Фитопатология. Иммунитет и защита растений. Рубрика в журнале - Сельскохозяйственная биология
Статья научная
Возбудитель септориозной листовой пятнистости (STB) Mycosphaerella graminicola (анаморфа Septoria tritici ) - доминирующий вид в септориозном комплексе на посевах пшеницы в основных зернопроизводящих районах России. Устойчивость к данному заболеванию может быть как количественной (горизонтальной), так и изолят-специфичной (вертикальной). В настоящее время у пшеницы идентифицировано 17 генов устойчивости к STB ( Stb1 - Stb17 ). Благодаря генетическому анализу в патосистеме «пшеница- M. graminicola » было доказано взаимодействие «ген-на-ген», следовательно, наличие генов устойчивости у хозяина предполагает существование специфических генов вирулентности у патогена. Относительная частота генов вирулентности внутри географического региона может быть вычислена как доля изолятов, выражающих эти гены, от общего числа изолятов, используемых в исследовании. Целью нашей работы было, допуская связь «ген-на-ген», определить гены вирулентности в популяциях M. graminicola из разных географических регионов России, используя сорта с известными генами устойчивости - Bulgaria 88 ( Stb1 ), Oasis ( Stb1 ), Veranopolis ( Stb2 ), Israel 493 ( Stb3 ), Tadinia ( Stb4 ), CS/Synthetic 7D ( Stb5 ), Flame ( Stb6 ), Estanzuela Federal ( Stb7 ), W7984 ( Stb8 ). В условиях теплицы и камеры искусственного климата были протестированы 47 изолятов из Северо-Кавказского района, 66 изолятов из Центрально-Черноземного района, 29 изолятов из Поволжского района, 64 изолята из Центрального района и 34 изолята из Северо-Западного района. Оценку вирулентности изолятов проводили на всходах в фазу 2 листьев по двум параметрам - степени поражения растений и споруляции гриба in vivo. На основании частоты встречаемости генов вирулентности была выявлена степень эффективности Stb -генов по отношению к каждой региональной популяции гриба. Региональные популяции M. graminicola различались по генотипу вирулентности, спектру и частоте встречаемости генов вирулентности. Популяции из южной зоны (северо-кавказская, центрально-черноземная и поволжская) обладали более высокой вирулентностью по сравнению с центральной и северо-западной популяциями. Так, в северо-кавказской популяции не имели генов вирулентности 19,2 % изолятов, в центрально-черноземной - 6,0 %, тогда как в центральной и северо-западной их доля составляла соответственно 42,2 и 44,1 %. Изоляты из поволжской популяции M. graminicola имели наиболее разнообразные сочетания генов вирулентности. Во всех популяциях выявлена высокая частота вирулентности в отношении сортов с генами Stb1, Stb5 и Stb7. Значительной эффективностью против изолятов из Центрального, Центрально-Черноземного и Северо-Западного районов характеризовались гены Stb2, Stb3, Stb4, однако она заметно снижалась в отношении северо-кавказских изолятов и изолятов из Поволжского района. Гены Stb6 и Stb8 были в высокой степени эффективны ( Stb8 - абсолютно эффективен) против всех региональных популяций M. graminicola и могут быть рекомендованы для селекции на устойчивость к STB.
Бесплатно
Статья научная
Растительные экстракты и культуры микроорганизмов служат источниками различных биологически активных соединений, в том числе потенциальных биофунгицидов, подавляющих развитие болезней растений. Тестирование таких экстрактов и культуральных фильтратов против нескольких фитопатогенных грибов, поражающих различные сельскохозяйственные культуры, перспективно, поскольку при этом могут быть выявлены биофунгициды широкого спектра действия. В представленной работе активность экстрактов из семян мари белой ( Chenopodium album ) и фильтрата культуральной жидкости нетоксиногенного Fusarium sambucinum впервые исследована in vitro против шести широко распространенных фитопатогенных грибов ( Alternaria alternata, A. dauci, A. radicina, Bipolaris sorokiniana, Septoria tritici, Stagonospora nodorum ), вызывающих заболевания ряда важных сельскохозяйственных растений. Установлено, что фильтрат культуральной жидкости (ФКЖ), подавлявший прорастание спор эталонных объектов Stagonospora nodorum и A. radicina вплоть до разведения 1:200 и 1:5, соответственно, обладал также активностью против Septoria tritici, A. alternata и A. dauci, но не ингибировал прорастание спор B. sorokiniana. Для Septoria tritici максимальное разведение ФКЖ, при котором наблюдалось достоверное подавление прорастания спор, составляло 1:50, а для A. alternata и A. dauci - 1:5. Экстракты семян были нетоксичны для Stagonospora nodorum, Septoria tritici, A. dauci и A. radicina, но сдерживали прорастание A. alternata и B. sorokiniana. Наиболее эффективными оказались экстракты, полученные с помощью гексана и этилацетата, в которых число проросших спор B. sorokiniana в сумме сокращалось на 66 % по сравнению с контролем. У всех исследованных фитопатогенов гифы спор, прораставших в присутствии ФКЖ, имели морфологические дефекты и были значительно короче, чем в контроле. Добавление ФКЖ в питательную среду (100 мкг/мл) приводило к заметному сокращению размеров колоний у Stagonospora nodorum, Septoria tritici и B. sorokiniana. Полученные результаты демонстрируют перспективность дальнейших исследований культуральной жидкости F. sambucinum и экстрактов семян C. album с целью создания на их основе биофунгицидов против возбудителей септориоза пшеницы, альтернариозов моркови и гельминтоспориоза злаковых.
Бесплатно
Статья научная
До недавнего времени индуцированную устойчивость к патогенам и фитофагам рассматривали отдельно и только в последние годы обратили внимание на возможность возникновения приобретенной кроссрезистентности. Целью настоящей работы стало изучение характера химического взаимодействия растений с фитопатогенными микроорганизмами и членистоногими фитофагами, занимающими общую экологическую нишу. Показана возможность взаимно-модифицирующего влияния фитофагов и фитопатогена на количественные и качественные показатели защитного ответа томата. В качестве консументов первого порядка были выбраны опасные фитофаги и фитопатогены культур защищенного грунта (калифорнийский трипс Frankliniella occidentalis, тепличная белокрылка Trialeurodes vaporariorum, возбудитель бактериальной крапчатости томатов Pseudomonas syringae pv. tomato ). Критериями оценки были изменения поведенческой реакции фитофагов и их демографических показателей, а для патогена - степень развития, оцениваемая в баллах. В условиях свободного выбора растения томата, предварительно зараженные P. syringae, оказались более предпочтительны для трипса, чем интактные, в то время как для белокрылки эти группы растений были равнозначны. Привлечение трипса к зараженным растениям могло быть обусловлено появлением и увеличением содержания таких летучих веществ, как 2-метилбутановая кислота и додекан, служащих компонентами феромонов и алломонов трипсов. При первичном повреждении растений трипсом и белокрылкой были выявлены различия в интенсивности развития патогена в зависимости от индуктора-фитофага (повреждение трипсом подавляло заболевание, а белокрылкой - создавало благоприятные условия для его развития). Ингибирование развития патогена на растениях, поврежденных трипсом, можно объяснить увеличением содержания таких химических соединений, как (Е)-β-оцимена и α-гумулена, которые входят в состав многих эфирных масел и экстрактов растений, обладающих антимикробной активностью. Содержание этих же веществ повышалось в растениях в ответ на инокуляцию патогеном. Полученные результаты свидетельствуют как о различиях, так и о некотором сходстве сигнальных путей и механизмов защитной реакции у растений в ответ на индукцию фитофагами или фитопатогенами. Выявлены индуцированная устойчивость и частичный антагонизм (вплоть до полностью противоположного эффекта - снижения устойчивости растений) по отношению к одной из групп консументов. Тщательная оценка характера ответных реакций, биохимических и молекулярно-генетических принципов действия позволит определить их место в стратегии экологизированной защиты растений. Такие исследования могут стать основой для создания средств защиты растений с использованием синтетических элиситоров, обладающих различной степенью селективности действия по отношению к определенным группам биотических агентов.
Бесплатно
