CC BY
63
УДК 632.4.01/08 МЛ. Сидоренко
ДЕЙСТВИЕ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ НА РОСТ LARICIFOMES OFFICINALIS (VILL.) KOTL. ET POUZAR
Исследовано действие кобальта, марганца, меди, цинка, молибдена, бора и йода на рост мицелия лиственничной губки.
Выяснено, что микроэлементы в определенных концентрациях оказывают сильное угнетающее действие на рост мицелия лиственничной губки. При этом наиболее активно такое влияние оказывают соли йода и бора. Добавление солей металлов ведет к выраженным изменениям морфологических свойств мицелия лиственничной губки. Он становится менее плотным, низким и разреженным.
Ключевые слова: Laricifomes officinalis, микроэлементы.
M.L. Sidorenko
MICROELEMENT IMPACT ON LARICIFOMES OFFICINALIS (VILL.) KOTL. ET POUZAR GROWTH
Impact of cobalt, manganese, copper, zinc, molybdenum, boron and iodine on growth of the quinine fungus mycelium is researched.
It is revealed that microelements in certain concentration have strong oppressing effect on the quinine fungus mycelium growth. Thus most actively such influence is rendered by iodine and boron salts. Metal salt addition leads to the expressed changes of the quinine fungus mycelium morphological properties. It becomes less dense, low and thinned.
Key words: Laricifomes officinalis, microelements.
Введение. В настоящее время проведено много исследований воздействия микроэлементов на устойчивость растений к болезням. Выяснено, что микроэлементы, поступая в растения, способны оказывать влияние на многие физиологические и биохимические процессы, в том числе и на такие, которые связаны с защитными реакциями растений на возбудителей болезней. Установлено, что многие микроэлементы подавляют рост грибов, вызывающих болезни культурных растений. Результаты этих исследований довольно подробно обобщены в брошюре Ф.Е. Маленева [7], а также в трудах других авторов [1-3, 9, 10, 16]. В последние годы появилось много новых работ, посвященных применению микроэлементов в растениеводстве и фитопатологии [5, 6, 8, 11-14]. Однако до последнего времени в литературе отсутствуют сведения о характере воздействия микроэлементов на многих, в том числе самых опасных возбудителей заболеваний древесных растений.
Цель работы - исследовать действие основных микроэлементов на рост мицелия лиственничной губки Laricifomes officinalis (Vill.) Kotl. et Pouzar- возбудителя самого опасного заболевания лиственницы.
Объекты и методы исследования. В работе использован штамм Laricifomes officinalis, выделенный из плодового тела базидиального гриба Laricifomes officinalis (Vill.) Kotl. et Pouzar (= Fomitopsis officinalis (Vill.) Bondartsev et Singer) (гербарий VLA M20673), найденного на лиственнице даурской (Lari'x dahurica (Rupr.) Rupr.) в заповеднике "Бастак" (Еврейская автономная область) и хранящегося в коллекции культур Биологопочвенного института ДВО РАН.
Культуру хранили при 40С на сусло-агаре, с содержанием сахара 40 по Баллингу, выращивали в данных условиях в течение 7-10 суток при комнатной температуре и далее помещали в холодильник. Пересевали на свежеприготовленную среду один раз в год.
В опытах использовали агаризованное пивное сусло, содержащее 4% сахара, 2% агара, в которое вносили различные количества микроэлементов из расчета 0,5; 0,1; 0,05; 0,01 г на 100 мл среды. Затем среду разливалали в чашки Петри (по 20 мл в каждую) и иннокулировали мицелием лиственничной губки. В качестве иннокулята использовали десятисуточную культуру L.officinalis, выращенную на сусло-агаре. На чашки Петри помещали по одному стандартному блоку посевного материала (L.officinalis) диаметром 5 мм, вырезанным из зоны роста колонии штамма на сусло-агаре. Чашки Петри помещали в термостат, где поддерживали температуру 26-280С. Повторность опытов трехкратная.
На 4-, 7-, 11- и 14-е сутки измеряли диаметр колонии (в мм) в двух направлениях, высоту колонии (в мм), а также плотность колонии по трехбалльной системе (1 - редкая, 2 - средняя, 3 - плотная). В дальнейшем по полученным данным вычисляли ростовой коэффициент (РК) по формуле
РК= dhg/t,
где d - диаметр колонии, мм;
Л - высота колонии, мм; д - плотность колонии, балл;
I - возраст колонии, сутки.
В качестве источников микроэлементов использовали следующие соли: СоСЬ (источник кобальта), CuSO4 (источник меди), ZnSO4 (источник цинка), Na2B4O7 (источник бора), (NH4)6Mo7O24 (источник молибдена), М (источник йода), MnCl2 (источник марганца).
Для описания колоний использовали критерии Сталперса [4,15].
Результаты и их обсуждение. В результате проведенных исследований было установлено, что воздействие микроэлементов на мицелий лиственничной губки зависит от количества их в питательной среде. Так, во всех вариантах опытов, независимо от вида микроэлемента, на средах с концентрацией 0,5г/100 мл ростовые процессы полностью отсутствовали.
Как видно из данных, представленных на рисунках 1-2, при содержании в питательной среде даже 0,01 г/100 мл солей кобальта или марганца рост гриба резко замедлялся и задерживался во времени. При концентрации их, равной 0,05 г/100 мл, ростовой коэффициент значительно снижался и достигался максимум 35 единиц, тогда как в контроле наблюдали максимальное значение ростового коэффициента, равное 69. На средах, где содержание солей кобальта, марганца или меди равно 0,5 г/100 мл, рост грибницы отсутствовал совсем.
Рис. 1. Рост мицелия лиственничной губки на питательной среде с различным количеством кобальта
70 1 60 50 40 ^
30
20 -10 -
0
4-е 7-е 11-е 14-е
Сутки
□ 0,5 г МпС12 /100мл
□ 0,1 г МпС12 /100мл
□ 0,05 г МпС12 /100мл
□ 0,01 г МпС12 /100мл
□ контроль
Рис. 2. Рост мицелия лиственничной губки на питательной среде с различным количеством марганца
Мицелий, выросший на средах с добавлением солей кобальта и марганца, имеет длинные тонкие гифы, которые прижаты и переплетаются между собой. Воздушный мицелий невысокий. Колония относится к типу № 7 (шерстистая) по Дж. Сталперсу [15], что значительно отличалось от контроля, который воздушный высокий, отдельные мицелиальные гифы переплетались во всех направлениях. Колония ватная № 6 по Сталперсу [15] (рис. 3,а).
б
а
в г
Рис. 3. Рост мицелия лиственничной губки на питательной среде без добавок (контроль) (а), при добавлении меди (б), молибдена (в), йода (г)
Грибница лиственничной губки своеобразно вела себя на питательных средах, в которые вносилось различное количество меди. Диаграмма, представленная на рисунке 4, показывает, что содержание меди в среде в концентрациях 0,1- 0,01 г влияло на рост мицелия сравнительно слабо. Однако выросший мицелий резко отличался от контрольного - он был менее пышным и не столь мощным по плотности.
70 п 60 -50 -40 -30 -20 -10
4-е 7-е
11-е 14-е
Сутки
□ 0,5 г СиБ04/100мл
□ 0,1 г СиБ04/100мл
□ 0,05 г СиБ04/100мл
□ 0.01 г СиБ04/100мл
□ контроль
Рис. 4. Рост мицелия лиственничной губки на питательной среде с различным количеством меди
Колония, выросшая на среде с добавлением разных концентраций меди, относится к типу №10 по Дж. Сталперсу [15]. Колония кожистая, пленчатая, образована тонким низким сцепленным мицелием (см. рис. 3, б).
Из рисунков 5 и 6 видно, что значительное торможение роста мицелия наблюдается при наличии в среде
0,01 г/100 мл и особенно 0,1 г/100 мл соли цинка и молибдена. На средах, содержащих 0,5 г/100мл соли цинка, рост мицелия не наблюдается. Однако концентрация соли цинка, равная 0,05 г/100 мл, давала лишь небольшой ингибирующий эффект и на 14 сутки культивирования рост мицелия практически достигал контроля (ростовой коэффициент равен 59 и 61 соответственно).
70
60
50
40
30
20
10
0
4-е 7-е
11-е 14-е
Сутки
□ 0,5 г ЕпБ04/100мл
□ 0,1 г ЕпБ04/100мл
□ 0,05 г ЕпБ04/100мл
□ 0.01 г ЕпБ04/100мл
□ контроль
Рис. 5. Рост мицелия лиственничной губки на питательной среде с различным количеством цинка
□ 0,5 г (ЫН4)6Мо7024/100мл
□ 0,1 г (ЫН4)6Мо7024/100мл
□ 0,05 г (ЫН4)6Мо7024/100мл
□ 0,01 г (ЫН4)6Мо7024/100мл
□ контроль
Рис. 6. Рост мицелия лиственничной губки на питательной среде с различным количеством молибдена
Мицелий, выросший на средах с добавлением солей цинка и молибдена, имел длинные тонкие гифы, которые прижаты и переплетаются между собой. Воздушный мицелий невысокий. Колония относится к типу №7 (шерстистая) по Дж. Сталперсу [15] (см. рис. 3,в).
Очень незначительный рост отмечен так же на средах, в которые были внесены соли бора и йода (рис. 7, 8) в количестве 0,01 и 0,05 г/100 мл. Ростовой коэффициент в данных вариантах опыта достигал максимальных значений.
70 60 50 40 30 -20 10 0
4-е 7-е 11-е 14-е
Сутки
□ 0,5 г Ма2Б407/100мл
□ 0,1 г №2Б407/100мл
□ 0,05 г №2Б407/100мл
□ 0,01 г Ма2Б407/100мл
□ контроль
Рис. 7. Рост мицелия лиственничной губки на питательной среде с различным количеством бора
70 п 60 50 40 30 20 10 0
4-е 7-е
11-е 14-е
Сутки
□ 0,5 г М /100мл
□ 0,1 г М /100мл
□ 0,05 г М /100мл
□ 0,01 г М /100мл
□ контроль
Рис. 8. Рост мицелия лиственничной губки на питательной среде с различным количеством йода
Воздушный мицелий, выросший на средах с добавлением солей йода и бора, ватообразный, свалявшийся, отсутствуют поднимающиеся гифы. Колония №11 (войлочная) (см. рис. 3,г).
Наши опыты показывают, что исследованные микроэлементы в определенных концентрациях оказывают довольно сильное угнетающее действие на рост мицелия лиственничной губки. Установлено, что наиболее сильно действуют йод и бор. В питательных средах, в которых содержание солей указанных элементов составляло
0.01 и 0,05 г, ростовые процессы резко замедлялись, а при концентрации 0,1—0,5 г рост мицелия совсем отсутствовал. На средах с таким же количеством марганца и кобальта рост лиственничной губки угнетался несколько слабее. Значительно слабее рост мицелия подавлялся на средах с медью, цинком и молибденом. Полное подавление роста наблюдалось лишь при наличии в среде 0,5 г/100 мл этих элементов.
Таким образом, микроэлементы в определенных концентрациях оказывают сильное угнетающее действие на рост мицелия лиственничной губки. При этом наиболее активно такое влияние оказывают соли йода и бора. Добавление солей металлов ведет к выраженным изменениям морфологических свойств мицелия лиственничной губки. Он становится менее плотным, низким и разреженным.
Литература
1. Абдурахимов Д.Т. Микроэлементы и продуктивность картофеля // Микроэлементы в биологии и их применение в сельском хозяйстве и медицине. - Самарканд, 1990. - С. 108-109.
2. Акулов А., Леонтьев Д. Индуцированная неспецифическая устойчивость растений: история и современность. - Х.: Изд-во ХНУ им. В.Н. Каразина. - 37 с.
3. Булыгин С.Ю. Микроэлементы в сельском хозяйстве. - Изд. 3, доп. и перераб. - Днепропетровск, 2007. - 100 с.
4. Бухало А.С. Высшие съедобные базидиомицеты в чистой культуре. - Киев: Наук. думка, 1988. - 47 с.
5. Вардья П.Н. Роль меди в обмене веществ ячменя // Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине. - Киев: Гос. изд-во с.-х. лит. Укр сСсР, 1963. - 690 с.
6. Участие микроэлементов в обмене веществ растений / П.А. Власюк, В.А. Жидков, В.И. Ивченко [и др.].
- М.: Наука, 1983. - 38 с.
7. Маленев Ф.Е. Микроэлементы в фитопатологии. - М.: Сельхозиздат, 1961. - 120 с.
8. Миесерова С.И., Садименко П.А., Ткачева В.А. Микроэлементозы. - Ростов н/Д, 1977. - 160 с.
9. Custers J.H. Engineering disease resistance in plants: дис. Custers Je^me H.H.V. - W., 2007. - 182 s.
10. Durrant W.E., Dong X. Systemic acquired resistance // Phytopathology. - 2004. - № 42. - Р. 185 - 209.
11. Franklin L. Alternaria Deseases // Agriculture and Natural Resources. - 2001.
12. Magan N., Cayley G.R., Lacey J. Effect of Water Activity and Temperature on Mycotoxin Production by Alternaria alternata in Culture and on Wheat Grain // Applied and environmental microbiology. - 1984. - V. 47. -
№ 5. - Р. 1113-1117.
13. Sensitivity among species of Solanaceae to AAL toxins produced by Alternaria alternata f.sp. lycopersici / L.A. Mesbah, G.M. van der Weerden, H. J. J. Nijkamp [et al.]// Plant Pathology. - 2000. - V. 49. - Р. 734-741.
14. Jasmonic acid carboxyl metiltransferase: A key enzyme for jasmonate-regulated plant responses / H.S. Seo [et al.]// Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2001. - V. 98. - № 8. - Р. 4788-4793.
15. Stalpers J.A. Identification of wood-inhabiting Aphillophorales in pure culture // Stud. Mycol. - 1978. - № 16.
- 248 p.
16. Thoma B.P. Alternaria spp.: from general saprophyte to specific parasite // Molecular Plant Pathology. -2003. - V. 4. - № 4. - Р. 225-236.
----------♦'-----------
УДК 623.394 М.Ф. Андрейчик
ОПТИМИЗАЦИЯ КАЧЕСТВА И УРОВЕНЬ БЕЗОПАСНОСТИ ПРЕСНЫХ ВОД РЕСПУБЛИКИ ТЫВА
Проведена комплексная оценка качества пресных вод и обоснован методический подход к разработке системы управления безопасности гидросферы.
Научно обоснованные предложения позволяют разработать систему управляющих мероприятий.
Ключевые слова: вода, качество, экологическая безопасность, оценка, управленческое воздействие, Республика Тыва.
M.F. Andreychik QUALITY OPTIMIZATION AND SAFETY LEVEL OF FRESH WATERS IN THE REPUBLIC OF TYVA
Complex estimation of fresh water quality is conducted and methodical approach to development of the hydrosphere safety management system is proved.
Scientifically substantiated proposals allow to develop the managerial action system.
Key words: water, quality, ecological safety, estimation, managerial influence, the Republic of Tyva.
Введение. Актуальность. Речная сеть в Республике Тыва хорошо развита, однако качество поверхностных вод в ряде районов не соответствует требованиям СанПиН [3]. Так, воды трех крупнейших рек Тувы (Енисей, Хемчик и Элегест) отнесены к III классу качества - загрязненные, IV классу - грязные и V классу -очень грязные. Средняя концентрация меди, фенолов и нефтепродуктов за 1999-2008 годы составила в них
