CC BY
180
УДК 632.937+579.26
Фунгицидные свойства энтомопатогенного гриба Metarhizium anisopliae
А.А. ЛЕЛЯК, Т.В. ШПАТОВА, М.В. ШТЕРНШИС
e-mail: [email protected]
При разработке биопрепаратов для защиты растений одной из тенденций последних лет является поиск штаммов энтомопатогенных грибов, действующих одновременно и на возбудителей болезней растений [6, 7, 9]. Так, энтомопатоген-ный гриб рода Lecanicillium, используемый для защиты от тлей, оказался эффективным антагонистом возбудителя мучнистой росы огурца [7]. Двойной эффект биологической защиты проявляют грибы Beauveria bassiana. Являясь известными энто-мопатогенами, в лабораторных и полевых условиях они подавляли фитопатогенные грибы родов Pythium, Fusarium и Rhizoctonia [9]. В связи с этим проведена оценка изученного нами ранее [5] штамма гриба Metarhizium anisopliae на антагонистическую активность по отношению к возбудителям болезней растений в чистой культуре и в полевых опытах на ягодных культурах.
В лабораторных условиях оценивали действие гриба M. anisopliae (104-106 КОЕ/мл) на возбудителей болезней растений Didymella applanata, Botrytis cinerea, Fusarium oxysporum, Rhizoctonia solani. Использовали штамм M. anisopliae р 72 из коллекции Института систематики и экологии животных СО РАН, выделенный Т.К. Кальвиш из личинок колорадского жука. Ингибирующую активность (ИА) рассчитывали по диаметру колоний опытного и контрольного вариантов и выражали в процентах.
В целом наблюдалась зависимость ИА от возбудителя болезни, концентрации суспензии энтомопа-тогена и времени воздействия. Так,
1. Влияние штамма М. ашБорНав р 72 в различных концентрациях на рост гриба ¥. охузрогыт: а — контроль (среда без внесения штамма М. атзорНав); б - 106 КОЕ/мл; в - 105 КОЕ/мл; г -104 КОЕ/мл
наиболее быстрый эффект и наименьшая зависимость от концентрации суспензии M. anisopliae проявились для D. applanata - до 50 % на 3-е сутки. В наименьшей из изученных концентраций M. anisopliae (104 КОЕ/мл) на 3-е сутки практически не наблюдали эффекта на F. oxy-sporum и R. solani, хотя с увеличением времени воздействия или концентрации биоагента ИА достигала 60 % и более (рис. 1-3).
Ингибирующий эффект медленнее проявлялся на культурах почво-обитающих фитопатогенов. Максимальная ингибирующая активность в отношении всех культур за исключением возбудителя ризоктониоза варьировала от 51до 81 % в зависимости от штамма и срока воздействия, а также от концентрации.
Далее оценивали действие штамма р 72 гриба M. anisopliae в условиях искусственного заражения побегов малины D. applanata. Возбудителя пурпуровой пятнистости D. appla-nata культивировали на среде Чапека при 25 °С в течение 14 дней. Каждый вариант опыта включал по 10 побегов, при визуальном осмот-
ре не имевших повреждений коры. На высоте 30-40 см от поверхности почвы на побег накладывали агаровый блок культуры возбудителя размером 1 см2 со спороношением, накрывали влажной ватой, а сверху полиэтиленовой пленкой. Инфекционная нагрузка составляла 480 пик-нид/см2. В качестве контроля использовали 2 варианта - искусственный инфекционный фон (ИИФ) и естественный фон (необработанные побеги).
В конце вегетации оценивали площадь пятен и число плодовых тел фитопатогена на 1 см2. Действие гриба сравнивали с действием экспериментального препарата фитоп 8.67 на основе трех штаммов бактерий - антагонистов рода ВacШus, разработанного в НПФ «Исследовательский центр» [3].
2. Ингибирующая активность M. anisopliae (104 КОЕ/мл) в отношении фитопатоген-ных грибов D. applanata и B. cinerea
3. Ингибирующая активность M. anisopliae (104 КОЕ/мл) в отношении фитопатоген-ных грибов F. oxysporum и Rh. solani
К концу вегетации под действием M. anisopliae площадь некротического пятна при развитии пурпуровой пятнистости уменьшилась в 4 раза, число плодовых тел на 1 см2 - более чем в 10 раз (табл. 1). По первому показателю штамм гриба показал лучшие результаты, чем препарат на основе бактерий-антагонистов. Площадь внешнего некротического пятна при обработке штаммом р 72 гриба M. anisopliae не превышала 12,9 мм2. В контроле с искусственным заражением в среднем на 1 см2 формировалось 5,3 псевдотециев. На естественном фоне и в варианте с применением гриба M. anisopliae сформировано незначительное количество (0,3-0,4) плодовых тел, а при действии фитоп 8.67 их совсем не наблюдалось.
В 2011-2012 гг. проведены полевые опыты по изучению влияния штамма р 72 гриба M. anisopliae в сравнении с препаратом фитоп 8.67 на пурпуровую пятнистость малины (сорт Зоренька Алтая) и на септори-оз смородины (сорт Галинка). В качестве химического эталона использовали топаз. Обработку проводили при появлении первых симптомов болезней - в конце июня -начале июля на малине и в конце июня на смородине. Использовали суспензию штамма гриба с титром 106 КОЕ/мл.
Поражение листьев смородины септориозом учитывали по шкале В.Н. Сорокопудова и Е.А. Мелькумо-вой [2]. Степень повреждения побегов малины оценивали по специальной 4-балльной шкале для пурпуровой пятнистости [1].
Результаты представлены в таблицах 2 и 3. Под влиянием изучаемого штамма развитие пурпуровой пятнистости малины уменьшилось в
I,5-1,7 раза по сравнению с контролем. Достоверных различий по эффективности энтомопатогенного гриба и фунгицидных препаратов топаз и фитоп 8.67 в 2012 г. не выявлено.
M. anisopliae р 72 в течение месяца сдерживал развитие септориоза в среднем в 1,5-2,1 раза по сравнению с контролем. Хотя его биологическая эффективность была ниже, чем у биологического и химического фунгицидов (соответственно на
II,5 и 21,6 %), при определенной степени поражения септориозом такой активности может быть достаточно.
Возможным объяснением наблюдаемого нами антагонистического действия энтомопатогенного гриба может быть влияние хитиназы, содержащейся в изученном штамме M. anisopliae [5]. Ранее нами показано, что очищенная микробная хити-наза эффективно подавляет развитие пурпуровой пятнистости малины [10]. Не исключено также продуцирование грибом M. anisopliae липо-пептидных антибиотиков (сурфакти-нов), которые отвечают за биоконтроль фитопатогенов у таких антагонистов как BacШus subtШs [8].
Таким образом, существует потенциальная возможность проявления бифункционального (инсектофунги-цидного) эффекта M. anisopliae в биологической защите растений от вредителей и болезней. Помимо пурпуровой пятнистости D. applanata в
Таблица 2 Влияние М. ¡ишорИае р 72 и фитоп 8.67 на поражение малины
пурпуровой пятнистостью (СХА «Сады Сибири», 2011-2012 гг.)
Биологи-
Развитие ческая
Вариант болезни эффек-
(%) тивность
(%)
Контроль 25,0/16,9* -
M. anisopliae р 72 16,5/10,0 34,0/40,7
Фитоп 8.67 12,9/7,5 48,4/55,6
Топаз 10,5/6,9 58,0/59,3
НСР05 1,3/2,9
* В числителе данные 2011 г., в знаменателе - 2012 г.
Таблица 3 Влияние M. anisopliae р 72 и фитоп 8.67 на поражение смородины септориозом (СХА «Сады Сибири», 2011-2012 гг.)
Вариант Развитие болезни (%) Биологическая эффективность (%)
Контроль 21,1/8,2* —
M. anisopliae р 72 11,6/4,9 45,0/40,2
Фитоп 8.67 9,6/3,8 54,5/53,7
Топаз 8,7/2,5 58,8/69,5
НСР05 0,8/0,6 —
* В числителе данные 2011 г., в знаменателе — 2012 г.
сопряжении с доминирующим вредителем малины - малинной побе-говой галлицей - вызывает галлице-вый ожог [4]. Дальнейшие исследования могут выявить штаммы энтомопатогенного гриба M. anisopliae, одновременно подавляющие побе-говую галлицу и пурпуровую пятнистость.
ЛИТЕРАТУРА
1. Беляев А.А. Этиология микозов стеблей малины. // Микология и фитопатология, 2004, т. 38, № 6, с. 90-94.
2. Сорокопудов В.Н., Мелькумова Е.А. Биологические особенности смородины и крыжовника при интродукции - Новосибирск, 2003, 296 с.
3. Усова О.Н., Штерншис М.В., Ле-ляк А.А. Влияние биопрепарата Фитоп 8.67 на возбудителя корневой гнили газонной травы // Достижения науки и техники АПК, 2011, № 10, с. 8-10.
Таблица 1
Влияние гриба М. аш8орНае и бактериального препарата на размеры некрозов и спороношение D. аррЫШа при искусственном заражении (СХА «Сады Сибири», сорт Зоренька Алтая, 2011 г.)
Вариант Площадь пятна (мм2) Плодовых тел/см2
М. апшорИае (искусственный инфекционный фон) 12,9* 0,4
Фитоп 8.67 26,2* 0
Контроль (искусственный инфекционный фон) 48,6 5,3
Необработанные побеги (естественный фон) 5,9 0,3
НСР05 по вариантам 12,7 -
* Различия существенны (d > HCP05). 22
4. Штерншис М.В., Шпатова Т.В., Борисов Б.А., БеляевА.А. Влияние энтомо-патогенных гифомицетов и препарата фитоверм на малинную побеговую гал-лицу (Resseliella theobaldi) и возбудителя пурпуровой пятнистости малины (Didymella applanata) // Микология и фитопатология, 2005, т. 39, с. 76-92.
5. Штерншис М.В., Малярчук А.А., Гу-лий В.В. Изучение энтомопатогенного гриба M. anisopliae как биологического ресурса для биоконтроля насекомых-фитофагов // Вестн. ТГУ, 2008, № 313, с. 232-236.
6. Goettel M.S., Koike M., Kim J., Auchi D., Shinya R., Browder J. Potential of Leca-nicillium species for management of insects, nematodes and plant diseases // J. Invertebr. Pathol., 2008, v. 98, p. 256-261.
7. Kim J.J. Goettel M.S., Gillespie D.R. Potential of Lecanicillium species for dual microbial control of aphids and the cucumber powdery mildew fungus Sphaerotheca fuliginra // Biol. Control., 2007, v. 40, p. 327-332.
8. Kim P.I., Ryu J., Kim Y.H., Chi Y.T.
Production of biosurfactant lipopeptides iturin A, fengycin and sufractin A from Bacillus subtilis CMB32 for control of Colletotrichum gloesporioides // J. Microbial Biotechnol., 2010, v. 20, p. 138-145.
9. Ownley B.H., Gwinn K.D., Vega F.E. Endophytic fungal entomopathogens with activity against plant pathogens: ecology and evolution // BioControl, 2010, v. 55, p. 113-128.
10. Shternshis M., Beljaev A., Shpato-va T., DuzhakA., Panfilova Z. The effect of chitinase on Didymella applanata, the casual agent of raspberry cane spur blight // BioControl, 2006, v. 51, p. 311-322.
Аннотация. Выявлен потенциал энтомопатогенного гриба Metarhizium anisopliae как агента биоконтроля возбудителей болезней растений Didymella applanata, Botrytis cinerea, Fusarium oxysporum, Rhizoctonia solani в лабораторных условиях. В полевых условиях показана активность M. anisopliae в подавлении пурпуровой пятнистости малины и септориоза смородины. Влияние энто-
мопатогенного гриба на болезни растений изучали в сравнении с химическим и биологическим фунгицидами.
Ключевые слова. Энтомопатогенный гриб, возбудители болезней растений, антагонизм, пурпуровая пятнистость, септориоз, малина, смородина.
Abstract. The potential of entomopa-thogenic fungus Metarhizium anisopliae as a biocontrol agent towards Didymella applanata, Botrytis cinerea, Fusarium oxysporum and Rhizoctonia solani has been found under laboratory condition. In a field the activity of M. anisopliae for raspberry spur blight control and black currant septoria disease control has been shown. Field testing entomopathogenic fungus was carried out in comparison with chemical and biological fungicides.
Keywords. Entomopathogenic fungus, plant pathogens, antagonism, spur blight, septoria disease, raspberry, black currant.
Научно-производственная фирма «Исследовательский центр», Новосибирский государственный аграрный университет
<
S <
