CC BY
62
УДК 632.4
Новые поступления в Государственную коллекцию фитопатогенных микроорганизмов Всероссийского НИИ фитопатологии
Государственная коллекция фитопатогенных организмов, созданная в 1996 г. на базе ВНИИФ (Большие Вяземы, Московская область), предназначена для хранения и изучения наиболее вредоносных для сельскохозяйственных культур микроорганизмов.
Целью исследований являлось пополнение коллекции генетически разнообразными штаммами отдельных видов патогенов.
Штаммы Fusarium spp.
Н.С. ЖЕМЧУЖИНА, М.И. КИСЕЛЕВА, С.Л. АБРАМОВА, А.А. МАКАРОВ e-mail: zhemch@mail.ru
В настоящее время коллекция содержит более 200 штаммов 12 видов р. Fusarium: F. culmorum, F. lateritium, F. nivale, F. avenaceum, F. sambucinum, F. gibbosum, F. sporotrichioides, F. oxysporum, F. poae, F. heterosporum, F. graminearum, F. solani из разных регионов возделывания сельскохозяйственных культур.
В асептических условиях по методике И.А. Дудка (1982) проводили выделение патогенов из естественно инфицированных образцов растений пшеницы, ячменя, овса, кукурузы, клевера, риса, гречихи, вики, картофеля и других культур, собранных в Центральном, Волго-Вятском и Северо-Кавказском регионах РФ в 2011 г Участки зараженной ткани растений (прикорневая часть стеблей, корни, семена и т.п.) разрезали на фрагменты размером 3-7 мм, стерилизовали в 50 % этаноле и в асептических условиях раскладывали на поверхность 2 % картофельно-глюкозного агара в чашках Петри. Как правило, через день отмечали появление мицелия грибов. Путем последовательных
2-3-кратных отсевов грибов в новые стерильные чашки со средой получали чистые культуры, которые просматривали под микроскопом (10х, 20х) для идентификации изолятов по морфологии конидий. Окончательно видовой состав микофлоры определяли по морфологическим признакам колоний и спор изолятов. В качестве справочной литературы использовали определители видов грибов В.И. Билай (1988), А.И. Райлло (1950), J.F. Leslie, B.A. Summerell (2006). Для коллекционного хранения отбирали характерные для вида, четкие по морфологии колонии, полученные в результате выделения моноспоровых изолятов, стабильность которых определяли посредством ряда последовательных пересевов.
Патогенные и фитотоксичные свойства штаммов изучали методом биопробы на семенах. В качестве тест-объекта использовали проростки пшеницы сорта Мироновская 808, восприимчивого ко всем видам возбудителей корневой гнили. Для определения патогенных свойств штаммов семена тест-объекта проращивали в водной суспензии конидий (106/мл), для выявления токсичности штаммов их обрабатывали фильтратом куль-туральной жидкости. Все опыты проводили в трех по-вторностях.
Таблица 1
Видовой состав изолятов грибов, выделенных с корней сельскохозяйственных культур
Возбудитель Пшеница Ячмень Овес Рис Кукуруза Гречиха Клевер Вика Рапс Горчица Горох
F. culmorum
F. graminearum
F. sporotrichioides
F. sporotrichioides var. poae
F. sambucinum
F. oxysporum
F. poae
F. avenaceum
F. solani
F. heterosporum
F. gibbosum_
+++ ++ + + + +
++
++ ++ + ++ + + + ++ +
++
++
++
+++
+++
Примечание: + - от 1 до 5 изолятов одного вида; ++ - от 6 до 10 изолятов одного вида; +++ - от 11 до 15 изолятов одного вида.
Штаммы были дифференцированы на четыре группы: непатогенные/нетоксичные (ингибирование роста растений на 0-30 %); слабо патогенные/ слабо токсичные (-»- 31-50 %); умеренно патогенные/умеренно токсичные (- « - 5170 %);
патогенные/токсичные (- « - свыше 70 %). О патогенности и токсичности изолятов гриба судили по степени ингибирования прорастания семян, роста колеоптилей и, особенно, корней, так как показатель длины корней для возбудителей данной этиологии является наиболее информативным. Длину корней семян, пророщенных в воде (контроль), принимали за 100 %.
Было выявлено большое разнообразие видов гемиби-отрофной и сапротрофной микофлоры (Fusarium sp., Bipolaris sp., Alternaria sp., Epicocum sp., Trichoderma sp. и др.), среди них - 350 изолятов, принадлежащих видам Fusarium sporotrichioides, F. sporotrichioides var. poae, F. poae, F. avenaceum, F. graminearum, F. sambucinum,
F. solani, F. heterosporum, F. culmorum, F. oxysporum, F. gibbosum (табл. 1).
Наиболее распространенными на посевах зерновых и кормовых культур оказались виды F. oxysporum и F. ш1-morum. Отмечена приуроченность некоторых видов грибов к культурам: F. solani - к картофелю, F. graminea-rum - к пшенице, F. gibbosum - к кукурузе, что может свидетельствовать о более узкой специализации этих видов.
Для внесения штаммов в базу данных Государственной коллекции требовалось их предварительное изучение по морфолого-культуральным признакам, патогенности и токсичности. Последовательные монокониди-альные анализы позволили отобрать новые штаммы грибов с высокой спорулирующей активностью, стабильными и типичными для вида морфолого-культуральными признаками (фото 1, 2).
Патогенные и фитотоксичные свойства отобранных штаммов приведены в таблице 2. Известно, что грибы
Таблица 2
Патогенность и фитотоксичность штаммов различных видов p. Fusarium (% к контролю — вода)
Шифр изолята Культура Всхожесть Длина колеоптиля Длина корней Патогенность Всхожесть Длина колеоптиля Длина корней Токсичность
Fusarium sporotrichioides
llPol-МОП Пшеница 83,3 85,2±7,6 27,6±2,2 П* 36 10±2,8 11,2±1,3 Т
FS-12 Пшеница 0 0 0 П 64 59,5±6,0 13,4±2,0 Т
110514 Пшеница 92,8 99,3±5,2 106±5,2 НП 85,2 17,1±1,9 15,2±1,5 Т
FS-13 Клевер 83,3 85,4±9,4 50,1±6,0 СП 72 2934±4,0 12,5±1,9 Т
Fusarium culmorum
3(9-1) Пшеница 17,8 1,7±0,7 1,9±0,7 П 67,8 6,9±1,5 6,2±0,8 Т
110502 Пшеница 36,0 26,1±6,9 8,2±2,4 П 42,8 19,4±3,8 8,6±1,8 Т
110521 Ячмень 17,8 6,6±4,1 3,1±1,4 П 50,0 14,5±2,9 5,3±1,1 Т
FC-19 Ячмень 25,0 9,4±4,3 9,5±1,3 П 50,0 14,0±2,6 8,6±1,5 Т
1000015 Ячмень 14,3 3,9±2,9 0,8±0,5 П 64,3 39,3±5,0 18,7±2,2 Т
FC-23 Овес 21,4 9,3±4,2 3,2±1,1 П 17,8 1,7±0,7 1,0±0,4 Т
Fusarium avenaceum
110501 Ячмень 53,6 46,6±8,4 47,1±8,2 УП 96,3 61,0±3,7 22,8±1,7 Т
100034 Ячмень 79,2 93,2±9,2 74,2±8,2 НП 88 11,1±1,3 8,7±1,0 Т
Fusarium poae
110522 Овес 96,4 97,6±7,1 92,2±6,5 НП 51,8 9,1±1,7 1,5±0,3 Т
Fusarium oxysporum
1000013 Пшеница 65,4 53,9±7,5 87,9±12,0 НП 51,7 9,0±2,2 9,4±0,7 Т
110511 Пшеница 89,2 99,6±5,5 68,6±4,1 СП 96,3 52,4±3,8 9,7±1,1 Т
FO-25 Гречиха 57,1 52,6±8,1 46,5±6,2 УП 62,1 5,4±1,3 5,2±1,5 Т
FO-2 Гречиха 67,8 76,1±6,9 84,1±7,5 НП 89,6 33,2±5,1 13,9±2,0 Т
FO-8 Клевер 60,7 42,1±5,2 20,5±2,5 П 34,5 11,0±3,0 2,2±0,6 Т
F0-20 Клевер 78,6 78,9±5,5 87,1±5,6 НП 51,7 28,2±5,7 14,6±2,3 Т
11181 Вика 88,5 95,4±5,5 152,1±10,2 НП 75,9 56,6±6,3 32,1±3,2 УТ
FO-35 Рапс 75,0 85,7±5,4 92,6±5,4 НП 89,6 50,6±3,1 18,7±1,5 Т
11171 Горчица 92,3 91,9±6,1 96,8±8,6 НП 82,8 47,2±5,4 30,0±2,8 УТ
11163 Горох 76,9 62,1±6,8 100±11,7 НП 17,2 3,7±1,6 1,8±0,7 Т
FO-1 Картофель 96,4 104±6,4 83,4±5,3 НП 81,5 39,5±2,8 4,2±0,9 Т
* П — патогенный; СП — слабо патогенный; УП — умеренно патогенный; НП — непатогенный; Т — токсичный; УТ — умеренно токсичный.
1. Природный изолят и моноспоровая культура F. oxysporum
2. Природный изолят и моноспоровая культура F. sporotrichioides
из рода Fusarium отличаются широкой специализацией и могут паразитировать на многих растениях-хозяевах. Поскольку все изучаемые культуры участвуют в севообороте, можно полагать, что состав патогенной флоры для них, в той или иной мере, однотипен. Как видно из таблицы 1, некоторые виды грибов паразитируют практически на всех перечисленных культурах, поэтому для унификации опыта оценку патогенности и фитотоксич-ности штаммов разных видов проводили на семенах восприимчивого сорта пшеницы.
Штаммы Fusarium spp. обладали внутри- и межвидовой изменчивостью. Так, для штаммов вида F. oxysporum характерна специализация к широкому кругу хозяев: пшеница, ячмень, овес, клевер, гречиха, вика, картофель и др. Выделенные с зерновых, кормовых и картофеля штаммы этого вида были токсичны по отношению к проросткам тест-объекта, в то же время патогенные свойства у большинства штаммов были выражены слабее. Исключение составили штаммы, выделенные с клевера и гречихи, они проявили высокий уровень патогенности к проросткам пшеницы.
Штаммы F. culmorum, выделенные с пшеницы, ячменя и овса, оказались патогенными и токсичными. Развитие первичных корней тест-объекта было подавлено более чем на 90 % при обработке семян как суспензией спор, так и фильтратами культуральной жидкости штаммов этого вида. Отмечали также сильное ингибирование прорастания семян.
Штаммы вида F. sporotrichioides, выделенные из образцов пшеницы и клевера, были токсичны и гетероген-ны по признаку патогенности. Отдельные штаммы значительно подавляли развитие корней (0 %), другие стимулировали их рост (106 %). Штаммы F. avenaceum, выделенные с ячменя, были токсичны, а штамм F. poae, выделенный с корней овса, - контрастным по изучаемым признакам: непатогенным, но токсичным.
Штаммы видов F. culmorum, F. oxysporum, F. poae, F. sporotrichioides, F. avenaceum проявляли токсичность независимо от культуры, с которой были выделены. Патогенными к тест-объекту были только штаммы F. culmorum и F. avenaceum.
Все 24 штамма, охарактеризованные по морфологии, патогенности, фитотоксичности, происхождению и специализации, в 2012 г. были переданы на хранение в Государственную коллекцию фитопатогенных микроорганизмов.
Штаммы
Bipolaris sorokiniana
М.И. КИСЕЛЕВА, Н.С. ЖЕМЧУЖИНА,
Е.Д. КОВАЛЕНКО, В.П. ДУБОВОЙ, А.А. МАКАРОВ
e-mail: kiseleva@vniif.ru
В коллекции хранятся штаммы гриба Bipolaris sorokiniana из разных регионов России.
Выделение гриба в чистую культуру из пораженных корней, листьев и зерна ячменя, собранных в Центральном, Волго-Вятском, Северо-Кавказском, Нижневолжском и Восточно-Сибирском регионах РФ, проводили по методике И.А. Дудка (1982). Видовую принадлежность определяли по морфологическим признакам колоний и спор изолятов. В качестве справочной литературы использовали определители видов грибов В.И. Билай (1988) и Б.А. Хасанова (1992).
Патогенные и фитотоксичные свойства штаммов гриба B. sorokiniana оценивали на проростках ячменя (сорт Зазерский 85) по методикам отечественных исследова-
Колония (а) и конидии (б) Bipolaris sorokiniana
Таблица 1
Характеристика штаммов B. sorokiniana (Sacc.) Shoemaker на 14-й день культивирования на картофельно-глюкозном агаре
Шифр штамма Болезнь Происхождение (регион) Морфология колоний Среднее количество спор/чашку Петри
МО-14-2010 Корневая гниль Центральный Типичная 29,3х106
М0-10-2010 Тоже - " - - " - 26,5х106
ВС-23л Листовая пятнистость - " - - " - 33,3х106
БР-14-7 Корневая гниль - " - - " - 23,7х106
М0-16-06 - " - - " - - " - 31,5х106
МПС-06 - " - - " - - " - 28,5х106
МЩ-4л Листовая пятнистость - " - - " - 27,0х106
МС-14к Корневая гниль - " - - " - 26,1х106
ММ-10л Листовая пятнистость Волго-Вятский - " - 13,7х106
СП-1-2 Корневая гниль - " - - " - 33,3х106
КУ-57л Листовая пятнистость - " - - " - 14,3х106
Ru-10-08/2 - " - Северо-Кавказский - " - 25,7х106
ЛГ-31л - " - Северо-Западный - " - 11,3х106
СМ-63л - " - Нижневолжский - " - 22,8х106
КрД-81 Черный зародыш Восточно-Сибирский - " - 37,1х106
НСР05 = 10,5 Р = 16,7
телей. Для определения патогенных свойств штаммов семена ячменя проращивали в суспензии конидий (106/мл), для выявления фитотоксичности - в фильтрате культуральной жидкости. О патогенности суспензии конидий и токсичности фильтратов культуральной жидкости изолятов гриба судили по степени ингибирования прорастания семян, длине колеоптилей и корней. Показатель «длина корней» считали наиболее информативным. Длину корней семян, пророщенных в воде (контроль), принимали за 100 %. Длина корней в опытном
варианте от 0 до 30 % свидетельствует о сильной патогенности (П) и сильной токсичной (Т) активности гриба; от 31 до 50 % - умеренной патогенности (УП) и умеренной токсичности (УТ); от 51 до 70 % - слабой патогенности (СП) и слабой токсичности (СТ); от 71 до 100 % -о непатогенности (НП) и нетоксичности (НТ) изолятов.
В 2012 г. в Государственную коллекцию фитопатоген-ных микроорганизмов были переданы 15 штаммов B. sorokiniana, выделенных с пораженных образцов корней, листьев и семян ячменя, собранных в Центральном, ►
Споровая суспензия Фильтрат культуральной жидкости
Штамм всхожесть (%) длина колеоптиля (%) длина первичного корня (%) уровень патогенности всхожесть (%) длина колеоптиля (%) длина первичного корня (%) уровень токсичности
МО-14-2010 74,1 49,1±5,9 34,2±5,4 УП 46,2 4,6±2,5 13,3±2,1 Т
М0-10-2010 81,5 64,2±4,5 43,7±4,6 УП 42,3 10,0±1,9 18,9±2,6 Т
ВС-23л 77,8 59,3±5,5 30,8±4,5 УП 61,5 18,4± 1,5 11,1±2,4 Т
БР-14-7 96,5 62,4±4,7 31,9±5,0 УП 50 12,8±3,1 4,3±3,2 Т
М0-16-06 79,2 69,7±7,7 20,1±3,4 П 75 13,2±2,3 12,2±2,2 Т
МПС-06 83,3 89,2±9,1 84,5±10,2 НП 7,1 1,0±0,5 0,8±0,3 Т
МЩ-4л 91,7 88,3±9,5 112±12,7 НП 60 22,2±4,1 10,1±1,7 Т
МС-14к 70,8 67,5±7,8 40,3±7,1 УП 64,3 15,7±2,9 14,4±2,7 Т
ММ-10л 88,9 63,6±5,5 36,9±5,6 УП 34,6 10,7± 1,9 17,8±2,7 Т
СП-1-2 96,3 67,2±5,3 41,8±4,2 УП 57,7 36,4±2,8 25,5±5,3 Т
КУ-57л 112,5 125,5±8,8 150,3±9,3 НП 71,4 6,7±3,8 8,5±0,9 Т
Ru-10-08/2 96,3 90,6±5,6 150,1±8,9 НП 20,7 5,3±3,9 1,3±3,5 Т
ЛГ-31л 81,5 61,8±6,2 43,1±4,7 УП 34,5 12,1±3,1 8,1±2,7 Т
СМ-63л 88,9 72,8±6,3 66,7±5,0 СП 27,6 7,6±3,6 5,1±3,1 Т
КрД-81 66,7 49,1±6,8 25,5±5,2 П 62,1 20,1±2,5 13,8±2,2 Т
Контроль 100 100,0±4,5 100,0±4,8 100 100,0±4,7 100,0±5,3
Таблица 2
Патогенность споровых суспензий и фитотоксичность фильтратов культуральных жидкостей штаммов гриба В. *огокпшпи,
выделенных с ячменя
