CC BY
157
DOI: 10.24411/0235-2451-2018-10307
УДК 632.4
АНАЛИЗ МИКРОМИЦЕТОВ РОДА FUSARIUM, ИЗОЛИРОВАННЫХ ИЗ ИНФИЦИРОВАННЫХ КЛУБНЕЙ КАРТОФЕЛЯ, ВЫРАЩЕННЫХ В РЕСПУБЛИКЕ ТАТАРСТАН*
Г.Ф. ХАДИЕВА1, магистрант (e-mail: [email protected])
М.Т. ЛУТФУЛЛИН1, инженер
Й.А. АКОСАХ1, аспирант
А.В. МАЛОВА1, бакалавр
Н.К. МОЧАЛОВА1, инженер
С.Г. ВОЛОГИН2, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник
З. СТАШЕВСКИ2, кандидат биологических наук, зав. отделом
А.М. МАРДАНОВА1, кандидат биологических наук, доцент
1Казанский федеральный университет, Институт фундаментальной медицины и биологии, ул. Кремлевская, 18, Казань, 420008, Российская Федерация
2Татарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства - обособленное структурное подразделение федерального исследовательского центра КазНЦ РАН, ул. Оренбургский тракт, 48, Казань, 420059, Российская Федерация
Резюме. Исследовали видовой состав и патогенные свойства микромицетов рода Fusarium, изолированных из пораженных сухой гнилью и латентно-инфицированных клубней картофеля сорта Жуковский ранний, выращенных на территории Республики Татарстан. Метеоусловия в период проведения исследований (2016 г.) были крайне засушливыми с гидротермическим коэффициентом 0,43, почва - серая лесная, тяжелосуглинистая. Картофель выращивали на участках четырехпольного севооборота, после возделывания на них картофеля, яровой пшеницы, гороха, черного пара - по 10 клубней в 5 повторностях. После сбора урожая через 45 суток хранения клубней при комнатной температуре отбирали по 10 образцов с сухой гнилью, из здоровых при визуальном осмотре - по 20 образцов для анализа латентного инфицирования. Микромицеты культивировали на среде Чапека при 28 "С. Родовую принадлежность изолятов устанавливали по морфологическим признакам с помощью светового микро-скопирования, видовую - по региону ITS генов 5.8S rRNA, выделенному при секвенировании, с использованием базы данных NCBI. Выделено 39 изолятов рода Fusarium. Вирулентными свойствами обладали 17 из 28 изолятов (60 %), обнаруженных в клубнях, пораженных сухой гнилью, и 5 из 11 изолятов (45 %) в образцах с латентной инфекцией. Из клубней с сухой гнилью и латентно-инфицированных на участке после выращивания картофеля выделено 9 и 4 изолята соответственно, после черного пара - 5 и 1, после яровой пшеницы и гороха - по 7, латентной инфекции не обнаружено. В клубнях пораженных сухой гнилью идентифицированы: F. oxysporum - 5 изолятов, F. sambucinum - 1 изолят, F. sporotrichioides - 1 изолят. В клубнях с латентной инфекцией обнаружены F. oxysporum - 2 изолята, F. solani - 2 изолята, у 1 образца видовую принадлежность идентифицировать не удалось.
Ключевые слова: картофель, фузариоз, латентное инфицирование, фитопатогенные микромицеты. Для цитирования: Анализ микромицетов рода Fusarium, изолированных из инфицированных клубней картофеля, выращенных в Республике Татарстан/Г.Ф. Хадиева, М.Т. Лутфуллин, Й.А. Акосах и др. //Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 3. С. 34-39. DOI: 10.24411/0235-2451-2018-10307.
Микромицеты рода Fusarium, относящиеся к классу Deuteromycetes (Fungi imperfecti), порядку Hyphomycetales (Hyphales), повсеместно распространены в почвах различных типов, а также способны развиваться на разнообразных растительных субстратах [1, 2]. Актуальность тщательного изучения видового состава этого рода связана с их способностью инфицировать чрезвычайно обширный круг сельскохозяйственных растений. Обладая широкой лабильностью, они, в зависимости от условий окружающей среды и физиолого-биохимического состояния растений, могут быть паразитами, сапрофитами и даже проявлять симбиотрофические свойства [3]. Некоторые виды рода Fusarium, поражающие растения, продуцируют большое количество соединений, обладающих токсическим, канцерогенным и мутагенным действием, которые конта-минируют продукты сельскохозяйственного производства. При этом один и тот же вид может продуцировать различные микотоксины, существенно различающиеся по механизму и мишени токсического воздействия, приводя к развитию совершенно различных симптомов отравления животных и человека [4, 5].
Известно, что многие виды микромицетов, относящиеся к роду Fusarium, в условиях агропромышленного производства повреждают растения картофеля [6]. Патогены проникают из почвы через корни в проводящие ткани и размножаются в них, что приводит к системной инфекции растительных организмов с последующим развитием фузариозного увядания (вилта) картофеля
[7]. Повреждение клубней различными видами этой группы микромицетов может приводить к развитию сухой гнили при послеуборочном хранении урожая. Фузариозная сухая гниль служит основной причиной экономических потерь урожая картофеля в процессе его хранения на территории Российской Федерации
[8]. При системном поражении растений грибы рода Fusarium могут длительное время сохраняться в клубнях в форме латентной (бессимптомной) инфекции. Они передаются с посадочным материалом новой репродукции вегетативного потомства. Часто латентная инфекция сопровождается существенным снижением всхожести посаженных клубней [7]. Возбудителями сухой гнили картофеля могут быть различные изоляты F. oxysporum [5, 9], F. graminearum, виды группы F. solani [10] и др. Например, основными возбудителями фузариоза в странах Северной Америки выступают штаммы F. sambucinum [11], на территории Ирана -представители комплекса F. solani (FSSC), а также F. falciforme [12], в Корее - F. öxysporum [9]. В Саудовской Аравии главными возбудителями фузариоза служат F. redolens и F. solani [12]. В Колумбии, четвертом по величине производителе картофеля в Южной Америке, наиболее часто развитие сухой гнили клубней связано со штаммами F. oxysporum [5].
* Работа выполнена в рамках государственной программы повышения конкурентоспособности Казанского (Приволжского) федерального университета среди ведущих мировых научно-образовательных центров, государственного задания ФАНО России АААА-А18-118031390148-1, а также при финансовой поддержке РФФИ и Правительства Республики Татарстан в рамках научного проекта № 17-44-160481.
Республика Татарстан - один из крупных картофе-леводческих субъектов Российской Федерации. В этом регионе под картофель отводят до 97 тыс. га пахотных земель. В последние годы серьезной проблемой для картофелеводства республики стал рост потерь урожая, вызванный поражением растений микромицетами рода Fusarium. На протяжении нескольких последних вегетационных сезонов на территории региона отмечали продолжительные периоды, характеризовавшиеся экстремально высокой температурой окружающей среды и почвенной засухой. Сложившиеся погодные условия были благоприятными для развития эпифито-тии фузариозного увядания картофеля. Потери урожая достигали 40 %. Идентификация инфекционного агента показала наличие в тканях растений F. avenaceum [13]. Фузариозное повреждение оказалось вредоносным не только для урожая текущего года, но и для следующих клубневых репродукций, что негативно отразилось на качестве выращиваемого семенного материала [14]. Также было отмечено, что травмирование клубней при комбайновой уборке урожая в засушливых условиях приводило к большим потерям от фузариозной сухой гнили в период хранения [14]. Развитие сухой гнили клубней картофеля наиболее часто вызывали изоляты F. oxysporum, и несколько реже изоляты, относящиеся к видам F. solani, F. avenaceum, F. tricinctum, F. redolens, а также F. sambucinum [15]. В целом крайне неблагоприятная фитосанитарная обстановка отмечена не только на территории Республики Татарстан, но и в других регионах европейской части России [16]. Случаи фузариозного увядания растений сейчас выявляют повсеместно, что может быть связано с изменениями агроклиматических условий.
Это, в свою очередь, приводит к использованию большего количества пестицидов и агрохимикатов для обеспечения необходимого уровня урожая. Хотя сейчас применение пестицидов представляет собой традиционный метод борьбы с фитопатогенами, их использование повышает себестоимость сельхозпродукции, и впоследствии может привести к распространению резистентных штаммов возбудителей, а также нанести серьезный вред экосистемам из-за своей токсичности. В качестве альтернативы пестицидам необходимо рассматривать приемы защиты растений, связанные с активацией жизнедеятельности ризосфер-ных или почвенных микроорганизмов, находящихся в агроценозе [17]. Наиболее рациональным агротехно-логическим подходом следует считать использование научно-обоснованных севооборотов. В этом случае растения устанавливают взаимовыгодные отношения с популяциями бактерий, которые способствуют поглощению питательных веществ и усиливают устойчивость в отношении патогенных микроорганизмов почвы [18]. Сейчас существует потребность в разработке эффективных стратегий биологического контроля для защиты как растений картофеля в целом, так и его клубней от фузариоза [19]. Для контроля этого заболевания необходима характеристика патогенности и идентификация видового состава штаммов рода Fusarium, поражающих картофель в различных звеньях севооборота.
Цель работы - выделение, видовая идентификация и оценка патогенных свойств микромицетов рода Fusarium, изолированных из пораженных и визуально здоровых клубней картофеля, выращенных на территории Республики Татарстан.
Условия, материалы и методы. Полевые исследования проводили в ходе вегетационного периода
2016 г. Картофель сорта Жуковский ранний выращивали на полях центральной экспериментальной базы Татарского НИИ сельского хозяйства (Республика Татарстан, Лаишевский район, Большекабанское сельское поселение, координаты участка GPS N55.615850°, E49.335570°) с использованием стандартной агротехники, принятой в регионе [20]. Почва опытного участка - серая лесная, тяжелосуглинистая, содержание гумуса по Тюрину 3,2 %, щелочногидролизуемого азота - 101 мг/кг, подвижного фосфора и калия по Кирсанову - 290 и 180 мг/кг почвы соответственно, рН солевой вытяжки - 5,8. Посадку картофеля осуществляли в третьей декаде мая ручным способом на участках четырехпольного севооборота (ротация с 2011 г.) после возделывания на них картофеля, яровой мягкой пшеницы, гороха и черного пара. На каждом участке высаживали по 10 клубней в 5 повторностях. Ширина между рядками 0,75 м, расстояние между растениями 0,3 м. Погодные условия вегетационного периода 2016 г. характеризовались продолжительными периодами высокой температуры воздуха. Сумма эффективных температур составила 1220 °С, что на 35 % превысило среднее многолетнее значение, а сумма осадков - 88 мм, или 42 % от нормы. Величина гидротермического коэффициента Сельянинова в целом за вегетационный период 2016 г. была равна 0,43, что свидетельствует о сильно засушливых условиях. Сложившиеся погодные условия оказались неблагоприятными для роста и развития картофеля, на растениях наблюдали отчетливые симптомы фузариозного увядания.
За 10-14 суток до начала уборки урожая механически удаляли ботву. Уборку осуществляли ручным способом в первой декаде сентября. На каждом участке севооборота проводили тотальную уборку всего урожая, формируя пул клубневых образцов путем объединения пяти повторностей каждого экспериментального варианта. Объем объединенной пробы в различных вариантах опыта составлял от 285 до 325 клубней. Через 45 суток после хранения при комнатной температуре из каждого варианта опыта отбирали по 10 образцов с характерными проявлениями сухой гнили, из которых выделяли изоляты микромицетов рода Fusarium. Из партии здоровых при визуальном осмотре клубней картофеля в каждом варианте опыта отбирали по 20 образцов для анализа латентного инфицирования.
Выделение культуры микроорганизмов из зараженного картофеля проводили по следующей методике. Клубни картофеля промывали водопроводной водой, подсушивали и протирали тампоном, смоченным 96 %-ным этиловым спиртом. Из пораженных участков стерильным скальпелем вырезали кусочки размером 1x1 см и раскладывали на поверхность среды Чапека в чашках Петри [21]. Далее их инкубировали во влажной камере при 28 °С в течение 7 суток. Для выделения чистых культур микромицетов проводили многократный пересев колоний, выросших вокруг исследуемых образцов картофеля. Полученные изоляты контролировали микроскопированием на отсутствие посторонней микрофлоры.
Для оценки латентного инфицирования визуально здоровые клубни картофеля промывали водой и очищали от кожуры в области, прилегающей к столонному концу клубня, от которого отрезали диск шириной 3-4 мм и удаляли его. Затем от клубня отрезали 3 диска толщиной приблизительно 2-3 мм, которые помещали в раствор 96 %-ного этанола на 2 мин., не допуская соприкосновения дисков. Затем их промывали в дистил-
лированной воде, просушивали с помощью стерильной фильтровальной бумаги и переносили в стерильные чашки Петри с двухслойной увлажненной стерильной фильтровальной бумагой. Инкубировали в течение 7 суток при комнатной температуре, сохраняя бумагу влажной. При появлении на картофельных дисках характерного грибного роста микромицеты отсевали на среду Чапека.
Родовую принадлежность изолятов устанавливали по морфологическим признакам с помощью светового микроскопирования. Выделение ДНК из мицелия проводили по методике [22]. Для видовой идентификации микромицетов проводили амплификацию и секвениро-вание региона ITS (internal transcribed spacer, внутренний транскрибируемый спейсер) генов 5.8S rRNA [22]. Секвенированные последовательности анализировали с помощью программы BLAST с использованием базы данных NCBI [23].
Исследование скрытой зараженности клубней фи-топатогенными грибами проводили по методике [7]. Для обеспечения длительной жизнеспособности культур суспензию спор и мицелия микромицетов хранили в 20 %-ном глицерине при температуре -80 °С.
Для определения вирулентности изолятов здоровые клубни картофеля сорта Жуковский ранний протирали 70 %-ным спиртом и с помощью бактериологической петли уколом заражали исследуемой чистой культурой микромицетов. Для изучения каждого изолята исследовали 5 клубневых образцов. Зараженные клубни инкубировали в эксикаторе при комнатной температуре в течение 14 суток. О патогенности судили по появлению типичной картины сухой гнили клубней картофеля.
Результаты и обсуждение. Из заражённых сухой гнилью клубней картофеля сорта Жуковский ранний, выращенных после четырех разных предшественни-
ков, было выделено 28 изолятов микромицетов рода Fusarium. Наибольшее количество изолятов - 9 выделено из клубней, выращенных на участке после культивирования картофеля, после пшеницы и гороха - по 7, после черного пара - 5.
Обнаруженная зависимость может отражать различное количество микромицетов рода Fusarium в почве участков. Выращивание таких культурных растений как яровая пшеница и горох неизбежно сопровождается развитием сапрофитной микрофлоры, а бессменное культивирование картофеля на одном участке приводит к значительному накоплению в почве секретируемых им органических метаболитов, таких как пальмитиновая кислота и дибутилфталат, обладающих антимикробным эффектом [24]. Это может приводить к снижению количества ассоциативных бактерий и актиномицетов [25], служащих естественными антагонистами почвенных грибов, что в свою очередь сопровождается развитием фитопатогенной микрофлоры.
Исследование выявленных микромицетов рода Fusarium показало, что патогенными свойствами обладали 17 изолятов (60 %). Наиболее вирулентными были изоляты № 36 и 40 (рис. 1), 42, 45, 47, 57 и 61, выделенные из пораженных клубней с разных полей (табл. 1). Практически во всех случаях уже через 3 суток после инфицирования в клубнях в месте укола появлялись очаги сухой гнили, а через 3 недели во всех случаях диаметр пораженного участка превышал 10 мм.
Среднюю степень образования сухой гнили при заражении здоровых клубней вызывали изоляты № 39, 43 (см. рис.1) и 56, слабую - изоляты № 38, 41, 44, 49, 52, 58, 59. Диаметр пораженных участков через 3 недели после заражения в этом случае не превышал 5 мм. Изоляты № 34, 35, 37, 46, 48, 50, 51, 53, 54, 55 и 60 не проявляли патогенных свойств и не вызывали
Рис.1. Исследование патогенных свойств изолятов микромицетов Fusarium spp. - возбудителей сухой гнили методом инфицирования уколом здоровых клубней чистыми культурами: А - изолят № 36, Б - изолят № 40, В - изолят № 39, Г - изолят № 43.
Таблица 1. Характеристика патогенных свойств изолятов микромицетов Fusarium spp., выделенных из пораженных сухой гнилью клубней картофеля сорта Жуковский
Источник клубней картофеля Изолят Срок появления сухой гнили в клубне, суток*
3 1 7 14
I - поле после 34, 35, 37 - -
черного пара 36 + +++ +++
38 - + +
II - поле после вы- 39, 43 + ++ ++
ращивания пше- 40 - ++ +++
ницы 41, 44 - + +
42, 45 + +++ +++
III - поле после 46, 48, 50, 51 - - -
выращивания го- 47 + ++ +++
роха 49, 52 - + +
IV - поле после 53, 54, 55, 60 - - -
выращивания кар- 56 - + ++
тофеля 57, 61 ++ +++ +++
58, 59 - - +
Изолят Штамм Гомология по последовательности гена 5.8S рРНК, %
9 Fusarium oxysporum 99
10 Fusarium oxysporum 99
11 Fusarium solani 97
13 Fusarium solani 99
14 Fusarium sp. 94
36 Fusarium sambucinum 98
42 Fusarium oxysporum 97
40 Fusarium oxysporum 97
45 Fusarium 96
sporotrichioides
47 Fusarium oxysporum 99
57 Fusarium oxysporum 100
44 Fusarium oxysporum 99
признаки сухой гнили появлялись через 5 дней после инфицирования здоровых клубней (рис. 2). При этом диаметр пораженного участка был равен 9-12 мм. Изоляты № 9 и 10 вызывали гниль средней степени с диаметром пораженного участка от 5 до 9 мм только по истечении 7 суток после инфицирования. Таким образом, наиболее высокий уровень латентного инфицирования отмечен в клубнях, выращенных на поле после культивирования картофеля. Известно, что бессменное размещение культуры на одном участке в течение нескольких лет приводит к значительному снижению урожая, накоплению в почве микромицетов рода Fusarium и повышению зараженности клубней фузариозом [26].
*«-» образование сухой гнили не выявлено; «+» - слабое образование сухой гнили с диаметром пораженного участка <5 мм;«++» средняя степень образования сухой гнили с диаметром пораженного участка от5до 9 мм; «+++» интенсивное образование сухой гнили клубня с диаметром пораженного участка > 10 мм
образования сухой гнили при искусственном инфицировании клубней даже через 3 недели инкубации после заражения.
В результате анализа 80 клубневых образцов (по 20 с каждого варианта севооборота) на наличие латентного инфицирования микромицетами рода Fusarium было выявлено 11 изолятов. При искусственном инфицировании здоровых клубней 5 из них (45 %) проявляли патогенные свойства. Следовательно, они также могут вызвать развитие сухой гнили клубней в процессе хранения урожая.
Таблица 2. Идентификация молекулярно-гене-тическим методом изолятов микромицетов, выделенных из клубней картофеля и способных вызывать сухую гниль
Наибольшее количество вирулентных штаммов Fusarium spp. - изоляты № 9, 11, 13 и 14 - было выделено из визуально здоровых клубней, выращенных на поле после культивирования в предыдущем сезоне картофеля. Из клубней после черного пара был выделен один вирулентный изолят - Fusarim sp. № 10. В клубнях картофеля, выращенных после культивирования пшеницы и гороха, вирулентных микромицетов обнаружено не было. Изоляты № 11, 13 и 14 проявляли высокие патогенные свойства -
Рис. 2. Сухая гниль при искусственном инфицировании клубня картофеля чистой культурой изолята Fusarium sp. 13 - возбудителя латентной инфекции после 7 суток инкубирования при 28 °С.
До видовой принадлежности с помощью моле-кулярно-генетических методов исследования были идентифицированы 11 изолятов микромицетов, выделенных из клубней картофеля, пораженных сухой гнилью. Из них 7 были идентифицированы как штаммы F. oxysporum, 2 - F. solani, 1 - F. sambucinum, 1 - F. sporotrichioides. Один изолят (№ 14) идентифицировать до вида не удалось. Он был идентифицирован как представитель рода Fusarium sp. на основе 94 %-ного сходства последовательности гена 5.8 рРНК (табл. 2, рис. 3).
Изоляты № 11 и 13, проявившие наиболее сильные вирулентные свойства среди вызывающих латентную инфекцию, были идентифицированы как штаммы F. solani с гомологией по последовательности гена 5.8S рРНК, равной 97 и 99 % соответственно. Изоляты 9 и 10, вызвавшие гниль средней степени по истечении 7 суток после инфицирования клубней, идентифицированы как штаммы F. oxysporum с гомологией 99 %. Таким образом, основными возбудителями латентной инфекции были микромицеты видов F. solani и F. oxysporum.
Выводы. В ходе работы было выделено 39 изолятов микромицетов рода Fusarium. Вирулентными свойствами обладали 17 из 28 изолятов (60 %), выявленных в пораженных сухой гнилью клубнях, а также 5 из 11 изолятов (45 %), обнаруженных в образцах с латентной инфекцией. Наибольшее количество изолятов микромицетов - 13, было выявлено в клубнях, выращенных по предшественнику картофель. Из 11 образцов, подвергнутых молекулярно-генетическому анализу 7 изолятов были отнесены к виду F. oxysporum, 2 - F. solani, 1 -F. sambucinum, 1- F. sporotrichioides и 1 изолят до вида идентифицировать не удалось.
Рис. 3. Чистые культуры микромицетов - возбудителей сухой гнили картофеля: А - воздушный мицелий, Б - подошва колоний микромицетов. 1 - F. oxysporum, изолят 42; 2 - F. oxysporum, изолят 10; 3 - Fusarium sp., изолят 14; 4 - F. solani, изолят 11.
Литература.
1. Microbiological control of soil-borne phytopathogenic fungi with special emphasis on wilt-inducing Fusarium oxysporum / C. Alabouvette, C. Olivain, Q. Migheli, etc. // J. Comp. New Phytologist. 2009. Pp. 541.
2. Mycotoxin Production, Chemotypes and Diversity of Czech Fusarium graminearum Isolates on Wheat. Czech / T. Sumikova, L. Gabrielova, L. Kucera, etc. // J. Food Sci. 2013. Vol. 31. Pp. 407-412.
3. How Phytohormones Shape Interactions between Plants and the Soil-Borne Fungus Fusarium oxysporum /X. Di, F.L. Takken, N. Tintor //Front Plant Sci. 2016. Vol. 7. Pp. 1-9.
4. Защита картофеля от болезней, вредителей и сорняков / Б.В. Анисимов, Г.Л. Белов, Ю.А. Варицев и др. М.: Изд. дом Ивана Корытова, 2009. 272 с.
5. Isolation and characterization of two strains of Fusarium oxysporum causing potato dry rot in Solanum tuberosum in Colombia /L. Bayona, A. Grajales, M.E. Crdenas, etc. //RevIberoam Micol. 2011. Vol. 28. Pp. 166-172.
6. The Top 10 fungal pathogens in molecular plant pathology/R. Dean, J.A. Van Kan, Z.A. Pretorius, etc.// Mol Plant Pathol. 2012. Vol. 13 Pp. 414-430.
7. Попкова К.В., Шнейдер Ю.И., ВоловикА.С. Болезни картофеля. М.: Колос, 1980. 304 c.
8. Анисимов Б.В., Зебрин С.Н., Зейрук В.Н. Сухие и мокрые гнили клубней и их контроль в семеноводстве картофеля // Защита и карантин растений. 2017. № 5. С. 30-35.
9. First Report of Potato Stem-End Rot Caused by Fusarium oxysporum in Korea / M. Aktaruzzaman, S.J. Xu, J.Y. Kim, etc. // Mycobiology. 2014. Vol. 42. Pp. 206-209.
10. Chehri K., Ghasempour H.R., Karimi N. Molecular phylogenetic and pathogenetic characterization of Fusarium solani species complex (FSSC), the cause of dry rot on potato in iran // Phytopathology. 2007. Vol. 97. Pp. 835-841.
11. Ismail Y., McCormick S., Hijri M. The arbuscular mycorrhizal fungus, Glomus irregulare, controls the mycotoxin production of Fusarium sambucinum in the pathogenesis of potato // FEMS Microbiol Lett. 2013. Vol. 348. Pp. 46-51.
12. Gashgari R.M., Gherbawy Y.A. Pathogenicity of some Fusarium species associated with superficial blemishes of potato tubers // Pol J Microbiol. 2013. Vol. 62. Pp. 59-66.
13. Фузариозное увядание картофеля и рекомендации по защите / Ф.Ф. Замалиева, Т.В. Зайцева, Л.Ю. Рыжих и др. // Защита картофеля. 2015. № 2. С. 3-9.
14. Ф.Ф. Замалиева Защита картофеля в Татарстане//Защита и карантин растений. 2013. № 6. С. 43-45.
15. Dry Rot Causing Species of Fusarium Prevalent in Republic of Tatarstan / G.F. Hadieva, N.S. Karamova, Z. Stasevski, etc. // Research Journal of Pharmaceutica Biological and Chemical Sciences. 2016. Vol.7. Pp. 2824 - 2827.
16. Листостебельный комплекс фитопатогенных и сопутствующих грибов на картофеле в различных регионах России / А.Н. Смирнов, Т.С. Бибик, Е.С. Приходько и др. // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2015. № 3. С. 36-46.
17. Rhizosphere interactions: root exudates, microbes, and microbial commu nities /X. Huang, J. Chaparro, K. Reardon, etc. // Botany. 2014. Vol. 92. Pp. 267-275.
18. Plant growth-promoting microorganisms for environmental sustainability / P^. Abhilash, R.K. Dubey, V. Tripathi, etc. //Trends Biotechnol. 2016. Vol. 34. Pp. 847-850.
19. Biocontrol agents promote growth of potato pathogens, depending on environmental conditions / J.A. Cray, M.C. Connor, A. Stevenson, etc. // Microb biotechnol. 2016. Vol. 9. Pp. 330-354.
20. Оздоровленный семенной картофель: рекомендации по выращиванию/Ф.Ф. Замалиева, З.З. Салихова, З. Сташевски и др. Казань: Фолиант. 2007. 60 с.
21. Методы экспериментальной микологии / под ред. В.И. Билай. Киев: «Наукова думка», 1992. 552 с.
22. Rapid Mini-Preparation of Fungal DNA for PCR/D. Liu, S. Coloe, R. Baird, etc. // J. Clin. Microbiol. 2000. Vol. 38. Pp. 471.
23. Basic Local Alignment Search Tool// NCBI: National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine. [Электронный ресурс]. URL: https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi (дата обращения: 18.03.2017).
24. Effect of potato continuous cropping on soil microorganism community structure and function / K. Ma, L. Zhang, Q. Du, etc. // J. soil water conserv. 2010. Vol. 4. Pp. 229-233.
25. Berg G., Smalla K. Plant species and soil type cooperatively shape the structure and function of microbial communities in the rhizosphere // FEMS Microbiol Ecol. 2009.Vol. 68. Pp. 1-13.
26. Microbial Community Diversities and Taxa Abundances in Soils along a Seven-Year Gradient of Potato Monoculture Using High ThroughputPyrosequencingApproach/X. Liu, J. Zhang, T. Gu, etc.//PLoS One. 2014 Vol. 9. Pp. 1-10.
ANALYSIS OF FUSARIUM MICROMYCETES, ISOLATED FROM INFECTED POTATO TUBERS GROWN IN THE REPUBLIC OF TATARSTAN
G.F. Hadieva1, М.Т. Lutfullin1, Y.A. Akosah1, A.V. Malova1, N.K. Mochalova1, S.G. Vologin2, Z. Stasevski 2, А.М. Mardanova1
'Kazan Federal University, Institute of Fundamental Medicine and Biology, ul. Kremlevskaya, 18, Kazan', 420008, Russian Federation
2Tatarian Agricultural Research Institute - subdivision of Federal Research Center «Kazan Scientific Center of the Russian Academy of Sciences», ul. Orenburgskii trakt, 48, Kazan', 420059, Russian Federation
Abstract. We studied the species composition and pathogenic properties of micromycetes of the genus Fusarium isolated from dry-rotted and latent-infected tubers of potato 'Zhukovsky Ranny', grown on the territory of the Republic of Tatarstan. Weather conditions during the period of research (2016) were extremely arid with a hydrothermal coefficient of 0.43; the soil was gray forest, heavy loamy. Potato plants were grown on sites of a four-field crop rotation after potato, spring wheat, pea, and fallow. We planted five replications in ten tubers. After harvesting, after 45 days of storage of the tubers at room temperature, 10 samples were taken with dry rot; among healthy specimens, 20 samples for the analysis of latent infection were taken from the visual examination. Micromycetes were cultured on Czapek's medium at 28 C. The generic affiliation of the isolates was established by morphological features using light microscopy, specific affiliation was determined by the ITS-region of the 5.8S rRNA genes, isolated during sequencing, using the NCBI database. A total of 39 Fusarium isolates were isolated. Virulent properties were observed in 17 of 28 isolates (60%) from dry rot affected tubers, and 5 of 11 isolates (45%) in samples with a latent infection. Nine isolates with dry rot and four isolates with latent infection were selected from the tubers, grown after potato. For bare fallow these numbers were 5 and 1, for spring wheat and pea - seven isolates, no latent infection was detected. In the tubers affected by dry rot, we identified 5 isolates of F. oxysporum, 1 isolate of F. sambucinum, 1 isolate of F. sporotrichioides. In tubers with latent infection, we detected 2 isolates of F. oxysporum, 2 isolates of F. solani, in 1 specimen the species identity could not be identified.
Keywords: potato; fusariosis; latent infection; phytopathogenic micromycetes.
Acknowledgements. The work was carried out within the framework of the state program to increase the competitiveness of Kazan Federal University among the world's leading scientific and educational centers, the state task of the Federal Agency for Scientific Organizations of Russia AAAA-A18-118030500073-4, and with the financial support of the RFBR and the Government of the Republic of Tatarstan in the framework of the scientific project No. 17-44-160481.
Author Details: G.F. Hadieva, master's student (e-mail: [email protected]); М.Т. Lutfullin, engineer; YA. Akosah, post graduate student; A.V. Malova, bachelor; N.K. Mochalova, engineer; S.G. Vologin, Cand. Sc. (Biol.), leading research fellow; Z. Stasevski, Cand. Sc. (Biol.), head of division; A.M. Mardanova, Cand. Sc. (Biol.), assoc. prof.
For citation: Hadieva G.F., Lutfullin М.Т., Akosah YA., Malova A.V., Mochalova N.K., Vologin S.G., Staszewski Z., Mardanova A.M. Analysis of Fusarium micromycetes, isolated from infected potato tubers grown in the Republic of Tatarstan. Dostizheniya nauki i tekhnikiAPK. 2018. Vol. 32. No. 3. Pp. 34-39 (in Russ.). DOI: 10.24411/0235-2451-2018-10307.
