CC BY
88
УДК 632.3:633.854.78
Бурая пятнистость подсолнечника
Е.В. МАТВЕЕВА,
В.А. ПОЛИТЫКО,К.П. КОРНЕВ,
В.Г. ФОКИНА, А.Н. ИГНАТОВ
В последние годы значительно увеличилось поражение масличных культур подсолнечника и рапса бактериозами, и особенную опасность стали представлять бактерии рода ХапШотопав, часто вызывающие сосудистые поражения растений. Ожог листьев подсолнечника, вызываемый представителями этого рода, - наименее изученная болезнь данной культуры. Впервые была описана Ричесоном в США ^сИевоп, 1981). Выделенный им возбудитель был отнесен к Хап^отопав сатревМв. Позже эта болезнь была отмечена в России и Бразилии (Матвеева, Тихонова, 1991, Romeiro, Моига, 1998). Изучению бактериозов подсолнечника в России уделялось незначительное внимание, и сведения о видовом составе возбудителей отрывочны и не систематизированы.
Нами проведены обследования посевов подсолнечника в Центральном и Северо-Кавказском регионах в 2006 г В результате было отмечено значительное поражение культуры бактериозами с преобладанием бактериальной бурой пятнистости
1. Поражение листьев подсолнечника бурой пятнистостью
(ожога). Проанализировано более 60 образцов, включая сорта Кубань 999, Триумф, Санэй, СПК, Березанский, Родник, Флагман, ВНИИМК 8883, Мастер, Луадор, Юпитер и др. Основными симптомами проявления бактериоза в России были бурые пятна на листьях и стеблях, часто окруженные хлоротическим ореолом, растрескивание, загнивание и образование язв на стеблях (рис. 1 и 2). Сосуды растений, как правило, имели бурый цвет и при надавливании из них вытекала серая слизистая масса. Стебель растрескивался чаще в продольном направлении, был ребристым и твердым, иногда полым. Корзинки были недоразвитыми, гофрированными, семена в них щуплые, мелкие, чаще бурые с низкой всхожестью. Микроскопический анализ подтвердил наличие бактерий в сосудах. Для определения этиологии болезни кусочки листьев, стеблей, корзинок с симптомами бурых пятен, полос или гнилей многократно промывали водой, опускали на 20 с в этанол, после чего промывали стерильной водой и размельчали в стерильной ступке в стерильной воде, выдерживали 20-30 мин, вновь гомогенизировали, и несколько капель полученного гомоге-низата высевали на полуселектив-ные питательные среды.
Для бактерий рода Xanthomonas использовали модифицированный нами картофельно-сахарозный агар (PSA) (Wakimoto, 1968), среду Виль-бринка с борной кислотой (Wilbrink’s boric acid medium (WBC)), модифицированный XTS агар (Schaad and Forster, 1985). Инкубацию проводили при 28 °С в течение 4-7 суток. Из пораженных растений были выделены желтопигментные слизистые бактерии, патогенность которых была доказана в тепличных и камерных условиях. У выделенных изоля-тов изучали морфологические, био-
химические (не менее 40 тестов) и генетические свойства согласно методам, описанным в руководстве Schaad с соавторами (Schaad et al., Lab Guide for Identification of Plant Pathogen Bacteria. APS Press 2000). Определяли оксидазу, аргининди-гидролазу, каталазу, уреазу, тирози-назу и фосфатазу, окраску по Г раму, тест O/F, гидролиз желатина, крахмала, казеина, твинов, пектата, эс-кулина, изменение цвета лакмусового молока, способность редуцировать нитраты и нитриты, образование 2-кетоглюконата и редуцирующих сахаров. Первичную оценку патогенности проводили определением реакции сверхчувствительности на листьях табака и герани и заражением подсолнечника сорта Санэ разными методами инокуляции. Опытные и контрольные растения выдерживали во влажной камере до и после инокуляции в течение суток. Растения подсолнечника выращивали в следующих условиях: свет - 14 часов, температура день/ ночь - 22 °С/18 °С, относительная влажность воздуха - 60 %.
Проводили сравнительное изучение 25 российских желтопигментных штаммов с типовыми штаммами X. campestris NCPPB528T, X. vesicatoria NCPPB422T, X. gardneri GA2. Выделенные нами изоляты по своим фенотипическим свойствам не отличались от типового штамма X. campestris. На питательных средах с углеводами PSA и YDC представители этого вида образовывали
2. Пораженные бурой пятнистостью сосуды подсолнечника
3. Средняя вирулентность штаммов ХапШошопа8 сашре81п8 ру. сашре81п8 на 8 сортах подсолнечника. Шкала учета (длина некротических полос, см) в баллах: 0 — отсутствие заражения; 1 < 1 см; 2 < 2 см; 3 < 3 см. Учет через 5—7 дней после инокуляции методом инъекции в стебель. Концентрация инокулюма — 107 КОЕ/мл
светло-желтые слизистые колонии с прозрачными ровными краями. Бактерии были строгими аэробами, каталазоположительными и окси-дазо-, аргининдигидролазо- и уре-
азоотрицательными, имели окислительный тип дыхания, не образовывали сероводород, индол, 2-кетог-люконат, были отрицательными по реакции MR и Фогес-Проскауэра и не редуцировали нитраты и нитриты. Реакция была положительной на гидролиз казеина, эскулина, твина 80, крахмала и желатина (см. таблицу). Большинство штаммов использовали цитрат и пептонизировали молоко с последующей редукцией лакмуса. Все изученные штаммы при посеве на среду Логана разжижали пектат натрия. Ксантомонады по биохимическим свойствам были близки к X. campestris pv. campestris, но генетически - к X. gardneri (типовому штамму GA2) на основании ПЦР анализа с праймерами iaaH1/H2, BOX A, REP1/REP2, C-152.
Все выделенные штаммы вызывали реакцию сверхчувствительности на табаке, герани и пленкрантусе и
4. Устойчивость разных сортов подсолнечника к Хапиюпюпа* еашре8ІгІ8 ру. еашре8М8. Шкала учета (длина некротических полос, см) в баллах: 0 — отсутствие заражения; 1 < 1 см; 2 < 2 см; 3 < 3 см. Учет через 5—7 дней после инокуляции в узел или листовую пластинку. Концентрация инокулюма — 107 КОЕ/мл
заражали подсолнечник. Средняя вирулентность 8 штаммов на различных сортах подсолнечника при
Фенотипическая характеристика российских штаммов Xanthomonas campestris, изолированных из подсолнечника
Тест Типовой штамм Xanthomonas campestris pv. campestris NCPPB528T Штаммы S1-S5, 518-420 из Молдавии и Белгородской обл. Штаммы 515-517, 1329-1331 из Краснодарского края Штаммы из Осетии 1332-1341
РСЧ + + + +
Жгутикование 1-полярное 1-полярное 1-полярное 1-полярное
Оксидаза - - - -
Аргинин дигидролаза - - - -
О^ О О О О
Форма колоний S S S S
Редукция нитратов - - - -
Гидролиз крахмала, желатина, эскулина и твина 80 + + + +
Продукция индола - - - -
Разжижение пектата + + + +
образование сероводорода + + + +
аммиака - - - -
ацетона - - - -
MR - - - -
Фосфатаза + + + +
Уреаза - - - -
Продукция 2-кетоглюконата Образование: - - - -
редуцирующих сахаров из сахарозы + + + +
кислоты из арабинозы, глюкозы, фруктозы, сахарозы, галактозы, мальтозы, трегалозы, целлобиозы + + + +
кислоты из сорбита, инозита, альфа-метилглюкозида - - -
Лакмусовое молоко Щ K слабо K слабо K слабо
Реакция на молоко пептонизация пептонизация пептонизация пептонизация
Обозначения: - отрицательная реакция; + положительная реакция; S - слизистая колония; О - окислительный тип дыхания; К - кислота; Щ - щелочь.
УДК 632.938.2
Использование индукторов иммунитета в защите растений
введении бактериальной суспензии шприцем в узел или листовую пластинку (10 млн кл/мл) была примерно одинаковой и составляла 1-2 балла через 5-7 дней после инокуляции. Несколько выше была вирулентность у штамма 518 на сорте Луадор. Но через 3-4 недели все штаммы дали высокую поражен-ность подсолнечника, и часть растений погибла (рис. 3). Инъекция шприцем в узел кущения или лист была более эффективна по скорости проявления болезни, чем обрезание листовой пластинки. Из 8 испытанных сортов к наиболее вирулентному штамму возбудителя более устойчивы были сорта Юпитер, Березанский и ВНИИМК, наиболее восприимчив - Луадор (рис. 4). Заражение подсолнечника типовым штаммом Хап^отопав сатрев^в р^ сатревМв (Х.с.с) не выявило специализации изученных патотипов рода Хап^отопав, так как этот штамм также поражал все испытанные сорта подсолнечника.
Таким образом, фитопатогенные бактерии рода Хап^отопав, поражающие подсолнечник,встречаются как в средних, так и южных широтах России, и в связи с широким внедрением гибридов подсолнечника F1 представляют серьезную проблему. Для предотвращения развития бактериозов требуется своевременно проводить комплекс профилактических и агротехнических мероприятий: посев осуществлять в оптимальные сроки инкрустированными здоровыми семенами; удалять щуплые семена и для посева оставлять семенной материал наиболее выполненных фракций; влажность семян, поступивших с поля, должна быть не выше 7 %. По результатам исследований ВНИ-ИЗР, предпосевная инкрустация семян фунгицидами в сочетании с микроэлементами цинком или бором в форме борной кислоты (0,5 кг/т) способствует оздоровлению семян, повышению устойчивости растений к бактериозам.
Всероссийский НИИ фитопатологии
В.Н. БУРОВ,
руководитель лаборатории ВИЗР В.И. ДОЛЖЕНКО, заместитель директора
Одной из насущных проблем защиты растений становится не столько повышение эффективности действия новых химических средств на целевые объекты, сколько снижение уровня их опасности для окружающей среды и здоровья человека. Весьма перспективна в этом плане новая группа синтетических препаратов, характеризующихся наличием не биоцидной(фунгицидной, эн-томоцидной или гербицидной), а биорегуляторной активности. К этой группе могут быть отнесены как уже широко применяемые в борьбе с фитофагами регуляторы роста и поведения насекомых, создаваемые на основе функциональных аналогов гормонов и антигормонов членистоногих, ингибиторов синтеза хитина, феромонов с аттрактантной и ре-пеллентной активностью (Новожилов, Буров,1988; 2001, Буров, Тюте-рев, 1998, Новожилов, Буров, Дол-женко и др., 2005, Павлюшин, Буров, Тютерев, 1998), так и индукторы иммунитета растений к фитопатогенам (Тютерев, 1999; 2000, Озерецковс-кая, 1994, Матевосян, Тютерев и др., 1991).
Существенные успехи в последнем направлении связаны с созданием целой серии высокоэффективных синтетических препаратов - индукторов иммунитета растений к возбудителям заболеваний, таких как бион (авангард), силк, нарцисс и целый ряд препаратов на основе хи-тозана. Подавляющее большинство является синтетическими индукторами фитоиммунитета и предназначено для защиты растений от ряда
опасных фитопатогенов, причем ассортимент создаваемых препаратов на основе иммуномодуляторов растений этого типа продолжает интенсивно расширяться.
Принципиальная возможность искусственно индуцировать повышение устойчивости растений к фитофагам была доказана значительно позже, а работа по созданию и практическому применению препаратов этого типа пока находится лишь в зачаточном состоянии. В значительной степени это связано как с существенными различиями между молекулярно-генетическими механизмами устойчивости, индуцируемой фитопатогенами и фитофагами, так и с природой веществ - иммуномодуляторов, определяющих в конечном итоге непосредственный защитный эффект.
На протяжении ряда лет предполагалось, что растения имеют, как минимум, два независимых механизма индуцированной устойчивости. Один из них направлен против вызывающих различные заболевания фитопатогенов, а другой - против наносящих многообразные типы повреждений фитофагов. В частности, считалось, что системная приобретенная устойчивость, индуцируемая фитопатогенами как грибной, так и бактериальной или вирусной природы, проявляется исключительно некротическим ответом поврежденных растительных тканей, индуцирующим появление специфических защитных белков с прямой антимикробной активностью (PR-белков). Ключевым соединением, запускающим экспрессию этих белков, как и других факторов защиты от патогенов, предположительно являлось фенилпропаноидное со-
