Liquid fermentation of Stagonospora cirsii C-163, a potential mycoherbicide for Cirsium arvense (L.) Scop. | Получение вирулентного глубинного мицелия Stagonospora cirsii C-163 — потенциального микогербицида для борьбы с бодяком полевым Cirsium arvense (L.) Scop.

English. The study is devoted to the optimization of liquid-phase deep fermentation parameters, as well as the duration of cultivation and composition of a nutrient medium, in order to obtain the C. cirsii C-163 mycelium with improved mycoherbicidal properties. The advantage of the approach used in the work is that the resistance to drying, an important technological parameter which largely determines the success of the herbicides, was additionally considered, along with virulence and mycelial yield, during the optimization of fermentation parameters. The strain C. cirsii C-163 was used. The mycelium was incubated in 250-ml Erlenmeyer flasks containing 50 ml of the medium at 130 rpm and 24±2 deg C for 2-7 days. The base liquid nutrient media contained carbon source (20 g/l), organic (10 g/l) or inorganic (3.5 g/l) nitrogen source, yeast auto lysate (1 g/l), KH2PO4 (1 g/l), MgSO4 (0.5 g/l). Dulcite, rhamnose, L-inositol, L-arabinose, D-sorbitol, glucose, trehalose, and sucrose were a source of carbon. Casein, soy peptone, enzyme peptone, soy flour, gelatin, lecithin, ammonium dihydrogen phosphate, ammonium chloride, ammonium sulfate, and sodium nitrate were a source of nitrogen was. The highest yield of mycelium is when the carbon source in the nutrient medium is L-inositol. When inositol is substituted with sucrose or D-sorbitol, the biomass yield reduces by 25%. At the same time, these nutrient media gave the most aggressive mycelium. Among nitrogen sources, the maximum yield of mycelium is in the case of casein, soy flour and enzymatic peptone. The mycelium obtained on sucrose-soy nutrient medium is the most resistant to drying. Optimization of the concentration of soybean flour (15 g/l) and sucrose (60 g/l) makes it possible to increase the yield and aggressiveness of mycelium 12 and 4 times, respectively, as compared to Czapek medium.

Russian. Биогербициды должны проявлять стабильную эффективность в полевых условиях, обладать специфичностью и скоростью действия, быть совместимыми с другими препаратами и востребованными на рынке. Основой микогербицидов может служить как мицелий, так и конидии фитопатогенных грибов. Цель исследования - получить высокий выход вирулентного мицелия S. cirsii С-163, оптимизируя состав жидкой питательной среды по источникам углерода и азота, а также длительность глубинного жидкофазного культивирования. Мицелий выращивали в колбах Эрленмейра объемом 250 мл с 50 мл жидкой питательной среды на орбитальных качалках (180 об/мин) при температуре 24±2 град. C в течение 2-7 сут. В жидких питательных средах варьировали источники углерода (дульцит, рамноза, L-инозит, L-арабиноза, D-сорбит, глюкоза, трегалоза, сахароза) и азота (казеин, соевый пептон, пептон ферментативный, соевая мука, желатин, лецитин, дигидрофосфат аммония, хлорид аммония, сульфат аммония, нитрат натрия), используя в качестве основы следующий состав среды: источник углерода (20 г/л), органический (10 г/л) или неорганический (3,5 г/л) источник азота, дрожжевой автолизат (1 г/л), KH2PO4 (1 г/л), MgSO4 (0,5 г/л). Наибольший выход мицелия выявили в варианте, когда источником углерода в питательной среде был L-инозит. Его замена на сахарозу и D-сорбит приводила к снижению выхода биомассы на 25%. В то же время на этих средах образовывался наиболее агрессивный в отношении бодяка мицелий. При изменении источников азота максимальный выход мицелия наблюдался для казеина, соевой муки и ферментативного пептона. Наиболее устойчивым к высушиванию был мицелий, полученный на сахарозо-соевой питательной среде. Оптимизация концентрации соевой муки (15 г/л) и сахарозы (60 г/л) позволила повысить выход и агрессивность мицелия в отношении бодяка соответственно в 12 и 4 раза по сравнению с параметрами на стандартной питательной среде Чапека и существенно сократить время культивирования (3 сут).