилось при повышенной влажности.
3. Наименьшая фитотоксичностью обладает эпифитная микрофлора зерна овса, что дало положительный результат на рост корней и проростков кукурузы. Самая высокая фитотоксичность отмечена у эпифитной микрофлоры зерна ячменя, что привело к незначительному увеличению корней и проростков кукурузы.

Полученные данные свидетельствуют, что имеющаяся поверхностная микрофлора плодов зерновых культур приведет к изменению качества  и количества урожайности.

Преобладающие виды грибов являются токсинообразующими, что отрицательно скажется не только на урожае в целом, но и на животных и человеке.

 

 

 

    

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Барсуков, С. С, Растениеводство: Методические указания к лабораторным  и практическим занятиям – МГУ им. А. А. Кулешова, 2002. – 124 с.
2. Бабьева И. П. Биология дрожжей / И. П Бабьева., И. Ю. Чернов. – М.: Товарищество научных изданий КМК, 2004.
3. Биологические основы сельского хозяйства: учеб. для студ. пед. вузов/ Ващенко И.М., Лошаков В.Г. и др.; Под ред. Ващенко И. М. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 544с.
4. Влияние сельскохозяйственной культурыиэколого–географической зоны произрастания на состав эпифитной микрофлоры зерна / Демченко Е.В., Вершинина Е.В., Петрова А.Е. // Успехи современного естествознания. – 2004. – № 7 – С.95–96 
5. Гарибова Л.В. Грибы / Л.В. Гарибова, И.И. Сидорова – М.: «Просвещение», 1997. – 352с.
6. Гельцер Ф.Ю. Симбиоз с микроорганизмами – основа жизни растений. – М.: Изд-во МСХА, 1990. – 120 с.
7. Ежов Г.И. Руководство к практическим занятиям по сельскохозяйственной микробиологии: Учеб. пособие для студ. агрономич. специальностей высших сельскохозяйственных учеб. заведений. – М.: Высшая школа, 1981. – 271.
8. Жизнь растений. В 6–ти томах. Гл ред. чл–кор. АН СССР, проф. А.А. Фёдоров. Т.1. Введение. Бактерии и актиномицеты. Под ред. Н.А. Красильникова, А.А. Уранова. – М.: «Просвещение», 1974. – 487с.
9. Лысак В. В. Важнейшие группы микроорганизмов: пособие / В. В. Лысак, О. В. Фомина. –Минск: БГУ, 2012. – 92с.
10. Лукомская К.А. Микробиология с основами вирусологии: Учеб. пособие для студ. пед. ин-тов по биол. и хим. спец. – М.: Просвещение, 1987. – 288с.
11. Ковалев Н. А. Мир микроорганизмов в биосфере / Н. А. Ковалев, П. А. Красочко, В. Ф. Литвинов. –Минск: Беларуская навука, 2014. –531с.
12. Поворова, О.В. Микробиология: лабораторный практикум / О. В. Поворова // Микробиология: лабораторный практикум. – Могилев: УО «МГУ им. А.А. Кулешова», 2007. – 154 с.
13. Трисвятский, Л. А. Микроорганизмы зерна и муки : учебное пособие для втузов / Л. А. Трисвятский. — Москва: Заготиздат, 1941. — 176 с.
14. Шапиро В.А. Русское возрождение. – М.: Агроконсалт, 2001. – 88с.
15. Юкиш, А.Е. Обработка и хранение зерна / Перевод с нем. А. М. Мазурицкого /  под ред. и с предисловием А.Е.Юкиш // Обработка и хранение зерна. – Москва: Агропромиздат, 1985. – 320 с.
16. Якушкина Н. И. Физиология растений: Учеб. пособие для студ. биол. спец. пед. ин-тов. – М.: Просвещение, 1980. – 304 с.
17. Аграрный бизнес. Сельскохозяйственное производство // Микрофлора зерна и ее изменения при хранении [Электронный ресурс]. – 2009–2014. Режим доступа: http://biagroferm.ru/new/mikroflora–zerna–i–ee–izmenenie–pri–hr. – Дата доступа : 16.03.2015.
18. Библиофонд. Электронная библиотека студента // Взаимодействие микроорганизмов с высшими растениями [Электронный ресурс]. – 2003-2014. Режим доступа:    http://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=433201. – Дата доступа  : 26.02.2015.     
19. Образовательная публичная библиотека// Эпифитная микрофлора растений [Электронный ресурс]. – 2014. Режим доступа: http://www.fumigaciya.ru. – Дата доступа : 22.04.2015.
20. Сельскохозяйственный и фермерский бизнес// Жизнедеятельность микроорганизмов [Электронный ресурс]. – 2012. Режим доступа: http://www.landwirt.ru/x/122–2009–03–04–16–58–36. – Дата доступа : 03.03.2015.
21. Sadxaka. Все о зерне. Технологии хранения и переработки // Классификация и характеристика микрофлоры (часть 1) [Электронный ресурс]. – 2012. Режим доступа : http://girls4gilrs.ru/zernosushenie/1186–klassifikaciya–i–harakteristika–  mikroflory–chast–1.html. – Дата доступа : 26.02.2015.
22. АГРОПОРТАЛ – ВСЕ ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТОВ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА // Эпифитные микроорганизмы растений и хранение урожая [Электронный ресурс]. – 2013. – Режим доступа : http://agroinf.com/mikrobiologiya/vzaimootnosheniya–mikroorganizmov–i–rasteniy/epifitnye–mikroorganizmy–rastenij–i–xranenie–urozhaya.html. – Дата доступа : 03.03.2015.