Микрофлора поверхности листьев хорошо изучена, но её характеристики настолько изменчивы под влиянием различных факторов, что изучение остается актуальным постоянно. Она оказывает влияние на рост и развитие растений, а также существенно влияет на урожайность растений, так как находится в теснейшем контакте с растением в течение всего вегетационного периода.
К настоящему времени доказано положительное влияние многих корневых и почвенных микроорганизмов. В полной мере не изучены многие стороны взаимоотношений эпифитных микроорганизмов с растениями.
Целью исследования является изучение видов микроорганизмов, встречающихся на здоровых растениях семейства Тыквенные на примере кабачка обыкновенного (Cucurbita pero var. gipomontina) и семейства Зонтичные на примере моркови обыкновенной (Daucus carota).
Типичные эпифиты существуют на здоровых растениях как олиготрофы, за счет незначительных количеств питательных веществ, постоянно выделяющихся на поверхность органов растений, – продуктов экзосмоса. Из-за нехватки питательных веществ они могут находиться в неактивном состоянии. Эпифитные микроорганизмы имеют устойчивость к фитонцидам, могут переносить колебания влажности, температуры. Известно, что многие эпифиты вырабатывают биологически активные вещества и существенно влияют на продуктивность растений [4]. Бактерии рода Pseudomonas, обитающие на поверхности филлосферы многих овощных культур, способны синтезировать стимуляторы роста растений, такие как ауксин, гиберилин, цитотоксин. Некоторые бактерии известны как продуценты витаминов. Примером могут служить молочнокислые бактерии – распространенные эпифиты, синтезирующие витамины группы В. Эпифиты обладают антагонистическими свойствами к ряду фитопатогенных грибов и бактерий благодаря синтезу антибиотиков. Например, Ervinia herbikola – часто встречаемая бактерия в составе эпифитной микрофлоры, является антогонистом возбудителя мягкой гнили овощей [1].
В соответствии с поставленной задачей мы исследовали нормальную микрофлору здоровых растений семейства Тыквенные (Cucurbitaceae) и семейства Cельдерейные (Umbelliferae). При подборе растений нами учитывались их отдаленное систематическое положение и некоторые морфологические признаки, оказывающие влияние на формирование эпифитной микрофлоры растений. Проанализировали динамику, количественный и качественный состав микроорганизмов исследуемых растений.
Для выделения и определения численности эпифитных микроорганизмов использовали метод смыва. При изучении состава микрофлоры применялись среды: КМАи ФАнМ и БГКП.
Идентификация культур проводилась по определителям бактерий и актиномицетов Красильникова и Берджи [2, 5].
Количественная характеристика микрофлоры представлена в табл. 1.
Из представленных данных видно, что в эксперименте, который был поставлен 16 сентября 2014 г., численность бактерий, выросших на питательных средах, существенно больше, чем в анализе 17 октября 2015 г. Это связано, по-видимому, с погодными условиями, влияющими на общую обсемененность микроорганизмами, а также снижением активности растений.
До 80 % общего количества эпифитов составляют клетки Erwinia herbicola (Pseudomonas herbicola). Эта неспорообразующая бактерия на мясопептонном агаре образует золотисто-желтые колонии.
По видовому составу среди бактерий-эпифитов наземных высших растений распространены такие традиционные представители бактерий-космополитов, как Pseudomomas fluorescens, Ps.furbicola aurum, Ps.putida, Pantoea agglomerans, Arthrobacter flavescens, A.album, Lactobacillus plantarum, Васillus subtilis, В.megaterium, Klebsiella rosea.
Выявленные бактерии из группы БГКП представлены Microccocus sp.
Из всех колоний грибов, выросших на чашках Петри, мы определили принадлежность к родам Penicillium и Cladosporium.
Статистическая обработка цифровых данных проводилась разностным методом с оценкой вероятности с помощью критерия Стьюдента, результаты представлены в табл. 2–4 [3].
Таблица 1
Количественная характеристика эпифитной микрофлоры (КОЕ\см2)
|
Группа |
Кабачок |
Морковь |
||||
|
104 |
105 |
106 |
104 |
105 |
106 |
|
|
16 сентября 2014 |
||||||
|
КМАи ФАнМ |
58,43 |
67,07 |
83,82 |
53,18 |
44,03 |
62,66 |
|
БГКП |
51,73 |
35,33 |
86,77 |
42,0 |
55,21 |
68,08 |
|
17 октября 2015 |
||||||
|
КМАи ФАнМ |
25,52 |
10,87 |
17,66 |
122,62 |
124,33 |
82,65 |
|
БГКП |
2,32 |
0,96 |
3,0 |
0,33 |
15,24 |
4,06 |
|
Мицелиальные грибы |
1 |
2 |
3 |
4 |
2 |
1 |
Таблица 2
Численность бактерий (КМАиФАнМ), 16. 09. 2014 (КОЕ на чашку Петри)
|
Повторения |
Кабачок |
Морковь |
d |
d–dср |
(d–dср)2 |
|
1 |
316 |
82 |
234 |
9,67 |
93,51 |
|
2 |
284 |
44 |
240 |
15,67 |
245,55 |
|
3 |
258 |
59 |
199 |
– 25,33 |
641,61 |
|
Среднее |
286 |
61,66 |
224,33 |
0,01 |
980,67 |
; Sd (1 – 2) = 12,78
T(1-2) = (x2ср – x1ср)/Sd(1-2); T(1-2) = (286 – 61,66)/12,78 = 17,55; v = (3–1) + (3 – 1) = 4,
при уровне значимости p = 0,001, Тst = 8,61, т.е. T(1-2) > Тst, следовательно различия считаются достоверными.
Таблица 3
Численность бактерий (БГКП), 16. 09. 2014 (КОЕ на чашку Петри)
|
Повторения |
Кабачок |
Морковь |
d |
d–dср |
(d–dср)2 |
|
1 |
154 |
85 |
69 |
– 162,66 |
26458,28 |
|
2 |
358 |
22 |
336 |
104,34 |
10886,83 |
|
3 |
384 |
94 |
290 |
58,34 |
3403,55 |
|
Среднее |
298,67 |
67 |
231,66 |
0,02 |
40748,66 |
Sd(1-2) = 82.41
T(1-2) = 2.81, Тst = 2,78; v = 4, при уровне значимости p = 0,001, T(1-2) > Тst, следовательно различия достоверны.
Таблица 4
Численность бактерий (КМАиФАнМ), 17. 10. 2015 (КОЕ на чашку Петри)
|
Кабачок |
Морковь |
d |
d–dср |
(d–dср)2 |
|
|
1 |
46 |
28 |
18 |
–18,33 |
334,89 |
|
2 |
74 |
27 |
47 |
10,67 |
113,84 |
|
3 |
62 |
18 |
44 |
7,67 |
58,82 |
|
Среднее |
60,66 |
24,33 |
36,33 |
0,01 |
507,55 |
Sd(1-2) = 9,19
T(1-2) = 3,95, Тst = 2,78; v = 4, при уровне значимости p = 0,001, T(1-2) > Тst, следовательно, выявленные различия являются достоверными.
Таблица 5
Численность бактерий (БГКП), 17. 10. 2015 (КОЕ на чашку Петри)
|
Повторность |
Кабачок |
Морковь |
d |
d–dср |
(d–dср)2 |
|
1 |
23 |
18 |
18 |
9,67 |
93,5 |
|
2 |
8 |
7 |
1 |
–7,33 |
53,72 |
|
3 |
6 |
6 |
6 |
–2,33 |
5,42 |
|
Среднее |
12,33 |
4 |
8,33 |
0,003 |
141,79 |
Sd(1-2) = 4,86
T(1-2) = (x2-x1)/Sd(1-2) = 11,5, Тst = 2,78; T(1-2) > Тst, v = 4, при уровне значимости p = 0,001, из этого следует, что различия достоверны.
В результате исследования было установлено, что количество микроорганизмов в филлосфере растений значительно меняется в течение вегетационного периода по датам развития растений, а также зависит от вида растений. Качественный состав бактерий, превалирующих на поверхности растений, в течение вегетационного периода изменяется мало. Отличия у разных растений в различные периоды обнаруживаются главным образом в количественном соотношении между отдельными группами микроорганизмов, а не в их качественном составе.
Выявленные микроорганизмы в основном представлены (80 % общего количества эпифитов) Erwinia herbicola, Pseudomonas sp., Microccocus sp.. Состав микофлоры представлен двумя родами Penicillium и Cladosporium.