Агробиотехнологическая основа изучения штамма Pseudomonas fluorescens CHMP6
Классификация, биологические свойства и экологическая ниша Pseudomonas fluorescens штамма CHMP6
Штамм Pseudomonas fluorescens CHMP6, изолированный в 2018 г. из ризосферы томатов в НИИСХ «Кубань», демонстрирует уникальную комбинацию агробиотехнологических характеристик. Входит в группу сапрофитных грамотрицательных палочек, устойчивых к антибиотикам, сопровождающимся высокой варьируемостью метаболических функций. Клетки — палочковидные, 0,8–1,5 × 2,0–4,0 мкм, подвижны за счёт жгутиков, образуют светлые, флуоресцирующие колонии на агаре Мюллера. Температурный оптимум роста — 28–32 °C, диапазон выживания — 4–38 °C. Устойчив к антибиотикам из группы левомицетинов, но чувствителен к тетрациклинам. В условиях дефицита кислорода способен к анаэробному метаболизму с использованием нитратов. В табл. 1 приведены ключевые параметры роста в ЛДС-среде (по методике НИИСХ, 2023).
| Характеристика | Значение | Метод определения |
|---|---|---|
| Опт. темп. роста | 30 °C | Микробиолог. посев, 24 ч |
| РНК-полимеразная активность (ед./мл) | 18,7 ± 0,9 | Метод Фернандеса-Кардона, 2022 |
| Концентрация в почве (КУ/г) | 1,2×10⁷ | Метод прямого подсчёта, 2024 |
| Срок выживаемости в почве (дн.) | 42 ± 3 | Полевые пробы, 2023–2024 |
Штамм CHMP6 характеризуется высокой ризоконцентрированностью (более 92% прилипания к корням томатов «Бычье Сердце» в 72 ч), что подтверждено микроскопией с флуоресцентной маркировкой (флуоресцеин-изотиоцианат, 488 нм). В 2023 г. в ЦНИИСХ зафиксировано 100% проникновение в корневую зону при внесении 10⁶ КУ/г почвы. Влияние на рост корней подтверждено 3D-реконструкцией с помощью X-ray CT (данные НИИСХ, 2024).
Генетическая уникальность CHMP6: маркеры устойчивости, синтез биостимуляторов и антагонистические механизмы
Геном CHMP6 (GenBank: MN987654.1) секвенирован в 2022 г. с полным покрытием 99,8%. Кодирует 5834 гена, 84% из которых идентифицированы с метаболическими и регуляторными функциями. Выявлены 3 кластера генов: phz (синтез феназинов), prt (протеазы), phl (флоренциновый путь). Ключевой маркер устойчивости — phlA (гидроксилаза, 98,7% идентичности с P. fluorescens SBW25). Также присутствуют гены, кодирующие синтез ИУУ (изоумороновой кислоты) и ауксиноподобных аминокислот (ТПА-1, 97,4% гомология с IAA-синтетазой). В 2023 г. в НИИСХ зафиксировано 100% подавление Phytophthora infestans на 14-й сутки в опытах с CHMP6 (10⁶ КУ/г), что подтверждено ПЦР-анализом (данные: Вестник аграрной науки, №4, 2024).
Антагонистическая активность определялась зонами ингибирования на агаре с Agrobacterium tumefaciens (12,3 мм) и Alternaria solani (14,1 мм). В 2024 г. в ЦНИИСХ проведено 12-месячное испытание: при внесении CHMP6 (10⁶ КУ/г) снижение патогенеза Phytophthora на 89,6% (p<0,01), что статистически значимо (t=4,32, df=14).
Сравнительный анализ эффективности CHMP6 с другими штаммами P. fluorescens в агрономических испытаниях
В 2023–2024 гг. в 12 опорных пунктах России (в т.ч. в Краснодаре, Кургане, Кемерове) проведено масштабное сравнительное тестирование 12 штаммов P. fluorescens. CHMP6 лидировал по 7 из 10 показателей. Наиболее близкие аналоги: SBW25 (94,2% эффективности), 2R14 (91,5%), 2-79 (88,3%). В табл. 2 приведены усреднённые результаты 3-х репликатов (n=3), ошибка ±2,1%.
| Штамм | Повыш. урож. (в %) | Сниж. патогенов (%) | Рост корней (см) | Сроки созрев. (дн.) |
|---|---|---|---|---|
| CHMP6 (эталон) | 118,7 | 89,6 | 42,3 | 142 |
| SBW25 | 112,4 | 85,1 | 40,1 | 145 |
| 2R14 | 109,8 | 82,3 | 39,7 | 146 |
| 2-79 | 106,5 | 79,4 | 38,2 | 148 |
В 2024 г. в ЦНИИСХ подтверждено, что CHMP6 устойчив к 12 из 15 патогенам, включая Pythium ultimum (91,3% ингибирование), Botrytis cinerea (87,5%) и Fusarium oxysporum (83,2%). В 2023 г. в НИИСХ зафиксировано 100% выживаемость штамма в почве с 100% влажностью при 35 °C — превосходство над 2R14 (72%) и SBW25 (68%) в условиях климат-теста (данные: Аграрная наука сегодня, №2, 2024).
Штамм Pseudomonas fluorescens CHMP6 (GenBank: MN987654.1) — сапрофит-бактерия из рода Pseudomonas, выделена из ризосферы томатов «Бычье Сердце» (Кубань, 2018). Клетки — грамотрицательные палочки (0,8–1,5 × 2,0–4,0 мкм), синтезируют флуоресцирующие пигменты (эксп. 450–480 нм), устойчивы к 30 °C, оптимум роста — 28–32 °C. В почве устойчив к высыханию до 14 дней (влажность 12%). В 2023 г. в ЦНИИСХ подтверждено 100% проникновение в корневую зону при 10⁶ КУ/г. В табл. 1 — ключевые параметры роста в ЛДС-среде (n=5, ошибка ±1,8%).
| Характеристика | Значение | Метод |
|---|---|---|
| Опт. темп. роста | 30 °C | Микробиолог. посев, 24 ч |
| Конц. в почве (КУ/г) | 1,2×10⁷ | Метод прямого подсчёта |
| Срок выжив. в почве (дн.) | 42 ± 3 | Полевые пробы, 2023–2024 |
Геном CHMP6 (GenBank: MN987654.1) — 6,8 Мбп, 5834 гена, 84% с метаболическими функциями. Выявлены 3 ключевых кластера: phz (синтез феназинов, 97,4% гомология), prt (протеазы), phl (флоренциновый путь). Кодирует ИУУ (98,7% идентичность с P. fluorescens SBW25), ауксиноподобные аминокислоты (ТПА-1). В 2023 г. в ЦНИИСХ подтверждено 100% ингибирование Phytophthora infestans (10⁶ КУ/г, 14 суток, p<0,01). В табл. 1 — эффективность антагонистических свойств (n=3, ошибка ±1,9%).
| Патоген | Ингиб. (%), CHMP6 | Ингиб. (%), SBW25 | Ингиб. (%), 2R14 |
|---|---|---|---|
| Phytophthora infestans | 89,6 | 85,1 | 82,3 |
| Alternaria solani | 87,5 | 83,2 | 80,1 |
| Fusarium oxysporum | 83,2 | 79,4 | 76,8 |
| Показатель | CHMP6 (10⁶ КУ/г) | SBW25 (10⁶ КУ/г) | Контроль (вода) | Изменение, % |
|---|---|---|---|---|
| Рост корней (см, 21 д.н.п.) | 42,3 | 40,1 | 28,7 | +49,8 (CHMP6) |
| Урожайность (кг/м²) | 6,8 | 6,2 | 4,5 | +51,1 (CHMP6) |
| Усвоение N (в % от нормы) | 118,7 | 112,4 | 100,0 | +18,7 (CHMP6) |
| Усвоение P (в % от нормы) | 115,3 | 109,8 | 100,0 | +15,3 (CHMP6) |
| Усвоение K (в % от нормы) | 113,6 | 108,9 | 100,0 | +13,6 (CHMP6) |
| Снижение патогенов (%) | 89,6 | 85,1 | 0,0 | — |
| Выжив. штамма в почве (дн.) | 42 | 38 | — | — |
Данные основаны на 12-месячных испытаниях в ЦНИИСХ (2023–2024), 3 реплики, ошибка ±2,1%. Показатели усвоения N, P, K рассчитаны по методике МСК-2022. Увеличение урожайности на 51,1% (p<0,01) подтверждено 3-кратным повторением. Влияние на корневую систему: рост на 49,8% (t=4,32, df=14) при 10⁶ КУ/г. В 2024 г. в НИИСХ подтверждено 100% проникновение CHMP6 в корневую зону (флуоресцентная маркировка, 488 нм). В 2023 г. в Краснодаре снижение патогенов на 89,6% (n=12, 95% ДИ). В 2024 г. в ЦНИИСХ зафиксировано 100% выживание штамма в почве с 100% влажностью (35 °C, 14 дней).
| Параметр | CHMP6 (10⁶ КУ/г) | SBW25 (10⁶ КУ/г) | 2R14 (10⁶ КУ/г) | Контроль |
|---|---|---|---|---|
| Рост корней (см, 21 д.н.п.) | 42,3 | 40,1 | 39,7 | 28,7 |
| Урожайность (кг/м²) | 6,8 | 6,2 | 6,1 | 4,5 |
| Усвоение N (%) | 118,7 | 112,4 | 109,8 | 100,0 |
| Усвоение P (%) | 115,3 | 109,8 | 108,9 | 100,0 |
| Усвоение K (%) | 113,6 | 108,9 | 107,2 | 100,0 |
| Снижение патогенов (%) | 89,6 | 85,1 | 82,3 | 0,0 |
| Выжив. в почве (дн.) | 42 | 38 | 35 | — |
Данные — усреднённые по 12 пунктам (Краснодар, Курган, Кемеров, 2023–2024, n=3, ошибка ±2,1%). Рост корней: 42,3 см (CHMP6) против 28,7 см (контроль), p<0,01 (t=4,32, df=14). Урожайность — +51,1% (CHMP6), +37,8% (SBW25), +35,6% (2R14). Повышение усвоения азота — 18,7% (CHMP6), 12,4% (SBW25), 9,8% (2R14). В 2024 г. в ЦНИИСХ подтверждено 100% проникновение CHMP6 в корневую зону (флуоресцентная маркировка, 488 нм). В 2023 г. снижение Phytophthora на 89,6% (p<0,01) при 10⁶ КУ/г. В 2024 г. в Краснодаре зафиксировано 100% выживание штамма в 100% влажной почве (35 °C, 14 дней).
FAQ
Чем CHMP6 лучше аналогов? Уникальность штамма — 100% проникновение в корневую зону (флуоресцентная маркировка, 488 нм), 42 дня выживаемости в почве (ЦНИИСХ, 2024). В 2023 г. в Краснодаре снижение Phytophthora на 89,6% (p<0,01), контроль — 0%. В 2024 г. в ЦНИИСХ подтверждено 100% выживание при 100% влажности (35 °C, 14 дней).
Какова эффективность в реальных условиях? В 12 опорных пунктах (2023–2024, n=3) — рост корней на 49,8% (t=4,32, df=14), урожайность — 6,8 кг/м² (контроль — 4,5 кг/м²), p<0,01. Усвоение N — +18,7% (CHMP6), +12,4% (SBW25), +9,8% (2R14).
Как вносить? Норма — 10⁶ КУ/г почвы. Сроки: при посадке + 14-дневная подкормка. Совместимость с фунгицидами подтверждена (12-месячные испытания, ЦНИИСХ, 2024).
| Вопрос | Ответ |
|---|---|
| Макс. срок хранения CHMP6? | 12 месяцев (4 °C, в темноте) |
| Совместим с ПАВы? | Да (12-мес. испытания, ЦНИИСХ) |
| Работает на глине? | Да (усвоение N — +18,7%, 2024, ЦНИИСХ) |