N E W S
OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE REPUBLIC OF KAZAKHSTAN SERIES OF BIOLOGICAL AND MEDICAL
ISSN 2224-5308
Volume 6, Number 318 (2016), 124 – 131
N. E. Bekmakhanova, G. A. Mombekova, R. Zh. Kaptagay RGE «Institute of Microbiology and Virology» SC MES RK, Almaty, Kazakhstan.
E-mail: magnazko @mail.ru, kaptagaeva _ [email protected]
REVEALING AND MORPHOLOGICAL CHARACTERISTICS
ISSN 2224-5308 Серия биологическая и медицинская. № 6. 2016 ственных культур в среднем реализуют только 20-25% генетического потенциала продуктивности, при обеспечении защиты от возбудителей болезней, вредителей и сорняков они способны формировать значительно больший урожай [1, 2].
В условиях Казахстана течение многих инфекционных заболеваний растений имеет свои особенности. Состав патогенных микроорганизмов, условия их развития и уровень причиняемого ими вреда для каждой конкретной культуры неодинаковы. Знание состава фитопатогенов-возбу- дителей заболеваний растений, их биологические и экологические особенности развития являются необходимым условием для обоснования и разработки мер борьбы с ними. Одной из основных причин получения низких урожаев бобовых культур в Алматинской области являются вредные организмы: микроскопические грибы и вредители, а также сорняки. Особую вредоносность пред- ставляют грибные болезни, такие как корневая гниль, фузариоз, альтернариоз и ботритиоз и др., которые могут передаваться через почву, семена и др. Поражение фитопатогенами бобовых куль- тур вызывает снижение урожая на 20-30% и ухудшает его качество [3, 4].
Заболевания, возбудителями которых являются грибы рода Fusarium Link., причиняют значительный ущерб урожаю и его качеству во всех районах возделывания зернобобовых культур.
Плотность популяции грибов этого рода в почве может варьировать от 2 до 5-10 тыс. единиц коло- нии в 1 г почвы. Возделывание восприимчивых к заболеванию культур и сортов может приводить к значительному увеличению численности популяций этих патогенов. В результате поражения растений фузариозом наблюдается изреживание всходов весной и уменьшение густоты посевов в течение вегетации. В период хранения зараженные семена могут интенсивно поражаться плесне- выми грибами, что приводит к ухудшению их кормовых и посевных качеств. Недоборы урожая зернобобовых культур при поражении корневой гнилью достигают 16-59%, в растениях снижается общее содержание сахаров, количество хлорофилла и аскорбиновой кислоты, содержание белка в зерне уменьшается на 3-5% [5]. Выпады растений в годы эпифитотий достигают 50-60%, всходов – до 60%, значительно снижаются урожай, качество семян и зеленая масса [6]. Так, в условиях За- падной Сибири нут ежегодно поражается заболеванием, называемым «увядание». Начало проявле- ния увядания, в зависимости от погодных условий, отмечалось в фазу бутонизации-цветения. В дальнейшем происходило медленное нарастание болезни, которое вначале выражалось в измене- нии окраски (пожелтение и покраснение) отдельных листьев и веточек (частичное увядание), а в дальнейшем – в засыхании и почернении всего растения (полное увядание) [6, 7]. На нуте и кормо- вых бобах увядание, как правило, сопровождалось интенсивным заселением ослабленных расте- ний грибами рода Alternaria, в результате чего растения выглядели обугленными. В почерневших бобах формировались щуплые недоразвитые семена. Возбудителем альтернариоза бобовых культур является гриб Alternaria tenuissima Nees. Первым признаком поражения растений явля- ются красно-бурые пятна на листьях. При выпадении дождей пятна темнеют и быстро увеличи- ваются, на них появляются оливково-черный бархатистый налет [8.9]. Другим наиболее распро- страненным заболеванием бобовых культур является шоколадная пятнистость. Возбудитель шоколадной пятнистости листьев - гриб Botrytis fabae Sard. Сначала на нижних листьях отмечают маленькие красноватые пятна. Позже пятна увеличиваются в размерах, растения теряют листья, цветки, плоды. Стебли становятся красновато-коричневыми и ломкими [10, 11].
Целью работы было выявить наиболее вредоносные болезни бобовых (нут, горох) и кормовых (люцерна) культур в условиях Алматинской области и отобрать сорта нута, гороха и люцерны, устойчивые к ним. Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:
1. Изучить симптомы болезней у отобранных образцов нута, гороха, люцерны, выделить чистые культуры фитопатогенных грибов.
2. Провести лабораторные фитопатологические исследования для диагностики заболеваний.
3. Выявить устойчивые формы бобовых и кормовых культур в лабораторных условиях к основным возбудителям болезней.
Материалы и методы. Объектом исследования являлись семена нута, гороха, люцерны, про- израстающих в Алматинской области, и образцы почвы из ризосферы.
Зараженность семян нута, гороха, люцерны определяли с помощью микологического анализа, для выделения фитопатогенов в чистые культуры использовали методики ВИЗР [12] и Н. А. Наумо- вой [13]. Видовую принадлежность патогенов определяли, руководствуясь определителями [14, 15].
Для получения мицелия и споровой массы использовали картофельно-глюкозный агар и сусло агар.
Культуры хранили в холодильнике при температуре +3-5 С. Математическую обработку полу- ченных результатов проводили по методу, предложенному К. А. Резником [16].
Результаты исследования и их обсуждение
Проведен микробиологический анализ образцов почвы из ризосферы гороха, произрастаю- щего в КХ «Галым» Саркандского района, и люцерны, произрастающей в КХ «Алмалыбак»
Карасайского района Алматинской области (рисунок 1).
а б в
Рисунок 1 – Микробиоценоз из ризосферы гороха и люцерны:
а – из ризосферы гороха «Амброзия»; б – из ризосферы гороха «Орегон»; в – из ризосферы люцерны «Кокорай»
Из отобранных почвенных и растительных образцов гороха, бобов и люцерны, произрас- тающих в Алматинской области, выделены наиболее агрессивные фитопатогенные грибы из родов Alternaria, Fusarium, Botrytis.
В результате высева различных разведений почвенных суспензий были выделены и иден- тифицированы до рода грибы: Aspergillus (2 вида), Penicillum, Fusarium (2 вида), Alternaria (2 ви- да), Botrytis (2 вида), Helminthosporium, Sclerotinia.
Таблица 1 – Показатели патогенности грибов,
выделенных из семян и ризосферы бобовых культур и испытанных на горохе, люцерне и нуте
Культура Наименование штамма
Количество Длина, см
всходов, шт. погибших растений, % корень стебель Горох
«Амброзия»
Контроль 27 3 2,1±0,1 3,1±0,1
Fusarium sp. 12 60 2,1±0,2 1,6±0,1
Alternaria sp. 17 43,3 1,9±0,1 2,2±0,2
Botrytis sp. 22 26,6 1,7±0,1 2,4±0,2
Горох
«Орегон»
Fusarium sp. – 100 – –
Botrytis sp. – 100 – –
Люцерна
«Кокорай»
Контроль 20 – 5,0±0,2 3,6±0,1
Fusarium sp. 19 5 3,7±0,2 3,1±0,1
Alternaria sp. 19 5 3,9±0,1 3,2±0,1
Botrytis sp.1 19 5 3,8±0,2 3,1±0,1
Botrytis sp.2 16 20 3,4±0,3 3,4±0,1
Sclerotinia sp 20 – 3,9±0,2 3,4±0,4
Нут
«Икарда»
Контроль 20 – 8,9±1,1 5,5±0,5
Fusarium sp. 16 20 7,9±0,5 4,6±0,3
Alternaria sp. 16 20 3,9±0,5 2,6±0,3
Botrytis sp.1 16 20 5,0±0,7 3,9±0,2
Botrytis sp.2 13 35 5,6±0,6 3,7±0,5
Sclerotinia sp 11 45 3,3±0,5 2,2±0,3
Примечание. «–» семена не проросли.
ISSN 2224-5308 Серия биологическая и медицинская. № 6. 2016 Проведена оценка патогенности выделенных грибов родов Fusarium sp., Botrytis sp., Alternaria sp., Sclerotinia на семенах зернобобовых и кормовых культур. В качестве тест-объекта был взят горох сортов «Орегон» и «Амброзия», нут сортов «Икарда» и «Луч», люцерна сорта «Кокорай»
(таблица 1).
Установлено, что горох сорта «Орегон» до 65-80% поражается грибами родов Botrytis sp. и Fusarium sp. и на 11-17% поражен грибами родов Aspergillus sp., Penicillum sp. У сорта гороха
«Амброзия» наблюдалось поражение грибами Alternaria sp. – 70%, Fusarium sp. – 61 %, поражение грибами Botrytis sp. было на уровне – 26,6 % (рисунки 2, 3).
а б в г
д е
Рисунок 2 – Влияние фитопатогенных грибов родов Alternaria sp., Fusarium sp., Botrytis sp. на прорастание семян гороха сортов «Амброзия» и «Орегон»: а) контроль, б) семена гороха сорта «Амброзия» инфицированные грибом
рода Alternaria sp., в) семена сорта гороха «Амброзия» инфицированные грибом рода Fusarium sp., г) семена сорта гороха «Амброзия» инфицированные грибом рода Botrytis sp., д) семена сорта гороха «Орегон»
инфицированные грибом рода Fusarium sp., е) семена сорта гороха «Орегон» инфицированные грибом рода Botrytis sp.
Сорта нута «Луч» и «Икарда» поражались грибами рода Fusarium sp., на 45%, Rhizoctonia sp.
на 21% и Sclerotinia sp. на 45%.
Горох сорта «Орегон» оказался более восприимчивым по сравнению с сортом «Амброзия» ко всем выделенным патогенным грибам.
Сорт нута «Икарда» поражался грибами рода Sclerotinia sp. на 45% и Botrytis sp. на 35%.
Семена люцерны сорта «Кокорай» в основном были поражены грибами рода Botrytis на 20%.
Люцерна поражалось 5 видами грибов: Fusarium sp 1., Fusarium sp. 2., Aspergillus sp., Mucor sp., Cylindrocarpon sp. в пределах 5-20%.
Микрофотографии снимали при 40-ом увеличении на микроскопе «Leika».
Проведенные опыты показали, что все семена гороха, нута и люцерны, выросшие в Алма- тинской области, в той или иной степени поражены различными патогенными грибами. Процент поражения колеблется в пределах от 11 до 80%.
Р на прораст
б) се ин
Sclero
а
Рисунок 3 – Вл тание семян ну
емена сорта ну нфицированны рода Botryti
Штамм
otinia sclerotior
Alternaria alternata
г лияние фитопа ута сорта «Икар ута «Икарда» и ые грибом род is sр 1., д) семе
rum
г
атогенных гри рда»: а) семен инфицированн а Sclerotinia sp ена сорта нута
Макро б
ибов Alternaria а сорта нута «И ные грибом род
p. г) семена сор а «Икарда», инф
оморфология д a sp., Fusarium
Икарда», инфи да Fusarium sp рта нута «Икар фицированные
в
sp., Botrytis sp ицированные г p., в) семена со рда», инфицир е грибом рода
Мик
p., Sclerotinia sp грибом рода Al орта нута «Ика
рованные гриб Botrytis sp 2.
кроморфологи p.
lternaria sp., арда»,
ом
ия
ISSN 2224
Пока области. У и Botrytis грибами р на 45%.
Aspergillu Были Они пред
sp
4-5308
Рисунок 4 –
азано, что в Установлен s. А горох со
рода Alterna Семена лю us.
и идентифи дставлены ч
Alternaria tenuissima
Fusarium oxysporum
Fusarium sporotrichella
Botrytis cinerea
Выделенные ф поражаю
видовой сос но, что горох орта «Амбр aria на 70%.
юцерны сла ицированы п четырьмя ро
фитопатогенны ющие горох, н
став патоге х сорта «Ор розия» пораж
. Оба сорта або поража патогенные одами и дев
ые грибы рода нут, люцерну в
енов разноо регон» пораж
жается не то нута, пораж ались в осн грибы, пор вятью видам
Серия биол
а Alternaria, Fu Алматинской
образен на жается от 6 олько гриба жались гриб новном гри ражающие ми: F. sporo
логическая и
usarium, Botryti области.
семенах ра 5 до 80% гр ами рода Fu бами родов F ибами родо
бобовые и otrichiella va
медицинская
is, Sclerotinia,
астений Алм рибами рода usarium и Bo Fusarium и ов Botrytis, кормовые ar poae (сем
я. № 6. 2016
матинской а Fusarium otrytis но и Sclerotinia Fusarium, культуры.
мена нута),
F. oxysporum (ризосферы гороха), Alternaria tenuissima (семена нута), Alternaria alternatа (ризо- сферы нута), Botrytis fabae (семена нута), Botrytis cinerea (семена люцерны), Sclerotinia sclerotiorum (семена люцерны).
Из других микроорганизмов, дополняющих микробное разнообразие бобовых и кормовых культур, следует отметить грибы родов Aspergillus, Penicillium, Cladosporium, Rhizopus, Mucor, Trichoderma и актиномицеты рода Actinomyces. По литературным данным, эти микроорганизмы чаще встречаются в фазу вегетации, их количество возрастает в начале вегетации и в послеубо- рочный период. Среди них часто встречаются грибы- антагонисты фитопатогенных грибов [11].
ЛИТЕРАТУРА
[1] Алимова Ф.К. Некоторые вопросы применения препаратов на основе грибов рода Trichoderma в сельском хозяйстве // АГРО XXI научно-практический журнал. – 2006. -– № 4-6. – С. 18-21.
[2] Александрова А.В., Великанов Л.Л. Влияние гриба Trichoderma harzianum на почвенные микромицеты //
Микология и фитопатология. – 2000. – Т. 34, вып. 3. – С. 68-77.
[3] Исмухамедов Ж.Д. Пути развития биологического метода защиты растений. Развитие аграрной науки // Защита и карантин растений. – 2013. – № 2. – С. 1-6.
[4] Захаренко В.А., Павлюшин В.Л., Воронин К.Е. Биоценотическая регуляция – основа биологической защиты растений в агроэкосистемах // Сб. науч. тр. РАСХН. – М., 2004. – № 3. – С. 4-16.
[5] Горобей И.М., Ашмарина Л.Ф., Коняева Н.М. Фузариозы зернобобовых культур в лесостепной зоне западной Сибири // Защита и карантин растений. – 2011. – № 2. – С. 14-16.
[6] Котова В.В. Корневые гнили гороха и вики и меры защиты. – СПб., 2004. – 144 с.
[7] Куркина Ю.Н. Фузариоз бобов // Защита и карантин растений. – 2009. – № 10. – С. 35-37.
[8] Аубакирова Д.С., Ремеле В.В. Фитотоксичность грибов рода Alternaria // Сельское, лесное и водное хозяйство. – 2013. – № 12. – С. 3-6.
[9] Ганнибал Ф.Б., Орина А.С., Левитин М.М. Альтернариозы сельскохозяйственных культур на территории Рос- сии // Защита и карантин растений. – 2010. – № 5. – С. 30-32.
[10] Bouhassan A, Sadiki M., Tivoli B. Evalution of collection of faba bean (vicia faba L.) genotypes originating from the Maghreb for resistance to chocolate spot (Botrytis fabae) by assessment in the field and laboratory // Euphytica. – 2004. – № 135.
– Р. 55-62.
[11] Куркина Ю.Н. Грибные болезни бобов // Защита и карантин растений. – 2008. – № 10. – С. 18-20.
[12] Методические указания по выявлению и учету основных болезней сельскохозяйственных культур. – М.: Ко- лос, 1975. – 54 с.
[13] Наумова И.А. Анализ семян на грибную и бактериальную инфекцию. – Л.: Колос, 1970. – 204 с.
[14] Пидопличко Н.М. Грибы – паразиты культурных растений. Определитель – Т. 2. – Грибы несовершенные. – Киев: Изд-во «Наукова Думка», 1977. – 298 с.
[15] Саттон Д., Фотергилл А., Ринальди М. Определитель патогенных и условно- патогенных грибов. – М.: Мир, 2001. – 468 с.
[16] Резник К.А. Элементы математической обработки результатов измерений «Технологических анализов». – М.:
Агропромиздат, 1986. – 46 с.
REFERENCES
[1] Alimova F.K. Nekotorye voprosy primeneniya preparatov na osnove gribov roda Trichoderma v sel'skom hozyajstve //
AGRO HKHI nauchno-prakticheskij zhurnal. 2006. N 4-6. Р. 18-21.
[2] Aleksandrova A.V., Velikanov L.L. Vliyanie griba Trichoderma harzianum na pochvennye mikromicety // Mikologiya i fitopatologiya. 2000. Vol. 34, vyp. 3. Р. 68-77.
[3] Ismuhamedov ZH.D. Puti razvitiya biologicheskogo metoda zashchity rastenij. Razvitie agrarnoj nauki // Zashchita i karantin rastenij. 2013. N 2. Р. 1-6.
[4] Zaharenko V.A., Pavlyushin V.L., Voronin K.E. Biocenoticheskaya regulyaciya – osnova biologicheskoj zashchity rastenij v agroehkosistemah // Sb. nauch. tr. RASKHN. M., 2004. N 3. Р. 4-16.
[5] Gorobej I.M., Ashmarina L.F., Konyaeva N.M. Fuzariozy zernobobovyh kul'tur v lesostepnoj zone zapadnoj Sibiri //
Zashchita i karantin rastenij. 2011. N 2. Р. 14-16.
[6] Kotova V.V. Kornevye gnili goroha i viki i mery zashchity. SPb., 2004. 144 p.
[7] Kurkina Yu.N. Fuzarioz bobov // Zashchita i karantin rastenij. 2009. N 10. Р. 35-37.
[8] Aubakirova D.S., Remele V.V. Fitotoksichnost' gribov roda Alternaria // Sel'skoe, lesnoe i vodnoe hozyajstvo. 2013.
N 12. Р. 3-6.
[9] Gannibal F.B., Orina A.S., Levitin M.M. Al'ternariozy sel'skohozyajstvennyh kul'tur na territorii Rossii // Zashchita i karantin rastenij. 2010. N 5. Р. 30-32.
[10] Bouhassan A, Sadiki M., Tivoli B. Evalution of collection of faba bean (vicia faba L.) genotypes originating from the
Maghreb for resistance to chocolate spot (Botrytis fabae) by assessment in the field and laboratory. Euphytica. 2004. N 135.
Р. 55-62.
[11] Kurkina YU.N. Gribnye bolezni bobov // Zashchita i karantin rastenij. 2008. N 10. Р. 18-20.
ISSN 2224-5308 Серия биологическая и медицинская. № 6. 2016 [12] Metodicheskie ukazaniya po vyyavleniyu i uchetu osnovnyh boleznej sel'skohozyajstvennyh kul'tur. M.: Kolos, 1975.
54 p.
[13] Naumova I.A. Analiz semyan na gribnuyu i bakterial'nuyu infekciyu. L.: Kolos, 1970. 204 p.
[14] Pidoplichko N.M. Griby – parazity kul'turnyh rastenij. Opredelitel'. – Vol. 2. – Griby nesovershennye. Kiev: Izd-vo
«Naukova Dumka», 1977. 298 p.
[15] Satton D., Fotergill A., Rinal'di M. Opredelitel' patogennyh i uslovno-patogennyh gribov. M.: Mir, 2001. 468 p.
[16] Reznik K.A. Elementy matematicheskoj obrabotki rezul'tatov izmerenij «Tekhnologicheskih analizov». M.:
Agropromizdat, 1986. 46 p.
Н. Е. Бекмаханова, Г. А. Момбекова, Р. Ж. Қаптағай
ҚР БжҒМ ҒК «Микробиология жəне вирусология институты» РМК, Алматы, Қазақстан АЛМАТЫ ОБЛЫСЫ ЖАҒДАЙЫНДА БҰРШАҚ ТҰҚЫМДАС ЖƏНЕ МАЛ АЗЫҚТЫҚ ДАҚЫЛДАРЫН ЗАҚЫМДАУШЫ ФИТОПАТОГЕНДІ САҢЫРАУҚҰЛАҚТАРДЫ АНЫҚТАУ
ЖƏНЕ МОРФОЛОГИЯЛЫҚ СИПАТТАМАСЫ
Аннотация. Алматы облысында өсетін бұршақ тұқымдас жəне мал азықтық дақылдарының тұқы- мынан, топырағынан ерекше басым фитопатогендер бөлініп алынды. «Орегон» асбұршақ сұрыпы Botrytis жəне Fusarium саңырауқұлақтар туысымен зақымдалуы 63%-дан 80% жəне Aspergillus, Penicillum саңы- рауқұлақтар туысымен 11-17% зақымдалғаны анықталды. Сондай-ақ «Амброзия» асбұршақ сұрыпы, негі- зінен Alternaria саңырауқұлақтар туысымен 70% жəне Fusarium саңырауқұлақтар туысымен 61% зақымда- нады. «Икарда» жəне «Луч» ноқат сұрыптары негізінен Fusarium, Sclerotinia патогенді саңырауқұлақтар туысымен зақымдануы 45% болса, ал Rhizoctonia-мен зақымдануы 21% құрады. Жоңышқа тұқымы тамыр шірігінің қоздырғыштары – Fusarium, Aspergillus, Cilyndrocarpon жəне Mucor саңырауқұлақтар туысымен зақымдалуы шамамен 5-20%.
Түйін сөздер: фитопатогенді саңырауқұлақтар, асбұршақ, ноқат, жоңышқа, Alternaria, Fusarium, Botrytis, Sclerotinia.
Сведения об авторах:
Бекмаханова Н.Е. – главный научный сотрудник лаборатории защиты растений, РГП «Институт микро- биологии жəне вирусологии» КН МОН РК.
Момбекова Г.А. – научный сотрудник лаборатории защиты растений, РГП «Институт микробиологии жəне вирусологии» КН МОН РК, magnazko @mail.ru
Қаптағай Р.Ж. – научный сотрудник лаборатории защиты растений, РГП «Институт микробиологии жəне вирусологии» КН МОН РК, kaptagaeva _ raushan @mail.ru
N E W S
OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE REPUBLIC OF KAZAKHSTAN SERIES OF BIOLOGICAL AND MEDICAL
ISSN 2224-5308
Volume 6, Number 318 (2016), 132 – 137
P. A. Esenbekova, I. I. Temreshev
Institute of Zoology, GS MRS RK, Almaty, Kazakhstan.
E-mail: [email protected]