Účinnost vybraných kmenů užitečných bakterií izolovaných z půdy na Dickeya solani, způsobující měkkou hnilobu hlíz bramboru

Kmoch M.¹, Loubová V.^1,3, Demnerová K.², Sýkorová H.², Kadavá J.², Jílková B. ³, Víchová J.³

¹Výzkumný ústav bramborářský Havlíčkův Brod, s.r.o., ²Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, ³Mendelova univerzita v Brně

 Úvod

Bakterie rodu Pectobacterium a Dickeya jsou příčinou vážných ztrát v produkci brambor v mnoha oblastech světa. Jsou původci měkké hniloby bramboru a bakteriálního černání stonku bramboru (van der Wolf et al., 2022). Ochrana bramboru před bakteriemi je problematická kvůli absenci rezistentních odrůd bramboru a účinných látek (Czajkowski et al., 2011). Důležitou roli hrají preventivní opatření (Rasocha et al., 2008). Biologická ochrana založená na využití antagonistických mikroorganismů představuje slibnou alternativu nebo doplněk integrované ochrany bramboru, která může snížit negativní dopad pesticidů na životní prostředí (Lodewyckx et al., 2002; Lahlali et al., 2022).

Cílem experimentů bylo zjištění účinnosti vybraných prospěšných bakterií izolovaných z rhizosféry bramboru z různých lokalit České republiky na patogenní bakterii Dickeya solani pomocí experimentů na plátcích hlíz bramboru.

 Materiál a metody

Pro mikrobiologickou analýzu bylo odebráno 20 vzorků půdy v různých oblastech pěstování brambor České republiky, a to v Kraji Vysočina (okres Pelhřimov a Havlíčkův Brod), Plzeňském kraji (okres Klatovy) a Středočeském kraji (okres Praha-západ). Metodika izolace mikroorganismů byla zaměřena především na půdní bakterie s předpokládanou produkcí antimikrobiálních látek (zejména rod Bacillus, Pseudomonas a jim příbuzné rody).

Pro zjištění účinnosti vybraných prospěšných kmenů bakterií izolovaných z půdy na patogen D. solani byly použity in vivo testy na plátcích hlíz bramboru. Zdravé hlízy odrůdy 'Red Anna' byly omyty pod tekoucí vodou pro odstranění ulpívajících zbytků půdy, dezinfikovány v 1% roztoku NaClO po dobu 15 min, následně opláchnuty ve sterilní vodě a osušeny na vzduchu při pokojové teplotě přes noc. Kmeny bakterií byly uchovávány ve 45% glycerolu v hlubokomrazicím boxu (-80 °C). Bakterie byly před testy naneseny na Petriho misky (90 mm) s King’s Medium B Base a inkubovány po dobu 48 hodin při teplotě 22 ± 1 °C. Bakterie byly poté z těchto ploten seškrábnuty a suspendovány sterilní destilovanou vodou na koncentraci 1,5 × 10⁸ CFU/ml. Koncentrace bakterií v roztoku byla zkontrolována pomocí McFarland denzitometru DEN-1 Photometer.

Antagonistická aktivita prospěšných bakterií byla zjištěna dle upravené metody Hadizadeh et al. (2019). Jako pozitivní kontrola sloužila varianta bez ošetření plátků hlíz prospěšnými kmeny bakterií (pouze inokulace suspenzí pektinolytické bakterie D. solani,kmen CPPB-050). Jako negativní kontroly byly použity varianty s aplikací roztoku prospěšných bakterií a sterilní destilované vody. Do experimentů byla dále zařazena chemická kontrola (baktericidní látka hydroxid měďnatý 768 g/kg v 0,2% koncentraci). Od každé varianty pokusu byla provedena tři opakování pro statistické vyhodnocení. Potom byly boxy uzavřeny a uloženy při teplotě 22 ± 1 °C do tmy. Po pěti dnech inkubace bylo provedeno vyhodnocení pokusu. Pro tento účel byly plátky hlíz na jednotlivých variantách pokusu vyfotografovány fotoaparátem Olympus TG-6 a následně bylo provedeno vyhodnocení rozsahu infekce hlíz (plocha macerace v mm²) pomocí softwaru ImageJ 1.53e a byla vypočítána účinnost prospěšných bakterií na D. solani porovnáním s pozitivní kontrolou.

Statistické vyhodnocení experimentů bylo provedeno pomocí analýzy rozptylu (jednofaktorová ANOVA) a Tukey-HSD testu (α = 0,01; program STATISTICA 7).

 Výsledky

Pomocí pokusů na plátcích hlíz bramboru byla zjištěna účinnost vybraných prospěšných bakteriálních kmenů izolovaných z půdy z bramborových polí České republiky na fytopatogenní bakterii Dickeya solani. U všech testovaných kmenů bakterií byla zjištěna antibakteriální aktivita na D. solani. Mezi izoláty půdních bakterií byly zjištěny významné rozdíly v účinnosti na D. solani (obr. 1), která byla 11,25 až 88,92 %. Nejvyšší účinnost zjištěná u izolátů Serratia plymuthica SP 48 B (88,92 %) (obr. 2), S. plymuthica SP 41 (87,44 %) a S. marcescens SM 51 A (85,58 %) byla významně vyšší než u chemické kontroly (hydroxid měďnatý) (53,17 %). Naopak nejnižší účinnost byla zaznamenána u izolátů Serratia liquefaciens SL 21 B (11,25 %) a Pseudomonas brassicacearum PB 09 B (21,11 %).

Vybrané kmeny prospěšných půdních bakterií mají potenciál pro využití v biologické ochraně bramboru před D. solani. Jejich účinnost je nutné ještě ověřit během skladování hlíz a v polních podmínkách.

Obr. 1 Průměrná účinnost prospěšných kmenů bakterií izolovaných z půdy na patogen D. solani

Obr. 2 Účinnost kmenu Serratia plymuthica SP 48 B na D. solani na plátcích hlíz bramboru

 Poděkování

Příspěvek byl zpracován s podporou Ministerstva zemědělství ČR – projekt NAZV
č. QL24010148 „Alternativní způsoby biologické ochrany bramboru za využití bioagens a látek přírodního původu“. Poděkování patří pracovníkům Sbírce fytopatogenních a zemědělsky prospěšných bakterií (CPABB; Národní centrum zemědělského a potravinářského výzkumu, v.v.i.) za poskytnutí patogenní bakterie D. solani.

Kontaktní adresa

Ing. Martin Kmoch, Ph.D.

Výzkumný ústav bramborářský Havlíčkův Brod, s.r.o.

Dobrovského 2366, 580 01 Havlíčkův Brod

569 466 231, kmoch@vubhb.cz