CC BY
91
DOI: 10.24411/0235-2451-2018-10715
УДК632:633
Патокомплекс почвенных микромицетов, ассоциирующихся с корневыми и прикорневыми гнилями земляники, в некоторых регионах России
С. Е. ГОЛОВИН1, А. П. ГЛИНУШКИН2, И. А. ЗЕРКАЛОВ3, О. О. БЕЛОШАПКИНА4, М. Б. КОПИНА5
Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питомниководства, ул. Загорьевская, 4, Москва, 115598, Российская Федерация
2Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии, ул. Институт, вл. 5, р.п. Большие Вяземы, Одинцовский р-н, Московская обл.,143050, Российская Федерация
3Оренбургский государственный аграрный университет, ул. Челюскинцев, 18, Оренбург, 460014, Российская Федерация
4Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К. А. Тимирязева, ул. Тимирязевская, 49, Москва, 127550, Российская Федерация
5Всероссийский центр карантина растений, ул. Пограничная, 32, пос. Быково, Раменскийр-н, Московская обл., 140150, Российская Федерация
Резюме. Исследования проводили с целью уточнения состава микромицетов, ассоциирующихся с корневыми и прикорневыми гнилями земляники, а также выявление сукцессии видов в патологических процессах с анализом экологических факторов, способствующих развитию болезней. Фитосанитарные обследования насаждений, отбор растительных образцов и почвы осуществляли в Московской, Тульской, Брянской, Воронежской и Оренбургской областях, в Краснодарском крае и Чеченской Республике в 2006-2018 гг Изоляты грибов и псевдогрибов идентифицировали на основе микроскопирования и морфометрии по справочникам-определителям. Уточняющую диагностику видов Phytophthora cactorum, P. nicotianae и Colletotrichum acutatum осуществляли методом полимеразной цепной реакции. Корневые гнили земляники отмечали во всех регионах. Наиболее интенсивное их развитие наблюдали в грунтовых теплицах и при выращивании культуры в открытом грунте с мульчированием черной пленкой в посадках 3 лет и старше, а также в южных регионах (Краснодарский край и Чеченская Республика). При этом кроме непосредственного поражения корневой системы фиксировали симптомы на надземных частях растений. Большинство корневых и прикорневых гнилей имело комплексную этиологию. Доминирующим возбудителем (распространенность > 60 %) в Московской области был оомицет P. cactorum, кроме него присутствовали C. destructans, Rh. solani, P. nicotianae, Pythium spp. В патокомплексы микромицетов, ассоциирующихся с черной корневой гнилью, в трех регионах (Московская и Оренбургская области и Чеченская республика) наиболее часто входили грибы Rh. solani, C. destructans и Fusariumspp. В комплексах микромицетов в разных регионах присутствовали также редкие виды из родов Acremonium, Penicillium, Helicosporium, Mucor, Acremoniella (Harzia), Chalara, Arthrobotrys, Monochaetia.
Ключевые слова: земляника, Fragaria, патокомплекс, микромицеты, корневые и прикорневые гнили, мониторинг. Сведения об авторах: С. Е. Головин, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник; А. П. Глинушкин, доктор сельскохозяйственных наук, зав. отделом (e-mail: [email protected]); И. А. Зеркалов, аспирант; О. О. Белошапкина, доктор сельскохозяйственных наук, профессор; М. Б. Копина, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник.
Для цитирования: Патокомплекс почвенных микромицетов, ассоциирующихся с корневыми и прикорневыми гнилями земляники, в некоторых регионах России / С. Е. Головин, А. П. Глинушкин, И. А. Зеркалов и др. // Достижения науки и техники АПК. 2019. Т 33. № 7. С. 62-70. DOI: 10.24411/0235-2451-2019-10715.
Pathocomplex of Soil Micromycetes Associated with Root and Foot Rots of Strawberry in Some Regions of Russia
S. E. Golovin1, A. P. Glinushkin2, I. A. Zerkalov3, O. O. Beloshapkina4, M. B. Kopina5
1All-Russian Breeding and Technological Institute of Horticulture and Nursery-Keeping, ul. Zagor'evskaya, 4, Moskva, 115598, Russian Federation
2All-Russian Research Institute of Phytopathology, ul. Institut, vl. 5, r.p. Bol'shie Vyazemy, Odintsovskii r-n, Moskovskaya obl.,143050, Russian Federation
3Orenburg State Agrarian University, ul. Chelyuskintsev, 18, Orenburg, 460014, Russian Federation
4Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy, ul. Timiryazevskaya, 49, Moskva, 127550, Russian Federation 5All-Russian Center of Plant Quarantine, ul. Pogranichnaya, 32, pos. Bykovo, Ramenskii r-n, Moskovskaya obl., 140150, Russian Federation
Abstract. The studies were aimed at clarifying the composition of micromycetes associated with root and foot rots of strawberry, as well as the identification of species succession in pathological processes with the analysis of the environmental factors contributing to the development of the diseases. Phytosanitary surveys of plantations, as well as the selection of plant and soil samples, were carried out in the Moscow, Tula, Bryansk, Voronezh and Orenburg regions, in the Krasnodar Krai and in the Chechen Republic in 2006-2018. The isolates of fungi and pseudofungi were identified on the basis of microscopy and morphometry using reference guides. The refining diagnostics of Phytophthora cactorum, P. nicotianae and Colletotrichum acutatum species was carried out by the method of polymerase chain reaction. Strawberry root rot was noted in all regions. Their most intensive development was observed in ground greenhouses, when the culture was grown in the open ground with mulching by black film in 3-year-old and older plantings, as well as in the southern regions (in the Krasnodar Krai and the Chechen Republic). At the same time, in addition to direct damage to the root system, symptoms were recorded on the above-ground parts of the plants. Most root and foot rots had a complex etiology. The dominant agent (prevalence of more than 60%) in the Moscow region was oomycete P cactorum; besides it we found C. destructans, Rh. solani, P. nicotianae, and Pythium spp. In three regions (Moscow and Orenburg regions and the Chechen Republic), Rh. solani, C. destructans and Fusarium spp fungi were the most frequently included in micromycete pathocomplexes, associated with black root rot. Rare species of Acremonium, Penicillium, Helicosporium, Mucor, Acremoniella (Harzia), Chalara, Arthrobotrys, and Monochaetia genera were also present in the micromycete complexes in different regions.
Keywords: strawberries; Fragaria; pathocomplex; micromycetes; root and foot rots; monitoring.
Author Details: S. E. Golovin, D. Sc. (Biol.), leading research fellow; A. P. Glinushkin, D. Sc. (Agr.), head of division (e-mail: [email protected]); I. A.
Zerkalov, post graduate student; O. O. Beloshapkina, D. Sc. (Agr.), prof.; M. B. Kopina, Cand. Sc. (Agr.), leading research fellow.
For citation: Golovin S. E., Glinushkin A. P., Zerkalov I. A., Beloshapkina O. O., Kopina M. B. Pathocomplex of Soil Micromycetes Associated with
Root and Foot Rots of Strawberry in Some Regions of Russia. Dostizheniya naukii tekhnikiAPK. 2019. Vol. 33. No. 7. Pp. 62-70 (in Russ.). DOI:
10.24411/0235-2451-2019-10715.
Земляника отличается способностью к быстрому вегетативному размножению, скороплодностью, урожайностью, высокой приспособляемостью и пластичностью, что позволяет культивировать ее в различных почвенно-климатических зонах. При этом она сильнее остальных ягодных культур поражается корневыми и прикорневыми гнилями [1, 2, 3]. Их развитию способствуют неблагоприятные почвенные условия (переувлажнение, тяжелый механический состав почв, чрезмерное уплотнение), некоторые нематоды (особенно из рода Pratylen-chus) и ряд почвенных микромицетов [4, 5, 6]. Наиболее распространенное заболевание этой группы - черная корневая гниль, имеющая комплексную этиологию, и часто вызываемая видами родов Pythium и Rhizoctonia [4, 5, 7]. Многие исследователи связывали корневую гниль с симптомами черной гнили, в первую очередь с анаморфным грибом Rhizoctonia solani [6, 8, 9]. Вид Rhizoctonia fragariae при искусственном заражении растений земляники также вызывал изменения, сходные с симптомами черной гнили, и был найден во многих странах, в которых выращивают эту культуру [10, 11, 12].
С корневыми гнилями земляники часто связывают грибы из родов Fusarium, Cylindrocarpon и Verticillium [1, 13, 14]. В странах с влажным климатом широко распространены фитофторозные корневые и прикорневые гнили [15, 16, 17]. По сообщениям D.E.L Cooke с соавторами [18], на землянике в Европе описано более 5 видов Phytophthora sp., наиболее вредоносными из которых считают Ph. cactorum и Ph. fragariae. На территориях, где присутствуют эти два патогена, эффективность возделывания земляники напрямую зависит от использования пестицидов [19, 20, 21].
В меньшей степени с корневыми гнилями земляники сопряжены грибы из родов Botrytis, Ceratobasidium, Diplodia, Pestalotia, Phomopsis, Pyrenochaeta, Sclerotinium и ряд других [4, 6]. Большинство из этих патогенов неспецифичны для культуры, но, например, Rhizoctonia solani, Ceratobasidium fragariae и Botrytis cinerea могут вызывать опасные гнили не только корней, но и плодов, а также рожков [4].
В последние годы в мире появляется все больше сообщений о новых патогенах корней земляники, продолжает расширяться список видов возбудителей корневых и прикорневых гнилей. По сообщениям из многих стран корни и рожки земляники начал поражать гриб Macrophomina phaseolina, что вызывает большие потери на коммерческих плантациях [19, 22, 23], особенно при совместном воздействии с видами из рода Fusarium [14, 19]. Немецкие исследователи сообщали, что основным компонентом в патокомплексе микромицетов, ассоциирующихся с черной корневой гнилью земляники в Северной Германии становится гриб Dactylonectria torresensis [24].
Некоторые патогены земляники, не наносящие значительного ущерба культуре, в отдельных странах последние годы стали более агрессивными. Так, гриб Gnomonia fragariae, широко известный как возбудитель коричневой
угловатой пятнистости листьев земляники, в условиях Латвии и Швеции усилил свою вредоносность и стал поражать корни, нанося значительный ущерб [25].
В России изучением корневых и прикорневых гнилей земляники в конце XX и начале XXI вв. подробно занимался С. Е. Головин [13]. Несмотря на ранее проведенный анализ видового состава почвенных микромицетов, ассоциирующихся с этими болезнями, в связи быстрым изменением фитосанитарной обстановки в последние годы полученные данные требуют обновления.
Цель нашей работы - уточнение современного состава патокомплекса микромицетов земляники, а также выявление сукцессии видов в патологических процессах с анализом экологических факторов, способствующих развитию болезней.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в 2006-201В гг. на базе Института садоводства (ФГБНУ ВСТИСП, г. Москва), Российского государственного аграрного университета - МСХА имени К.А. Тимирязева (г. Москва), Оренбургского государственного аграрного университет (г. Оренбург), Института фитопатологии (ВНИИФ, г. Большие Вяземы) и Центра карантина растений (ВНИИКР, г. Быково).
Фитосанитарные обследования насаждений земляники, отбор растительных образцов и почвы осуществляли в Московской, Тульской, Брянской, Воронежской, Оренбургской областях, Краснодарском крае и Чеченской Республике (табл. 1).
Для идентификации фитопатогенных микромицетов использовали фрагменты растений, которые после отмывания в проточной воде и поверхностной стерилизации 70 %-ным этиловым спиртом или 5 %-ным гипохлоритом натрия, помещали во влажные камеры и на селективные искусственные питательные среды [26, 27].
Оомицеты Phytophthora sp. выявляли с использованием микроскопирования и морфометрии на приборе Axio Imager A1 (Carl Zeiss, Германия). Определение изолятов грибов и псевдогрибов осуществляли по справочникам-определителям [28, 29].
Уточняющую диагностикувидов Phytophthora cactorum, P. nicotianae и Colletotrichum acutatum проводили методом ПЦР. Выделение ДНК из растительного материала и чистых культур проводили согласно инструкции к набору «Loewe» (Германия) кат. № 08006 для диагностики Phytophthora fragariae в корнях малины и земляники на основе методики, описанной J. J. Doyle [30]; с использованием набора для выделения ДНК серии «ДНК-Экстран» кат. № НГ-511-100 (ЗАО «Синтол», Москва).
Амлификацию и детекцию ПЦР в реальном времени для диагностики Phytophthora spp. осуществляли на амплифи-каторе iCycler iQ 5 (Bio-Rad, США), в присутствии интерка-лирующего красителя Eva Green (ЗАО «Синтол», Москва) с использованием праймеров YPhlF CGA CCA TKG GTG TGG ACT TT, YPh2R ACG TTC TCM CAG GCG TAT CT, которые ам-
Таблица 1. Климатические характеристики регионов Российской Федерации, где проводились фитосанитарные обследования насаждений земляники
Регион
Сумма температур воздуха за период с температурами выше 10 °С
Сумма осадков
мм
Средне годовая температура, °С
Климат
Московская область* 2100...2200 540...600 +3,7...+3,8
Тульская область 2150...2300 470...575 +3,8...+4,3
Брянская область 2270...2350 550...600 +4,5...+5,9
Воронежская область 2350...2700 430...450 +4,6...+6,5
Оренбургская область 2300-2550 260...450 +4,5...+4,7
Краснодарский край* 3400...3600 400...600 +10,5...+11,5
Чеченская республика*_3000...3400_800...1000 +9,6...+10,4
умеренно континентальный умеренно континентальный умеренно континентальный умеренно континентальный
континентальный умеренно континентальный умеренно континентальный
* - по основным районам выращивания земляники. Достижения науки и техники АПК. 2019. Т 33. № 7
прямую связаны с симптомами черной корневой гнили. У таких растений отмечали практически полное отмирание корневой системы, корни становились темно-бурыми, а при переувлажнении - черными.
Намного реже наблюдали симптомы скоротечного увядания растений (рис. 2), которые были связаны с некрозом рожка. В этом случае из рожков и корней увядающих растений выделяли оомицет Phytophthora cactorum, в единичных случаях - Ph. nicotianae. Частичное увядание земляники с поражением прикорневой части рожка и корней в отдельные годы было связано с грибом Rhizoctonia solani.
Рис. 1. Растение земляники, пораженное черной корневой гнилью (Оренбургская область, 2009).
плифицировали продукт размером 470 п.о. Ypt1 [20].
Для детекции Phytophthora cactorum и P. nicotianae использовали соответственно R6G-ACG TGG CGT GTT TCC TAT-BHQ2; и Cy5 CCG ATG TAC CAA ATC ACG TGT GTG TC-BHQ2 [31].
При постановке классической ПЦР и ПЦР в реальном времени в качестве внутреннего положительного контроля выделения нуклеиновых кислот и прохождения полимераз-ной цепной реакции использовали фрагмент гена мыши 1700042G15 (www.ncbi.nlm.nih.gov) некодирующей РНК [32].
Для точной видовой идентификации возбудителя Colletotrichum acutatum проводили постановку классической ПЦР с видоспецифичными праймерами Acutl (5'-CCGGAGGAAACCAAACTCTATTTAC-3') и col2 (5'- TTACTACG-CAAAGGAGGCT-3'), производства ЗАО «Евроген», которые амплифицировали продукт размером 318 п.о. внутреннего транскрибируемого спейсера (ITS).
Результаты и обсуждение. Корневые гнили земляники встречались во всех обследованных регионах. При этом кроме непосредственного поражения и разрушения корневой системы наблюдали симптоматику на надземных частях растений. Старые краевые листья теряли тургор; молодые - становились более матовыми, мелкими; внутренняя часть корня и ткани сердечка у основания куста бурели и отмирали.
Наиболее интенсивное развитие корневых гнилей было отмечено на землянике в грунтовых теплицах и при выращивании ее в открытом грунте с мульчированием черной пленкой на старовозрастных посадках (3 года и более), а также в южных регионах возделывания культуры (Краснодарский край и Чеченская Республика). В этих случаях часто проявлялись симптомы черной корневой гнили (рис. 1).
Следует отметить, что большинство случаев угнетения роста, часто наблюдаемых в посадках культуры, были на-
Рис. 2. Увядание земляники пораженной оомицетом Phytophthora cactorum (Московская область, 2009).
При этом деление по названию болезни весьма условно, так как большинство корневых и прикорневых гнилей имеет комплексную этиологию. Например, из корней увядающих растений в Московской области в 2006 г. (табл. 2) часто выделяли оомицет P. cactorum (рис. 3), одновременно там присутствовали P. nicotianae (рис. 4), C. destructans, Rh. solani (рис. 5, 6), Pythium spp. То есть с корневой гнилью ассоциировался комплекс почвенных микромицетов. В 2010 г. из растений земляники с признаками увядания на корнях выделяли патокомплекс, в который входили виды Rh. solani, P. nicotianae и C. destructans. На их рожках доминировал фитопатогенный оомицет P. nicotianae (табл. 3), играющий основную роль в развитии болезни.
В Тульской области фитофторозное увядание земляники, возбудителем которого был оомицет P. cactorum,
Рис. 3. Зооспорангии Phytophthora cactorum.
Достижения науки и техники АПК. 2019. Т 33. № 7
Таблица 2. Патокомплекс почвенных микромицетов на корнях земляники в разных регионах России (2006-2018 гг.)
Место отбора
Год
доминирующие (> 6O %)
Типичные виды
частые 3O...6O о%
редкие 1O...3O о%
Случайные (менее 1O %)
Московская область
2006
2009* Rh. solani C. destruc-
tans Fusarium spp.
2010 Rh. solani
2014
Фитофтороз и ризоктониоз
P. cactorum Cladosporium clado- Botrytis cinerea C. destructans sporioides F. gibbossum
Rh. solani Pythium spp. Fusarium spp.
Черная корневая гниль (сильная) Pythium spp. Alternaria tenuissima F. solani
Acremoniella Cylindrocarpon spp.
2018 Rh. solani
spp. Pestalotia trun-cata
Фитофтороз и ризоктониоз
Phytophthora Fusarium spp.
nicotianae Alternaria tenuissima C. destructans Gliocladium varians
Корневая гниль (умеренная)
C. destructans Rh. solani
Pythium spp. Fusarium spp. F. laterutium Phoma spp. B. cinerea Ризоктониоз
F. lateritium Mucor spp. Penicillium spp.
Al. alternata F. gibbossum
Тульская 2015 область
Брянская 2009 область
Acremonium spp.
P. cactorum
Фитофтороз
Acremoniella spp.
Корневые гнили
C. destructans Cladosporium clado-
Rh. solani
2014
sporioides Pythium spp. Fusarium spp. F. oxysporum Penicillium spp.
Cladosporium clado-sporioides Zythia fragariae Chalara spp.
Alternaria tenuissima Rh. solani B. cinerea Hainesia lythri Gliocladium spp. Acremonium spp.
Acremonium spp.
Mucor spp. Penicillium spp.
Орен- 2009 бургская область
2017
2018
C. destructans Penicillium spp. Cladosporium clado
Rh. solani sporioides
Pythium spp. Fusarium spp.
Zygodesmus F. oxysporum
fuscus F. gibbossum
Gliocladium spp. Melanconium bicolor Pyrenochaeta sp. Черная корневая гниль (сильная)
Rh. solani C. destructans Acremoniella spp.
Вилт
Mucor spp. Penicillium spp.
Alternaria tenuissima Fusarium spp.
C. destruc-tans
Fusarium so-lani Fusarium
oxysporum Verticillium albo -atrum
Корневые и прикорневые гнили
Cladosporium cla- Alternaria tenuis-
dosporioides Rh. solani Acremonium spp.
sima
Чечен- 2015 ская Республика
Красно- 2015 дарский край
Черная корневая гниль
C. destructans Alternaria tenuis-
Rh. solani Fusarium spp.
Rh. solani Pythium spp.
C. destructans Fusarium spp. Arthrobotrys spp.
sima Cylindrocarpon
spp. Pythium spp. Acremonium spp. Ризоктониоз B. cinerea Acremonium spp.
Fusarium spp. F. oxysporum
F. solani Al. alternata Monochaetia compta Hainesia lythri Zythia fragariae Pythium spp. Acremoniella spp.
Arthrobotrys spp. Cladosporium clado-sporioides Helicosporium sp.
* - землянику выращивали на черной пленке. Достижения науки и техники АПК. 2019. Т 33. № 7
сочеталось с поражением надземных органов растений антракнозом (возбудитель -Colletotrichum acutatum), хотя на корнях этот патоген отсутствовал (см. табл. 2).
Следует отметить, что непосредственно симптомы черной корневой гнили проявлялись только при сильном развитии болезни, а при умеренном и слабом, как правило, типичного почернения и отмирания корней не наблюдали.
Результаты многолетнего мониторинга свидетельствуют, что при слабом и умеренном развитии корневых гнилей состав патокомплек-сов микромицетов менялся в разные годы в зависимости от почвенно-климатических условий региона.
При слабом и умеренном развитии корневых гнилей, кроме Rh. solani, C. destructans, Fusarium spp., с ними также ассоциировались виды из родов Pythium, Cladosporium, Gliocladium, Botrytis, Alternaría, Pestalotia и некоторые другие, эпизодически встречающиеся. Во всех обследуемых регионах наиболее часто ассоциировался с корневыми гнилями патокомплекс из Rh. solani, C. destructans, Fusarium spp. Реже в него дополнительно входили оомицеты P. cactorum и Pythium spp.
По результатам микологического анализа рассады земляники из Нидерландов, откуда часто поступает посадочный материал этой культуры, корни растений часто имели симптомы умеренной корневой гнили. Из пораженных корней чаще всего выделяли C. destructans и двуядер-ные изоляты Rhizoctonia sp., которая была отнесена к виду Rh. fragariae. Следует отметить, что в регионах России из корней в основном выделяли многоядерные изоляты ри-зоктонии, которые относятся к виду Rh. solani.
Корневые гнили земляники по нашим наблюдениям нередко встречались совместно с прикорневыми гнилями. Особенно часто последние проявлялись в теплицах. С ними ассоциировались ми-кромицеты Rh. solani, Pythium spp, C. destructans. В откры-
Рис. 4. Зооспорангии Phytophthora nicotianae.
том грунте возбудителями прикорневых гнилей были Rh. solani и Ph. cactorum, реже Ph. nicotianae, Colletotrichum spp, Phomopsis obscurans, Zythia fragariae (Gnomonia fra-gariae), Pestalotia truncata, Botrytis cinerea, Fusarium spp. и некоторые другие.
В патокомплексах микромицетов в разных регионах присутствовали также случайные виды, частота выделения которых была меньше 10 %. Часть из них относится к сапро-трофам, среди которых встречались виды родов Acremo-nium, Penicillium, Helicosporium, Mucor, Acremoniella (Harzia), Chalara, Arthrobotrys, Monochaetia, не играющие значительной роли в патологическом процессе. Некоторые виды рода Acremonium относятся к микопаразитам и паразитируют на гифах Rh. solaniи Botrytis cinerea. Виды из родаArthrobotrys относятся к хищным грибам - нематофагам, наиболее распространенным из которых был A. oligospora.
В группу случайных видов в отдельные годы попадали и типичные виды - возбудители корневых гнилей. Так, в 2015 г. гриб Rh. solani при анализе патокомплекса микромицетов на землянике в Тульской области выделяли очень редко (8,3 %), как из рожков, так и из корней. А доминирующими на пораженных растениях были в основном виды Ph. cactorum, Colletotrichum acutatum, Alternaría tenuissima, Botrytis cinerea и C. destructans. Очевидно, что на состав выявляемых в патокомплексе микромицетов влиял ряд факторов биотического и абиотического происхождения. Так, в 2015 г. в Центральном регионе России погода в летние месяцы была прохладной на фоне малого количества осадков, а гриб Rh. solani проявляет максимальную агрессивность при +25.. .+27 °С [33], в результате развитие этого фитопа-тогена в таких погодных условиях было слабым.
В группу случайных видов в патокомплексе корневых и прикорневых гнилей на землянике иногда попадали виды, которые паразитируют преимущественно на надземной части растений, в основном на листьях. К ним относятся, например, Hainesia lythri, Cercospora fragariae, Drechslera sp.
На видовой состав патокомплекса микромицетов на растениях земляники в том или ином конкретном регионе также влияло наличие эндемичных видов, которые не встречаются или редки в других регионах. Так, виды Phomopsis obscurans и Cercospora fragariae были отмечены только в Чеченской Республике; Monochaetia compta - только в Оренбургской области, а Zygodesmus fuscus - в Брянской области. Из земляники, привезенной из Нидерландов, выделяли гриб Alisidium resinae, который не был отмечен на культуре в обследованных регионах России.
Рис. 5. Мицелий Rhizoctonia solani.
Для выяснения роли микромицетов, входящих в па-токомплекс и ассоциирующихся с корневыми гнилями земляники, следует более подробно проанализировать несколько частных случаев.
Так, большую часть патокомплекса на корнях растений земляники из Чеченской Республики, пораженных слабой корневой гнилью (рис. 7), составляли грибы C. destructans (33,3 %), F. oxysporum (22,2 %) и Rh. solani (11,1 %). На все другие микромицеты приходилось менее 40 %. Очевидно, что эти 3 вида - основные возбудители гнили корней земляники, но в таком соотношении они вызывают только слабую корневую гниль.
Основную часть патокомплекса микромицетов, ассоциирующихся с интенсивной корневой гнилью (черная корневая гниль), в том же регионе составляли Rh. solani (32 %), C. destructans (16 %) и виды из рода Fusarium (18 %). Усиление патогенеза на корнях земляники произошло на фоне увеличения в 2,5 раза распространенности гриба Rh. solani с одновременным уменьшением присутствия F. oxysporum в 5 раз и C. destructans - в 2 раза (рис. 8). Из этого можно сделать вывод, что гриб Rh. solani был основным патогеном при развитии корневой гнили.
Рис. 6. Склероциальная гифа Rhizoctonia solani.
Таблица 3. Патокомплекс почвенных микромицетов на рожках земляники (2006-2018 гг.) в разных регионах России
Место отбора Год Типичные виды Случайные (менее 10 %)
доминирующие (> 60 %) частые (30...60 %) редкие (10...30 %)
Корневые и прикорневые гнили
Воронеж- 2018 C. destructans Acremoniella atra - -
ская об- Rh. solani
ласть Fusarium spp.
Корневые и прикорневые гнили
Московская 2018 — Rh. solani C. destructans Fusarium spp.
область Chalara sp. Cladosporium cladosporioides
2014 Fusarium spp Rh. solani F. gibbossum -
F. lateritium Pythium spp.
C. destructans Acremoniella verricosa
Фитофтороз
2010 Phytophthora F. lateritium Alternaria tenuissima -
nicotianae Rh. solani
Rhizopus sp.
Ризоктониоз
2009 Rh. solani Fusarium spp. Pythium spp. Acremoniella atra
C. destructans Penicillium spp.
2006 Rh. solani Pestalotia Pythium spp. Chalara austriuca
C. destructans Truncate Fusarium spp.
Zythia fragariae
Черная корневая гниль
Оренбург- 2009 - Rh. solani Rhizopus stolonifera Pythium spp.
ская C. destructans Fusarium spp. Penicillium spp.
область Вилт
2017 - Fusarium oxysporum Mucor spp. -
Verticillium albo atrum Alternaria spp.
Корневые и прикорневые гнили
2018 — B. cinerea F. solani -
Rh. solani F. ventricosum
Acremonium spp.
Корневые и прикорневые гнили
Брянская 2009 - C. destructans Fusarium spp. Rh. solani
область Cladosporium cladosporioides F. oxysporum
Acremonium spp.
Mucor spp.
2014 - Rh. solani Melanconium bicolor F. oxysporum
C. destructans Fusarium spp. F. gibbossum
Gliocladium varians Zygodesmus fuscus Cladosporium clado-
Spicata divaricata sporioides
Penicillium spp.
Coniothirium fuckelii
Корневые и прикорневые гнили и пятнистости листьев
Чеченская 2015 - - Colletotrichum gloesporioides Cercospora fragariae
Республика Phomopsis obscurans F. avenaceum
Fusarium spp. Cladosporium sp.
Alternaria tenuissima Botrytis cinerea
Gliocladium roseum
Ризоктониоз
Краснодар- 2015 Fusarium spp. Rh. solani Cladosporium sp. -
ский край
Фитофтороз и антракноз
Тульская 2015 - P. cactorum Colletotrichum acutatum F. solani
область Cylindrocladium sp. C. destructans F. gibbossum
Alternaria tenuissima F. avenaceum Rh. solani
Cladosporium sp. Helicosporium sp.
B. cinerea
В условиях защищенного грунта в Московской области большая часть патокомплекса микромицетов, связанных со слабой корневой гнилью земляники, приходилась на C. destructans, Pythium spp., Fusarium solani (рис. 9). Возбудитель корневой гнили - гриб Rh. solani отсутствовал. В другом году в этом же регионе в теплице при умеренном поражении корневой гнили растений (рис. 10) в патокомплекс входили такие микромицеты, как C. destructans, Pythium irregulare, Acrimoniella (Harzia) atra и Fusarium spp., также при отсутствии Rh. solani.
Следует отметить, что в отличие от открытого грунта, при выращивании земляники в теплицах, в патокомплекс микромицетов, ассоциирующихся с корневой гнилью, часто входили оомицеты из рода Pythium. Это связано наличием в теплицах постоянного увлажнения, благоприятного для их развития.
При сильной корневой гнили с типичными симптомами черной корневой гнили на растениях земляники в теплице большую часть патокомплекса занимали два вида грибов -Rh. solani(29,6 %) и C. destructans (30,4 %). Доля грибов из рода Fusarium была почти в 2 раза меньше, чем при слабой и умеренной корневых гнилях, а оомицетов из рода Pythium -в 5 раз (рис. 11).
Отмечено явное влияние климатических условий на состав микромицетов, ассоциирующихся с корневыми и прикорневыми гнилями земляники. Хотя в 6-и из 7-и обследованных регионов и преобладал умеренно-континентальный климат, их климатические характеристики отличались как по сумме осадков, так и по сумме положительных температур (см. табл. 1). Если в средней полосе России (Московская, Тульская, Брянская области) сумма положительных темпе-
Рис. 7. Патокомплекс микромицетов на корнях растений земляники, пораженных слабой корневой гнилью (Чеченская Республика, 2015), %.
ратур варьировала в пределах 2100...2350 °С, то в южных регионах возделывания земляники (Краснодарский край и Чеченская Республика) она составляла 3000.3600 °С. Количество осадков в этих регионах также было выше,
Рис. 8. Патокомплекс микромицетов на корнях растений земляники, пораженных сильной (черной) корневой гнилью (Чеченская Республика, 2015), %.
особенно в Чеченской Республике (см. табл. 1). Указанные климатические особенности южных регионов повлияли на патокомплекс почвенных микромицетов. В частности, увеличилась встречаемость ризоктониоза (возбудитель - Rh. solani), и эта болезнь наносила наибольший ущерб в условиях открытого грунта. Интенсивность развития черной корневой гнили и ризоктониоза на землянике в Чеченской Республике сопоставима с проявлением этих болезней при выращивании ее в теплицах в условиях Московской области.
Среди семи регионов, в которых проводили исследования, только Оренбургская область относится к зоне континентального климата. Выращивание землянике в этом регионе возможно только при использовании полива из-за малого количества осадков, выпадающих в период вегетации. Такие условия конечно влияют на патокомплекс микромицетов, ассоциирующихся с корневыми и прикорневыми гнилями. В частности, помимо встречающихся в других регионах возбудителей корневых и прикорневых гнилей (Rh. solani, C. destructans, Fusarium spp.), в Оренбургской области отмечено очаговое проявления вилта земляники. С этой болезнью в условиях Оренбургской области связаны такие микромицеты как Fusarium oxysporum и в меньшей степени - Verticillium albo-atrum.
Полученные данные по видовому составу патокомплекса микромицетов, ассоциирующихся с корневыми и прикорневыми гнилями в разных регионах России частично совпадают с результатами исследователей из других стран. Например, ученые из Австралии сообщали, что корневые и прикорневые гнили земляники в Западной Австралии вызывают такие микромицеты, как Pythium spp., Phoma spp., Rhizoctonia spp., Colletotrichum spp. и Macrophomina spp., а основные их возбудители - Fusarium oxysporum f. sp. fragariae и Ph. cactorum [34]. Из этого патокомплекса в России на землянике не отмечены только грибы из рода Macrophomina.
В насаждениях земляники в обследованных регионах Российской Федерации часто наблюдали симптомы черной корневой гнили, с которыми ассоциировался патокомплекс таких микромицетов, как Rh. solani, C. destructans, Fusarium spp., а в теплицах и Pythium spp. Сходный патокомплекс, ассоциирующийся с черной корневой гнилью земляники, описывают исследователи из Индии, в которой эта болезнь широко распространена [12].
По результатам нашихисследований основной возбудитель черной корневой гнили в нашей стране - гриб Rh. solani.
При анализе частных случаев поражения земляники было установлено, что с черной корневой гнилью всегда был связан гриб Rh. solani (см. рис. 8 и 11), а при поражениях слабой и умеренной корневой гнилью этот патоген отсутствовал или его присутствие было незначительным (см. рис. 7, 9, 10).
Исследователи из ряда стран мира также сообщают, что основной возбудитель черной корневой гнили - гриб Rh. solani [9, 25, 32]. Другие ученые связывают это заболевание с грибом Rhizoctonia fragariae [8, 10, 11, 12].
Результаты наших исследований, проводившихся в течение 12 лет, показали, что в 7 регионах России встречались в основном многоядерные изоляты Rhizoctonia sp. По сообщениям некоторых авторов соотношение многоядерных изолятов и двуядерных изоля-тов Rhizoctonia sp. на землянике в России равно 97 : 3 [13]. В странах западной Европы у этого рода отмечено больше двуядерных изолятов. В Италии выделили 56 двуядерных
Рис. 9. Патокомплекс микромицетов на корнях растений земляники выращиваемой в теплице, пораженных слабой корневой гнилью (Московская область, 2009), %.
Рис. 10. Патокомплекс микромицетов на корнях растений земляники, выращиваемой в теплице, пораженных умеренной корневой гнилью (Московская область, 2009), %.
изолятов Rhizoctonia sp. и 32 многоядерных [35], в Турции черную корневую гниль корней также преимущественно вызывают двуядерные изоляты Rhizoctonia sp., относящиеся к Rh. fragariae [36].
Compostosporium spp 6,9
Alternaria spp
6,9
Pleurophragmium spp.
3,8
Pestalotia spp. 11,6
Pythium spp.
4,5
Rhizoctonia solani 29,6
Cylindrocarpon destructans 30,4
Fusarium spp. 1,7 F. solani
3,8
lateritium
4,3
Рис. 11. Патокомплекс микромицетов на корнях растений земляники выращиваемой в теплице, пораженных сильной (черной) корневой гнилью (Московская область, 2009), %.
При анализе патокомплекса, ассоциирующегося с корневыми гнилями земляники, отмечено, что гриб ОуНп-бгосагроп с!вв^и^апв часто встречался при разных типах корневых гнилей. Хотя некоторые авторы сообщали о па-тогенности гриба О. с!вв^и^апв для земляники [15, 37], но по результатам наших исследований его роль в патогенезе неоднозначна. Он чаще встречался на корнях лишь слабо пораженных (см. рис. 7, 9, 10) или визуально здоровых растений. По-видимому, этот гриб ведет себя на землянике как сапротроф и может проявлять патогенность лишь при значительном ослаблении растения.
О патогенности видов Р^Ыит для земляники сообщали многие исследователи [4, 5, 12, 38]. По нашим данным виды этого рода преимущественно выявлялись при выращивании земляники в теплицах и вызывали слабую или умеренную гниль корней.
В последние годы практически не встречается фитоф-торозное увядание земляники. С этой болезнью был связан широкоспециализированный оомицет Р. са&огит, который в 80-х гг. ХХ в. часто встречался на плантациях земляники и вызывал увядание растений, реже в качестве возбудителя отмечали вид Р. пюойапав [13]. Одна из возможных причин снижения распространенности и вредоносности Р. са&огит - изменение сортимента промышленных сортов, замена восприимчивых сортов на устойчивые.
Еще реже при обследованиях посадок земляники фиксировали вертициллезный вилт земляники (возбудитель - ¥вгйсИНит а!Ьо-аКит). Достоверно в последние
годы эта болезнь была выявлена только в Оренбургской области в условиях капельного полива, хотя до середины 1980-х гг. вилт был широко распространен в России, в том числе в средней полосе [1]. С. Е. Головин отмечал, что в этот период в регионах произошла замена патогена, и доминирующую роль в патокомплексе занял оомицет P. cactorum [13]. Причиной вытеснения одного патогена другим могло быть повсеместное применение бензимидазольных фунгицидов (бенлат, фундазол и др.), подавлявших анаморфные грибы из рода Verticil-lium, но не влиявших на оомицета P. cactorum. С другой стороны, основное производство земляники в средней полосе России было сосредоточено на тяжелых почвах, неблагоприятных для распространения грибов из рода Verticillium, но благоприятных для развития оомицетов.
В последние годы в патокомплексах микромицетов, ассоциирующихся с корневыми и прикорневыми гнилями земляники, начали появляться новые виды, которые ранее не отмечались или отсутствовали на территории России. Так, в 2015 г. в Тульской области отмечен возбудитель антракноза земляники, гриб Colletotrichum acutatum, а в Чеченской Республике - Colletotrichum gloesporioides.
Виды рода Fusarium редко доминируют в патокомплексе на пораженных корнях земляники, встречаясь в основном при умеренном или слабом поражении корневой гнилью (рис. 7, 9, 10). Увеличение в патокомплексе доли Rh. solani часто сопровождалось снижением доли грибов рода Fusarium. Так, при слабой корневой гнили земляники в Чеченской Республике в 2015 г. доля Fusarium oxysporum на корнях составляла 22,2 %, а Rh. solani - 11,1 %. При сильной корневой гнили доля F. oxysporum в патокомплексе снижалась до 4 %, а Rh. solani увеличивалась до 32 %. Очевидно, это можно объяснить наличием антагонизма между этими двумя видами. В частности, об этом сообщали американские исследователи [39].
Некоторые виды, такие как Cladosporium cladosporio-ides и Alternaría tenuissima в отдельные годы составляли заметную часть патокомплексов возбудителей корневых и прикорневых гнилей земляники. Но они также встречались и на здоровых растениях. Аналогичные результаты были получены канадским исследователем [40]. Можно предположить вторичную роль этих видов в патогенезе.
Заключение. Фитосанитарный мониторинг, проведенный в 2006-2018 гг. в семи регионах Российской Федерации, показал, что в насаждениях земляники широко распространены корневые и прикорневые гнили, с которыми ассоциировались такие микромицеты, как Rh. solani, C. destructans, Fusarium spp., P. cactorum, Pythium spp. Реже в качестве возбудителей отмечены Colletotrichum spp., Ph. nicotianae, Zythia fragariae (Gnomonia fragariae), Pestalotia spp., Phomopsis obscurans, Alternaría tenuissima, Botrytis cinerea и некоторые другие. В Оренбургской области в патокомплекс микромицетов, связанных с вилтом земляники, в условиях капельного полива как доминирующие входят виды Fusarium oxysporum и Verticillium albo-atrum.
В патокомплексах микромицетов, связанных с сильной (черной) корневой гнилью, значительную долю занимал гриб Rh. solani, что указывает на его основную роль в патологическом процессе.
Виды оомицетов из рода Pythium часто присутствовали в составе патокомплекса на растениях земляники, выращиваемых в теплицах, и ассоциировались со слабой и умеренной корневыми гнилями. Фитофторовые псевдогрибы P. cactorum и P. nicotianae в отдельные влажные годы ассоциировались с увяданием растений земляники в Московской и Тульской областях.
В последние годы на плантациях земляники в России стали появляться такие новые болезни, как антракноз (возбудители - Colletotrichum acutatum и C. gloesporioides).
Несмотря на сходство в видовом составе микромицетов, связанных с корневыми и прикорневыми гнилями,
выявлено влияние климатических условий на их патогенез и соотношение в патокомплексе. В южных регионах возрастает патогенность гриба Rh. solani, что связано с высокими температурами в период вегетации и избыточным увлажнением.
Литература.
1. Белошапкина О. О., Говоров Д. Н. Использование биопрепаратов и регуляторов роста при защите земляники от вертициллеза// Известия ТСХА. 2000. Вып. 1. С. 116-128.
2. Белошапкина О. О., Ханжиян И. И., Батрак Е. Р. Здоровый посадочный материал земляники - основа успеха //Защита и карантин растений. 2001. № 8. С. 23-24; № 9. С. 42-43.
3. Lamondia J. A. Interaction of Pratylenchus penetrans and Rhizoctonia fragariae in Strawberry Black Root Rot. // Journal of nematology. 2003. Vol. 35. Pp. 17-22.
4. Maas J. L. Compendium of strawberry diseases. St. Paul: APS Press, 1984. 138p.
5. Watanabe T., Hashimoto K., Sato M. Pythium species associated with strawberry roots in Japan and their role in the strawberry stunt disease //Phytopathology. 1977. Vol. 67. Pp. 1324-1332.
6. Strawberry Black Root Rot: A Review/K. B. Wing, P. Marvin, A. Pritts, etc. //Adv. in Strawberry Res. 1994. Vol. 13. Pp. 13-19.
7. Головин С. Е., Скрылёва Н. Ю. Черная корневая гниль земляники и почвенные микромицеты, ассоциирующиеся с ней//Плодоводство и ягодоводство России. 2012. Т. 30. С. 317-327.
8. Elmer W. H., Lamondia J. A. Chitosan inhibits Rhizoctonia fragariae but not strawberry black root rot //Adv. in Strawberry Res. S. l. 1994. Vol. 13. Pp. 26-31.
9. Integrated options for the management of black root rot of strawberry caused by Rhizoctonia solani Kuhn./M. A. U. Zaman, M. R. Bhuiyan, M. A. I. Khan, etc. // Elsevier SAS. 2015. Vol. 338(2). Pp. 112-120.
10. Martin F. N. Investigation on root heath and rhizosphere ecology of strawberry// Phytoparasitica. 1998. Vol. 26. № 3. Pp. 261.
11. Matsumoto M., Yoshida T. Characterization of isolates of binucleate Rhizoctonia spp. associated with strawberry black root rot complex using fatty acid methyl ester (FAME) profiles //Journal of General Plant Pathology. 2006. Vol. 72 (5). Pp. 318-322.
12. Black root rot is a great menace to strawberry cultivation / C. Meena, I. B. Maurya, P. Bhathagar, etc. // Int. Jour. of Science, Environments and Technology. 2018. Vol. 7. Pp. 517-520.
13. Головин С. Е. Корневые и прикорневые гнили ягодных и плодовых культур, ихдиагностика: монография. М.: ООО НИЦ «Инженер», 2010. 306с.
14. Recent developments on strawberry plant collapse problems in California caused by Fusarium and Macrophomina / S. T. Koike, T. R. Gordon, O. Daugovish, etc. //International Journal of Fruit Science. 2013. Vol. 1-2. Pp. 76-83.
15. Sung J. M., Song Y. N., Yang S. Identification of Cylindrocarpon destructans associated with root rot disease of strawberry//Korean J. of Mycology. 1985. Vol. 13. No. 3. Pp. 179-183.
16. Tanaka M. A., Ito M. F., Passos F. A. Pathogenicity of Rhizoctonia solani to strawberry // Bragantia, Campinas. 1995. Vol. 54. No. 2. Pp. 319-324.
17. Identification and inhibitory effects of antagonistic bacteria against strawberry root rot (Fusarium oxysporum) / Xue Jing W., Yong Sheng J., WeiL.., etc.//Acta HorticulturaeSinica. 2011. Vol. 38. Pp. 1657-1666.
18. Validation and Exploitation of a PCR-based Diagnostic for Detecting Phytophthora in Strawberry and Raspberry/D. E. L. Cooke, V. Young, D. Guy, etc. //Scottish Crop Research Institute. 2000. Pp. 34-37.
19. Biological control of strawberry soil-borne pathogens Macrophomina phaseolina and Fusarium solani, using Trichoderma asperellum and Bacillus spp./A. M. Pastrana, M. J. B. Ureba, A. Aguado, etc.//Phytopathologia Mediterranea. 2016. Vol. 55 (1). Pp. 109-120.
20. Schena L., Duncan J. M., Cooke D. E. L Development and application of a PCR-based'moleculartool box' forthe identification ofPhytophthora species damaging forests and natural ecosystems//Plant Pathol. 2007. Vol. 57. Pp. 64.
21. AnandhakumarJ., Zeller W. Investigation on the Biocontrol ofPhytophthora diseases on strawberry based on antagonism//Phytopathology. 2002. Vol. 26. № 4. P'р. 379-407.
22. First report of Macrophomina phaseolina causing crown and root rot of strawberry in Spain / M. Avils, S. Castillo, J. Bascon, etc. // Plant Pathology. 2008. Vol. 57(2). Pp. 382.
23. Assessment of chemical and biosolarization treatments for the control of Macrophomina phaseolina in strawberries / M. Chamorro, P. Domínguez, J. J. Medina, etc. // Scientia Horticulturae. 2015. Vol. 192. Pp. 361-368.
24. Weber R. W. S., Entrop A.-P. Dactylonectria torresensis as the Main Component of the Black Root Rot Complex of Strawberries and Raspberries in Northern Germany// Erwerbs - Obstbau. 2017. Vol. 59. No. 3. Pp. 157-169.
25. Morocko-Bicevska I., Fatehi J., Gerhardson B. Biocontrol of strawberry root rot and petiole blight by use of non-pathogenic Fusarium sp. Strains.//Acta Hortic. 2014. Vol. 1049. Pp. 599-605.
26. Ko W. H., Hora T. K. A selective medium for quantitative determination of Rhizoctonia solani in soil // Phytopathology. 1971. Vol. 61. Pp. 707-710.
27. McIntosh D. L. An improved agar medium for isolating Phytophthora cactorum from soil// Canadian Botany. 1975. Vol. 53. No. 14. Pp. 1444-1445.
28. Пидопличко Н. М. Грибы несовершенные // Грибы-паразиты культурных растений: определитель. Киев: Наукова думка, 1977. Т. 2.290 с.
29. Erwin D. C., Ribeiro O. K. Phytophthora diseases worldwide. St Paul, MN, USA: American Phytopathol. Soc., 1996. 263 p.
30. Doyle J. J., Doyle J. L.. Isolation ofplantDNA from fresh tissue//Focus. Life technolog. inc. 1990. Vol. 12. Pp. 13-15.
31. Kopina M., Surina E., Mazurin E. Development of molecular markers and problems for detection of P. ramorum, P. nicotianae, P. citricola, P. fragariae and P. cactorum //Abstract working party "6 th IUFRO Working Party 7.02.09 Phytophthora in Forests and Natural Ecosystems". Cordoba, Spain, 2012. Pp. 94-95.
32. Мазурин Е. С., Копина М. Б., Шероколава Н. А. Контрольдостоверности результатов фитосанитарной экспертизы при использовании молекулярных методов диагностики // Вестник РУДН. Серия Агрономия и Животноводство. 2012. № 3. С. 31-34.
33. Aerts J. Rhizoctonia solani Kühn as parasite of strawberries under glass // Twenty-ninth International Symposium on Phytopharmacy and Phytiatry. Mededelingen van de Faculteit Landbouwwetenschappen Rijksuniversiteit Gent42. 1977. Рр. 1117-1125.
34. Golzar H., Phillips D., Mack S. Occurrence of strawberry root and crown rot in Western Australia//Australasian Plant Disease Notes, 2007. Pp. 145-147.
35. Aiello D., Guarnaccia. V., Polizzi G. Occurrence and characterisation of Rhizoctonia species causing diseases of ornamental plants in Italy //European Journal of Plant Pathology. 2017. Vol. 148. Pp. 967-982.
36. Dinler H., Benlioglu S., Benlioglu K. Rhizoctonia fragariae causes black root rot on strawberry seedlings in Turkey // Australasian Plant Disease Notes. 2018. Vol. 13. Pp. 1-3.
37. Хетман Б., Филиппович А. Патогенность Verticillium dahliae и Cylindrocarpon destructans на землянике (Fragaria ananassa Duch.) // Стратегия и тактика защиты растений: сб. науч. тр. Инст. защиты растений нац. акад. наук Беларуси. Минск, 2006. Вып. 30. Ч. 1. С. 365-367.
38. Nemec S., Sanders H. Pythium species associated with strawberry root necrosis in southern Illinois//Plant Dis. Rep. 1970. Vol. 54. No. 1. Pp. 49-51.
39. Datnoff L. E., Sinclair J. B. The interaction of Fusarium oxysporum and Rhizoctonia solani in causing root rot of soybeans//Phytopathology. 1988. Т. 78. № 6. Рp. 771-777.
40. Gourley C. O. Microfungi of crowns and roots of apparently healthy dormant strawberry plants// Canadian J. Botany. 1969. Vol. 47. № 4. Pp. 943-949.
