CC BY
126
УДК 632.3:68.37.31.18.28
Новые возбудители бактериозов и прогноз их распространения в России
А.Н. ИГНАТОВ, ведущий научный сотрудник центра «Биоинженерия» РАН Н.В. ПУНИНА,
младший научный сотрудник Е.В. МАТВЕЕВА, заведующая лабораторией Всероссийского НИИ фитопатологии К.П. КОРНЕВ, научный сотрудник Э.Ш. ПЕХТЕРЕВА, В.А. ПОЛИТЫКО, старшие научные сотрудники
В последние годы увеличивается вредоносность бактериозов на основных сельскохозяйственных культурах, включая картофель, масличные и овощные. Основные причины заключаются в появлении новых, более агрессивных видов и групп фитопатогенных бактерий, постепенном повышении продолжительности и средних температур вегетационного периода, увеличении доли монокультуры и генетической однородности выращиваемых сортов.
В 2001-2008 гг. нами впервые были выделены новые виды и расы бактерий, вызывающие поражение пшеницы, ржи, ячменя, овса, картофеля, подсолнечника, пасленовых и крестоцветных культур. В ряде случаев эпифитотии бактериозов в различных регионах Российской Федерации были вызваны этими видами. В Южном и Поволжском регионах(Ставропольский и Краснодарский края,Ростовская область, Башкирия) штаммы, принадлежащие к виду ХагЛИотопаз агЬопсо1а ^а^епп et а1., 1995), поражали ячмень и в меньшей степени пшеницу, рожь и овес. Этот вид был причиной заболеваний подсолнечника в Ставропольском и Краснодарском краях, Волгог-
радской и Ростовской областях, а также на Украине и в Молдавии. В Московской области и в Северной Осетии X. агЬопсо1а поражал белокочанную капусту. Выделенные бактерии были вирулентны для всех потенциальных растений-хозяев: злаков, сложноцветных и крестоцветных.
Симптомы заболеваний были такими же, как при поражении другими ксантомонадами, специализирующимися на тех же растениях-хозяевах. В частности, штаммы X. агЬопсо1а были выделены из растений зерновых культур вместе с X. ^апз1исепз, возбудителем черного бактериоза злаков, а симптомы на растениях белокочанной капусты были типичными для сосудистого бактериоза (возб. X. сат-рез^з pv. сатрез^з). Необходимо отметить, что X. ^апз1исепз и X. сатрез^з pv. сатрез^з, соответственно, поражают только растения из сем. Мятликовых (Злаковых) и сем. Капустных (Крестоцветных). В отношении ксанто-монад, вызывающих поражение подсолнечника во всем мире, нетопределенного мнения. В Югославии штаммы этого патогена были отнесены к X. сатрезШз pv. рИазеоН, а в Бразилии - к новому патоварианту X. сатрез^з pv. з^а.
В других регионах мира X. агЬо-псо1а поражает растения земляники (X. а. р^ "гадапае), плодовых культур сем. Розоцветные (X. а. р^ ргипО, фундука (X. а. р^ согуПпа), грецкого ореха (X. а. pv. juglandis), тополя (X. а. pv. рориН) и некоторых других растений (X. а. р^ се-lebensis, X. а. pv. ротзеИюо1а).
Штаммы этого вида можно отличить от других ксантомонад только молекулярно-генетическими методами или по спектру поражаемых ими растений. Ранее уже отмечалось, что X. a. pv. juglandis способна поражать растения семейства Капустные (Dye, 1972) при искусственном заражении, но нами впервые был выделен этот вид из растений капусты с симптомами бактериоза в полевых условиях.
Появление X. arboricola в России на новых видах растений одновременно с усилением вредоносности этого вида в зонах традиционного распространения патогена (Турция, Закавказье, Балканы, Средняя Азия, Китай, США, Австралия и Африка) позволяет предположить расширение ареала патогена на север европейской части РФ, а также дальнейшее увеличение числа поражаемых видов растений.Появление неспециализированного патогена, переходящего с культуры на культуру, затрудняет борьбу с ним агротехническими методами и снижает эффективность контроля зараженности семян и посевного материала.
Ареал бактериозов, вызываемых другими ксантомонадами, также продвигается в северные и восточные районы РФ в основном за счет поражения пасленовых и крестоцветных культур. Виды, вызывающие черный бактериоз томатов в России, - X. vesicatoria и X. gardneri, поражают растения в закрытом грунте вплоть до Ленинградской области в комплексе с возбудителем рака томата Clavi-bacter michiganensis subsp. mi-chiganensis (Ignatov et all., 2008), а на юге РФ впервые отмечен бактериоз томатов в открытом грунте, вызванный X. campestris pv. raphani - обычным патогеном крестоцветных растений. В связи с увеличением площадей, занятых масличным рапсом, расширяются
ареал и вредоносность тех рас X. сатрез1:пз р^ сатрез1лз, которые способны поражать дикорастущие крестоцветные растения и сохраняться в них в течение длительного времени без проявления типичных симптомов заболевания. Ущерб, наносимый сосудистым бактериозом посевам озимого рапса, многократно усиливается за счет развития вторичных бактериозов, вызываемых пектолити-ческими псевдомонадами и эрви-ниями. Особенно сильно заболевание проявилось в 2008 г. на смежных культурах рапса и белокочанной капусты на Украине и в Молдавии. Перезимовав на растениях озимого рапса, возбудитель переходит на капусту уже весной, порождая к середине лета эпифи-тотию.
В результате исследований, проведенных в 2004-2008 гг., нами была обнаружена новая раса бактерии С^Ьайег тюМдапепз^ ээр. тнсЫдапепв^, поражающей как томаты, так и картофель. По сравнению с типичным возбудителем кольцевой гнили картофеля -С. тюЫдапепв^ ввр. sepedonicus, эта раса обладает более высокой агрессивностью при поражении растений в поле, и наоборот, медленным развитием в период хранения - то есть требует более высоких температур для поражения картофеля. Этот патоген впервые был отмечен в Калининградской области в 2004 г. и сейчас встречается повсеместно в Европейской части РФ (Корнев, 2007).
Среди неспецифических бактериальных патогенов расширяется встречаемость Е™та ^аропНа, поражающей в основном зерновые злаки, вызывая симптомы по-розовения зерна, напоминающие фузариоз колоса. Растения и клубни картофеля в последнее время сильнее поражаются комплексом бактериальных патогенов, в состав которого входят Егш^а саго-
tovora ssp. carotovora, Erwinia chrysanthemi, Agrobacterium tume-faciens, Pseudomonas syringae и ранее неизвестный вид бактерий рода Tetrathiobacter, который часто принимают за карантинный объект Ralstonia solanacea-rum bv2.
В предыдущие годы E. chrysanthemi встречалась главным образом в южных районах РФ. В 2006-2008 гг. этот неспециализированный патоген, распространяющийся кроме обычных способов еще и тлями, стал причиной серьезных потерь урожая картофеля в странах северной Европы и уже проник на территорию центральных областей Нечерноземной зоны РФ.
Среди возбудителей бактериозов, вплотную приблизившихся к границам РФ, следует отметить карантинный объект Ralstonia solanacearum bv2, обнаруженный в естественных агроценозах в Турции и Польше, и Acidovorax avenae, поражающий как злаковые, так и тыквенные культуры. Последний вид встречается на юге РФ и периодически выделяется из растений вплоть до Московской области.
В число карантинных видов фи-топатогенных бактерий в РФ входят Erwinia amylovora, Pantoea (Erwinia) stewartii subsp. stewartii, Xanthomonas oryzae pv. oryzae, X. oryzae pv. oryzicola и Xylophilus ampelinus. До сих пор эти патогены не могли создавать природные популяции и вызывать эпифитотии на территории РФ. Но ситуация может измениться в ближайшее время.
Климатические изменения последних лет благоприятствуют как распространению бактериозов на север и восток РФ, в зоны более континентального климата, так и усилению их вредоносности. Все бактерии имеют оптимальную температуру роста от 28 до 36 °С,
а при минимальной температуре выше 28 °С происходит подавление специфической устойчивости растений ко многим бактериозам. Кроме того, уже небольшое повышение температуры приводит к резкому ускорению распространения и развития заболеваний растений. Так, повышение средней ночной температуры на 6 °С вызвало усиление поражения растений кукурузы патогеном Acidovorax avenae в среднем на 40 % (Schaad, 2008), а изменение дневной/ночной температуры с 18/16 на 25/18 °С приводило к среднему увеличению частоты заражения растений сосудистым бактериозом и степени развития симптомов на капусте соответственно на 40 и 100 % (Игнатов, 2008).
Вторым по важности климатическим фактором, способствующим распространению бактериозов, является увеличение длины вегетационного и безморозного периодов. Фитопатогенные бактерии способны длительное время выживать на поверхности зеленых листьев при неблагоприятных для них условиях в весенний и осенний периоды и проникать в растение при наступлении благоприятных условий. Ряд видов бактерий, включая некоторые ксантомонады и большинство псевдомонад, способны использовать кристаллы льда, образующиеся вокруг бактерий при температурах около 0 °С, для нарушения целостности тканей растения. Таким образом, усиливается поражение бактериозами в весенний и осенний периоды озимых и ранних яровых культур, а также обеспечивается переход бактерий с озимых на яровые культуры растений одного семейства (как в случае рапса и капусты).
Увеличение частоты экстремальных погодных условий (штормовых ветров, ливней, града и т.д.) также помогает бактериям распространяться на большие рас-
стояния и заражать поврежденные растения. Существенный вклад в распространение бактериозов вносят насекомые-переносчики. Увеличение числа поколений и общей численности листогрызущих и сосущих насекомых приводит к быстрому распространению бактерий в новые регионы. Таким образом в конце 1990-х годов из Италии в Центральную и Восточную Европу распространились фито-плазмы, поражающие крестоцветные и другие овощные культуры ^и!е, 1999), а в последние годы в Северной Европе распространяется Е. сИгузап^етн.
Последним и наиболее значительным из числа важных факторов является распространение
бактериальных патогенов растений с семенами и посадочным материалом. Производство семян высокоурожайных гибридов и современных сортов сосредоточено в немногих регионах мира с погодными условиями, препятствующими сильному развитию бактериальных болезней, но не гарантирующими отсутствие возбудителя на семенах.
В результате анализа всех перечисленных факторов мы можем предположить в ближайшее время распространение новых опасных возбудителей бактериозов на европейской части РФ в направлении с запада на восток (патогены картофеля Ralзtonia зо1апасеагит bv2, Е. сИгузапШетн, С^Ьайег
michiganensis ззр. michiganensis) и с юга на север (патогены зерновых и овощных культур X. агЬопсо1а и Acidovorax avenae). Распространение бактериозов в регионах Сибири и Дальнего Востока будет зависеть не только от климатических и других природных факторов, но и от распространения новых культур и агротехники из Китая, и требует более детального изучения. Расширение ареалов бактериозов потребует усиления контроля за чистотой посевного и посадочного материала, разработки новых методов диагностики бактерий и поиска эффективных бактерицидных препаратов для обеззараживания семян и посадочного материала.
Поздравляем с юбилеем
13 апреля исполнилось 60 лет руководителю филиала ФГУ «Рос-сельхозцентр» по Белгородской области Александру Николаевичу Анисову.
Вся трудовая деятельность
A.Н. Анисова связана с сельским хозяйством Белгородчины. После окончания факультета защиты растений Харьковского сельскохозяйственного института имени
B.В. Докучаева в 1972 г. он работал агрономом участка, главным агрономом колхоза. С 1980 г. — главный
агроном Волоконовского районного управления сельского хозяйства, затем его руководитель на протяжении 11 лет. Избирался Александр Николаевич и главой администрации Красногвардейского района. Многие годы работал заместителем начальника Департамента агропромышленного комплекса области. С ноября 2007 г. — руководитель филиала ФГУ «Россельхозцентр» по Белгородской области, объединившего две ведущие аграрные службы — защиту растений и семеноводство.
А.Н. Анисова отличают незаурядные организаторские способности, высокий профессионализм,
оперативность в решении сложных повседневных задач. За сравнительно небольшой временной период под его руководством сделано немало для становления и укрепления филиала. После ликвидации службы семеноводства в 2006 г. в Белгородской области ее практически пришлось создавать заново. Много сил потребовало и укрепление производственной и материальной базы учреждения.
Сегодня позади организационный период, и сейчас у филиала одна задача — максимально мобилизовать усилия на получение высокого урожая сельскохозяйственных культур в новом сезоне и выдержать намеченный курс на повышение их урожайности, а также обеспечение фитосанитарной безопасности области.
Сердечно поздравляем Александра Николаевича с юбилеем и желаем ему хорошего здоровья, счастья, благополучия и дальнейших творческих успехов. Пусть его профессиональные знания, многолетний опыт работы и преданное отношение к своему делу и дальше достойно служат людям.
