АНТАГОНИЗМ

Расстановка ударений: АНТАГОНИ`ЗМ

АНТАГОНИЗМ (от греч. antagonisma — спор, борьба), тип взаимоотношений между микроорганизмами, при к-ром один из них задерживает рост, подавляет развитие или вызывает гибель другого (односторонний А.) либо происходит взаимное угнетение партнёров (двусторонний А.). Явление А. широко распространено в природе; микробы-антагонисты встречаются в различных субстратах, но больше всего их в почве, иле, торфе, навозе, компостах, остатках растений и животных. Напр., в 1 г подзолистых почв ср. полосы РСФСР насчитывается до 800 тыс. микробов-антагонистов. Почвенные антагонисты регулируют состав микрофлоры почвы, играя важную роль в её оздоровлении («самоочищении»). На эту роль А. микробов в почве впервые указал Л. Пастер (1877). Антагонисты известны среди актиномицетов, бактерий, грибов и др. групп микроорганизмов. А. может наблюдаться как между представителями разных групп, так и между определ. видами внутри группы, а иногда между штаммами одного вида. Существуют разные формы А. Одни обусловливаются гл. обр. факторами внеш. среды и, как правило, являются неспецифическими. Напр., при недостатке кислорода анаэробы подавляют аэробов; при низких значениях рН ацидофильные микроорганизмы доминируют над всеми остальными; если один вид развивается быстрее и потребляет больше элементов питания, чем другой, то происходит угнетение второго, и т. п. Своеобразное проявление А. этого типа — изменение одним из партнёров состава или реакции среды в сторону, неблагоприятную для второго партнёра. Др. формы А., наиболее характерные и резко выраженные, заключаются в непосредств. взаимодействии микроорганизмов и осуществляются путём прямого контакта клеток или путём воздействия на партнёра биологически активными продуктами метаболизма — антибиотиками. В первом случае часто наблюдается физич. вытеснение одних микробов другими: быстро растущие виды подавляют медленно растущие (как бы «нарастают» на них). Эта форма А. также может быть неспецифической. Во втором случае чаще имеет место специфический А., т. к. антибиотики действуют избирательно, т. е. только на определ. виды микроорганизмов.

Виды и штаммы микробов-антагонистов сильно различаются по степени антибиотич. активности, к-рая зависит от мн. внеш. факторов: климата, растит. покрова, темп-ры, влажности воздуха, типа почвы, её кислотности и др. В то же время большая экологич. пластичность мн. антагонистов, изменчивость их метаболизма в зависимости от условий культивирования позволяют управлять биосинтезом тех антибиотиков, к-рые в природе образуются нестабильно или вообще не образуются. Поэтому достаточно высокой антибиотич. активностью, необходимой для пром. произ-ва антибиотиков, обладают, как правило, только те штаммы антагонистов, к-рые получены путём селекции.

Различают А. «явный», когда способность микроорганизма продуцировать антибиотики проявляется независимо от присутствия др. микробов, и А. «вынужденный», когда эта способность проявляется только в присутствии др. организмов, т. е. в условиях смешанных популяций.

Среди грибов наиболее активные антагонисты — продуценты антибиотиков — сапротрофные почвенные дейтеромицеты (представители родов Aspergillus, Penicillium, Trichoderma, Trichothecium, Alternaria, Fusarium и др.), мн. виды дереворазрушающих и др. грибов из класса базидиомицетов, нек-рые аскомицеты и мукоровые. Почти все антагонисты из числа актиномицетов относятся к роду Actinomy-ces (Streptomyces), большинство антагонистов-бактерий — к роду Bacillus.

В фитопатологич. аспекте наиболее изучен А. между сапротрофными почвенными микроорганизмами и возбудителями болезней корней. Обнаружен он и среди представителей поверхностной микрофлоры семян и вегетативных органов растений. Антагонистич. взаимоотношения эпифитных микроорганизмов проявляются в подавлении антибиотиками; «захвате» жизненного пространства (по отношению к патогенам, внедряющимся через устьица, — «захват» устьиц); конкуренции за выделяемые растением-хозяином питательные вещества; провоцировании антагонистами-сапротрофами защитных реакций растения-хозяина, направленных против паразитов, и т. д. Известны факты А. между узкоспециализированными облигатными паразитами, напр. мучнисторосяными и ржавчинными грибами.

Под влиянием антагонистов у патогенов изменяются форма и величина колоний и клеток либо нарушаются процессы роста, развития, размножения; у грибов часто наблюдаются распад гиф на отдельные членики, лизис мицелия, дегенерация гаусториев. Нарушаются также процессы питания и синтез жизненно важных соединений, дыхание, деятельность ферментных систем и др. функции; бактерии не окрашиваются по Граму. Воздействие антагонистов может привести к изменениям наследств. свойств, мутациям.

Одним из проявлений А. считают и конкуренцию микроорганизмов за субстрат, не сопровождающуюся угнетением одного партнёра другим. Конкурентные взаимоотношения ярко проявляются при заселении свежих пней дереворазрушающими грибами. Многие саиротрофные виды этих грибов (напр., Peniophora gigantea, Gloeophyllum sepiarium, Hypholoma fasciculare, Fomitopsis pinicola, Hirschioporus abietinus) — активные конкуренты корневой губки и опёнка. Пни, заселённые конкурентами, ста новятся недоступными для споровой инфекции грибов-патогенов.

К разновидностям А. иногда относят гиперпаразитизм и деятельность почвенных миколитич. бактерий; последние проникают в гифы фитопатогенных грибов, вызывают нару шение их структуры, лизис мицелия и спороношений. Особенно много миколитич. бактерий накапливается в ризосфере бобовых культур, компостах и навозе.

Существует неск. направлений в использовании А. микробов для защиты растений от инфекц. болезней. Одно из направлений — создание наиболее благоприятных условий (питания, увлажнения, рН и др.) для развития почвенных антагонистов и повышения их антибиотич. активности. Это достигается комплексом агротехнич., лесохоз. и др. мероприятий (органич. удобрения, полив, рациональный севооборот, оптимальное смешение пород, подсев люпина, обжиг пней и т. д.). Для защиты от инфекц. болезней применяют также внесение в почву микробов-антагонистов, предпосевную обработку семян, биол. защиту пней, опрыскивание вегетирующих растений. Внесение микробов-антагонистов в почв (перед посевом или посадкой) проводят для профилактики полегания сеянцев и корневых гнилей; с этой целью используют: лесную подстилку или почву из здоровых насаждений; компосты, предварительно заражённые чистой культурой антагониста; биопрепараты,, изготовленные на основе культур соответствующих микроорганизмов, напр. триходермин; чистые культуры или водные суспензии спор антагонистов. Предпосевную обработку семян проводят, напр., для профилактики полегания сеянцев препаратами миколитич. бактерий (т. н. бактеризация семян). Биол. защиту пней применяют с целью профилактики первичного заражения насаждений корневой губкой и локализации очагов корневой губки и опёнка. Для обработки пней используют поражённую конкурентами древесину (опилки), плодовые тела, чистые культуры, суспензии спор и биопрепараты грибов (антагонистов и конкурентов). Опрыскивание вегетирующих расте ний препаратами миколитич. бактерий или настоем навоза проводится для борьбы с мучнистой росой.

(Красильников Н. А., Антагонизм мик робов и антибиотические вещества, М., 1958.)

Источники:

1. Лесная энциклопедия: В 2-х т./Гл.ред. Воробьев Г.И.; Ред.кол.: Анучин Н.А., Атрохин В.Г., Виноградов В.Н. и др. - М.: Сов. энциклопедия, 1985.-563 с., ил.