RESISTANCE AND ACTIVITY OF PHYTOPATHOGENIC AND POTENTIAL ANTAGONISTIC SOIL FILAMENTOUS FUNGI UNDER THE ACTION OF HEAVY METALS
Authors: ФЕДОСЕЕВА Е.В. , СЕРГЕЕВА Ю.Д. , ВОЛКОВА В.Д. , СТОМ Д.И. , ТЕРЕХОВА В.А. 
Published: July 2024

Известные факты повышения доли фитопатогенных форм микромицетов в почвах, загрязненных тяжелыми металлами (ТМ), делают актуальными исследования механизмов их резистентности, что важно для выбора эффективных средств борьбы с возбудителями болезней растений. Не менее актуальными и нуждающимися в изучении остаются вопросы взаимодействия металл-резистентных фитопатогенов с непатогенными видами на фоне загрязнения. В лабораторных экспериментах с чистыми культурами четырех видов грибов (фитопатогенные штаммы Alternaria alternata и Fusarium oxysporum и непатогенные Trichoderma harzianum и Clonostachys rosea) исследовали резистентность к катионам Cu, Zn, Pb, по отдельности добавленных в питательную среду с разным содержанием доступного углерода (сахарозы). Измеряли рост колоний, активность спорообразования и накопление биомассы. Рассчитывали эффективные концентрации, приводящие к 50%-му ингибированию параметров роста, - EC50. Исследуемые грибы проявляли различную устойчивость к ТМ. T. harzianum и C. rosea были более устойчивы к Zn и Pb при любом содержании доступного углерода. Наиболее устойчивы к Cu были пары A. alternata - C. rosea и T. harzianum - C. rosea на средах с меньшим и большим содержанием углерода соответственно. При этом для всех грибов Zn и Pb оказались менее токсичны, чем Сu. Антагонистическая активность, оцененная методом встречных культур на средах с добавлением ТМ, зависела как от ростовых характеристик, так и от выявленной устойчивости вида к ТМ. Активность быстрорастущего T. harzianum как территориального антагониста стимулировалась внесением Zn и Pb. Медленнорастущий C. rosea проявлял конкурентоспособность благодаря высокой устойчивости к ТМ. Сделан вывод о необходимости учета видовой устойчивости к ТМ для прогноза развития взаимоотношений патогенных и непатогенных видов в грибных сообществах на фоне загрязнения почвы.

The facts of an increase in the proportion of phytopathogenic forms of micromycetes in soils contaminated with heavy metals (HM) make it relevant to study the mechanisms of their resistance, which is important to choose effective phytopathogen control methods. The issues of interaction between metal-resistant phytopathogens and non-pathogenic species against the background of pollution remain no less relevant and need to be studied. In laboratory experiments with pure cultures of four fungal species (phytopathogenic strains Alternaria alternata and Fusarium oxysporum and non-pathogenic strains Trichoderma harzianum and Clonostachys rosea), the resistance to Cu, Zn, Pb cations, separately added to nutrient medium with different content of available carbon (sucrose), was studied. Colony growth, sporulation activity, and biomass accumulation were measured. The effective concentrations, resulting in 50 % inhibition of growth parameters (EC50), were calculated. The studied fungi showed different resistance to HM. T . harzianum and C. rosea were more resistant to Zn and Pb at any available carbon content. The pairs A. alternata-C. rosea and T. harzianum-C. rosea were the most resistant to Cu on media with lower and higher carbon contents, respectively. At the same time, Zn and Pb turned out to be less toxic than Cu for all fungi. The antagonistic activity, assessed by the dual culture method on media supplemented with HM cations, depended both on the growth characteristics and on the revealed resistance to HM. The activity of fast growing T. harzianum as a territorial antagonist was stimulated by the addition of Zn and Pb. The slow-growing C. rosea showed competitiveness due to its high resistance to HM. It is concluded that it is necessary to take into account species resistance to HM in order to predict the development of relationships between pathogenic and non-pathogenic species in fungal communities against the background of soil pollution.