Видовой состав возбудителей корневой гнили на яровых зерновых в Республике Мордовия
Автор: Киселева М.И., Жемчужина Н.С., Дубовой В.П., Лапина В.В.
Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology
Рубрика: Микобиота зерновых культур: региональные аспекты
Статья в выпуске: 1 т.51, 2016 года.
Бесплатный доступ
Корневые гнили, вызываемые грибами из родов Fusarium и Bipolaris, поражают как озимые, так и яровые культуры. Видовой состав этих возбудителей приурочен к определенным эколого-географическим районам и, как правило, носит смешанный характер. Корневые гнили на пшенице, ржи, овсе и ячмене имеют сходную симптоматику. Почва - основной источник инфекции. В годы с обильными осадками возможна ее массовая передача через семена. Патогенные свойства возбудителей обыкновенной корневой гнили обусловлены их способностью вырабатывать гидролитические ферменты и токсины: B. sorokiniana продуцируют гельминтоспорол, гельминтоспорал, вик-токсин, цитокинин, виды рода Fusarium - изомартицин, зеараленон, диацетоксисцирпенол, ниваленол и др. По характеру взаимоотношений с растениями виды родов Fusarium и Bipolaris относятся к факультативным паразитам. В настоящей работе был изучен видовой состав грибов, вызывающих корневые гнили и пятнистости листьев культурных злаков в различных районах Республики Мордовия, а также патогенные свойства у ряда штаммов широко распространенных и редко встречающихся видов рода Fusarium. Материалом для исследований служили образцы растений яровой пшеницы ( Triticum L.), ячменя ( Hordeum L.) и овса ( Avena L.), которые в стадии колошения имели признаки поражения. Участки зараженной ткани (листья, корни) разрезали на фрагменты, стерилизовали и в асептических условиях раскладывали на поверхность 2 % картофельно-глюкозного агара в чашках Петри. По мере роста кусочки мицелия пересевали на новую питательную среду. В результате последовательных 2-3-кратных отсевов выделяли чистые культуры, которые просматривали под микроскопом. Для оценки однородности морфолого-культуральных признаков штаммов проводили рассев не менее чем 20 моноконидиальных культур гриба, которые получали методом высева серийных разведений суспензий спор. Патогенные и фитотоксичные свойства штаммов изучали при помощи биопробы на семенах пшеницы сорта Мироновская 808, восприимчивого ко всем видам возбудителей корневой гнили. В результате микологических исследований в чистую культуру были выделены 457 изолятов патогенных и сапрофитных грибов разных видов. Четкую специализацию видов в отношении разных культур зерновых не отмечали. В микологических пробах с корней пшеницы, ячменя и овса с наибольшей частотой встречались виды грибов из родов Fusarium ( F. heterosporum, F. sporotrichioides, F. oxysporum ) и Bipolaris ( В. sorokiniana ). Виды F. redolens, F. verticillioides, F. tricinctum обнаруживали с меньшей частотой. Наряду с патогенными видами грибов в чистую культуру было выделено большое количество изолятов, относящихся к сопутствующей микофлоре. Это сапрофитные виды Alternaria alternatа, Mortierella elongatа var. elongatа, Papulaspora appendicularis, Clonostachys rosea f. catenulatа, Acremonium strictum, Trichoderma hamatum и др. В результате моноспоровых отборов были получены 24 штамма грибов из родов Fusarium и Bipolaris, характеризующиеся стабильными морфолого-культуральными признаками. Для видов рода Fusarium ( F. heterosporum, F. sporotrichioides, F. oxysporum ) и Bipolaris установлен широкий круг хозяев. Характер проявления патогенных и фитотоксичных свойств у штаммов распространенных видов оказался неоднозначным, что свидетельствует об их сильной внутривидовой изменчивости по изучаемым признакам. Штаммы редко встречающихся видов грибов были токсичными для проростков тест-культуры, но оказались непатогенными, что объясняет их незначительную представленность в микобиоте корневых гнилей. Штаммы В. sorokiniana обладали высокой патогенностью и токсичностью для тест-растений.
Корневые гнили, изолят, морфолого-культу-ральные признаки, патогенность, токсичность
Короткий адрес: https://sciup.org/142133653
IDR: 142133653 | УДК: 633.1:632.4(470.345) | DOI: 10.15389/agrobiology.2016.1.119rus
Identification of root rot pathogens isolated on spring grain crops in Republic of Mordovia
The root rot caused by fungi of Fusarium and Bipolaris genera has damaged both winter and spring cereals. The specific rang of the disease agents is characteristic to certain ecological and geographical areas. Root Rot symptoms on wheat ( Triticum L.), rye ( Secale cereale L.), oats ( Avena L.) and barley ( Hordeum L.) plants are similar. The soil is the basic source of the infection. Also mass infection has been transferred by seeds in the years of abundant precipitations. Pathogenic properties of the root rot agents is due to their ability to develop hydrolytic enzymes and toxins, such as helminthosporol, helminthosporal, victoxin in B. sorokiniana strains, isomarticin, zearalenone, diacetoxyscirpenol, nivalenol in Fusarium spp., etc. The Fusarium and Bipolaris species are facultative parasites. In the paper the study of fungal species causing root rot and leaf spot of cereals in the Republic Mordovia territory, and also pathogenic properties of widespread and infrequent Fusarium spp. has been represented. Damaged plants of spring wheat, barley and oats (a total of 38 cultivars) in heading stage were sampled. The infected leaves and roots were cut into fragments, aseptically sterilized and placed in Petri dishes on 2 % potato-glucose agar. During growth, the mycelia slices were transferred on a new nutrient medium. As a result, the pure cultures were isolated and the morphology of their colonies were studied. For the evaluation of morphology uniformity of strains, we isolated not less than 20 single spore cultures of fungi using serial cultivations of spore suspensions. Pathogenic and toxic properties of Fusarium spp. and Bipolaris sp. strains were studied in biotest on seeds of susceptible wheat cultivar Mironovskaya 808. Finally, there were a total of 457 isolates of pathogenic and saprophytic fungi. No clear specialization of fungi species to cereals was shown. The several species of genera Fusarium ( F. heterosporum, F. sporotrichioides, F. oxysporum ) and Bipolaris ( В. sorokiniana ) prevailed on roots of wheat, barley and oat plants. Isolates of F. redolens, F. verticillioides, F. tricinctum were few. There were many accompanying saprophytic isolates allocated together with pathogenic fungi, such as Alternaria alternatа, Mortierella elongatа var. elongatа, Papulaspora appendicularis, Clonostachys rosea f. catenulatа, Acremonium strictum, Trichoderma hamatum, etc. As a result of monosporous selections, 24 strains of Fusarium spp. and Bipolaris sp. with stable morphology have been isolated. The wide rang of plant-hosts was found out for F. heterosporum, F. sporotrichioides, F. oxysporum and Bipolaris sorokiniana. The widespread species of fungi had various pathogenic and toxic properties, indicating their strong intraspecific variability. Rare fungal species possessed toxicity to test-plant seedlings, but were not pathogenic. This fact possibly explains their low frequency in the root rot mycobiota. В. sorokiniana strains were highly pathogenic and toxic to tests plants.
Список литературы Видовой состав возбудителей корневой гнили на яровых зерновых в Республике Мордовия
- Kistler H.C. Evolution of host specificity in Fusarium oxysporum. APS Press, St. Paul, Minnesota, 2001: 70-96.
- Windels C.E. Economic and social impacts of Fusarium head blight: Changing farms and rural communities in the Northern Great Plains. Phytopathology, 2000, 90: 17-21 ( ) DOI: 10.1094/PHYTO.2000.90.1.17
- Коваленко Е.Д., Киселева М.И., Соломатин Д.А. Оценка и отбор сортообразцов ячменя, устойчивых к возбудителям корневых гнилей. Агрохимия, 2002, 7: 67-74.
- Алехин В.Т. Перспективы улучшения фитосанитарного состояния агроценозов. Защита и карантин растений, 2006, 5: 7-10.
- Санин С.С., Назарова Л.Н. Фитосанитарная обстановка на посевах пшеницы в Российской Федерации (1991-2008 гг.). Защита и карантин растений, 2010, 2: 70-87.
- Чулкина В.И. Корневые гнили хлебных злаков в Сибири. Новосибирск, 1985.
- Kiseleva M.I., Kovalenko E.D. Barley Root Rot agents in different areas of Russia. APS/SON Joint Meeting (July 28-August 1, 2007, San Diego, USA). APS Meeting Abstracts. Phytophatology, 97(7): 57.
- Жемчужина Н.С., Киселева М.И., Абрамова С.Л., Макаров А.А. Новые поступления в Государственную коллекцию фитопатогенных микроорганизмов Всероссийского ВНИИ фитопатологии. Штаммы Fusarium spp. Защита и карантин растений, 2014, 1: 48-50.
- Киселева М.И., Жемчужина Н.С., Коваленко Е.Д., Дубовой В.П., Макаров А.А. Новые поступления в Государственную коллекцию фитопатогенных микроорганизмов Всероссийского ВНИИ фитопатологии. Штаммы Bipolaris sorokiniana. Защита и карантин растений, 2014, 1: 50-52.
- Wing N., Burgess L.W., Bryden W.L. Cultural degeneration in two Fusarium species and its effects on toxicity and cultural morphology. Mycological Research, 1995, 99: 615-620 ( ) DOI: 10.1016/S0953-7562(09)80721-1
- Парфенова Т.А., Алексеева Т.П. Токсическое влияние фильтрата культуральной жидкости грибов рода Fusarium на семена пшеницы. Микология и фитопатология, 1995, 29(1): 78-82.
- Mesterhazy A. Comparative analysis of artificial inoculation methods with Fusarium spp. on winter wheat varieties. Phytopath. Z., 1978, 93: 12-25.
- Левитин М.М., Тютерев С.Л. Грибные болезни зерновых культур. Защита и карантин растений, 2003, 11: 48.
- Shoemaker R.A. Nomenclature of Drechslera and Bipolaris, grass parasites segregated from Helminthosporium. Can. J. Bot., 1959, 37(5): 879-887 ( ) DOI: 10.1139/b59-073
- Watanabe T. Pictorial atlas of soil and seed fungi. Morphologies of cultured fungi and key to species. CRC Press, NY, 2010.
- Samokhina I.Ju., Kovalenko E.D., Srizhekozin Ju.A. Variability of Fusarium culmorum -agent of Head Blight. Annual Meeting of the Phytopathological Society. Quebec City, Canada, 2006: 102.
- Leslie J.F., Brett A. Summerell. The Fusarium laboratory manual. Blackwell Publishing, Ames Iowa, USA, 2006.
- Хасанов Б.А. Определитель грибов возбудителей «гельминтоспориозов» растений из родов Bipolaris, Drechslera и Exserohilum. Ташкент, 1992.
- Gargouri-Kammoun L., Gargouri S., Rezgui S., Bahri N., Hajlaoui M.R. Pathogenicity and aggressiveness of Fusarium and Microdochium on wheat seedlings under controlled conditions. Tunisian J. Plant Pathol., 2009, 4: 135-144.
- Дудка И.А. Методы экспериментальной микологии. Киев, 1982.
- Билай В.И. Микроорганизмы -возбудители болезней растений. Киев, 1988.
- Dugan F.M. The identification of fungi. All illustrated introduction with keys, glossary, and guide to literature. The American Phytopathological Society, St. Paul, Minnesota, USA, 2008.
- Gerlach W., Nirenberg H. The genus Fusarium -a pictorial atlas. Mitteilungen der Biologischen Bundesanstalt für Land-und Forstwirtschaft, 1982, 209: 1-406.
- Snyder W.C., Hansen H.N. Advantages of natural media and environments in the culture of fungi. Phytopathology, 1947, 37: 420-421.
- Simmons E.G. Alternaria. An identification manual. Utrecht, CBS, 2007.
