Микромицеты интродуцированных хвойных пород Ботанического сада ПетрГУ

Размещено на http://allbest.ru

^{1ФГБУ «ВНИИКР»}

²Петрозаводский государственный университет

Микромицеты интродуцированных хвойных пород Ботанического сада ПетрГУ

¹Синкевич Ольга Владимировна, ¹Сурина Татьяна Александровна

¹Копина Мария Борисовна, ^1,2Лябзина Светлана Николаевна

Аннотация

В статье представлены результаты фитопатологического обследования культурных насаждений хвойных пород арборетума Ботанического сада ПетрГУ. На изученных восьми видах хвойных пород, имеющих симптомы заболеваний, идентифицировано 13 видов микромицетов разной степени патогенности. Наиболее часто встречался возбудитель обыкновенного шютте сосны Lophodermium pinastri Chev. Грибы Hendersonia pinicola Wehm., Pestalotia sp., Cyclaneusma minus (Butin) Di Cosmo были выявлены только на молодых саженцах кедрового стланика.

Ключевые слова: ex situ, фитопатологическое обследование, хвойные породы,микромицеты, Республика Карелия

Введение

Ботанический сад Петрозаводского университета (БС ПетрГУ) расположен на северном побережье Петрозаводской губы Онежского озера среди лесов, представленных преимущественно хвойными породами. Сложившиеся биоценозы имеют свою устоявшуюся микрофлору, и появление новых видов возможно только из вне.

Коллекция хвойных интродуцентов декоративного арборетума БС ПетрГУ включает растения северного полушария Северной и центральной Америки, Северной Африки, Умеренной и Тропической Азии, и Европы, относящиеся к 28 видами, 10 родам и 3 семействам (Еглачева и др., 2014). Попав в новые условия обитания у растений проходит сложный процесс акклиматизации, во время которого они в большей степени подвержены болезням и вредителям.

Объекты и методы исследований

Для определения видового состава микромицетов в июле 2019 г. был проведен мониторинг насаждений с отбором хвои, имеющей симптомы повреждений различными грибными патогенами (пятнистости, некрозы, усыхания) (Рис. 1).

Рис. 1. Хвоя сосны с симптомами повреждений грибными патогенами (фотография Суриной Т.А.)

Лабораторные исследования проводились методами влажной камеры, выделения на питательную среду, микроекопирования и морфометрии, а также молекулярно-генетическими методами (классический ПЦР с универсальными праймерами ITS4/ITS5 с последующим секвенированием, биоинформационный анализ полученных последовательностей).

Всего было собрано и проанализировано 30 образцов хвои. Список образцов представлен в таблице 1.

Таблица 1. Количество отобранных образцов

T able 1. Amount of samples

Результаты и обсуждение

В результате лабораторных исследований удалось выделить и идентифицировать 13 видов микромицетов разной степени патогенности. Из них Lophodermium pinastri Chev. возбудитель обыкновенного шютте сосны является самым широко распространенным заболеванием индродуцированных хвойных пород (Рис. 2).

Рис. 2. Симптомы поражения Lophodermiumpinastri на хвое сосны (фотографии Синкевич О.В.)

Прежде всего гриб представляет опасность для 2-3-летних сеянцев сосны. У ослабленных различными причинами происходит поражение хвои и их усыхание. Напротив, у хорошо развитых сеянцев хвоя может вновь образовываться из верхушечных точек роста, и гибель их наступает значительно реже. Возбудитель обыкновенного шютте сосны способен заражать различные виды сосен, причем наиболее сильно страдают сеянцы сосны обыкновенной. Для жизни взрослых деревьев гриб не опасен, однако сильное повреждение хвои может отрицательно сказываться на приросте дерева. В отдельных случаях взывает гибель молодых насаждений в открытом и закрытом грунте лесных питомников и молодняков на вырубках (Грибы и насекомые., 2014). У поврежденных растений крона становится изреженной, что значитльно снижает декоративность таких деревьев.

Другой возбудитель побурения хвои (ризосфериоза) Rhizosphaera kalkhoffii поражает чаще ель и значительно реже сосну. Первые признаки болезни в виде отдельных желтых пятен обнаруживаются в конце лета. В конце зимы - начале весны следующего года пятна становятся бурыми или красно-бурыми, быстро сливаются и охватывают всю поверхность хвои. На отмершей хвое формируется спороношение возбудителя в виде мелких черных точек, расположенных рядами с нижней стороны и служащих характерным признаком болезни. Пораженная хвоя опадает в течение лета и осени. Признаки поражений могут регистрироваться на растениях разного возраста. ботанический сад кедровый хвойный саженец

Эта болезнь широко распространена в странах Северной Америки и Европы на многих видах ели. Первые сведения о болезни в нашей стране появились в конце 80-х - начале 90-х годов прошлого столетия на двух видах ели европейской и колючей, однако оно не рассматривалось как причина первичного отмирания хвои (Жуков, 2010). В соседней Белоруссии заболевание выявлено в 2008 г. (Беломесяцева и др., 2018). В последние года регистрируют обнаружение патогена на хвое сосны веймутовой (Pinus strobus) и псевдотсуги (Pseudotsuga) в Подмосковье (Жуков, 2010). Побурение хвои кедрового стланика, вызванное Rhizosphaera kalkhoffii Bubak, обнаружено и на Сахалине (Жуков и др., 2013). Кедровый стланик один из представителей хвойных с широкой экологической амплитудой, однако по Северо-Западному региону практически неизвестен за пределами дендрологических коллекций. Обследование имеющихся в ботанических садах Санкт-Петербурга экземпляров P. pumila показало их очень хорошее состояние и обильное ежегодное семеношение, даже несмотря на то, что все растения подвержены сильной антропогенной нагрузке (Орлова и др., 2019). На можжевельнике были обнаружены признаки поражения шютте возбудителем которого является Lophodermium juniperinum Fr. de Not. Симптомы появляются в начале лета на прошлогодней хвое, приобретающей грязно-желтую или бурую окраску. С конца лета на поверхности хвоинок заметны круглые черные до 1,5 мм плодовые тела (апотеции), в которых сохраняется сумчатое спороношение гриба (Рис. 3). Болезнь особенно интенсивно развивается на ослабленных растениях, а во влажных условиях может привести к их гибели (Мухина и др., 2015).

Рис.3. Симптомы поражения Lophodermium juniperinum на хвое можжевельника (фотографии Синкевич О.В.)

Грибы рода Pestalotia sp. (Рис. 4) отмечены на ели и сосне по всему арборетуму. Микромицеты наносят вред лесным питомникам и насаждениям во многих регионах России. Вид Pestalotia hartigii Tubeuf Sacc. Syll. вызывает отмирание почек и побегов ели, либо усыхание саженцев ели и сосны. В настоящее время вид имеет очень широкое распространение по всей территории Российской Федерации. Другой вид Pestalotia funerea (Desm.) Steyaert поражает различные декоративные породы хвойных, вызывая гибель хвои и ветвей, а также стволиков молодых саженцев (Жуков и др., 2013).

Рис. 4. Споры и культура Pestalotia sp. (фотографии Суриной Т.А.)

Микромицет Cyclaneusma minus (Butin) Di Cosmo является возбудителем болезни пожелтения хвои сосны (шютте хвои). Гриб может причинить значительный вред сосне обыкновенной, и особенно молодым посадкам, поскольку вызывает усыхание и опадание одно-двухлетней хвои. Первым симптомом поражения является раннее опадение хвои, которое обычно усиливается к концу лета. Усыхание и опадение хвои начинается с ее пожелтения - сначала появляются светло-зеленые, позже желтеющие пятна, затем постепенно пятна увеличиваются, сливаются, и хвоя желтеет полностью, приобретая коричневый цвет. На усохшей хвое формируются плодовые тела гриба, располагающиеся по всей ее длине (Рис. 5).

Рис. 5. Симптомы Cyclaneusma minus на хвое сосны (фотография Синкевич О.В.)

Сумчатый гриб Hypodermella sulcigena (Kostr.) Tub. вызывает серое шютте сосны и часто поражает хвою сосны обыкновенной и горной молодых (3-10 летних) саженцев (Рис. 6).

Рис. 6. Споры и культура Hendersonia pinicola Wehm. (фотографии Суриной Т.А.)

Кроме повреждения хвои опасностью для деревьев представляет Как правило поражение происходит летом и хорошо заметно - хвоя практически сразу меняет окраску на фиолетово-бурую, причем окрашенная часть четко отличается от нижней зеленой. Со временем отмершая хвоя сереет и может сохраняться на ветвях, на которых формируются пикниды в виде черных точек (конидиальная стадия -- Hendersonia acicola Munch, et Tub.), а в конце весны уже появляются удлиненные плодовые тела. Развитию болезни часто способствует холодное и влажное лето (Мороз, 1965).морозобойные трещины. Морозобоины часто приводят к заражению патогенными грибами, связанные со стволовой гнилью, которые ведут к образованию дупел, что отрицательно влияет на продолжительность жизни деревьев (Фирсов др., 2018, Змитрович и др., 2018).

Выводы и заключение

Проведенные исследования показали восприимчивость интродуцированных видов хвойных пород к большинству заболеваний. Грибы Hendersonia pinicola Wehm., Pestalotia sp., Cyclaneusma выявлены только на молодых саженцах кедрового стланика, нетипичного для нашего региона. В большинстве отобранных образцов (сосны и можжевельника) были выделены такие сапрофитные виды, как Phoma sp., Cladosporium sp., Alternaria sp., Epicoccum nigrum Link.

Внешнее проявление болезней, вызываемые данными грибами, сводятся к пожелтению и усыханию хвои. Аналогичные симптомы были характерны для Phacidium lacerum Fr., представляющего большую опасность для молодых сосен, растущих в питомниках (сеянцы и саженцы) и в культурах. Регулярный мониторинг за древесными насаждениями ботанического сада позволяет своевременно провести мероприятия по обезвреживанию патогенных организмов и сохранить декоративные свойства культурных растений.

Литература

1. Беломесяцева Д.Б., Звягинцев В. Б., Шабашова Т. Г., Волченкова Г. А. Инвазивный компонент в составе микобиотых хвойных пород // Труды БЛТУ. 2018. № 1. С. 37-44.

2. Грибы и насекомые - консорты лесообразующих древесных пород Карелии / Отв. ред. А. В. Полевой. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2014. 216 с.

3. Еглачева А. В., Лопинова Е. В., Принцева И. В. Хвойные растения в декоративном арборетуме Ботанического сада Петрозаводского государственного университета // Hortus bot. 2014. Т. 9. 18 стр. URL: http://hb.karelia.ru/.

4. Жуков А. М., Гниненко Ю. И., Жуков П. Д. Опасные малоизученные болезни хвойных пород в лесах России. Пушкино : ВНИИЛМ, 2013. 128 с.

5. Жуков А.М. Проблемы использования растений-экзотов в лесных культурах и в озеленении // Лесной вестник. 2010. № 5. С. 32-37.

6. Змитрович И. В., Фирсов Г. А., Бондарцева М. А., Волобуев С. В., Большаков С. Ю. Базидиомицеты - возбудители хронических гнилей деревьев Ботанического сада Петра Великого Ботанического института имени В. Л. Комарова РАН: диагностика, биология, распределение по территории // Hortus bot. 2018. Т. 13. 25 стр. URL: http://hb.karelia.ru/.

7. Мороз В.К. О заболевании сосны обыкновенной шютте // Восстановление и защита леса в Карельской АССР . 1961. Вып. 25. С. 146-160.

8. Мухина Л.Н., Серая Л.Г., Каштанова О.А., Александрова М.С. Патогены и фитофаги в коллекции можжевельников Г лавного ботанического сада РАН // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2015. № 211. С. 216-229.

9. Орлова Л. В., Фирсов Г. А., Трофимук Л. П., Карамышева А. В. Кедровый стланик (Pinus pumila (Pall.) Regel, Pinaceae) - история изучения, современное состояние в ботанических садах Санкт-Петербурга и перспективы его использования в озеленении на Северо-Западе России // Hortus bot. 2019. Т. 14. 26 стр. URL: http://hb.karelia.ru/.

10. Фирсов Г. А., Змитрович И. В., Бондарцева М. А., Большаков С. Ю., Волобуев С. В. Морозобоины деревьев и базидиомицеты - возбудители хронических гнилей в Ботаническом саду Петра Великого // Hortus bot. 2018. Т. 13. 37 стр. URL: http://hb.karelia.ru/.

Summary

Micromycetes of Introduced Conifers Trees of the Botanic Garden of PetrSU

Sinkevich Olga, Surina Tatiana Aleksandrovna, Kopina, Maria Borisovna, Lyabzina, Svetlana Nikolaevna

Petrozavodsk State University

The results of phytopathological research of cultural conifers in PetrSU Botanic Garden are described. The trees with symptoms of damage on the needles by various fungal pathogens (spotting, necrosis, drying) were analyzed. Wet chamber methods, isolation on a nutrient medium, microcopying and morphometry, as well as molecular genetic methods for the diagnosis of microorganisms were used in laboratory studies. As result some species of fungi with varying degrees of pathogenicity were identified. These researches have shown the susceptibility of cultural conifer species to most diseases. The most common pathogen is pine-leaf cast (Lophodermium pinastri Chev). Some fungi such as Hendersonia pinicola Wehm., Pestalotia sp., Cyclaneusma minus (Button) Di Cosmo were found only on young trees of cedar dwarf (Pinuspumila (Pall.) Regel).

Key words: ex situ, phytopathological examination, conifer trees, micromycetes, Republic of Karelia

References

1. Belomesyatseva D.B., Zvyagintsev V. B., Shabashova T. G., Voltchenkova G. A. Invasive component in mycobiotic conifers// Trudy BLTU. 2018. , 1. No. 37-44.

2. Eglatcheva A. V., Lopinova E. V., Printseva I. V. Conifers in decorative arboretum of Botanic Garden of Petrozavodsk State University. // Hortus bot. 2014. T. 9. 18 str. URL: http://hb.karelia.ru/.

3. Firsov G. A., Zmitrovitch I. V., Bondartseva M. A., Bolshakov S. Yu., Volobuev S. V. Frosty cracks and basidiomycetes - causal agents of chronical decayings at the Peter the Great Botanical Garden. // Hortus bot. 2018. T. 13. 37 str. URL: http://hb.karelia.ru/.

4. Moroz V.K. About the disease of Scotch pine // Forest restoration and protection in the Karelian ASSR. 1961. Vyp. 25. No. 146-160.

5. Mukhina L.N., Seraya L.G., Kashtanova O.A., Aleksandrova M.S. Pathogens and phytophages in the collection of junipers of the Main Botanical Garden of the Russian Academy of Sciences// Izvestiya Sankt-Peterburgskoj lesotekhnitcheskoj akademii. 2015. , 211. No. 216-229.

6. Mushrooms and insects - consorts of forest-forming tree species of Karelia. Petrozavodsk: Karelskij nautchnyj tsentr RAN, 2014. 216 P.

7. Orlova L. V., Firsov G. A., Trofimuk L. P., Karamysheva A. V. Siberian dwarf pine (Pinus pumila (Pall.) Regel, Pinaceae) - history of study, the current state in the botanical gardens of Saint Petersburg and the perspectives of its use in greening in the North-West of Russia. // Hortus bot. 2019. T. 14. 26 str. URL: http://hb.karelia.ru/.

8. Zhukov A. M., Gninenko Yu. I., Zhukov P. D. Dangerous little-studied diseases of conifers in the forests of Russia. Pushkino : VNIILM, 2013. 128 P.

9. Zhukov A.M. Problems of using exotic plants in forest crops and landscaping// Lesnoj vestnik. 2010. , 5. No. 3237.

10. Zmitrovitch I. V., Firsov G. A., Bondartseva M. A., Volobuev S. V., Bolshakov S. Yu. Wood-inhabiting basidiomycetes as tree pathogens at the Peter the Great Botanical Garden of Komarov Botanical Institute of the Russian Academy of Science: their diagnostics, biology, and distribution over the park territory. // Hortus bot. 2018. T. 13. 25 str. URL: http://hb.karelia.ru/.

11. Цитирование: Синкевич О. В., Сурина Т. А., Копина М. Б., Лябзина С. Н. Микромицеты интродуцированных хвойных пород Ботанического сада ПетрГУ // Hortus bot. 2021. Т. 16, 2021, стр. 127 - 134, URL: http://hb.karelia.ru/journal/atricle.php?id=7385. DOI: 10.15393/j4.art.2021.7385

12. Cited as: Sinkevich O., Surina T. A., Kopina M. B., Lyabzina S. N. (2021). Micromycetes of Introduced Conifers Trees of the Botanic Garden of PetrSU // Hortus bot. 16, 127 - 134. URL: http://hb.karelia.ru/journal/atricle.php? id=7385

Размещено на Allbest.ru