Влияние температурного фактора на рост, развитие и спорулирующую активность видов рода Fusarium

immunological features were recommended for development of novel high-yielding and resistant to diseases varieties.

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО ФАКТОРА НА РОСТ, РАЗВИТИЕ И СПОРУЛИРУЮЩУЮ АКТИВНОСТЬ ВИДОВ РОДА FUSARIUM

Овсянкина А.В.

Российский государственный аграрный заочный университет

Введение. Температурные условия среды влияют на рост, спорулирующую активность, инфекционность и паразитические свойства фитопатогенных грибов. В естественных условиях среды грибы постоянно подвергаются воздействию изменяющихся температурных условий, имеющих сезонный и суточный характер колебаний. При этом растения также не имеют постоянной температуры, поэтому внедрение и развитие фитопатогенных грибов внутри растения-хозяина напрямую зависят от температуры воздуха или почвы (Гойман,1971). Одни и те же температурные условия неодинаково влияют на разные виды Fusarium (Караджова, 1982, Ladcowa, 1989).

С целью определения наиболее благоприятных и критических температур для развития отдельных видов патогенов in vitro мы изучали влияние температурного фактора на вегетативный рост, морфологию и спорулирующую способность изолятов. В опытах использовали наиболее распространенные и патогенные виды, вызывающие корневую гниль и снежную плесень зерновых культур: Fusarium culmorum

Материалы и методы. Изоляты гриба были выделены путем закладки фрагментов пораженной ткани растений в чашки Петри на питательную агаризованную среду. Затем, небольшое количество мицелия гриба с конидиями уколом препаравальной иглы переносили в центр чашки Петри на картофельно - декстрозную среду и выращивали в течении 12-14 суток. Повторность опыта десятикратная.

Стабильные моноспоровые анализа изоляты грибов разных видов рассевали на КДА в чашки Петри и выращивали в политермостатах с температурой + 50, 100, 180, 220, 260, 320 С. Наблюдения за ростом и морфолого-культуральными признаками колоний осуществляли в течение 21 дня: через каждые два дня измеряли диаметр колоний; спорулирующую способность возбудителей подсчитывали по числу конидий в камере Горяева в динамике на 7, 14, 21-е сутки культивирования.

338

Результаты. В результате исследований выявлено, что виды патогенов, вызывающие заболевания зерновых культур, неоднозначно реагировали на одни и те же температурные условия. Отмечали различия по скорости роста, морфологии и спорулирующей активности колоний каждого из видов грибов в зависимости от температуры. Как правило, под действием “критических температур” для роста колоний гриба на питательной среде (низкие и высокие температуры) происходило подавление скорости роста грибницы, изменение морфолого-культуральных свойств колоний, угнетение, а иногда стимуляция спорулирующей активности патогенов. По требованиям к температурным условиям при росте колоний на питательной среде возбудители условно разделены на три группы: 1- оптимальными для вегетативного роста грибов на питательной среде являлись температуры от 18 до 26 0С (F. culmorum, F. heterosporum, F. gibbosum.); 2-виды, растущие при повышенной температуре от 26 до 320 С (термотолерантные) (F. oxysporum, F. sporotrichiella); 3 -(психротолерантные) оптимальная температура для роста 5-120 С (Microdochium nivale).

Для грибов, относящихся к первой группе, как и для большинства фитопатогенных грибов, температура 18-260 С являлась оптимальной. Однако внутри группы существовали различия между видами по скорости роста и спорулирующей активности. Один из наиболее патогенных возбудителей корневой гнили ржи- F. culmorum отличался довольно активным ростом мицелия при всех изучаемых режимах температур. Уже на пятые сутки вегетативного роста гриба при оптимальной температуре (18 0до 260 С), а при температуре 100 С- на девятые его воздушный мицелий полностью зарастал чашку Петри. При росте в этом температурном интервале патоген отличался яркой окраской, интенсивным ростом колоний, пышным воздушным мицелием. При температуре +50 С вегетативный рост колоний F. culmorum замедлялся, мицелий был слабоокрашенным и изреженным, но гриб практически зарастал питательную среду в чашке Петри. При повышенной температуре (28-320 С) вегетативный рост гриба также замедлялся и после трехнедельного культивирования диаметр колоний не превышал 60-70 мм. Все колонии данного вида при росте в этом температурном режиме отличались темно бурой окраской и минимальной спорулирующей активностью. Активная споруляция отмечена при температуре 26 0С (250-300 млн. спор на чашку Петри).

Колонии штаммов F. heterosporum, выращенные при оптимальных температурах, характеризовались пышным плотным мицелием белого или кремового цвета. Споруляция у вида F. heterosporum наступала при температурах выше 120 С, максимального значения она достигала при 26 0 С (123,5 млн. спор/чашка Петри). Мицелий полностью зарастал чашку Петри на 5 сутки при температуре 22-260 С, на 7 сутки- при 180 С и на 14 сутки при 10 0 С.

Штаммы F. gibbosum росли в диапазоне всех изучаемых температур и характеризовались замедленной скоростью роста колоний. Полностью

339

мицелий зарастал чашку Петри при оптимальных температурах 18-26 0С на 7-е сутки; при 100С - на 14-е сутки. Споруляция гриба начиналась после двухнедельного культивирования при 180- 260С, на мицелии в этот период образовывались в незначительном количестве спородохии.

Виды, относящиеся ко второй группе (термотолерантные), активно росли и спорулировали при повышенных температурах 280-320 С. Исследования показали, что штаммы F. sporotrichiella активно росли и развивались при всех изучаемых температурах. Данный вид характеризовался высокой динамикой скорости роста колоний: на 5 сутки колонии гриба полностью зарастали чашку Петри при температуре 18-260С, на 9-е сутки- при 10 0 С. Гриб имел воздушный мицелий, быстрорастущий, высокий, пушистопаутинистый. Спороношение-70 млн. спор / чашка Петри.

Вид F.oxysporum отличался замедленной скоростью роста мицеля на питательной среде. Воздушный мицелий колоний F.oxysporum был в основном паутинистый, однородный, белого цвета. Диапозон температур, благоприятных для вегетативного роста колоний F.oxysporum, варьировал в пределах180-320С. Низкие температуры задерживали рост колоний гриба в 1,54 раза при 120 и 60С, соответствено. Спорулирующая способность возбудителя при всех заданных температурах оставалась высокой (250-300 млн. спор / чашку Петри).

Холодолюбивый вид возбудителя снежной плесени Microdochium nivale (третья группа) активно рос и спорулировал (50 млн./чашка Петри) при 60 С. Мицелий ватообразный, приподнятый, белого цвета. Однако при температуре от 120С и выше отмечалась низкая споруляция и слабый вегетативный рост мицелия. При температуре выше 260С рост гриба прекращался. Спорулирующая активность вида Microdochium nivale была низкой при всех исследуемых температурах.

Учитывая, что грибы рода Fusarium характеризуются высокой генетической изменчивостью, мы проводили опыты по выявлению различий между штаммами внутри вида, выращенных в разных темературных условиях. Например, при выращивании 22 колоний F. culmorum, относящихся к различным морфолого-культуральным типам не было выявлено достоверных различий. Показано, что между штаммами с разными морфологокультуральными признаками, выделенными с сортов ржи, различия по требованиям к температурам были несущественны - +10 С. Разница в росте колоний разных морфотипов составила максимум + 10мм.

Способность возбудителей расти в широком спектре температур, характеризует пластичность патогенного комплекса, изменяющегося под влиянием окружающей среды в течение вегетационного сезона, и позволяет прогнозировать соотношение видов в зависимости от погодных условий. Вид F.culmorum, характерезуется высокой скоростью вегетативного роста колоний и спорулирующей активностью в широком диапазоне температур, что обуславливает его распространенность и стабильность превалирования во всех эколого-географичиских зонах возделывания ржи. При этом активный рост

340

мицелия при пониженных температурах способствует распространенности данного вида ранней весной в северных, северо-восточных и центральных регионах страны и в холодное влажное лето. Широко распространенным, хотя и менее вредоносным в патогенных комплексах всех регионов России является вид F.oxysporum, растущий при повышенных температурах и характеризующийся адаптивностью к агроэкологическим условиям. Частота встречаемости данного вида возрастает с севера на юг и в жаркое сухое лето. F.oxysporum преобладает в Центральном, Центрально-Черноземном и СреднеВолжском регионах. Вид F.heterosporum характерезуется активным вегетативным ростом мицелия и высокой спорулируещей способностью в широком спектере температур, что также объясняет распростаненность данного вида в различных агроклиматических зонах. Считается, что гриб Microdochium nivale, вызывающий снежную плесень озимой ржи, вредоносен во всех зонах возделывания в течение короткого периода времени (ранней весной), при этом низкие температуры, способствуют его активному вегетативному росту и спорулирующей активности. Сохраняющаяся в дальнейшем на растениях, в почве и растительных остатках инфекция не является вредоносной для растения-хозяина, так как из-за температурных условий окружающей среды невозможно ее развитие. Однако, наряду с этим последние десятилетие многими учеными (Назарова 1999, Зазимко и др., 2003) отмечается распространение и нарастание вредоносности F. nivale или его неидентифицированной специализированной формы на листьях ржи в течение всего периода вегетции. Нами показано, что данный возбудитель может расти и развиваться при температурах до +260 С. Высокие преспособительные реакции вида, обусловленные генетической изменчивостью фузариозных грибов и многофакторные типы взаимодействия растения -хазяина и патогена способствуют появлению новых агрессивных расс, имеющих другую этиологию заболевания.

В связи с тем, что корневая гниль вызывается комплексом возбудителей болезни, необходимо было выявить типы их взаимодействия. С этой целью проводили совместный посев на питательную среду в чашки Петри видов F. culmorum, F. oxysporum, F. heterosporum, F.gibbosum, F. sporotrichiella и Microdochium nivale в 15 сочетаниях и 75 комбинацях. Взаимодействие грибов изучали при их выращивание на питательной картофельно-декстрозной среде в широком спектре температур - от +120 С до +320 С (+10 С). Посев культур осуществляли уколом иглы на среду в чашке Петри на одинаковом расстояние друг от друга по два штамма разных видов Fusarium и наблюдали за их ростом. Анализ взаимодействия культур проводили на 14 день. Результаты исследований показали совместимость видов в патогенном комплексе. Определены следующие типы совместимости: С - лёгкое ингибирование, А -смешение, В - нарастание, Д - рост вокруг, Е - ингибирование на дистанции. Взаимодействие грибов зависели от температурных условий благоприятных для вегетативного роста и развития. Наиболее распространенным для штаммов грибов рода Fusarium при различных температурах являлся тип С-

341

легкое ингибирование, а также типы Д-рост вокруг и В-нарастание. Если температурные условия более благоприятны для одного из видов грибов, то наблюдается активный вегетативный рост колоний данного вида и происходит обрастание менее приспособленного к этим условиям вида гриба или нарастание вегетативного мицелия одного гриба на другой. Возбудитель при своей активности в более благоприятных для него температурных условиях, не подавляет рост других видов, не зарастает их, а максимально использует пространство питательной среды, обрастая соседнюю колонию. При оптимальной для большинства видов температуре- 260 С выявлено четыре типа взаимодействия при этом преобладал тип С (легкое ингибирование) - 10 сочетаний. Тип С- легкое ингибирование наблюдали при таких температурных условиях, когда вегетативный мицелий колонии каждого из сочитающихся видов не успевал полностью зарасти питательную среду. При сочетании всех изучаемых видов с грибом Microdochium nivale, для роста которого температура выше 180С была неблагоприятна, характерен тип В-нарастание: Microdochium nivale + F.culmorum и Microdochium nivale + F.sporotrichiella. Колонии Microdochium nivale зарастали другие виды. При выращивании F. oxysporum и F.sporotrichiella также был характерен тип В. Для вида F.oxysporum при взаимодействии с Microdochium nivale и F. heterosporum характерен тип С, при сочетании с F.gibbosum - тип Е и с F. culmorum - тип Д. При температурах -22-260 С у грибов рода фузариум отсутствовал такой тип взаимоидействия, как смешение- А.

Типы взаимодействия между видами возбудителей изменялись в зависимости от температурных требований каждого вида гриба. Как правило, в совместных посевах наибольшим вегетативным ростом характеризовался вид, для которого данная температура была оптимальной. Так, например, при пониженной температуре до 120 С, благоприятной для Microdochium nivale, наблюдали активный вегетативный рост гриба и при сочетаниях его с другими видами грибов характерен был тип взаимодействия Д-рост вокруг. Теперь уже вид Microdochium nivale обрастал колонии сочетающихся с ним грибов. При температуре 120 С так же характерен тип взаимодействия Е -ингибирование на дистанции, когда для обоих видов эта температура является ниже оптимальной и сдерживает нормальный рост колоний. Например, при сочетаниях между видами F.oxysporum, F. heterosporum, F.gibbosum и F. sporotrichiella.

При температуре 180С характерен тип взаимодействия С-легкое ингибирование и Д-рост вокруг. При сочетание F.culmorum+ F.oxysporum характерен тип взаимодействия Д, так как F.culmorum обладает более быстрым ростом воздушного мицелия, высокой спорулирующей активностью. Для вида F.culmorum тип взаимодействия с другими культурами - Д (рост вокруг) объясняется совместимостью данного вида со всеми патогенами.

Для видов F.oxysporum и F.sporotrichiella благоприятными являются более высокие температуры. При температурах в 18-260С в сочетании F.oxysporum+ F.sporotrichiella отмечали тип взаимодействия В- нарастание, а

342

при 320 С -тип А -смешение. При температуре 30-320 С благоприятной для теплолюбивых видов (F.oxysporum с F.gibbosum F. sporotrichiella) характерны такие типы совместимости, как А-смешение (при взаимодействии между данными видами), Д-рост вокруг или В-нарастание (при взаимодействии данных видов со всеми другими грибами).

Заключение. Результаты изучения биологических особенностей основных видов фузариозных возбудителей корневой гнили и снежной плесени ржи показали, что грибы характеризуется разными требованиями к температурным условиям. Как правило, в совместных посевах активным вегетативным ростом характеризовался вид, для которого данная температура была более благоприятной. При повышенных или пониженных температурах превалируют те, или иные виды, что обусловливает высокую пластичность популяции, которая легко приспосабливается к изменяющимся условиям окружающей среды. Например, при создании искусственных инфекционных фонов, использовали смесь патогенов различных видов и их соотношение в патогенном комплексе было различным в течение вегетационного периода. В начале лета из пораженных растений чаще выделяли вид F.culmorum, а к созреванию ржи в патогенном комплексе возбудителей корневой гнили больший процент принадлежал виду F.oxysporum. Основываясь на результаты температурных опытов можно объяснить распространение видов в различных эколого-географических зонах и их процентное соотношение в популяциях в течение вегетационного периода. При создании искусственных фонов на начальных этапах иммунологической оценки сортов ржи к возбудителям корневой гнили можно использовать смесь наиболее патогенных щтаммов различных видов.

Литература: 1. Гойман Э. Инфекционные болезни растений. Перевод с нем. Под ред. М.С. Дунина. М. Иностранная литература, 1954, 609с. 2. Зазимка М.И., Монастырная Э.И., Горьковенко В.С. //Защита и карантин растений.-2003.-№ 4.- С. 18-20. 3. Караджова Л.В. Фузариозы полевых культур. Кишенев: Штиинца, 1982.- 255с. 4. Назарова Л.Н., Полякова Т.М. //Защита и карантин растений.- 1999.- № 8.- С. 18-20. 5. Ladcowa В, Fusarium diseases of wheat and triticale in some regions of Eastern Europe. Fusarium -Mycotoxins, Taxonomy and Pathigenicity. Amsterdam, Elsevier, 1989, P.283-295.

Effects of temperature on growth, development and sporulating activity of species attributed to genus Fusarium. Ovsyankina A.V. Russian State Agrarian External University.

Summary. With the aim to investigate the certain pathogenes prevalence in different regions one studied the influence of temperatures on the growth, morphology, sporulating abiliby of the fungus colonies on Petri dishes under constant temperatures during their growth period.

One noticed that F. culmorum and Microdochium nivale were growing better at temperatures from +5 to 12oC; F. culmorum, F. heterosporum, F. gibbosum preferred higher temperatures +10 to 26oC, while F. oxysporum, F. sporotrichiella had their better growth at the temperature +18 to 32oC.

343

The joint growth of pathogene species in vitro showed the lack of any antagonism between them; temperature appeared the main growth limiting factor.

ПАРАЗИТОЗЫ СТРАУСОВ ЗООПАРКА Пасечник В.Е.

ВНИИ гельминтологии им.К.И.Скрябина

Введение. Представители паразитов класса Nemathelminthes - различные виды гельминтов и представители подцарства простейших Protozoa -наиболее частая причина заболевания и гибели птиц в условиях неволи (зоопарки, цирки) (1,2).

Изучение паразитозов птиц имеет значение, не только для зоопарков и цирков, но и для птицеводческих хозяйств, так как и дикие и домашние птицы в результате переболевания паразитозами, могут стать источником инфекционных и вирусных болезней, так как ослабевшая птица от инвазии гельминтами, а следовательно, и снижения иммунитета заболевает бактериальными (туберкулёз) и вирусными болезнями (птичий грипп и др.).

Взаимосвязь между паразитарными болезнями и инфекциями становится очевидной, поэтому мы и поставили перед собой цель изучить паразитарные болезни зоопарковых и цирковых птиц.

Материалы и методы. В 2002 -2005 гг., было обследовано 459 млекопитающих и птиц в Московском зоопарке и цирках города, в том числе в 20022003 гг. 12 страусов зоопарка. Исследования проводили копроовоскопи-чески: методами по Дарлингу (1911), Котельникову Г.А. (1984) и др.

Результаты исследований обработаны статистически.

Результаты. При исследовании помета птиц, были обнаружены яйца циатостом, капиллярий и криптоспоридий.

Возбудителем циатостомоза является гельминт вида: Cyathostoma

bronchialis (Muehling, 1884), рода Cyathostoma E.Blanchard, 1849, поражающий домашних птиц: индеек, уток, гусей и диких: страусов - эму, белых аистов, серых журавлей и лебедей.

Локализация: гортань, трахея, бронхи (как исключение - брюшные водухоносные мешки). Результаты исследований приведены ниже в таблице.

Таблица

Заражённость паразитозами страусов Московского зоопарка

_____________________________(n = 12)________________________________

Вид паразита ЭИ% Количество яиц в 1 г фекалий ЭИ%

Cyathostoma

344