Размещено на http://www.allbest.ru/

СУБСТРАТНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ТОКСИЧНОСТИ КУЛЬТУРАЛЬНОГО ФИЛЬТРАТА И ПАТОГЕННОСТИ ГРИБОВ РОДА Fusarium, ПОРАЖАЮЩИХ РАСТЕНИЯ ПОДСОЛНЕЧНИКА

Т.С. АНТОНОВА,

Н.М. АРАСЛАНОВА, С.Л. САУКОВА

Оценивали патогенность изолятов Fusarium oxysporum var. orthoceras (App. et Wr.) Bilai и F. sporotrichiella var. sporotrichioides (Sherb.) Bilai при культивировании мицелия на разных субстратах, а также токсичность фильтрата культуральной жидкости грибов для растений подсолнечника сорта ВНИИМК 8883 и гибрида Кубанский 931.

Поражение растений подсолнечника грибами рода Fusarium получило широкое распространение в районах возделывания этой культуры с начала 90-х годов прошлого столетия. Это явление можно рассматривать как следствие неблагополучной экологической обстановки в агроценозах Российской Федерации в целом. Поражение семянок фузариозом в партиях семян также может служить одной из причин повсеместного распространения этого заболевания.

Если в 70-х годах XX века упоминалось лишь о случаях поражения корзинок подсолнечника грибами F. moniliforme Sheld., то в середине 90-х годов в Воронежской и Белгородской областях были идентифицированы еще четыре вида грибов (1, 2). В Краснодарском крае в последние четыре года из разных органов зараженных растений подсолнечника выделено более 12 видов Fusarium (3-6). гриб токсичность подсолнечник изолят

Среди грибов рода Fusarium, обнаруженных на растениях подсолнечника в Краснодарском крае, наиболее распространенным является F. oxysporum var. orthoceras (App. et Wr.) Bilai (среднепатогенный). Потенциальную опасность представляет также высокопатогенный вид F. sporotrichiella var. sporotrichioides (Sherb.) Bilai, токсичный как для животных, так и для человека.

При оценке селекционного материала на устойчивость одним из необходимых условий является получение инокулюма или создание достаточно жесткого инфекционного фона на основе изолятов высокопатогенных возбудителей. При создании грунтовых инфекционных фонов для увеличения биомассы гриба используют субстраты, отвечающие целому ряду требований: доступность, удобство в эксплуатации, экономичность и сохранность необходимых свойств возбудителя.

В связи с этим в задачу нашей работы входила оценка токсичности выделений грибов видов F. oxysporum var. orthoceras и F. sporotrichiella var. sporotrichioides после культивирования на субстратах из разных частей растений подсолнечника, а также патогенности инокулюма после 5 мес хранения с целью создания инфекционного фона.

Методика. При моделировании экспериментальных хозяино-паразитных систем для определения вредоносности заболевания и разработки методики тестирования селекционного материала на устойчивость к фузариозу мы использовали наиболее патогенные изоляты грибов F. sporotrichiella var. sporotrichioides и F. oxysporum var. orthoceras, выделенные из зараженных растений подсолнечника.

Грибы выращивали на следующих стерильных субстратах: семянки, лузга и фрагменты сухих стеблей подсолнечника. В колбы на 500 мл помещали по 100 г субстрата, добавляли по 10 мл воды и стерилизовали в автоклаве в течение 30 мин. Для заражения субстратов использовали наиболее патогенные штаммы 2-недельных моноспоровых культур гриба каждого вида, выращенных на агаризованном сусле.

Мицелий выращивали в течение 14 сут при естественном освещении, нормальном фотопериоде и температуре 20-24 ^оС. Одинаковое количество мицелия переносили с каждого субстрата на жидкую среду Чапека объемом 200 мл и культивировали в течение 2 нед, затем жидкость фильтровали и помещали в нее на 24 ч семена подсолнечника сорта ВНИИМК 8883 и гибрида Кубанский 931. Оставшийся после фильтрации мицелий гриба высушивали до абсолютно сухой массы и взвешивали на аналитических весах (за вычетом массы фильтра). По восьми повторностям масса мицелия, выращенного на семянках, лузге и фрагментах стеблей подсолнечника составляла соответственно 3,8250,023; 3,7920,018 и 3,8390,027 г, что позволило оценивать объединенные культуральные фильтраты по каждому варианту.

Набухшие в культуральной жидкости семена заворачивали в рулоны смоченной водой фильтровальной бумаги и проращивали при температуре 22-25 ^оС в течение 5 сут. Измеряли длину главного корня проростков (n = 50 по каждому сортообразцу); повторность 4-кратная. В контроле семена замачивали в чистой среде Чапека.

Зараженные субстраты хранили в течение 5 мес при тех же условиях. Через каждые 2 нед грибы высевали с субстратов на агаризованное сусло в чашки Петри. Патогенность грибов определяли по ранее разработанной методике: кончики корней 2-суточных проростков подсолнечника сорта ВНИИМК 8883 помещали непосредственно в колонии грибов с помощью перфорированных крышек чашек Петри (7).

Грибы первого посева переносили на сусло-агар через каждые 2 нед; десятый пересев с сусло-агаризованной среды осуществляли на жидкую среду Чапека и через 2 нед вновь определяли токсичность культурального фильтрата по степени угнетения роста корней проростков.

Результаты. Длина корней проростков подсолнечника сорта ВНИИМК 8883 после обработки семян фильтратами F. sporotrichiella var. sporotrichioides была существенно ниже, чем в контроле. Однако фильтрат гриба, выращенного на семянках, наиболее существенно подавлял рост корней (табл. 1). Разница по токсичности фильтратов с двух других субстратов была недостоверной. Через десять пассажей в течение 5 мес сохранялась такая же зависимость, причем токсичность всех фильтратов заметно снижалась, но существенная разность по сравнению с контролем сохранялась.

По гибриду Кубанский 931 получены аналогичные данные, с той лишь разницей, что через десять пассажей фильтраты грибов, выросших на лузге и фрагментах стеблей, не оказывали заметного влияния на длину корней. Фильтрат гриба, культивируемого на семянках, существенно угнетал рост корней, хотя и в 2 раза слабее, чем в первом пассаже; это, вероятно, обусловлено меньшей чувствительностью растений гибрида к выделениям гриба.

Культуральный фильтрат F. oxysporum var. orthoceras, выращенного на семянках, также обладал большей токсичностью по сравнению с фильтратами с двух других субстратов, которые оказывали одинаковое воздействие на рост корней проростков подсолнечника сорта ВНИИМК 8883. К десятому пересеву все фильтраты утрачивали токсичность, а фильтрат с семянок оказывал существенное стимулирующее влияние на рост корней (см. табл. 1).

1. Длина корней проростков различных сортообразцов подсолнечника в зависимости от субстрата культивирования грибов рода Fusarium (см)

Корни проростков гибрида Кубанский 931 так же, как и в случае с более патогенным видом гриба, были менее чувствительны. Однако в первом пассаже фильтрат гриба, выращенного на семянках подсолнечника, в большей степени угнетал рост корней, чем фильтраты с других субстратов. После десятого пересева фильтраты культуральной жидкости со всех субстратов не оказывали действия на развитие корней.

Итак, токсичность культурального фильтрата грибов обоих видов для разных генотипов растений-хозяев была более высокой, если их изначально культивировали на семянках подсолнечника, которые в отличие от двух других субстратов характеризуются наличием запасных белков. В то же время известно, что грибы рода Fusarium на белковом субстрате могут секретировать внеклеточные протеазы, которые катализируют гидролитическое расщепление белков (8). Возможно, что для активации синтеза токсических веществ у грибов требуются продукты гидролиза белков. Фрагменты стеблей содержат значительно больше питательных веществ по сравнению с лузгой, однако существенной разницы между ними по токсичности фильтратов не наблюдалось.

Показано, что токсичность фильтрата F. sporotrichiella var. sporotrichioides после однократного культивирования в течение 2 нед на семянках была существенно выше, чем при использовании других субстратов в последующих пересевах (в течение 5 мес) на сусло-агаризованную питательную среду (даже для гибрида подсолнечника Кубанский 931). Это свидетельствует о том, что более высокая токсичность выделений имеет наследственную основу. Возможно, использованный нами изолят F. sporotrichiella var. sporotrichioides более специализирован к питанию на растениях подсолнечника, а именно, к веществам, содержащимся в семянках. Это согласуется с данными по высокой частоте встречаемости (30 %) грибов этого вида именно на корзинках растений подсолнечника в отдельные годы последнего десятилетия прошлого века (9).

В то же время широко распространенный вид F. oxysporum var. orthoceras, по-видимому, менее требователен к субстрату. Однако и в этом случае прослеживалась субстратная зависимость. В целом результаты наших исследований согласуются с известным положением об избирательности паразитирования грибов рода Fusarium на конкретных культурах.

Патогенность грибов обоих видов через 1,5 мес хранения инокулюма была существенно выше при использовании в качестве субстрата семянок; через 5,5 мес эта разница сохранялась (табл. 2).

2. Патогенность для проростков подсолнечника сорта ВНИИМК 8883 инокулюма грибов рода Fusarium в зависимости от субстрата и срока хранения культуры (%)

Патогенность грибов обоих видов при хранении инокулюмов снижалась практически в одинаковой степени. Однако патогенность инокулюма F. sporotrichiella var. sporotrichioides к концу 5 мес была достаточно высокой при культивировании на обоих субстратах, а F. oxysporum var. orthoceras -- снижалась до минимума (практически утрачивалась способность заражать проростки) при культивировании на лузге. Следовательно, чем выше токсичность фильтрата, тем сильнее выражена патогенность грибов обоих видов.

Таким образом, при создании инфекционного фона на основе изолятов грибов видов F. oxysporum var. orthoceras и F. sporotrichiella var. sporotrichioides предпочтительно использовать в качестве субстрата для культивирования семянки подсолнечника. При этом сохраняются более высокие токсичность и патогенность рассматриваемых видов грибов.

Литература

1. Б и л а й В.И. Фузарии. Киев, 1977.

2. Я к у т к и н В.И. Фузариоз подсолнечника и проблема фитосанитарного мониторинга заболевания в России. В сб.: Защита растений в условиях реформирования агропромышленного комплекса: экономика, эффективность, защита. Тез. докл. СПб, 1995: 108-109.

3. М а с л и е н к о Л.В., М у р а д о с и л о в а Н.В. Видовой состав Fusarium ssp. на подсолнечнике. Науч.-техн. бюл. ВНИИМК. Краснодар, 2000, 123: 25-31.

4. С а у к о в а С.Л. Виды грибов из рода Fusarium, встречающиеся на подсолнечнике, и поражение всходов при разных дозах инфекционной нагрузки. Науч.-техн. бюл. ВНИИМК. Краснодар, 2001, 124: 173-175.

5. А н т о н о в а Т.С., М а с л и е н к о Л.В., М у р а д о с и л о в а Н.В. и др. Грибы из рода Fusarium на подсолнечнике в Краснодарском крае и их патогенность. В сб.: Современная микология в России. Тез. докл. I съезда микологов. М., 2002: 171.

6. А н т о н о в а Т.С., А р а с л а н о в а Н.М., С а у к о в а С.Л. Распространение фузариоза подсолнечника в Краснодарском крае. Докл. РАСХН, 2002, 3: 6-8.

7. А н т о н о в а Т.С., С а у к о в а С.Л. Способ определения устойчивости подсолнечника к фузариозу. Пат. на изобретение № 2206981. Опубл. 27.06.2003.

8. Д у н а е в с к и й Я.Е., Б е л я к о в а Г.А., П а в л ю к о в а Е.Б. и др. Влияние условий культивирования на образование и секрецию протеаз грибами Alternaria alternata и Fusarium oxysporum. Микробиология, 1995, 64, 3: 327-330.

9. Б о р о д и н С.Г., К о т л я р о в а И.А., Т е р е щ е н к о Г.А. и др. Сухая гниль корзинок подсолнечника в Краснодарском крае и меры борьбы с ней. Сб. докл. II Междунар. конф. молодых ученых и специалистов «Актуальные вопросы селекции, технологии и переработки масличных культур» (1-2 марта 2003 года). Краснодар, 2003: 144-149.

Annotation

SUBSTRATE DEPENDENCE OF TOXICITY OF CULTURE FILTRATE AND PATHOGENICITY OF FUNGI FROM Fusarium INFECTED SUNFLOWERS PLANTS

T.S. Antonova, N.M. Araslanova, S.L. Saukova

The authors have estimated the pathogenicity of isolates in Fusarium oxysporum var. orthoceras (App. et Wr.) Bilai and F. sporotrichiella var. sporotrichioides (Sherb.) Bilai during cultivation their mycelium on different substrates and also estimated toxicity of cultural filtrates of fungi pathogenic for sunflower plants of the VNIIMK 8883 variety and the Kubanskii 931hybrid. It was shown that during the creation of infectious background on the basis of fungi isolates in F. oxysporum var. orthoceras and F. sporotrichiella var. sporotrichioides preferably to use the sunflower seeds as cultivation substrate. At that more high toxicity and pathogenicity in studied fungi species are retained.

Размещено на Allbest.ru