CC BY
94
УДК: 633.854.78: 632.4.01/.08
ПАТОГЕННОСТЬ ГРИБОВ РОДА FUSARIUM LINK ET FR.
К ПРОРОСТКАМ ПОДСОЛНЕЧНИКА В ТАМБОВСКОЙ ОБЛАСТИ
© А.А. Кузнецов
Ключевые слова: фузариоз; увядание; грибы; патогенность; интенсивность поражения; проростки. Представлены видовой состав и патогенность грибов рода Fusarium Link et Fr., зарегистрированных на подсолнечнике в Тамбовской области. Установлена высокая патогенность F. verticillioides, F. oxysporum, F. sporo-trichioides, F. oxysporum var. orthoceras и F. tricinctum. Отмечено различие в патогенности изолятов F. oxyspo-rum в зависимости от источников выделения.
ВВЕДЕНИЕ
В результате многолетних исследований (1992— 2010 гг.) на семенах и вегетирующих растениях подсолнечника в Тамбовской области нами зарегистрировано более 50 видов грибов, многие из которых представляют серьезную опасность для культуры. В их числе виды рода Fusarium Link et Fr. - возбудители фуза-риоза подсолнечника. Fusarium spp. - токсинообразующие грибы, факультативные паразиты с различной степенью паразитизма [1-2]. Термофилы, полифаги.
На подсолнечнике Fusarium spp. проявляются во все фазы развития растений, вызывая гниль корней, прикорневой части стебля, трахеомикозное увядание стеблей, розовую гниль корзинок, общее угнетение и преждевременное увядание. Вредоносность фузариоза зависит от вида патогена, климатических условий года, времени появления и количества пораженных растений [3-4]. Раннее проявление болезни (от всходов до фаз 4-5 пар настоящих листьев и бутонизации) вызывает гибель растений или значительное снижение всех составляющих урожайности [3, 5], после цветения и формирования семян потери урожая составляют 3040 % [3].
В Тамбовской области фузариоз подсолнечника наблюдается ежегодно. Распространенность его составляет от единичных растений до очагов диаметром 67 м [6] и из года в год нарастает.
Одним из эффективных способов защиты подсолнечника от фузариозов является создание устойчивых сортов. Для целенаправленной селекции сортов, устойчивых к болезням, необходимы сведения о структуре популяций возбудителей заболеваний, о наличии в них высоко патогенных видов, о болезнеустойчивости сортов и образцов.
В настоящей статье представлены результаты изучения патогенных свойств грибов рода Fusarium spp., выделенных с семян и вегетирующих растений подсолнечника в Тамбовской области.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Методы обследования производственных посевов и селекционных питомников подсолнечника, определения распространенности возбудителей болезней и их интенсивности поражения подсолнечника в Тамбовской области, а также методы выделения грибов в чистую культуру описаны нами ранее [7]. Видовую принадлежность возбудителей Fusarium spp. устанавливали по определителям В.И. Билай с соавторами [8], Н.М. Пидопличко [9] после изучения культуральных и морфологических особенностей грибов. Таксономия большинства видов приведена по систематике Н.П. Шипиловой и В.Г Иващенко [10], F. javanicum Koord. var. radicicola Wr. и F. oxysporum var. orthoceras -по В.И. Билай с соавторами [8]. Круг поражаемых Fusarium spp. растений приведен по В.И. Билай [8] и Н.М. Пидопличко [9]. Изучение патогенности изолятов Fusarium spp. проводили по методу Н.В. Мурадасило-вой [11] и Т.С. Антоновой [12], с использованием приемов авторов статьи.
Семена подсолнечника выращивали в кювете на фильтровальной бумаге, увлажненной дистиллированной стерильной водой. Накрытую стеклом кювету с семенами, содержали при 23-25 °С и естественном освещении в весенне-летний период или в светоуста-новке - в зимний. Изоляты Fusarium spp. выращивали в течение 14-15 дней в чашках Петри (до заполнения мицелием всей площади чашки) на картофельно-сахаразном агаре (КСА), содержащем по 1/4 основных компонентов - картофеля и сахарозы [13]. Разросшиеся колонии грибов снимали стерильным скальпелем, измельчали в гомогенизаторе (РТ-6) и по 25 мл готовой суспензии, в концентрации 1,2Т06...1,2-107 [12], разливали в стерильные чашки Петри. Пятидневные проростки подсолнечника с хорошо развитыми боковыми корешками погружали в приготовленную суспензию на 6 ч. Зараженные таким образом проростки раскладывали в кюветы с фильтровальной бумагой, увлажненной
дистиллированной стерильной водой. Кювету накрывали стеклом и инкубировали в течение 6 дней при t = 22-24 °C и естественном освещении. Опыты с каждым изолятом проводили в трехкратной повторности. Для контроля проростки замачивали в стерильной дистиллированной воде и содержали в тех же условиях, что и опытные образцы. Интенсивность поражения проростков учитывали по шестибалльной шкале [11], определяющей количество отмершей ткани от кончика корня проростка до семядолей:
- 0 - поражение отсутствует;
- 1 - побурение кончика корня проростка;
- 2 - побурение корня проростка до 50 %;
- 3 - полное побурение корня проростка;
- 4 - полное побурение корня проростка и частично прикорневой части;
- 5 - полное побурение корня проростка и стебелька до семядолей.
Балл 0 означает отсутствие патогенных свойств у изолята, 1-2 - слабую, и 3-5 - высокую патогенность изолятов.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
В результате исследований с разных органов подсолнечника, помимо других грибов, выделено 14 видов из рода Fusarium (табл. 1 ).
F. culmorum и F. graminearum выделялись только с семян, F. avenaceum - с органов вегетирующих растений. Доминирующими видами на семенах и вегетирующих растениях были F. oxysporum и F. oxysporum var. orthoceras. Они легко выделялись в течение всей вегетации из всех органов растений. Достаточно высокую распространенность на семенах имел F. tricinctum, на растениях - F. verticillioides. F. sporotrichioides в обоих случаях занимал промежуточное положение. Распространенность остальных видов была значительно ниже. По объективным причинам (малочисленности органов спороношения некоторых изолятов или их
заселенности другими грибами) 1G,2 % Fusarium spp. не идентифицировано до вида.
Среди фузариев встречаются как резко выраженные паразиты, приспособившиеся к паразитированию в сосудистой системе, так и слабые патогены, существо-вующие на ослабленных растениях. В задачу наших исследований входило выявление наиболее патогенных видов этого рода с последующим изучением устойчивости к ним сортообразцов подсолнечника селекции ГНУ ТНИИСХ. Для этого проростки подсолнечника искусственно заражали суспензией изолятов Fusarium spp. , выделенных с семян и органов вегетирующего подсолнечника.
Приводим результаты изучения патогенности большинства определенных нами видов фузариумов (табл. 2).
Высокую патогенность показали F. oxysporum, F. oxysporum var. orthoceras, F. sporotrichioides, F. tricinc-tum, F. verticillioides. Однако в результате исследований установлено, что и внутри вида существуют различия в патогенности возбудителей фузариоза.
F. oxysporum и F. oxysporum var. orthoceras. В наших исследованиях патогенность изолята F. oxys-porum, выделенного с семян подсолнечника (F1-2), значительно выше, чем изолятов, выделенных с корней и паренхимы взрослых растений (изоляты K3-2 и 225-2, соответственно). Несколько меньшую патогенность проявили также оба изолята F. oxysporum var. orthoceras.
F. sporotrichioides. Изолят 227 этого вида, выделенный со стеблей, напротив, показал более высокую патогенность по сравнению с изолятом F-1S, выделенным с семян.
F. tricinctum. Протестированы изоляты этого вида, выделенные с семян, стеблей и прикорневой части стебля. Высокопатогенным, вызвавшим поражение 100 % проростков на 4-5 баллов, оказался изолят 2б3, выделенный с прикорневой части стебля. Патогенность изолятов F30 и 2б4 была значительно ниже.
Таблица 1
Fusarium spp. на подсолнечнике в Тамбовской области
№ п/п Fusarium spp. Распространенность Fusarium spp. на пораженных органах, %
семена растения
листья стебли корни корзинки
1 Fusarium acuminatum 1,8 G 5,4 3,8 9,G
2 F. avenaceum G,G 2,4 5,б G G
3 F. culmorum 5,5 G G G G
4 F. equiseti. 5,5 G 1,2 G G
5 F. graminearum 1,8 G G G G
б F. heterosporum 7,3 G G G,5 G
7 F. javanicum Koord. var. radicicola Wr. 1,8 G G 5,б 1,2
8 F. oxysporum 21,8 9,7 14,2 1G,G б,7
9 F. oxysporum var. orthoceras 2G,G 1б,7 2G,1 19,4 2,9
1G F. sambucinum 5,5 12,1 12,1 G,7 G
11 F. solani 1,8 G G 1,2 G
12 F. sporotrichioides 9,1 1,7 1G,3 2,4 1,2
13 F. tricinctum 1б,3 2,3 4,3 1,7 1,7
14 F. verticillioides 1,8 1G,2 21,8 13,8 5,G
15 Fusarium spp. G 1G,2
Таблица 2
Патогенность изолятов Fusarium Lk. et Fr. (сорт Чакинский 602, 2009-2010 гг.).
№ п/п Изолят Количество пораженных проростков, % Интенсивность поражения, балл
1 Fusarium acuminatum (изолят 237, с корзинок в конце вегетации) 83,0 1,9
2 F. culmorum (изолят F 22, с семян) 90,6 2,0
3 F. javanicum (изолят К1, с корней в фазу цветения) 87,5 1,8
4 F. heterosporum (изолят F2, с семян) 76,5 1,1
5 F. oxysporum (изолят F1-2, с семян) 100,0 4,8
6 F. oxysporum (225-2, с паренхимы стебля в фазу бутонизации) 100,0 3,8
7 F. oxysporum (изолят К3-2, с корней взрослых растений 100,0 3,4
8 F. oxysporum var. orthoceras (изолят 184, со стебля) 100,0 3,7
9 F. oxysporum var. orthoceras (изолят К6, с корней взрослого растения) 100,0 3,6
10 F. sambucinum (изолят 220, с корней и прикорневой части растений в фазу 3-4 пары листьев) 87,7 2,1
11 F. sambucinum (изолят F21, с семян) 86,2 1, 8
12 F. sporotrichioides (изолят 227, со стеблей в конце вегетации) 100,0 4,2
13 F. sporotrichioides (изолят F18, с семян) 100,0 3,3
14 F. tricinctum (изолят F30, с семян) 100,0 3,3
15 F. tricinctum (изолят 264, со стебля в конце вегетации 100,0 3,4
16 F. tricinctum (изолят 263, с прикорневой части стебля) 100,0 4,2
17 F. verticillioides (изолят 105-1, с паренхимы стебля) 100,0 4,9
Примечания: изоляты с символом «Б» выделены с семян при фитоэкспертизе; «К» - с корней при изучении корневой гнили, без символа - с других органов.
F. verticillioides. Высокопатогенный вид. 100 % проростков погибло от сильного (4,9 балла) поражения этим изолятом.
Из слабопатогенных видов обращают на себя внимание F. sambucinum и F. culmorum.
F. sambucinum. В литературе гриб описан как са-протроф многих растений [8] или слабый патоген картофеля [7]. В наших исследованиях изолят 220, выделенный с корней в фазу 3-4 пары настоящих листьев, вызвал поражение 38,6 % проростков на 3-4 балла. Это обстоятельство, на наш взгляд, означает способность вида, оставаясь сапротрофом по отношению к другим растениям, поражать подсолнечник.
F. culmorum. В целом вид - слабый патоген. Однако 32,1 % проростков были поражены им на 3-4 балла.
Пораженность контрольных проростков не превышала 0,7 балла.
ВЫВОДЫ
Таким образом, в результате исследований определен видовой состав Fusarium spp., зарегистрированных на подсолнечнике в Тамбовской области. Установлено, что среди испытанных видов высокой патогенностью обладали F. verticillioides, F. oxysporum (с семян), F. sporotrichioides (со стеблей), F. oxysporum (с паренхимы стеблей в фазу бутонизации и корней взрослых растений), F. oxysporum var. orthoceras (оба изолята) и F. tricinctum (с прикорневой части стебля); средней -F. oxysporum (с паренхимы стеблей в фазу бутонизации и корней взрослых растений), F. oxysporum var. orthoceras (оба изолята) и F. tricinctum (с семян и стеблей); наименьшей - F. javanicum. Не проявил паразитических свойств F. heterosporum. Отмечено различие в
патогенности изолятов F. oxysporum, F. sporotrichioides и F. tricinctum в зависимости от источников выделения. Существенных различий в патогенности изолятов других видов не зарегистрировано.
F. verticillioides, F. oxysporum, F. sporotrichioides и F. tricinctum отобраны для изучения устойчивости подсолнечника селекции ГНУ ТНИИСХ в лабораторных и полевых условиях.
Опробованный метод инокуляции проростков подсолнечника может быть использован при изучении устойчивости сортов к Fusarium spp. в лабораторных условиях.
ЛИТЕРАТУРА
1. Билай В.И. Фузарии. Киев: Наукова Думка,1977. 443 с.
2. Obst A. Fifth evropean Fusarium Seminar - Mikotoxine, Taxonomie, Pathologenitat und Resistenzt // Gesunde Pflanz. 1997. B. 49. № 8. S. 276-279.
3. Acimovic M. Prouzrokovaci bolesti suncokreta I niihovo suzbijanie. Nolit-Beograd, 1983. 104 s.
4. Котлярова И.А., Терещенко Г.А. Источники заражения растений подсолнечника грибами рода Fusarium // Научно-технический бюлл. ВНИИ масличных культур. Краснодар, 2004. Вып. 2 (131). С. 32-34.
5. Антонова Т.С., Саукова С.Л. Оценка и отбор растений подсолнечника на устойчивость к фузариозной корневой гнили, вызываемой F. sporotrichiella var. sporotrichioides Sherb. Краснодар, 2005. 20 c.
6. Выприцкий А.С., Плахотник В.В., Выприцкая А.А. Возбудители особо опасных болезней подсолнечника в ЦЧР // Биологическая защита растений - основа стабилизации агроэкосистем: материалы международной научно-практической конференции. Краснодар, 2006. Вып. 4. С. 134-136.
7. Выприцкая А.А., Пучнин А.М., Кузнецов А.А. Грибы рода Fusarium Link et Fr. на подсолнечнике в Тамбовской области // Вестник Тамбовского университета. Серия Естественные и технические науки. Тамбов, 2012. Т. 17. Вып. 1. С. 394-398.
8. Микроорганизмы - возбудители болезней растений / Билай В.И. [и др.]. Киев: Наукова Думка, 1988. 552 с.
9. Пидопличко Н.М. Грибы - паразиты культурных растений: определитель. Киев: Наукова Думка, 1977. Т. 2. Грибы несовершенные.
300 с.
10. Шипилова Н.П., Иващенко В.Г. Систематика и диагностика грибов рода Fusarium на зерновых культурах. СПб., 2008. 84 с.
11. Мурадасилова Н.В., Маслиенко Л.В., Пивень В.Т. Патогенность и фитотоксичность грибов рода Fusarium на проростках подсолнечника // Болезни и вредители масличных культур (сборник научных работ). Краснодар, 2006. С. 57-61.
12. Антонова Т.С., Арасланова Н.М, Саукова С.Л. Распространение фузариоза подсолнечника в Краснодарском крае // Доклады РАСХН. М., 2002. № 3. С. 6-8.
13. Reis E.M. Selective medium for isolating Cochliobolus sativus from soil // Plant Dis. 1983. V. 67. № 1. С. 68-70.
БЛАГОДАРНОСТИ: Работа выполнена под руководством А.М. Пучнина - доктора сельскохозяйственных наук, профессора ТГУ им. Г.Р. Державина, при участии А.А. Выприцкой - кандидата биологических
наук, старшего научного сотрудника Среднерусского филиала ГНУ ТНИИСХ.
Поступила в редакцию 12 марта 2G12 г.
Kuznetsov A.A. PATHOGENICITY OF FUNGI OF FUSARIUM LINK ET FR. TO SEEDLINGS OF SUNFLOWER IN TAMBOV REGION
The species composition and pathogenicity of fungi of the genus Fusarium Link еі Fr., reported on sunflower in Tambov region are represented. The high pathogenicity of F. verticillioides, F. oxysporum F. sporotrichioides, F. oxysporum var. orthoceras and F. tricinctum is stated. The main differences in the pathogenicity of isolates of F. oxysporum, depending on the source selection is marked.
Key words: fusarium; wilt; fungi; pathogenicity; intensity of lesion; sprouts.
