Показники плодоношення у сумісних, напівсумісних та несумісних гетерокаріонів. Схрещування культур з різними факторами сумісності дало змогу порівняти дикаріотичні культури з гетерокаріотичними, але не дикаріонами, а також порівняти гетерокаріотичні культури різного генетичного статусу між собою за показниками плодоутворення. За біологічною ефективністю і відношенням довжини ніжки до діаметра шапинки дикаріони достовірно різнилися від монокаріонів. Останні ж не відрізнялись від гетерокаріонів. Моно-, ди- та гетерокаріони не відрізнялись за кількістю плодових тіл.

Встановлено, що дикаріони мають достовірні відміни між собою за окремими показниками плодоношення. Отримано декілька дикаріотичних культур при внутрішньоштамовому схрещуванні, які мали вищу врожайність у порівнянні з батьківською культурою. Не визначено відмін між дикаріонами з різними факторами сумісності.

При вивченні плодоношення у гетерокаріотичних культур різного генетичного статусу цікавим виявився факт, що гетерокаріони, складовими яких слугували монокаріони з ідентичними факторами сумісності (А=В=), мали значно більшу кількості плодових тіл і біологічну ефективність порівняно з напівсумісними гетерокаріонами (АВ= або А=В).

Ймовірно, що наявність одного спільного фактора пригнічувала дію гена плодоношення. І, якщо гетерокаріони А=В= мали достовірну різницю між собою за кількістю плодових тіл та біологічною ефективністю, то напівсумісні гетерокаріони були стабільними за цими ознаками. За показниками форми плодового тіла гетерокаріони наближаються до монокаріотичних культур.

Успадкування кількісних ознак плодоношення. Встановлення у F. velutipes властивості формування плодових тіл на монокаріотичному міцелії, а також можливість отримання з таких плодових тіл монокаріонів, які також здатні формувати плодові тіла, надали змогу простежити за успадкуванням кількісних ознак плодоутворення. Якщо в першій та другій генераціях відмічались достовірні відміни у масі плодових тіл між окремими монокаріотичними культурами однієї генерації, то монокаріотичні культури третьої генерації можна вважати однорідними за цією ознакою.

Дослідження успадкування дикаріонами кількісних ознак плодоношення при визначених показниках у монокаріотичних культур показали відсутність домінуючого успадкування ваги плодових тіл. Проте монокаріони, що не утворювали плодових тіл, формували у більшості випадків дикаріони, які також не давали плодових тіл у культурі. Якщо у склад дикаріону входив стерильний монокаріон, здебільшого його плодоношення не визначалося високими показниками. Більшість дикаріонів, які сформовані з обох стерильних монокаріонів, були також стерильними у культурі. Ці дані підтверджують припущення про існування окремих генів плодоутворення, які не залежать від факторів сумісності.

Розподіл факторів сумісності в генераціях монокаріотичного плодоношення. У результаті схрещування моноспорових культур монокаріотичних плодових тіл між собою у всіх можливих комбінаціях, а також схрещування їх з батьківськими тестерами визначено статевий статус кожного монокаріону. У одержаних з них плодових тіл другої генерації монокаріотичного плодоношення виявили моноспорові культури, які були дикаріотичними. Здатність таких дикаріонів утворювати плодові тіла дозволила провести генетичний аналіз їх моноспорових культур і підтвердити припущення про появу нових факторів сумісності. Оскільки при перевірці міцеліальних культур, що зберігались у колекції, не зареєстровано появи нових факторів, можливо припустити індукційну роль умов плодоутворення (ймовірно, премейотичних змін) щодо сприяння таких змін у статевому статусі гриба. Причому зміна відбувається тільки в одному з двох локусів.

Спостереження стійкого гетероталізму у F. velutipes дає підставу припустити наявність додаткових факторів сумісності, які виявляються тільки за певних умов. Причому необхідною умовою для їх появи є наявність мейозу. Такі фактори можуть розташовуватися у “прихованих” локусах і виявляються за невизначених умов. Саме наявність таких прихованих локусів може пояснювати так звану спонтанну дикаріотизацію моноспорових гомокаріотичних ізолятів.

Таким чином, наші дослідження підтвердили, що в механізмі плодоношення беруть участь як морфогенетичні гени, так і гени сумісності. Якщо сумісність статевих факторів і не відіграє головної ролі у здатності формувати плодові тіла, то вона суттєво впливає на формоутворення та показник біологічної ефективності.

СТАТЕВА СУМІСНІСТЬ І ПОПУЛЯЦІЙНІ АСПЕКТИ. ІНФЕКЦІЙНОЇ БІОЛОГІЇ ДЕРЕВОРУЙНІВНИХ БАЗИДІОМІЦЕТІВ

Популяційна генетика Heterobasidion annosum. Гриб Heterobasidion annosum (коренева губка), який є небезпечним паразитом хвойних порід, використовувався нами для досліджень генетичної спорідненості плодових тіл, сформованих на одній рослині-живителі у біполярних видів. У результаті аналізів отримано дані про потенційне різноманіття алелів сумісності гриба кореневої губки, який вражає окремі дерева рослини-живителя. На одній і тій же рослині-живителі визначено міцелій різного генотипу (генети). Один генотип може розповсюджуватися більш або менш широко через заболонь одного дерева, що спостерігалось у всіх вибірках.

Питання про ступінь подібності ізолятів за алелями фактора сумісності є важливим для розуміння механізму розвитку хвороби та процесів становлення структури локальної популяції гриба-паразита. При дослідженні укорінення патогена в насадженнях увага акцентувалась на генетичному статусі міцелію, який проникає у деревину. У тому, що монокаріони мають дереворуйнівну активність, сумніву немає. Це продемонстрували і наші досліди (Сухомлин, 1991). Більшість отриманих колоній із соснових дисків, що недавно вражені споровою суспензією, гомокаріотичні.

Здатність одного клону вражати декілька дерев доводить, що гриб розповсюджується скоріше завдяки дикаріотичному міцелію. Однак наші дослідження демонструють можливість розповсюдження і гомокаріотичного міцелію в деревині. Ураження відбувається спорами, які дають початок гомокаріотичному міцелію. Такий міцелій здатний існувати в деревині, що передбачає можливість конкурентних взаємовідносин між клонами. У подальшому декілька клонів можуть займати субстрат, а окремі з них домінувати на субстраті.

Природна популяція Oudemansiella mucida: фактори сумісності, розташування на субстраті, шляхи заселення. Аналіз генетико-популяційної структури плодових тіл Oudemansiella mucida, яка формувала значну кількість базидіом на одному субстраті (вітровальному стовбурі Fagus sylvatica L.), визначив наявність різних індивідів дереворуйнівних грибів на обмеженому субстраті, закономірності їх розселення і взаємовідносини у природних умовах. Визначено дві пари базидіом з ідентичними генотипами. Логічно припустити формування декількох плодових тіл на одному і тому ж міцелії. Відмічено, що один генотип може досить широко розповсюджуватися вздовж стовбура.

Більшість базидіом різнилась одним фактором сумісності. Частина плодових тіл мала принаймні однакові алелі в одному А і в одному В локусі. Картина розташування факторів сумісності гриба на субстраті припускає спочатку появу первинного, початкового дикаріону як первинного осередку інфекції. Він міг виникнути, як шляхом проникнення дикаріотичного міцелію, так і шляхом поєднання гомокаріонів, що проросли на субстраті. Однак у подальшому утворення нових дикаріонів йшло шляхом появи гомокаріонів на субстраті (спорове ураження), які акцептували ядра існуючого дикаріону. Таким чином утворювалися споріднені дикаріони. Загальна кількість факторів А дорівнювала чотирьом, а факторів В - шести. Вищі показники кількості факторів В порівняно з факторами А характерні і для інших видів. Таке явище може пояснюватися значним ступенем міжлокусної рекомбінації в В локусі, що генерує більшу різноманітність факторів (Anderson et al., 1991). Коефіцієнт аутбридінгу дорівнював 0,59. Його відносно високе значення для досить замкнутої і невеликої популяції підтверджує здатність тетраполярної системи схрещування, характерної для гриба, перешкоджати самосхрещуванню і забезпечити високу ефективність аутбридингу навіть при невеликій кількості факторів сумісності у популяції.

Крім зазначеного стовбура бука лісового на піддослідній ділянці, плодові тіла O. mucida були зібрані також на просторово віддалених ділянках у тій же місцевості. Схрещування тестерів плодових тіл з різних ділянок показали, що частина генотипу виявилася спільною. Цей факт підтверджує локальне розповсюдження локусів сумісності. Враховуючи відстань від ділянок, можна говорити про здатність одного алеля брати участь у формуванні різних клонів, розташованих на значній відстані. Відомо, що один клон може розповсюджуватися на досит великій території. Наші дослідження підтверджують роль спорового ураження у формуванні популяційної структури дереворуйнівних грибів.

Генотипічна варіація і клональна структура популяції Flammulina velutipes. Результати схрещування моноспорових культур кожного плодового тіла популяції F. velutipes, яка була знайдена на поваленому дереві роду Асer L., дали змогу визначити алельну конституцію плодових тіл. Як і у випадку з O. mucida, розподіл факторів сумісності у плодових тіл F. velutipes передбачає початковий розвиток одного дикаріону і численні спорові інфекції. Усього визначено вісім факторів А та тринадцять факторів В. Відмічено досить високий коефіцієнт аутбридингу порівняно з O. mucida, він дорівнював - 0,80. Це може бути пов'язано з широким набором факторів сумісності зимового гриба в досліджених насадженнях.

Генетична структура морфологічно відмінних плодових тіл у природних популяціях. Визначення генетичного статусу здійснювалось у різних за морфологією плодових тіл Pleurotus оstreatus, знайдених у природних умовах. Вони відрізнялись за морфологічними ознаками, хоча і розташовувались в одному зростку (плодові тіла однієї його частини мали лускату поверхню, в той час, як друга частина зростка характеризувалась гладкою поверхнею шапинки). Встановлено ідентичність алелів сумісності усіх плодових тіл, незважаючи на морфологічні відміни. Можна стверджувати, що плодові тіла походять з одного батьківського міцелію, який має алелі сумісності А₁В₁А₂В₂, а морфологічні відміни визначені зовнішніми умовами, в яких знаходився гриб. Це підтверджено і дослідами з культивування в стандартних штучних умовах. Такі дані є важливими для розкриття механізмів морфогенезу базидіом і свідчать про можливість варіювання зовнішніх морфологічних ознак плодових тіл базидіоміцетів при наявності однакових алелів, що визначають стать, а саме алелів сумісності.

Таким чином, визначення алелів сумісності дозволило встановити, що в деревині існують декілька різних індивідів одного виду, більшість з яких об'єднані загальним походженням. Вони займають різну площу і формують дискретні колонії. Генетичний аналіз факторів сумісності визначив, що у досліджених бі- і тетраполярних видів ксилотрофних грибів домінантне значення в деревині з розвинутою гниллю має дикаріотичний міцелій. Спорідненість клонів в деревині підтверджує значення спорової інфекції в ураженні деревини і створенні нових клонів. Визначення факторів статевої сумісності у окремих плодових тіл надає змогу оцінити популяційну структуру виду на певній площі. Крім того, саме у процесі визначення статевих факторів сумісності уточнюється видова належність індивіду, оскільки схрещування надає змогу визначити інтерстерильні групи у вищих базидіоміцетів.

ІНТЕРСТЕРИЛЬНІСТЬ І МІЖВИДОВІ ВІДНОСИНИ

Найвищим проявом несумісності у вищих базидіоміцетів є інтерстерильність. У світі ведуться ретельні дослідження інтерстерильних видів грибів. На жаль, на території колишнього СРСР відомі лише пооодинокі дослідження щодо “біологічних” видів, тому ми приділили увагу феномену інтерстерильності на прикладі двох видів базидіальних грибів - Heterobasidion annosum та Flammulina velutipes, з яких перший є збудником хвороб, а другий - перспективний для промислового культивування.

Розповсюдження інтерстерильних груп Heterobasidion annosum на території України. Heterobasidion annosum є складним поліморфним видом, у якого процес видоутворення триває. Результати схрещування представників I групи (знайдені на сосні у чисто соснових і мішаних сосново-ялинових насадженнях України та Білорусі) та II групи (з ялини та модрини в чисто ялинових і мішаних сосново-ялинових і модриново-ялинових насадженнях України та Білорусі) з тестерами групи Р (виділені з сосни у Фінляндії і США та з ялини у Німеччині) та групи S, які виділені з плодових тіл, знайдених на ялині у Фінляндії, в хвойних насадженнях Швеції та на модрині в Італії, підтвердили наше попереднє припущення (Сухомлин, 1991) про ідентичність інтерстерильної I групи з групою Р та II інтерстерильної групи з групою S, оскільки тестери інтерстерильної групи I утворювали пряжки на міцелії з тестерами Р групи, і, навпаки, не схрещувались з тестерами S групи. У свою чергу тестери II інтерстерильної групи схрещувались з монокаріонами групи S, але не утворювали дикаріону з тестерами групи Р.

Абсолютна відсутність пряжок у схрещуваннях культур I та S групи і культур II та Р групи свідчить про несумісність між цими групами, а наявність пряжок у більшості схрещувань між I та Р групами і II та S групами говорить про сумісність цих груп. Частота визначення пряжок у “соснових” (I та Р групи) дикаріонів більша, ніж у “ялинових” (II та S групи), що може пояснюватися швидшим “старінням” ялинових монокаріонів, оскільки у процесі старіння тестери втрачають здатність утворювати пряжки. Взагалі деградація чистої культури - явище, досить характерне для гомокаріонів. Гетерокаріотичні культури стійкіші. Для гомокаріонів, що деградують, характерний повільний ріст, втрата здатності до утворення повітряного міцелію, поява тенденції до автолізу гіф та продукування кристалів на поверхні середовища. Час від часу подібні колонії спостерігаються серед вперше виділених культур.

Таким чином, у подальшому доцільно ідентифікувати дві виявлені на території України інтерстерильні групи I та II як Р та S групи, що надасть можливість порівнювати їх з розповсюдженими у Європі та в інших частинах світу.

Подальші схрещування вітчизняних тестерів, виділених з плодових тіл H. annosum, сформованих на сосні, ялині та модрині, дозволили встановити належність цих штамів до відповідних інтерстерильних груп. Група Р знайдена на сосні як у західних, так і в центральних і східних регіонах України. Представники групи S розповсюджені у західних регіонах на ялині та модрині. Саме на території України визначена східна межа розповсюдження Р групи в Європі. Одержано нові відомості про розповсюдження цих груп в Україні на різних рослинах-живителях.

Важливими були експерименти по визначенню статусу ізолятів, зібраних з ялиці, оскільки саме на ялиці в Європі встановлена третя група F кореневої губки. В Україні ізоляти з ялиці досі ще не підлягали генетичному аналізу щодо сумісності з ізолятами, виділеними з сосни, або ялини. Однак у наших експериментах не була виявлена F група: українські штами з ялиці належали до групи S. Можливо, крайня східна межа ялиці у Європі (Карпати) є недосяжною для групи F, оскільки група поширена в регіонах західної Європи з континентальним кліматом та в південних регіонах із середземноморським кліматом, які відокремлені Альпами. Однак виключати припущення щодо існування цієї групи на території України не можна. Представники F групи, поодиноко знайдені у західній Європі, виявилися здебільшого сапротрофами, які зростають на пнях і тільки зрідка вражають живі дерева (Lacomy, 1996; Tsopelas, Korhonen, 1996). Нами ж досліджувались насадження, де гриб утворював осередки захворювання. Може тому і не були знайдені представники цієї групи.

Інтерстерильність штамів Flammulina velutipes. У результаті схрещування F. velutipes проведена оцінка спорідненості 21 штаму і визначена кількість алелів сумісності серед них. Показано, що, за винятком одного штаму, всі вони схрещувались між собою. Штам ВВ5 з акації був повністю інтерстерильний по відношенню до решти штамів (алелі сумісності позначені як А₁В₁ А₂В₂). У решти штамів F. velutipes виявлено 35 А алелів та 31 В алель, оскільки деякі штами мали однакові А або В алелі (наприклад, штам СК1 та СК2 мали алель В₂₃). У чистій культурі як монокаріотичні, так і дикаріотичні штами демонстрували схожість між собою за культуральними ознаками. Культури формували спочатку білий міцелій, який жовтішав, а потім ставав вохряним, водночас утворюючи пігментацію реверзуму. У штамів ВВ5, ЛС та ОН монокаріотичні культури досить довго залишались білого кольору і формували більш пухнастий міцелій порівняно з подібним до оксамитового міцелієм решти штамів.

Оскільки штам ВВ5, як і всі інші штами, був здатен утворювати плодові тіла на монокаріотичному міцелії, це свідчить, що він не є представником окремого виду, а скоріше належить до іншої інтерстерильної групи, бо така здатність є специфічною ознакою виду і інтерстерильні групи характеризуються цілою низкою спільних ознак за відсутністю здатності до схрещування. Дослідження плодоношення монокаріонів у культурі визначило у штаму ВВ5 достовірні відміни за ознакою відношення маси шапинок до загальної маси плодоваих тіл.

Факт виявлення інтерстерильного штаму у F. velutipes дає змогу припустити можливість існування інтерстерильних груп у даного виду гриба. Знахідка тільки одного штаму, що не схрещується з іншими, може свідчити про початкову стадію утворення у F. velutipes двох нових видів з одного.

Таким чином, аналіз здійснених нами міжштамових схрещувань у F. velutipes та H. annosum показав, що у кожного з досліджених видів існують так звані біологічні раси (інтерстерильні групи). Їх наявність характеризується появою баражної зони у культурі при попарному вегетативному схрещуванні. “Міжвидові” комбінації міцеліїв були стерильними.

Для досліджених штамів H. annosum та F. velutipes не існує просторових бар'єрів, таких як океани, великі гірські масиви тощо, які можуть “спонукати” діяти популяцію за алопатричною схемою видоутворення, коли еволюція продовжується всередині кожної ізольованої популяції, незалежно від усіх інших. Наявність репродуктивної ізоляції говорить про симпатричний хід видоутворення у H. annosum та F. velutipes.

Міжвидова міцеліальна несумісність ксилотрофів на рівні дикаріонів та монокаріонів. Практично всі роботи, що присвячені вивченню антагоністичних взаємовідносин базидіоміцетів, проводились з вторинними (дикаріотичними) культурами базидіоміцетів (Негруцкий, 1986; Бадалян и др., 1997). У природних умовах у зараженні субстрату суттєву роль відіграє первинний міцелій, який являє собою у більшості випадків монокаріон. Тому в наших дослідженнях використовувалось порівняння не тільки тканинних (дикаріотичних), а й монокаріотичних культур різних видів базидіоміцетів, серед яких були Coriolus versicolor, Daedalea gibbosa, Piptoporus betulinus, Heterobasidion annosum, Pleurotus ostreatus, Flammulina velutipes, Kuehneromyces mutabilis, Hypholoma sublateritium (Fr.) Quel., Oudemansiella mucida та Tricholomopsis rutilans (Fr.) Sing. Через два тижні досліджували міцелій на межі двох культур у всіх сполученнях. Вивчення взаємовідносин грибів in vitro в так званих змішаних культурах на штучному середовищі має велике значення для розуміння широкого і серйозного питання сукцесії грибів у процесі розкладання деревини.

У ході досліду спостерігали декілька типів взаємодії міцеліїв: гриби щільно приростають один до одного, але не наростають один на інший; ближче до зони зіткнення гриби припиняють свій ріст і утворюється чітка смуга, практично вільна від міцелію; спостерігається наростання одного виду гриба на інший; обопільне проростання міцеліїв. Описані реакції не були стабільними в часі. У деяких випадках спостерігали перехід одного типу реакції в інший. Більшість видів, що стикаються, показали ідентичність реакцій при порівнянні тканинних (дикаріотичних) культур, ди- та монокаріотичних і двох монокаріотичних культур. Однак практично між всіма парами, де спостерігалась демаркаційна зона у місці зустрічі культур, межа між тканинними ізолятами була менш визначена, ніж між тканинним ізолятом і монокаріоном, і тим більше між двома монокаріонами. У ряді культур явна антагоністична зона у вигляді смуги, вільної від міцелію, з'являлася тільки між монокаріотичними ізолятами, в той час як при порівнянні тканинних культур спостерігали зростання міцеліїв. Проміжну реакцію демонструють відносини між тканинним і монокаріотичним ізолятом.

У F. velutipes та H. sublateritium баражна зона утворювалась як між монокаріонами, так і між тканинними ізолятами, але чітко визначеною вона була тільки у монокаріонів.

Таким чином, найбільш виразна картина антагонізму двох видів спостерігається у монокаріонів. У частини видів змінювалась морфологія міцелію при сумісному вирощуванні з іншим видом. Так, при попарному висаджуванні H. sublateritium та P. betulinus, у першого гриба формувався ряд чітких концентричних кілець по периферії міцелію. У ряді дослідів відмічено появу ексудату на міцелії.

Проведені дослідження дозволили розширити відомості щодо взаємодій різних видів базидіоміцетів у культурі і привернути увагу до порівняльного вивчення взаємовідносин не тільки між тканинними ізолятами, а також і між монокаріотичними культурами. З одного боку, пізнання характеру таких взаємовідносин є важливим для вивчення інфекційної біології дереворуйнівних грибів. З іншого боку - такі дослідження важливі для пошуку штамів сапротрофних грибів з більш високими антагоністичними властивостями.

Визначення факторів статевої сумісності в окремих плодових тіл надає змогу оцінити як популяційну структуру виду, так і наявність інтерстерильних штамів у одного виду, однак не може досконало визначити хід процесів, які відбуваються в деревині при зустрічі міцеліїв одного виду. Вивчення соматичної, або вегетативної сумісності, з урахуванням генетичних особливостей контактуючих міцеліїв може висвітлити динаміку змін, що відбуваються при зустрічі різних індивідів одного і того ж виду.

СОМАТИЧНА СУМІСНІСТЬ

Реакції вегетативної сумісності у схрещуваннях між гетерокаріонами та гетеро- і монокаріонами. Проаналізувавши велику кількість сполучень дикаріонів Flammulina velutipes, які різнилися за складом монокаріонів і факторами сумісності, виявили наявність різного ступеню вегетативної сумісності у дикаріонів різного генетичного статусу. Спостерігали реакції від майже повної відсутності взаємодії двох міцеліїв на межі до наявності помітної демаркаційної лінії різного ступеню виразності між дикаріонами. Встановлено вплив різного генетичного статусу дикаріонів на прояв вегетативної сумісності.

При перевірці міцеліїв гетерокаріотичних та монокаріотичних культур трьох штамів F. velutipes, які висаджували попарно, через 6 діб після інокуляції виявили, що характер дикаріотизації залежав від генетичної структури гетерокаріону. У гетерокаріонів, які мали один ідентичний алель сумісності при схрещуванні з монокаріонами (А=В или АВ=), дикаріотичні гіфи спостерігали лише на межі двох колоній.

При взаємодії гетеро- та монокаріотичного міцелію протягом 12 діб монокаріон дикаріотизується з боку гетерокаріотичної культури у випадку використання істинного дикаріону. Коли з монокаріоном схрещували гетерокаріотичну культуру із спільним А або В фактором, він також поступово дикаріотизувався, але сама гетерокаріотична культура не підлягала дикаріотизації (табл. 2). Подібні результати отримані для штамів ОР та КЛ2.

Таблиця 2. Дикаріотизація міцеліїв Flammulina velutipes штама Д8 при гетеро- та монокаріотичному схрещуваннях (через 12 діб після инокуляції)

Примітка: “+” - наявність пряжок; “-” - відсутність пряжок; цифрами позначені місця вилучення інокулюму (1 - з границі контакту міцеліїв, 2-5 - різні точки міцелію монокаріона, 6- 9 - різні точки міцелію гетерокаріона.

Таким чином, вивчення взаємовідносин гетерокаріотичного та монокаріотичного міцелію в культурі продемонструвало залежність здатності гетерокаріотичної культури до дикаріотизації монокаріону від генетичного статусу самого гетерокаріону. Напівсумісний гетерокаріон спроможний дикаріотизувати монокаріон, в той час як сам залишається не здатним формувати пряжки.

Вивчення тканинної сумісності шляхом трансплантації плодових тіл у сумісних та несумісних монокаріонів. Результати трансплантації частин монокаріотичних плодових тіл чотирьох штамів Flammulina velutipes з різними генотипами показали, що найуспішнішою була трансплантація монокаріонів з однаковими факторами сумісності або коли обидва фактори були різні. Серед різних штамів F. velutipes та при різних способах прищеплення частка вдалих трансплантацій становила 52-74%. При вдалій трансплантації на гіменіальному шарі спостерігали спороутворення. Принципове значення для вдалої трансплантації має місце прищеплювання, характер тканини, що є трансплантантом, і її вік. Найбільш вдалою була пересадка на ціле плодове тіло.

У несумісних монокаріотичних плодових тіл зрощування і ріст спостерігали у 36-48% культур, залежно від штаму та способу прищеплення. На окремих плодових тілах, що були реципієнтом трансплантації, утворювались зачатки плодових тіл на базальній частині їх ніжки. Вони починали формуватися на 7-10-ту добу після трансплантації і мали чітко визначені шапинки та ніжки, але були занадто малих розмірів, щоб говорити про розвинутий гіменій. Утворення невеликих за розміром плодових тіл у нижній частині реципієнта при трансплантації було прерогативою тільки несумісних за В фактором культур. Таким чином, зареєстрована тканинна реакція на прищеплення напівсумісних штамів.

У тому разі, коли шапинку з частиною ніжки насаджували безпосередньо на середовище з міцелієм, вдале зрощування спостерігали у різних штамів у 28-39%. Коли у трансплантацію включали монокаріотичні плодові тіла різних штамів, відмічали зміну кольору частин плодових тіл, що прищеплювались.

Одже, успішні експерименти з трансплантації монокаріотичних плодових тіл дозволяють використовувати цю процедуру для глибшого вивчення процесів сумісності у вищих базидіоміцетів, а також застосовувати її для дослідів по з'єднанню різних штамів і отримання нових монокаріонів через повторну споруляцію. Особливу цінність метод трансплантації має для вивчення процесів регенерації, а також ступеня специфічності зв'язків між трансплантантом та реципієнтом.

ФУНКЦІОНУВАННЯ КОМПЛЕКСІВ СУМІСНОСТІ ТА ЇХ ВПЛИВ НА ПОПУЛЯЦІЙНУ СТРУКТУРУ ВИЩИХ БАЗИДІОМІЦЕТІВ (ІЄРАРХІЧНИЙ ПІДХІД)

Cумісність вищих базидіальних грибів розглядається нами як єдиний комплекс, цілісна система трьох окремих її проявів, що тісно пов'язані між собою (статева сумісність або несумісність, соматична сумісність або несумісність та інтерстерильність). Складено реєстр з 343 видів базидіальних грибів зі встановленими системами сумісності.

Експерименти з вивченням сумісності послугували підставою для визначення системної структури організменого та популяційного рівня вищих базидіоміцетів з позицій ієрархічного континуалізму. Морфологічні і функціональні особливості грибного організму накладають свій відбиток на їх популяційні властивості. Специфіка грибного організму як біосистеми більше, ніж у рослин, полягає у здатності індивідууму виявляти деякі властивості популяційних систем. Підтверджено, що природні популяції базидіоміцетів є мозаїками генетично ізольованих у вегетативній фазі генет, індивідуальність яких забезпечується вегетативною несумісністю - нездатністю формувати гетерокаріони внаслідок відсутності анастомозів. Однак не можна говорити про повну відсутність потоку генів, оскільки гени вегетативної несумісності не перешкоджають статевому процесу. Приведений вище експериментальний матеріал показав, що гени вегетативної сумісності не впливають на поведінку первинного міцелію (гомокаріотичного міцелію). Проте можна говорити про вплив міграційної здатності грибних спор на розміри і на структуру популяцій.

З генетико-еволюційних позицій популяцію грибів можна визначити як пул індивідуумів, які складатимуть наступну генерацію, а з генетико-композиційних - просторово-часове угруповання, алельні частоти в якому відносно однорідні і відрізняються від алельних частот інших угруповань (Milgroom, Fry, 1997).

У вищих організмів внутрішньопопуляційне різноманіття значно нижче, ніж міжпопуляційне. У грибів клонове розмноження робить внутрішньопопуляційні відмінності порівняними з міжпопуляційними. У зв'язку з цим закономірною є думка, що елементарною еволюційною одиницею у них стає не популяція, а клон. Саме клональні особливості популяційної структури грибів відіграють основну роль у внутрішньовидовій та внутрішньопопуляційній дивергенції так званих морфологічних видів.

Зроблений аналіз дає змогу визначити систему внутрішньовидових генетико-екологічних підрозділів для вищих базидіоміцетів. Вид включає сукупність супідрядних внутрішньовидових категорій.

Розроблені нами підходи до розгляду структурних елементів грибних популяцій дають можливість проводити таксономічні дослідження на популяційному рівні, тобто з урахуванням природної внутрішньопопуляційної різноманітності.

Теоретичне значення даних, які отримані у процесі генетико-популяційних досліджень, пояснюється їх важливістю для вирішення проблем філогенетичних зв'зків, пізнання структури виду і мікроеволюції у базидіоміцетів. Прогрес у захисті рослин буде безперечно залежати від подальшого розширення генетичних досліджень популяцій грибів. Визначення ролі гетерокаріозу, соматичної гібридизації та мутацій у такому ракурсі стає все більш необхідним не тільки для удосконалення класифікації грибів і встановлення їх філогенетичних зв'язків, а й для розвитку теоретичних основ прогнозування поширення, імунітету і взагалі для фітопатології в цілому.

Проведений аналіз не вичерпує усіх проблем, що виникають при спробі оцінити функціонування систем сумісності і їх вплив на популяції вищих базидіоміцетів. У рамках цієї роботи він може розглядатися як спроба з'ясувати основні прояви генетичних взаємодій і їх зв'язки із структурною організацією популяцій.

ВИСНОВКИ

На основі експериментальних досліджень 113 штамів 19 видів вищих Basidiomycota встановлено, що різні прояви сумісності (статева сумісність або несумісність, соматична сумісність або несумісність та інтерстерильність) тісно пов'язані між собою і реалізуються на різних етапах життєдіяльності організмів: від монокаріотичного міцелію до плодових тіл. На прояви сумісності у базидіальних грибів має вплив різноякісність гомо- та гетерокаріонів за факторами статевої сумісності, оскільки рекомбінація генетичного матеріалу відбувається у грибів як у фазі статевого розмноження, так і у фазі вегетативного росту.