Красновато-бурая пятнистость листьев конского каштана (обзор)

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

УДК 632.4: 632.26: 581.2                             

Keyworlds:  horse chestnut, Aesculus hippocastanum, leaf blotch, Phyllosticta sphaeropsoidea, Guignardia aesculi.

Таксономия и значение деревьев конского каштана . Обыкновенный конский каштан — Aesculus hippocastanum L. — входит в Царство Растений (Plantae), клады Покрытосеменных (Angiosperms), Двудольных (Eudicots), Розидных (Rosids) растений, порядок Сапиндовые (Sapindales), семейство Сапиндовые (Sapindaceae), род Aesculus (Эскулус, конские каштаны).

Конским каштаном в русскоязычной литературе называют обыкновенный конский каштан. В семейство Sapindaceae, кроме рода Aesculus , входят также роды Acer (клён) и Sapindus (мыльное дерево).

В составе рода Aesculus имеются 19 видов и несколько межвидовых гибридов. Виды конских каштанов, особенно обыкновенный конский каштан, много выращиваются в качестве декоративных деревьев в ландшафтах (на улицах городов и сёл, в парках, аллеях и т.д.) Европы, Азии (в том числе Узбекистана) и Северной Америки. Все виды являются хорошими медоносами.

Все части конского каштана ядовиты для людей и млекопитающих. Известно, что животные крупного рогатого скота, питавшиеся молодыми растениями конского каштана, погибли. Поэтому нельзя путать их плоды с плодами благородных каштанов (которые внешне очень похожи), относящиеся к роду Castanea в семействе Буковые (Fagaceae) ( Aesculus , 2024; Aesculus hippocastanum , 2024).

Болезни конского каштана. В ассоциации с деревьями конского каштана выявлены 35 видов грибов, 3 оомицета и один вид бактерий. В том числе в качестве возбудителей болезней листьев указаны 12 видов грибов и 2 вида оомицетов. Среди них один вид грибов, а именно, возбудитель красновато-бурой пятнистости листьев (КБПЛ) конского каштана, распространён в отдельных частях мира широко и изучен довольно подробно; даннай обзор посвящён анализу данных литературы об этой болезни и её возбудителя.

Таксономия и номенклатура возбудителя. Возбудителем КБПЛ конского каштана является гриб Phyllosticta sphaeropsoidea Ellis & Everhart, который входит в царство Настоящие грибы (Fungi), филум Ascomycota, класс Дотидеомицеты (Dothideomycetes), порядок Филлостиктовые (Phyllostictales), семейство Филлостиктовые (Phyllostictaceae), род Phyllosticta ; синонимы Guignardia aesculi (Peck) V.B. Stewart (стадия телеоморфы), Phyllostictina sphaeropsoidea (Ellis & Everh.) Petr., Phyllosticta paviae Desm. (nomen ambiguum), Ph. aesculina Sacc., Ph. aesculi E. & M., Leptodothiorella aesculicola (Sacc.) Sivan. (синанаморфа – спермогониальная стадия гриба); базионим названия стадии телеоморфы Laestadia aesculi Peck, синоним Botryosphaeria aesculi (Peck) Barr; базионим названия стадии синанаморфы Phyllosticta aesculicola Sacc., синоним Asteromella aesculi (Sacc.) Petr. [8, 9, 10, 19].

Номенклатура возбудителя КБПЛ конского каштана учёными до конца не согласована. Во многих научных публикациях он приведён под названием Guignardia aesculi (Гиньярдия эскули). Раньше считали, что G. aesculi входит в семейство Botryosphaeriaceae порядка Botryosphaeriales, однако принимая во внимание наличие резких различий между этим видом и другими представителями данного семейств этот вид предлагали оставить в составе семейства Phyllostictaceae порядка Phyllostictales, созданных ещё в 1922 г. Ф. Сивером [15].

После принятия этого предложения перед учёными появилась другая проблема — наличие двух названий у возбудителя КБПЛ конского каштана, что не согласуется с принятой в настоящее время концепцией “один гриб – одно название”. Необходимо было оставить лишь одно название для возбудителя, а второе название сделать его синонимом. Для решения проблемы было предложено оставить более старое родовое название Phyllosticta, имеющее приоритет перед родовым названием Guignardia, а биномиал G. aesculi сделать синонимом Ph. sphaeropsoidea; учёные [20] приняли это предложение. Мы также поддерживаем это предложение и в данной статье для возбудителя КБПЛ конского каштана используем название Phyllosticta sphaeropsoidea.

В России (в г. Москва и Московской обл.), кроме Phyllosticta sphaeropsoidea, на конском каштане приводят в качестве возбудителя (жёлтой) пятнистости листьев ещё один вид — Phyllosticta castaneae Ellis & Everh. [2]. Однако биномиал Ph. castaneae не является валидным таксоном, и он удалён из базы данных (GBIF, 27.10.2024) интернета.

Ареал и поражаемые растения . Ph. sphaeropsoidea широко распространён в Европе и Северной Америке. В Азии встречается, но достаточно не изучен. Этот вид является монофагом, поражает только представителей рода Aesculus , растения из других семейств не поражает. Всего Ph. sphaeropsoidea зарегистрирован на 24 видах и межвидовых гибридах конского каштана [8, 11, 13, 16].

Так, патоген установлен на 12 видах и 9 гибридах рода Aesculus в США, 9 видах или гибридах в Нидерландах, по 4 вида поражаются во Франции и Словакии, по 3 вида — в Австрии, Бельгии и Англии, по два вида — в Белоруссии, Чехии, Венгрии, Португалии и Швейцарии, и по одному виду — в Болгарии, Германии, Италии, Литве, Норвегии, Польше, России, Румынии, Словении, Украине, Хорватии и Эстонии. В Азии Ph. sphaeropsoidea зарегистрирован в Армении, Южной Корее и Китае. Во всех указанных выше странах патоген обнаружен на обыкновенном конском каштане, только в Китае он встречался на красном конском каштане, Aesculus pavia L. [1, 2, 5, 8, 11, 13, 17].

В списке микологических гербариев (Index Herbariorum) Ph. sphaeropsoidea указан также в Азии на конских каштанах Ассама ( Aesculus assamica Griff.) и Парри ( Ae. parryi A. Gray), в Мексике — на конском каштане Уилсона ( Ae. wilsonii Rehder), однако о поражении этих видов рода Aesculus нет опубликованных в литературе научных работ [13].

Вредоносность и значение болезни . Считают, что КБПЛ является важным заболеванием обыкновенного конского каштана в Европе [10], обыкновенного, Огайо ( Ae. glabra Willd.) и красного ( Ae. parviflora Walt.) конского каштана в США [15]. Ph. sphaeropsoidea образует некротические пятна на листьях конского каштана, наносит серьёзный вред молодым растениям, особенно в питомниках, приводит к гибели листьев, которые опадают или остаются висеть на деревьях [5, 9, 13].

На больших деревьях конского каштана болезнь слабо развивается в отдельных частях Англии, но в других частях развивается интенсивно [14].

Слабо поражённым деревьям КБПЛ наносит только эстетический ущерб [5].

Симптомы и развитие болезни. Phyllosticta sphaeropsoidea поражает в основном листья, в редких случаях – черешки листьев и плоды. На листьях в апреле появляются пропитанные водой, быстро растущие, неправильной формы пятна. В течение нескольких дней они превращаются в красновато-бурые, угловатые (ограниченные жилками листьев), некротические пятна с жёлтой каймой, которые сливаются друг с другом и занимают большую часть листьев (Рисунок 1).

На плодах пятна не растут, остаются маленькими [5, 12, 18].

На некротических участках пятен на листьях в конце августа появляются спермогонии Ph. sphaeropsoidea , внешне похожие на его пикниды. Спермации могут образоваться также в пикнидах вместе с конидиями. Гриб может образовать также стромы цилиндрической формы, высотой 500-900 мкм, вначалае белые, позже темнеющие, верхняя часть которой (головка) содержит от одной до 20 пикнид и спермогониев [1, 5, 8, 12, 17].

После появления спермациев на пятнах на листьях вскоре появляются зачатки псевдотециев гриба. Ph. sphaeropsoidea зимует на опавших листьях с помощью этих зачатков. Псевдотеции тоже внешне похожи на пикниды, они созревают весной и внутри них созревают сумки и аскоспоры. Последние служат источниками первичной инфекции – попавшие на листья конского каштана аскоспоры, при наличии капельной влаги, заражают их. На листьх развиваются характерные для болезни пятна.

Рисунок 1. Симптомы КБПЛ конского каштана [7]

К концу весны (в мае месяце) на этих пятнах, под эпидермисом появляются пикниды бурого или тёмно-бурого цвета. Пóры (устьицы) пикнид выглядят беловатыми, вокруг которых имеется тёмное, почти чёрное кольцо из тёмно-бурых клеток оболочки (Рисунок 2).

Рисунок 2. Слева: пикниды Phyllosticta sphaeropsoidea на некротических участках пятен на листе конского каштана [7]; справа: отдельная пнкнида; масштаб: 100 мкм [5]

Конидии гриба выходят из пóр пикниды в капле слизистого вещества. Они распространяются ветром в дождевых каплях и вызывают вторичные заражания на листьях конского каштана в течение всего вегетационного периода. При прорастании конидий на конце ростковых трубок образуются апрессории, из которых вырастают инфекционные гифы, проникающие в ткани листьев непосредственно через кутикулу [12, 13].

Через 9-12 дней после заражения на листьях появляются первые некротические пятна, а мицелий гриба в это время начинает активно распространяться внутри ткани листа [12].

Чрезмерно высокая густота стояния саженцев конского каштана, плохая аэрация в кроне больших деревьев могут приводить к очень сильному развитию КБПЛ [5].

Патогенность Phyllosticta sphaeropsoidea к конскому каштану доказана экспериментально [8, 10].

На инокулированных в отдельности конидиями и аскоспорами гриба листьях саженцев конского каштана через 4-6 недель после заражения развивплись пятна, а ещё через две недели — пикниды на этих пятнах [8].

Учёт заболевания. Для учёта КБПЛ конского каштана разработана 6-балльная шкала и её схематические илюстрации (Рисунок 3), приведённые ниже [11]: балл 0 — нет заражения, лист здоров; балл 1 — 1-20% поверхности листьев покрыты пятнами; балл 2 – 21-40% поверхности листьев покрыты пятнами; балл 3 — 41-60% поверхности листьев покрыты пятнами; балл 4 — 61-80% поверхности листьев покрыты пятнами; балл 5 — 81-100% поверхности листьев покрыты пятнами.

балл 0                          балл 1                    балл 2

балл 3                          балл 4                    балл 5

Рисунок 3. Схематическое изображение шкалы для учёта КБПЛ, вызываемой на листьях конского каштана грибом Phyllosticta sphaeropsoidea [11]

Признаки Phyllosticta sphaeropsoidea [13, 20].

. Стадия телеоморфы . Псевдотеции созревают весной на перезимовавших опавших листьях, под эпидермисом; они почти шаровидной формы, разбросанные, одиночные, тёмнобурые, с толстой оболочкой, с диам. 90-180 мкм, с устьицем, с 20-26 сумками. Сумки битуникатные, от булавовидных до цилиндрических, с ножками, апикальные части утолщены и закруглены, размеры 55-80х16-28 мкм, 8-споровые. Между сумками парафиз нет. Аскоспоры одноклеточные, гиалиновые, прямые или слегка согнутые, обычно самое широкое место их – середина, размеры 14-18х7-9 мкм (Рисунок 4). На обоих концах незрелых аскоспор имеются придатки в форме шляпки, состоящие из слизистого вещества, которые исчезают при созревании аскоспор.

Спермогонии похожи на пикнид, шаровидные, тёмно-бурые, диам. 40-95 мкм. Спермации одноклеточные, продолговато-цилиндрические или гантелевидные, прямые или слегка согнутые, гиалиновые, с каплями масла, размеры 3-10х0,5-2,5 мкм (Рисунок 4).

Стадия анаморфы. Пикниды образуются летом и осенью на обеих поверхностях, чаще на верхней стороне живых листьев, на некротических пятнах, под эпидермисом, шаровидные или грушевидные, разбросанные, одиночные, тёмно-бурые, с одной локулой, с диам. 80-160 мкм, с устьицем. Последнее почти шаровидное, с диам. 10-18 мкм, с тёмным кольцом вокруг (Рисунок 2). Конидии одноклеточные, шаровидные, эллипсоидальные, булавовидные или обратногрушевидные, гиалиновые, с гранулами, иногда с каплями масла, с тонкой, гладкой оболочкой, размеры 9-18х6-12 мкм, с шиповидными бесцветными апикальными придатками длиной 6-8(12) мкм (Рисунок 4).

Рисунок 4. Phyllosticta sphaeropsoidea . A – аскоспоры; B – две прорастающие аскоспоры с апрессориями; C – спермации; D – конидии; E – прорастающая конидия с апрессорием. Масштаб: 10 мкм [8]

Колонии на питательных средах растут медленно. На ряде сред диаметр колоний гриба, росших в течение 1 месяца при температуре 20^оС, составил всего 5-7 см [5, 9]. Воздушный мицелий гриба на агаризированной среде с солодовым экстрактом более-менее хорошо развит, шерстистый, белого цвета, гифы гиалиновые, развитвлённые, септированные, ширина 4-6 мкм; образуются группы тёмно-бурых пикнид (Рисунок 5).

Рисунок 5. 14-дневные колонии гриба Phyllosticta sphaeropsoidea , выделенного из листьев конского каштана, на агаровых средах с солодовым экстраком (слева) и рисовой мукой (справа) [13]

На среде с рисовой мукой воздушный мицелий редкий, пикниды обильные, тёмные, разбросаны одиночно, реже в группах (Рисунок 5). Со временем колонии приобретают чёрную окраску [5]. Сумки и аскоспоры на питательных средах не обнаружены [10]. Гриб рос хорошо также на агаризированных средах — морковной, с солодовым экстрактом + с экстрактом листьев конского каштана, а также с кукурузной мукой [11].

Идентификация Phyllosticta sphaeropsoidea . Для выделения гриба в чистую культуру поверхность поражённых листьев конского каштана стерилизуют 0,5%-ным раствором натрия гипохлорита в течение 1 мин, дважды споласкивают стерильной дистиллированной водой, асептично вырезают сегменты листьев с пятнами, высушивают их между кружками стерильной фильтровальной бумаги. Сегменты раскладывают на поверхности агаризированной среды с солодовым экстрактом в чашках Петри и инкубируют при температуре 23±2^оС в течение 5 дней; выросший при этом на сегментах листьев мицелий переносят на новую среду с солодовым экстрактом или с рисовой мукой и инкубируют ещё две недели [9, 14].

Изучения симптомов пятнистости листьев конского каштана, вызванных поражением Phyllosticta sphaeropsoidea , для определения этого гриба недостаточно. Для идентификации его требуется, во-первых, изучить морфологические признаки: 1) форму и размеры пикнид, конидий и спермациев; 2) форму и размеры псевдотециев, образовавшихся на опавших листьх весной, сумок и аскоспор; 3) признаки колоний гриба на агаризированной среде с рисовой мукой; 4) определить патогенность выделенного изолята гриба искусственным заражением всходов конского каштана и проводить реизоляцию (выполнить постулаты Коха); 5) проводить молекулярно-генетические исследования с изолятами патогена [10-13, 18-20].

Для молекулярной идентификации видов рода Phyllosticta рекомендуют проводить мультилокусный анализ генов rDNA ITS, rDNA 28S (LSU), actin, TEF 1α и GPDH [19, 20].

Меры борьбы с КБПЛ конского каштана. Из агротехнических и санитарных мероприятий против этой болезни рекомендуется собирать осенью и уничтожать (сжигать или закопать в почву) опавшие листья конского каштана; обрезать излишние ветви и побеги; междурядья между деревьями делать более широкими; не проводить полив деревьев дождеванием [5, 10].

Химическую борьбу рекомендуют применять в питомниках при опасности сильного развития болезни, а в ландшафтах — при сильном развитии болезни в предыдущем сезоне. С этой целью зарегистрированы в Словакии препараты с д.в. пропиконазол + прохлораз [10], в Великобритании — миклобутанил [6], а в США — хлороталонил и его смесь с тиофанатом, манкозеб и его смесь с каким-либо медь-содержащим препаратом, а также пропиконазол [5].

Из нехимических препаратов в Великобритании испытаны 7 биостимуляторов, имеющиеся в этой стране в продаже, однако все они оказались неэффективными против КБПЛ конского каштана [6].