Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ВЛИЯНИЕ КАПТАНА НА ШТАММЫ RHIZQCTONIA SOLANI KUEHN

ВАК РФ 03.00.05, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ КАПТАНА НА ШТАММЫ RHIZQCTONIA SOLANI KUEHN"

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.В.ЛОМОНОСОВА

ЩОЯООИЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи

- НИТБКО Инна Степановна

ВЛИЯНИЕ КАПТАНА НА ШТАММЫ КНігОСТОЇГГА вОІАКХ КЛЕНИ

( 03.00.05 - ботаника )

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологическврс наук

Москва-1978

{' -

ИОСКОВСНИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗКАИЕВН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЙИЕНИ К.В. ЛОМОНОСОВА

На правах рукописи

ВИТЬКО Инна Смпааовиа ВЛИЯНИЕ КАПТАНА НА ІТА1ОД

RHIZOCTONIA. SOU.Kl' KÜKHH (03.00.05 - ootsHBica)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискавве ученої степеня кандидата биолопчвсквї наук

Моснм-1978

Работа выполнена на кафедре низших растений Биологического факультета Московского Государственного Университета имени Ы.В. Ломоносова и в научно-исследовательском институте Министерства химической промышленности.

Научный руководитель: кандидат биологических наук,

доцент Ю.Т*Дьяков Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, зав»отделом Н.М.Голышин

кандидат-биологических наук, старший научный сотрудник Т.Ы.Пивоварова

Ведущее учреждение: Белорусский ордена Трудового Красного

Знамени НИИ плодоводства, овощеводства и картофелеводства

Защита диссертации состоится " ¿Гп ЛАОЬЛ 1978 года * , , часов на заседании Специализированного Биологического Совета № 5 в Московском Государственном Университете ішеви И* В Лом оно сов а.

Автореферат разослан " (КпкяХ^Р 1978 года С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета» Просьба Ваша отзыва и замечания направлять по адресу: Москва, ІІ7234, МІУ Биологический факультет, Ученый Совет № 5.

Ученый секретарь Совета

Ю.Т. Дьяков

ОБЩАЯ ХіРШЕРИСШКА. РАБОТЫ

Актуальность проблемы. RMzoctonla solanl Kueha - ОДИН ее наиболее распростраяенних почвообитаощих грибов, вызывающий заболевания окожо 230 видов растений« в ton числе таких важнейших сельскохозяйственных Bjibtjp кав картофель, хлопчатник, сахарная свекла { вмкмі, 1930). R. eolani характеризуется также высокой конкурентной сапротрофной способностью. Такая специфическая многосторонность »toro гриба создает большие трудности з применении различных мер борьбы о вим» Наиболее эффективным неходок эавдты растений от ризоктоихоза является применение фунгицидов (ЮНБ, SHIS« каптана, демосана, беномила и других)* Однако эффективность применения фунгицидов против различных заболеваний может быть снижена из-за воэ-викноэенвя устойчивости {втопатогенвых грибов к вин* Одних «3 ведущих фунгицидов в настоящее время является каптан, обладающий вировий спектром действия н интенсивно применяемый во всем мире дяя опрыскивания вегетирующих растений, в качестве протравителя семян и почвенного фувгисида»

Вследствие широкой вариабельности е. воіааі по физиологическим ответам на фунгициды ж способности »того гриба снигзгь чувствительность в лабораторных и полевых условиях к ПХНБ, THTJ манебу, демосацу я другим фунгицвдам (Elsaid , 1962; BisaLá, Sinclair » 1ЭЙ4; Дьяков,I%7; Дьяков,Садшшдааева,1Э68; Бедэ-вецная,1975) ватной а актуальной задачей является изучение отношения этого гриба к каптану.

Изучение устойчивых форм гриба имеет болвлое значение таксе для выяснении механизма действия фунгицида на наиболее важные метаболические цуяг ккж свойства этого гриба, а также для сравнительного изучения его нтаммовых особенностей*

г

Состояние вопроса и зацачи исследованиям* В литературе яет данных по изучению воэножности ряда вгашіов R.solaal, обитающих на территории иаяей страны, адаптироваться в каптану. Имеются л иль немногочисленные сведения в зарубетеоЛ литературе ой адаптации отдельных изолатов граба (тьоаав ,1962; Bleaid , sine-

,1963)» Зн работы посвещенн непосредственному эффекту повышения устойчивости'гриба без исследования физиологических и биохимических аспектов этого явления* В других работах повышения устойчивости этого гриба в жантану ве обнаружено (Raffray , sin-olair,I965; ВосЬо* et al,»1970), Этот факт позволяет предполагать, что среди изолятов могут существовать различия не только по чувствительности к фунгициду, 80 и по способности повывать к веку устойчивость.

В задачу данной работы входило:

- изучить возможность повышения устойчивости в*яо1ал1в каптану;

- исследовать некоторые причины повышения устойчивости радо них штаммов R.solanl , сравнить их физиолого-биохимические свойства;

- изучить сапротрофяое поведение я патогенные свойства устойчивых форм гриба*

Научная новизна. Доведенное исследование позволило установить, что не все штаммы K.soiani способны повышать устойчивость к каптану з результате многократных пересевов на среде с этим фунгицидом. Исследование причин возвивнозеняя повышенаой устойчивости разных штаммов показало, что они оказались неодинаковы-ни и обусловлены физиолого-биохимическими различиями между штам-маж; у одних штаммов (втаїм s) »то происходит за счет повышен-нпЗ дотоксинации каптана тиооами, а у других {итаин К) — преиму-

з

иественяо за счет снижения поступления яда в клетки. Выявлено, что наряду с повышениеи фувгицидоустойчиво сти граба происходят изменения его сапротрофньсс и патогенных свойств, но характер этих изменений для двух исследованных наш пх&ііиов п. зсіті неодинаков.

Практическая значимость. Изучение реакции различных штаммов д.еоїшіі на присутствие каптана в лабораторных экспериментах позволяет оценить возможности данного в ида повышать устойчивость к этому фунгициду при многократном использовании его в природных условиях и определять границы этого явления* Результаты исследования сапроярофного поведения и патогенных свойств фунгд-цидоустойчивых форм гриба помогли выяснить некоторые вопросы,ка-сащвеся зпкфитотиологии новых форм гриба и высказать некоторые рекомендации по проведении мероприятий, сдерживающих их развитие и распространение.

Апробация. Патериалы'диссертации были долохеаы на конференции "Московский Университет - сельскому хозяйств;" (1971г.), заседании кафедры низших растений Биологического ф-та КГУ, секции КТС научно-исследовательского института Иинистеретва химической промышленности.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 печатные работы.

Объем диссертации. Диссертация изложена на 450 стр. машинописного текста, содержит 27 таблиц, 10 рисунков, 5 фотоснимков. Список литературы включает 2Й2 наименований.

ОБЬЕКта И ИЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для исследования природной чувствительности различных штаммов іг.ззіапі к каптану использовали £0 штаммов гриба из различных районов страны, I? из них выделено из разных сортов картофеля, а 3 втамыа - из других растений; штамм I из растений хлоп-

чагаика, штамм 855 из капустной рассады, штамм 899 из огурцов.

Генетически однородный материал для сравнения природной устойчивости отдельны* иэолягов гриба и изучения возможности возникновения повышенной устойчивости к каптану получили выращиванием колоний из конечных клеток быстрорастущего штамма I из

ч

хлопчатника и медленно растущего штамма 8 из картофеля по методике Уайтней и Парметра (Shitaey, Parme ter ,i%3). Изоляты этих ятаммов в дальнейшем обозначены как I.I, 1*2..*; 6*1« 8*31 и т.д.

С цель» получения адаптированию: форм проводили многократные пересевы штаммов R.soiani на средах о концентрациями каптана, подавляющими линейный рост мицелия приблизительно на 4060 или 60-70^.

Каптан (:і-трихлорметилтяотетрагидрофталимніО применяли в разных сериях опытов либо в виде водной суспензии 50$о-вого смачивающегося порошка (концентрации по препарату - си.пор.), либо в виде ацетоновых растворов очищенного и перехристаллизовавного действующего вещества (концентрации по д*в.)* фунгицид вносили в колбы с теплым 2^-стьш картофелшо-глккозвым агаром лоске стерилизации перед разливанием в чашей Петря* Об аффекте адаптации судили по разнице в диаметрах субкультур» многократно пересеваемых на среде с фунгицидом (обозначены римской цифрой по числу . пересевов) и впервые посеянных на »ти среды (субкультуры I). чашки инкубировались в термостате при 25°С;

Для изучения поглощения каптана мицелием гриба культуры изолята S.3I и штамма К выращивали в жидкой картофельио-тавкоа-ной среде при 25°С в течение 12 и б суток, соответственно. Отмытый от среды мицеаий переносили в питательный раствор (среда Чапека) с определенными для каждого штамма сублетальными концентрациями д.в. каптана. Выдергивали на качалке S0 и 120 мин при

20-£2°C. Kansas экстрагировали из мицелия и среды бензолом. Анализ каптана проводили резорциновый методом (wanner «t ai., 1956). Повторвость четнрех-пятикратная.

Дня определения содержания свободных и связанных тиолов В мицелии исследуемых Субкультур Трех штаммов R, solftni граб вырацивали в жидкой среде Чапека о кукурузным эвстр^ктои (в первой серии опытов) ил» жидкой картофельно-глюкозвой среде (во второй серии)* Обработку мицелия определенным концентрациями каптана проходили как описано выше* Культуры выдергивали на качалке 50 мин при 25°С. Экстракции проводили из лиофилизо-ванного мицелия слабощелочным трис-ЭКСМ^-боратныц буфером, рН 8,3, с защитными добавками (K^s^Og, Ifca^SQg и j8 -шеркапто-этанол). Все операция проводили в холодильное комнате при +2- +5°С.

Определение содержания сульфгидрильных групп в суперна-тантах проводили методом амперометрического титрования с помощи прибора типа ПАХ, скорость вращения платинового электрода 700600 об/мин (Липсиц, 1962). Ыетодшса была опробована нами совместно с Н.Н.Ииренковой во ВНШКХ применительно к картофелю и R.soiani и описана для картофеля (¡¿аревкова,1972).

Содержание небелковых (свободных) sH-групп определяли после осаждения белка в каждой пробе экстракта годный раствором сульфосалициловой кислоты. Содержание белковых зн-групп определяли косвенным путем, вычитая содержание небелковых Я-из общего содержания sH-группв данном экстракте. Параллельно проводили определение белка в экстрактах методом Лоури.

Сапротрофнув активность li-soieni определяли методом "при-мавок", предусматривавши» колонизацию сегментов стеблей растений в инокулированной грибом почве, как описано Папавизасои (Papavizas ,1961) за исключением некоторых деталей. Янохулои

вмравивали в колбах с кукурузно-песчаной смесью (ЗсИегжгооЛ , Ьіи(іЬвгє.І9б2). Колбы инкубировали в течение 28-30 суток при температуре 25-26°С и инокупш вносили в бумажные парафинированные стаканчика с влажной почвой г соотношении 0,5 или по весу*

После б суток инкубации при 25°С в зараженную почву вносили .сегменты стеблей растений, свободных ос и.гоіапі , через 23 суток их извлекали, подвергали отмывке и поверхностной стерилизации и раскладывали в чашки Петро с 1,5^-ным водный агаром, с добавками хаорамфеникола и стрептомицина - по 50 мг/л (Ко, лога »1971). Через 24 часа инкубации при 26°С сегменты просматривали под микроскопом на присутствие Н.еоіапі,

Для определенна патогенности гриба в подготовленную вышеописанным способом почву вместо сегментов растений высевали продезинфицированные семена томатов сорта Киевские 139*

Для определения патогенности гриба на*агаре в центр чалки Не три с 1,5%-вьгм водным агаром высевала блочек агара с мицелием исследуемых субкультур к.зоїли! к вокруг него раскладывали продезинфицированные семена фасоли сорта Консервная или семена томатов сорта Киевские 139.

Фитотоксичность культуральных фильтратов иэолята 8.31 определяли по отношение к корням проростков томатов. Культуры гриба предварительно выращивали в гадкой каргофельно-глюяозной среде в течение II суток при температуре 20-22°С.

Экспериментальные данные обрабатывали статистически по Плохиесхону (1970).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ I. Исходная чувствительность п.аоїапі к каптану. Испытание 20-ти природных штаммов н.аоїапі , выделенных из картофеля я других.растений в различных районах Советского Сои-

за, на исходную чувствительность в различным концентрациям калгана а питательной среде выявило еяеогаетгае отличия между штаммами, что наиболее заметно сказалось в области ниэких концентраций (табя*1)>

Таблица I

Исходная чувствительность штаммов й.зо1ап1 к иадтану

Ютами Диаметр колоний от нонц.калтана 0,00 0,006 ьт 0,02 Подавление роста (в %) ок конц, касгана 0,005 0,02

I 1 95,0 46,0 13,0 51,6 86,3

г К 95,5 30,5 П.5 6В,0 88,0

з кв 96,0 61,7 10,9 35,6 88,7

4 I 95,0 50,5 15,3 46,8 83,9

5 НОС ВИР 95,1 43,3 0 54,5 100

6 ом №,0 35,1 0 63,0 100

7 п 95,0 31,1 10,0 67,3 89,Э

& си 95,0 48,1 0 49,4 100

9 ст 95,5 54,3 43,2 90,9

10 I 95,5 62,5 0 34,6 100

II I 89,0 50,7 0 - 43,0 100

12 I 95,3 59,1 21,3 38,0 77,7

13 3 95,0 42,0 0 55,8 100

14 6 94,5 53,1 11,8 43,8 87,5

15 7 95,0 37,5 0 60,5 100

16 8 95,0 59,0 18,7 37,8 80,2

17 855 86,3 50,3 14,8 41,6 82,9

18 856 94,7 38;0 ' 8,0 60,0 91,5

19 899 95,1 43,6 11,1 54,1 88,3

20 £ 95,0 42,8 11,8 55,0 87,6

СКдд, найденные для отдельных штаммов на групп наиболее а наименее чувствительных к наптану в нам их опытах* различались в 1,3-1,7 раза.

Сравнение чувствительности четырех иаояятов из кончиков гиф двух штаммов &.во1ап1 (из группы наименее чувствительны в кап-

заду) показало, что в реакция на каптав как между яэолятаии одного штамма, гад и двух штанмов имеются определенные различия» Испытанные ааояяти atàit»а I оказались dose» устойчивы х каптану, чем изоляты ht auxа 8, a для изолятов 1*1 и 9131 различалась в 1,9 раза.

2* Адаптация R.solanía ка'птаяу

Дальнейаая работа so изучению возможности возннкновевкя по— выненной устойчивости H-soiaai- в калгану проводилась с увазагаю-мк четырьмя нзолятамх двух агаммов, а также двумя итамыами: К ив группы наиболее чувствительных я Б из группы среднэчуьстЕИ-ге льнах. Вое четыре гтаима различалась Со скорости росса («вд-леннорастуме штаммы 8 в Б в быстрорастущие кхаммы I а Б) я дулыуральнши харак те ря стикашг.

Способность й.зо!аа1 адаптироваться к каптану в процессе многократных пересевов sa среде о фунгицидом в степень повышения устойчивости к калтацу для раэньа нгаммоа сказалась неодинаковой (рио.1,2).

Штамм Б из группа среднеустойчивых к каптану штаммов оказался неспособен повывать устойчивость к этому фунгициду в процессе нескольких переоевоа, а наоборот, снизил ее по сравнению с исходной (рио.1-1);

Изоляты штамма I тавхе не показали способности ахапгировать-ся в каптану* Лишь в отдельны* пересевах отмечалось незначительное повывевие устойчивости» вслед за которым в некоторых повторно стях снижалась жизнеспособность (риС»1-2»3) •

Нами К Ез группы наиболее чувствительных в каптану штаммов в нзоляты втамма.в из группы наименее чувствительных показали способность довольно быстро и существенно повышать устойчивость к атому фунгициду (рис.2-1).

£

>>

5 * I ?

т

т

•Ч

Г 6. 7 8 пере с е в 1.1

10

Рис.1. Изменение устойчивости Е-зо1ап1 штаииа Б (I) и изолятов 1.2 (2) и 1.1 (3) я яантаад в процессе пересевов.

■аде-

ш

о

|

»

й^ й» 3 ■

« ч-

I 5 V Г 6 7 Я

пересев

Рис.2. Изменение устойчивости Н.зо1ап1штанка К (I) и изолягов 8.1 (2) и 8.31 (3) к каптану в процессе пересевов.

Характер повыиения устойчивости генетически однородных изолятов штамма 8 и штамма К s. soianl , а также некоторые свой**

ства адаптированных субкультур свидетельствуют о цитоплазматичес-кой адаптации. Повышенная устойчивость как изолятов втамма 8« так и штамма К проявляется не скачкообразно, а нарастает постепенно, о колебаниями скорости роста приучаемых субкультур гриба между отдельными последующими пассажами (вероятно, вследствие неустановившейся биохимической активности), тогда как между по-вторностямя одного посева отмечается хорожая повторяемость намерений*

Посевы адаптированных субкультур штамма 8 на среды с.различными концентрациями кантаиа показали,что повышение устойчивости обоих изолятов наблюдается на тех концентрациях,на которых проводилось пассирование и на более низких, тогда как в области сублетальных концентраций каптала различия в чувствительности незначительны.

С%0 в ходе пересевов изолята 8.1 увеличилась я 1,6 раза за 10 пересевов, а изолята 8.31 - в 1,9 раза за 7 пересевов. Повышенная устойчивость изолятов к калтану сохраняется ese через 8 пересевов на среде без фунгицида, во постепенно возвращается к исходной (рис.3).

l Степень приобретенной устойчивости штамма К несколько выше, чем «таима 8 (рис.2) ж проявляется в отличие'от последнего не только на низких концентрациях, но и на высоких сублетальных. CítjO и CKj5 после 2-х пересевов увеличились в 1,3 раза, тогда как после 14-ти пересевов - в 1,6 раза. В дальнейшем устойчивость продолжает несколько возрастать,СХзд и СК^ ХУИ субкультуры отличается от исходной в 1,7 раза (рис.4).

и здцдлгл!

Л/ намцентрщчн

Рис.3. Влияние напхана на рои различных субкультур иаолята 8.1: I - исходная культура, 2- адаптнроваа-ная ОТ)« з - адаптированная (У) после 8 пересевов на среде без фунгицида.

ГУ

//

« /

/

/

/

// /•

\ (

ад дт да ¿.в и

Концентрации

Рио.4* Влияние каптала на , рост разяагниг субкультур нтамма К: I - исходная

Шура, 2 - адаптированная > 3 - адаптированная после 5 пересевов на среде бен фунгицида.

Череа несколько {5} пересевов адаптированной субкультура яхаыма К на среде без фунгицида отмечается тенденция к возврату исходной чувствительности гриба н капталу (рис.4), что такие свв> .' детельству ет о физиологической адаптацму

Проверка адаптированных субкультур на перекрестную устойчивость к $1алану - фунгициду из одного с калганом класса соединений, и ТНХД - (из группы диметилдотяокарбаиатов) показала, что

реакция на эти фунгициды субкультур двух втаммов не одинакова'. Сопоставление этих данных о поведением адаптированных субкультур втаммов в к К на средах о различны» содержанием каптана дают нам основания высказать предположение« что механизмы повышения устойчивости этих штаммов к каптану могут быть различными.

Реакция адаптированной субкультуры «таима 8 на содержание в среде фталана подобна реакции его на каптан: гриб проявляет пониженную чувствительность только в зоне низких концентраций, тогда как яа высоких становится даже более чувствителен, чем исходная культура* Это свидетельствует против изменения клеточной проницаемости у адаптированной субкультуры штамма 8. Ыы предположили, что адаптация к.зоітаі .цтамиа в к низким концентрациям каптана может проявляться в поваленной мобилизации резервов сульфгидрильяых соединений на связывание каптана, которые "экранирует", жизненно важные белки от денатурирующего дейст вия яда.

Чувствительность адаптированной субкультуры штамма К в отношении фталана и ТИТЛ снизилась на всех испытанных концентрациях как одного, так и другого препарата (рис.5). Такое поведение адаптированной субкультуры и тот факт,что повышен1 ная устойчивость адаптированной субкультуры к каптану проявляется также в зоне низких, сублетальных и летальных концентраций указывает на то, что повышение устойчивости штамма К к каптану может быть результатом изменения клеточной проницаемости для яда, а не только повышенной детоксикации.

П. ВЛИЯНИЕ КАЛГАНА НА НЕКОТОРЫЕ ФИЗИОЛОГО-НЮХШШЧЕСКИБ СВОЙСТВА іі.воіапі

I* Поглощение каптана мипелием

Определение содержания каптана в мицелии штаммов К и 8 показало, что адаптированные субкультуры аккумулируют каптан в меньшей степени, чем исходные (табл.2 и 3).

При это» з клетка* мицелия обоих культур иэодята 8.31, погибшего в течение ¿-х часовой инкубации с каптацом, содержалось несколько ыевьве ваптава, чем в клетках живого мицелия. Это указывает на зависимость поглощения каптана от активного метаболизма . в ю же время узе через 50 мин экспозиции содержание каптана в среде инкубации адаптированной субкультуры было ва меаьне, чем в среде инкубации исходной культуры.

Меньшее содержание каптана в мицелии адаптированной субкул»-туры при более активном его поступлении указывает на более высоку» степень детоксякации фунгицида, по сравнению о исходной культурой.

Со$ концентрации

Рис.5. Влияние фталана (1,2) я ТШД (3,4) на рост иегод-вой к адаптированной культур «• аот.еп± штамма К: X к 3 - исходная культура, г в 4 - адаптированная.

Таблица 2

Содержание Еanтана в мицелии R.solani иголята 8.31 после 120 мин экспозиции и в жидкой среде о 0,01% дв.' каптана после 50 ішн экспозиции*

~ Мицелий Содержание кавтана (мкг)

в 1г мицелия- в 100 мл среды

Исходный 3180,С*225,4

живой 428,4^36,7

погибший 326,1±58,7

Адаптированный 1863,Qt 22,4

живой 330,3±45,0

погибший 202,4+50,3

Контроль

без гриба 3540,0*131,3

Таблица 3

Содержание каптана в мицелии R.sol&hi итамма К и в жидкой среде с 0,005% д.в.каптана после 50 мин экспозиции

Содержание каптана (мкг) МичвлиН в 1г иицелин в 100 мл среды

Исходный 359,5±19,1 427,0±7б,7

Адаптированный 199,8*27,7 1007,0+70,5 Контроль

(без гриба)' 1611,0*98,3

^ " ^ "" ™ ~ " -- "" ^ В ^ П » в а. I

Из результатов таблицы 3 видно, что в противоположность результатам, полученным с изолятом 8.31, в инкубационной среде адаптированной субкультуры штамма К каптана сохраняется приблизительно в 2 раза больяе, чем в среде роста исходной культура, тогда как в мицелии адаптированной субкультуры его содержится

в 1,8 раза меньше, чех в мнцелии исходной.

Таким образом, результаты этих опытов показывают, что возможной причиной повышенной устойчивости штамма X к каптану является снижение степени поступления яда в клетку. 2» Содержание сульфгкдоильных групп в мипелии Результаты определения содержания сульфгвдрильных групп в мицелии втамма 8 после обработки различных субкультур сублеталь-ншіи концентрациями каптана показывают, что у адаптированной субкультуры свободные тиолы расходуются на реакцию с фунгицидом более интенсивно, чем у исходных (табл.4).

Таблица 4

Содержание СУЛЬфГИДрИЛЬНЫХ груші В МИЦеЛИИ R.sqlafti 1130-

лята 8*31, инкубированном в среде с 0,004$ каптана.

te te M te te mm ^ te ^В * te te te ^B te te te н te ^B в ^B ^в te te ^B ^в ФФ te *

Культу- Среда Из 1г сухого мицелия мкг аН

ра белок обвие свободные белко- на 1мг

(мг) s H (мкг) s H (мкг) вые SH белка -------------------------ІЦкгі_____

Исход- без

ная каптана 131,8*5,0 2051+175,5 І2І2і87,7 819 6,2 с кап- _ _

таном I3?,ît5,0 1461+204,6 I089jI7,6 372 2,7 ідапти- без

ровак- каптана 133,7*3,3 1862* 10,0 1218*10,0 644 4,8

ная с каптаном 139,4*0,2 1563* 61,1 937^40,6 626 4,5

Эти результаты согласуются с результатами определения каптана в мицелии и во внешней среде и подтверждают наше предположение о поименной детоксикации фунгицида клетками адаптированной субкультуры ятамма 8. Ускоренная мобилизация свободных тво-лов, по-видимому, позволяет грибу более эффективно эааииать белки от денатурирующего действия яда. Из таблицы 4 видно, что содержание белковых ЗН-групп в мицелии адаптированной субкульту-

те

ры изменяется незначительно, тогда как у исходной культуры существенно падает*

В процессе адаптации изолята 8*51 к каптану понизилось содержание ЭН-групп на единицу бедка, что может быть следствием, по-видимому, изменения кояформации белка, в результате которой эН-группы становятся как бы убранными внутрь глобулы белка и менее доступны яду*'

Однако при воздействии высоких концентраций каптана более интенсивное потребление свободных тиолов в мицелии адаптированной субкультуры приводит, по-видимому, к дефициту жизненно важных растворимых тйолсодержащих метаболитов клетки. Это проявляется в большей уязвимости белков с измененной информацией и в более быстрой гибели клеток адаптированной субкультуры от истощения по сравнение с исходной.

Мицелий штампа I, оказавшегося неспособным повышать устойчивость в процессе пассирования, содержал пониженные по сравнении с исходной культурой количества выделяемого в экстракт белка, но большее количество йН-груяп на единицу белка (табл.5). Это может указывать по "разворачивание" белковых молекул и как следствие этого большую атакуемость их. Несмотря на то, что повышенное содержание свободных тиолов в пассированной субкультуре также более интенсивно потреблялось на реакцию с каптаном -до 47?, по сравнению с 24? у исходной культуры, содержание белковых зн-групп под воздействием каптана снижалось значительнее в мицелии пассированной субкультуры. Одновременно с этим более значительно снижалось и содержание выделяемого белка.

По-видимому, физико-химическими особенностями белков, уров-. нем конформационной гибкости молекул белков штамма I и объясняется снижение жизнеспособности субкультуры в процессе пересевов

на среде с каптаном и неспособность этого штампа повышать устойчив ость*

Таблица 5

Содержание сульфгидрильных групп в мицелии н.Ео1ад± изолята 1*1, инкубированном в среде с 0,005$ каптаиа.

Куль- Среда т*Ра белок

(мг)

Из 1г сухого мицелия

общие свободные белко-

еп(мгк) еН(мгк) вые зН

¿мгк}.

мгкЗН на 1мг белка

Исход- без пая каштана 109,2^3,6 10560+ 47,0 9355+148,9 1009 9,2

с каптаном 74,2±5,3 7364±12?,4 71301233,0 234 3,2

Пасси- без рован- капта-

ная на 78,211,7 1258?! 8,6 11633* 26,2 954 12,2

с каптаном 43,5±4,8 62621 6160+ 45*5 102 2

Л

Ш. ВЛИЯНИЕ КАПТАНА НА СШЮТРОФНОЕ ПОВЕДЕНИЕ и.шш1 в ПОЧВЕ И ЕЕ ПАРАЗИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА'

Из рисунка 6-1 видно, что салротрофная активность адаптированной субкультуры изолята 8.31 существенно выше, чем исход-

%

ной культуры. Вероятно, это можно отнести за счет большей скорости роста адаптированной субкультуры в почве и, следовательно, большей плотности миокулюма, так п'за счет изменения активности мацерирущих энзимов, или действия обоих факторов. Исследованиями ряда авторов была установлена прямая зависимость между плотность» инокулвма в почве и сапротрофной активностью н.соЮд! , а также между уровнен инфекции в почве и патогенно-стью («агипавп ,1963; Рарат^аав , Ауегз ,1965; Епек ей »1., 1966).

Рис.6. Сапротрофная и патогенная активность Н'3°1апідзолята 8.31: I - сапротрофвая активность в стерильной почве; 2 - патогенно сть в стерильной почве по отношению к томатам; 3 - патогена ость по отношению к томатам на агаре; 4 - фитотоясич-ность вдльтуральных фильтратов по отношению к корням томатов. СП- исходная культура; ЕЗ- субкультура I; адапти-

рованная субкультура.

Рис.7. Сапротрофная и патогенная активность И-зоігпі штампа К:

I - сапротрофная активность в стерильной почяе; 2 - патоген-ность по отношению к томатам в нестерильной почве; 3 - патогенносте по отношению к томатам на агаре: 4 - патогеняость по отношению к фасоли на агаре.

СІЗ - исходная культура; КЗ- субкультура I; га - адаптированная субкультура. р

Патогенность адаптированной субкультуры иволяха 8.31 я почве по отношению к томатам пало отличалась от исходное* топа как у субкультуры I она бала ниже (рис.6-2). Однако результаты испытаний патогенности субкультур'на агаре к {итотоксичности кульгу-ральных фильтратов по отнохеннп в корням проростков томатов по-навали, что ахи свойства существенно усиливаются у гриба после однократного контакта с фувпщидом, а затем через несколько пересевов на среде о каптаном снижаются, но остаются выше исходного уровня*

Сопоставление этих данных с результатами почвевных опытов по сапрогрофной я патогенной активности н.ео1еп1, вероятно« может указывать на то, что распространение и выживаемость в почве субкультуры I с течением времени под влиянием биотических я абиотических факторов снижается скорее, чем двух других.

- Изменения сапротрофвых и патогенных свойств найма К в ответ на однократное и многократное воздействие каптана имеет иную направленность, чем у изоляха 8*31*

После однократного контакта с каптаном сапротрофная и в еце большей степени патогенная активность наша К в почве снижаются. После многократных пасоахай на среде с каптаном салро-трофная активность гриба оказалась в 1,5 раза вике исходной (рис.7-1). В противоположность этому, патогенность в почве была несколько выше у адаптированной субкультуры (рис.7-2). Однако опыты на агаре свидетельствуют об ослаблении патогенных свойств адаптированной субкультуры штамма К по отношении к томатам (рис.7-3) в фасоли (рис.7-4). По-видимому, выживаемость в почве адаптированной субкультуры несколько лучше, чем исходной культуры, что г проявляется в некотором увеличении числа погибших от загнивания и больных растений.

Б литературе имеются сведения о той, что каптан и другие фунгициды из этого класса' соединевий;подавляют образование и активность пектолитических и целлюлоэолитических энзимов грибов как in vitro , так и in vivo(Jrover, 1964; Arinza et al.,1975).

Эти данные дают основание предполагать, что, возможно, и s наюст опытах под влиянием каптана на гриб происходят какие-то нарушения в процессе образования целлюлозолитическнх и пектолитических энзимов и токсинов, которые могут у различных дтаммов к. зоlaniобладать неодинаковой чувствительностью к этому фунгициду.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Широкая вариабельность среди иэолятов R. soiani отмечается по многим свойствам, по физиологически« ответам на разнообразные факторы ВВеинеЙ СреДЫ, S ТОМ ЧИСЛе на ФУНГИЦИДЫ ( KeKibamp d 1952, Sinclair,i960,Maler ,1962). Результаты нашего исследования также свидетельствовала об определенных физиолого-биозіими-ческих различиях иетау штаммами, которые обусловила не только различную исходную чувствительность 20-ти испытанных дтаммов к каптану, но н способность одних штаммов и неспособность других штаммов повышать устойчивость к нему при многократных пересевах на среде с этаи фунгицидом.

Повышение устойчивости отдельных штаммов к.soiani к каптану может происходить в результате физиологической адаптация,как это показано для штакмов 8 и К. Однако скорость и степень повышения устрйчивости разных игаммов к каптану, а таккд диапазон концентраций, при которой проявляется повышенная устойчивость, неодинаковы.

Испытанный иэолдгы штамма 8 проявляют повышенную устойчивость по отношению к той концентрации каптана, в присутствии

которой проводилось пассирование и в еще большей степени в области низких концентраций. При применении на концентраций, которые являются легальными для данного исходного штамма, адаптированные формы могут быть успешно подавлены. Изменение патогенной активности в почве, сопровождающее повышение фунгицидоуотойчи-вости штамма 8, такие не представляет серьезной угрозы. Однако наряду с этим гриб приобретает способность более интенсивно колонизировать растительные остатки, что, в своп очередь, монет служить важный фактором в впаиваемо сти и последу шеи распространении его.

Результаты наших исследований показывают, что возникновение повышенной устойчивости других втамыов н.гй1ш1 к кап тану при многократном его применении, по-видимому, мосет до какой-то степени усложнить борьбу против ризоктониоза. Например, возникновение адаптированных форм* штамма К долгво повлечь за собой определенное увеличение норм расхода препарата. Замена каптана на Т12ЕД, вероятно, не даст желаемого эффекта, вследствие перекрестной устойчивости. Хроме того, новые фунгицидоусто йчивые формы этого штамма обладают несколько более высокой патогенной активностью в почве. Однако адаптированная форма штамма К имеет пониженную способсность к колонизации растительных оотатков. Показано также, что эта форма в опытах на агаре практически не образует скле-роциев к довольно быстро утрачивает повышенную устойчивость после нескольких пересевов на среде без фунгицида, Зто дает возможность предполагать, что нет оснований опасаться длительного сохранения свойств новых форм, т.к.в отсутствии фунгицида они со временем постепенно будут заменяться исходными. Однако необходимы более детальные изучения экологии новых форм. Сдержать распространение НОВЫХ Форм можно, по-видимому, подбором других Эффективных фун-

гицидов и их смесей, а также использованием агробиологических приемов (например,, внесением удобрений и сидератов, стимулирующих развитие антагонистов или снижающих выживаемость гриба в почве иным образ оц).

вывод ы

I* Испытанные 20 штаммов н.еоіапі из разных районов Советского Союза проявили различную исходную чувствительность к каптану. СКзд для отдельных штаммов различались в наших опытах в 1,3-1,7 раза.

2. В процессе многократных пересевов на среде с каптаном некоторые штаммы Е.воіааі показали способность повышать устойчивость к этому фувгациду в результате физиологической адаптации (другие, наоборот, снизили). Повышенная устойчивость штаммов обнаруживается уже со 2-3-го пассажа.

3* Уровень' повышения устойчивости для разных штаммов не одинаков. Для штамма 8 он сильнее всего проявляется в зоне низких концентраций,'тогда как в зоне сублетальных и летальных концентраций устойчивость адаптированной субкультуры приближается к исходной. СК^д изоляга 8.31 за б пересевов повысилась в 1,9 раза*

В процессе пересевов штаима К на среде с концентрацией, подавляющей скорость роста на 60~7С№, его устойчивость повысилась как в зоне низких концентраций, так и на летальных. СК^ и СКд5 штамма К за 18 пересевов повысилась в 1,7 раза.

4. Повышенная устойчивость адаптированных субкультур штамма 8 и К частично сохраняется, соответственно, через 8 и 5 пересевав на среде без фунгицида.

5. Адаптированная субкультура штамма К проявляет перекрестную устойчивость ко всем испытанным (низким, сублетальным и легальный) концентрациям ШЯ и фталана.

6. Причини возникновения повниенноЯ устойчивости в каптану у разных штампов^ R.solani неодинаковы.

каптированные субкультуры аккумулируют в мццеишменьие каптана, чем исходные культура отштов.У штамма 8 это происходят за счет повышенной де®оксикацйи каптана тколсодерхадими рас- ■ творимыми■метаболитами, тогда как у штамма К - преннуаествеяно за счег снитепая стопеш поступления фунгицида в клетка*

7. Повышение устойчивости BiauuoB R.aolani к калтаиу сопро-возадается изменениями сапротрофяых а патогенных свойств гриба.

У разных штаммов эти изменения имеют различвый характер.

Сапрохрофная активность® почве и патогенные свойства гроба, проявленные в условиях опыта на агаре, в результате тгого-кратных пересевов штамма 8 усилились, тогда как у штамма К -снизились. Патогенность в почве у штамма 8 мало отличается от не- . ходноЗ, у штамма-К-"- несколько превосходит исходную степень.

1.... Списокработ,опубликованных по теие дассертации■

' " I. Дьяков й.Т,, Эрентраут:Э., Битьяо Й.С. Адаптация - ЕЫиое-tonia eoi«ni к фунгицидам. Тезисы докладов конференции "Московский Университет - сельскому хозяйству", 1971*

2. Витьки И,С.» Дьяков S.T., Эрентраут Э. Адаптация Hhisoo-tonia solaoi KueAo и фунгицидам* 1У. Адаптация к нал тану . Шкопо-гия я фитопатология, 1972, т.б, B.3,:c«p*íiz-z2r.

3. Витьяо И.С., Дьяков Ю.Т. Адаптация Bhl*octoaia solanl Kueha к фунгицидам. У1. Влияние однократного и длительного воздействия каптана на содержание сульфгндрвлышх групп и конформа-цию белков в шцелия. Микология и фитопатология, 1976,т.10,в.2, отр.117-125.

' 4. Витько И.С., Дьяков Ю.Т. Влияние каптана на шхзшш ЕЪ1-

zootonla colanl Euehrt . Микология 3 фитопатология,1977,т.II,в.5, стр.406-411. ■ '

Отпечатано !.» ратапршт* - { ¿A --3.». ees Т.р. 123