CC BY
538
УДК 632.92
Сосновая стволовая нематода
О.А. КУЛИНИЧ, БОГУАН ЗАО, А.Ю. РЫСС, Н.И. КОЗЫРЕВА
e-mail: [email protected]
К числу карантинных организмов, представляющих наибольшую опасность для хвойных лесонасаждений в Европе и Азии, относится сосновая стволовая нематода Bursaphelen-chusxylophilus, которая входит в перечни карантинных организмов многих стран мира, включая Россию. Нематода является аборигенным видом Северной Америки, в начале ХХ столетия была занесена в Азию (Японию, Китай, Тайвань, Южную Корею), а недавно обнаружена в Португалии и Испании. Этот микроскопический червь питается на клетках смоляных каналов, вызывая их гибель, и, в итоге, уже к концу летнего сезона дерево полностью увядает. Увядание хвойных пород, или вилт, вызываемое B. xylophilus, можно отнести к числу наиболее значимых заболеваний лесных насаждений в мире. Фактически ежегодно проводятся научные форумы по данной проблеме. Одно из крупных мероприятий - Международный симпозиум по «вилту сосны» - прошло в Китае, в Университете леса г. Нанкина (20-23.07.2009 г.). В данной публикации приводится краткий обзор исследований по сосновой стволовой нематоде в странах ее распространения, где применяются меры контроля и борьбы с ней.
Япония. Считается, что сосновая нематода была завезена в Японию из Северной Америки в начале ХХ столетия. Впервые заболевание было отмечено в Нагасаки в 1905 г. Но только в 1970-х гг. был выявлен непосредственно сам организм, вызывающий увядание деревьев. Постепенно нематода распространилась по всей территории Японии. В настоящее время вилт хвойных пород не зарегистрирован только в небольшой части северных остро-
вов (Аомори и Хоккайдо). Начиная с 1970 г., правительство Японии утвердило программу по сдерживанию распространения болезни, ежегодные потери от которой в 19701980-х гг. составляли около 2 млн м3 древесины сосны, а затраты на борьбу оценивались в 30-40 млн долл. в год. Главный упор в борьбе с вилтом хвойных пород был сделан на обработку сосновых насаждений инсектицидами против черных усачей Monochamus altematus, являющихся основными переносчиками нематоды. Последние научные разработки японскихученых - раннее и оперативное выявление зараженных нематодами деревьев с помощью авиатехники, основанное на спектральном анализе цветной фотосъемки лесонасаждений [5]. Другим достижением является разработка быстрой диагностики наличия сосновой нематоды в зараженном материале. Данный метод исключает стадию 24-48-часовой экстракции нематод методом Бермана и позволяет с помощью молекулярной диагностики определить их наличие непосредственно в растительном субстрате [1]. Это во много раз сокращает время на выявление нематод и тем самым удешевляет эту процедуру.
Южная Корея. Впервые увядание хвойных, вызванное сосновой стволовой нематодой, было обнаружено в стране в 1988 г. Ситуация с вилтом хвойных пород приняла угрожающую форму, начиная с 2000 г., и существенно усугубилась в 2006 г, когда в результате обследований выяснилось, что 7871 га лесов заражен сосновой стволовой нематодой. С 2000 по 2008 г. было вырублено 1851225 больных деревьев. Ежегодные затраты в связи с принимаемыми мерами контроля за нематодой составили более 10 млн долл., и эта цифра из года в год возрастает. Бла-
годаря проводимым мерам, начиная с 2006 г., площадь зараженных сосновой нематодой лесов понемногу уменьшалась и в 2008 г. составляла уже 60215 га. Основная восприимчивая к сосновой нематоде порода в Корее - сосна корейская Pinus koraiensis, которая занимает 23,5 % от всех лесов страны, а переносчиком нематод является усач Mono-chamus saltuarius. Утверждена государственная программа по предотвращению распространения вилта, которая сводится к мониторингу заболевания, раннему обнаружению пораженных деревьев, утилизации древесины, заселенной насекомыми-переносчиками, а также вырубке, сжиганию или фумигации. В качестве превентивных мер используется инъекция нематицидов в ствол дерева (единичных деревьев, которые имеют культурную ценность). Обработку лесов с помощью авиатехники также можно отнести к превентивным мерам, осуществляемым с мая по июль, когда проходит массовый лёт усачей. Принят специальный закон по предотвращению распространения древесины, зараженной сосновой стволовой нематодой и ее переносчиками-усачами [8].
Китай. Увядание сосен, вызываемое сосновой стволовой нематодой, занимает четвертое место среди наиболее опасных заболеваний лесных насаждений в мире и относится к числу самых опасных болезней хвойных лесонасаждений в Китае. B. xylophilus входит в перечень карантинных организмов, ограниченно распространенных на территории Китая. Впервые увядание хвойных было обнаружено в 1982 г. в окрестностях г. Нанкина (провинция Цзянсу). С 1982 по 2003 г. в этой провинции погибло около 5,2 млн деревьев в результате заражения нематодой.
В настоящее время вилт хвойных пород зарегистрирован на 80 тыс. га. Однако увядание проявляется не везде одинаково. Наиболее интенсивно оно проходит в насаждениях, произрастающих ниже 1000 м над
36
ВНИИКР: НАУЧНЫЕ СООБЩЕНИЯ, НОВОСТИ
уровнем моря. Немалую роль в распространении сосновой нематоды играют антропогенные факторы, связанные с перемещением грузов по важнейшим транспортным путям и рекам [9].
Основные меры борьбы также направлены на подавление численности жуков рода Monochamus - переносчиков нематоды. Особый интерес представляет опыт китайских ученых по применению биологических мер борьбы - использование ос-бетилид Scleroderma guani. Крошечные самки этих ос нападают на превосходящих их по размеру в тысячи раз личинок усачей Monochamus alternatus, обитающих в древесине, и откладывают яйца в тела обездвиженных личинок усача. Бетилиды выращиваются в лабораторных условиях, а затем переносятся в открытую среду. Применение данного метода существенно снизило распространение заболевания сосновых деревьев.
Биологический метод борьбы применялся параллельно с другими фи-тосанитарными мероприятиями. С 2000 по 2005 г было вырублено около 2 млн больных и погибших деревьев, зараженных нематодой. Вся вырубленная древесина была измельчена в щепу для производства древесно-стружечных плит.
Существенный вклад в изучение болезни хвойных пород, вызываемой сосновой стволовой нематодой, внесли последние исследования китайских ученых. Их лабораторные и полевые наблюдения показывают, что вилт хвойных пород вызывается комплексом патогенов - нематодами и переносимыми ими на внешнем слизистом чехле тела патогенными бактериями-симбионтами [10, 11]. Проведенные в рамках совместного российско-китайского проекта (03-04-39022-ГФЕН) исследования показали, что некоторые российские и китайские популяции B. mucrona-tus, близкородственного вида сосновой нематоды, показавшие патогенный эффект на деревьях, также несут на себе патогенные бактерии [3, 11].
Применение ос-бетилид против усачей рода Моиоскашт в лесонасаждениях, зараженных сосновой стволовой нематдой (окрестноти г. Нанкина, Китай)
Португалия. В этой стране сосновая стволовая нематода впервые была обнаружена в 1999 г. в припортовой зоне Лиссабона в погибших соснах Pinus pinaster. Предполагается, что данный организм был занесен в страну с упаковочной тарой из Китая. С этого времени службой карантина растений и лесным ведомством ведется постоянный контроль за его очагом. В связи с этим была разработана и выполняется программа по сдерживанию распространения, локализации и ликвидации очага сосновой нематоды, которая сводится в основном к контролю за жуком-переносчиком M. galloprovin-cialis [7]. Несмотря на это, в 2008 г. выявлены новые очаги нематоды, находящиеся в 200 км от предыдущего - в центре страны. Также был обнаружен очаг сосновой нематоды в соседней Испании (на границе с Португалией). Таким образом, сосновая стволовая нематода посте-
пенно распространяется по Европе. Меры борьбы с ней сводятся к уничтожению жуков-переносчиков путем применения аттрактантных ловушек, вырубке хвойных деревьев с симптомами поражения (срублено более 500 тыс.), термической обработке лесоматериалов и мониторингу хвойных насаждений вдоль дорог, вокруг портов, где осуществляются перевозки и концентрация древесины. Но, как показывает реальность, эти меры не сдерживают полностью распространение сосновой стволовой нематоды, и можно предположить, что спустя какое-то время паразит может быть обнаружен в других странах Европы [4]. В связи с выявлением нематоды на континентальной части Португалии введены новая стратегия и новый план, в которых будут задействованы фитоса-нитарные меры контроля ЕС.
Финляндия. Проведенный анализ фитосанитарного риска показал, что в этой северной стране сосновая стволовая нематода сможет не только адаптироваться, но и нанести ущерб хвойным насаждениям в жаркие годы. В связи с этим карантинной службой Финляндии -крупнейшего импортера лесопро-дукции - уделяется особое внимание сосновой стволовой нематоде. И не случайно, что впервые в Европе этот организм выявлен именно в Финляндии в 1986 г. в импортированных из Северной Америки опилках [6]. Сосновая нематода никогда не обнаруживалась в лесонасаждениях Финляндия, однако мониторинг этого объекта проводится ежегодно с 2000 г. В результате обследований было проанализировано 3665 образцов, но патоген не обнаружен. В этот период ежегодно проводилось от 100 до 300 инспекций импортируемых лесоматериалов и вид B. xylophilus был обнаружен в упаковочных материалах в 45 случаях [2].
Около 86 % территории Финляндии покрыто лесами, состоящими в основном из хвойных пород. С 2002 г. разработан план на случай
ВНИИКР: НАУЧНЫЕ СООБЩЕНИЯ, НОВОСТИ
37
заноса и акклиматизации сосновой стволовой нематоды. В основе его стратегии лежит установление двух зон: чистой (вырубки всех хвойных деревьев) в радиусе 3 км от очага заражения и 6-километровой «буферной». В апреле 2009 г. была организована проверка этой системы, в которой принимали участие руководители Департамента здоровья растений и лесных хозяйств, лесной промышленности, собственники леса и представители таможенного управления.
Россия. В России исследования на наличие сосновой стволовой нематоды начаты в начале 1990-х гг. с обследования территории Приморского края, как региона наиболее возможного ее обитания. В результате выявлено только широкое распространение близкородственного вида - B. mucronatus. Сосновая стволовая нематода B. xylophilus также не обнаружена в древесных пробах, отобранных в 18 других субъектах РФ [3]. Однако, учитывая небольшое число отобранных проб (около 6 тыс. шт.), указанные исследования можно рассматривать только как рекогносцировочные. В настоящее время сосновая стволовая нематода B. xylophilus не зарегистрирована на территории РФ. В то же время анализ фитосанитарного риска показал, что в случае ее заноса увядание хвойных насаждений может наблюдаться на значительной части европейской территории РФ южнее широты Воронежской области, а также на юге Сахалинской области, Приморского и Хабаровского краев. Теоретические выводы были подтверждены и опытными исследованиями. В 2010 г. планируются широкие обследования лесонасаждений в ряде регионов РФ.
Анализируя научные сведения и документы по сосновой стволовой нематоде, опубликованные в разных странах мира, нельзя не отметить существенный вклад ЕОКЗР, в частности, международной группы экспертов по этой проблеме. Проведен новый анализ фитосанитар-
ного риска вида B. xylophilus для стран ЕОКЗР с учетом последних данных (предыдущий был опубликован в 1996 г.) и принят стандарт по официальным методам контроля сосновой стволовой нематоды. Однако остается немало нерешенных вопросов. Следующий между-
народный симпозиум по данной проблеме предполагается провести в Германии в 2012 г.
ФГУ «ВНИИКР»,
Нанкинский университет леса, КНР, ЗИН РАН, Санкт-Петербург, Центр паразитологии ИПЭЭ РАН, Москва
ЛИТЕРАТУРА
1. Aikawa T., KanzakiN., Kikuchi T. Simple diagnosis of the pine wilt disease using loopmediated isothermal amplification. Inter. Symposium on pine wilt disease. (Abst.) IUFRO 20-23 July, 2009. Nanjing forestry university, China, 2009, p. 34.
2. Hannunen S., Tomminen J., Pouttu A., Kukkonen H. The Finnish contingency plan for the pine wood nematode. Inter. Symposium on pine wilt disease. (Abst.) IUFRO 20-23 July, 2009. Nanjing forestry university, China, 2009, p. 77.
3. Kulinich O.A., Kruglic I., Eroshenko A.S., Kolosova N.V. Occurrence and distribution of the nematode Bursaphelenchus mucronatus in the Russian Far East // Russian Journal of Nematology, 1994, v. 2, № 2, p. 113-120.
4. Mota M., Paulo C.V. Pine wilt disease in Portugal // Pine wilt disease. Springer, Japan, 2009, p. 33-39.
5. Nakamura K., Takehana M., Itagaki T., Tashiro H., Ohta K., Nakakita O. 2008 Detection of the pine wilt-damages trees using near-infrared color photograph. Inter. Symposium on pine wilt disease. (Abst.) IUFRO 20-23 July, 2009, Nanjing forestry university, China, 2009, p. 33.
6. Rautapaa J. Experiences with Bursaphelenchus xylophilus in Finland. Bull. OEPP., 1986, 6, p. 453-456.
7. Rodrigues J.M., Sousa E. 2009 Portuguese national action plan for pinewood nematode control: strategy, action and results. Inter. Symposium on Pine Wilt Disease. (Abst.) IUFRO 20-23 July, 2009, Nanjing Forestry University, China, 2009, p. 23.
8. ShinSang-Chul. Pine wilt disease in Korea // Pine wilt disease. Springer, Japan, 2009, p. 26-32.
9. Wang H.Y. The biogeography and economic geography of the pine wood nematode in China. Inter. Symposium on pine wilt disease. (Abst.) IUFRO 20-23 July, 2009, Nanjing forestry university, China, 2009, p. 45-46.
10. Zhao B., Lin F. Mutualistic symbiosis between Bursaphelenchus xylophilus and bacteria of the genus Pseudomonas. For Path., 2005, 25, 2205-2214.
11. Zhao B., Lin F., Guo D., Li R., Li Sh., Kulinich O., Ryss A. Pathogenic roles the bacteria carried by Bursaphelenchus mucronatus/ Journal of Nematology, 2009, 41, 1, 11-16.
Аннотация. Сделан обзор исследований по сосновой стволовой нематоде Bursaphelenchus xylophilus, проводимых в разных странах мира: Китае, Японии, Южной Корее, Португалии, Финляндии. Отмечен ущерб, наносимый странам этим патогеном и мероприятия по контролю за заболеванием. Особый интерес представляют биологические меры борьбы в Китае, где применение oc-бетилид против личинок черных усачей рода Monochamus дает высокий эффект. Отмечены новые методы в области ранней диагностики сосновой нематоды.
Ключевые слова. Сосновая стволовая нематода Bursaphelenchus xylophilus, увядание хвойных пород, исследования, меры борьбы, диагностика, Китай, симпозиум, обзор.
Abstract. This paper reviews the research that has been done on the pine wood nematode (PWN), Bursaphelenchus xylophilus, the pine wilt disease pathogen, in China, Japan, South Korea, Portugal and Finland. Data are presented showing damage resulting from pine wilt and measures that have been taken to manage the disease in these countries. Special attention is focused on a biological method that is being done in China using the wasp, Scleroderma guani, an especially effective natural parasite of Monochamus beetle larvae, the main PWN vector. Also described is a new method, which allows for early detection of PWNs and pine wilt disease.
Keywords. Pine wood nematode Bursaphelenchus xylophilus, pine wilt, researches, control, diagnostic, China, symposium, review.
38
ВНИИКР: НАУЧНЫЕ СООБЩЕНИЯ, НОВОСТИ
