CC BY
69
УДК 632.651
Микогельминты против розовой снежной плесени озимой пшеницы
А.Г. ЩУКОВСКАЯ,
младший научный сотрудник
Главного ботанического сада имени
Н.В. Цицина
О.Б.ТКАЧЕНКО,
заведующий отделом
защиты растений
e-mail: [email protected]
А.А. ШЕСТЕПЕРОВ,
заведующий лабораторией
фитогельминтологии
Всероссийского НИИ
гельминтологии
имени К.И. Скрябина
Розовую снежную плесень вызывает гриб Microdochium nivale (Fr.) Samuels & I.C. Hallett (син. Fusarium nivale Fr.) [2]. M. nivale распространяется и заражает растения озимой пшеницы конидиями. В период вегетации конидии могут заражать и семена. Если мицелий проникает в недозрелое зерно, особенно в период его формирования, то его всхожесть резко снижается. На погибших растениях и непосредственно в почве сохраняется значительное количество заразного начала, кроме того, болезнь может распространяться зараженными семенами. Всходы озимых заражаются снежной плесенью, но болезнь проявляется весной. Заражаются ослабленные и угнетенные растения. После таяния снега на листьях растений отмечают водянистые, без четких границ пятна, на которых формируется белый, бело-розовый или розовый налет. Листья склеиваются, теряют зеленую окраску и полностью погибают. При сильном поражении наблюдается отмирание листовых влагалищ, узла кущения. Пораженные растения сильно отстают в росте, у них отмечают нарушения формирования колоса и зерен и, как следствие, снижение урожайности.
Микогельминт Aphelenchoides saprophillus
В зимний период в растениях озимой пшеницы, пораженных розовой снежной плесенью, были обнаружены микогельминты Aphelenchoides saprophillus Franklin, 1957 (см. рисунок), Paraphelenchus tritici Baranow-skaja, 1958, Aphelenchus avenae Bastian, 1865. Микогельминты - нематоды со стилетом, с помощью которого они высасывают содержимое мицелия грибов [1]. Эти паразиты могут быть потенциальными биоагентами в борьбе с грибными болезнями сельскохозяйственных культур [3]. Вопрос о взаимоотношениях в природе между низкотемпературными грибами и микогельминтами, способными развиваться и размножаться при низких положительных температурах, не исследован.
Нами изучена возможность использования нематод-микогель-минтов для снижения поражения озимой пшеницы розовой снежной плесенью. Из пораженных растений нематод выделяли вороночным методом [4, 5]. По 3-10 экз. из суспензии нематод помещали в пробирки (20 х 200 мл с площадью поверхности питательной среды 15 см2) с ми-
целием гриба Alternaría tenuis Nees, выращенным по стандартной методике при температуре +15-20 °С. После того, как в пробирках мицелий A. tenuis был съеден, нематод выделяли вороночным методом и подсчитывали их количество. Из суспензии нематод каждого вида отбирали по 100 экз. (±20) и переносили в пробирки с мицелием гриба M. nivale. В лабораторных контейнерах выращивали озимую пшеницу (30 растений/контейнер). После того, как у всходов появлялись первые 2-3 настоящих листа, растения заражали изолятами гриба M. nivale (50 г зараженных семян/контейнер). Когда мицелий гриба полностью распространялся по поверхности листьев, опытные растения инвазировали водной суспензией микогельминтов (100 экз/контейнер). Затем пробирки и лабораторные контейнеры переносили в климокамеры и выдерживали при температуре 5 °С. Каждые 2 недели визуально отслеживали состояние мицелия и растений. После того как мицелий полностью исчез с поверхности питательной среды и листьев растений нематод выделяли и подсчитывали их количество.
В пробирках с мицелием гриба M. nivale наиболее интенсивно развивался A. saprophillus. Этот вид при температуре 5 °С уничтожил мицелий гриба в течение 60-70 дней после внесения в пробирку, а его численность увеличилась до 1208 экз/про-бирку. В пробирках с видами P. tri-tici и A. avenae через 60-70 дней на 40-50 % поверхности питательной среды сохранялся мицелий гриба. Численность P. tritici была 552, A. avenae - 1405 экз/пробирку.
Опыты в контейнерах проводили в 5 повторностях по следующей схеме: контроль - без инокуляции и без ин-вазирования; гриб M. nivale (50 г зараженных семян/контейнер) без инокуляции микогельминтами; M. nivale + A. saprophillus (100 экз/контейнер); M. nivale + A. avenae (100 экз/контейнер). Мицелий гриба начал прорастать на 10-й день после инокуляции, на 20-й день он полностью распрост-
ЭФФЕКТИВНОСТЬ БИОТЕХНОЛОГИЙ
ранился по поверхности листьев. В варианте без внесения нематод 100 % покрытие мицелием листьев растений в конце опыта сказалось на состоянии растений - 25 растений из 30 погибло. Остальные отставали в росте по сравнению с контролем (соответственно 10-12 и 15 см), на вегетативных органах отмечались симптомы поражения розовой снежной плесенью (увядание и отмирание нижних листьев, мицелий гриба на корневой шейке, некроз кончиков корней). В вариантах, где были внесены нематоды, растения выглядели более здоровыми. У них не отмечалось отмирание нижних листьев, а только увядание, на корневой шейке и корнях не наблюдали признаков патологии. Число погибших растений не превышало 2-3 на 1 повторность. Микогельминты препятствовали развитию и распространению по растению мицелия гриба M. nivale, в конце опыта в варианте с внесением A. avenae на поверхности субстрата оставалось только 20-30 % мицелия, а в варианте с внесением A. sap-rophillus мицелий полностью отсутствовал.
При изучении динамики численности микогельминтов в растениях озимой пшеницы, пораженной розовой снежной плесенью, установлено, что численность A. saprophillus увеличилась в течение 60 дней со 100 до 5219 экз. У микогельминта A. avenae в течение наблюдений также увеличилась численность: на 10-й день - в 5,3 раза, на 20-й - в 9,7, на 40-й - в 11,7, на 60-й день - в 45 раз (табл. 1).
Был проведен также микроделя-ночный полевой опыт по использованию нематод-микогельминтов в снижении поражения озимой пшеницы розовой снежной плесенью. На делянках площадью 1 м2 в августе 2011 г. посеяли семена озимой пшеницы сильно восприимчивого сорта Лютесценс-147. Инокуляцию растений грибом M. nivale провели в октябре. Норма внесения инокулюма -100 г зараженного зерна/м2. Когда мицелий гриба распространился по всей поверхности модельной делянки (приблизительно через 20-
30 дней), растения были инвазиро-ваны (полив из лейки) водной суспензией нематод-микогельминтов (1 л/м2). Опыт был поставлен в 4 вариантах и 4 повторностях: 1 - контроль без инокуляции и инвазирова-ния; 2 - инокуляция M. nivale без внесения микогельминтов; 3 - M. nivale + A. saprophillus (10 тыс. экз/по-вторность) и 4 - M. nivale + P. tritici (10 тыс. экз/повторность). Образцы растений брали зимой (январь) и весной после таяния снега (апрель, май). Извлечение нематод из органов растений и почвы проводили вороночным методом Бермана. При учете нематод определяли их видовой состав, подсчитывали количество самок, самцов и личинок.
В контроле, кроме других нематод и микогельминтов, мы выявили A. saprophillus и P. tritici. Наличие ми-когельминтов в контроле можно объяснить их присутствием в почве, их невысокую (в сравнении с другими вариантами)численность - отсутствием симптомов поражения розовой снежной плесенью (пищевая база микогельминтов) на растениях озимой пшеницы. На делянках, куда вносили только инокулюм гриба M. nivale, естественная численность микогельминтов весной уве-
личилась в 2-2,5 раза за счет того, что 45-50 % растений озимой пшеницы были поражены розовой снежной плесенью (табл. 2). На делянках, где вносили гриб M. nivale и суспензию микогельминта A. saprophillus, численность микогельминта увеличилась с 224 экз. зимой до 17273 экз. весной, но в летний период наблюдали снижение численности до 1457 экз. Растения озимой пшеницы на этих делянках выглядели более здоровыми (больше процент зеленой массы, нет отмирания нижних листьев, только увядание, корневая шейка и корневая система без признаков патологии), чем на делянках, где был внесен один гриб. Розовой снежной плесенью было поражено 25-30 % растений. На делянках, где был внесен гриб M. nivale и суспензия микогельминта P. tritici, также наблюдали увеличение численности микогельминта весной в 7-7,5 раз по сравнению с зимой. Летом она резко уменьшилась с 10628 (весной) до 954 экз. У растений пшеницы на этих делянках признаки поражения заболеванием наблюдали на нижних листьях (сначала появлялись пятна без четких границ, на которых впоследствии образовывался бело-розовый налет мицелия гриба, пос-
Таблица 1
Размножение микогельминтов на мицелии гриба M. nivale в растениях озимой пшеницы
Вид Инвазионная нагрузка (экз/контейнер) Средняя численность нематод в растениях (экз.)
10 дней 20 дней 40 дней 60 дней
A. saprophillus 100 500* (280) 1265 (650) 1855 (1170) 5219 (3550) A. avenae 100 532 (278) 973 (648) 1168 (1114) 4574 (3548)
* В скобках указана численность личинок микогельминтов.
Таблица 2
Сезонная динамика численности микогельминтов в растениях озимой пшеницы, пораженных розовой снежной плесенью
Численность (экз.)
Вариант зима весна лето общая за период наблюдений
Контроль 28/12* 37/17 8/4 106
Инокуляция Microdochium nivale 44/25 68/45 34/12 228
Инокуляция Microdochium nivale + Aphelenchoides saprophillus 224 17273 1457 21252
Инокуляция Microdochium nivale + 1392 10628 954 12974
Paraphelenchus tritici_
* В числителе - число особей A. saprophillus. в знаменателе - P. tritici.
ле чего пораженные листья погибали). Симптомы поражения болезнью отмечали у 40-45 % растений.
Таким образом, микогельминты A. saprophilus, P. tritici и A. avenae, которые были выделены из растений озимой пшеницы, пораженных розовой снежной плесенью, питаются и размножаются на мицелии гриба M. nivale при температуре 5 °С. Лабораторные и мелкоделяночный опыт показали, что микогельминты могут снижать пораженность растений озимой пшеницы этим заболеванием.
ЛИТЕРАТУРА
1. Парамонов А.А. Основы фитогель-минтологии. Таксономия нематод надсе-мейства Tylenchoidea. - М.: Издательство «Наука» АН СССР, 1970, том 3, с. 54-186.
2. Ткаченко О.Б. Распространение и круг растений-хозяев наиболее опасных возбудителей снежных плесеней, скле-роциальных грибов Sclerotinia borealis, S. nivalis и Typhula ishikariensis // Бюллетень ГБС, 2012, вып. 168, № 4, с. 64-71.
3. Шестеперов А.А., Савотиков Ю.Ф. Карантинные фитогельминтозы. - М.: Колос, 1995, кн. 1, 447 с.
4. Щуковская А.Г. Фитонематоды озимой пшеницы, пораженной фузариозной снежной плесенью, и меры борьбы с ней. Мат. научн. конф. «Теория и практика борьбы с паразитарными болезнями» -М, 2004, вып. 5, с. 437.
5. Щуковская А.Г. Фитонематоды озимой пшеницы, пораженной розовой снежной плесенью / Мат. науч. конф. «Теория и практика борьбы с паразитарными болезнями» - М, 2012, вып. 13, с. 437.
Аннотация. Установлена возможность регуляции численности низкотемпера-
турного гриба Microdochium nivale (Fr.) Samuels & I.C. Hallett низкотемпературными микогельминтами. Aphelenchoides saprophillus, Aphelenchus avenae и Paraphelenchus tritici размножались на мицелии гриба M. nivale при температуре 5 °С in vivo и in vitro и уменьшали поражение розовой снежной плесенью озимой пшеницы.
Ключевые слова. Розовая снежная плесень, микогельминты, озимая пшеница.
Abstract. The possibility of the regulation of the number of low-temperature fungus Microdochium nivale (Fr.) Samuels & I.C. Hallett by low temperature was established. Aphelenchoides saprophillus, Aphelenchus avenae and Paraphelenchus tritici bred on mycelium of M. nivale fungus at 5 °C in vivo and in vitro and reduced pink show mold damage of winter wheat.
Keywords. Pink snow mold, mycohel-mints, winter wheat.
УДК 632.937
Модернизация производства биопрепаратов -требование времени
Ю.К. САМОЙЛОВ,
заведующий отделом ИТИ «Биотехника», Одесса
А.Ю. САМОЙЛОВ,
старший научный сотрудник
Тенденция биологизации растениеводства (применение биологических методов и средств защиты растений, бактериальных удобрений, стимуляторов развития растений и других агентов природного происхождения) требует совершенствования промышленного производства биопрепаратов, в частности, грибного и бактериального происхождения.
Наиболее перспективным, по нашему мнению, является использование для этого тонкостенных аппаратов глубинного культивирования сред (ТАГКС). Глубинное культивирование с применением ТАГКС является самым дешевым, малоэнергоемким, наиболее механизированным процессом, отличающимся отсутствием довольно трудоемкого ручного труда и резким сокращением количества и объема тары при культивировании. Тонкостенные аппараты выгодны тем, что при толщине несущих конструктивных элементов менее 2 мм металлоемкость, энергопотребление и производственные площади значительно снижаются, а культура и безопасность производства повышаются, что в результате позволяет получать качественные, с невысокой себестоимостью микробиологические препараты.
Использование для стерилизации УФ-излучения (вме-
сто пара под давлением в традиционных аппаратах) позволило сделать этот процесс более безопасным, энергетически малозатратным и дешевым. Одновременно это позволяет решить и вопросы, связанные с фаголизисом.
Потребность в таких аппаратах существует не только в Украине и России, но и других странах, входивших ранее в СССР.
Анализ рынка многофункционального оборудования для производства микробиопрепаратов показывает, что оно представлено только подвесными качалками, которые выпускают ИТИ «Биотехника» (Украина) и ВИСХОМ (Россия). Состояние экономики Украины позволяет закупать необходимую технику лишь бывшую в употреблении.
Поэтому актуальна разработка унифицированного ряда тонкостенных аппаратов, что снизит затраты на их проектирование, производство, испытание и принятие в эксплуатацию.
В настоящее время Украина и Россия обладают почти законченным циклом производства и запуска ТАГКС, но обновление парка аппаратного оснащения сдерживает недостаточное финансирование.
В соответствии с этим необходимо разработать концепцию создания ТАГКС и на ее основании определить технические характеристики и разработать технические требования. Это позволит провести поэтапную модернизацию производства микробиопрепаратов для защиты растений.
