Научная статья на тему 'Регуляция патогенных процессов в лесных экосистемах Среднерусской лесостепи'

Регуляция патогенных процессов в лесных экосистемах Среднерусской лесостепи Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
104
54
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
РЕГУЛЯЦИЯ / ПАТОГЕНЕЗ / ЛЕС / ЭКОСИСТЕМА / ЛЕСОСТЕПЬ / REGULATION / PATHOGENESIS / FOREST / ECOSYSTEM / FOREST-STEPPE

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Арефьев Ю. Ф.

Цель данной публикации, основанной на многолетних исследованиях, – способствовать оздоровлению лесных экосистем Среднерусской лесостепи. Эта цель актуальна, поскольку природные условия данного региона исключительно благоприятны для развития и распространения многих видов патогенных организмов. Антропогенный пресс последних двух столетий негативно влиял на состояние здоровья леса. Инвазионные виды патогенных грибов, особенно мучнистая роса дуба и корневая губка, активно способствовали деградации и преждевременному отмиранию насаждений, крайне затрудняли естественное возобновление основных лесообразующих пород. Результаты многолетних исследований проблемы оздоровления дубовых и сосновых насаждений позволяют рекомендовать практически апробированные, вполне выполнимые меры по регуляции патогенных процессов в лесных экосистемах Среднерусской лесостепи на эколого-генетической основе.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Арефьев Ю. Ф.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

REGULATION OF PATHOGENIC PROCESSES IN THE FOREST ECOSYSTEMS OF CENTRAL RUSSIAN FOREST-STEPPE

The aim of the research is to promote improvement of forest ecosystems. This problem is topicsl due to the environmental conditions of the Central Russian forest-steppe being exclusively favorable for development and distribution of many species of pathogenic organisms. The anthropogenous press of last two centuries has negatively influenced the forest health. Invasive species of pathogenic fungi, especially Powdery Mildew of an oak and Annosum root rot of a pine, actively promoted degradation and premature forest dying off, and extremely complicated a natural renewal of the basic forest tree species. The results of long-term researches allow recommending the regulation of pathogenic processes on genetic-ecological basis in forest ecosystems.

Текст научной работы на тему «Регуляция патогенных процессов в лесных экосистемах Среднерусской лесостепи»

В условиях слабой естественной вентиляции воздушных масс загрязнение атмосферного воздуха оказывает прямое негативное воздействие на здоровье и качество жизни населения. По уровню первичной заболеваемости органов дыхания Алматы занимает 1-ое место среди регионов республики [4].

Основной вклад в загрязнение атмосферы в последние годы вносит постоянный рост выбросов от автотранспорта.

В 1960-е годы Алматы был самым зелёным городом Советского Союза и входил в десятку самых зелёных городов мира. Тогда на каждого жителя приходилось по 8-10 м2 зелёных насаждений, а сейчас только 2-4 м2 [5]. В 2002 г. Алматы характеризовался невыполнением всех нормативных показателей по озеленению. Многие парки, скверы и лесонасаждения находятся в критическом состоянии, основное количество лиственных деревьев устарело, а зелёное строительство значительно отстаёт от уровня сносимых деревьев.

В целом современное экологическое состояние города характеризуются избыточным накоплением загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы, что ведёт к образованию смога и продвижению загрязнённых масс воздуха вверх по долинам рек в высокогорные районы. В условиях слабой естественной вентиляции загрязнение атмосферного воздуха представляется наиболее актуальной проблемой, требующей неотложного решения.

Литература

1. Белый А.В. Роль климатических факторов в процессах загрязнения и очищения атмосферы юго-западной части Алматинской области. Авторская кандидатская диссертация. - Алматы, 1997, с. 22-25;

2. Вилесов Е.Н. Климатические условия г. Алматы. - Алматы: Издательство Казахского Национального Университета им. Аль-Фараби, 2010. - с. 75-78;

3. Гельмгольц Н.Ф. Горно-долинная циркуляция северных склонов Тянь-Шаня. - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1963. - 330

с.;

4. Комплексная программа оздоровления экологической обстановки г. Алматы на 1999-2015 гг. «Таза ауа - жанга дауа». -Алматы: Алматинское городское управление по охране окружающей среды, 2002. - с. 1-11;

5. Комплексная программа по снижению загрязнения окружающей среды г. Алматы на 2009-2018 гг. - Алматы: Алматинское городское управление по охране окружающей среды, 2009. - с. 1-15.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ Арефьев Ю.Ф.

Профессор, доктор биологических наук, Воронежская государственная лесотехническая академия РЕГУЛЯЦИЯ ПАТОГЕННЫХ ПРОЦЕССОВ В ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ СРЕДНЕРУССКОЙ ЛЕСОСТЕПИ

Аннотация

Цель данной публикации, основанной на многолетних исследованиях, - способствовать оздоровлению лесных экосистем Среднерусской лесостепи. Эта цель актуальна, поскольку природные условия данного региона исключительно благоприятны для развития и распространения многих видов патогенных организмов. Антропогенный пресс последних двух столетий негативно влиял на состояние здоровья леса. Инвазионные виды патогенных грибов, особенно мучнистая роса дуба и корневая губка, активно способствовали деградации и преждевременному отмиранию насаждений, крайне затрудняли естественное возобновление основных лесообразующих пород. Результаты многолетних исследований проблемы оздоровления дубовых и сосновых насаждений позволяют рекомендовать практически апробированные, вполне выполнимые меры по регуляции патогенных процессов в лесных экосистемах Среднерусской лесостепи на эколого-генетической основе.

Ключевые слова: Регуляция, патогенез, лес, экосистема, лесостепь.

Keywords: Regulation, pathogenesis, forest, ecosystem, forest-steppe.

Патогенные процессы в лесных экосистемах специфичны. Специфика заключается в том, что лесные древесные растения, являясь долгожителями, не могут достаточно быстро реагировать на изменения окружающей среды и быструю смену генераций патогенных организмов. Кроме того, важнейшие для леса патогенные грибы способны размножаться как сексуально (т.е. со сменой фаз ядра), так и асексуально (т.е. без смены фаз ядра). Асексуальный способ размножения обеспечивает потомству патогенных грибов полную преемственность в наследовании признаков, обеспечивающих вирулентность и агрессивность. В то же время лесные древесные растения, для которых характерно перекрёстное опыление, формируют гетерозиготное потомство и не могут в полной мере сохранять признаки, определяющие резистентность по отношению к патогенным организмам и другим факторам окружающей среды. В результате лесные древесные растения неизбежно проигрывают в системе паразито-хозяинных отношений. Эта особенность особенно отчётливо проявляется в условиях Среднерусской лесостепи, природные и антропогенно трансформированные условия благоприятны для развития и распространения многих патогенных организмов. Особенно вредоносны некоторые инвазионные виды патогенных грибов. Среди них возбудитель мучнистой росы Microsphaera alphitoides Griff, et Maubl. и возбудитель корневой и комлевой гнили Heterobasidion annosum (Fr.) Bref.

Цель проведенных многолетних исследований - способствовать искоренению этих видов на территории Среднерусской лесостепи и оздоровить лесные насаждения.

74

Исследования проводились в период 2005... 2010 гг. в дубовых, сосновых, дубово-сосновых и дубово-сосново-берёзовых насаждениях. Методы оценки состояния насаждений и развития инфекционных болезней стандартные (Семенкова, 2003). Результаты представлены на следующей таблице.

Таблица 1 - Динамика развития мучнистой росы дуба в разных условиях

Условия развития мучнистой росы Развитие мучнистой росы по годам, D %

2006 2008 2010

1. Линейные культуры дуба в возрасте 11.20 лет 54 68 78

2. Линейные культуры дуба в возрасте 21.30 лет 49 58 74

3. Групповые культуры дуба в возрасте 11.20 лет 38 29 25

4. Экологически изолированные линейные культуры дуба в возрасте 11.20 лет 31 28 21

5. Расчётный вариант: экологически изолированные групповые культуры дуба в возрасте 11.20 лет 17,5 0 0

Как следует из приведенной таблицы, в линейных открытых культурах дуба (варианты 1 и 2) развитие мучнистой росы в период исследований имело тенденцию к повышению, в групповых культурах дуба (вариант 3) и в экологически изолированных культурах дуба (вариант 4) - к понижению. При сложении эффектов биогрупп и экологической изоляции (вариант 5) субпопуляция патогена проявляет тенденцию к затуханию.

Биологический смысл данного явления заключается, в синергизме благоприятных для насаждения экологических и генетических эффектов (Арефьев, 2005). Экологическая изоляция насаждений на достаточно ограниченной территории ведёт к инбридингу в субпопуляции патогена. Явление инбридинга выражено фенотипически - в уменьшении размеров клейстотеций и уменьшении фертильности патогена (Арефьев, 2012).

Аналогичные результаты исследований были получены и в отношении корневой губки на объекте Конь-Колодезного лесничества Учебно-Опытного лесхоза ВГЛТА, заложенном в 1936 году (Артюховский, 1993).

Литература

1. Арефьев, Ю.Ф. Эколого-генетический подход к оздоровлению монокультур сосны в Центральном Черноземье [Текст] / Ю.Ф. Арефьев. Ж. Лесное хозяйство № 3, 2005. - С. 30 - 33.

2. Арефьев, Ю.Ф. Биоразнообразие как фактор устойчивости насаждений, создаваемых на нарушенных землях [Текст] / Ю.Ф. Арефьев, М.М. Мамедов, Н.И. Токарчук // Разработка комплекса технологий рекультивации техногенно нарушенных земель : сб. статей. - Воронеж, 2012. - С. 16 - 20.

3. Артюховский, А.К. К вопросу создания в очагах корневой губки сосновых насаждений, устойчивых к грибной инфекции [Текст] / А.К. Артюховский, В.Н. Скрыпников, // Сосновые леса России в системе многоцелевого лесопользования : сб. статей. - Воронеж: ВЛТИ, 1993. - С. 76-78.

4. Семенкова, И.Г. Фитопаптология: Учебник для вузов [Текст] / И.Г. Семенкова, Э.Г. Соколова - Москва : АКАДЕМИЯ, 2003. - 479 с.

Горшков И.Г.2, Гринева Т.А.2, Воротников А.П.3, Куклина Н.Г.4, Викторов Д. А.5, Васильев Д.А.6

'Научный сотрудник; Соискатель; Студент; 4научный сотрудник; 5кандидат биологических наук, старший научный сотрудник; 6, доктор биологических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Ульяновская ГСХА им. П.А. Столыпина», г. Ульяновск ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ АЗОТНОГО ПИТАНИЯ БАКТЕРИЙ РОДОВ AEROMONAS И PSEUDOMONAS.

Аннотация

Анализ роста бактерий родов Aeromonas и Pseudomonas на субстратах с различным азотным питанием.

Ключевые слова: Aeromonas, Pseudomonas, азотное питание, микробиология, биотехнология, питательные среды, дифференциация, биологические свойства.

Keywords: Aeromonas, Pseudomonas, nitrogen nutrition, microbiology, biotechnology, orlture media, differentiation, biological properties.

Бактерии родов Aeromonas и Pseudomonas являются возбудителями заболеваний рыб и причиной порчи продуктов питания [1], а также представителями естественной микрофлоры пресных и морских вод, почвы. Бактерии обоих родов часто сопутствуют друг друга в источниках выделения [2], что, наряду со схожими биохимическим свойствами и ферментативной активностью, создаёт объективные сложности при их дифференциации [3]. В связи с этим, в настоящие время остаётся актуальной проблема идентификации аэромонад и псевдомонад, их родовая дифференциация, а так же лабораторное селективное культивирование.

Цель исследования.

Выявление особенностей азотного питания бактерий родов Aeromonas и Pseudomonas, а также подбор оптимального источника азота в питательных средах для названных групп микроорганизмов.

Объект, материалы и методы исследований.

Объектами исследования явились референс-штаммы бактерий Pseudomonas aeruginosa 128, Pseudomonas fluorescens ATCC 13525, Pseudomonas putida ATCC 12633, Pseudomonas chlororaphis B-1246, Aeromonas hydrophila 43, полученные из музея кафедры микробиологии, вирусологии, эпизоотологии и ветеринарно-санитарной экспертизы Ульяновской ГСХА им. П.А. Столыпина, а также полевые штаммы бактерий Aeromonas sobria Asob26-УГСХА и Aeromonas salmonicida Asal17-УГСХА выделенные нами из объектов окружающей среды.

Для проведения исследования была разработана линейка плотных селективных питательных сред следующего состава: Вода дистиллированная - 1000 мл., сульфат магния - 0,2 г, дигидрофосфат калия - 1,0 г, хлорид натрия - 5,0 г, галактоза -10,0 г, агар-агар - 15 г. Источники азота добавлялись в среду до стерилизации в количестве: пептон ферментированный - 10 г, нитрат калия - 1 г, сульфат аммония - 1 г, нитрат аммония - 1 г.

Готовую питательную среду стерилизовали автоклавированием при 0,5 атм. в течение 15 минут. После стерилизации к среде в асептических условиях добавляется 20 мл 10% водного раствора трифинилтетразолия хлорида, стерилизованного фильтрованием через бактериальные фильтры. Для подсушки и контроля стерильности чашки Петри со средой помещали в термостат на 24 ч при 37 оС.

Галактоза в данной среде служит источником углеродного питания бактерий, сульфат магния и гидрофосфат калия - для биохимических процессов в клетках бактерий, трифенилтетразолия хлорид - в качестве хромогенного субстрата.

75

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.