CC BY
93
ISSN 2412-608Х. МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып. 2 (174), 2018
УДК 633.854.78:632.4:631.522 DOI 10.25230/2412-608Х-2018-2-174-107-111
ФОМОЗ (Phoma macdonaldii Boerema) В СЕМЕНАХ ПОДСОЛНЕЧНИКА
С.Л. Саукова,
кандидат биологических наук
Н.М. Арасланова,
кандидат сельскохозяйственных наук
Т.С. Антонова,
доктор биологических наук
М.В. Ивебор,
кандидат сельскохозяйственных наук
ФГБНУ ВНИИМК
Россия, г. Краснодар, ул. им. Филатова, д. 17 Тел.: (861) 275-86-53, E-mail: [email protected]
Для цитирования: Саукова С.Л., Арасланова Н.М., Антонова Т.С., Ивебор М.В. Фомоз (Phoma macdonaldii Boerema) в семенах подсолнечника // Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. - 2018. - Вып. 2 (174). - С. 107-111.
Ключевые слова: подсолнечник, патогенная микрофлора, фомоз, Phoma macdonaldii, пикнида, пикноспоры.
Исследования проводили в лаборатории иммунитета и молекулярного маркирования. В течение трех лет (2015-2017) было проанализировано 40 партий семян подсолнечника из ООО «Солнечная страна» Волгоградской области на наличие патогенной микрофлоры. Выделен возбудитель фомо-за из семян подсолнечника и определена его видовая принадлежность. Это гриб из рода Phoma Sacc. - Phoma macdonaldii Boerema, teleomorph Leptosphaeria lindquistii Frezzi. Представлены иллюстрации пикнид и пикноспор, сформировавшихся на семенах подсолнечника, их морфологические признаки, подтверждающие видовую принадлежность гриба по систематике Boerema et al. (2004). Наличие репродуктивных органов Phoma macdonaldii на семянках означает, что зараженные семена подсолнечника способствуют распространению фомоза.
UDC 633.854.78:632.4:631.522
Stem blight (Phoma macdonaldii Boerema) in sunflower seeds.
S.L. Saukova, PhD in agriculture N.M. Araslanova, PhD in agriculture T.S. Antonova, doctor of biology M.V. Iwebor, PhD in agriculture
All-Russian Research Institute of Oil Crops by the name of Pustovoit V.S. (VNIIMK) 17 Filatova str., Krasnodar, 350038, Russia Tel.: (861) 275-86-53, E-mail:
Key words: sunflower, pathogenic microflora, stem blight, Phoma macdonaldii, pycnidium, pycnospores.
The research was carried out in the laboratory of immunity and molecular marking. During three years (2015-2017) 40 lots of sunflower seeds from "Solnechnaya strana"-Ltd. from the Volgograd region were analyzed for the presence of pathogenic microflora. The stem blight pathogen in sunflower seeds was identified and its species was determined. It is a fungus of genus Phoma Sacc. - Phoma macdonaldii Boerema, teleomorph Leptosphaeria lindquistii Frezzi. The illustrations of picnidia and pycnospores formed on sunflower seeds are presented, as well as their morphological features confirming the species belonging to the fungus according to the classification of Boerema et al. (2004). The presence of reproductive organs of Phoma macdonaldii on the achenes means that infected sunflower seeds contribute to the spread of stem blight.
Введение. Фомоз, или черная стеблевая пятнистость, возбудителем которого является Phoma macdonaldii Boerema [1], teleomorph Leptosphaeria lindquistii Frezzi
[2], - одна из наиболее распространенных болезней подсолнечника во Франции, Сербии, Югославии, Румынии, Болгарии, Аргентине, Канаде, Китае и других странах
[3]. Распространению фомоза в России способствовало расширение посевных площадей подсолнечника, которое в 2014 г. достигло свыше 7 млн га, а также применение севооборотов короткой ротации, на фоне изменения климата в сторону повышения температуры и влажности. В результате накопления инфекции на растительных остатках может происходить быстрое формирование биотипов грибов высокой агрессивности [4]. Одной из причин распространения фомоза может быть и увеличивающийся в последние годы импорт инфицированного семенного материала. На вероятность распро-
странения возбудителя фомоза с семенами указывали многие учёные [5; 7].
В Пакистане возбудитель фомоза Phoma oleracea Sacc. впервые был выделен из семян подсолнечника в 2005 г., и сделано заключение о влиянии инфекции на их всхожесть [5]. Исследования 2008 г. образцов семян подсолнечника, полученных из разных мест возделывания в Сербии, показали отсутствие в семенной микрофлоре грибов из рода Phoma Sacc., и был сделан вывод, что семена не могут служить источником распространения болезни [6]. В 2014 г. Masirevic с соавторами обнаружили гриб Phoma macdonaldii Boerema в необработанных фунгицидами семенах различных гибридов подсолнечника, частота его встречаемости составляла 1,2-3,5 % [7]. Аналогичный процент заражённых семян (0,25-3,25 %) был подтвержден исследователями Югославии [8]. В Китае выделен возбудитель фомоза гриб P. macdonaldii из семян подсолнечника и установлена связь распространения болезни с импортом семян для коммерческих посевов из других стран [9].
В Российской Федерации микрофлора семян подсолнечника изучалась многими авторами. По данным Ментюкова Н.С., за период с 2001 по 2003 гг. в трёх зонах Волгоградской области была установлена высокая инфицированность семян подсолнечника патогенными грибами Alternaria spр., Fusarium spр., Sclerotinia sclerotiorum, и Sclerotium bataticola. Однако не было описано поражение семян подсолнечника фомозом [10]. Пивень В.М. и Мурадасилова Н.В. [11] при проведении ряда опытов по патогенной микрофлоре семян подсолнечника, выращенных в условиях Западного Предкавказья, отмечали, что выделялись многие фитопатогенные грибы, но не упоминали о присутствии грибов из рода Phoma Sacc. Тогда как в Тамбовской области в 2010 г. на сортоиспытательной станции был выделен возбудитель болезни P. macdonaldii из семян сортов и гибридов подсолнечника российской и зарубежной селекции [12].
Разноречивость литературных сведений о возможности распространения возбудителя фомоза семенами и его видовой принадлежности свидетельствует о недостаточной изученности этих вопросов.
Цель нашего исследования уточнить видовую принадлежность гриба из рода Phoma Sacc., выделенного из образцов семян подсолнечника, выращенных в Волгоградской области Российской Федерации.
Материалы и методы. Научные исследования проводили в лаборатории иммунитета и молекулярного маркирования. Для анализа семян на семенную инфекцию использовали методику Наумовой [13]. Из каждой партии произвольно отбирали по 100 семян, раскладывали в стерильные одноразовые пластмассовые чашки Петри на голодный агар по 10 штук и инкубировали в течение 10 дней при температуре +25 °С в термостате. На второй и последующие дни семена просматривали с помощью стереоскопического микроскопа МБС-10 для выявления микрофлоры.
Возбудителей болезней идентифицировали по морфологическим признакам. Измерение пикнид и пикноспор возбудителя фомоза под световым микроскопом Motic BA 310 выполняли при помощи окуляр-микрометра [14]. По систематикам Билай, Пидопличко, Boerema et я1. определяли видовую принадлежность фи-топатогенных грибов [1; 15; 16].
Распространенность или частоту встречаемости пораженных возбудителем фомоза семянок подсолнечника вычисляли по формуле:
Р _ п х 1 0 О ~~ N '
где P - распространенность поражённых семянок, %;
N - общее количество семянок в пробе; п - количество поражённых семянок в пробе;
100 - коэффициент для пересчета в проценты.
Результаты и обсуждение. В лаборатории иммунитета и молекулярного маркирования ежегодно проводится работа
по изучению микробиоты партий семян подсолнечника. В т ечение трех лет ( 20152017 гг.) бышо проанализировано 40 партий семян подсолначника из ООО «Солнечная страна» Волготрадской области на наличие патогеннай микрофлоры1. Распространённость граКот зависела от складысвающихся пптодныях условий, в которыах возделылвалгя подсолнечник ис-следуемыых партик семян. В исследован-ны1х семянах изученных лат преобладали видыс гргхгбковв рода Alternaria spp. Nees, вызывающие альтерннриоз подсолнечника. По литературныым данны1м и нашим наблюдениям, гриКы этото рода встречаются наиболее часто на сетенах подсолнечника [ 10; 11; 18]. Распространённость возбудителей другик вредоносных болезней: Fusarium spp. Link. ( фузариоз), Botrytis cinerea Pers. (серая гниль), Rhisoouu spjp. Ehren. (сухая гниль), Phomopsis helianthi Munt.-Cvet. et al. (фомопсис), Phoma sp. Sacc. ( фомоз) и бактериоза быы ла в э ти г оды невысооай. В 2015 г. развитие бактериозов нн семянках составляло 13,88 %. В последующие годы1 количество инфицированнынх боктериями семянок бы1хо в 3-41 раза меннше. Микробиота семян в 20151 г. быыла представлена AAernaria sppp - 5,15 %, Fuuarium spp. -0,15 и hhisopus sjsjp.— 0i55 %. В 2016 и 2017 гг. распространённосте возбудителей альтернарикза нн семеннх бы1ла вы1ше бактериальных. Частота ватречаемости в партиях семян возбудателей фузариоза и фомяза была меже 1 %, так, возбудитель фомяза был выявлен с часоотой встре-чаемясти 0,33 % и 0Д8 % соотеетственно (таблица).
Таблица
Частота встречаемости семянок, поражённых возбудителямя болезней, в партияих семян подсолннчннка из Волгоградской области, %
Гоа Всего ава-ткй ст-мя н, ше. Всего ст-мя н, ше. Поавястно, %
Alter-nnna spp. Fusa- uiam spp. hhisopus sPp. Phoma sp. Pho-mop-sss helianthi Botrytis cine-eaa Бва-ет-акк
5055 53 1300 5,55 0,55 0,55 0 0 0 535,88
5056 9 900 356,22 0,22 0,55 3,33 1,5 5 6,0 3,55
2057 58 И00 55,83 0,57 0,50 5,57 1,28 0,2 2 4,52
Из этих партий путём визуального анализа были отобраны семянак с аканк-дами фомоза. Около 5000 семяноа Оыак просмотрены под стереосаопкатсакм микроскопов для обнаруженкя ртааоаза-тивны1х органов возбудителя Озатзнк. В основном пикнвды располагвлксь хаотично под слоем эпидермиса оаоаоааоа-ника (лузги) на расширенной аасек семянки (рис. 1).
Рисунок 1 - Семянка подсолнечника
с пикнидами возбудителя фомоза РИота тасе1опа1сИ Воегета на лузге под эпидермисом (ориг.)
Для идентификации видовой принадлежности возбудител семена подсолнечника, пораженные фомозом, раскладывали на голодный агар в чашки Петри. На 3-4-й день па семенах появлялся бе-лы1й мицелий с сероватыми тяжами. Семена с таким мицелием изолировали в отдельные чашки Петри на питательную среду овсяный агар (ОА). Изолирование проводили для того, чтобы исключить постороннюю микробиоту. Через три дня на семянке и па воздушном мицелии об-разовыывались округлые пикниды1 с плот-нноойй ккооррииччннееввоой до черного цвета оболочкой (рис. 1). Под лузгой в местах ппррооннииккннооввеенниияя патоггена можно было обнаружить некроз на семядолях. Побуре-ние тканей зародышевого корешка ссввииддееттееллььссттввоовваало о начале патологиче-ссккооггоо ппррооццеессссаа и о наличии в них инфек-ццииооннннооггоо ннааччаалаа возбудителя болезни. Через 7-10 дней мицелий и образовавшиеся пикниды плотно покрывали лузгу и появившийся проросток, который в дальнейшем загнивал Через апикальный остиол (отверстие) пикнид при созрева-
нии выделялся экссудат грязно-белого или бело-розового цвета (рис. 2).
Рисунок 2 - Пикниды возбудителя фомоза Phoma macdonaldi Boerema на воздушном мицелии и семянке подсолнечника с выходящим экссудатом (показан стрелками) при их созревании (ориг.)
Пикниды с небольшим слоем эпидермиса переносили иглой на предметное стекло. Размеры пикнид, образовавшихся на лузге, составляли 70-200 мк, а на воздушном мицелии пикниды были меньше 35-170 мк (рис. 2). При микроскопическом анализе были видны пикноспоры гриба. Пикноспоры бесцветные, одноклеточные, большей частью яйцевидно-эллипсоидальные, их размеры составили 4,5-10 х 1,5-3,6 мк (рис. 3).
Рисунок 3 - Пикноспоры гриба Phoma macdonaldii Boerema (4,5-10 х 1,5-3,6 мк) (ориг.)
По систематике Boerema et я1. (2004) размеры репродуктивных органов возбудителя фомоза Phoma sp. Sacc., выделен-
ного из семян подсолнечника, соответствуют виду Phoma macdonaldii. Результаты исследований согласуются с описанными в литературе фактами встречаемости Phoma macdonaldii на семенах подсолнечника [18]. То, что на семянках и веге-тирующих растениях подсолнечника был обнаружен один и тот же вид возбудителя фомоза, свидетельствует о возможности распространения болезни инфицированными семенами [17].
Вывод. Таким образом, определена видовая принадлежность гриба из рода Phoma Sacc., выделенного из образцов семян подсолнечника Волгоградской области. При визуальном осмотре семянок поражёнными считали те, на которых присутствовали пикниды гриба под слоем эпидермиса. Размеры репродуктивных органов гриба по систематике Boerema et al. (2004) соответствовали Phoma macdonaldii. Наличие репродуктивных органов гриба Phoma macdonaldii на семянках означает, что в определённых условиях зараженные семена подсолнечника способствуют распространению фомоза.
Список литературы
1. Boerema G.H, Gruyter J.de, Noordeloos M.E, Hamers M.E.C. Phoma identification manual. In: G Phoma sect. Plenodomus // CABI Publishing, UK. -2004. - Р. 364-366.
2. Frezzi MJ. Leptosphaeria lindquistii n. sp., forma sexual de Phoma oleracea var. helianthi-tuberosi Sacc., hongo causal de la mancha negra del tallo' del girasol (Helianthus annuus L.), en Argentina // Patologia Vegetal. -1968. - 5. - Р. 73-80.
3. Roustaee A., Costes S., Dechamp-Guillaume G. and Barrault G. Phenotypic variability of Leptosphaeria lindquistii (anamorph: Phoma macdonaldii), a fungal pathogen of sunflower // Plant Pathology. - 2000. - 49. -Р. 227-234.
4. Арасланова Н.М., Саукова С.Л., Антонова Т.С. Патогенность изолятов возбудителя фомоза для растений подсолнечника // В сб.: Инновационные исследования и разработки для научного обеспечения производства и хранения экологически безопасной сельскохозяйственной и пищевой продукции. -Краснодар, 2015. - С. 71-74.
5. Sharfun-Nnahar, Muhammad Mushtaq and M.H. Hashmi. Seed-borne mycoflora of sunflower (Helianthus annuus L.) // Pak. J. Bot. - 2005. - 37 (2). - Р. 451-457.
6. Jelena Levic, Slavica Stankavic, Vesna Krnjaja, Aleksandra Bocarov-Stancic and Dragica Ivanovic. Distribution frequency and incidence of seed-borne pathogens of some cereals and industrial crops in Serbia // Pestic. Phytomed. (Belgrade). - 2012. - 27 (1). - Р. 33-40.
7. Stevan N. Masirevic, Sladana S. Medic-Pap, N. Terzic, Bosko P. Dedic, and Igor Dz. Balalic. Phoma
macdonaldi on seed and its importance in etiology of phoma black stem in sunflower // Зборник Матице српске за природне науке // Jour. Nat. Sci, Matica Srpska, Novi Sad. - 2014. - No 126. - P. 57-65.
8. Mirjana Stajic, Jelena Vukojevic, Sonja Duletic-Lausevic and Nada Lacok. Development of reproductive structures of Phomopsis helianthi Munt.-Cvet. et al. AND Phoma macdonaldii Boerema on sunflower seeds // Helia. - 2001. - V. 24. - No 34. - Р. 83-94.
9. Jiafeng Luo, Pinshan Wu. Detection and identification of Phoma macdonaldii in sunflower seeds imported from Argentina // Australasian Plant Pathology. -2011. - Р. 82-83.
10. Ментюков Н.С. Микозы семян подсолнечника и разработка мероприятий по снижению их вредоносности в условиях Волгоградской области: автореф. дис. ... канд. биол. наук. - Краснодар, 2005. - 21 с.
11. Пивень В.Т., Мурадасилова Н.В., Шуляк И.И., Алифирова Т.П. Способы обнаружения инфициро-ванности семян подсолнечника патогенной микоф-лорой // Масличные культуры. Науч.-тех. бюл. ВНИИМК. - 2013. - Вып. 2 (155-156). - С. 123-130.
12. Выприцкая А.А., Выприцкий А.С., Кузнецов А.А., Мустафин И.И. Видовой состав и вредоносность микобиоты семян подсолнечника в Тамбовской области Масличные культуры. Науч. -тех. бюл. ВНИИМК. - 2010. - Вып. 1 (142-143). - С. 63-67.
13. Наумова Н.А. Анализ семян на грибную и бактериальную инфекцию. - Л.: Колос, 1970. - 208 с.
14. Паушева З.П. Практикум по цитологии растений. 4-е изд. перераб. и доп. - М: Агропромиздат, 1988. - 271 с.
15. Билай В.И., Гвоздяк Р.И., Скрипаль И.Г. [и др.]. Микроорганизмы возбудители болезней растений. - Киев: Наукова думка, 1988. - 582 с.
16. Пидопличко Н.М. Грибы - паразиты культурных растений. Пикнидиальные грибы. - Киев: Нау-кова думка, 1978. - Т. 3. - 230 с.
17. Саукова С.Л., Ивебор М.В., Антонова Т.С., Арасланова НМ. Возбудитель фомоза на вегетирующих растениях подсолнечника в Краснодарском крае // Масличные культуры. Науч.-тех. бюл. ВНИИМК. -2014. - Вып. 2 (159-160). - С. 167-172.
18. Арасланова Н.М., Саукова С.Л., Ивебор М.В. Частота встречаемости возбудителей болезней на семянках подсолнечника, выращенных в разных регионах РФ // В сб.: Современные системы и методы фитосанитарной экспертизы и управления защитой растений. Материалы Международной конференции с элементами научной школы для молодых ученых, аспирантов и студентов. - 2015. - С. 85-93.
References
1. Boerema G.H, Gruyter J.de, Noordeloos M.E, Hamers M.E.C. Phoma identification manual. In: G Phoma sect. Plenodomus // CABI Publishing, UK. -2004. - R. 364-366.
2. Frezzi MJ. Leptosphaeria lindquistii n. sp., forma sexual de Phoma oleracea var. helianthi-tuberosi Sacc., hongo causal de la mancha negra del tallo' del girasol (Helianthus annuus L.), en Argentina. Patologia Vegetal 5, 1968. - R. 73-80.
3. Roustaee A., Costes S., Dechamp-Guillaume G. and Barrault G. Phenotypic variability of Leptosphaeria lindquistii (anamorph: Phoma macdonaldii), a fungal pathogen of sunflower // Plant Pathology. - 2000. - 49. -R. 227-234.
4. Araslanova N.M., Saukova S.L., Antonova T.S. Patogennost' izolyatov vozbuditelya fomoza dlya rasteniy podsolnechnika // V sb.: Innovatsionnye issledovaniya i razrabotki dlya nauchnogo obespecheniya proizvodstva i khraneniya ekologicheski bezopasnoy sel'skokhozyaystvennoy i pishchevoy produktsii. - Krasnodar, 2015. - S. 71-74.
5. Sharfun-Nnahar, Muhammad Mushtaq and M.H. Hashmi. Seed-borne mycoflora of sunflower (Helianthus annuus L.) // Pak. J. Bot. - 2005. - 37 (2). - R. 451-457.
6. Jelena Levic, Slavica Stankovic, Vesna Krnjaja, Aleksandra Bocarov-Stancic and Dragica Ivanovic. Di s-tribution frequency and incidence of seed-borne pathogens of some cereals and industrial crops in Serbia // Pestic. Phytomed. (Belgrade). - 2012. - 27 (1). - R. 33-40.
7. Stevan N. Masirevic, Sladana S. Medic-Pap, N. Terzic, B osko P. Dedic, and Igor Dz. B alalic. Phoma macdonaldi on seed and its importance in etiology of phoma black stem in sunflower. Zbornik Matitse srpske za prirodne nauke // Jour. Nat. Sci, Matica Srpska Novi Sad. - 2014. - № 126. - P. 57-65.
8. Mirjana Stajic, Jelena Vukojevic, Sonja Duletic-Lausevic and Nada Lacok. Development of reproductive structures of Phomopsis helianthi Munt.-Cvet. et al. AND Phoma macdonaldii Boerema on sunflower seeds // Helia. -2001. - V. 24. - №. 34. - R. 83-94.
9. Jiafeng Luo, Pinshan Wu. Detection and identification of Phoma macdonaldii in sunflower seeds imported from Argentina // Australasian Plant Pathology. -2011. - R. 82-83.
10. Mentyukov N.S. Mikozy semyan podsolnechnika i razrabotka meropriyatiy po snizheniyu ikh vredonosnosti v usloviyakh Volgogradskoy oblasti: avtoref. dis. ... kand. biol. nauk. - Krasnodar, 2005. - 21 s.
11. Piven' V.T., Muradasilova N.V., Shulyak I.I., Alifirova T.P. Sposoby obnaruzheniya infitsirovannosti semyan podsolnechnika patogennoy mikofloroy // Maslichnye kul'tury. Nauch.- tekh. byul. VNIIMK. -2013. - Vyp. 2 (155-156). - S. 123-130.
12. Vypritskaya A.A., Vypritskiy A.S., Kuznetsov A.A., Mustafin I.I. Vidovoy sostav i vredonosnost' mikobioty semyan podsolnechnika v Tambovskoy oblasti // Maslichnye kul'tury. Nauch.-tekh. byul. VNIIMK. - 2010. - Vyp. 1 (142-143). - S. 63-67.
13. Naumova N.A. Analiz semyan na gribnuyu i bakterial'nuyu infektsiyu. - L.: Kolos, 1970. - 208 s.
14. Pausheva Z.P. Praktikum po tsitologii rasteniy. 4e izd. pererab. i dop. - M: Agropromizdat, 1988. - 271 s.
15. Bilay V.I., Gvozdyak R.I., Skripal' I.G. [i dr.]. Mikroorganizmy vozbuditeli bolezney rasteniy. - Kiev: Naukova dumka, 1988. - 582 s.
16. Pidoplichko N.M. Griby - parazity kul'turnykh rasteniy. Piknidial'nye griby. - Kiev: Naukova dumka, 1978. - T. 3. - 230 s.
17. Saukova S.L., Ivebor M.V., Antonova T.S., Araslanova N.M. Vozbuditel' fomoza na vegetiruyushchikh rasteniyakh podsolnechnika v Krasnodarskom krae // Maslichnye kul'tury. Nauch.-tekh. byul. VNIIMK. - 2014. - Vyp. 2 (159-160). - S. 167-172.
18. Araslanova N.M., Saukova S.L., Ivebor M.V. Chastota vstrechaemosti vozbuditeley bolezney na semyankakh podsolnechnika, vyrashchennykh v raznykh regionakh RF // V sb.: Sovremennye sistemy i metody fitosanitarnoy ekspertizy i upravleniya zashchitoy rasteniy. Materialy Mezhdunarodnoy konferentsii s elementami nauchnoy shkoly dlya molodykh uchenykh, aspirantov i studentov. - 2015. - S. 85-93.
