Черная бактериальная пятнистость томатов в России

УДК 68.37.31.18.28

Черная бактериальная пятнистость томатов в России

К.П. КОРНЕВ,

научный сотрудник

Всероссийского НИИ фитопатологии

Е.В. МАТВЕЕВА,

заведующая лабораторией

бактериальных болезней растений

Э.Ш. ПЕХТЕРЕВА, В.А. ПОЛИТЫКО,

старшие научные сотрудники

А.Н. ИГНАТОВ,

ведущий научный сотрудник

Центра «Биоинженерия» РАН

Н.В. ПУНИНА,

аспирант

Одной из наиболее вредоносных бактериальных болезней пасленовых культур в Российской Федерации является черная бактериальная пятнистость. Возбудитель - бактерия Xantho-monas campestris pv. vesicatoria поражает томаты и перец и вызывает значительные потери урожая в Северной и Южной Америке, Африке, Австралии и Европе. В Российской Федерации и странах СНГ болезнь распространена повсеместно на томатах и перце и в годы эпифитотий количество больных растений может достигать 40-70 %. Болезнь отмечена в республиках Северного Кавказа, Краснодарском и Алтайском краях, Воронежской, Читинской, Волгоградской и других областях. В последние годы наблюдается усиление этого бактериоза в Молдавии и на Украине.

При поражении появляются небольшие темно-коричневые пятна с нечетким хлоротическим ободком сначала на нижних листьях, а потом и на листьях верхнего яруса. Пятна на листьях чаще неправильной формы, сливающиеся, листья скручиваются, засыха-

ют и опадают. Иногда в результате поражения в листе образуются небольшие сквозные дыры. Также поражаются соцветия до формирования завязей и молодые плоды. Симптомы развиваются быстрее при температуре около 30 °С, хотя есть группы штаммов, сильнее поражающие растения при более низкой температуре (22-25 °С). Плоды у перца поражаются реже, чем у томатов, обычно возбудитель бактериоза проникает в молодой плод через повреждения сосущими насекомыми. На стеблях иногда появляются трещины, похожие на симптомы, вызванные бактерией Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis или грибом Altemaria solani.

Химические меры борьбы с патогеном (применяют медьсодержащие пестициды) в поле или теплице обычно эффективны только на ранней стадии поражения из-за быстрого возникновения резистентности бактерий к препаратам. В защищенном грунте можно рекомендовать обработку семян, удаление растительных остатков и дезинфекцию оборудования. В поле при сильном развитии бактериоза рекомендуется севооборот с возвратом культуры томатов не ранее чем через сезон. Известны устойчивые сорта и гибриды как томата, так и перца, но из-за расовой изменчивости патогена они могут оказаться не эффективными при сильном развитии бактериоза.

Патоген распространяется зараженными семенами, насекомыми, поливной водой, растительными остатками, орудиями труда, ветром, дождем и не выживает в почве дольше,

чем сохраняются перегнивающие части пораженного растения. В семенах инфекция сохраняется более 10 лет.

В течение длительного времени номенклатура возбудителя постоянно менялась, но в 1980 г. эта бактерия была отнесена к Хап1Иотопаэ сатреэ-Тлэ ру. уеэюаШпа [1]. В начале 1990-х годов Сталл с сотрудниками [4] обнаружили, что X. campestris pv. vesicatoria состоит из 2 генетически и фенотипически различных групп - А и В. В 2000 г Джонс с коллегами [2] определили 4 патогенные группы средиX. campest-т pv. vesicatoria: А - X. euvesicatoria, В - X. vesicatoria, С - X. perforans (ранее X. axonopodis pv. vesicatoria), группа D - названа X. gardneri. Кроме того, пасленовые культуры поражаются видом X. campestris pv. raphani, обычно вызывающим пятнистость листьев редиса и цветной капусты. Все эти виды (группы) различаются по амилолити-ческой и пектолитической активности (табл. 1), наличию уникальных протеинов, реакции на сортах-дифференциаторах, реакции с моноклональными антителами, профилям рестрикции ДНК, данным ДНК/ДНК гибридизации и по последовательностям ключевых генов.

Проведенное нами в 2004-2008 гг. исследование показало увеличение зоны распространения возбудителя черного бактериоза томата в России. Заболевание было отмечено практически во всех регионах, где томат выращивается в открытом грунте, а также в тепличных комбинатах, расположенных в других областях. Нами было выделено и изучено 50 штаммов этого возбудителя, выделенных из Центрального, Средне-Волжского, СевероКавказского и Волго-Вятского регионов России. Идентификацию бактерий проводили традиционными методами изучения морфологических, культурально-биохимических и патогенных свойств [3]. Определение сверхчувствительной реакции проводили на листьях табака и герани. Для изучения генетического разнообразия фитопатогенных бактерий применяли новые молекулярно-генетические методы, основанные на полимеразной цепной реакции (ПЦР). Для дифференциации групп использовали видоспецифичные пары праймеров: ВэХе, ВэХу,

Таблица 1

Виды и фенотипические группы рода Xanthomonas, патогенные на томате и перце

Вид Фенотипическая группа Распространение Амилоли- тическая активность Гидролиз полипектата натрия

X. euvesicatoria А Распространена во всем мире - -

X. vesicatoria В Распространена во всем мире + +

X. реГОгаш С Мексика, Таиланд, США + +

X. gardneri D Распространена во всем мире - -

BsXp, BsXg и случайные праймеры ВОХ, ERIC1/ERIC2, С-152.

Штаммы, выделенные из различных регионов, имели близкие фенотипические свойства. Основное различие состояло в способности штаммов гидролизовать крахмал и разлагать поли-пектат натрия. Изучение более 50 штаммов бактерий с помощью ПЦР-анализа и секвенирования гена гиразы Б показало присутствие в России только двух из четырех видов: X. vesicatoria (группа В) и X. gardneri (группа D) (табл. 2). Кроме того, в Северо-Кавказском регионе были обнаружены растения томата, пораженные X. campestris pv. raphani. В тепличных хозяйствах Центрального и ВолгоВятского регионов ксантомонады, вызывающие бактериоз томатов, чаще встречались вместе с возбудителем рака томатов C. michiganensis subsp. michiganensis.

Поскольку два других вида - X. euve-sicatoria (группа А) и X. perforans (группа С) - не встречаются в России, следует принять меры по предотвращению их завоза с инфицированными семенами. Методы диагностики зараженности семян описаны в соответствующих руководствах ОЕРР/ЕРРО (1992, 2002). Для обеззараживания семена томата и перца замачивают в 0,8 % уксусной кислоте в течение 24 ч или 5 % HCl в течение 5-10 ч, или в 1,05 % гипохлорите натрия - 30 мин, или в горячей воде при 56 °С - 30 мин. Следует обратить особое внимание на совместное заражение семян томата возбудителями черного бактериоза и рака томата.

ЛИТЕРАТУРА

1. Dye D.W., Bradbury J.F., Dickey R.S., Goto M., Hayward A.C., et al. International standards for naming pathovars of phytopathogenic bacteria and a list of

pathovar names and pathotype strains. // Rev. Plant Pathol, 1980, v. 59:153-168.

2. Jones J.B., BouzarH., StallR.E., Almira E.C., RobertsP.D., BowenB.W., Sudbe-ry J., Strickler P.M. and Chun J. Systematic analysis of xanthomonads (Xanthomo-nas spp.) associated with pepper and tomato lesions. // Int. J. of Syst. and Evolutionary Microbiology, 2000, v. 50, p. 1211-1219.

3. Schaad N.W., Jones J.B. and Lacy G. Laboratory guide for identification of plant pathogenic bacteria, 3rd edition - APS Press: St. Paul, MN, 2001.

4. Stall R.E., Beaulieu C., Egel D., Hodge N.C., Leite R.P. et al. Two genetically diverse groups of strains are included in Xanthomonas campestris pv. vesicatoria.// Int. J. Syst. Bacteriol., 1994, 44, 47-53.

Аннотация. Черный бактериоз поражает в основном томаты и перец и вызывает значительные потери урожая во всем мире. В 2004-2008 гг. было проведено исследование распространенности, вредоносности и видового состава возбудителя этого заболевания в европейской части РФ. В Российской Федерации болезнь распространена повсеместно, и во время эпифитотий в поле или в теплице количество больных растений может достигать 70 %. Зона распространения возбудителей черного бактериоза томата постепенно увеличивается за счет распространения в хозяйствах защищенного грунта. Два вида из четырех - X. vesicatoria и X. gardneri присутствуют в РФ, тогда как другие виды не были обнаружены.

Ключевые слова. Томаты, перец, бактериальная пятнистость, Xanthomonas campestric pv. vesicatoria, X. vesicatoria, X. gardneri.

Abstract. Bacterial spot is caused by four different species of xanthomonads, previously named Xanthomonas campestris pv. vesicatoria. The pathogens are damaging tomato and pepper and cause significant yield losses. We conducted a survey of distribution of the disease in European part of Russia at 2004-2008. The disease was present everywhere, and rate of infected plants was up to 70 %. Area affected by the pathogen is increasing at expense of glasshouse production in Northern regions. Genetic analysis showed presence in Russian Federation two species of pathogen - X. vesicatoria and X. gardneri when two others were not found.

Keywords. Tomato, pepper, black spot, Xanthomonas campestric pv. vesicatoria, X. vesicatoria, X. gardneri.

Таблица 2

Разделение на группы штаммов Xanthomonas vesicatoria, выделенных в Российской Федерации

Штаммы:

Тест 332, 324, 346, 411, 412, 435, 444, 511, 512, 153, 197, 991рер, GA2, 1241, 1573, 1574, 1575, 1578, 1580 403, 410, 503, 5001, 5002, 5003, 5004, 56, 198, 415, 417, 432, 938, 991R, 5235, 5235amp+, 1240, 1242, 1243, 1244, 1523, 1524, 1576, 1577, 1579, 1581, 1582, 1583, 1585, 1586, 1587

Всего штаммов 28 X. gardneri 29 X. vesicatoria

Активность:

Амилолитическая - +

Пектолитическая - +

Протеолитическая + +

Мукоидный рост на 1 % и + +

5 % глюкозе + +

Гидролиз: желатина + +

эскулина + +

Н28 из пептона + +

Макс. ^ для роста 36 38

Макс. устойчивость к 1 % ШС! + +

Редукция нитратов - -

Уреаза - -

Индол - -

Рост на среде с 0,1 % ТТХ и +\- +\-

0,02 % ТТХ +\- +\-

Реакция сверхчувствительности + +

Образование кислоты из:

галактозы + +

трегалозы + +

Устойчивость к Си + +

Устойчивость к стрептомицину - -