close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY14809

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2011.10.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
C 12N 13/00 (2006.01)
C 12N 1/14 (2006.01)
СПОСОБ ИНАКТИВАЦИИ СПОР ГРИБОВ, ПАТОГЕННЫХ
ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ,
В ИНФИЦИРОВАННОМ СОЛЕВОМ РАСТВОРЕ
(21) Номер заявки: a 20090909
(22) 2009.06.19
(43) 2011.02.28
(71) Заявитель: Государственное научное учреждение "Институт биофизики и клеточной инженерии Национальной академии наук Беларуси"
(BY)
(72) Авторы: Воробей Александр Васильевич; Пинчук Сергей Владимирович (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное научное учреждение "Институт
биофизики и клеточной инженерии
Национальной академии наук Беларуси" (BY)
BY 14809 C1 2011.10.30
BY (11) 14809
(13) C1
(19)
(56) LUKŠIENö Ž. et al. // Food Technol.
Biotechnol. - 2005. - V. 43. - P. 335-341.
МОЛЧАН О.В. и др. Современное состояние и перспективы развития микробиологии и биотехнологии: Материалы Международной научной конференции. - Минск-Раков, 2006. - C. 347350.
RU 2230110 C2, 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.
RU 2357770 C1, 2009.
RU 2291700 C2, 2007.
RU 2066552 C1, 1996.
RU 2155813 C2, 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-N-метилпиридил)порфирин до концентрации 0,5-2,0 мкмоль/л,
освещение проводят в дозе 7-14 Дж/см2 при плотности мощности 12 мВт/см2.
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 Fusarium, Phytophthora Curvularia, Colletotrichum,
BY 14809 C1 2011.10.30
Cylindrocladium, Cephalosporium, Ceratocystis на 90 % наблюдается после облучения суспензий спор в 0,06 M фосфатном буфере γ-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 (Bipolaris australiensis, Curvularia pallescens, Exserohilum rostratum, 5⋅103 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 % спор Fusarium oxysporum в воде УФ-излучением с длиной волны 254 нм наблюдается
после облучения в дозе 40 мДж/см2 [3]. Полная инактивация конидий (Botrytis cinerea и
Monilinia fructigena) наблюдается после облучения суспензий спор в фосфатном буфере
УФ-излучением с длиной волны 254 нм в дозе 0,5-1,0 Дж/см2 [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 Fusarium avenaceum, Alternaria alternata, Rhizopus oryzae, Acremonium strictum
(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/см2 в суммарной дозе 27 Дж/см2. 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-N-метилпиридил)порфирин до концентрации 0,5-2 мкмоль/л. Освещение проводят в дозе 714 Дж/см2 при плотности мощности 12 мВт/см2.
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.
2
BY 14809 C1 2011.10.30
В предпочтительном варианте используют разведение раствора до ионной силы
0,015 моль/л, в качестве фотосенсибилизатора - несущий положительный заряд 5,10,15,20тетракис(4-N-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/см2 при плотности мощности 12 мВт/см2.
Сущность изобретения поясняется фигурами:
фиг. 1 - количество ТМПП, связываемого со спорами патогенных грибов, в забуференных фосфатами (pH 7,4) растворах NaCl с различной ионной силой;
фиг. 2 - зависимость прорастания спор от времени инкубации в питательной среде после обработки ТМПП в забуференных фосфатами растворах NaCl с 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 растворе NaCl с 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 спорами Fusarium culmorum в солевых растворах с
различной ионной силой. Концентрация спор - 5⋅105 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 спор Fusarium culmorum в солевом растворе при снижении ионной силы продемонстрировано на
фиг. 2. Фотосенсибилизируемое воздействие на споры проводили при следующих условиях:
концентрация спор в растворе - 5⋅105 спор/мл, концентрация порфирина - 0,5 мкмоль/мл,
время инкубации спор с порфирином в темноте - 20 минут. Доза освещения - 7 Дж/см2
(галогеновая лампа, плотность мощности - 12 мВт/см2). 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 спор Fusarium culmorum проводили при следующих условиях: споры в забуференном фосфатами растворе NaCl с ионной силой 0,05 моль/л, концентрация спор 5⋅105 спор/мл, время темновой инкубации спор с порфирином - 20 минут, доза освещения - 14 Дж/см2 при плотности мощности 12 мВт/см2. 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
BY 14809 C1 2011.10.30
в присутствии 5⋅10-7 моль/л ТМПП образце образование ростовых трубок наблюдается
лишь у 5 % спор, а в образце, освещенном в присутствии 2⋅10-6 моль/л порфирина, прорастания спор не происходит.
Предлагаемый способ инактивации спор патогенных грибов сельскохозяйственных
растений эффективен в отношении спор и других видов грибов рода Fusarium.
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. LebaiJuri M., Omar M., Yusof N. Sensitivity of the conidia of plant pathogenic fungi to
gamma-rays, electron particles and x-ray (Bremsstrahlung) irradiation // World J. Microbiol. Biotechnol. - 1995. - V. 11. - P. 610-614.
2. Hsieh S. P.Y., Ninq S. S., Tzeng D. D. S. Control of turf grass seedborne pathogenic fungi
by ozone // Plant Pathology Bull. - 1998. - V. 7. - P. 105-112.
3. Sutton J.C., Grodzinski H.Y.B., Johnstone M. Relationships of ultraviolet radiation dose
and inactivation pathogen propagules in water and hydroponic nutrient solutions // Can. J. Plant
Pathol. - 2000. - V. 22. - P. 300-309.
4. Marquenie D., Lammertyn J., Geeraerd A.H., Soontjens C., Van Impe J.F., Nicolaï B.M.,
Michiels C.W. Inactivation of conidia of Botrytis cinerea and Monilinia fructigena using UV-C
and heat treatment // Int J. Food Microbiol. - 2002. - V.74. - P. 27-35.
5. Luksiene Z., Peciulyte D., Jurkoniene S., Puras R. Inactivation of possible fungal food
contaminants by photosensitization // Food Technol. Biotechnol. - 2005. - V. 43. - P. 335-341.
Фиг. 1
4
BY 14809 C1 2011.10.30
Фиг. 2
Фиг. 3
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
97 Кб
Теги
патент, by14809
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа