Способ инактивации спор грибов, патогенных для сельскохозяйственных растений, в инфицированном солевом растворе

Номер патента: 14809

Опубликовано: 30.10.2011

Авторы: Пинчук Сергей Владимирович, Воробей Александр Васильевич

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ИНАКТИВАЦИИ СПОР ГРИБОВ, ПАТОГЕННЫХ ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ,В ИНФИЦИРОВАННОМ СОЛЕВОМ РАСТВОРЕ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт биофизики и клеточной инженерии Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Воробей Александр Васильевич Пинчук Сергей Владимирович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт биофизики и клеточной инженерии Национальной академии наук Беларуси. - 2005. - . 43. - . 335-341. МОЛЧАН О.В. и др. Современное состояние и перспективы развития микробиологии и биотехнологии Материалы Международной научной конференции. - Минск-Раков, 2006. - . 347350.2230110 2, 2004. СТРАХОВСКАЯ М.Г. и др. // ДАН. 2002. - Т. 384,2. - С. 263-266. СТРАХОВСКАЯ М.Г. и др. // Микробиология. - 2002. - Т. 71,3. - С. 349353. СТРАХОВСКАЯ М.Г. и др. // Микробиология. - 1998. - Т. 67,3. - С. 360363.2357770 1, 2009.2291700 2, 2007.2066552 1, 1996.2155813 2, 2000.(57) Способ инактивации спор грибов, патогенных для сельскохозяйственных растений, в инфицированном солевом растворе, включающий введение в солевой раствор порфиринового фотосенсибилизатора, проведение инкубации в темноте в течение не менее 20 минут и освещение видимым светом, отличающийся тем, что перед введением фотосенсибилизатора солевой раствор разводят дистиллированной водой до ионной силы 0,050,015 моль/л, в качестве фотосенсибилизатора вводят положительно заряженный 5,10,15,20-тетракис(4 метилпиридил)порфирин до концентрации 0,5-2,0 мкмоль/л,освещение проводят в дозе 7-14 Дж/см 2 при плотности мощности 12 мВт/см 2. Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано в растениеводстве и семеноводстве для инактивации спор грибов, патогенных для сельскохозяйственных растений. Известен способ инактивации спор грибов, патогенных для сельскохозяйственных растений, с использованием ионизирующего излучения. Снижение числа колониеобразующих единиц в 1 мл спор грибов рода ,, ,14809 1 2011.10.30, ,на 90 наблюдается после облучения суспензий спор в 0,06 фосфатном буфере -излучением в дозе 0,16-0,71 кГр 1. Недостатком данного способа является высокая опасность ионизирующего излучения для здоровья человека. Известен способ инактивации спор грибов, патогенных для сельскохозяйственных растений, с использованием растворенного в воде озона. Инкубация суспензий спор ( ,,, 5103 спор/мл) в воде в присутствии озона (3,52-4,76 мг/л) в течение 15-30 минут приводит к полному подавлению прорастания конидий, регистрируемому методом световой микроскопии по образованию ростовых трубок 2. Недостатком данного способа является необходимость наличия оборудования для производства озона и контроля его содержания в среде, а также токсичность озона для человека, что требует соблюдения особых мер техники безопасности. Известен способ инактивации спор грибов, патогенных для сельскохозяйственных культур, основанный на облучении суспензий спор УФ-излучением. Инактивация более 99 спорв воде УФ-излучением с длиной волны 254 нм наблюдается после облучения в дозе 40 мДж/см 2 3. Полная инактивация конидий (и) наблюдается после облучения суспензий спор в фосфатном буфере УФ-излучением с длиной волны 254 нм в дозе 0,5-1,0 Дж/см 2 4. Однако УФ-излучение данного диапазона обладает выраженным канцерогенным, катарактогенным и иммуносупрессивным действием на человека, что делает небезопасным его практическое применение. Наиболее близким, принятым за прототип, является способ инактивации спор грибов,патогенных для сельскохозяйственных растений, с использованием соединений порфиринового ряда, обладающих фотосенсибилизирующей активностью, и оптического излучения видимого диапазона длин волн 5. Данный способ включает добавление к суспензиям спор грибов,,,(106 спор/мл) в фосфатном буфере фотосенсибилизатора - диметилового эфира гематопорфирина, в концентрации 25-710 мкмоль/л, инкубацию суспензии в течение 20 минут в темноте при 25 С и освещение светом в диапазоне длин волн 370-680 нм при плотности мощности 30 мВ/см 2 в суммарной дозе 27 Дж/см 2. Однако в данном способе инактивация спор патогенных грибов наблюдается при использовании очень высоких концентраций фотосенсибилизатора (510-710 мкмоль/л). Задача изобретения - повышение эффективности инактивации спор грибов, патогенных для сельскохозяйственных растений, снижение расхода дорогостоящего фотосенсибилизатора и уменьшение его токсического действия на человека. Поставленная задача в известном способе инактивации спор грибов, патогенных для сельскохозяйственных растений, в инфицированном солевом растворе, заключается в том,что в солевой раствор вводят порфириновый фотосенсибилизатор. Затем проводят инкубацию в темноте в течение не менее 20 минут и освещают видимым светом. Отличие заключается в том, что перед введением фотосенсибилизатора инфицированный солевой раствор разводят дистиллированной водой до ионной силы 0,05-0,015 моль/л, в качестве фотосенсибилизатора вводят положительно заряженный 5,10,15,20-тетракис(4 метилпиридил)порфирин до концентрации 0,5-2 мкмоль/л. Освещение проводят в дозе 714 Дж/см 2 при плотности мощности 12 мВт/см 2. Согласно предлагаемому изобретению, использование фотодинамически активного положительно заряженного порфирина и подобранной среды инкубации обеспечивает максимальное связывание фотосенсибилизатора со спорами, что позволяет быстро, безопасно и эффективно инактивировать споры грибов, патогенных для сельскохозяйственных растений, в инфицированном солевом растворе путем последующего его освещения видимым светом. 14809 1 2011.10.30 В предпочтительном варианте используют разведение раствора до ионной силы 0,015 моль/л, в качестве фотосенсибилизатора - несущий положительный заряд 5,10,15,20 тетракис(4 метилпиридил)порфирин (ТМПП) в концентрации 0,5-2 мкмоль/л, время инкубации фотосенсибилизатора со спорами в темноте - 20 минут и освещение видимым светом в диапазоне 400-700 нм в дозе 14 Дж/см 2 при плотности мощности 12 мВт/см 2. Сущность изобретения поясняется фигурами фиг. 1 - количество ТМПП, связываемого со спорами патогенных грибов, в забуференных фосфатами ( 7,4) растворахс различной ионной силой фиг. 2 - зависимость прорастания спор от времени инкубации в питательной среде после обработки ТМПП в забуференных фосфатами растворахс ионной силой 0,15 моль/л (кривые 1 и 2) и 0,015 моль/л (кривая 3), без освещения (кривая 1) и после освещения образцов (кривые 2 и 3) фиг. 3 - количество проросших в питательной среде спор после обработки ТМПП в различной концентрации в забуференном фосфатами растворес ионной силой 0,05 моль/л и освещения образцов. Примеры выполнения В предлагаемом способе для инактивации спор грибов используется фотосенсибилизируемое воздействие, эффективность которого зависит от количества связавшегося с мишенью (спорами) фотосенсибилизатора ТМПП. Увеличение связывания спорами несущего положительный заряд ТМПП достигается путем усиления электростатических взаимодействий при понижении ионной силы раствора. На фиг. 1 приведены данные о количестве ТМПП, связавшегося со спорамив солевых растворах с различной ионной силой. Концентрация спор - 5105 спор/мл, порфирина - 4,0 мкмоль/л,время инкубации спор с порфирином - 20 минут (время, при котором наблюдается насыщение связывания). Количество связавшегося ТМПП определяли в осадке после центрифугирования суспензии спор. Как видно, уменьшение ионной силы раствора от 0,15 моль/л до 0,015 моль/л приводит к увеличению количества связавшегося со спорами порфирина в 2,6 раза. Увеличение эффективности фотосенсибилизируемой ТМПП инактивации спорв солевом растворе при снижении ионной силы продемонстрировано на фиг. 2. Фотосенсибилизируемое воздействие на споры проводили при следующих условиях концентрация спор в растворе - 5105 спор/мл, концентрация порфирина - 0,5 мкмоль/мл,время инкубации спор с порфирином в темноте - 20 минут. Доза освещения - 7 Дж/см 2(галогеновая лампа, плотность мощности - 12 мВт/см 2). Прорастание спор индуцировали инкубацией в питательной среде Чапека при 24 С. Проросшими считали споры, имеющие длину ростовых трубок более 20 мкм. Подсчет проросших спор проводили в камере Горяева методом световой микроскопии. Освещение суспензий спор в присутствии ТМПП в среде с низкой ионной силой приводит к более выраженному подавлению прорастания спор. Так, в контрольном образце (без освещения) после 8 часов инкубации спор в питательной среде прорастает около 27 спор, в суспензии спор, освещенной в среде с ионной силой 0,15 моль/л, - 15 , а в среде с ионной силой 0,015 моль/л - только 7 . Возможность и условия практически полной инактивации спор патогенных грибов путем непродолжительной темновой инкубации их с фотодинамически активным положительно заряженным порфирином в растворе с низкой ионной силой и последующего освещения излучением в видимой области спектра продемонстрированы на фиг. 3. Обработку спорпроводили при следующих условиях споры в забуференном фосфатами растворес ионной силой 0,05 моль/л, концентрация спор 5105 спор/мл, время темновой инкубации спор с порфирином - 20 минут, доза освещения - 14 Дж/см 2 при плотности мощности 12 мВт/см 2. После инкубации не подвергавшихся фотосенсибилизируемому воздействию спор в питательной среде при 24 С в течение 20 часов образование ростовых трубок наблюдается у 80 спор, тогда как в освещенном 3 14809 1 2011.10.30 в присутствии 510-7 моль/л ТМПП образце образование ростовых трубок наблюдается лишь у 5 спор, а в образце, освещенном в присутствии 210-6 моль/л порфирина, прорастания спор не происходит. Предлагаемый способ инактивации спор патогенных грибов сельскохозяйственных растений эффективен в отношении спор и других видов грибов рода . Заявляемый способ может найти применение при дезинфекции растворов, используемых для полива растений, выращиваемых в закрытом грунте или методом гидропоники. При инфицировании патогенными грибами растворов для полива растений в условиях повышенной влажности и температуры возможна быстрая колонизация растений микопатогенами, что, как следствие, приведет к снижению количества и качества урожая. Использование предлагаемого способа позволит снизить инфицированность патогенными грибами жидкости, используемой для полива растений, и предотвратить заражение растений. Предлагаемый способ позволит сократить время и повысить эффективность инактивации грибов, патогенных для сельскохозяйственных растений, по сравнению с прототипом. Несомненным достоинством способа является также то, что он позволяет снизить расход дорогостоящего фотосенсибилизатора и уменьшить его токсическое действие на человека вследствие применения более низкой концентрации. Источники информации 1..,.,. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5

МПК / Метки

МПК: C12N 13/00, C12N 1/14

Метки: сельскохозяйственных, патогенных, инактивации, спор, солевом, растворе, способ, инфицированном, грибов, растений

Код ссылки

<a href="https://by.patents.su/5-14809-sposob-inaktivacii-spor-gribov-patogennyh-dlya-selskohozyajjstvennyh-rastenijj-v-inficirovannom-solevom-rastvore.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Способ инактивации спор грибов, патогенных для сельскохозяйственных растений, в инфицированном солевом растворе</a>

Похожие патенты