CC BY
59
HETEROCERA LEPIDOPTERA PESTS IN FAUNA OF MORDOVIA
S. V. Susarev1, V . V. Anikin2
1 2
Mordovian State University, Saratov State University
The description and distribution of Heterocera lepidoptera - pests and potential pests in the families and the damaged crops and goods is provided. It's noted 45 species - the most ordinary and mass pests that really harm agriculture and forestry of the Republic of Mordovia.
Key words: Lepidoptera, Heterocera, pests, agriculture, forestry, Mordovia.
II. ЭКОЛОГИЯ
УДК 579.26
ЦИРКУЛЯЦИЯ ФИТОПАТОГЕННЫХ ГРИБОВ В СИСТЕМЕ ПОБЕГИ ЯБЛОНЬ - ТЛИ - МУРАВЬИ
А. М. Петерсон, Х. Мохамед, И. Г. Литовченко
Саратовский государственный университет
Изучена роль яблонной тли (Aphis pomi De Geer, 1773) и чёрных садовых муравьёв (Lasius niger L., 1758), трофически связанных с колониями этих насекомых, в сохранении и распространении фитопатогенных грибов, поражающих побеги яблонь. Показано, что организм яблонной тли может служить резервуаром фитопатогенных грибов Alternaria alternate, Fusarium incarnatum equiseti и Aspergillus niger. Из внутренней среды муравьёв изолирован лишь один фитопатогенный вид -Aspergillus niger.
Ключевые слова: фитопатогенные грибы, побеги яблонь, тли, муравьи.
Зеленая яблонная тля (Aphis pomi De Geer) является наиболее распространённым вредителем яблонь и поражает деревья по всему Северному полушарию. При массовом размножении тлей происходит скручивание, увядание поврежденных листьев и побегов, что приводит к снижению продуктивности плодовых деревьев (Бергун, 2004). Кроме того, известно участие яблонной тли в сохранении и распространении таких фитопатогенных бактерий как Ervinia amilovora, E. aphidicola, Pseudomonas syringae, Dickeya dadantii, Pantoea stewartii (Nadarasah, Stavrinides, 2011). Известно, что микроорганизмы, в том числе и фитопатогенные, могут попадать в организм тлей с поверхности и из внутренней среды кормовых растений. Многие из них способны адаптироваться к обитанию в пищеварительном тракте тлей и даже размножаться там (Малышина, 2013). С колониями яблонных тлей трофически связаны многие виды муравьёв, которые используют пади тлей в качестве источника углеродного питания (Новгородова, 2015). Вместе с падями муравьи могут получать и микроорганизмы, ассоциированные с тлями.
Целью данной работы стало выявление циркуляции фитопатогенных грибов, поражающих побеги яблонь в системе побеги яблонь - тли - муравьи.
Работа проводилась в мае-июле 2015 г. Объектами микробиологических исследований послужили бескрылые самки яблонной тли (Aphis pomi De Geer 1773), чёрные садовые муравьи (Lasius niger L., 1758), трофически связанные с колониями яблонной тли и кормовые растения - побеги яблонь сорта Уэлси. Отбор всех проб проводился на деревьях с однотипными признаками поражения микозами, заключающимися в растрескивании и почернении коры. Пробы отбирались на территории Саратовской области в Саратовском, Энгельсском и Дергачевском районах. Из каждого района было исследовано по 100 особей тлей, 100 особей муравьёв, посещавших колонии тлей и 10 поражённых побегов яблонь. Пробы отбирались в стерильные пробирки в утренние часы в сухую безветренную погоду и доставлялись в лабораторию в течение 1-6 часов.
Непосредственно перед бактериологическим посевом насекомых усыпляли, обрабатывали в 70%-ном этаноле в течение пяти минут для уничтожения микроорганизмов, обитающих на внешних покровах, затем дважды промывали в стерильном физиологическом растворе. 10 экземпляров насекомых, обработанных таким образом, растирали в ступке с физиологическим раствором и по 0,1 мл полученной суспензии высевали на среду PDA для выделения грибов (картофель - 200 г, агар-агар - 15 г, глюкоза - 20 г, вода -1 л).
При изучении микрофлоры поверхности побегов осуществляли посев фрагментов побегов длиной 5 см методом отпечатка на среду PDA. Все посевы на PDA культивировались в течение 5-7 суток при 28°С.
Для идентификации выделенных штаммов грибов были изучены их морфологические и культуральные свойства: строение мицелия, наличие полового способа размножения, особенности морфологии спор. Видовую принадлежность грибов предварительно определяли с помощью определителя «Фитопатология. Болезни древесных и кустарниковых пород» (Минкевич и др., 2011). Подтверждение видовой принадлежности изолятов проводили путем выявления видоспецифичных участков рибосомальных РНК методом ПЦР в институте фармацевтической биологии и биотехнологии (г. Дюсель-дорф, Германия) и в лаборатории микологии и фитопатологии Всероссийского научно-исследовательского Института защиты растений (г. Санкт-Петербург, Россия).
Как показали наши исследования, на поражённых побегах доминировали грибы Alternaria alternata и Fusarium incarnatum equiseti, которые изолировались из 93.4% и 83.4% проб побегов соответственно. Реже на побегах обнаруживались Aspergillus niger (46.7% проб), Phoma fungicola (23.4 %), Trichoderma harzianum (10.0%). Однако далеко не все фитопатогенные грибы были способны проникать в организмы насекомых. Из организмов муравьёв изолировался только Aspergillus niger - возбудитель аспергиллёза яблонь, из организмов яблонных тлей - Aspergillus niger, возбудитель альтернариоза
яблонь - Alternaria alternate и возбудитель фузариоза яблонь - Fusarium in-carnatum equiseti. Однако встречаемость фитопатогенов в организмах насекомых, питающихся на поражённых побегах, была достаточно низкой.
В Саратовском районе в четырёх случаях грибы не выделены ни из одной пробы насекомых. В 6 случаях грибы выделялись как минимум из одной группы насекомых (табл.).
Т а б л и ц а
Выделение фитопатогенных грибов из системы побеги яблонь - яблонная тля -- муравьи в Саратовском и Энгельсском районах
Пробы Объекты выделения
яблонная тля побег яблони муравьи
Саратовский район
1 Aspergillus niger Alternaria alternata As-pergillus niger Phoma fungicola
2 Alternaria alternate Alternaria alternata As-pergillus niger Trichoderma harzianum Fusarium incarnatum equiseti
3 Alternaria alternata Aspergillus niger Fusarium incarnatum equiseti Aspergillus niger
4 Aspergillus niger Alternaria alternate Aspergillus niger Aspergillus niger
5 Aspergillus niger Alternaria alternata Alternaria alternata Fusarium incarnatum equiseti
6 Fusarium incarnatum equiseti Alternaria alternata -
Fusarium incarnatum
equiseti
Энгельсский район
1 Aspergillus niger Alternaria alternata As-pergillus niger Phoma fungicola Aspergillus niger
2 Alternaria alternate Alternaria alternate Fusarium incarnatum equiseti
В Энгельсском районе в восьми комплексных пробах грибы из насекомых не выделялись, в одной пробе Aspergillus niger был изолирован из организмов тлей и муравьёв, в другой пробе Alternaria alternata был выделен из организмов тлей. В Дергачёвском районе насекомые, контактирующие с поверхностью поражённых побегов, фитопатогенных грибов не содержали, несмотря на то, что с побегов изолировался Alternaria alternata, хотя и в меньшем количестве по сравнению с двумя другими районами. Такая закономер-
ность связана, вероятно, с различиями климата исследованных районов. Климат Правобережья, где располагается Саратовский район, мягче, с большим количеством осадков, чем в Левобережье. В Левобережье (Энгельсский и Дергачёвский районы) климат более засушливый, погода летом жаркая с небольшим количеством осадков, с низкой относительной влажностью воздуха, причём засушливость климата возрастает с запада на восток. Низкая влажность препятствует активному размножению грибов на побегах, и, как следствие, грибы реже попадают в организмы насекомых.
Наиболее часто фитопатогенные грибы попадают в организмы тлей. Это вполне закономерно, так как тли в процессе питания активно контактируют с поверхностью побегов. Кроме того, при нарушении целостности растительных покровов грибы попадают во внутреннюю среду растения, повреждают флоэму и могут с флоэмным соком попадать в пищеварительную систему тлей.
В организмах тлей, питающихся на поражённых побегах, чаще обнаруживались Aspergillus niger и Alternaria alternata, единично встречался Fusarium incarnatum equiseti (рис.).
□ Aspergillus niger+Alternaria alternata
□ Fusarium incarnatum equiseti
□ пробы без грибов
80%
Встречаемость фитопатогенных грибов (% положительных проб) в организмах яблонной тли в Саратовском (А) и Энгельсском (Б) районах.
Количественные показатели содержания фитопатогенных грибов в пробах тлей были различны. Alternaria alternata содержался в организмах насекомых всегда в большем количестве, чем другие виды фитопатогенных грибов - 105 КОЕ в пробе, что говорит о хорошей адаптированности этого фи-топатогена к обитанию в организме яблонной тли. Для других видов этот показатель не превышал 10 КОЕ.
Чаще всего из организмов яблонной тли изолировали один из грибов, обитающих на поверхности кормового растения. Однако в ряде случаев грибы присутствовали на поверхности побега, но не изолировались из тлей. Иногда в организмах тлей находили виды, отсутствующие на кормовом растении. Это может быть следствием миграций тлей с одного кормового растения на другое. В результате возбудитель может переноситься с поражённого побега на здоровый.
Из муравьёв фитопатогенные грибы выделялись редко, причём это был только один вид - Aspergillus niger. Вероятно, муравьи могут служить механическими переносчиками фитопатогенных грибов, перенося их на поверхности тела, но во внутреннюю среду этих насекомых грибы практически не попадают, или же быстро погибают там. В пользу этой гипотезы говорит тот факт, что во всех случаях Aspergillus niger обнаруживался в пробах муравьёв лишь в виде единичных колоний.
Таким образом, наши исследования показали, что в системе побеги яблонь - тли - муравьи активно циркулирует только гриб Aspergillus niger, который способен с поверхности побегов проникать во внутреннюю среду и тлей, и муравьёв. Возбудители альтернариоза яблонь Alternaria alternate и фузариоза яблонь Fusarium incarnatum equiseti способны сохраняться только в организмах яблонной тли, причём Alternaria alternata в пищеварительном тракте этих насекомых может успешно размножаться.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Бергун С. А. Экологические аспекты мониторинга зеленой яблонной тли (Aphis pomi Deg.) в яблоневых садах центральной зоны Краснодарского края: автореф. дис... канд. биол. наук. Ставрополь, 2004. 22 с.
Малышина М. С. Динамика видового состава и эколого-физиологические особенности микробоценозов тлей (Homoptera: Apididae), паразитирующих на древесных и кустарниковых растениях: дис. ... канд. биол. наук. Саратов, 2013. 144 с.
Новгородова Т. А. Экологические и этологические аспекты взаимодействия муравьёв с тлями и афидофагами на разных уровнях социальной организации: дис. ... док. биол. наук. Новосибирск, 2015. 306 с.
Минкевич И. И. Дорофеева Т. Б., Ковязин В. Ф., Минкевич И. И. Фитопатология. Болезни древесных и кустарниковых пород / СПб: Лань, 2011. 160 с.
Nadarasah G., Stavrinides J. Insects as alternative hosts for phytopathogenic bacteria // Federation of European Microbiological Societies Microbiology Reviews. 2011. Vol. 35. P.555-575.
CIRCULATION OF PHYTOPATHOGENIC FUNGI IN THE SYSTEM APPLE SHOOT - APHIDS - ANTS
A. M. Peterson, H. Mohamed, I. G. Litovchenko
Saratov State University
The role of apple aphids (Aphis pomi De Geer, 1773) and black garden ants (Lasius niger L., 1758), trophic association with the colonies of these insects, in the preservation and distribution of phytopathogenic fungi, affecting apple shoots was studied. Its shown, that the organism of apple aphids may serve as a reservoir of phytopathogenic fungi as Alternaria alternata, Fusarium incarnatum equiseti species complex and Aspergillus niger. Only one phytopathogenic species Aspergillus niger from the internal environment of ants was isolated.
Key words: phytopathogenic fungi, apple shoot, aphids, ants.
УДК 579.258
ВЫЯВЛЕНИЕ ГЕНА NIFH У АССОЦИАТИВНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ ЯБЛОННОЙ ТЛИ (APHIS POMI DEG., 1773)
Р. А. Верховский, А. А. Абалымов, Н. О. Макаров, Е. В. Глинская
Саратовский государственный университет
В результате микробиологических исследований из особей яблонной тли было выделено 2 рода бактерий - Bacillus и Pseudomonas. Способностью к росту на безазотистой среде и фиксации молекулярного азота обладали 82% бацилл: B. bataviensis, B. clausii, B. halodurans, B. horikoshii, B. lentus, B. nealsonii, B. niacini, B. oleronius, B. pumilus. Методом ПЦР анализа наличие гена nifH подтвердилось у бактерий B. clausii, B. oleronius, B. lentus и B. pumilus.
Ключевые слова: ген nifH, яблонная тля, ассоциативные микроорганизмы.
Интерес к изучению генов, кодирующих нитрогеназный ферментативный комплекс, вызван перспективами использования данных биокатализаторов в ряде отраслей биотехнологии. Микроорганизмы, имеющие нитрогена-зу и способные к фиксации молекулярного азота, находят широкое применение в производстве микробных удобрений для сельского хозяйства (Souza et al., 2014).
Целью работы являлось выявление гена nifH у ассоциативных микроорганизмов яблонной тли (Aphispomi Deg., 1773).
Объектом исследования являлись бескрылые особи зеленой яблонной тли, собранные в весенне-летний период с деревьев яблони домашней (Malus domestica Borkh., 1803) на дачных участках Саратовской области. Дано современное систематическое положение насекомых (Blackman, Eastop, 2006). В ходе исследования было изучено 1600 особей тли.
76
