CC BY
13УДК 633.854.192: 632.51
МИКОБИОТА МАКА И ВОЗМОЖНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МИКРОМИЦЕТОВ
ДЛЯ БОРЬБЫ С НИМ
Е.Л. Гасич, А.О. Берестецкий, Л.Б. Хлопунова, И.В. Бильдер, А.П. Дмитриев
Всероссийский НИИ защиты растений РАСХН, Санкт-Петербург
Проведено обследование мака в посевах и природных стациях в Ленинградской, Пензенской, Ростовской областях, Краснодарском и Ставропольском крае, Северной Осетии, Киргизии и Украине. Идентифицировано 50 видов микромицетов из 28 родов, 8 семейств, 8 порядков из 4 отделов и группы Mitosporic fungi. На территории России на маке снотворном наиболее распространены были следующие заболевания: ложная мучнистая роса (Peronospora arborescens), гельминтоспориоз (Dendryphion penicillatum), белая гниль (Sclerotinia sclerotiorum) и мучнистая роса (Erysiphe spp.). Создана коллекция чистых культур микромицетов, поражающих виды мака, включающая 242 штамма 31 вида из 19 родов. Проведена оценка патогенности более 100 штаммов 24 видов микромицетов из 14 родов для Papaver somniferum, из которых 87% проявили патогенность. Наибольшая агрессивность выявлена у штаммов Dendryphion и Fusarium.
На территории б. Советского Союза произрастает около 90 видов рода Papaver (Черепанов, 1995). Среди них экономическое значение имеет мак снотворный (Papaver somniferum L.), который является ценным масличным, пищевым и лекарственным растением, в то же время этот вид используется и как сырье для получения сильнодействующих наркотиков.
В ряде стран серьезную проблему представляет мак самосейка (Papaver rhoeas L.), который относится к злостным засорителям посевов зерновых, в особенности пшеницы (Covarelli, 1981).
Борьба с нелегальным производством и употреблением наркотиков в качестве одной из профилактических мер предполагает уничтожение незаконных посевов наркотических растений. Для этого могут использоваться химические гербициды (Horowitz, 1980), однако в последние годы в связи с необхо-
димостью снижения химической нагрузки на природную среду для борьбы с сорными видами мака и незаконными посевами мака снотворного существенное внимание стали уделять разработке биогербицидов на основе фитопатогенных грибов.
Подобные исследования проводились в США, Италии, странах Азии и России. В качестве возможных агентов биоконтроля изучались виды рода Fusarium (Dolgovskaya et al., 1996; Podlipaev et al., 1996; Reznik et al., 1996; Reznik, 1997; Connik et al., 1998) и Dendryphion penicillatum (Del Serrone, Annesi, 1989; Farr et al., 2000; Bailey et al., 2000, 2004; O'Neill et al., 2000; Glukhova, Abduka-rimov, 2007). Основой для таких исследований должно служить подробное изучение видового состава микромицетов, поражающих мак на различных фазах его роста и развития.
Материал
Нами в течение ряда лет при поддержке госзаказов №8 "Разработка методов использования патогенов в борьбе с дикорастущей коноплей и маком опийным" от 2002 г. и 1295/13 "Разработка ассортимента высокоэффективных биологических средств для уничтожения незаконных посевов, а также сорных и дикорастущих конопли и мака. Обоснование технических средств, технологии и регламентов их применения" от 2006 г. проведены маршрутные обследование мака в посевах и природных стациях на территории России (в Ленинградской, Пензенской, Ростовской областях, Краснодарском и Ставропольском крае, Северной Осе-
и методы
тии), в Киргизии и Украине. Кроме того, проведено исследование микобиоты семян кондитерского мака, купленных на рынках Украины и России. Выделение микромицетов из пораженных органов проводили по общепринятым методикам (Наумов, 1937; Методы экспериментальной микологии, 1982).
Оценку патогенности проводили методом инокуляции листовых дисков, отдельных листьев и целых растений мака снотворного. Из листьев выращенных в лабораторных условиях растений вырезали диски диаметром 1 см. Диски раскладывали рядами в чашки Петри на поверхность фильтровальной бумаги, смоченной 0.004% раствором бен-
зимидазола, половину дисков в каждом ряду накалывали иглой. Споровую суспензию приготовляли путем смыва спор водой с поверхности 2-недельных колоний на картофельно-сахарозной агаризованной среде или 3-недельной культуры на овсяной крупе. При помощи автоматической пипетки одну каплю споровой суспензии наносили в центр каждого листового диска. Споровую суспензию также наносили на поверхность верхней трети листьев в количестве 4-х капель на лист (по две капли симметрично центральной жилке). До нанесения инокулюма на одной половине листовой пластинки делали два укола. В том случае, если патоген в культуре не развивал спороносных структур, на листья помещали агаровые блоки с мицелием гриба. Оценку патогенности изолятов Pythium, Fusarium, Colletotrichum, Rhizoctonia, Verticillium и Dendryphion проводили путем инокуляции 2-месячных растений мака мицелием на зерне. Культуры выращивали на пшене в пробирках (2 г пше-на+2 мл воды) в течение 3-х недель при 24 °С в темноте. Перед инокуляцией культуры извлекали из пробирок, подсушивали при комнатной темпера-
туре и наносили на предварительно опрыснутые водой растения (2 г на растение) таким образом, чтобы частицы инокулюма располагались на поверхности почвы около корневой шейки и частично на листьях. После инокуляции растения помещали на 24 или 48 часов во влажную камеру. Диаметр некрозов на дисках и листьях измеряли на 2-7 сутки (для Phomopsis morphaea - на 12 сутки). Оценку патогенности для целых растений мака изолятов Dendryphion penicillatum и Bipolaris sorokiniana проводили на 7-недельных растениях, которые инокулировали споровой суспензией с концентрацией 1х105 спор/мл, и выдерживали в условиях 24 часового росяного периода. Учет симптомов на целых растениях проводили на 7, 14 и 21 сутки после инокуляции. Определяли площадь пораженной поверхности каждого листа растения по 0-6 бальной шкале (0=нет симптомов, 1=0-5%; 2=6-25%; 3=26-75%; 4=76-95%; 5>95%; 6=гибель листа). Площадь пораженной поверхности растения определяли по формуле: 2.5n1+15n2+50n3+85n4+97.5n5+100n6/N, где n - число листьев с данным баллом, N - общее число листьев (Pfirter, Defago, 1998).
Результаты
Согласно литературным данным на маке снотворном было зарегистрировано 42 вида микромицетов из 11 семейств, 8 порядков, 3 отделов и группы Mitosporic fungi.
В целом, с учетом литературных
исследовании
данных и материалов собственных сборов, на растениях и семенах мака снотворного идентифицировано 78 видов микромицетов из 41 рода, 13 семейств, 10 порядков из 4 отделов и группы Mitosporic fungi (табл. 1).
Таблица 1. Микромицеты мака
Виды Пораженный орган Распространение Источник
Отдел Zygomycota
Mucor racemosus Fresen Семена Д, у Собственные сборы
Rhizopus stolonifer (Ehrenb.) Vuill. Семена Отдел Oomycota Д, У Собственные сборы
Peronospora arborescens (Berk.) de Листья и стебли.** Повсеместно Oudemans, 1921
Bary Д, П, У, Л, Р, С Собственные сборы
Phytophthora cactorum (Lebert & Стебли Новотельнова и др., 1979
Cohn) J. Schroet.
P. cryptogea Pethybr. & Laff. Стебли Новотельнова и др., 1979
Pythium buismaniae Pla ts-Nit. Корни Новотельнова и др., 1979
P. oligandrum Drechsler Корни Новотельнова и др., 1979
P. spinosum Sawada Корни Новотельнова и др., 1979
P.ultimum Trow Корни Новотельнова и др., 1979
Pythium sp. Листья** С Собственные сборы
Arachnopeziza aurelia (Pers.) Fuckel Belonium tentaculiferum Velen. Crivellia papaveracea (De Not.) Shoemaker & Inderb. (Syn.: Pleospora papaveracea (De Not.) Sacc., Cucurbitaria papaveracea De Not.) Anam.: Brachycladium penicillatum Corda (Syn.: Dendryphion penicillatum (Corda) Fr.)* Erysiphe cruciferarum Opiz ex L. Junell
Отдел Ascomycota
Плоды Стебли Листья, стебли, плоды, семена**
Богемия Повсеместно. К, С, У
Saccardo, 1889 Oudemans, 1921 Inderbitzin et al., 2006 Собственные сборы
Листья*
Повсеместно Braun, 1995
Erysiphe orontii Castagne (Syn.: Листья** Braun, 1995
Golovinomyces orontii (Castagne) V.P.
Heluta)
Erysiphe sp. Листья** П, У Собственные сборы
Graphyllium pentamerum (P.Karst.) Сухие стебли** Северная Farr et al., 1989
M.E.Barr Америка
Hyaloscypha cretacea var. lupuli Мертвые стебли. Petrak's Lists, 1932-1935
Velen.
Melanospora sp.* Бутоны** С Собственные сборы
Orbilia rectispora (Boud.) Baral Мертвые стебли** Богемия Petrak's Lists, 1932-1935
Pleospora herbarum (Pers.:Fr.) Стебли Oudemans, 1921
Rabenh. Anam.: Stemphylium herbarum
E.G.Simmons
Pleospora pellita (Fr.) Tul. Стебли Oudemans, 1921
Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Стебли, корни Повсеместно. Farr et al., 1989
Bary* Л, П Собственные сборы
Отдел Basidiomycota
Dacrymyces papaveris Qu l. Плоды Oudemans, 1921
Entyloma fuscum J.Schroet. Листья** Повсеместно Farr et al., 1989.
С Собственные сборы
Mitosporic funsi
Acremoniella sp.* Листья У Собственные сборы
Acremonium spp.* Листья, стебли, Л, П, У Собственные сборы
семена**
Alternaria alternata (Fr.) Keissler* Листья** У Собственные сборы
Alternaria brassicae (Berk.) Sacc. var. Плоды Европа Oudemans, 1921
somnifery Briard et Har.
Alternaria brunnea Sawada Цветы Тайвань Index of fungi, 1961
Alternaria infectoria E.G.Simmons* Листья** У Собственные сборы
Alternaria papaveris (Bres.) M.B.Ellis Европа Ellis, 1976
Alternaria papaveris-somniferi Листья, цветы, пло- Тайвань Index of fungi, 1961
Sawada ды
Alternaria tenuissima Листья** У Собственные сборы
(Kuntze)Wiltshire*
Alternaria sp.* Листья, стебли, Л, П, С, У Собственные сборы
плоды, бутоны, се-
мена**
Arthrinium phaeospermum (Corda) Плоды У Собственные сборы
M.B.Ellis*
Aspergillus flavus Link Семена У Собственные сборы
Aspergillus flavus var.orysae (Ahlb.) Семена Д, Москва (мага- Собственные сборы
Kurtzman, M.J.Smiley, Robnett & зин)
Wicklow
Aspergillus glaucus (L.) Link Семена Москва Собственные сборы
(магазин)
Aspergillus niger Tieqh. Семена** Д, Л, С, У Собственные сборы
Aspergillus repens (Corda) Sacc. Семена Д Собственные сборы
Aspergillus sulphureus (Fres.) Thom Семена У, Москва Собственные сборы
et Church (магазин)
Aureobasidium pullulans (de Bary) Семена, плоды, С Собственные сборы
G.Arnaud* корни**
Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Листья** С, У Собственные сборы
Shoemaker*
Botrytis cinerea Pers.:Fr.* Стебли, корни, ли- Повсеместно. Farr et al., 1989
стья, бутоны, Л, С Собственные сборы
семена**
Brachycladium papaveris (K. Sawada) На всех органах** Повсеместно Inderbitzin et al., 2006
Shoemaker & Inderb. (Syn.: Д, П, С, У, Собственные сборы
Dendryphion papaveris (K. Sawada) Москва
K. Sawada, Helminthosporium (магазин)
papaveris K. Sawada)*
Вестник зашиты растений, ,3, 2009 57
Cercospora papaveris Nakata Япония Kirk, 1985
Chlamydomyces palmarum (Cooke) Семена, плоды** Ellis, 1976
E.W.Mason
Cladosporium cladosporioides (Fresen.) Листья, корни, се- Л, С, У Собственные сборы
G.A. de Vries* мена**
Cladosporium herbarum (Pers.) Link* Листья** С Собственные сборы
Cladosporium sp.* Листья** С Собственные сборы
Colletotrichum dematium (Pers.) Листья** Oudemans, 1921
Grove* С Собственные сборы
Epicoccum herbarum Corda Стебли Богемия Oudemans, 1921
Epicoccum nigrum Link* Стебли** С Собственные сборы
Fusarium avenaceum (Fr.) Sacc.* Корни, стебли СПб Собственные сборы
Fusarium acuminatum Ellis & Everh.* Плоды С Собственные сборы
Fusarium equiseti (Corda) Sacc.* Цветы, листья, Венгрия Szepessy, Hegedus, 1979
стебли** СПб, С, У Собственные сборы
Fusarium oxysporum Schltdl.* Стебли, корни Венгрия Horompoli, 1988
СПб, П ,У Собственные сборы
Fusarium proliferatum (Matsush.) Стебли СПб Собственные сборы
Nirenberg ex Gerlach & Nirenberg*
Fusarium semitectum Berk. & Листья, стебли У Собственные сборы
Ravenel*
Fusarium solani (Mart.) Sacc. Корни У Собственные сборы
Fusarium sporotrichioides Sherb.* Корни П Собственные сборы
Fusarium sp. Корни Киргизия Островский и др., 1970
Macrophoma papaveris Sousa da Стебли Лузитания Petrak's Lists, 1920-1939
C mara
Macrophomina phaseolina (Tassi) Корни Индия Deshpande et al., 1969
Goid.
Penicillium aurantiogriseum Dierckx Семена Д, У Собственные сборы
Penicillium aurantiogriseum var. Семена Д Собственные сборы
viridicatum (Westling) Frisvad & Filt.
Penicillium brevicompactum Dierckx Семена Д Собственные сборы
Penicillium nigrescens Jungh. Семена Москва, магазин Собственные сборы
Penicillium verrucosum Dierckx Семена Д Собственные сборы
Penicillium sp. Семена** Л, Москва, мага- Собственные сборы
Periconia thebaica Corda На опие зин Oudemans, 1921
Phoma melaena (Fr.) Mont. & Стебли Oudemans, 1921
Phoma striiformis Durieu et Mont. Стебли Oudemans, 1921
var. hystericola Sacc.
Phoma spp.* Листья, стебли, Л, С, СО, К, У Собственные сборы
плоды**
Phomopsis morphaea Sacc.* Листья, бутоны, С Oudemans, 1921
плоды** Собственные сборы
Rhizoctonia solani J.G.Kuehn* Стебли, корни Северная Аме- Farr et al., 1989
рика, П, С Собственные сборы
Septoria sp. Листья** Северная Амери- Farr et al., 1989
Stemphylium vesicarium (Wallr.) Стебли, плоды** Л, С Собственные сборы
E.G.Simmons*
Verticillium albo-atrum Reinke et Стебли, листья** У Farr et al., 1989
Berthier * Собственные сборы
Verticillium dahliae Kleb.* Стебли У Собственные сборы
*Изоляты вида помещены в коллекцию чистых культур; "встречается и на других видах мака. К- Киргизия, У- Украина, Д- Дагестан, СО- Северная Осетия, Л- Ленинградская, М- Москва, П-Пензенская, Р- Ростовская области, С- Ставропольский и Кр- Краснодарский края.
На территории России на маке сно- риоз, белая гниль, мучнистая роса. творном более всего распространены Ложная мучнистая роса (возбудитель ложная мучнистая роса, гельминтоспо- - Peronospora arborescens) встречалась
повсеместно. Заболевание обычно проявлялось на листьях в виде вытянутых вдоль жилок угловатых бурых пятен с налетом спороношения на нижней поверхности. При диффузной форме проявления в фазе всходов на семядолях появляются желтоватые пятна с налетом спороношения на нижней поверхности, налет быстро распространяется на всю листовую пластинку и растения погибают. При диффузной форме в фазе розетки и стеблевания отмечается пожелтение и отмирание листьев, искривление и низкорослость стеблей, уродливость завязей, все органы покрываются густым серо-фиолетовым налетом спороношения гриба (Миско, 1969).
Белая гниль (возбудитель - Sclerotinia sclerotiorum) обнаружена на стеблях растений. На стеблях формировались беловатые, часто концентрически зональные пятна, при разломе стеблей внутри них можно было обнаружить склероции. Известно, что патоген может также вызывать поражение корневой шейки. При влажных условиях на пятнах развивается белый хлопьевидный мицелий, иногда с черными склероциями, больные ткани размягчаются и загнивают. Заболевание распространено повсеместно в районах возделывания мака, но встречается в незначительном количестве.
Мучнистая роса была широко распространена, но имела низкую интенсивность развития. Возбудитель встречался преимущественно в анаморфной стадии, обнаружены единичные листья с незрелыми клейстотециями. На маке известно два вида Erysiphe: E. cruciferarum и E. orontii (Braun, 1995). Оба вида встречаются на территории России. Виды имеют некоторые морфологические отличия, характеризуются широкой специализацией и поражают растения различных семейств. Наличие внутри них специализированных к маку форм требует проверки.
В Пензенской области и Украине были выявлены единичные растения мака снотворного с признаками увядания, из стеблей и корней увядших
Вестник защиты растений, ,3, 2009 растений были выделены изоляты Fusarium oxysporum. Из стеблей увядших растений мака с Украины также были выделены Verticillium albo-atrum и V. dahliae.
Гельминтоспориоз был выявлен во всех обследованных нами регионах, кроме Ленинградской области, хотя известно, что он встречается и здесь (Вахру-шева, Никитина,1976). Болезнь поражала листья, стебли, коробочки и семена и в большинстве обследованных районов характеризовалась высокой частотой встречаемости. На взрослых растениях заболевание проявляется в виде темно-бурых пятен, на листьях - угловатых, на стеблях вытянутых, при сильном поражении цветоносы укорочиваются и искривляются, центральные бутоны засыхают, завязи деформируются, основание стебля темнеет. Во влажную погоду на листьях, стеблях и коробочках образуется оливково-черный налет спороношения гриба. После перезимовки на пораженных стеблях развивается сумчатая стадия. Согласно Н.И.Островскому и Л.С.Дро-здовской (1970), при проявлении болезни в фазе всходов в основании стебля образуется перетяжка, проростки, как правило, погибают. В фазе розетки наблюдается медленное пожелтение листьев, распространяющееся снизу вверх, и почернение корневой шейки, растения также обычно погибают. При сильном поражении в фазе стеблевания и бутонизации может отмечаться быстро развивающееся (за 2-3 дня) увядание растений (Островский, Дроздовская, 1970).
Заболевание проявляется во всех фазах развития мака и распространено во всех районах его возделывания. Болезнь очень вредоносна, известно, что в отдельные годы посевы мака изреживают-ся на 80-90%, снижается содержание опия, семена теряют всхожесть (Островский, Дроздовская, 1970). Заболевание может уничтожить до 50-70% урожая семян мака (Миско, 1965). Возбудителя гельминтоспориоза мака относили к Dendryphion penicillatum (Corda) Fr. (синонимы: Brachycladium penicillatum
Вестник защиты растений, ,3, 2009 Corda, Helminthosporium papaveris K.Sawada, Dendryphion papaveris (K.Sawada) K.Sawada) с телеоморфой Pleospora papaveraceae (de Not.) Sacc. (Мельник, 2000). В последние годы американскими учеными были проведены исследования, показавшие, что внутри вида имеются две группы изолятов (Dendryphion penicillatum и Pleospora papaveracea), которые имеют некоторые морфологические, биологические и моле-кулярно-генетические отличия (Farr et al., 2000; O'Neill et al., 2000). P.Inderbitzin с соавторами (2006) на основе анализа морфологии, филогенетических отношений и систем спаривания при помощи молекулярных методов исследования отнесли возбудителей гельминтоспориоза мака к новому роду Crivellia. Возбудителями заболевания были признаны два вида: гетероталличный вид Crivellia papaveracea (De Not.) Shoemaker & Inderb. (синоним: Pleospora papaveracea (De Not.) Sacc.) с анаморфой Brachy-cladium penicillatum Corda (синоним: Dendryphion penicillatum (Corda) Fr.) и гомоталличный вид с анаморфой Brachycladium papaveris (K.Sawada) Shoemaker & Inderb. (синонимы: Dendryphion papaveris (K.Sawada) K.Sa-wada, Helminthosporium papaveris K.Sa-wada). Поскольку нами подобные исследования полученных изолятов не проводились, здесь мы продолжаем использовать обобщенное название возбудителя Dendryphion penicillatum (Corda) Fr.
На семенах мака нами выявлено 18 видов микромицетов из отделов Zygo-mycota, Ascomycota и группы Mitosporic fungi. Выявленные виды микромицетов в основном вызывают плесневение семян при нарушении условий хранения, снижая всхожесть и энергию прорастания. Семена Papaver somniferum из Украины и ООО "АБ-Маркет" г. Москва в сильной степени были заражены Aspergillus glaucus, частота встречаемости этого вида на семенах составила более 40% и 70% соответственно. Частота встречаемости остальных видов была довольно низ-
кой(<1-4%). Зараженность семян из ООО "АБ-Маркет" г. Москва Pénicillium nig-rescens составила 8%. В ряде образцов выявлены единичные семена, пораженные Dendryphion penicillatum.
На основе проведенных исследований микобиоты мака создана коллекция чистых культур микромицетов, поражающих виды мака. Она содержит 242 штамма 31 вида микромицетов из 19 родов. Собран гербарий пораженных грибами растений различных видов мака.
В лабораторных условиях проведена оценка патогенности для Papaver somniferum более 100 изолятов 24 видов микромицетов из 14 родов. Возбудителей ложной мучнистой росы и мучнистой росы не испытывали несмотря на их широкое распространение в природе, поскольку они являются облигатными патогенами и не могут культивироваться на питательных средах, что создает проблемы с получением их инокулюма. Большинство испытанных штаммов (87%) были в той или иной степени патогенными для мака снотворного (табл. 2).
Большинство изолятов Alternaria, Phoma, Phomopsis, Stemphylium, Acremo-nium, Melanospora, Botrytis были слабопатогенными для Papaver somniferum. Они поражали физиологически старые или поврежденные листья. В дальнейшем среди изолятов Dendryphion,, Bipolaris, Fusarium, Verticillium, проявивших наибольшую патогенность для мака снотворного при 48 часовом периоде росы, отобрано 10 изолятов для оценки их патогенности на целых растениях.
Как видно из таблицы 3, наибольшее поражение растений мака вызывает Dendryphion penicillatum, причем при заражении как зерновым, так и споровым инокулюмом. Штаммы Dendryphion penicillatum в варианте с внесением ино-кулюма в виде споровой суспензии вызывали 100% гибель растений на 14-21 сутки. Внесение инокулюма в виде зернового мицелия было менее эффективным. Высокие результаты показал также один из штаммов Fusarium oxysporum.
Таблица 2. Патогенность различных видов микромицетов к Papaver somniferum
Кол-во изолятов Кол-во изолятов
Виды Изучен- Патоген- Виды Изучен- Патоген-
ных ных ных ных
Pythium sp. 1 1 Stemphilium 3 3
vesicarium
Melanospora sp. 1 1 Fusarium 4 4
acuminatum
Acremonium spp. 8 7 F. equiseti 6 3
Verticillium albo-atrum 2 F. oxysporum 7 7
V. dahliae 1 1 F. proliferatum 1 1
Alternaria alternata 1 1 F. semitectum 2 2
A. infectoria 1 0 F. solani 2 0
A. tenuissima 4 4 F. sporotrichioides 1 1
Alternaria sp. 10 4 Colletotrichum 1 1
dematium
Bipolaris sorokiniana 2 2 Phomopsis morphaea 5 5
Botrytis cinerea 1 1 Phoma spp. 15 12
Dendryphion 43 43 Rhizoctonia solani 1 1
penicillatum Всего - 24 123 107
Возможность использования видов Fusarium для борьбы с маком изучалась и ранее, в частности российскими учеными. В 1996-1997 гг. сотрудниками Зоологического института РАН проводилось исследование микобиоты мака снотворного и конопли посевной. Было выделено 135 изолятов грибов из образцов, собранных в разных регионах России. На основе оценки патогенности и хозяинной
специфичности было отобрано 13 изолятов Fusarium spp. и Rhizoctonia callae (11 из мака, 2 из конопли) для полевой оценки. Оценены различные препаративные формы применения этих грибов в поле. Fusarium oxysporum приводил к более чем 30% гибели растений мака и 50% снижению биомассы, F. solani вызывал 30% гибель растений и снижение биомассы (Reznik, 1997).
Таблица 3. Патогенность штаммов изучаемых грибов для мака при 24-часовом росяном периоде
Виды Степень поражения растений, %
На 7 сутки На 14 сутки На 21 сутки
Dendryphion penicillatum Д-1 53.6±24.0/* 47.8±27.0 77.9±15.5/ 55.5±22.4 100.0/ 63.5±18.2
ПВ-123 73.8±17.5/ 87.9±12.1/ 100.0/
32.3±100 73.1±13.4 75.9±24.1
ПВ-124 92.2±7.8/ 24.5±7.7 100/ 46.4±11.3 100/ 74.1±15.0
Fusarium oxysporum** 4.12 4.32 100/ 46.7±22.5 100/ 67.6±32.4 100/ 71.3±28.7
F. proliferatum** 4.29 58.5±20.6 81.1±18.9 81.0±19.0
F. semitectum** 4.19 11.9±11.1 68.4±15.9 81.5±18.5
Bipolaris sorokiniana*** 17.2 20.1±6.6 44.1±14.6 66.3± 17.0
Verticillium alboatrum** 18.5 10.9±6.3 14.6±2.0 20.5±11.8
V. dahliae** 23.1 3.6±2.1 18.3±1.0 26.1±8.9
*В числителе указаны значения для инокуляции растений споровой суспензией,
в знаменателе - для инокуляции зерновым мицелием; **только зерновой инокулюм. ***Только споровый инокулюм.
Известно, что внутри вида Fusarium рованные формы, которые использова-oxysporum были выявлены специализи- лись для разработки микогербицидов
Вестник защиты растений, ,3, 2009 против различных сорных растений. Например, в России в 1970-е годы положительные результаты были получены при применении Fusarium oxysporum var. orthoceras (Appel et Wr.) Bilai (синоним F. orobanches) против видов заразихи на томате, капусте, арбузе и подсолнечнике (Фомин, 1954; Тимченко, Довгаль, 1971, 1972; Панченко, 1973, 1974). Однако в 1990-е годы В.Н.Мурашевой было установлено, что этот микромицет может поражать не только виды заразихи. Проростки заразихи, не способные длительное время существовать без корней растений-хозяев, при внесении зернового ино-кулюма поражаются сильнее, чем проростки культурных растений. Поражение культурных растений отмечается на 2-3 год при истощении питательного субстрата, на котором микромицет вносили в почву (Мурашева, 1995). Таким образом, специализация форм Fusarium oxysporum факультативна и может изменяться в процессе взаимодействия гриба с разными видами растений, что не позволяет рекомендовать виды рода Fusarium, а также характеризующиеся широкой специализацией виды
Sclerotinia и Rhizoctonia в качестве ми-когербицидов.
В последние годы американскими и узбекскими учеными в качестве перспективных агентов изучаются возбудители гельминтоспориоза. В Институте генетики растений и экспериментальной биологии в Ташкенте был отселектирован штамм Pleospora papaveracea, который показал высокую эффективность для борьбы с маком в полевых испытаниях в трех странах Центральноазиатского региона (Glukhova, Abdukarimov, 2007).
В Белтсвилле (Beltsville, MD) N.R.O'Neill с соавторами (2000) показали, что в условиях теплицы при концентрации инокулюма порядка 106 спор/мл и 24 ч росяном периоде на 9 сутки после инокуляции изоляты обоих видов возбудителей гельминтоспориоза приводили к 100% гибели 8-недельных растений мака снотворного. При использовании более низких концентраций инокулюма и
меньшей продолжительности росяного периода были выявлены различия видов по патогенности (O'Neill et al., 2000). В полевых условиях эффективность применения микромицетов зависела от сорта. Интенсивность развития болезни обычно оставалась невысокой до цветения. При вступлении в фазу цветения и формирования коробочек интенсивность развития болезни могла сильно увеличиться (почти на 50%) за одну неделю, а в течение следующей недели достичь 100%, то есть было характерно очень резкое развитие инфекционного процесса (Bailey et al., 2000).
Возбудители гельминтоспориоза мака характеризуются низкой интенсивностью спороношения в жидкой культуре, источником получения инокулюма может служить культивирование на твердых субстратах. Установлено, что оптимальный возраст культуры, обеспечивающий максимальное количество проросших спор, длину ростковых трубок и количество образовавшихся аппрессориев, составляет 6-8 суток (Bailey et al., 2000). Проводятся исследования по получению инокулюма методом жидкой ферментации (Bailey et al., 2004).
Возбудители гельминтоспориоза мака характеризуются узкой специализацией и приурочены к видам рода Papaver. Известно, что наряду с маком снотворным Pleospora papaveracea может поражать, например, мак самосейку (Papaver rhoeas). В Италии в Институте экспериментальной патологии растений изучалась возможность применения Pleospora papaveracea для борьбы с маком самосейкой, который здесь относится к злостным засорителям посевов зерновых, в особенности пшеницы. Установлено, что при 24-часовом росяном периоде при температуре 25°С и концентрации инокулюма 1.5х106 спор/мл 100% гибель растений отмечалась на 3 сутки. При более низких температурах или меньшей продолжительности росяного периода потери биомассы значительно снижаются. При искусственном заражении гриб не поражал пшеницу и кукурузу, вызы-
вал реакцию сверхчувствительности у Papaver nudicaule и Р. dubium. Papaver somniferum поражался изолятами, выделенными из Р. rhoeas (Del Serrone, Annesi, 1989). Согласно Л.А.Глуховой и А.А.Абдукаримову (Glukhova, Abdukari-mov, 2007), экологическая безопасность Pleospora papaveracea была подтверждена тестами на животных, а также на 239 видах растений из 52 семейств в тепличных условиях и 52 видах растений из 24 семейств - в полевых.
Таким образом, на основании полученных нами данных и анализа мировой литературы следует признать, что возбудители гельминториоза мака характеризуются высокой агрессивностью, специфичностью и могут представлять су-
Вестник защиты, растений, 3, 2009 щественный интерес для разработки биологического метода борьбы с сорными видами мака и незаконными посевами мака снотворного. Необходима дальнейшая работа по отбору агрессивных штаммов, совершенствованию методов получения иноку-люма, разработке препаративных форм и способов их внесения. Наряду с оценкой коллекции штаммов на патогенность большой интерес также представляет скрининг их на фитотоксичность, выделение веществ, определяющих фитотоксичность штаммов, изучение их структуры и механизма действия, возможностей их совместного применения с микромицета-ми или использования для аналогового синтеза новых экологически безопасных химических гербицидов.
Литература
Билай В.И. (ред.) Методы экспериментальной микологии. Киев: Наукова Думка, 1982, 550 с.
Мельник В.А. Класс Hyphomycetes. СПб, Наука, 2000, 371 с.
Миско Л.А. Гельминтоспориоз мака лекарственного и меры борьбы с ним в лесостепной зоне левобережья Украины. Автореф. канд. дисс. Киев, 1965, 20 с.
Миско Л.А. Пероноспороз мака в условиях лесостепи Украины // Труды V Всесоюзного совещания по иммунитету растений. Технические культуры. Киев, 1969, 12, 32-34.
Мурашева В.Н. Влияние токсичных свойств Fusarium oxysporum var. orthoceras (Appel, et Wr.) Bilai на выживаемость его в почве и патогенность // Микология и фитопатология, 1995, 29, 4, с. 53-58.
Наумов H.A. Методы микологических и фитопатоло-гических исследований. Л., Сельхозгиз, 1937, 272 с.
Новотельнова Н.С., Пыстина К.А., Голубева О.Г. Пе-роноспоровые грибы - патогены культурных растений в СССР. Справочник по диагностике и методам исследования. Л., Наука, 1979, 152 с.
Островский Н.И., Богорада А.Г., Носыров В.И. Вредители и болезни мака масличного и меры борьбы с ними. М., Колос, 1970, 22 с.
Островский Н.И., Дроздовская Л.С. Основные вредители и болезни мака // Защита растений, 1970, 11, с. 27-29.
Тимченко В.И., Довгаль Е.С. Использование гриба фузариума для микробиологической борьбы с заразихой на овощных культурах // Биологические методы защиты плодовых и овощных культур как основа интегрированных систем. Кишинев, 1971, с. 237-238.
Тимченко В.И., Довгаль Е.С. Микробиологический метод борьбы с заразихой на овощных культурах // Биолог. метод борьбы с вредит, овощных культур. М., 1972, с. 109-111.
Фомин Е.Е. Микробиологический метод борьбы с заразихой на помидорах и капусте // Научн. тр. НИИ овощеводства, Киев, 1954, 3, с. 238-255.
Bailey B.A., Apel-Birkhold P.C., Akingbe O.O., Ryan J.L., O'Neil N.R., Anderson J.D. Enhancement of biocontrol of opium poppy with Pleospora papaveracea by addition of Nepl, a protein produced by Fusarium oxysporum // Phytopathology, 2000, 90, p. 812-818.
Bailey B.A., Apel-Birkhold P.C., O'Neil N.R. Evaluation of infection processes and resulting disease caused by Dendryphion penicillatum and Pleospora papaveraceae on Papaver somniferum // Phytopathology, 2000, 90, p. 699-709.
Bailey B. A., Hebbar K. P., Lumsden R. D., O'Neill N. R., Lewis J. A. Production of Pleospora papaveracea biomass in liquid culture and its infectivity on opium poppy (Papaver somniferum)//Weed Science, 2004, 52, 1, p. 91-97.
Bailey B.A., O'Neill N. R., Anderson J.D. Influence of adjuvants on disease development by Pleospora papaveracea on opium poppy (Papaver somniferum) // Weed Science, 2004, 52, 3, p. 424-432.
Braun U. The powdery mildews (Erysiphales) of Europe. Jena,Stuttgart, New York: G. Fischer, 1995, 337 p.
Connick W.J., Daigle D.J., Pepperman A.B., Hebbar K.P., Lumsden R.D., Anderson T.W., Sands D.C. Preparation of stable, granular formulations containing Fusarium oxysporum pathogenic to narcotic plants // Biological control, 1998, 13, 2, p. 79-84.
Del Serrone P., Annesi T. Pathogenicity and host-specificity of Pleospora papaveracea, a candidate for biological control of Poppy (Papaver rhoeas) // Proc. VII Int. Symp. Biol. Contr. Weeds, 6-11 March 1988, Rome, Italy (ed. Delfosse E.S.). 1st. Sper. Pathol. Veg. (MAF), 1989, p. 465469.
Deshpande A.L., Agarwal J.P., Mathur B.N. Rhizoctonia bataticola causing root-rot of opium in Raj astan./Indian phytopathology, 22, 4, 1969, p. 510-511.
Dolgovskaya M.Y., Podlipaev S.A., Reznik S. Y., Volkovitch M.G., McCarthy M., Sands D. Screening of fungal pathogens for the control of Papaver somniferum in the former Soviet Union // Proc. of the IX Intern. Symp. on Biological Control of Weeds (Stellenbosch, South Africa). Ed. by V.C. Moran and J.H.Hoffman, 1996, p. 543.
Ellis M.B. More Dematiaceous Hyphomycetes. Kew, 1976, 363 p.
Farr D.V., Bills G.F., Chamuris G.P., Rossman A.Y. Fungi on plants and plant products in the United States. USA, Minnesota, St.Paul: APS Press, 1989, 1252 p.
Farr D.F., O'Neil N.R., van Berkum P.B. Morphological and moleculare studies on Dendryphion penicillatum and Pleospora papaveracea, pathogens of Papaver somniferum // Mycologia, 2000, 92, p. 145-153.
Glukhova L.A., Abdukarimov A.A. Killer-strain of Pleospora papaveraceae (de Not.) Sacc. -biological control agent of illegal crops Papaver somniferum L. // Abstr. of XV Congress of European Mycologists, September 16-21, 2007. St. Petersburg, 2007, p. 248.
Horompoli Т. A так (Papaver somniferum L.) uj betegsede magyarorszagon, a fuzariumos tokorhadas (Fusarium oxysporum Sehl.) // Novenyvedelem, 1988, 24, 5, p. 201-207.
Horowitz M. Herbicidal treatments for the control of Papaver somniferum L. // Bull. Narcotics, 1980, XXXII, 1, p. 33-43.
Inderbitzin P, Shoemaker R.A., O'Neill N.R, Turgeon B.G., Berbee M.L. Systematics and mating systems of two fungal pathogens of opium poppy: the heterothallic Crivellia papaveracea with a Brachycladium penicillatum asexual state and homothallic species with a Brachycladium papaveris asexual state // Canadian Journal of Botany, 2006, 84, 8, p. 1304-1326.
Index of fungi. Commonwealth Mycological Institute,
1961, 3, p. 1.
O'Neil N.R., Jennings J.C., Bailey B.A., Farr D.F. Dendryphion penicillatum and Pleospora papaveracea, destructive seedborne pathogens and potential mycoherbicides for Papaver somniferum // Phytopathology, 2000, 90, p. 691698.
Oudemans C.A.J.A. Enumeratio Systematica Fungorum. Comitum, The Hague, III, 1921, p. 218-224.
Petrak F. Petrak's Lists (1932-1935), 7, p. 896, 953.
Pfirter H., Defago G., 1998. The potential of Stagonospora sp. as a mycoherbicide for field bindweed // Biocontrol Science and technology, 1998, 8, p. 93-101.
Podlipaev S.A., Reznik S. Y., Dolgovskaya M.Y., Volkovitch M.G., Sands D. Fusarium strains isolated from Papaver spp. in the former Soviet Union // Abstr. of First Intern. Fusarium Biocontrol Workshop, October 28-31, 1996. College Park, MD, USA, 1996, p. 11.
Reznik S.Y., Volkovitch M.G., Podlipaev S.A., Dolgovskaya M.Y., Sands D. Biocontrol of Papaver somniferum and Cannabis sativa in Russia with Fusarium: field evaluation. Abstr. of First Intern. Fusarium Biocontrol Workshop, October 28-31, 1996. College Park, MD, USA, 1996, p. 45.
Reznik S. Y. IBG News, 1997, 6, 2, p. 10.
Saccardo P.A. Sylloge Fungorum, VIII, 1889, p. 499.
Szepessy I., Hegedus S. A maktok Fusariumos megbetegedesenek fellepese magyarorszagon // Novenyvedelem, 1979, 15, 5, p. 215-217.
MYCOBIOTA OF PAPAVER SOMNIFERUM AND POSSIBILITIES OF ITS CONTROL WITH PATHOGENIC FUNGI E.L.Gasich, A.O.Berestetskiy, I.V.Bilder, L.B.Khlopunova, A.P.Dmitriev Poppy survey in crops and natural biotopes in the Leningrad, Penza, Rostov Regions, Krasnodar and Stavropol Territories, Northern Ossetia, Kyrgyzstan and Ukraine was organized, and 50 species of micromycetes of 28 genera, 8 families, 8 orders, 4 phyla and Mitosporic fungi group were identified. Peronospora arborescens, Dendryphion penicillatum, Sclerotinia sclerotiorum and Erysiphe spp. were the most harmful diseases of poppy in Russia. The collection of pure cultures of micromycetes from poppy including 242 strains of 31 species of 19 genera was created. An estimation of pathogenicity of more than 100 strains of 24 species of 14 genera for Papaver somnife-rum was carried out in laboratory conditions. 87% of tested strains were pathogenic for the poppy. The Dendryphion and Fusarium strains showed the greatest pathogenicity.
