CC BY
10УДК 582.282(470.62).
ПЕРВАЯ НАХОДКА ГРИБА PYRENOPHORA TERES F. MACULATA В КРАСНОДАРСКОМ КРАЕ
А.В. Анисимова*, Н.В. Мироненко*, С.А. Левштанов**
* Всероссийский НИИ защиты растений, Санкт-Петербург **Краснодарский НИИ сельского хозяйства им. П.П.Лукьяненко
Впервые в России в Краснодарском крае (КНИИСХ) на озимом ячмене обнаружен возбудитель P. teres f. maculata. Конидии изолятов исследуемой формы не отличались по морфологическим признакам от конидий P. teres f. teres. При заражении ими восприимчивого сорта ячменя Пиркка воспроизводились симптомы, типичные для P. teres f. maculata. Принадлежность изолятов к данной форме также была доказана методом ПЦР с праймерами, специфичными для P. teres f. maculata.
Ключевые слова: Краснодарский край, ячмень, сетчатая пятнистость, форма P. teres f. maculata, первая находка возбудителя.
В России повсеместно и, особенно, в зонах избыточного увлажнения наиболее вредоносной болезнью ячменя является сетчатая пятнистость, возбудитель - гриб Pyrenophora teres Drechsler. В годы эпи-фитотийного развития недобор урожая может достигать в Северо-Западном регионе (Ленинградская обл.) 20% и более (Кашемирова, 1995), на Северном Кавказе (Краснодарский край) - 10-50% (Кузнецова, 2006). Этот патоген имеет две различные формы проявления симптомов на листьях: net форму (P. teres f. teres) - коричневые некротические полоски-штрихи, напоминающие рисунок сетки, и spot форму (P. teres f. maculata) - в виде темно-бурых овальных, округлых 3х6 мм пятен, окруженных хлорозом (Smedegard-Petersen, 1971). В отличие от P. teres f. teres, встречающейся повсеместно, где отмечено заболевание, P. teres f. maculata зарегистрирована в отдельных регионах Западной и Юго-Восточной Австралии (Khan et al., 1988; Williams et al., 2001; McLean et al., 2009, 2010), Финляндии (Makela, 1972; Manninen et al., 2006), Дании (McLean et al., 2009), Норвегии (Hansen, Magnus, 1968), Швеции (Jonsson et al., 1997), Италии (Rau et al., 2003), Ирландии (Tuohy et al., 2006), Германии (Brandl, Hoffman, 1991), Чехии (Leisova et al., 2005), во Франции (Arabi et al., 1992), Венгрии (Ficsor et al., 2010), Северной Америке: в штате Северная Дакота
США (Bockelman et al., 1983; Liu, Friesen, 2010) и Канаде (Tekauz, Molls, 1974; Te-kauz, 1990; McLean et al., 2009), Японии (Sato, Takeda, 1993) и Южной Африке (Scott, 1992; Louw et al., 1996; Campbell et al., 1999). Сведения в литературе о распространении P. teres f. maculata в России отсутствуют.
Эта форма сетчатой пятнистости наиболее агрессивна и приводит к частым эпифитотиям (Liu et al., 2011). В Дании (Jorgensen et al., 2000), Австралии (Khan, Tekauz, 1982), Канаде (Tekauz, 1990; van den Berg, Rossnagel, 1991) и Южной Африке (Campbell et al., 1999) отмечено преобладание P. teres f. maculata над P. teres f. teres.
Известно, что генетические детерминанты устойчивости, эффективные против P. teres f. teres, не всегда могут обеспечить устойчивость против P. teres f. maculata. Сорта ячменя, устойчивые к net форме сетчатой пятнистости, могут быть восприимчивы к spot форме патогена (Khan, Tekauz, 1982).
Нами на пораженных пятнистостью листьях озимого ячменя, собранных в коллекционных посевах опытного поля Краснодарского научно-исследовательского института сельского хозяйства им. П.П.Лукьяненко в 2010 г., были обнаружены симптомы округлой пятнистости, характерной для проявления гриба P. teres f. maculata или гриба Cochliobolus
ва^пв Drechs. ex Dastur. - возбудителя темно-бурой пятнистости.
Проведена изоляция гриба из ткани растения-хозяина, клонирование и выде-
Вестник защиты растений, 3, 2011 ление в чистую культуру по общепринятым фитопатологическим методикам (Афана-сенко, 1977, 1987). Выделенные изоляты были обозначены sp-1, sp-2 и sp-3 (табл.).
Таблица. Изоляты грибов, использованные в работе
Название изолята
Происхождение (место, растение)
Держатель коллекции
Таксономическая принадлежность
Н-16, Н-5 DB-1 181-6
sp-1, sp-2, sp-3
v-432, v-337 Sat-1
Ленинградская область,
яровой ячмень Дальний Восток, яровой
ячмень Ленинградская область, яровой ячмень Краснодар, поле КНИИСХ,
озимый ячмень Финляндия, яровой ячмень Дальний Восток, яровой ячмень
Мироненко Н.В., ВИЗР
Афанасенко О.С., ВИЗР Анисимова А.В., ВИЗР
Jalli M., MTT, Finland Мироненко Н.В., ВИЗР
Pyrenophora teres
P. teres
P. teres f. teres
P. teres
P. teres f. maculata Cochliobolus sativus
Конидии изолятов исследуемой формы не отличались по морфологическим признакам от конидий P. teres f. teres и имели цилиндрическую форму с закругленными концами, бесцветные, с различным количеством перегородок. Проведена искусственная инокуляция восприимчивого сорта ячменя Пиркка изолятами гриба P. teres f. teres и изолятами исследуемой формы. Инокуляцию проводили методом опрыскивания суспензией концентрации 7 тыс. конидий/мл. Результаты инокуляции учитывали через 7 суток. Выявленные симптомы болезни на сорте Пиркка свидетельствуют о принадлежности изолятов sp-1, sp-2 и sp-3 к P. teres f. maculata (рис. 1).
а б
Рис. 1. Симптомы заражения сорта Пиркка изолятами гриба исследуемой формы (sp-1, Бр-2 и sp-3) (а) и изолятами гриба P. teres f. teres (б) Дополнительно была проведена молекулярная идентификация изолятов гри-
бов, выделенных из листьев ячменя с симптомами округлой пятнистости.
Материалом для молекулярной идентификации служили изоляты грибов, выделенные из листьев ячменя, с симптомами, типичными для возбудителя сетчатой пятнистости (Н-16, Н-5, DB-1 и 181-6), и из листьев озимого ячменя с округлой пятнистостью, собранных в 2010 году в Краснодарском крае (sp-1, sp-2, sp-3). Для позитивного контроля были взяты изоляты v-432 и v-337 из коллекции МТТ (Финляндия, Йокиой-нен), относящиеся к P. teres f. maculata, любезно предоставленные M.Jalli. В качестве негативного контроля был взят изолят C. sativus.
Для молекулярной идентификации двух форм вида P. teres использовали праймеры, специфичные к P. teres f. teres и P. teres f. maculata (Williams et al., 2001). Мультиплексную ПЦР с двумя парами праймеров проводили согласно описанной методике (Williams et al., 2001). Диагностический продукт амплификации для P. teres f. teres составляет 378 п.н., для P. teres f. maculata - 411 п.н.
На рисунке 2 представлены результаты молекулярной диагностики изолятов грибов, выделенных из больных листьев ячменя.
M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 M
Рис. 2. М - маркер молекулярных масс (100 b.p, Fermentas). Изоляты: 1- P. teres f. teres (H-16), 2- P.teres f. teres (sp-1), 3- P. teres f. teres (sp-2), 4- P.teres f. teres (sp-3), 5- P. teres f. maculata (v-432), 6- P. teres f. maculata (v-337), 7- P. teres f. teres (H-5), 8- P. teres f. teres (Rw-4), 9- P. teres f. teres (DB-1), 10- C. sativus (sat-1) (негативный контроль)
Очевидно, что изоляты sp-1, sp-2 и sp-3, выделенные из листьев озимого ячменя с округлой пятнистостью, имеют диагностический продукт амплификации размером 411 п.н., характерный для P. teres f. maculata, совпадающий также для изолятов P. teres f. maculata: v-432 и v-337, то есть эти изоляты правомерно отнести к P. teres f. maculata.
Таким образом, с помощью фитопато-логического теста и молекулярной диагностики впервые доказано наличие гриба P. teres f. maculata на ячмене в условиях Краснодарского края. Перед иммунологами встает проблема поиска доноров устойчивости ячменя к грибу P. teres f. ma-culata.
Литература
Афанасенко О.С. Лабораторный метод оценки устойчивости сортообразцов ячменя к возбудителю сетчатого гельминтоспориоза // Сельскохозяйстсвенная биология. 1977, 12, 2, с. 297-299.
Афанасенко О.С. Методические указания по диагностике и методам полевой оценки устойчивости ячменя к возбудителям пятнистостей листьев. ВИЗР, Л., Пушкин, 1987, 20 с.
Кашемирова Л.А. Фитосанитарные диагностические системы защиты ярового ячменя от темно-бурого и сетчатого "гельминтоспориозов". Автореф. канд. дисс., Большие Вяземы, 1995, 33 с.
Кузнецова Т.Е. Селекция ячменя на устойчивость к болезням в условиях Северного Кавказа. Автореф. докт. дисс., Краснодар, 2006, 40 с.
Arabi M.I., Sarrafi A., Barrault G., Albertini L. Genetic variability for grain yield and protein rantein in barley and its modification by net blotch // Plant Breeding, 1992, 108, р. 296-301.
Bochelman H. E., Sharp E. L., Bjarko M.E. Isolates of Pyrenophora teres from Montana and the Mediterranean region that produce spot-type lesions on barley // Plant Disease, 1983, 67, р. 696-697.
Brown A.H.D., Steffenson B.J., Webster R.K. Host range of Pyrenophora teres f. teres isolates from California // Plant Disease, 1993, 77, p. 942-947.
Brandl F., Hoffmann G. M. Differentiation of physiological races of Drechslera teres (Sacc.) Shoem., pathogen of net blotch of barley // Zeitschrift fur Pflanzenkrankheiten und Pflanzenschutz, 1991, 98, 1, p. 47-66.
Campbell G.F., Crous P.W., Lucas J.A. Pyrenophora teres f. maculata, the cause of Pyrenophora leaf spot of barley in South Africa // Mycological Research, 1999, 103, 3, p. 257367.
Ficsor A.A., Bakonyi J.B., Tomcsanyi A.C., Palagyi A.C., Csosz M.C., Karolyi-Cseplo M.D., Meszaros K.D., Vida G.D. First report of spot form of net blotch of barley caused by Pyrenophora teres f. maculata in Hungary // Plant Disease, 2010, 94, 8, p. 1062.
Jonsson R., Bryngelsson T., Gustafsson M. Virulence studies of Swedish net blotch isolates (Drechslera teres) and identification of resistant barley lines // Euphytica, 1997, 94, p. 209-218.
Jorgensen J.H., Bech C., Jensen J. Reaction of European spring barley varieties to a population of the net blotch fungus // Plant Breeding, 2000, 119 (1), p. 43-46.
Hansen L.R., Magnus H.A. Bladdflekksopper pa bygg i Norge. Melding. // Report-Norwegian Plant Protection Institute, Division of Plant Pathology, Vollebekk, 1968, 42, p. 95105.
Khan T.N., Tekauz A. Occurrence and pathogenicity of Drechslera teres isolates causing spot-type symptoms on barley in Western Australia // Plant Disease, 1982, 66, p. 423425.
Khan T.N., Gilmour R., Portmann P.A. Resistance to spot-type net blotch in barley // 9 Austr. Plant Breeding Conference, Wagga, 27th June-1st July, 1988, p. 79-80.
Liu Z.H., Friesen T.L. Identification of Pyrenophora teres f. maculata, causal agent of spot type net blotch of barley in North Dakota // Published by The American Phytopathologi-cal Society, 2010, 94, p. 480.
Liu Z., Ellwood S. R, Oliver R. P., Friesen T. L. Pyrenophora teres: profile o an increasingly damaging barley pathogen // Molecular Plant Pathology, 2011, 12, p. 1-19.
Louw J.P., Crous P.W., Holz G. Relative importance of the barley net blotch pathogens Pyrenophora teres f. teres (net type) and P. teres f. maculata (spot type) in South Africa // Afr. Plant. Protect, 1996, 2, p. 89-95.
Makela K. Leaf spot fungi on barley in Finland // Acta Agralia Fennica, 1972, 124 (3), 22 p.
Manninen O.M., Jalli M., Kalendar R., Schulman A., Afanasenko O., Robinson J. Mapping of major spot-type and net-type net blotch resistance genes in the Ethiopian barley line CI 9819 // Genome, 2006, 49(12), p. 1564-1571.
McLean M.S., Howlett B.J., Hollaway G.J. Epidemiology and control of spot form of net blotch (P. teres f. maculata) of barley, a review // Crop Pasture Sci., 2009, 60 (5), p. 303-315.
McLean Mark S., Howlett Barbara J., Hollaway Grant J. Spot
form net blotch, caused by Pyrenophora teres f. maculata is the most prevalent foliar disease of barley in Victoria, Australia // Australian Plant Pathology Society, 2010, 39, p. 46-49.
Rau D., Brown A.H. D., Brubaker C. L., Attene G., Bal-mas V., Saba E., Papa R. Population genetic structure of Pyre-nohora teres Drechs. the causal agent of net blotch in Sardinian landraces of barley (Hordeum vulgare L.) // Theoretical and Applied Genetics, 2003, 106 (5), p. 947-959.
Sampson M.G., Watson A.K. Host specificity of five leaf-spotting pathogens of Agropyron repens // Canadian Journal pf Plant Pathology, 1985, 7 (2), p. 161-164.
Sato K., Takeda K. Pathogenic variation of Pyrenophora teres isolates collected from Japanese and Canadian spring barley //Bull. Res. Inst. Biores, Okayama Univ.1, 1993, p. 147-158.
Scott D.B. Assessment of resistance in barley to Pyreno-phora teres and Pyrenophora japonica // Crop Protection, 1992, 11, p. 240-242.
Smedegard-Petersen V. Pyrenophora teres f. maculata f. nov and Pyrenophora teres f. teres on barley in Denmark // Kgl. Vet. Landbohojsk Arsskr., 1971, p. 124-144.
Tekauz A. Characterization and distribution of pathogenic variation in Pyrenophora teres f. teres and Pyrenophora teres f. maculata from Western Canada // Canad. Journal of Plant Pa-
thol., 1990, 12, p. 141-148.
Tekauz A., Mills J.T. New types of virulence in Pyreno-phora teres in Canada // Canadian Journal of Plant Science, 1974, 57, p. 389-395.
Tuohy J.M., Jalli M., Cooke B.M., Sullivan E.O. Pathogenic variation in populations Dreschslera teres f. teres and D. teres f. maculata and differences in host cultivar responses // European Journal of Plant Pathology, 2006, 116(3), p. 177185.
Van den Berg C.G.J., Rossnagel B.G. Epidemiology of spot-type net blotch on spring barley in Saskatchewan // Phytopathology, 1991, 81, p. 1446-1452.
Williams K.J., Lichon A., Gianquitto P., Kretschmer J.M., Karakousis A., Manning S., Langridge P., Wallwork H. Identification and mapping of a gene conferring resistance to the spot form of net blotch (Pyrenophora teres f. maculata) in barley // Theoretical and Appkied Genetics, 1999, 99 (1-2), p. 323-327.
Williams K.J., Smyl C., Lichon A., Wong K.Y., Wallwork H. Development and use of a PCR-based assay that differentiates the pathogens causing spot form and net form of net blotch of barley // Australasian Plant Pathology, 2001, 30, p. 37-44.
THE FIRST FIND OF PYRENOPHORA TERES F. MACULATA IN KRASNODAR
TERRITORY A.V.Anisimova, N.V.Mironenko, S.A.Levshtanov P. teres f. maculata is firstly reported on barley winter in the Krasnodar Territory. Conidia of the investigated isolates did not differ from conidia of P. teres f. teres by morphological features. Inoculation of the susceptible barley cultivar Pirkka caused the symptoms typical of P. teres f. maculata. The identification of the isolates was also confirmed by the PCR analysis by the use of primers specific for P. teres f. maculata.
Keywords: Krasnodar Territory, barley, Net blotch, Pyrenophora teres f. maculata, first find of causative agent.
А.В.Анисимова, к.б.н., annaanis@mail.ru Н.В.Мироненко, д.б.н., nina2601mir@mail.ru С.А.Левштанов, к.с.-х.н., S.levshtanov@kniish.ru
