CC BY
16Микромицеты обнаружены на 91 виде растений и 41 растении, не идентифицированном до вида из 96 родов 29 семейств. В общей сложности идентифицировано 154 вида микромицетов из 47 родов 4 отделов. На долю Deuteromycota приходится 70.8 % выявленных видов, Basidiomycota - 17.5 %, Ascomycota - 10.4 %, Oomycota - 1.3 %. Среди обнаруженных видов 101 указывается впервые для РСО-Алания. Наиболее богатыми по числу выявленных видов оказались рода Ascochyta, Puccinia и Septoria.
Вследствие вертикальной зональности, видовой состав сорных растений Северной Осетии неоднороден и отличается существенным разнообразием. В посевах сельскохозяйственных культур в основном преобладают многолетние корневищные и корнеотпрысковые сорняки (гумай, осот полевой, бодяк, полынь), а также некоторые однолетние виды (щирица, марь, звездчатка, амброзия) [Кожаев, Адиньяев, 2013].
Поскольку агротехнические и химические меры борьбы с сорняками не всегда бывают достаточно эффектив-
Библиографический
Комжа А.Л. Грибы. В кн: Природные ресурсы Республики Северная Осетия-Алания. Владикавказ: Проект-Пресс, 2000. С. 43-71. Чернецкая З.С. Новые виды северокавказской микофлоры // Материалы
по микологии и фитопатологии, 1926. Т. 5. В. 2. С. 161-176. Чернецкая З.С. Материалы к изучению флоры грибов Северной Осетии // Труды Сев.-Кавк. ассоц. н.-и. ин-тов, 1929. N 52. 116 с..
Plant Protection News, 2016, 3(89), p. 47-48
ными, актуальной становится разработка дополнительных методов их контроля, в том числе при помощи фитопато-генных грибов. Поэтому среди выявленных микромицетов для дальнейшего изучения в качестве потенциальных агентов биоконтроля, представляют интерес возбудители пятнистостей таких трудноискоренимых сорных растений, как гумай (возбудитель Ascochyta sorghina Sacc.), бодяк полевой (возбудители Ramularia cynarae Sacc., Septoria cirsii Niessl), осот полевой (Alternaria sonchi Davis, Ascochyta tussilaginis Oudem., Septoria sonchi Sacc.) вьюнок полевой (Diplodina convolvuli Allesch. Septoria convolvuli Desm.), а также возбудитель листовой пятнистости широко распространенных в посевах видов мари (Passalora dubia (Riess) U. Braun). Использование фитопатогенных грибов может быть актуальным также для подавления амброзии полын-нолистной, которая является одним из наиболее опасных сорняков-аллергенов.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского Научного Фонда (проект 14-26-00067)
список (References)
Чернецкая З.С. Мучнисто-росяные грибы предгорий и горной зоны Северного Кавказа//Труды Сев.-Осет. с.-х. ин-та, 1952. Т. 2(15). С. 99-141. Кожаев В.А., Адиньяев Э.Д. Особенности засоренности посевов и продуктивность пропашных, озимых зерновых культур и многолетних трав в различных природных зонах РСО-Алания //Известия Горского государственного аграрного университета. 2013. T. 50. 4. С. 17-21.
MATERIALS TO THE STUDY OF WEEDS AND WILD HERBACEOUS PLANTS IN THE REPUBLIC OF NORTH OSSETIA-ALANIA E.L. Gasich, Ph.B. Gannibal, A.O. Berestetskiy, L.B. Khlopunova
All-Russian Institute of Plant Protection, [email protected]
The aim of our research was to determine species composition of micromycetes on weeds and wild herbaceous plants in Republic of North Ossetia-Alania. The sampling was carried out mainly in August 2012 in four districts of the Republic. Micromycetes were revealed on 91 plant species and some plants identified up to generic level. Host plants represented 96 genera and 29 families. Specimens were deposited in the Mycological Herbarium of All-Russian Institute of Plant Protection (VIZR) -LEP. Totally 154 micromycetes species from 47 genera of 4 phyla of fungi and fungus-like organisms were identified. Among those species 101 taxa were found in North Ossetia for the first time. Mitosporic fungi (former phylum Deuteromycota) compose 71 % of revealed species, Basidiomycota - 18 %, Ascomycota - 10 %, Oomycota - 1 %. The biggest species diversity was found among genera Ascochyta, Puccinia and Septoria.
УДК 57.084.1
ОСОБЕННОСТИ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ PARANOSEMA LOCUSTAE (OPISTHOSPORIDIA: MICROSPORIDIA) В LOCUSTA MIGRATORIA (INSECTA: ORTHOPTERA)
А.В. Герус, И.В. Сендерский, М.В. Левченко, Т.А. Закота, Ю.С. Токарев
Всероссийский НИИ защиты растений, Санкт-Петербург, Пушкин, Россия,
Цель работы - описать особенности культивирования микроспоридии Paranosema locustae в перелётной саранче Locusta migratoria. В результате наблюдений за развитием насекомых при различных вариантах экспериментального заражения саранчи спорами микроспоридий выявлен ряд ключевых моментов, имеющих значение как для проведения биотестов, так и для разработки технологий массового производства этих облигатных внутриклеточных паразитов. В частности, установлено влияние срока хранения спор, возраста заражаемых насекомых и фазовой изменчивости перелётной саранчи (gregaria/solitaria) на выживаемость хозяев и продуктивность паразитов. Подбор инфекционной дозы при массовом культивировании микроспоридий in vivo требует тонкого баланса для обеспечения, с одной стороны,
«Эколого-генетические основы современных агротехнологий». СПб, 27-29 апреля 2016 г.
49
максимально возможных показателей интенсивности и экстенсивности заражения, с другой - максимально длительного выживания зараженных особей для получения большего количества спор.
Ключевые слова: микроспоридии, споры, инфекционная доза, срок хранения, культивирование in vivo.
Разведение перелётной саранчи Locusta migratoria в лабораторных условиях используется в различных целях, не последнее место среди которых занимает использование личинок в качестве модельного объекта при проведении тестирования биологической эффективности микробиологических препаратов на основе бактерий, грибов, микроспоридий, а также их сочетаний [Tokarev et al., 2011]. Для массового культивирования P. locustae в интересах защиты растений необходим тщательный подбор условий, гарантирующих максимальную продуктивность при сохранении высокой инфекционности спор паразита. Среди ключевых элементов, прежде всего, следует указать вид хозяина, его возрастную и фазовую изменчивость, инфекционную дозировку, условия содержания культуры. Микроспоридия P locustae способна заражать свыше 100 видов прямокрылых насекомых. Представляется логичным, что оптимальным для массовой наработки спор in vivo будет использование восприимчивых к заражению видов насекомых, обладающих крупными размерами, неприхотливых в своих требованиях и легко поддерживаемых в культуре. L. migratoria - типовой хозяин микроспоридии P locustae, и данная система широко используется как модельный объект паразитологических исследований, однако биотехнологический потенциал этого вида насекомых в качестве лабораторного хозяина для этого паразита изучен недостаточно.
Оптимальная доза заражения для данной паразито-хо-зяинной системы зависит от многих факторов, в том числе от возраста насекомых. Для микроспоридий действует следующая закономерность: чем старше насекомые, тем выше их устойчивость к заражению. При заражении личинок а) младших и б) средних возрастов лабораторной культуры Locusta migratoria migratorioides в дозировке 1 млн спор на особь мы наблюдали 100 %-ную заражённость обоих вариантов, однако в первом случае заболевание вызывало интенсивную гипертрофию заражённых тканей, содержащих до 5 млрд спор/особь, тогда как во втором случае гипертрофия тканей была слабо выражена и интенсивность спорообразования паразита была на порядок ниже. При заражении личинок младших возрастов, однако, есть риск вызвать слишком интенсивную атаку высокоактивными спорами микроспоридий в больших дозировках, что может служить причиной ранней гибели саранчи (начиная с первых суток эксперимента), объяснение чему может крыться в таких чрезмерных воздействиях, как повреждение эпителия кишечника, служащего барьером для кишечных микроорганизмов, или подавление иммунной системы насекомого, или их совокупности.
В связи с тем, что заражение осуществляется перораль-но, тонким моментом может стать доставка инфекционно-
го начала в организм саранчи. Чтобы личинки потребили весь контаминированный корм, необходимо выдержать их без корма не менее 24 часов. Оптимальные условия для развития насекомых могут быть оптимальными и для развития паразитирующих в них микроспоридий [Елфимова, 1985], однако при этом достаточно велик риск избавления от инфекции вследствие поддержания активности защитных реакций организма на высоком уровне. В связи с этим общепринятой практикой становится понижение температуры ниже оптимальной на несколько градусов с целью создания провокационного фона для развития микроспо-ридиозов, и в том числе для индукции дополнительных фаз жизненного цикла [Becnel, Andreadis, 1999]. Возможен перевод насекомых, предназначенных для заражения, на содержание при пониженной температуре за несколько суток до инфицирования с целью модификации иммунного статуса в сторону снижения устойчивости к патогенам, однако в случае с перелётной саранчи этого следует избегать для сохранения высокой активности и прожорливости насекомых, которых следует содержать при 24-27 °C только после потребления ими корма, контаминированно-го спорами паразитов. Первые несколько суток наиболее критичны для успеха инфекции. И хотя стрессированное состояние (пониженная температура, применение химических средств, вызывающих нарушение гормональной или иммунной системы, и т.п.) способствует развитию микроспоридиоза, чрезмерные стрессы на ранних этапах заражения, например, транспортировка насекомых, может способствовать их избавлению от инфекции.
Поскольку для стадных видов саранчовых характерна фазовая изменчивость, одиночное содержание личинок перелётной саранчи вызывает их переход из стадной формы (gregaria) в одиночную (solitaria). Восприимчивость к микроспоридиозу при этом возрастает, что приводит к повышенной смертности заражённых насекомых при одиночном содержании по сравнению с групповым.
Споры микроспоридий разных видов сильно различаются по сохранности вне живого организма хозяина. Для паразитов наземных хозяев отмечается хорошая сохранность инфекционных свойств в трупах, в том числе при их хранении в высушенном или замороженном виде. В жидком азоте споры P. locustae сохраняют инфекционность в течение 25 лет [Maddox, Solter, 1996]. По нашим данным, водная суспензия очищенных спор при +4 °C может сохранять высокий инфекционный потенциал в течение пяти лет, однако даже кратковременные нарушения режима хранения (особенно при условии их повторения) вкупе с бактериальной контаминацией препаратов могут снижать инфекционность спор на порядок.
Исследования поддержаны грантом РНФ 16-14-00005.
Библиографический список (References)
Елфимова Т.М. Оптимальные условия получения спор двух микроспоридий рода Vairimorpha в капустной совке // Автореф. ... к.б.н., 1985. Л.: ВИЗР. 20 с.
Becnel J.J., Andreadis T.G. Microsporidia in insects // The Microsporidia and
Microsporidiosis. Washington D.C.: ASM Press, 1999. p. 447-501. Maddox J.V., Solter L.R. Long-Term Storage of Infective Microsporidian Spores in Liquid Nitrogen // J. Euk. Microbiol., 1996. V. 43. p. 221-225.
Tokarev Y.S., Levchenko M.V., Naumov A.M., Senderskiy I.V., Lednev G.R. Interactions of two insect pathogens, Paranosema locustae (Protista: Microsporidia) and Metarhizium acridum (Fungi: Hypocreales), during a mixed infection of Locusta migratoria (Insecta: Orthoptera) nymphs. J. Invertebr. Pathol., 2011. V. 106. p. 336-338.
Plant Protection News, 2016, 3(89), p. 48-50
CULTIVATION OF PARANOSEMA LOCUSTAE (OPISTHOSPORIDIA: MICROSPORIDIA) IN LOCUSTA MIGRATORIA (INSECTA: ORTHOPTERA) A.V. Gerus, I.V. Senderskiy, M.V. Levchenko, T.A. Zakota, Y.S. Tokarev
All-Russian Institute of Plant Protection, [email protected]
The study goal is to describe some details of cultivation of the microsporidium Paranosema locustae in migratory locust Locusta migratoria under lab conditions. Observation of experimental locust infection with microsporidia allowed determination of some key features to be considered when performing bioassays or development of technologies for mass cultivation of these obligate intracellular parasites. In particular, impact of spore storage period, larval instar and insect phase (gregaria/solitaria) used for infection was estimated. It is concluded that choosing an optimal infective dosage for mass propagation of microsporidia in vivo is a fine balance of providing maximally possible levels of intensity and extensity of an infection on one hand and maximally long survival of infected samples for higher spore yields.
УДК 574.42
БИОИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОЦЕНКЕ ЦИКЛА УГЛЕРОДА В УПРАВЛЯЕМЫХ ТЕХНОГЕННЫХ ЛЕСАХ ПРИМОРСКОГО КРАЯ
Д.А. Голубев1,2, М.Ю. Филатова1, Л.Т. Крупская1,2
1Тихоокеанский государственный университет, Хабаровск, Россия, Дальневосточный НИИ лесного хозяйства, Хабаровск, Россия, [email protected]
В статье изложены результаты исследования проблемы использования биоинформационных технологий в оценке цикла углерода в управляемых техногенных лесах Приморского края, что явилось целью работы. При сборе и анализе материалов использованы следующие методические подходы: лесоводственные, геоэкологические, лесотаксационные, статистические. Расчеты выполнены в программе «РОБУЛ». Анализ, обобщение и систематизация литературных данных свидетельствует о том, что значительное количество публикаций посвящено различным аспектам углеродного бюджета лесов России. Установлено, что в глобальном углеродном цикле леса играют важную роль, поскольку характеризуются наибольшими запасами фитомассы. Однако рост техногенной деятельности человека приводит к нарушению баланса углеродного круговорота планеты. Выявлены основные типы лесных экосистем и описаны лесохозяйственные мероприятия, влияющие на баланс углерода в управляемых техногенных лесах Приморского края. Результаты исследования свидетельствуют об уменьшении запаса углерода в исследуемом районе в 2015 г., по сравнению с 2003г. Обнаружено постепенное увеличение выбросов углекислого газа в атмосферу для покрытых лесом площадей в Приморском крае.
Ключевые слова: запас углерода, бюджет углерода, биоинформатика, управляемые леса.
Введение. В настоящее время происходят изменения в окружающей среде и резкое ухудшение экологических условий жизни. За последние пять лет, по материалам доктора Митчелла (по состоянию на сентябрь 1999 года), было получено такое количество данных об окружающей среде, сколько вся наша цивилизация получила за шесть тысяч лет. Лавинообразный поток научно-технической информации ставит перед необходимостью создания новых технологий для ее обработки и решения различного рода задач, в том числе природоохранного характера. Сейчас трудно найти такую область науки, которая бы обходилась без методов информатики. Не избежали этого и естественные науки. Опираясь на признание важной роли передачи, хранения и обработки информации в биологических системах, в 1970 году Полина Хогевег ввела термин «биоинформатика», определив его как изучение информационных процессов в биотических системах. Другими словами - это накопление биологических знаний в форме, обеспечивающей их наиболее эффективное использование, построение и анализ математических моделей биологических систем и их элементов. И. Лагунина считает, что под биоинформатикой следует понимать анализ живых организмов с применением компьютерных технологий. Однако, на сегодняшний день существует множество ее определений и интерпретаций, но пока это еще не
совсем устоявшийся термин. Относительно новым разделом наук о жизни, стремительно развивающимся во всем мире являются биоинформационные технологии, обязанные своим появлением накоплению обширных экспериментальных данных в области изучения биологических систем. Необходимость обработки огромных массивов информации, накопленной в ходе биологических экспериментов, обусловил огромный рост публикаций в этом направлении. Наиболее информативным показателем является углеродный бюджет, отражающий физиологическое состояние, продуктивность и жизненность лесных экосистем, а также степень влияния на них основных факторов внешней среды и антропогенного воздействия. В связи с этим цель исследования состояла в оценке цикла углерода в управляемых техногенных лесах с использованием биоинформационных технологий.
Объекты и методы исследования. В качестве объектов исследования явились лесные экосистемы. При оценке углеродного бюджета лесной территории использована информация о возрастной структуре лесов и о величинах их приростов в данном регионе, материалы Государственного лесного реестра (ГЛР), Лесные планы субъектов ДФО, лесохозяйственных регламентов лесничеств. Обработка собранной информации осуществлялась в Программе «РОБУЛ». При сборе и анализе материалов использова-
