CC BY
327
УДК 635.656:632.4(517.6)
Морфология возбудителя пурпурного церкоспороза сои и пути снижения его вредоносности
Ю.В. ПОЛОЖИЕВА,
Л.К. ДУБОВИЦКАЯ, Е.А. СЕМЕНОВА,
Е.Л. ГАСИЧ, Ф.Б. ГАННИБАЛ,
И.А. КАЗАРЦЕВ
e-mail: [email protected]
В России основные посевы сои сосредоточены на Дальнем Востоке. В 2014 г. посевная площадь культуры в Амурской области составила 745 тыс. га при средней урожайности 14,4 ц/га. Одной из причин снижения продуктивности сои является поражение грибными, бактериальными и вирусными болезнями. В настоящее время в патогенном комплексе на семенах сои в Амурской области доминируют возбудители пурпурного церкоспороза и перо-носпороза.
Пурпурный церкоспороз ранее отмечался только за рубежом [1]. В Приамурье впервые это заболевание обнаружено в 1998 г, но не идентифицировано и отнесено к пурпурной пятнистости. Возбудитель относится к классу Deuteromycetes, порядку Moniliales или Hyphomycetales, семейству Dematiaceae.
Впервые биологические особенности этого гриба описаны в отечественной литературе А.М. Овчинниковой [3]. Она предупреждала, что в связи с расширенным обменом растительной продукцией, в том числе и семенами, самое серьезное внимание должно быть обращено на тщательный досмотр обменного материала, своевременное выявление и предупреждение распространения этого опасного заболевания в посевах сои.
В 2012 г. для идентификации возбудителя образцы семян сои были направлены на микологический и молекулярный анализ в ВИЗР.
Вначале был проведен микологический анализ образцов семян с пурпурной окраской. Кроме пурпурного окрашивания, других симптомов вы-
явлено не было. Семена после отмывки и поверхностной дезинфекции (0,1 % нитрат серебра) были посеяны на картофельно-морковный агар. Почти в 100 % случаев был выделен гриб, развивающий колонии, окрашенные в пурпурный цвет. Мик-ромицет идентифицирован как Свгсоврога kikuchii (Ма1ви. е1 Тото-уави) МЖОагСпег - возбудитель пурпурного окрашивания семян и листьев сои. Этот патоген может находиться в оболочке семян и вызывать окрашивание всей ее поверхности или в виде точечных пятнышек в розовый или пурпурный цвет. Иногда инфицированные семена не имеют внешних признаков поражения. Развившиеся из них проростки имеют недоразвитые семядоли, приобретающие пурпурную окраску и легко опадающие. Растения плохо развиваются и могут погибнуть. Гриб сохраняется в виде мицелия в оболочке семян и на растительных остатках. Споры с семядолей распространяются ветром и дождем на листья и стебли. На листьях развиваются мелкие пурпурные круглые или угловатые пятна неправильной формы до 1 см в диаметре, впоследствии сливающиеся и приобретающие кожистый вид. Подобные пятна образуются на бобах. В дальнейшем инфекция распространяется по стеблю в виде опоясывающих красновато-пурпурных некротизированных пятен, на молодых проростках пораженная ткань вдавленная, с беловато-розовым мицелием возбудителя. В период вегетации гриб дает много поколений конидий, образование которыхзависит от многих условий. Развитию заболевания способствуют высокая температура и влажность.
Далее была проведена молекулярная идентификации изолятов Свгсоврога МкисЬП, выделенных из сои, с использованием оборудова-
ния Центра коллективного пользования «Инновационные технологии защиты растений» (ВИЗР). Нуклео-тидные последовательности, полученные в результате секвенирова-ния участка рибосомального оперо-на, содержащего внутренне транскрибируемые спейсеры (ITS1 и ITS2), и гена фактора элонгации трансляции (TEF-1a) двух изолятов Cercospora, с помощью программного модуля BLASTn сравнили с базой данных GenBank, в которой на настоящий момент депонированы последовательности около 50 видов Cercospora, включая возбудителей церкоспороза сои (C. kikuchii и C. sojina Hara.).
В результате для 2 изолятов были определены нуклеотидные последовательности ITS-областей длиной 497 пар оснований, которые оказались идентичны, так же как и последовательности гена TEF-1a (266 пар оснований). При сравнении с базой данных GenBank выявлено полное сходство последовательностей наших изолятов с сиквенсами C. kikuchii и отличие их от C.sojina, что подтвердило результаты идентификации патогена, основанные на изучении морфологии.
Вредоносность пурпурного цер-коспороза заключается в снижении посевных качеств семян. По нашим данным, зараженные семена снижают полевую всхожесть на 6 % и более, высоту растения - на 22,2 см, число бобов - в 1,6, а семян - в 2 раза. По данным S.T. Liu, число больных семян в Китае достигает 12-62 % [4].
В условиях влажной камеры на пораженных частях растений и семян образуются пучки коленчатых коричневых конидиеносцев с конидиями. Вначале мицелий светлый, со временем коричневеет. Конидии бесцветные удлиненные слабоизогнутые, у основания тупые, на вершине заостренные (38,8-445x1,3-6,1 мкм) с 2-49 перегородками (чаще 10-20 перегородок размером 50-265x3,5 мкм).
На картофельно-глюкозном агаре колонии Cercospora kikuchii оливко-во-серые в центре и беловатые по
краям. Воздушный мицелий плотный, с глубокими складками, отходящими от центра. С обратной стороны цвет колоний варьирует, но, чаще всего, темно-пурпурный с розовыми краями.
Нами установлено, что при посеве семян, полученных с зараженных растений без видимых признаков поражения, зараженность проростков составила 67,5 %, содержание масла в семенах снизилось на 2,5 %.
Распространение пурпурного цер-коспороза сои, его биологические и морфологические особенности и симптомы поражения в Приморском крае отмечаются в монографии Л.А. Дега [2].
Оценка влияния протравителей в лабораторных и полевых опытах на развитие пурпурного церкоспороза показала, что Фундазол (3 кг/т) и Скарлет (0,4 л/т) слабо снижали зараженность проростков, несколько выше (в 1,4 раза) по эффективности оказался Максим.
Наилучшие результаты по снижению болезни на листьях получены при применении препаратов антистрессового, иммунно- и ростстиму-лирующего действия. Протравливание и опрыскивание посевов сои Фертигрейном Старт (1 л/т) + Фер-тигрейном Фолиар (1 л/га) и Фито-спорином-М* (2 л/т и 1,5 л/га) снижало распространение болезни в 1,9-2,1 раза. В производственных опытах препарат Зеребра Агро (0,1 л/т и 0,06 л/га) снижал поражение семядолей в 3,3 раза, Борогум (1 л/т) и Фитоспорин-М (2 л/т) + Борогум (1,5 л/га) и Фитоспорин-М (1,5 л/га) - в 1,3 раза по сравнению с контролем.
При оценке исходного селекционного материала сои на поражение семян пурпурным церкоспорозом в условиях Амурской области в среднем за 4 года (2010-2013) отмечено наибольшее поражение сортов Былина (28 %) и Малета (6,8 %), слабо поражались Селекта 101, Свапа, Соната, Лазурная, Нева, Лик. Не от-
* Препарат в России на культуре не зарегистрирован.
мечено признаков поражения пурпурным церкоспорозом на семенах сортов Росинка, Лада.
Была проведена и оценка 150 сортов и сортообразцов коллекции ВИР разного происхождения. В численном отношении доминировали сор-тообразцы Восточно-Азиатской группы - 39 форм, что составляет 28,5 %. В эту группу входили сорта и сортообразцы из Амурской области, Хабаровского края, Японии, Кореи, Китая.
Второе место по численности (43,8 %) занимали образцы из Украины, Краснодара, Саратова, Воронежа, Рязани, Белоруссии, Молдавии, Чехии, Польши, Венгрии, Болгарии, Австрии, Германии, Швеции. Сорта из Западной Европы (Франция и Великобритания)составили 5,8 %, из Северной Америки - 19 %.
Было выявлено заражение пурпурным церкоспорозом 44,6 % образцов, при этом заселение возбудителем составляло от 0,2 (Milvus, Польша) до 28 % (Былина, Россия). Не отмечено заболевание на сортах из Чехии (Baron, UO8-491, Toury, UO 7-90, TO 16-49); Канады (Gaillard, OT 91-3, OAC Eclipse, Maple Presto, Lesoy, Crystal); Польши (Prima-nordia, 1075/3, Nordia); Швеции (Fiskeby); Словакии (HMAS 84, CL CL); Австрии (London); Франции (Dot, Sakura); Германии (Gieso); Венгрии (Brunatna); Украины (Медея, Вален™); США (Ada, Dawson); Японии (Oyachi 2); Китая (Mang-dou 7). В основном это белоцвет-ковые сорта с периодом вегетации до 120 дней.
При исследовании активности пе-роксидазы, каталазы и кислой фос-фатазы в семенах сои, пораженных пурпурным церкоспорозом, выявлены различия в удельной активности ферментов у здоровых и пораженных семян.
Удельная активность каталазы в семенах сои сортов Гармония, Даурия, Соната, пораженных пурпурным церкоспорозом, была в 1,2-2,3 раза выше, чем в здоровых, самая высокая отмечена у сорта
Даурия. Активность пероксидазы в семенах, пораженных пурпурным церкоспорозом, наоборот, снижается в 1,4-1,9 раза. Уменьшение активности пероксидазы свидетельствует о снижении метаболической активности и интенсивности дыхания инфицированных семян. Несущественное снижение активности кислой фосфатазы было отмечено в пораженных семенах всех сортов.
В проростках сои, полученных из семян, пораженных пурпурным церкоспорозом, активностьпероксидазы и каталазы уменьшалась по сравнению с контролем.
Таким образом, под влиянием метаболитов возбудителя нарушается обмен веществ не только в пораженных семенах, но и в проростках, полученных из них.
Борьба с болезнью должна быть комплексной, интегрированной. Менее затратный и более эффективный способ - возделывание устойчивых и слабопоражаемых сортов.
В качестве профилактических мер можно рекомендовать соблюдение севооборота с включением в него многолетних злаковых трав. Все агротехнические приемы должны оптимизировать рост и развитие растений сои и способствовать подавлению патогена. Нельзя использовать на посев пораженные пурпурным церкоспорозом семена. Глубокая запашка в почву пораженных растительных остатков уменьшает инфекционное начало и снижает вероятность заболевания растений.
ЛИТЕРАТУРА
1. Заостровных В.И., Дубовицкая Л.К. Вредные организмы сои и система фитосанитарной оптимизации ее посевов. - Новосибирск, 2003, с. 76-77.
2. Дега Л.А. Вредители и болезни сои на Дальнем Востоке. - Владивосток, 2012, с. 21-23.
3. ОвчинниковаА.М. Грибные болезни. В кн. Болезни и вредители сои на юге Дальнего Востока и меры борьбы с ними. - Владивосток, 1971, с. 54-55
4. Liu S.T. Seed borne diseases of soybean // Bot. Bull. Acad. Sinica. - 1948, vol. 2, p. 69-80.
УДК 638.16.632.38
Желтая карликовость ячменя и ее переносчики в Приморском крае
Аннотация: По результатам молеку-лярно-генетической идентификации возбудителем заболевания сои в Амурской области является вид Cercospora kikuchii. Описаны его биологические, морфологические свойства и симптомы поражения различных органов сои. Проведена оценка поражения пурпурным церкоспорозом семян сои сортов российской селекции и 150 сортов и сортообразцов коллекции ВИР различного происхождения. Наибольшее распространение болезнь получила на сортах Былина (28 %), Малета (6,8 %). У сортов Росинка, Лада и сортов из Чехии, Канады, США, Польши, Германии, Швеции, Словакии, Австрии, Франции, Венгрии, Югославии, Китая, Украины, Японии с периодом вегетации до 120 дней признаки поражения отсутствовали.
Оценена эффективность препаратов в борьбе с возбудителем болезни. Лучшими были Максим, Фитоспорин-М, Зереб-ра Агро, Фертигрейн Старт, Фертигрейн Фолиар.
Ключевые слова. Соя, сорт, сортооб-разец, мировая коллекция, болезни, возбудители, пурпурный церкоспороз, устойчивость, эффективность, препараты, ферменты.
Abstract. The article presents the materials on the molecular-genetic identification of the causative agent of the disease on soybeans in the Amur region, as view Cercospora kikuchii. The Described biological, morphological properties and symptoms defeat of various organs of soybean pathogen. Held the evaluation of lesions of seeds Cercospora kikuchii varieties of Russian varieties and 150 varieties and accessions in the VIR collection of different origins observed that the most prevalent disease has been on the sorts of Bylina (28 %), Maleta (6,8 %), there are no signs of defeat in the varieties Rosinka, Lada and varieties from the Czech Republic, Canada, USA, Poland, Germany, Sweden, Slovakia, Austria, France, Hungary, Yugoslavia, China, Ukraine, Japan, vegetation period up to 120 days.
Evaluated the effectiveness of drugs against the pathogen. The best results were observed when using drugs Maxim, Fitosporin-M, Zerebra Agro, Fertigrain Start, Fertigrain foliar.
Keywords. Soybean, variety, variety of the breed, world collection, disease, pathogens, Cercospora kikuchii, susta-inability, effectiveness, drugs, enzymes.
Дальневосточный государственный
аграрный университет,
ВИЗР
Н.Н. КАКАРЕКА,
ведущий научный сотрудник
лаборатории вирусологии
Биолого-почвенного
института ДВО РАН
Ю.Г. ВОЛКОВ,
старший научный сотрудник
А.В. ГАПЕКА,
соискатель
e-mail: [email protected]
В европейской части России серьезные потери урожая зерновых культур вызывает желтая карликовость ячменя. Заболевание очень вредоносно. В Европе в обычные годы теряется 10-15 %, а в годы эпифитотий и до 70 % [6, 7]. Возбудитель - вирус из рода Luteovirus [2] - может поражать практически все виды культивируемых злаков, включая и многолетние травы. В круг растений-хозяев входит около 100 видов злаков.
Вирус известен давно - с 1951 г. [8]. ВЖКЯ активно распространяется персистентно более чем 20 видами тлей, причем при переносе наблюдается штаммовая специфичность [1, 3, 7]. Это заболевание широко распространено в соседних с Приморьем странах - Китае и Японии [4, 9]. В Китае зараженность озимых культур может достигать 36,5 %, а яровых - 53 % [4].
Начиная с 2004 г., нами регулярно проводились визуальные обследования коллекционного питомника и питомника экологического испытания зерновых культур Приморского НИИСХ (озимого и ярового ячменя, овса, озимой и яровой пшеницы). Материал подвергали массовому серологическому тестированию на присутствие вирусных инфекций. Выявленные образцы с симптомами заболевания (предположительно вирусной природы) доставляли в лабораторию вирусологии Биолого-почвенного института для более точной диагностики методом ИФА.
При обследовании посевов овса на Дальневосточной опытной стан-
Карликовые растения ячменя на поздней стадии развития ВЖКЯ
ции ВИР были впервые обнаружены карликовые растения с красноватой окраской и слаборазвитой корневой системой. В дальнейшем отдельные растения с подобными симптомами мы обнаруживали и в других районах Приморского края. При тестировании методом ИФА отобранные образцы показали родство с ВЖКЯ. Впоследствии нами были обнаружены растения ячменя с симптомами карликовости и яркими желтыми полосами (см. фото), также давшие положительную реакцию на ВЖКЯ методом ИФА. В течение нескольких лет этот патоген выявляли постоянно, но в незначительных количествах. В последующие годы количество пораженных ВЖКЯ растений начало расти. Так, в 2006 г. из 62 отобранных растений с симптомами ВЖКЯ 5 образцов (8 %) содержали вирус. В 2007 г. из 25 образцов 4 растения были поражены ВЖКЯ (16 %).
Изобилие кормовых ресурсов, благоприятный климат в южной зоне Приморского края способствовали формированию богатой афидофау-ны. На дикорастущих и культивируемых злаках обнаружено 20 видов тлей, из них наиболее массовые для Приморья виды в других регионах
