With the growing global demands on sustainable food production, one of the biggest challenges to agriculture is associated with crop losses due to parasitic nematodes. While chemical pesticides have been quite successful in crop protection and mitigation of damage from parasites, their potential harm to humans and environment, as well as the emergence of nematode resistance, have necessitated the development of viable alternatives to chemical pesticides. One of the most promising and targeted approaches to biocontrol of parasitic nematodes in crops is that of RNA interference (RNAi). In this study we explore the possibility of using biostimulants obtained from metabolites of soil streptomycetes to protect wheat ( Triticum aestivum L.) against the cereal cyst nematode Heterodera avenae by means of inducing RNAi in wheat plants. Theoretical models of uptake of organic compounds by plants, and within-plant RNAi dynamics, have provided us with useful insights regarding the choice of routes for delivery of RNAi-inducing biostimulants into plants. We then conducted in planta experiments with several streptomycete-derived biostimulants, which have demonstrated the efficiency of these biostimulants at improving plant growth and development, as well as in providing resistance against the cereal cyst nematode. Using dot blot hybridization we demonstrate that biostimulants trigger a significant increase of the production in plant cells of si/miRNA complementary with plant and nematode mRNA. Wheat germ cell-free experiments show that these si/miRNAs are indeed very effective at silencing the translation of nematode mRNA having complementary sequences, thus reducing the level of nematode infestation and improving plant resistance to nematodes. Thus, we conclude that natural biostimulants produced from metabolites of soil streptomycetes provide an effective tool for biocontrol of wheat nematode.

Sulfate-reducing bacteria (SRB) are widespread in various ecotopes despite their growth and enzymatic features not compared. In this study, the enzymatic parameters of ATP sulfurylase in cell-free extracts of sulfate-reducing bacteria isolated from various ecotopes such as soils, corrosion products and human large intestine were determined. Comparative analysis of both enzyme characteristics and growth parameters were carried out and similar research has not been reported yet. The initial and maximum rates of enzymatic reaction catalyzed by ATP sulfurylase were significantly different (p < 0.05) in the bacterial strains isolated from various environmental ecotopes. The specific activity of this enzyme in sulfate-reducing bacteria was determined for corrosive and intestinal strains 0.98-1.56 and 0.98-2.26 U × mg −1 protein, respectively. The Michaelis constants were 1.55-2.29 mM for corrosive and 2.93-3.13 mM for intestinal strains and the affinity range were demonstrated. Based on cluster analysis, the parameters of physiological and biochemical characteristics of sulfate-reducing bacteria from different ecotopes are divided into 3 clusters corresponding to the location of their isolation (soils, heating systems and human intestine). Understanding the enzymatic parameters of the initial stages of sulfate consumption in the process of dissimilatory sulfate reduction will allow the development of effective methods for controlling the production of toxic metabolites, including hydrogen sulfide.

A comparative study of the kinetic characteristics (specific activity, initial and maximum rate, and affinity for substrates) of key enzymes of assimilatory sulfate reduction (APS reductase and dissimilatory sulfite reductase) in cell-free extracts of sulphate-reducing bacteria (SRB) from various biotopes was performed. The material for the study represented different strains of SRB from various ecotopes. Microbiological (isolation and cultivation), biochemical (free cell extract preparation) and chemical (enzyme activity determination) methods served in defining kinetic characteristics of SRB enzymes. The determined affinity data for substrates (i.e., sulfite) were 10 times higher for SRB strains isolated from environmental (soil) ecotopes than for strains from the human intestine. The maximum rate of APS reductase reached 0.282–0.862 µmol/min×mg−1 of protein that is only 10 to 28% higher than similar initial values. The maximum rate of sulfite reductase for corrosive relevant collection strains and SRB strains isolated from heating systems were increased by 3 to 10 times. A completely different picture was found for the intestinal SRB Vmax in the strains Desulfovibrio piger Vib-7 (0.67 µmol/min × mg−1 protein) and Desulfomicrobium orale Rod-9 (0.45 µmol/min × mg−1 protein). The determinant in the cluster distribution of SRB strains is the activity of the terminal enzyme of dissimilatory sulfate reduction—sulfite reductase, but not APS reductase. The data obtained from the activity of sulfate reduction enzymes indicated the adaptive plasticity of SRB strains that is manifested in the change in enzymatic activity.

Мета. Дослідження антимікробних властивостей поверхнево-активних речовин (ПАР) Acinetobacter calcoaceticus ІМВ В-7241 залежно від наявності дріжджового автолізату і мікроелементів у складі етанол-, н-гексадекан-і гліцеринвмісних середо вищ. Методи. Антимікробні щодо бактерій (Escherichia coli ІЕМ-1, Bacillus subtilis БТ-2) та дріжджів (Candida albicans Д-6) властивості ПАР визначали за показни ком мінімальної інгібуючої концентрації (МІК). ПАР екстрагували з супернатанту культуральної рідини сумішшю хлороформу і метанолу (2:1). Результати. Виклю чення зі складу середовища культивування A. calcoaceticus IMB B-7241 дріжджового автолізату і суміші мікроелементів та заміна їх на сульфат міді і сульфат заліза у середовищі з етанолом та н-гексадеканом, а у середовищі з гліцерином-на хлорид калію, сульфат цинку і сульфат міді супроводжувалися зниженням антимікробних властивостей ПАР. Найефективнішими антимікробними агентами виявилися ПАР, синтезовані на етанолі за наявності дріжджового автолізату і мікроелементів (МІК 9-20 мкг/мл), у той час як ПАР, отримані в аналогічних умовах культивуван ня на гліцерині і н-гексадекані інгібували ріст досліджуваних бактерій та дріж джів у вищих (9-68 і 27-54 мкг/мл відповідно) концентраціях. Показник мінімальної інгібуючої концентрації ПАР, синтезованих у середовищі з етанолом (гліцерином, н-гексадеканом), дріжджовим автолізатом і мікроелементами, корелював з актив ністю НАДФ+-залежної глутаматдегідрогенази-ключового ферменту біосинте зу аміноліпідів (610±30, 395±24, 397±24 нмольхв'І мг'1 білка відповідно). Висновки. Вища активність НАДФ+-залежної глутаматдегідрогенази за умов росту штаму ІМВ В-7241 у середовищі з етанолом (н-гексадеканом), дріжджовим автолізатом та мікроелементами порівняно з такою у середовищі з сульфатом заліза і сульфа том міді, а також збільшення активності ферменту за наявності Zn2+ засвідчують можливість посилення синтезу аміноліпідів у разі внесення у середовище з етанолом (н-гексадеканом) катіонів цинку. Одержані дані показують також необхідність до сліджень впливу умов культивування продуцента на біологічні властивості синте зованих ПАР. К л ю ч о в і с л о в а: Acinetobacter calcoaceticus ІМВ В-7241, поверхнево-активні речовини, умови культивування, антимікробні властивості. У попередніх дослідженнях [4] було встановлено залежність антиадгезивних властивостей поверхнево-активних речовин (ПАР) від наявності у середовищі культивування Acinetobacter calcoaceticus IMB B-7241 факто

No abstract