Біотичний зв‘язок фітопатогенних бактерій з корисною та шкідливою ентомофауною грушевих насаджень

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

УДК 582.28+632:634.4

БІОТИЧНИЙ ЗВ`ЯЗОК ФІТОПАТОГЕННИХ БАКТЕРІЙ З КОРИСНОЮ ТА ШКІДЛИВОЮ ЕНТОМОФАУНОЮ ГРУШЕВИХ НАСАДЖЕНЬ

06.01.11 - фітопатологія

AВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата

біологічних наук

Симочко Віталій Вікторович

КИІВ - 2002



Дисертацією є рукопис

Дисертаційна робота виконана в відділі карантину рослин Інституту захисту рослин Української академії аграрних наук.

Науковий керівник - заслужений діяч науки і техніки України, доктор біологічних наук, професор, Гвоздяк Ростислав Ілліч, Інститут мікробіології та вірусології НАН України, завідувач відділом фітопатогенних бактерій

Офіційні опоненти: заслужений діяч науки техніки України, доктор біологічних наук, професор, академік УААН, Пересипкін Володимир Федорович, Національний аграрний університет, професор кафедри фітопатології

кандидат біологічних наук, Таранухо Микола Павлович, Інститут садівництва УААН, старший науковий співробітни лабораторії оздоровлення садивного матеріалу відділу фізіології та біотехнологічних досліджень

Провідна установа: Уманська державна аграрна академія Міністерства аграрної політики України, кафедра захисту рослин, м. Умань.

Захист відбудеться „30”травня 2002 року о 10 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.02 в Національному аграрному університеті за адресою: 03041, м.Київ-41, вул. Героїв Оборони, 15, навчальний корпус №3, аудиторія 65.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 03041, м.Київ-41, вул. Героїв Оборони, 11, навчальний корпус №10.

Автореферат розісланий „22” квітня 2002 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Менджул В.І.



Симочко В.В. Біотичний зв`язок фітопатогенних бактерій з корисною та шкідливою ентомофауною грушевих насаджень. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук із спеціальності 06.01.11 - фітопатологія. Національний аграрний університет, Київ, 2002.

Дисертація присвячена вивченню біотичних зв`язків між збудниками бактеріозів груші та комахами грушевих насаджень, з метою встановлення можливих переносників і резерваторів фітопатогенних бактерій. Встановлено, що 7 видів комах-шкідників можуть бути носіями збудника некрозу кори плодових в природі. Резерватором збудника бактеріального опіку плодових в природі виступає грушева плодова галиця. Лабораторними дослідженнями показано, що Hyphanthria cunea Drury є механічним переносником Pseudomonas syringae pv. syringaе van Hall лише в період живлення гусениць інфікованим матеріалом. Листовійки груші можуть бути резерваторами Erwinia amylovora (Burrill) Winslow et al. протягом онтогенезу від гусениці до імаго. Відмічена передача фітопатогенних бактерій по трофічних ланцюгах „Уражені рослини>комахи-фітофаги>комахи-ентомофаги”. Встановлено, що збудник бактеріального опіку викликає смертність личинок грушевої листоблішки. Вивчено морфологічні, культуральні, фізіолого-біохімічні, серологічні властивості досліджуваних ізолятів. Встановлено, що фітопатогенні штами бактерій, виділені з комах, не втрачають своєї агресивності та патогенності для рослин, на яких вони викликають захворювання.

Ключові слова: біотичний зв`язок, фітопатогенні бактерії, бактеріальний опік, некроз кори, онтогенез, комахи-фітофаги, комахи-ентомофаги, агресивність, патогенність.



Симочко В.В. Биотическая связь фитопатогенных бактерий с полезной и вредной энтомофауной грушевых насаждений. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 06.01.11 - фитопатология. Национальный аграрный университет, Киев, 2002.

Диссертация посвящена изучению биотических связей между возбудителями бактериозов груши и насекомыми грушевых насаждений, с целью установления вероятных переносчиков и резерваторов фитопатогенных бактерий.

Установлено, что постоянными опылителями грушевых деревьев являются Apis melifera L., Bombus terestris L., Eristalis tenax L., Musca domestica L. Также в период цветения садов встречаются Bombus lapidarius L., Odagmia ornatа L., Chrisotoxum sp. Насекомые энтомофаги представлены Adalia bipunctata L., Coccinella septempunctata L., Syrphus ribesii L.

Основными насекомыми-вредителями груши в Черновицкой области являются 11 видов фитофагов, основные из них: Соntarinia pyrivora Riley, Psylla pyri L., Aphis pomi Deg. и некоторые представители листоверток (Tortricidae). В Закарпатской области в грушевых садах зафиксировано 16 видов насекомых-вредителей, наиболее встречаемые из них: Anthonomus pyri Koll., А. pomorum L., Psylla pyri L., Aphis pomi Deg., Dysaphis reaumuri Mordv., Stephanitis pyri F., Cоntarinia pyrivora Riley, Hyphanthria cunea Drury и листовертки (Tortricidae).

Бактериологический анализ насекомых показал, что в природе 7 видов вредителей (Anthonomus pyri, Stephanitis pyri, Psylla pyri, Dysaphis reaumuri, Hyphanthria cunea, Laspeyresia pomonella L., Laspeyresia pyrivora Danil.) являются носителями возбудителя некроза коры плодовых. В Черновицкой области только один вид фитофагов (Cоntarinia pyrivora) был носителем возбудителя бактериального ожога. Установлено, что Erwinia amylovora (Burrill) Winslow et al. сохраняется в живых личинках галицы до 15 дней, а в мертвых - до 10 дней.

Лабораторные исследования показали, что американская белая бабочка может быть механическим переносчиком Pseudomonas syringae pv. syringaе van Hall в период питания гусениц инфицированным кормом. На стадии куколки возбудитель не выживает.

Определено, что в процессе онтогенеза от стадии гусеницы до имаго, листовертки являются резерваторами Erwinia amylovora. Возбудители бактериозов груши передаются по трофическим цепям „Пораженные растения>насекомые-фитофаги>насекомые-энтомофаги”. При этом 100% вредителей (Aphis pomi), которые питались зараженными растениями, были носителями как Erwinia amylovora, так и Pseudomonas syringae pv. syringaе. После поедания фитофагов, из 40% энтомофагов (Coccinella septempunctata) выделены возбудители бактериального ожога и некроза коры плодовых.

Отмечена способность Erwinia amylovora вызывать смертность личинок Psylla pyri. На 12-й день в опыте вымирало 100% насекомых, при том, что в контроле в это же время смертность листоблошек была около 31%. Также некоторое влияние на гибель личинок Psylla pyri оказывал и Pseudomonas syringae pv. syringaе (44% на 12-й день).

Изучены морфологические, культуральные, физиолого-биохимические и серологические свойства выделенных из насекомых штаммов фитопатогенных бактерий, которые идентичны коллекционным штаммам. Установлено, что изоляты Erwinia amylovora и Pseudomonas syringae pv. syringaе, которые выделены из различных насекомых, обладали высокой степенью агрессивности и патогенности для растений-хазяев.

Ключевые слова: биотическая связь, фитопатогенные бактерии, бактериальный ожог, некроз коры, онтогенез, насекомые-фитофаги, насекомые-энтомофаги, агрессивность, патогенность.



Symochko V.V. The biotic communication of phytopathogenic bacteria with useful and harmful entomofaunous of pears plantings. - Manuscript.

The dissertation on competition of a scientific degree of the candidate of biological sciences on a specialty 06.01.11 - phytopathology. National agrarian university, Kуiv, 2002. бактеріоз груша біотичний фітопатогенний

The dissertation is devoted to study of biotic communications between activators of bacteriosis of a pear and insects of pears plantings, with the purpose of an establishment of probable carriers and reservations of phytopathogenic bacteria. It is established, that 7 kinds of the insects - wreckers can be carriers of the activator necrosis cortex of fruiters in a nature. Reservation of the activator bacteriological burn fruiters in a nature is Contarinia pyrivora Riley. To laboratory researches is proved, that Hyphanthria cunea Drury is a mechanical carrier Pseudomonas syringae pv. syringaе van Hall only in the period, when caterpillar eat contamination a material. Tortricid of a pear can be reservations Erwinia amylovora (Burrill) Winslow et al. in process ontogeny from a stage caterpillar up to imago. The transfer phytopathogenic of bacteria on trophic to circuits “the struck plants>insects-phytophags> insects-entomophags ” is investigated. It is established, that the activator fire blight causes deaf matures Psylla pyri L. Are investigated morphological, cultural, physiology-biochemical and serological of property investigated isolates. It is established, that phytopathogenic strains of bacteria allocated from insects do not lose the aggression and pathogens for the plants - owners.

Key words: biotic communication (connection), phytopathogenic of bacteries, fire blight, necrosis of cortex, ontogeny, insects-phytophags, insects-entomophags, aggression, pathogenicity.



ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Грушеві насадження розміщені на 50,8 тис. га, що становить 6,7% від усіх плодових та ягідних культур, з яких 10,3 тис. га (20,3%) в громадському секторі, 40,5 тис. га (79,7%) - в приватному (Атлас персп. сортів..., 1999; Мишкова, 1999).

Для садових насаджень велику небезпеку представляють бактеріози. Для яблуні та груші найбільш небезпечними є Erwinia amylovora (Burrill) Winslow et al - збудник бактеріального опіку плодових і Pseudomonas syringae pv. syringae van Hall - збудник бактеріального некрозу кори плодових. В Україні збудник бактеріального опіку виявлений в 1998 році у Чернівецькій області і являється об`єктом зовнішнього карантину (Мовчан та інші, 2000). Ураження культур бактеріозами вимагає встановлення достовірної етіології збудника, а також детального розгляду місць накопичення та можливих шляхів поширення інфекції. Комахи, особливо запилювачі та шкідники, відіграють одну з найважливіших ролей у перенесенні фітопатогенних бактерій, оскільки вони в процесі живлення знаходяться у безпосередньому контакті з інфікованими та здоровими деревами (Leach, 1940). Важливість даної проблеми і обумовила вибір теми дисертаційної роботи.

Зв`язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана в рамках робочої програми лабораторії карантину рослин Інституту захисту рослин УААН по завданню 06. - “Вдосконалити методи виявлення карантинних шкідників, хвороб та бур`янів, систему спостережень за ними, способи локалізації та знищення” (номер державної реєстрації 01970012340).

Мета і завдання досліджень. Метою роботи є дослідити можливі біотичні зв`язки фітопатогенних бактерій з комахами грушевих насаджень в Україні.

З встановленої мети випливають наступні завдання:

-встановити видовий склад корисної ентомофауни та комах-фітофагів грушевих садів;

-провести мікробіологічний аналіз відловлених комах для виявлення фітопатогенних бактерій;

-вивчити в лабораторних умовах здатність комах накопичувати та переносити збудників бактеріозів груші;

-дослідити ентомопатогенну дію збудників бактеріозів груші для комах-шкідників грушевих насаджень;

-дослідити морфологічні, культуральні, фізіологічні, біохімічні та серологічні властивості виділених фітопатогенних ізолятів, необхідних для їх ідентифікації.

Об`єкт дослідження. Бактеріальні хвороби груші.

Предмет дослідження. Фітопатогенні бактерії, ентомофауна грушевих насаджень.

Методи дослідження. Встановлення видового складу комах. Бактеріологічний аналіз комах на різних поживних та селективних середовищах. Встановлення фітопатогенних властивостей бактерій. Вивчення морфологічних ознак з використанням світлової та електронної мікроскопії. Відношення ізолятів до різних джерел живлення. Серологічні методи.

Наукова новизна отриманих результатів. Вперше в Україні проведено бактеріологічний аналіз корисної ентомофауни та комах-фітофагів грушевих садів для виявлення в них фітопатогенних бактерій. Встановлено, що вивчена корисна ентомофауна не являється екологічною нішою для P. syringae pv. syringae та E. amylovora в умовах України. Виявлено, що 7 видів комах-фітофагів грушевих насаджень Закарпатської області можуть бути імовірними переносниками збудника некрозу кори плодових, оскільки були носіями P. syringae pv. syringae. Вперше в Україні з комах-фітофагів, а саме Contarinia pyrivora Riley, ізольовано збудника бактеріального опіку плодових, який може зберігатися в внутрішніх органах живих личинок до 15 діб та до 10 діб - у відмерлих галицях.

В лабораторних умовах показано, що американський білий метелик може бути механічним переносником P. syringae pv. syringae на стадії гусені. Збудник бактеріального опіку плодових може зберігатися у листовійках протягом стадії гусениці, лялечки та імаго, тобто листовійки можуть вважатися біологічними переносниками E. amylovora. Показано, що збудники бактеріальних захворювань груші виявлені не лише у фітофагів, які живляться інфікованим матеріалом (яблунева попелиця), а також з ентомофагів, які поїдають цих комах-шкідників (сонечко семикрапкове), з 40% яких ізольовано збудників P. syringae pv. syringae та E. amylovora.

Вперше встановлено, що збудник бактеріального опіку плодових викликає смертність личинок грушевої листоблішки, при чому на 12-й день у досліді спостерігається повна загибель комах, тоді як у контролі - 31%.

Встановлено, що ізоляти фітопатогенних бактерій, які виділені з комах, не втрачають своєї агресивності і можуть викликати такі ж симптоми на рослинах, як і їх типові колекційні штами. Фітопатогенні бактерії, виділені з різних екологічних ніш не відрізняються патогенними, морфологічними, фізіолого-біохімічними властивостями та антигенним складом від типових колекційних штамів та описаних у визначниках бактерій.

Практичне значення одержаних результатів. Приведено список із 7 видів комах-фітофагів, що можуть бути механічними переносниками збудника некрозу кори плодових, а саме Anthonomus pyri, Stephanitis pyri, Psylla pyri, Dysaphis reaumuri, Hyphanthria cunea, Laspeyresia pomonella та L. pyrivora.

Оскільки листовійки можуть виступати біологічними переносниками збудника бактеріального опіку плодових (E. amylovora може зберігатися від стадії гусені до стадії імаго), то в плодових садах, де виникає небезпека занесення бактеріозу, необхідно проводити хімічні обприскування проти листовійок незалежно від їх чисельності (навіть коли вона менша, ніж поріг шкодочинності, що рівний 4 особини на дерево в середньому).

Результати досліджень можуть бути використані в системі карантинних заходів для локалізації і ліквідації вогнищ бактеріального опіку плодових, при читанні лекцій по фітопатології студентам вищих навчальних закладів, а також курсів з підвищення кваліфікації спеціалістів по захисту рослин.

Особистий внесок здобувача. Експериментальні дослідження, аналіз одержаних результатів та їх узагальнення виконані особисто дисертантом.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи викладені та обговорені на Республіканській ентомологічній конференції, присвяченій 50-й річниці заснування Українського ентомологічного товариства (Ніжин, 19-23 серпня 2000 року), на ІІ-му установчому з`їзді Українського мікробіологічного товариства (Чернігів, 11-14 вересня 2000 року), на міжнародному симпозіумі МОББ ВПРС: “Інтегрований захист плодових культур та винограду” (Ужгород, 25-30 вересня 2000 року). В цілому дисертація заслухана і обговорена на засіданні Відділу фітопатогенних бактерій Інституту мікробіології та вірусології НАНУ, на розширеному засіданні Відділу карантину рослин Інституту захисту рослин УААН, на засіданні Вченої ради Інституту захисту рослин УААН в 2001 році.

Публікації. По темі дисертації опубліковано 5 наукових праць.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота викладена на 148 сторінках машинописного тексту. Дисертація складається з вступу, загальної характеристики роботи, огляду літератури, опису матеріалів та методів досліджень, 4 розділів експериментальної частини, обговорення результатів, висновків та переліку посилань. В дисертації міститься 38 таблиць, 15 рисунків, з них 9 фотознімків. Перелік літературних джерел складається з 166 найменувань, в тому числі 104 іноземних.

Висловлюю щиру подяку колективу Закарпатського територіального відділу карантину рослин ІЗР УААН, особисто завідувачу к.б.н. Садляк А.М., колективу відділу фітопатогенних бактерій Інституту мікробіології та вірусології ім. Д.К. Заболотного, керівництву Укрголовдержкарантину к.с.-г.н. Мовчану О.М. та к.б.н. Устінову І.Д., працівникам Прикордонної державної фітосанітарної інспекції по Чернівецькій області за допомогу при виконанні наукових досліджень по темі дисертації.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

1. Огляд літератури

На підставі узагальнених джерел літератури висвітлено видовий склад корисної ентомофауни та комах-фітофагів грушевих насаджень, стан проблеми перенесення збудників бактеріозів рослин комахами в світі, відомості про ентомопатогенну дію фітопатогенних бактерій на комах-шкідників. Приведені дані про морфологічні, культуральні, біохімічні та серологічні властивості збудників некрозу кори та бактеріального опіку плодових.

2. Матеріали та методи досліджень

Дисертаційна робота виконувалась протягом 1999-2001 рр. Матеріалом досліджень були різні види корисної ентомофауни та комах-фітофагів грушевих насаджень, що були відібрані під час весняних, літніх та осінніх обстежень за період 1999 - 2001 років. Місцем відбору комах були сади Чернівецької (Придністровська науково-дослідна станція УААН) та Закарпатської (сад “Лужанка” Берегівського району, присадибні ділянки с.Чорнотисово Виноградівського району, присадибні ділянки околиць міста Ужгорода) областей. Мікробіологічний аналіз відібраних комах проводили на базі Закарпатського територіального відділу карантину рослин УААН. Ідентифікація виділених фітопатогенних бактерій проводилась у ЗТВ карантину рослин ІЗР УААН (м.Ужгород) та Інституті мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного (м.Київ).

Видовий склад комах встановлювали за В.П. Омелютою з співавторами (1986).

Бактеріологічний аналіз, вивчення патогенних, морфологічних, культуральних, фізіолого-біохімічних та серологічних властивостей проводили за К.И. Бельтюковою з співавторами (1967); З. Клементом з співавторами (1990).

В якості еталонів використовували типові колекційні штами Erwinia amylovora (Burrill 1882) Winslow et al LMG 2024 та Pseudomonas sуringae pv. syringae van Hall NCPPB 281, які отримані в відділі фітопатогенних бактерій Інституту мікробіології та вірусології НАН України ім.. Д.К. Заболотного.

3. Стан ураженості дерев груші бактеріозами та видовий склад ентомофауни

Стан ураження грушевих садів некрозом кори та бактеріальним опіком плодових на період досліджень. В 1999-2000 рр. розвиток бактеріозів в грушевих садах Придністровської дослідної станції Чернівецької області був слабким, що визначали несприятливі погодні умови. На період досліджень було проведено карантинні заходи по локалізації захворювання, в які ввійшло викорчовування найбільш сприйнятливих сортів з симптомами бактеріального опіку. Ознаки ураження на деревах візуально спостерігали лише в небагатьох випадках. Прояв бактеріального опіку в умовах Буковини відбувався приблизно в середині червня, коли дерева знаходяться у фазі часткового опадання зав`язі. Протягом вегетаційного періоду 1999-2000 рр. як і в випадку з бактеріальним опіком, зараження дерев Pseudomonas syringae pv. syringae було на низькому рівні, що також пояснюється несприятливими для розвитку бактеріозу погодними умовами.

В Берегівському районі Закарпатської області, за період 1999-2000 рр., майже 80% усіх дерев незалежно від сорту були з симптомами некрозу кори плодових. Дослідження у Виноградівському районі Закарпатської області проведено на присадибних ділянках околиць села Чорнотисово, які розміщені у 2-х кілометровій прикордонній зоні (Україна-Угорщина). Ураженість груші P. syringae pv. syringae складала близько 70%. Прояви некрозу кори плодових, на відміну від бактеріального опіку, спостерігалися протягом всього вегетаційного періоду, починаючи від прокидання дерев з зимового стану спокою і закінчуючи осіннім періодом (вересень-жовтень).

Корисна ентомофауна. Відлови корисної ентомофауни починали проводити в період квітня-травня. Сади знаходились у фазах рожевого бутону, початкового та пізнього цвітіння. На Придністровській дослідній станції Чернівецької області цвітіння грушевих насаджень проходить на 10-15 днів пізніше, ніж у Виноградівському та Берегівському районі Закарпатської області. В цей період корисну ентомофауну, здебільшого, представляють комахи-запилювачі. Найбільш широко розповсюдженими видами серед запилювачів були медоносна бджола (Apis melifera L.) та земляний джміль (Bombus terestris L.). В Чернівецькій області не менш чисельними в грушевих садах були кам`яний джміль (В. lapidarius L.) та одагмія прикрашена (Odagmia ornata L.). Дзюрчалку звичайну (Eristalis tenax L.) зустрічали в обох областях.

Супутниками процесу запилювання були всюдисущі хатні мухи (Musca domestica L.), а в Чернівецькій області у великій кількості відловлювали дзюрчалку-осу (Chrisotoxum sp.).

В період між пізнім цвітінням та опаданням зав`язі було відловлено декілька видів ентомофагів. Так в Чернівецькій області виявлено типовий ентомофаг, який живиться попелицями - сирф перев`язаний (Syrphus ribesii L.) (Diptera: Syrphidae), багаторазово відміченого в сачках. В обох досліджуваних областях були виявлені види ряду твердокрилих, найбільш чисельними з яких - сонечко двокрапкове та сонечко семикрапкове (Adalia bipunctata L. та Coccinella septempunctata L.) (Coleoptera: Coccinellidae).

Комахи-фітофаги груші. Видовий склад комах-шкідників вивчався у три періоди: весна (квітень-травень), літо (червень-липень) та літо-осінь (серпень-вересень).

В садах Чернівецької області грушу пошкоджують 11 видів комах-фітофагів, а в Закарпатській області - 16 видів шкідників,

Слід зазначити, що в садах Виноградівського та Берегівського районів Закарпатської області було виявлено два види комах-фітофагів, які є об`єктами карантину рослин України - американський білий метелик (Hyphanthria cunea Drury) та східна плодожерка (Grapholitha molesta Busck.). За період 1999-2000 рр. в Чернівецькій області основними фітофагами були 3 види, а саме грушева плодова галиця (Contarinia pyrivora Riley), грушева листоблішка (Psylla pyri L.), яблунева попелиця (Aphis pomi Deg.), та представники родини листовійок (Tortricidae). В Закарпатській області - 8 видів шкідників, це, зокрема, квіткоїд грушевий (Anthonomus pyri Koll.), квіткоїд яблуневий (А. pomorum L.), листоблішка грушева (Psylla pyri L.), попелиця яблунева (Aphis pomi Deg.), попелиця-листокрутка (Dysaphis reaumuri Mordv.), клоп грушевий (Stephanitis pyri F.), галиця грушева плодова (Contarinia pyrivora Riley), американський білий метелик (Hyphanthria cunea Drury) та види Tortricidae. Ця різниця пояснюється, насамперед, різними кліматичними умовами та неоднаковим санітарним станом грушевих насаджень. Зокрема, в Берегівському районі Закарпатської області грушеві дерева висаджені в 1967 році, за останні 6 років в саду с. Лужанка не проведено ніяких агротехнічних заходів (оранка міжрядь, весняна обрізка дерев тощо), тоді як в саду Придністровської дослідної станції агротехніка, в тій чи іншій мірі, дотримується.

4. Біотичний зв`язок бактерій Erwinia amylovora (Burrill) Winslow et al. та Pseudomonas syringae pv. syringae van Hall з комахами грушевих садів

Здатність корисної ентомофауни до перенесення збудників бактеріозів груші. Згідно наших досліджень фітопатогенних бактерій з комах-запилювачів, відловлених в садах Чернівецької та Закарпатської областей в період цвітіння дерев, виділено не було. Жодна із вивчених комах не була носієм бактерій P. syringae pv. syringae та E. amylovora ні на покривах тіла, ні у внутрішніх органах. Натомість з поверхні тіла майже усіх запилювачів та з внутрішніх органів деяких з них були ізольовані жовтопігментні бактерії Pantoea agglomerans, які, в свою чергу, деякими авторами розглядаються як антагоністи до збудників некрозу кори та бактеріального опіку плодових (Томпсон С. та інші, 1992; Лукач М., 2001). Саме цей факт, на нашу думку, є одним із пояснень відсутності фітопатогенних бактерій при мікробіологічних аналізах комах-запилювачів. Також поясненням є слабкий розвиток захворювань у ці роки та відсутність прояву бактеріального опіку в період цвітіння грушевих насаджень в Чернівецькій області.

Комахи-фітофаги - імовірні переносники збудників бактеріозів груші в природі. Нами вперше в Україні було проведено бактеріологічний аналіз комах-фітофагів груші для виявлення серед них імовірних переносників бактерій P. syringae pv. syringae та E. amylovora. Проаналізовано 11 видів шкідників, відловлених в грушевих насадженнях Придністровської дослідної станції Чернівецької області та 16 видів комах-фітофагів, виявлених в Виноградівському та Берегівському районах Закарпатської області. Нами встановлено, що комахи-шкідники, виявлені в Чернівецькій області не були носіями збудника некрозу кори плодових, що пояснюється слабким розвитком бактеріозів в роки досліджень. В Чернівецькій області лише один вид фітофагів, а саме личинки грушевої плодової галиці, були резерваторами E. amylovora (табл. 1.). Те, що пагонен був ізольований лише з одного виду комах, обумовлено, насамперед, вирубкою та викорчовуванням найбільш уражених збудником бактеріального опіку садових ділянок та несприятливими для розвитку захворювання погодними умовами.

В лабораторних умовах, в спеціально поставлених дослідах, встановлено динаміку виживання збудника бактеріального опіку плодових в комахах. Вперше показано, що E. amylovora здатна виживати до 15 діб в личинках Cоntarinia pyrivora. З кожною добою спостерігали зменшення кількості інфікованих личинок. Якщо на 5 добу носіями збудника були 100% досліджених комах, то на 15 добу резерваторами E. amylovora являлися 40% личинок. Отже, хоч галиця і не є біологічним переносником E. amylovora, проте досить тривалий період може бути носієм патогена.

Із 16 видів комах-фітофагів, відловлених в Закарпатській області, 7 видів були резерваторами збудника некрозу кори плодових. Всі штами P. syringae pv. syringae були ізольовані із внутрішніх органів комах.

З поверхні деяких фітофагів виділені Pantoea agglomerans, що, як і в випадку з комахами запилювачами, імовірно стало причиною відсутності фітопатогенних бактерій на покривах тіла.

Отримані нами результати є першим, більш широким повідомленням в Україні про небезпеку поширення комахами збудників бактеріальних захворювань груші в природі.

Встановлення імовірних переносників збудників бактеріозів груші при штучній інокуляції комах бактеріями. Лабораторні дослідження свідчать, що американський білий метелик не є резерватором збудника некрозу плодових, а, отже, і не може бути біологічним переносником бактерій P. syringae pv.syringae. Проте на стадії гусениці, при живленні інфікованим кормом, збудник реізолізується з внутрішніх органів комах та їх екскрементів, при чому незалежно від використання для штучної інокуляції пагонів різних концентрацій бактеріальної суспензії (10⁵, 10⁶, 10⁷ клітин в 1 мл). Це свідчить про можливість Hyphanthria cunea бути механічним переносником збудника некрозу плодових лише в період поїдання гусеницями листя, зараженого P. syringae pv.syringae.

Дослідження листовійок, які живились штучно інфікованими пагонами груші в лабораторних умовах, показали, що шкідники з гризучим типом ротового апарату небезпечні для грушевого саду не лише як фітофаги, а також як біологічні переносники збудника бактеріального опіку плодових. Доказано збереження бактерій E. amylovora в комахах від стадії гусениці до стадії імаго.

Після контакту з інфікованими пагонами поверхня 10% гусениць була інфікована патогеном, у 100% особин виявлено E. amylovora у внутрішніх органах та у 100% проаналізованих проб екскрементів ізольовано збудника бактеріального опіку плодових.

На стадії лялечки 50% досліджених комах були резерваторами E. amylovora. На стадії імаго цей показник досягав 20%. Результати цього досліду показують, що біологічними переносниками можуть бути не лише комахи з колючо-сисним типом ротового апарату, як вважають багато зарубіжних вчених, а також листогризучі шкідники.

Бактерії P. syringae pv. syringae та E. аmylovora можуть зберігатися у внутрішніх органах яблуневої попелиці (Aphis pomi Deg.) та семикрапкового сонечка (Coccinella septempunctata L.), яка поїдала інфікованих патогеном личинок попелиць. На 5 добу після живлення Aphis pomi на уражених збудниками некрозу кори та бактеріального опіку плодових 100% досліджуваних личинок попелиць містили P. syringae pv. syringae та E. аmylovora. Про те, що попелиці можуть бути носіями збудника некрозу кори плодових наукових повідомлень не знайдено. Натомість багато вчених констатують, що попелиці є одними з основних переносників і резерваторів збудника бактеріального опіку плодових (Воронкова, 1975). На 5 добу після припинення живлення інфікованими патогеном личинками попелиць, із 40% досліджуваних сонечок було ізольовано P. syringae pv. syringae та E. аmylovora. Отже ентомофаги не лише приносять користь, виступаючи біологічними регуляторами кількості личинок попелиць, а також відносяться до імовірних розповсюджувачів збудників бактеріальних захворювань плодових і, таким чином, представляють певну небезпеку для плодових насаджень.

Ентомопатогенні властивості Erwinia amylovora (Burrill) Winslow et al. та Pseudomonas syringae pv. syringae van Hall. Досліджена ентомопатогенна дія типових штамів P. syringae pv. syringae 8499 та E. аmylovora 2024 для трьох видів фітофагів груші - грушеву листоблішку, яблуневу попелицю та американського білого метелика. Збудники бактеріозів груші не викликають смертності Aphis pomi та Hyphanthria cunea. Лише при дослідженні ентомопатогенних властивостей збудника некрозу кори плодових для личинок грушевої листоблішки на 12 день обліку в досліді відмерло на 12,25% особин більше, ніж у контролі (43,75% та 31% відповідно при НІР05 - 5,1). Збудник бактеріального опіку плодових здатний викликати повне відмирання личинок грушевої листоблішки на 12 добу від початку досліду (рис. 1.). Наведені вище результати досліджень можна використовувати в сферах прогнозування та розробки заходів захисту садів. При виявленні бактеріального опіку плодових та листоблішок в саду потрібно сконцентруватись на боротьбу з опіком, а кількість листоблішок, при цьому, зменшиться під впливом E. amylovora.

5. Властивості ізолятів Erwinia amylovora (Burrill) Winslow et al.

Патогенні властивості ізолятів Erwinia amylovora (Burrill) Winslow et al. Перевірку патогенності досліджуваних ізолятів, виділених з комах, проводили на пагонах та незрілих плодах двох сортів груші - Парижанка та Конференція. При інокуляції 2-3-х річних тканин пагонів сортів Парижанка та Конференція на 3-4 добу у місці введення суспензії досліджуваних бактерій спостерігали невеликий некроз тканини. З часом некроз збільшувався, досягаючи в розмірах, в окремих випадках, 2,5-3 см. Пізніше уражена тканина просочувалась вологою, набрякала, в результаті чого виділялись молочно-білі краплини ексудату. Якщо у всіх досліджуваних групах ізолятів ексудат виділявся на 5 добу, то при дослідженнях свіжовиділених штамів, ізольованих з грушевої галиці його виділення спостерігали на 6-7 добу і в меншій кількості, ніж у реізолятів типового штаму 2024. На 10-12 добу спостерігали типовий симптом бактеріального опіку плодових, коли верхівка пагону чорніла і згиналася у вигляді “гачка”, а листки чорніли. Досліджувані ізоляти фітопатогенних бактерій проявляли високу агресивність до обох сортів груші.

На сорті Парижанка розвиток захворювання був рівним 4 балам (на 14 добу). Виключення становлять свіжовиділені ізоляти з личинок Cоntarinia pyrivora, розвиток хвороби при яких становив 3 бали. Дещо в меншій мірі були уражені гілки сорту Конференція. Трибальне ураження сорту проявили реізоляти, що виділені з листовійок та листоблішок, а штами з галиці та два штами з семикрапкової корівки (1979, 2035) викликали ураження пагонів груші на 2 бали.

Інокуляцію зелених плодів груші проводили за методом Уайта. У більшості досліджуваних ізолятів на 2 добу некрози з`являлися не лише у місці введення бактерій на плодах. Почорніння плоду спостерігалося і на відстані близько 0,5-0,8 см від місця інокуляції. Бактеріальний ексудат виділявся на 2-3 добу і був спочатку майже прозорим, а потім набував характерного молочно-білого кольору. На плодах груші також спостерігалась висока агресивність ізолятів, особливо ізолятів шт. 2024, що використовувався у дослідах з листоблішками та листовійками.

Морфологічні та культуральні властивості ізолятів Erwinia amylovora (Burrill) Winslow et al. E. amylovora представляли собою короткі палички з заокругленими кінцями та перитрихальним розміщенням джгутиків, грам негативні, факультативні анаероби, не утворювали спор та капсул. При культивуванні ізолятів E. amylovora на селективному середовищі D₃ на 3 добу спостерігались колонії з припіднятою ущільненою центральною частиною червоно-рожевого кольору, які змінювали забарвлення середовища з блакитно-зеленого до яскраво-жовтого.

Фізіологічні та біохімічні властивості бактерій Erwinia amylovora (Burrill) Winslow et al. Виділені з комах ізоляти бактерій E. amylovora не відрізнялися своїми фізіолого-біохімічними властивостями від колекційних штамів. Штами проявляли каталазну активність, були оксидазонегативними та не проявляли пектолітичних властивостей. Розріджували желатину, пептонізували молоко, засвоювали з утворенням кислоти глюкозу аеробно та анаеробно, сахарозу, інозитол, манітол, сорбітол.

Серологічні властивості виділених ізолятів збудника бактеріального опіку плодових. Результати реакції аглютинації вказують на серологічну спорідненість свіжовиділених із комах ізолятів з типовим штамом E. amylovora 2024.

Виділені з комах ізоляти збудника бактеріального опіку плодових проявили високу серологічну активність, реакція аглютинації бактерій зі специфічною сироваткою відбувалась до титру 1:51200.

6. Властивості виділених ізолятів Pseudomonas syringae pv. syringae van Hall

Патогенні властивості збудника некрозу кори плодових. Ізоляти P. syringae pv.syringae на пагонах груші викликали аналогічні симптоми з колекційними штамами. Незначні некрози кори навколо місць уколів було виявлено на 6-7 добу. Спостерігали невеликі водянисті “міхурці”, що характерні для некрозу кори плодових. До 14 доби некротичні плями на стеблі досягали 2,5-3 мм, 50% листків почорніли. На 20-21 добу у більшості випадків спостерігали повне відмирання пагонів.

Усі ізоляти утворювали на незрілих плодах груші круглі темні некрози сухої гнилі, розмір яких залежав від доби обліку дослідів. На 1-2 добу некротичні плями сягали 5 мм, а на 3-4 день - займали близько 1/3 поверхні плоду. Свіжовиділені з комах ізоляти на плодах груші були менш агресивними ніж типовий штам 281 (табл. 8). Поверхня плодів сорту Парижанка була уражена на 1/2, а сорту Конференція - на 1/3.

Некротичні плями, що охоплювали 1/2 поверхні плодів обох сортів груші, викликали реізоляти типового шт. 8499. До загибелі плоду привела інокуляція реізолятами P.syringae pv.syringae 281 з гусениць американського білого метелика. Виділення ексудату, який є характерною ознакою для штамів E. amylovora, в жодному випадку не спостерігали.

Морфологічні та культуральні властивості ізолятів Pseudomonas syringae pv. syringae van Hall. Клітини P. syringae pv. syringae - великі грамнегативні капсульовані палички, не утворювали спор. Бактерії з 3-6 джгутиками, що розміщувались на одному з кінців клітини. Штами збудника некрозу кори плодових добре росли на КА. На середовищі Кінга В виділені з комах ізоляти P. syringae pv. syringae проявляли хороший ріст, виділяючи при цьому жовто-зелений флуоресціюючий пігмент.

Фізіологічні та біохімічні властивості виділених ізолятів Pseudomonas syringae pv. syringae van Hall. Ізоляти збудника некрозу кори плодових, що виділені з комах, каталазопозитивні, оксидазонегативні, підлужнюють лакмусову сироватку, здатні розріджувати желатину, пептонізують молоко, засвоюють з виділенням кислоти глюкозу аеробно, сахарозу, рафінозу, інозитол, манітол, сорбітол. За фізіолого-біохімічними властивостями вони не відрізнялись від типових колекційних штамів.



ВИСНОВКИ

Некроз кори плодових був виявлений в грушевих садах обох досліджуваних областей України, при чому в Чернівецькій області близько 40% дерев були уражені захворюванням, а в Закарпатській області - близько 80% грушевих насаджень. Бактеріальний опік плодових відмічено в садах Придністровської дослідної станції, при чому розвиток захворювання був низьким, що залежало від погодних умов за період досліджень та карантинних заходів, які проведені для локалізації хвороби. Розвиток некрозу кори плодових проходив протягом всього вегетаційного періоду. Прояв і чітка симптоматика бактеріального опіку були відсутні у весняний період протягом цвітіння, а наявні в літній (ріст плодів) та осінній періоди.

Постійними комахами-запилювачами грушевих садів Чернівецької та Закарпатської областей являються 4 види комах: медоносна бджола (Apis melifera L.), джміль земляний (Bombus terestris L.), дзюрчалка звичайна (Eristalis tenax L.) та хатня муха (Musca domestica L.). В Чернівецькій області частіше ніж в Закарпатській також зустрічаються джміль кам`яний (B. lapidarius L.), одагмія прикрашена (Odagmia ornata L.), дзюрчалка-оса (Chrisotoxum sp.). Найбільш розповсюдженими комахами-ентомофагами в грушевих садах обох областей є сонечко двокрапкове (Adalia bipunctata L.), сонечко семикрапкове (Coccinella septempunctata L.) та сирф перев`язаний (Syrphus ribesii L.).

В садах Чернівецької області грушу пошкоджують 11 видів комах-фітофагів, основними з яких є грушева плодова галиця (Cоntarinia pyrivora Riley), грушева листоблішка (Psylla pyri L.), яблунева попелиця (Aphis pomi Deg.) та представники родини листовійок (Tortricidae). В Закарпатській області в грушевих садах зустрічається 16 видів шкідників, основними з яких є наступні: квіткоїд грушевий (Anthonomus pyri Koll.), квіткоїд яблуневий (А. pomorum L.), листоблішка грушева (Psylla pyri L.), попелиця яблунева (Aphis pomi Deg.), попелиця-листокрутка (Dysaphis reaumuri Mordv.), клоп грушевий (Stephanitis pyri F.), галиця грушева плодова (Cоntarinia pyrivora Riley), американський білий метелик (Hyphanthria cunea Drury) та листовійки (Tortricidae).

Природна популяція мікрофлори комах, в більшості, складена на 1/3-1/2 з грамнегативних бактерій, до яких відносяться P. syringae pv. syringae та E. аmylovora. Співвідношення грамнегативних та грампозитивних бактерій та їх кількість залежить від виду та популяції комах, району їх мешкання.

Корисна ентомофауна в даних умовах не є екологічною нішою P. syringae pv. syringae та E. аmylovora. Фітопатогенні бактерії не виявлені на поверхні та всередині комах.

Невелика кількість комах-фітофагів, відловлених в садах Закарпатської області, була носіями P. syringae pv. syringae. Збудника некрозу кори плодових виявлено у 7 із 18 проаналізованих видів комах-шкідників, а саме у квіткоїда грушевого, клопа грушевого, листоблішки грушевої, попелиці-листокрутки, американського білого метелика, грушевої та яблуневої плодожерок. Вони колонізують внутрішні органи фітофагів. На покривах тіла фітопатогенних бактерій виявлено не було.

Erwinia amylovora виявлена тільки у личинках грушевої плодової галиці Чернівецької області - в районі, де виявлено бактеріальний опік плодових. В Закарпатській області цього збудника не виявлено.

Лабораторними дослідженнями доказано, що американський білий метелик не є резерватором збудника некрозу плодових, а, отже, і не є біологічним переносником бактерій P. syringae pv.syringae. Проте на стадії гусениці, при живленні інфікованим кормом, збудник реізолізується з внутрішніх органів комах та їх екскрементів, що свідчить про можливість АБМ бути механічним переносником збудника некрозу плодових.

В лабораторних умовах експериментально доказано, що листовійки є резерваторами збудника бактеріального опіку плодових. При згодовуванні інфікованого E. amylovora листя, ці бактерії виявлені в гусеницях (покриви тіла - 10%, внутрішні органи - 100%), екскрементах (100%), лялечках (50%) та імаго (20%) листовійок. Те, що бактерії E. amylovora здатні виживати при процесах метаморфозу, які проходять під час переходу комахи з однієї стадії в іншу, свідчить про здатність листовійок виступати резерваторами та біологічними переносниками збудника бактеріального опіку плодових.

В штучних умовах експерименту бактерії E. amylovora можуть зберігатись у внутрішніх органах личинок грушевої плодової галиці до 15 діб після припинення контакту комах з інфікованим матеріалом, тоді як у відмерлих личинках збудника бактеріального опіку плодових виділяли протягом 10 діб, що було доказано в лабораторних умовах. Грушева плодова галиця може виступати механічним переносником бактерій E. аmylovora, але не лише в період живлення інфікованим матеріалом.

При дослідженні трофічного ланцюгу “уражені рослиникомахи-фітофагикомахи-ентомофаги” встановлено, що 100% досліджуваних особин яблуневої попелиці, які живились на штучно інокульованих збудниками некрозу кори та бактеріального опіку плодових, були носіями як бактерій P. syringae pv. syringaе, так і E. аmylovora. З 40% особин Coccinella septempunctata, які поїдали попелиць, на 5 добу живлення також було реізольовано бактерії P. syringae pv. syringaе і E. аmylovora, що вказує на резервацію збудників бактеріозів та можливе перенесення їх не лише фітофагами, а й ентомофагами.

Встановлено ентомопатогенні властивості E. аmylovora. В лабораторних умовах при штучному інфікуванні корму E. amylovora здатні викликати смертність личинок грушевої листоблішки, при чому на 12-ий день спостерігається повна загибель комах, тоді як в контролі цей показник складав лише 31%. Бактерії P. syringae pv. syringaе також в незначній мірі впливають на смертність личинок Psуlla pyri, на 12-й день спостерігається загибель близько 44% комах. На яблуневу попелицю та американського білого метелика збудники бактеріальних захворювань груші ентомопатогенних властивостей не проявляють.

Умовно патогенні Pantoea agglomerans постійно знаходяться на покривах тіла комах і дуже рідко заселяють внутрішні органи.

Фітопатогенні бактерії, виділені з різних екологічних ніш не відрізняються патогенними, морфологічними, фізіолого-біохімічними та антигенними властивостями від типових колекційних штамів та описаних у визначниках бактерій. Виділені з комах штами P. syringae pv. syringae та E. аmylovora не втрачають своєї агресивності до рослин, на яких вони викликають хвороби.

Пропозиції виробництву

У грушевих садах основна увага має приділятися 7 видам комах-фітофагів, а саме квіткоїду грушевому, клопу грушевому, листоблішці грушевій, попелиці-листокрутці, американському білому метелику, плодожерці яблуневій та плодожерці грушевій. Вони є не лише злісними шкідниками насаджень груші, а й можуть виступати механічними переносниками збудника некрозу кори плодових

Оскільки листовійки можуть бути біологічними переносниками збудника бактеріального опіку плодових (Erwinia amylovora може зберігатися від стадії гусені до стадії імаго), то в плодових садах, де виникає небезпека занесення збудника бактеріозу, необхідно проводити хімічні обприскування проти листовійок незалежно від їх чисельності (навіть коли вона менша, ніж поріг шкодочинності, що рівний 4 особини на дерево в середньому).

В плодових садах зон карантинного режиму обов`язкову боротьбу з комахами-шкідниками потрібно проводити в системі карантинних заходів для локалізації і ліквідації вогнищ бактеріального опіку плодових.

При виявленні збудника бактеріального опіку плодових та грушевої листоблішки в насадженнях груші потрібно сконцентруватись на боротьбу з опіком, а кількість листоблішок, при цьому, зменшиться під впливом Erwinia amylovora.



СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Симочко В.В. Небезпека переносу бактеріозів груші комахами-опилювачами // Бюлетень Інституту сільськогосподарської мікробіології УААН. - 2000. - №6. - С. 72-73.

2. Симочко В.В. Листовійки груші - імовірність перенесення збудника бактеріального опіку плодових // Науковий вісник Нац. аграр. університету. - К. - 2001. - №37. - С. 90-92.

3. Симочко В.В. Збудники бактеріозів груші. Зв`язок комах-фітофагів з перенесенням їх у природі // Захист рослин. - 2001. - №11. - С. 19.

4. Симочко В.В. Ентомопатогенна дія бактерій Erwinia amylovora (Burrill) Winslow et al. на личинки Psylla pyri L. // Зб. наук. статей Міжнар. симпозіуму МОББ СПРС „Інтегрований захист плодових культур і винограду”. - Ужгород. - 2000. - С. 113-115.

5. Симочко В.В., Омелюта В.П. Виживаємість бактерій Pseudomonas syringae pv. syringae на лялечках Hyphanthria cunea Drury // Тези доп. Респ. ентомол. конф., присвяч. 50-й річниці заснув. Укр. ентомол.товариства. - Ніжин: „Наука-сервіс”. - 2000. - С. 119. (Особистий внесок здобувача 80%. Проведено експерименти, зроблено висновки).

Размещено на Allbest.ru

...