Trichoderma туысына жататын саңырауқұлақтардың биологиялық ерекшеліктері және оларды ауыл шаруашылығы практикасында қолдану

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ АУЫЛ ШАРУАШЫЛЫҒЫ МИНИСТРЛІГІ

С.СЕЙФУЛЛИН АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ АГРОТЕХНИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

 

 

ӘОК 633.11:632.4+632.952                    Қолжазба құқығында

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БЕКІШЕВ НҰРДӘУЛЕТ  ШІЛДЕБАЙҰЛЫ

 

 

Trichoderma туысына жататын саңырауқұлақтардың биологиялық ерекшеліктері және оларды ауыл шаруашылығы практикасында қолдану

 

 

 

 

 

 

03.00.07 – Микробиология

 

Биология ғылымдарының кандидаты ғылыми дәрежесін алу  үшін дайындалған диссертацияның

 

Авторефераты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қазақстан Республикасы

Астана, 2009

Жұмыс С. Сейфуллин атындағы Қазақ агротехникалық университетінің  агрономия факультетінің топырақтану  және агрохимия кафедрасында орындалды.

 

 

 

Ғылыми жетекші:                                    Биология ғылымдарының 

                                                                   докторы Науанова А. П.

 

 

Ресми оппонеттер:                                   Биология ғылымдарының 

                                                                   докторы Дюскалиева Г.У.

 

                                                                   Биология ғылымдарының 

                                                                   кандидаты Абдиева К.М.

 

 

 

Жетекші ұйым:                                         әл-Фараби атындағы Қазақ    

                                                                   Ұлттық университеті

 

 

 

 

Қорғау 2009 жылдың « 16 » мамырында сағат 13.00-де ҚР БҒМ «Ұлттық биотехнология орталығы» жанындағы Д 53.47.05 диссертациялық кеңесінің мәжілісінде өтеді. Мекен-жайы: 010000, Астана қаласы, Ш. Уалиханов көшесі 43.

 

Диссертациямен ҚР БҒМ «Ұлттық биотехнология орталығы» кітапханасында танысуға болады.

 

 

 

 

 

Автореферат 2009 жылдың « ____» сәуірінде таратылды

 

 

 

 

Диссертациялық кеңестің

ғылыми хатшысы медицина

ғылымдарының докторы, профессор                             Ермекбаева Б.А.                   

 

КІРІСПЕ

 

Жұмыстың  жалпы  сипаттамасы. Қарастырылып отырған жұмыс Қазақстанның әртүрлі типті   топырақтарында  таралған Trichoderma  туысына жататын сапрофитті микромицеттердің биологиясы мен оларды астық дақылдарының өсіру технологиясында қолдану мақсаттарына  арналған.  

 

Диссертациялық  жұмыстың өзектілігі. Топырақ микроорганизмдері түрі мен сыртқы ортаның ерекшеліктеріне байланысты өсімдіктерге тікелей әсер көрсетеді. Олардың бір тобы токсиндер бөле отырып, өсімдіктердің өсуі мен дамуын тежесе, келесі топ болса биотикалық белсенді заттарды бөлу арқылы өсу мен дамуды үдетеді. Жер шарындағы биологиялық жүйелердің ең басты құрылымдық және функционалдық құраушыларының бірі микромицеттер қауымдастығы болып табылады. Топырақ микобиотасын құрайтын микромицеттерге Trichoderma  туысы саңырауқұлақтары жатады.  Қазақстанда, алыс және жақын шетелдерде жүргізілген зерттеулер нәтижелерін ескеретін болсақ, бұл микромицеттер ауыл шаруашылығы дақылдарының өте зиянды, улы, патогенді аурулары қатарына жататын септориоз, альтернариоз, фузариоз, гельминтоспориоз қоздырғыштарының табиғи антагонистері болып саналады [Шигаева М.Х., Тулемисова К.А., 1981; Сейкетов Г. Ш., 1982; Gold M.V., 1999; Завалин А.А., 2005; Чеботарь В.К. және т.б., 2007]. 

Топырақ патогендерімен күресудің ең тиімді және болашағы зор тәсілі өсімдік қорғаудың биологиялық әдісі - бұл топырақта патогендердің белсенділігі мен өміршеңдігін төмендететін жағдай жасау. Қазіргі таңда тамыр жүйесі ауруларының қоздырғыштарымен күресудің оңтайлы әдісі топырақты антагонист микробтармен байыту. Триходермальды антагонист-саңырауқұлақтар астық дақылдарының ризосфераларына бейімделген микромицеттер санатына жататындықтан, оларды тамыр аймағы топырағында таралған фитопатогендермен күресу үшін биопрепараттар дайындауда қолдану аса ұтымды.   Әдебиет көздеріне жүгінсек аборигенді антагонист-штамдардың негізінде дайындалған биопрепараттардың тиімділігі жоғары болатыны мәлім [Сейкетов Г. Ш., 1982]. Сол себепті астық дақылдарын саңырауқұлақ ауруларынан қорғау мақсатында биопрепараттар дайындау үшін жергілікті микроорганизмдерді пайдалану қажет. Осыған орай Солтүстік Қазақстан жағдайында  карбонатты оңтүстік қара топырақтарында кездесетін Trichoderma  саңырауқұлақтарының таралуын, биологиялық ерекшеліктерін зерттеу, фузариозды-гельминтоспориоздық тамыр шірігі ауруларының дамуын шектейтін биопрепараттар дайындауға арналған жаңа белсенді штамдарды таңдап алу жұмыстарын жүргізу қажеттілігі туындап отыр.

 

Диссертациялық жұмыстың мақсаты. Солтүстік Қазақстан жағдайында Тrichoderma туысына жататын саңырауқұлақтардың биологиялық ерекшеліктерін зерттеу, астық дақылдарының тамыр шірігі қоздырғыштарының таралуын шектейтін және астық өнімін жоғарылататын биопрепараттар дайындау үшін тиімді штамдарды  іріктеп алу.

 

 

Диссертациялық  жұмыстың негізгі міндеттері:

1. Солтүстік Қазақстан топырақтарынан Trichoderma туысына жататын саңырауқұлақтарды бөліп алу, идентификациялау;
2. Trichoderma туысы саңырауқұлақтарының биологиялық ерекшеліктерін: физиолого-биохимиялық қасиеттерін және морфогенезін зерттеу;
3. Trichoderma саңырауқұлақтарының фузариоз, альтернариоз, гельминтоспориоз ауруларының қоздырғыштарына қатысты антагонистік қасиеттерін және астық дақылдары өскіндерінің өсуі мен дамуына әсерін зерттеу;
4. Триходермин-NIB препаратын дайындау үшін тиімді субстраттарды анықтау   және препарат алу сұлбасын жасау;
5. Далалық тәжірибелерде триходермальдық саңырауқұлақтар штамдарының астық дақылдарының сорттарының тамыр шірігі ауруларына қарсы биологиялық  тиімділігін және өнімділігіне әсерін анықтау;
6. Өндірістік жағдайда биопрепараттардың зертханалық үлгілерінің  бидай дәнінің технологиялық қасиеттеріне, өнімділігіне, егістіктегі тамыр шірігі ауруының таралуына әсерін зерттеу.

 

Ғылыми жаңалығы.

Алғаш рет Солтүстік Қазақстан жағдайында Trichoderma туысына жататын саңырауқұлақтардың агрофитоценозда таралу ерекшеліктері анықталды. Астық дақылдарының ризосфера топырағынан микологиялық талдау нәтижесінде бөліп алынған триходермальдық саңырауқұлақтардың культуралды-морфологиялық, физиологиялық және биохимиялық қасиеттері мен морфогенезінің барлық сатылары жан-жақты зерттелді.

Trichoderma туысына жататын саңырауқұлақтардың зертханалық жағдайда мол биомасса түзуі үшін азот қышқылды натрий, азот қышқылды барий, азот қышқылды калий, азот қышқылды магний, ең оңтайлы көміртегі көзі ретінде арабиноза, рамноза, глюкоза, лактоза, маннит қосылған қоректік орталар екені анықталды. Ал көмірқышқылды аммоний және азот қышқылды кобальт триходермалық саңырауқұлақтардың өсуі мен дамуын тежейді.

 In vitro жағдайында Т.350, Т.115, Т.134 және 124 штамдары астық дақылдарының фузариоз, альтернариоз және гельминтоспориоз аурулары қоздырғыштарының колонияларын 5-7 тәулік ішінде лизиске ұшырата алады. Сонымен қатар Trichoderma саңырауқұлақтарының белсенді штамдарының метаболиттері астық дақылдарының өскіндерінің өсуін орта есеппен 130-145% - ға дейін жеделдетеді, яғни өскіннің өсіп-өнуіне физиологиялық тұрғыдан жағымды әсер етеді.

  Алғаш рет Trichoderma саңырауқұлақтарының негізінде биопрепарат дайындау мақсатында   цеолит, күкірт цеолиті, сабан, ағаш ұнтағы, арпа дәндері сияқты субстраттардың пайдалану белсенділігі анықталды.

 Солтүстік Қазақстан жағдайында астық дақылдарын өсіру технологиясында антагонистік белсенділігі жоғары Tr. album түріне жататын Т.115, Т.340, Т.350 және Tr. lignorum Т.124, Т.134 штамдарын астық дақылдарының тамыр шірігі ауруларының қоздырғыштарынан қорғауда пайдалану мүмкіндігі  өндірістік тәжірибелер барысында дәлелденді.

 

Жұмыстың практикалық құндылығы.

Бөліп алынған Trichoderma туысына жататын саңырауқұлақтардың жаңа штамдары  Республикалық микроорганизмдер коллекциясын толықтыруға септігін тигізді. Антагонистік белсенділігі жоғары 5 штамм Республикалық микроорганизмдер коллекциясына сақтауға тапсырылды.

Trichoderma метаболиттерін қолдану астық дақылдарының құрылымдық және технологиялық қасиеттерін жақсартуға, бидай егісінен ылғал мол жылдары 4,71 ц/га, құрғақшылық жылдары 0,7-1,8 ц/га үстеме өнім алу мүмкіндігі анықталды.

Tr. album штамдарының негізінде триходермин NIB биопрепаратын дайындау регламенті ұсынылды.

Атқарылған ғылыми жұмыстар негізінде триходермин NIB препаратын дайындау жайлы әдістемелік нұсқаулар жарық көрді. Сонымен қатар алынған нәтижелер С.Сейфуллин атындағы Қазақ агротехникалық университетінің микробиология пәнінен дәрістік және зертханалық сабақтарында қолданылады.

Қорғауға ұсынылатын негізгі мәселелер:

1. Солтүстік Қазақстан топырақтарында Trichoderma туысына жататын антагонист-саңырауқұлақтардың таралуы зерттеліп, жаңа штамдар бөліп алынды.
2. Антагонист-саңырауқұлақтар штамдарын өсіруге қолайлы түрлі қорек көздері мен субстраттар зерттелді.
3. Trichoderma штамдарының культуралды-морфологиялық, ферментативтік және антагонистік қасиеттерін зерттеу барысында белсенділігі жоғары  штамдар іріктелді.
4. Зертханалық және танаптық жағдайда жүргізілген сынақтарда, Trichoderma штамдарының астық дақылдарын тамыр шірігі ауруларына қарсы және астық өнімін жоғарылату тиімділігі дәлелденіп көрсетілді.

Жұмыс тақырыбының  ғылыми-зерттеу жобаларымен байланысы. Жұмыс Қазақстан Республикасы Ауыл шаруашылығы министрлігінің 2006-2008 жылдарға арналған №0106РК01253 «Солтүстік Қазақстан жағдайында астық дақылдарын тамыр шірігі ауруынан қорғаудың биологиялық тәсілдерін жақсарту» және Білім және ғылым министрлігінің №0106РК0034 «Солтүстік Қазақстан топырағының құнарлығын және ауыл шаруашылығы дақылдарының өнімін арттыру үшін аса тиімді антагонист-саңырауқұлақтарды, миколитикалық және азот сіңіруші бактерияларды пайдалану» тақырыбындағы ғылыми жобалардың фрагменті болып саналады.

Зерттеу нәтижелерінің  сыннан өтуі. Зерттеу нәтижелері жыл сайын (2005-2008 ж.ж.) С. Сейфуллин атындағы ҚАТУ-нің кафедра, факультет және университеттің ғылыми кеңесінің отырыстарында талқыланып, мақұлданып отырылды. Диссертациялық жұмыс материалдары С. Сейфуллин атындағы ҚАТУ-нің 50 жылдығына арналған (Астана, 2007), «Қазіргі заманғы топырақ қорғау егіншілігінің мәселелері және далалы аймақтарда астық шаруашылығының тұрақтылығын арттыру жолдары» (Шортанды, 2006), «Өсімдік қорғау және карантиннің өзекті мәселелері» (Алматы, 2006), «С.Аманжолов оқулары-2007» (Өскемен), «Бәсекеге қабілетті мамандар дайындауда жаратылыстану ғылымдарының рөлі» (Атырау, 2007), көрнекті ғалым-микробиолог, Қазақстандағы биология ғылымдарының дамуына зор үлес қосқан ҰҒА және РАША академигі биология ғылымдарының докторы, профессор К.А.Төлемісованы еске алуға арналған «Қазіргі микробиологияның өзекті мәселелері» (Алматы, 2007), ҚР БҒМ ҰБО биологиялық қауіпсіздік мәселелері ғылыми-зерттеу институтының 50 жылдығына арналған «Қазақстандағы биотехнология: инновациялық дамудың мәселелері мен болашағы» (Алматы) халықаралық ғылыми –тәжірибелік конференцияларында баяндалды.

Диссертация материалдары бойынша 12 жұмыс жарияланды, оның ішінде 3 ғылыми мақала Білім және ғылым саласындағы қадағалау және аттестаттау комитеті бекіткен басылымдарда  жарық көрді.

Диссертацияның  құрылымы мен көлемі. Диссертациялық жұмыс қазақ тілінде жазылған, 113 беттік мәтіннен тұрады: кіріспеден, әдебиетке шолудан, зерттеу нысандары мен әдістерінен, зерттеу нәтижелерінен, қорытындыдан және пайдаланылған әдебиеттер тізімінен құралған. Пайдаланылған әдебиеттер тізімінде 196 әдебиет түрі қамтылған. Жұмыс 22 кестемен және 20 суретпен безендірілген.

 

1.ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ

 

1.1 Trichoderma туысына жататын саңырауқұлақтардың систематикасы

Trichoderma туысына жататын саңырауқұлақтардың зерттеу тарихы және систематикасы жайлы мәліметтер берілген.

 

1.2 Trichoderma туысының биологиялық ерекшеліктері

Trichoderma туысына жататын саңырауқұлақтардың таралу ерекшеліктері мен өсіру жағдайлары жайындағы деректер жазылған.

 

1.3 Астық дақылдарының  тамыр шірігі ауруларының этиологиясы

Alternaria, Fusarium және Bipolaris туысына жататын саңырауқұлақтар тудыратын астық дақылдарында кең таралған тамыр шірігі ауруларының жалпы сипаттамалары жайлы айтылған.

 

1.4 Микроб текті препараттарды ауыл шаруашылығы дақылдарын әртүрлі аурулардан қорғауда қолдану

Бірқатар микроорганизмдердің негізінде дайындалған биопрепараттардың ауыл шаруашылығы дақылдарының ауруларына қарсы қолдануда алынған мәліметтер берілген. 

   2. ЗЕРТТЕУ НЫСАНДАРЫ МЕН ӘДІСТЕРІ

2.1 Зерттеу нысандары

 

Зерттеу нысандары ретінде Trichoderma туысына жататын саңырауқұлақ штамдары және тамыр шірігі ауруларының қоздырғыштары Fusarium, Alternaria, Bipolaris туыстарына жататын штамдар, астық дақылдарының Дамсинская 90 қатты бидай сорты,  Целинная Юбилейная жұмсақ бидай сорты, Целинный арпа сорты, Астана жаздық жұмсақ бидай сорты, түрлі алғы дақылдар алынды.

 

2.2  Қоректік  орталар

Зерттеу жұмыстарында қолданылған  қоректік орталардың құрамы берілген.

 

2.3  Зерттеу әдістері

Тәжірибелер 2006-2008 жылдар аралығында, зертханалық және танаптық жағдайларда  С. Сейфуллин атындағы Қазақ агротехникалық университетінің  микробиология зертханасында  және А.И. Бараев атындағы астық шаруашылығы ғылыми-өндірістік орталығында жүргізілді.

Trichoderma туысына жататын саңырауқұлақтар ауыл шаруашылығы дақылдарының ризосфера топырағын сұйылту арқылы бөлініп алынды. Зақымданған өсімдік бөліктері және тұқымдардың микологиялық сараптамасы жүргізілді [М.К.Хохряков, 1953; Н.А.Наумова, 1960]. Саңырауқұлақтардың түр құрамы анықталды [В. И. Билай, 1977; М. А. Литвинов, 1967; В.И.Билай, З.А.Курбацкая, 1990; Б.А.Хасанов, Б.Д.Ермекова, 1991].

Trichoderma туысына жататын саңырауқұлақтардың Tr. lignorum түрінің №124, №134 және Tr. album түрінің №115, №340, №350 штамдарының морфогенезі модификацияланған слайд культуралар әдісімен зерттелді.