CC BY
123
ISSN 0202-5493. МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып. 2 (151-152), 2012
Иммунитет и защита растений
ВИДОВОЙ СОСТАВ ГРИБОВ РОДА RHIZOPUS EHRENB НА ПОДСОЛНЕЧНИКЕ
С.Г. Бородин,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор И. А. Котлярова, кандидат сельскохозяйственных наук Г.А.Терещенко,
кандидат сельскохозяйственных наук
ГНУ ВНИИМК Россельхозакадемии Россия, 350038, г. Краснодар, ул. Филатова, д. 17 тел.: (861) 254-27-91 e-mail: pustovoit@yandex.ru
Ключевые слова: подсолнечник, сухая гниль, род Rhizopus Ehrenb., диагностические признаки, идентификация, классификация, вид
УДК 632.4:633.854.78
Введение. Сухая гниль - широко распространенное заболевание подсолнечника в регионах с теплым климатом. Возбудители болезни - типичные низшие, плесневые грибы из рода Rhizopus, поражающие только корзинки [1; 2; 8].
Вредоносность болезни довольно высокая. По данным ряда авторов, количество заболевших корзинок колеблется от 20 до 60 %, а иногда, при сухой погоде, доходит до 100 %. Потери урожая могут достигать 20-40 % [2; 3]. Поражение корзинок грибами рода Rhizopus снижает сбор семян с одного растения на 35,846,8 %, количество выполненных семян на 38,2 %, массу 1000 семян на 12,0-40,0 % [4; 5]. У пораженных семян происходит снижение энергии прорастания на 3,028,0 %, всхожести - на 5,0-20,0 %, мас-личности семянок - на 2,2-6,7 % [6; 7].
Грибы рода Rhizopus Ehrenb. относятся к широко распространенному в природе семейству Mucoraceae класса Zygomycetes. Rhizopus spp. - неспециализированные, раневые, термофильные, токсинооб-разующие, факультативные паразиты, обладающие высокой ферментативной способностью. По результатам исследований египетских ученых, для их развития требуется зрелая поврежденная ткань. Повышенная влажность воздуха и температура 30-35 оС способствуют быстрому развитию этого заболевания [8; 9].
Заражение корзинок происходит в фазе цветения спорами и мицелием, которые разносятся ветром, птицами и насекомыми. Сохраняется инфекция в послеуборочных остатках больных корзинок и пораженных семенах.
На протяжении всей истории изучения рода Rhizopus Ehrenb. выделено и описано большое количество видов. По мере накопления новых сведений о грибах периодически пересматривались принципы их систематики. Первые работы по изучению и систематике грибов рода Rhizo-pus Ehrenb. появились в конце XIX-начале XX вв. Ученые Ганзава (1902), Яманата (1927) попытались провести разделение 40 известных тогда видов на группы на основании некоторых биологических особенностей рода Rhizopus Eh-renb. и их отношения к температуре среды. Ганзава выделял три биологические группы: «nigricans», «nodosis» и «oryzae». Яманата установил пять биологических групп [10].
В 1931 г. А.А. Ячевский предложил определение видов проводить по степени спороношения грибов и их способности к росту на тех или иных субстратах. Классификация состояла из 14 видов. В дальнейшем идентификация видов осуществлялась по некоторым морфологическим признакам бесполого спороношения, росту на различных субстратах, характеру полового спороношения. Однако классификация только по морфологическим и биологическим свойствам приводила к
неточностям в определении. Разные авторы в пределах рода выделяли от 9 до 30 видов [10; 11].
В 1984 г. голландские ученые, проанализировав все многообразие описанных видов, разработали новую классификацию грибов рода Rhizopus Ehrenb. Основной особенностью ее является дифференциация рода на группы по температурному максимуму роста патогена на субстрате. В группе определение вида осуществляется по признакам половой репродукции (гомоталлизм, гетероталлизм), а идентификация разновидностей проводится по морфологическим особенностям бесполого спороношения. В соответствии с систематикой, предложенной Шиппером и Сталперсом, род Rhizopus Ehrenb. разделяется на три группы видов: «stolonifer», «microsporus», «oryzae» и состоит из 5 видов и 8 разновидностей [12]. Многие названия видов перешли в разряд синонимов. Исследования по ДНК - гибридизации подтвердили обоснованность выделения групп видов [18].
На основании морфологических исследований и результатов электронной микроскопии Г.А. Кочкина с соавторами предлагают идентификацию грибов рода Rhizopus Ehrenb. начинать с выявления температурного максимума роста по определению радиальной скорости роста. При определении видовой принадлежности учитывать размеры спорангия, спо-рангиоспор и орнаментацию оболочки спорангиоспор. В 1989 г. они провели пересмотр 70 штаммов Rhizopus, хранящихся в ВКМ (Всесоюзная коллекция микроорганизмов) под 10 видовыми наименованиями. В результате оказалось, что в действительности они относятся к 3 видам (4 разновидностям): Rh. stolonifer var. stolonifer, Rh. oryzae, Rh. microsporus var. microspores, Rh. microsporus var. chinensis и Rh. microsporus var. oligosporus [11].
В 1932 г. М.А. Целле описал симптомы проявления болезни, которые вызывают грибы рода Rhizopus Ehrenb. на подсол-
нечнике. В научных публикациях возбудитель этой болезни описывается под разными видовыми названиями. Это связано с тем, что авторы для определения видов используют очень незначительные морфо-биологические особенности патогена. Взятые за основу критерии дифференциации не стабильны и затрудняют идентификацию. Так, например, не существенны для систематики зигомицетов результаты по определению их способности к росту на различных субстратах. По данным наших исследователей, возбудителем бурой сухой гнили на подсолнечнике являются виды Rhizopus nigricans Ehrenb. и Rhizopus nodosus Namysl. [13; 14; 15]. Югославские ученые сообщают о трех представителях рода Rhizopus Ehrenb.: Rhizopus arrhizus Fisch., Rhizopus nigricans Ehrenb., Rhizopus oryzae Went et Pringle [2]. В Италии, США распространен Rh. oryzae Went et Pringle [1; 16]. Вид Rh. arrhizus Fisch. считается основным возбудителем на посевах подсолнечника в США, Индии, Израиле [1; 16]. В штатах Техас и Миннесота встречается Rh. stolonifer Ehrenb. Fr. Vuill. [9; 17].
Современные более глубокие исследования по систематике рода Rhizopus показали, что в одну группу объединялись несопоставимые по морфологии и температурным границам роста микроорганизмы. Таксономическая система, разработанная M. M. A. Шиппером и J. A. Стал-персом и дополненная исследованиями Г.А. Кочкиной и Т.Г. Мирчинк является одной из наиболее пригодной для практической идентификации.
В Краснодарском крае видовой состав возбудителя сухой гнили подсолнечника по современным критериям дифференциации рода Rhizopus Ehrenb. не определялся. Знание видов, поражающих корзинку, необходимо для обоснованного подхода к выбору защитных мероприятий. В своей работе видовую принадлежность устанавливали на основании данных определения температурного максимума роста и изучения морфологических признаков выделенных изолятов.
Материалы и методы. Для выявления видового состава грибов рода Rhizopus Ehrenb. на подсолнечнике исследовали свыше 600 пораженных сухой гнилью образцов растений. Выделение возбудителя в чистую культуру, изучение его морфологических признаков осуществляли по общепринятым методикам [19; 20; 21; 22]. Изоляты культивировались в термостате при различных температурных режимах (24 °С, 36, 45, 50 °С) Определение видового состава грибов рода Rhizopus Ehrenb. проводили по классификации, разработанной M. M.A. Schipper [12] и дополненной Г.А. Кочкиной и Т.Г. Мирчинк [11].
Результаты и обсуждения. По нашим многолетним наблюдениям, в Краснодарском крае отмечается ежегодное поражение растений подсолнечника грибами рода Rhizopus. В сухую и жаркую погоду частота встречаемости составляет 30,0 -35,0 %, а поражение некоторых сортов и гибридов может достигать 60,0 %. В годы с дождями и умеренной температурой распространенность болезни не превышает 5,0 % (рис. 1).
Рисунок 1 - Распространенность сухой гнили на подсолнечнике в Краснодарском крае, 1999-2011 гг.
Проведенные нами в 2006-2011 гг. морфологические исследования и результаты определения температурного максимума роста у выделенных из пораженных корзинок изолятов показали наличие трех групп видов: «stolonifer», «oryzae», «microspores». По данным изучения морфологических особенностей
бесполого спороношения, в группе «R. oryzae» выделялся вид Rhizopus oryzae Went et Pringle., имеющий спорангиенос-цы с грушевидными или булавовидными вздутиями, часто ветвистые. В пределах группы «R. stolonifer» по строению спо-рангиеносца выделялся вид Rhizopus stolonifer Ehrenb.: Fr. Vuill. var. stolonifer (спорангиеносец прямой). В группе «R. microspores» все испытываемые изоляты имели бороздчатую поверхность споран-гиоспор. Это является характерным признаком для вида Rh. microsporus V. Tiegh. var. microspores (таблица).
Таблица
Видовой состав и морфологические признаки грибов рода Rhizopus Ehrenb. на подсолнечнике
ВНИИМК, г. Краснодар, 2006-2010 гг.
Частота Влияние Кол-во спо- Длина спо- Диаметр, мкм
Название вида вст-ре- чаемости, % температуры на рост, t ^ ран-гие-носцев в пучке, шт. ран-гие-нос- цев, мм спо-ран-гия спор
Rh. oryzae Went et 91,2 Не растут 3-7 1-3 150- 6-9x4-6
Pringle при 45 165
Rh. sto-
lonifer Ehrenb.,Fr. 8,4 Не растут 2-3 2-4 160194 8-14x5-10
Vuill. var. stolonifer при 36
Rh. microsp ores 0,4 Не 1-2 0,6-0,8 80- 2-4x1-2
V.Tiegh растут 102
var. micro- при 50
spores
По полученным результатам изучения грибов рода Rhizopus, наиболее распространенным и доминирующим является вид Rh. oryzae Went et Pringle, частота встречаемости достигает 91,2 %. Распространенность вида Rh. stolonifer Ehrenb. Fr. Vuill. var. stolonifer не превышает 8,4 %. Встречаемость Rh. microsporus V. Tiegh. var. microspores составляет всего 0,3-0,4 %.
Эти виды заметно различаются между собой по количеству, высоте и окраске спорангиеносцев, диаметру спорангиев, спорангиоспор.
У вида Rh. stolonifer var. stolonifer ризоиды хорошо развиты, разветвленные,
коричневые. Спорангиеносцы прямые, простые, высотой 3-4 мм, отходят по 2-3 штуки от шейки ризоида. Диаметр спорангия 194-225 мкм. Спорангиоспоры эллиптические, округлые, угловые (8-14^5-10) мкм. Рост и споруляция при температуре 15-30 °С. При температуре 36 ^ данный вид не растет (рис. 2 а, б, в).
Рисунок 2 - КН. stolonifer (Ehrenb.: Fr.) ^Ш. var. stolonifer: а) ризоиды, б) спорангий, в) спорангиоспоры.
У вида КН. oryzae ризоиды среднего размера, слабо разветвленные. Споранги-еносцы часто с грушевидными или булавовидными вздутиями, простые или
ветвистые (с раздвоенной или неправильно разветвленной верхушкой). Высота спорангиеносцев до 3 мм. В одном пучке от 3 до 7 штук. Средний размер спорангия 165 мкм. Споры 6-9^4-6 мкм в диаметре, эллиптически-шаровидные, угловатые, полосатые. Хорошо развивается при температуре 36 °С, не растет при 45 °С (рис. 3 а, б, в, г, д).
д
Рисунок 3 - Rh. oryzae Went et Pringle:
а) вздутия на спорангиеносце, б) ветвление спорангиеносца, в) спорангий, г) ризоиды, д) спорангиоспоры.
Вид Rh. microsporus V.Tiegh. var. microspores отличается своими меньшими размерами. Спорангиеносцы обычно простые, одиночные, 0,6-0,8 мм высоты. Ризоиды короткие, слегка пигментированные. Диаметр спорангия до 100 мкм,
б
а
в
г
в
редко больше. Температурный максимум для роста 45 °С. При 50 °С не развивается. На поверхности спорангиоспор наблюдаются отчетливые борозды, параллельные длинной оси споры (рис. 4 а, б, в).
а
\
б
в
Рисунок 4 - Rh. microsporus V. Tiegh. var. microspores: а) ризоиды, б) спорангий, в) спорангиоспоры
Выводы. Таким образом, посевы подсолнечника в Краснодарском крае поражаются тремя видами грибов рода Rhizopus Ehrenb.: Rh. oryzae Went et Pringle, Rh. stolonifer (Ehrenb. :Fr.) Vuill. var. sto-lonifer и Rh. microsporus V. Tiegh. var. microspores (классификация M. M.A. Schipper, 1984). Наиболее распространенным и доминирующим является вид Rh. oryzae Went et Pringle. Частота встречаемости достигает 91,2 %.
Список литературы
1. Шинкарев, В.П. Распространение болезней подсолнечника и борьба с ними за рубежом / В.П. Шинкарев, Т.И. Масленникова, Т.С. Дайнеко, Э.А. Кобилева //Обзорная информация ВНИИТЭИ агро-пром. - М., 1990. - 62 с.
2. Acimovic, M. Prouzrokovaci bolesti suncokreta i njihovo suzbijanje / M. Acimovic // Nolit-Beograd - 1983. - Р. 104.
3. Тихонов, О.И. Болезни и вредители подсолнечника и меры борьбы с ними / О.И. Тихонов // Подсолнечник. - М.: Колос, 1976. - С. 391-426.
4. Иванченко, М.Я. Сухая гниль подсолнечника и способы снижения ее вредоносности / М.Я. Иванченко // Материалы VII Международной конференции по подсолнечнику / М.: Колос, 1978. - С. 356-358.
5. Бородин, С.Г. Грибы рода Rhizopus Ehrenb. на подсолнечнике / С.Г. Бородин, И.А., Котлярова, Ю.М. Соснина // Масличные культуры: Науч. -техн. бюл. ВНИИМК. - Краснодар, 2007. - Вып. 2 (137). - С. 55-58.
6. Погорлецкий, Б.К. Изменение технологических и посевных качеств семян подсолнечника при поражении корзинок ризопусом или склеротинией / Б.К. По-горлецкий // Научные труды по сельскохозяйственной биологии. - Одесса, 1972. - С. 174-176.
7. Котлярова, И.А. Влияние возбудителей на качество семян подсолнечника / И.А. Котлярова, А.Б. Хатит // Масличные
С
ISSN 0202-5493. МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып. 2 (151-152), 2012
культуры: Науч.-техн. бюл. ВНИИМК. -Краснодар, 2000. - Вып. 123. - С. 32-35.
8. Sirry, A.R. Head rot disease of sunflower in Egypt / A.R. Sirry et al. // Agr. Res. Rev. - 1978. - Vol. 56. - № 2. -P.105-112.
9. Yang, S.M. Rhizopus head rot of cultivated sunflower in Texas / S.M. Yang et al. // Plant Diss. Rep. - 1979. - Vol. 63. - № 10. - P. 833-835.
10. Ячевский, А.А. Определитель грибов / А.А. Ячевский. - Л.: Наука, 1931. -Т. 1. - 295 с.
11. Кочкина, Г.А. Краткие диагностические признаки видов рода Rhizopus Eh-renb. / Г.А. Кочкина, Т.Г. Мирчинк // Микология и фитопатология. - 1989. - Т. 23. - Вып. 3. - С. 205-212.
12. Schipper, M.M.A. A revision of genus Rhizopus / M.M.A. Schipper, J.A. Stalpers // Stadies in Mycology. CBS, Baarn and Delft, Holland. - 1984. - N 25. - 34 p.
13. Галахов, П.Н. Вредители и болезни масличных культур на Кубани и меры борьбы с ними / П.Н. Галахов, В.П. Ягод-кина. - Краснодар, 1946. - С. 31-32.
14. Кукин, В.Ф. Болезни подсолнечника и меры борьбы с ними / В.Ф. Кукин. - М.: Колос, 1982. - Р. 34-36.
15. Zazzerini, F. Due nuovi parassiti del girasole in Italia Rhizopus oryzae Went et Prin / F. Zazzerini, L. Tosi // Inform fitopatologico. - 1984. - V. 34. - № 7/8. -P. 47-49.
16. Agrawat, J.M. Some observations on Rhizopus head rot of sunflower in Rajasthan, India / J.M. Agrawat, O.P. Vaish, S.J. Mathur // Proc. 8 th. Int. Sunflower Conf., 23-27 July, Minneapolis, 1978. - P. 264-270.
17. Rogers, C.E. Rhizopus head rot of sunflower; etiology and severity in the southern plains / C.E. Rogers, T.E. Thompson, D.E. Zimmer // Plant Dis. - 1978. -Vol. 62. - № 9. - P. 769-771.
18. Ellis, J.J. Species and varieties in the Rhizopus arrhizus - Rhizopus oryzae group as indicated by their DNA complementarity /
J.J. Ellis // Mycologia. - 1986. - Vol. 78. -P. 508-510.
19. Наумов, Н.А. Методы микологических и фитопатологических исследований / Н.А. Наумов // Л.: Сельхозгиз, 1937. - С. 107-113; 147-180.
20. Наумова, Н.А. Анализ семян на грибную и бактериальную инфекцию / Н.А. Наумова // Л.: Колос, 1970. - С . 5561; 165-169; 195-204.
21. Чумаков, А.Е. Основные методы фитопатологических исследований / А.Е.Чумаков, И.И. Минкевич. - М.: Колос, 1974. - С. 70-107; 5-42.
22. Методы экспериментального изучения микроскопических грибов // Методические указания / Авт.-сост. В.Д. Поликсенова, А.К. Храмцов, С.Г. Пискун. - Мн.: БГУ, Минск, 2004. - 36 с.
