Фитопатологический контроль генофонда декоративных растений в Литве

4. Наиболее перспективным являются сохранение асептических растений в режиме от 3 до 7°С, а семян - в режиме глубокого замораживания при -196°С.

Список литературы

1. Использование методов биотехнологии растений для сохранения и изучения биоразнообразия мировой флоры / Белокурова В.Б., Литвак Е.В., Майстров П.Д., Сикура Й.Й., Глеба Ю.Ю., Кучук Н.В. // Цитология и генетика. - 2005. - № 1. - С. 41-51.

2. Бутенко Р. Г. Биология клеток высших растений in vitro и биотехнология на их основе. - М.: ФБК-ПРЕСС, 1999. - 160 с.

3. Разработка принципов сохранения и воспроизводства генетических фиторесурсов / Виноградова Ю.К., Горбунов Ю.Н., Макридин А.И., Молканова О.И., Швецов А.Н. // Фундаментальные основы управления биологическими ресурсами. - М.: Товарищество научных изданий КМК, 2005. - С. 343-350.

4. Высоцкий В.А. Биотехнологические методы в системе производства оздоровленного посадочного материала плодово-ягодных культур: Автореф. дисс. ... докт. биол. наук: 06.01.07. - Москва, 1998. - 44 с.

5. Сохранение растений в генетических банках in vitro: преимущества и недостатки / Мамаева Н.А., Ветчинкина Е.М., Горбунов Ю.Н., Молканова О.И. // Бюллетень ГБС. -2008. - Вып. 194. - С. 141-149.

6. Использование молекулярно-генетических маркеров для верификации коллекций in vitro сирени обыкновенной (Syringa vulgaris L.) / Мельникова Н.В., Борхерт Е.В., Мартынов С.П., Окунева И.Б., Молканова О.И., Упелниек В.П., Кудрявцев А.М. // Генетика. - 2009. - Т. 45, № 1. - С. 97-103.

7. Тихонова В.Л. Долговременное хранение семян // Физиология растений. - 1999. - Т. 46, № 3. - С. 467-476.

8. Morel L. Meristem culture techniques for the long storage of cultivated plants // International biological program 2: Crop genetic resources for today and tomorrow. - New York: Cambridge Univ. Press. - 1975. - P. 327-333.

ФИТОПАТОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ГЕНОФОНДА ДЕКОРАТИВНЫХ

РАСТЕНИЙ В ЛИТВЕ

М. НАВАЛИНСКЕНЕ, габиллитированный доктор биомедицинских наук;

М. САМУЙТЕНЕ, доктор биомедицинских наук;

Б. ГРИГАЛЮНАЙТЕ, доктор биомедицинских наук Институт ботаники АН Литвы, Вильнюс, Литва Р. ЮОДКАЙТЕ, доктор биомедицинских наук; Г. ШТУКЕНЕНЕ, доктор биомедицинских наук Ботанический сад Вильнюсского университета, Вильнюс, Литва С. ДАПКУНЕНЕ, доктор биомедицинских наук Генобанк растений и БСВУ, Вильнюс, Литва

Введение

В Литве, начиная с 1994 г., на государственном уровне была утверждена программа по исследованию генетических ресурсов культурных растений. В осуществлении данной программы приняли участие несколько исследовательских институтов и учреждений. С 1998 г. в рамки исследований были включены декоративные растения, и программа была переименована в «Генофонд». В ботаническом саду Вильнюсского университета (БСВУ) основной целью было сохранение уже существующих коллекций декоративных растений, а начиная с 1992 г. в коллекции включены сорта и гибриды, созданные

литовскими селекционерами. Коллекции формируются по систематическим, биологическим, экологическим и эстетическим принципам. Создание и сохранение национальных коллекций осуществляется по группам растений. При отборе растений большое внимание уделяется морфологическим и декоративным качествам, а также фитосанитарному состоянию индивидумов [7, 8]. Основное внимание было уделено сортам и гибридам литовской селекции, относящимся к родам Dahlia Cav. (георгин, 198 сортов и гибридов), Gladiolus L. (гладиолус, 110 с. и г.), Iris L. (ирис, 180 с. и г.), Paeonia L. (пион, 91 с. и г.) и Tulipa L. (тюльпан, 30 с.).

Целью данной работы было выявление и идентификация вирусов и фитопатогенных грибов, чаще всего встречающихся на перечисленных декоративных растениях.

Объекты и методы исследования

Материал для экспериментальных исследований был собран в коллекциях декоративных растений БСВУ. Обследования растений проводили два раза в течении вегетационного периода. Собранный для исследования материал анализировали в лабораторных и тепличных условиях.

Для идентификации вирусов применяли методы растений-индикаторов [4], электронной микроскопии (ЭМ) [9, 17], серологический - DAS-ELISA [6, 9]. Фитопатогенные грибы определяли, руководствуясь монографиями и справочниками [2, 3, 10, 11, 12, 16]. Были использованы следующие растения-индикаторы: Amaranthus caudatus L., A. paniculatus L., Atriplex hortensis L., Celosía argentea L., Chenopodium amaranticolor Coste et Reyn, C. ambrosioides L., C. murale L., C. quinoa Willd., C. urbicum L., Cucumis sativus L., Gomphrena globosa L., Lycopersicon esculentum Mill., Nicotiana glutinosa L., N. rustica L., N. tabacum L., Petunia hybrida Vilm., Pisum sativum L., Phaseolus vulgaris L., Physalis floridana Rybd., Tetragonia expansa Murr., Verbesina encelioides Benth et Hook. Для повышения эффекта механической передачи вирусной инфекции на растения-индикатры инокулюм приготовляли, растирая листья исследуемых растений в 0,1 М фосфатном буфере рН 7,25 с вирусстабилизирующими добавками. Наличие вирусных частиц в препаратах, приготовленных из пораженных листьев исследуемых растений и заразившихся растений-индикаторов, выявляли методом ЭМ. Препараты просматривали в микроскопе JEM-100 S (Япония) при увеличении 25000.

Результаты и обсуждение

В результате наших исследований установлено, что в Литве георгины (Dahliapinnata Cav.) были поражены 5 вирусами: огуречной мозаики (Cucumber mosaic cucumovirus, CMV), пятнистого увядания томатов (Tomato spotted wilt tospovirus, TSWV), кольцевой пятнистости томатов (Tomato ringspot nepovirus, ToRSV), некроза табака (Tobacco necrosis necrovirus, TNV) и мозаики георгин (Dahlia mosaic caulimovirus, DaMV) [15]. Основным вирусом, который был идентифицирован в коллекциях и наносит самый большой ущерб, является DaMV. Симптомы заболевания проявляются на всем растении. Сильно пораженные растения - карликовые, листья деформированные, с выпуклостями, на них светло-зеленые, хлоротичные различной формы пятна. У некоторых сортов проявляется пестролепестность цветков (рис. 1). Основным индикатором для DaMV является Verbesina encelioides, реагирующая системной реакцией. В ЭМ препаратах обнаружены изометрические вирусные частицы диаметром 50 нм, о чем свидетельствуют данные и других авторов [1]. Из грибных заболеваний установлены сапрофитные грибы родов: Alternaria alternata (Fr.) Keissl., A. tenuissima (Kunze) Wiltschire, Cladosporium cladosporioides (Fresen) G.A. de Vries.

Из растений гладиолусов (Gladiolus communis L.) были идентифицированы 5 вирусов: желтой мозаики фасоли (Bean yellow mosaic potyvirus, BYMV), CMV, TNV, погремковости

табака (Tobacco rattle tobravirus, TRV), кольцевой пятнистости табака (Tobacco ringspot nepovirus, TRSV) [14]. В коллекциях доминирующими вирусами оказались BYMV и CMV. Почти всегда отмечена смешанная инфекция вирусов. Симптомы поражения отмечены не только на листьях, но и на цветках (рис. 2). Основными индикаторами для BYMV являются Phaseolus vulgaris и Pisum sativum. В ЭМ препаратах обнаружены нитевидные частицы 720 нм длины, типичные для BYMV, и изометрические - диаметром 30 нм, характерные для CMV, что совпадает с данными других исследователей [18]. На листьях гладиолусов были обнаружены Alternaria alternata, A. tenuissima, Cladosporium herbarum (Pers.) Link, C. cladosporioides, Fusarium culmorum (W.G.Sm.) Sacc., Botrytis gladiolorum Timmerm. (Botriotinia draytonii (Buddin & Wakef.) Server), Heterosporium echinulatum Bewrk.

Рис. 1. Симптомы DaMV на георгине Рис. 2. Гладиолус, пораженный вирусами

На ирисах в Литве идентифицированы 7 вирусов: мозаики ириса (Iris mild mosaic potyvirus, IMMV), ToRSV, BYMV, CMV, TRV, TRSV, мозаики табака (Tobacco mosaic tobamovirus, TMV) [15]. В коллекциях основным из них является IMMV, который поражает листья, а у некоторых сортов и гибридов и цветки (рис. 3). Вирус очень трудно передается на растения-индикаторы, что характерно для потивирусов [4]. Лишь C. quinoa реагировала местной реакцией в виде местных повреждений. В ЭМ препаратах определены нитевидные частицы 750 нм длины, типичные для IMMV [4]. Из грибных заболеваний на листьях всех сортов и гибридов были установлены H. echinulatum, F. sambucinum Fuckel var. minus Wollenw., Fusarium spp.

Рис. 3. Симптомы IMMV на ирисе Рис. 4. Пион, пораженный TRV

На пионах (Paeonia perigrina Mill.) идентифицирован TRV, который вызывает очень яркие симптомы на листьях (рис. 4), интенсивность которых зависит от сорта пионов. В коллекции БСВУ TRV идентифицирован лишь на сорте Garbe Motinai и некоторых гибридах, хотя в частных насаждениях встречается очень часто. В ЭМ

препаратах обнаружены палочковидные частицы 45-115 и 200 нм длины, типичные для данного вируса [5]. На всех сортах цветков пионов после цветения выявлено грибное заболевание Botrytis paeoniae Oudem. Листья некоторых сортов были поражены Alternaria alternata, Cronartium flaccidum (Alb. et Schw.) Wint., Ramularia sp.

Из тюльпанов были

идентифицированы 6 вирусов: пестролепестности тюльпанов (Tulip breaking potyvirus, TBV), TNV, TRV, CMV, TMV, TRSV, из которых основным и наиболее вредоносным является TBV [13]. Типичным симптомом является

пестролепестность цветков, однако на листьях некоторых сортов (особенно с желтыми, красными и белыми цветками) обнаружены светло-зеленые штрихи и пятна ярко выделяющиеся ранней весной (рис. 5). Вирус обнаружен на всех обследуемых сортах тюльпанов.

В ЭМ препаратах обнаружены нитевидные частицы вируса длиной около 750 нм, что соответствует данным других авторов [4]. В зависимости от погодных условий, особенно в дождливые годы, на некоторых сортах обнаружен Botrytis tulipae Lind. Вирус обнаружен на всех обследуемых сортах тюльпанов. В ЭМ препаратах обнаружены нитевидные частицы вируса длиной около 750 нм, что соответствует данным других авторов [4]. В зависимости от погодных условий, особенно в дождливые годы, на некоторых сортах обнаружен Botrytis tulipae Lind.

Выводы

1. В Литве с 1992 г. в коллекции декоративных растений включены сорта и гибриды, созданные литовскими селекционерами, а с 1998 г. включены в программу «Генофонд», ведется постоянный фитопатологический контроль.

2. У растений георгин выделены и идентифицированы 5 вирусов, основным из которых является Dahlia mosaic caulimovirus. Из грибных заболеваний определены Alternaria alternata, A. tenuissima, Cladosporium cladosporioides.

3. Установлено, что гладиолусы были поражены 4 вирусами, чаще встречается Bean yellow mosaic potyvirus. Были определены как сапрофитные, так и патогенные грибы -Fusarium culmorum, Botrytis gladiolorum, Heterosporium echinulatum.

4. На ирисах идентифицированы 7 вирусов, основным из которых является Iris mild mosaic potyvirus. Из грибных заболеваний - H. echinulatum, F. sambucinum, Fusarium spp.

5. Из пораженных растений пионов идентифицирован Tobacco rattle tobravirus, однако данный вирус в коллекции встречается редко. На цветках после цветения обнаружен Botrytis paeoniae, на отдельных листьях - Alternaria alternata, Cronartium flaccidum, Ramularia sp.

6. В коллекции на всех сортах тюльпанов определен Tulip breaking potyvirus. В зависимости от погодных условий на некоторых сортах обнаружен Botrytis tulipae.

Работа выполнена при поддержке Государственного Фонда по науке и просвещению Литвы, договор № V-25/2009. Авторы выражают благодарность.

Список литературы

1. Albouy J. Dahlia // Virus and Virus-like Diseases of Bulb and Flower Crops / Eds. G. Loebenstein, R.H. Lawson, A.A. Brunt. - New York: Wiley, 1995. - P. 265-273.

2. Arx J.A. The genera of fungi sporulating in pure culture. - Hirschberg: Publisher Vaduz J. Cramer, 1981. - 410 p.

3. Braun U., Melnik V.A. Cercosporoid fungi from Russia and adjacent countries. - St.-Petersburg: Pensoft Publishers, 1997. - 112 p.

4. Viruses of Plants. Descriptions and Lists from the VIDE Database / Brunt A.A., Crabtree K., Dallwitz M.J., Gibbs A.J., Watson L. - Cambridge: University Press, 1996. - 1484 p.

5. Chang M.U., Doi Y., Yora K. A rod-shaped virus found in the peony ringspot // Ann. Phytopath. Soc. Japan. - 1976. - Vol. 42, N 3. - P. 325-328.

6. Clark M.F., Adams A.N. Characteristics of the microplate method of enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) for the detection of plant viruses // J. Gen. Virol. - 1977. - Vol. 34. - P. 475-483.

7. Dainauskaite D., Indrisiunaite G. Genetic resources of field herb plants and their preservation problems in Lithuania // Baltic Botanic Gardens in 1996 Estonia, Latvia, Lithuania. - Ryga, 1997. - P. 54-57.

8. Lithuanian peonies for town parterres / Dapkuniene S., Motiejunaite O., Varkuleviciene J., Pakuliene J., Guseva V., Mazeikiene I. // Formation of City Green Places'2008: flowers and flower gardens. - Klaipeda: Klaipedos universiteto leidykla, 2008. -P. 24-25.

9. Dijkstra J., de Jager C.P. Practical Plant Virology. Protocols and Exercises. - Berlin: Springer, 1998. - 459 p.

10. Ellis M.B. More Dematiaceous Hyphomycetes. - Kew; Surrey; England: CMI, 1976. - 507 p.

11. Gerlach W., Nirenberg H., Eckart I. The genus Fusarium - a pictorial atlas. - Berlin: Institute fur Microbiologie; 1982. - 40 p.

12. Grigaliunaite B. Lietuvos grybai III, Miltenieciai 1 (Erysiphales). - Vilnius: Mokslo ir Enciklopediju leidybos institutas, 1997. - 197 p.

13. Selection and presentation of tulip (Tulipa L.) cultivars to Lithuanian Plant Genetic Resources / Juodkaite R., Baliuniene A., Naujalis J. R., Navalinskiene M., Samuitiene M. // Biologija. - 2008. - Vol. 54, N 2. - P. 139-146.

14. Navalinskiene M., Samuitiene M. Viral diseases of flower plants. 15. Identification of viruses affecting gladiolus (Gladiolus L.) // Biologija. - 2001, Vol. 47, N 2. - P. 31-35.

15. Navalinskiene M., Samuitiene M. Dekoratyviniu augalu virusines ligos ir ju sukelejai Lietuvoje. - Kaunas: Lutute, 2006. - 256 p.

16. Nelson P.E., Toussoun T.A., Marasas W.F.O. Fusarium species: an illiustrated manual for identification. - Pennsylvania: State University Press, 1983. - 193 p.

17. Methods of preparation for electron microscopy / Robinson D.G., Ehlers U., Herken R., Herrman B., Mayer F., Shurrmann F.-W. - Berlin: Springer, 1987. - 190 p.

18. Stein A. Gladiolus // Virus and Virus-like Diseases of Bulb and Flower Crops / Eds. G. Loebenstein, R.H. Lawson, A.A. Brunt. - New York: Wiley, 1995. - P. 281-292.