CC BY
20
ISSN 2412-608Х. МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып. 4(176), 2018
УДК 633.854.78:632.4
DOI 10.25230/2412-608Х-2018-3-175-162-166
Реакция различающихся по агрессивности географических изолятов Phoma macdonaldii
Boerema на изменение температуры и освещённости в контролируемых условиях среды
Н.М. Арасланова,
кандидат сельскохозяйственных наук
С.Л. Саукова,
кандидат биологических наук
Т.С. Антонова,
доктор биологических наук
ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК
Россия, 350038, г. Краснодар, ул. им. Филатова, д. 17
Тел.: (861) 275-86-53
E-mail: araslanova-nina@mail.ru
Для цитирования: Арасланова Н.М., Саукова С.Л., Антонова Т.С. Реакция различающихся по агрессивности географических изолятов Phoma macdonaldii Boerema на изменение температуры и освещённости в контролируемых условиях среды // Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. - 2018. -Вып. 4 (176). - С. 162-166.
Ключевые слова: подсолнечник, возбудитель фомоза, Phoma macdonaldii (Boerema), агрессивность, радиальный рост, температура, освещённость, пикниды.
Целью работы было сравнение географических изолятов Phoma macdonaldii Boerema, различающихся по степени агрессивности, по их способности к формированию органов пикнидиального размножения и интенсивности радиального роста колоний при разных температурах и освещённости в контролируемых условиях среды. В результате проведённых исследований определена оптимальная температура для интенсивного радиального роста колоний, различающихся по агрессивности изолятов Ph. macdonaldii из разных регионов РФ, как на свету, так и в темноте, которая составила 25 оС. Большее количество пикнид (существенное при 5 %-ном уровне значимости) у изученных изолятов гриба образовалось при круглосуточном освещении, независимо от их агрессив-
ности. Скорость радиального роста колоний Ph. macdonaldii коррелировала с агрессивностью при выращивании их в условиях круглосуточного освещения и температуре 30 оС, и, вероятно, может служить критерием отбора наиболее агрессивных форм гриба. Однако это необходимо подтвердить на большем количестве изолятов.
UDC 633.854.78:632.4
A response of geographical isolates of Phoma macdonaldii Boerema different on aggressiveness degree on changes of temperature and illumination in controlled environments N.M. Araslanova, PhD in agriculture S.L. Saukova, PhD in biology T.S. Antonova, doctor of biology
All-Russian Research Institute of Oil Crops by
Pustovoit V.S. (VNIIMK)
17, Filatova str., Krasnodar, 350038, Russia
Tel.: (861) 275-86-53
E-mail: araslanova-nina@mail.ru
Key words: sunflower, Phoma pathogen, Phoma macdonaldii (Boerema), aggressiveness, radial growth, temperature, illumination, pycnidia.
The purpose of the work was to compare geographical isolates of Phoma macdonaldii Boerema, different on aggressiveness degree, their capability to form organs for pycnidium propagation and intensity of radial growth of colonies at the different temperatures and illuminations in the controlled environments. As a result of conducted researches we determined an optimal temperature (25 оС) for the intensive radial growth of colonies differed Ph. macdonaldii isolates aggressiveness from the various regions of the Russian Federation, both in the light and in dark. Large amount of pycnidia (substantial at 5% significance level) on the studied isolates of a fungus were formed at twenty-four-hour illumination, independently on their aggressiveness. Rapid of a radial growth of Ph. macdonaldii colonies correlated with their aggressiveness at their cultivation at twenty-four-hour illumination and 30 оС temperature, and possibly it can be used as a criterion for selection of the most aggressive fungus forms. However, it should be proved on the more amounts of isolates.
Введение. Повсеместная интенсификации возделывания подсолнечника в РФ в последние десятилетия способствовала распространению фомоза (рис. 1), возбудителем которого является Phoma macdonaldii Boerema [1; 2].
В зависимости от степени развития поражения продуктивность растений подсолнеч-
ника может существенно снижаться. Имеются сообщения, что потери урожая в разных странах могут составлять от 30 до 70 % [3; 4; 5; 6]. В течение одного периода вегетации нодсолнечника может проходить несколько циклов развития гри°а, чсо усугубляет про-алему. Решение её может бы1ть достигнуто созданием толерантных к фомозу генотипов подсолнечника. В этой связи актуально изучение биологических свойств изолятов РН. тасйопаЫм с целью выявления критериев агрессивности для растений подсолнечника. Наиболее агрессивные фор мы гриба необходимо использовать в селекционшых программах при создании гибридов подсолнечника, устойчивых к этом; патогену.
Рисунок 1 - Поражение фомозом стеблей подсолнечника в Краснодарском крае (ориг.)
Цалью наших исследований быгло сргвнение уеографичеаких изолятоо РН. тас<Зопа1<аИ; различающихся по степени агрессивности, по их способности к формированию органов пик-нидиального размножения и интенсивности радиального роста колоний! при разных тем-паратурах и освещённости в контролируемые условиях среды.
Матер иалы и мотоды. Исваедования проводили в лаборатории иммунитета и молекулярного маркирования ВНИИМК. Фрагмента поражённых растений подсолнечника были собраны в ;азны1х релионах РФ:Краснодар-уком, Ставропольском краях, Ростовской и Волгоградской облавтях. Выделение из них
возбудителя фомоза и получение моноспоро-уых культур проводилы с использованием общепринятой методики экспеуиментальнуй икологии на овсяной аглризованной среде (ОА) [7; 8]. Дла повлрхыостной стерилизации пораженных фрагментов растений объект аыщерживали в 2 %-ном растворе мароанцо-вокислого калия в течение 1-5 мин и много-уратнс пром ывали стерильной водой. Пораженные чассы растлниа размерни до 1,0 см стерилизовали в 96е5 спирте, обжигали и вы-аевали на среду. Первинеое выделение в культуру, как и пересевы исследуемых изоля-тов, производили на питательной среде ОА с рН 6,0. Питательную среду (ОА) готовили следующим образом: 150-200 г овсяных зерен варили в одном литре воды в течение 20 мин, сцеживали отвар, добавляли в него 20 г глюкозы и 20 г агара. Автоклавировали при 1,2 атм. 30 мин. Перед разливом в чашки Петри добавляли антибиотик широкого спектра про-тивобактериального действия бициллин. Выкрощивали культуры при темпераеурном рвжиме 20-25 оС. Морфолого-кулетуральные признаки выделенных изолятов соответствовали возбудителю РН. тассСопаШп, аа1зываю-щему черную стеблевую пятнистость (фомоз) на подсолнечнике. Моноспоровые культуры1 узолятов получали методом. разбавления. Для отого некоторое коаичество мицелия или пикнид с пикноспорами стерильной игаой переносили в пробирку со стерильной водой, ущательно встряхиваси для их равномерного рас пределения. Суспензию наносили на разлитую тонким слоем (2 мм) в чашки Петри и застывшую среду ОА и распределяли равномерно шпателем. Затем чашки Петри герметично закрывали и ставили в термостат при температуре; оптимальной для прорастания пикноспор гриба; - 22-25 °С. Развившийся из одной споры мицелий с кусочком агара переносили в колбы на стерильные семена подсолнечника и помещали в термостат на 14 дней. Полученную моноспоровую культуру (изолят) пассировали на ОА. Для определения патогенных свойств в чашки Петри с 14-дневной моноспоровой культурой каждого изолята раскладывали отсечённые семядольные листья и фрагменты гипокотиля 10-дневных растений четырех генотипов подсолнечника. Повторность 4-кратная, по два семядольных листа и два фрагмента гипокотиля в каждой чашке Петри. В контрольном варианте семядольные листья и фрагменты гипоко-тиля раскладывали на чистую питательную среду. Агрессивность изолятов определяли по
соотношению размера поражённой поверхности семядольных листьев и гипокотилей к общей их площади в процентах.
В качестве объектов дальнейших исследований быши вы1браны1 семь изолятов гриба, различающихся происхождением и агрессивностью. Анализировали интенсивность радиального роста колоний и формирование пикнид этих изолятов при температурах 15, 20, 25, 330 о С в темноте и при круглосуточном осввщении. Повторность 4-кратная.
Результаты и обсуждение. Степень пато-генносси (агрессивность) грибов может быть свазана с продолжительностью периода от заражении до образования потомства и количеством генераций в течение одной вегетации рагтесий-хозяев [10]. В этой связи интенсивность роста мицелия гриба в культуре и продолжительность периода до начала формирования пикнид может быггь косвенным покагателем его агрессивности.
Срагнение моноспоровыгх изолятов РК таеМопаИп разного географического проис-хождесии по их способности колонизировать повврхность отсечённых семядолей и фрагментов гипокотилей, размещённыгх на по-вврхности колоний гриба, показало, что наиболее агресеивныгми быгли изолятег № 1 из Ставропольского края (70 % колонизированной повврхности) и № 6 из Краснодарского края С75 %). Наименьшей агрессивностью характеризовались изолятыг № 5 (20 %) и № 7 (330 %) из Краснодарского края. Средними по агрессивности проявили себя изолятег № 2 (50 %) из Ростовской и № 4 (60 %) из Волгоградской областей.
Таблица 1
Агрессивность изолятов РНота таейопаМи разного географического происхождения
Изоляе, № Выделен из: Мсето бборг : бблгсть, крйй *Аерсееиа-ноеть
1 стебля СГтгаропольский 70
2 Ростввслгя 50
3 -II- Кргенoлгрский 40
4 семян Bслесергдслaя 60
5 стебля Кргенoлгрский 20
6 -И- Кргенoлгрский 75
7 -И- Кртснoлтрский 30
-- процент колонизированной поверхности ооссчённыгх семядольныгх листьев и фрагментов гипокотилей 10-дневныгх растений подсолнечника через двое суток их пребывания в коннакте с колониями гриба
НСРсе 1,15
1,98 I ,91
4^5 1
4,03
15 20 25 30
I - в асмнсас ^ - при освещении
Рисунок 2 — Влияние еемпеааеуры на дигмеер колоний РК. таес1опа1сШ (10-й день выращивания) а еемноте и при освещении
Это соглгсуееся с дгнньши друеиа гаао-ров, изучавших РК. таеМопаМИ во Фргнцди [11].
Условия выращивания повлияли та куль-туральнь1е свойсевг одного и еого же иаоляаа. Культурь1 отлиеглись цвееом, плотностью мицелия, его структурой и таличием или отсутствием пикнид (рис. 0).
Рисунок 3 - Колонии ерибг одного иаоляаг
РК. таеМопаШи из Ростовской облгсаи, выращеннь1е при еемпергауре 10 °С (слевг) и 20 °С (спргвг), г - в еемноее; б - при освещении (орие.)
Значительное агрьирсагнис по интенсивности росаг а культуре нгблюдглось у
каждого изолята в зависимости от температуры (рис. 4).
■ - в темноте □ . пои освещении
Рисунок 4 - Диаметр колоний изолятов РИ. таеёопаШп на 10-й день выращивания в темноте и при круглосуточном освещении при разных температурах
Так, изолят № 6 из Краснодарского края существенно отличался высокой интенсивностью роста мицелия при освещении во всех температурных режимах. Слабый радиальный рост мицелия отмечен у других изолятов из Краснодарского края (№ 3, 5 и 7), с агрессивностью 40, 20 и 30 % соответственно. При этом установлена взаимосвязь интенсивности радиального роста колоний гриба при круглосуточном освещении всех изолятов с их агрессивностью, которая усиливалась с повышением температуры, и при 30 оС коэффициент корреляции (г) равнялся 0,83. Это свидетельствует о том, что радиальный рост колоний в культуре при 30 оС в условиях круглосуточного освещения может быть одним из критериев выбора наиболее агрессивного изолята для использования его в качестве инокулята при селекции подсолнечника на устойчивость к фомозу. В темноте взаимосвязь этих признаков менялась в зависимости от температуры и варьировала от слабой отрицательной до слабой положительной. В условиях темноты и температуры 30 оС коэффициент корреляции между интенсивностью радиального роста колоний и агрессивностью изолятов был чуть выше среднего положительного значения и составлял 0,58.
Начало образования пикнид зависело и от температуры, и от освещённости. Если при температурах 20 и 25 °С у всех изолятов пикниды формировались на четвертый день,
независимо от освещения, то при 15 и 30 °С начало их образования на свету приходилось на седьмой, а в темноте - на десятый день. В условиях освещения и температуры 25 °С у всех изолятов сформировалось значительно большее количество пикнид, чем при других режимах (табл. 2).
Таблица 2
Влияние температуры и освещённости на образование пикнид в колониях гриба РН. тасйвиаМи на 15-й день культивирования
Изолят № Количество пикнид, шт/см2.
15 оС 20 оС 25 оС 30 оС
свет темнота свет темнота свет темнота свет темнота
1 57 6 163 46 230 137 70 41
2 201 40 229 159 291 257 30 5
3 41 14 189 176 217 192 91 40
4 103 2 185 137 285 210 49 30
5 49 5 86 93 181 153 75 6
6 45 21 252 13 395 130 81 27
7 24 1 36 18 96 90 30 4
НСР 05 18,1 35,2 30,9 24,1
При температуре 15 °С у изолятов из Ростовской (№ 2) и Волгоградской (№ 4) областей, с агрессивностью 50 и 60 % соответственно, количество пикнид на свету значительно превысило таковое у остальных. Меньшим количеством пикнид при всех изученных температурных условиях отличался изолят № 7. Максимальное количество пик-нид на 1 см2 питательной среды у него сформировалось при 25 оС и составило 96 при освещении и 90 в темноте.
У наиболее сильного по агрессивности изолята № 6 из Краснодарского края количество пикнид было максимальным (395 шт. на 1 см2) при температуре 25 оС.
Выводы. Таким образом, определена оптимальная температура для интенсивного радиального роста колоний изолятов РИ. таеёопаШп из разных регионов РФ: как на свету, так и в темноте она составила 25 оС. Большее количество пикнид (существенное при 5 %-ном уровне значимости) у изученных изолятов гриба образовалось при круглосуточном освещении, независимо от их агрессивности. Скорость радиального роста колоний РИ. таейопаЫм в условиях круглосуточного освещения при 30 оС коррелировала с агрессивностью и может служить при таких режимах культивирования критерием отбора наиболее агрессивных форм гриба. Однако это необходимо проверить на большем количестве изолятов.
Список литературы
1. Бородин С.Г., Котлярова И.А. Грибные болезни подсолнечника в Краснодарском крае // Болезни и вредители масличных культур: сборник научных работ. - 2006. - С. 3-10.
2. Саукова С.Л., Ивебор М.В., Антонова Т.С., Арасланова Н.М. Возбудитель фомоза на вегети-рующих растениях подсолнечника В Краснодарском крае // Масличные культуры. Науч.-тех. бюл. ВНИИМК. - 2014. - Вып. 2 (159-160). - С. 167-172.
3. Maric A., Camprag D., Masirevic S. La tacheture noire du toumesol (Phoma macdonaldii Boerema; synonymes: Phoma oleraceae var. helianthi-tuberosi Sacc. Stad terminal; Leptosphaeria lindquistii Frezzi) (in Serbo-Croatian) // Bolesti I stetocine suncokretai njihovo suzbijanje. - 1988. - Р. 37-45.
4. Smolik J.D., Walgenbach D.D., Carson M.L. Initial evaluations of early dying of sunflower in South Dakota // Proc. Sunflower Res. Workshop, Fargo. -1983. - P. 24-25.
5. Frezzi M.J. Leptosphaeria lindquistiin. sp., forma sexual de Phoma oleracea var. helianthi-tuberosi Sacc., hongo causal de la 'mancha negra del tallo' del girasol (Helianthus annuus L.), en Argentina // Patologia Vegetal. - 1968. - No 5. - Р. 73-80.
6. Peres A., Lefol C. Phoma macdonaldii Boerema: e'le'ments de biologie et mise au point d'une methode de contamination artificielle en conditions controle'es // Proceedings of the Fourteenth International Sunflower Conference 2. - Beijing, China, 1996. - Vol. 2. - Р. 687-693.
7. Boerema G.H., De Gruyter J., Noordeloos M.E. and Hamers M.E.C. Phoma identification manual. Differentiation of specific and infraspecific taxa in culture. CABI Publishing, United Kingdom, 2004. - P. 470.
8. Арасланова Н.М., Саукова С.Л., Ивебор М.В., Антонова Т.С. Идентификация видовой принадлежности возбудителя фомоза подсолнечника в Краснодарском крае // Современная микология в России: материалы III Международного микологического форума, Москва, 14-15 апреля 2015 г. - М: Нац. акад. микол., 2015. - Т. 5. - С. 61-62.
9. Арасланова Н.М., Саукова С.Л., Антонова Т.С. Патогенность изолятов возбудителя фомоза для растений подсолнечника // В сборнике: Инновационные исследования и разработки для научного обеспечения производства и хранения экологически безопасной сельскохозяйственной и пищевой продукции: материалы Международной научно-практической конференции. - ФГБНУ «ВНИИТТИ», Краснодар, 2015. - С. 71-74. URL: http://vniitti.ru/conf/conf2015/sbornik_conf 2015 .pdf.
10. Дьяков Ю.Т., Озерецковская О.Л., Джава-хия В.Г., Багирова С.Ф. Общая и молекулярная фитопатология. - М., 2001. - 292 с.
11. Roustaee A., Costes S., Dechamp-Guillaume G. and Barrault G. Phenotypic variability of Leptosphaeria lindquistii (anamorph: Phoma macdonaldii), a fungal pathogen of sunflower // Plant Pathology. - 2000. - Vol. 49. - 2. - P. 227-234.
References
1. Borodin S.G., Kotlyarova I.A. Gribnyye bolezni podsolnechnika v Krasnodarskom kraye // Bolezni i
vrediteli maslichnykh kul'tur: sbornik nauchnykh rabot. - 2006. - S. 3-10.
2. Saukova S.L., Ivebor M.V., Antonova T.S., Araslanova N.M. Vozbuditel' fomoza na vegetiruyushchikh rasteniyakh podsolnechnika V Krasnodarskom kraye // Maslichnyye kul'tury. Nauch.-tekh. byul. VNIIMK. - 2014. - Vyp. 2 (159160). - S. 167-172.
3. Maric A., Camprag D., Masirevic S. La tacheture noire du toumesol (Phoma macdonaldii Boerema; synonymes: Phoma oleraceae var. helianthi-tuberosi Sacc. Stad tenninal; Leptosphaeria lindquistii Frezzi) (in Serbo-Croatian), Bolesti I stetocine suncokretai njihovo suzbijanje. - 1988. - R. 37-45.
4. Smolik J.D., Walgenbach D.D., Carson M.L. Initial evaluations of early dying of sunflower in South Dakota. Pages 24-25 in: Proc. Sunflower Res. Workshop, Fargo. - 1983.
5. Frezzi M.J. Leptosphaeria lindquistiin. sp., forma sexual de Phoma oleracea var. helianthi-tuberosi Sacc., hongo causal de la 'mancha negra del tallo' del girasol (Helianthus annuus L.), en Argentina. - 1968. -Patologia Vegetal 5. - R. 73-80.
6. Peres A., Lefol C. Phoma macdonaldii Boerema: e'le'ments de biologie et mise au point d'une methode de contamination artificielle en conditions controle'es // Proceedings of the Fourteenth International Sunflower Conference 2. - Beijing, China, 1996. - R. 687-693.
7. Boerema G.H., De Gruyter J., Noordeloos M.E. and Hamers M.E.C. Phoma identification manual. Differentiation of specific and infraspecific taxa in culture. CABI Publishing, United Kingdom. - 2004. -P. 470.
8. Araslanova N.M., Saukova S.L., Ivebor M.V., Antonova T.S. Identifikatsiya vidovoy prinadlezhnosti vozbuditelya fomoza podsolnechnika v Krasnodarskom kraye // Sovremennaya mikologiya v Rossii: materialy III Mezhdunarodnogo mikologicheskogo foruma, Moskva, 14-15 aprelya 2015 g. - M: Nats. akad. mikol., 2015. - T. 5. - S. 61-62.
9. Araslanova N.M., Saukova S.L., Antonova T.S. Patogennost' izolyatov vozbuditelya fomoza dlya rasteniy podsolnechnika // V sbornike: Innovatsionnyye issledovaniya i razrabotki dlya nauchnogo obespecheniya proizvodstva i khraneniya ekologicheski bezopasnoy sel'skokhozyaystvennoy i pishchevoy produktsii: materialy Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. - FGBNU «VNIITTI», Krasnodar, 2015. - S. 71-74. URL: http://vniitti.ru/conf/conf2015/sbornik_conf2015.pdf
10. D'yakov YU.T., Ozeretskovskaya O.L., Dzhavakhiya V.G., Bagirova S.F. Obshchaya i molekulyarnaya fitopatologiya. - M., 2001. - 292 s.
11. Roustaee A., Costes S., Dechamp-Guillaume G. and Barrault G. Phenotypic variability of Leptosphaeria lindquistii (anamorph: Phoma macdonaldii), a fungal pathogen of sunflower // Plant Pathology. - 2000. - Vol. 49. - 2. - P. 227-234.
Получено: 02.07.2018 Принято: 06.11.2018 Received: 02.07.2018 Accepted: 06.11.2018
