Действие на вредные организмы

Bacillus subtilis считается мощным инструментом биоконтроля, как обладающая супрессивными качествами по отношению к широкому кругу фитопатогенов. Эти качества возникают благодаря способности к продуцированию вторичных метаболитов различной химической природы: циклических липоцептидов, полипептидов, белков, непептидных соединений^[14].

Механизм действия

Механизм действия штаммов данной группы описан как конкуренция, микопаразитизм, антибиоз, разрушение мембран фунгицидными липопептидами, литическими ферментами, индуцирование защитных механизмов растений^[18].

Бактерии Bacillus subtilis получили широкое распространение в окружающей среде благодаря свойству многих штаммов формировать биопленку на поверхности корневой системы растений. Циклический липопептид суфрактин, содержащий карбоксильную кислоту и семь аминокислот, и его аналоги (пумилаципдин, бацирцин и лихенизин) являются наиболее активными, из известных соединений, стимуляторами формирования биопленки. Структура суфрактина характеризуется присутствием гептапептида, соединенного с жирной β-гидроксикислотой через лактоновую связь. Его способность стимулировать образование биопленки частично объясняется его действием как активатора мембраночувствительной гистидинкиназы^[14].

Биопленка Bacillus subtilis способствует быстрой колонизации корней и повышает локальную концентрацию антибиотиков. Одновременно ее образование способствует повышению антимикробной устойчивости растений^[14].

Химический состав соединений, продуцируемых штаммами бактерии Bacillus subtilis определяется ее генетическими особенностями и физико-химическими условиями окружающей среды. Чаще всего фиксируется выделение следующих соединений:

• циклический липопептид сурфактин – характеризуется антибактериальной, антивирусной, антигрибной активностью, антимикоплазменной, инсектицидной, гербицидной активностью, стимулирует устойчивость к проникновению патогена, воз- действуя на защитный механизм растения, способствует снижению продукции микотоксинов микроорганизмами;
• итурины – близкие по строению циклические липогептапептиды микосубти- лин, итурин и бацилломицин, обладают мощной антигрибной и гемолитической, но ограниченной антибактериальной активностью, антигрибной эффект проявляется при взаимодействии с цитоплазматической мембраной клеток, при этом формируются ионопроницаемые поры;
• ризоктицин (пиптидный метаболит) – способствует проникновению в микробную клетку и ингибирует синтез белка;
• лантибиотики – позволяют осуществить синтез пептидогликана, что способствует формированию пор в цитоплазматической мембране;
• поликетоны – проявляют антимикробную активность благодаря своей способности собирать многофункциональные полипептиды в большие пестицидные комплексы;
• бацилизоцин (фосфолипидный антибиотик) – вырабатывается непосредственно после прекращения роста и перед формированием термостабильных бактериальных спор, проявляет фунгицидную активность против некоторых фитопатогенных грибов;
• гиббереллины и гиббериллиноподобные вещества – стимуляция роста растений^[14].

Бактерии Bacillus subtilis являются наиболее продуктивными представителями рода Bacillus по синтезу антибиотиков, на сегодняшний день установлен синтез более семидесяти соединений^[4].

Кроме того, в ходе многочисленных исследований установлено, что бактерии Bacillus subtilis способны продуцировать различные гидролитические ферменты, благодаря которым происходит лизис клеточной стенки фитопатогенного гриба^[14]. Известны штаммы Bacillus subtilis, которые синтезируют полиеновые антибиотики с сопряженными двойными связями, например, гексаены, и ингибируют рост фитопатогенных грибов. Белки, липопептиды, полисахариды и другие соединения, ассоциированные с клеточной стенкой Bacillus subtilis, могут выступать в качестве элиситоров^[14].

История

Bacillus subtilis – наиболее изученная и широко используемая человеком бактерия. Она была открыта в 1835 году немецким бактериологом Христианом Готфридом Эренбергом. Первоначально называлась – Vibrio subtilis^[4][10].

Современное название бактерия получила в 1872 году по инициативе немецкого микробиолога Фердинана Кона^[10].

Интересно, что согласно теории, направленной пастермии Френсиса Крика и Лесли Орджелома, предложеной ими в 1973 году, бактерия Bacillus subtilis, благодаря необыкновенно живучим бактериальным спорам, может выполнять функцию «семян жизни». Споры бактериальные этого вида можно отправлять к другим планетам с полной уверенностью, что микроорганизмы приживутся в новом доме и дадут толчок к развитию новых видов, вплоть до разумных^[4].

Коллекция штаммов данной бактерии постоянно пополняется за счет новых разработок как российских, так и зарубежных ученых. Данные разработки активно используются в практике растениеводства по всему миру^[4][14].