Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Грибы рода Trichoderma pers: Fr., их биотические связи и проблемы интродукции в почвы
ВАК РФ 03.00.24, Микология

Автореферат диссертации по теме "Грибы рода Trichoderma pers: Fr., их биотические связи и проблемы интродукции в почвы"

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М. В. ЛОМОНОСОВА

Биологический факультет

На правах рукописи

УДК 631.466.1 : 582.288.42

САЛАХ КУРИНИ

ГРИБЫ РОДА Т1*1СНООЕ1ША РЕЯ5: РЯ., ИХ БИОТИЧЕСКИЕ СВЯЗИ И ПРОБЛЕМЫ ИНТРОДУКЦИИ В ПОЧВЫ

03.00.24 — микология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва — 1991

Работа выполнена на кафедре микологии и альгологии биологического факультета Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова.

Научный руководитель: кандидат биологических наук, ст. и. с. Великанов Л. Л.

доктор биологических наук, проф. Умаров М. М. кандидат биологических наук ст. н. с. Столбова К. А. Ведущее учреждение: Главный ботанический сад АН

Защита состоится « » декабря 1991 года на заседании специализированного совета Д 053.05.65 при Московском государственном университете им. М. В. Ломоносова но адресу: 119899, г. Москва, Ленинские горы, МГУ, Биологический факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова.

Официальные оппоненты:

СССР.

1991 года

Ученый секретарь специализированного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы обусловлена широким использованием грибов рода ГпсЬойегта Регэ. ех Гг. для биологической защиты растений от болезней, что представляет большой интерес с точки зрения сокращения использования ядохимикатов в сельском хозяйстве и улучшения состояния внешней среды. Кроме того многие виды рода Тг1с1тос!елпа находят применение для производства кормового белка, целдюлолитических ферментов, антибиотиков и ряда других биологически активных веществ. ^

Вместе с тем многие вопросы экологии и физиологии этих грибов остаются неясными. Недостаточно изучено распространение видов р. ТпсМегта в естественных И окультуренных почвах, особенно в российском Нечерноземье. При исследовании этих грибов обычно в первую очередь обращают внимание на их антагонистическую и мико-паразитичеекую активность при взаимодействии с фитопатогенными грибами, а также на влияние отдельных экологических факторов или их комплексов на развитие этих организмов в культуре или в естественных условиях. Хотя такие сведения черезвычайно важны для понимания процессов взаимодействия видов ТпсЬойегта и фитопато-генных грибов, они явно недостаточны для прогнозирования результатов интродукции активных штаммов этого рода в полевых условиях.

Остаются малоизученными вопросы, к&сакадеся наиболее оптимальных способов интродукции грибов-антогонистов из р. Тг1сЬо<1бгта в почвы, их приживаемости и динамики развития в природных условиях и многие другие. В научной литературе имеется очень мало сведений о влиянии внесенных штамюв Тг1сЬос!егта на микроорганизмы, обитающие в почве. Нз многочисленны также данные

о закономерностях распространения видов р. Тг1сЬос1егш в естественных биогеоценозах и о взаимодействиях этих грибов с другими компонентами природных сообществ.

Дели исследований .состояли в изучении особенностей распространения грибов рода ТПсЬоёегша в почвах различных фитоценозов Подмосковья (на примере Звенигородской биологической станции ЫГУ им. М. В. Ломоносова ) и некоторых почвах Сирии, выяснение экологических и физиологических характеристик этих грибов и возможностей практического их использования для защиты злаков от корневых гнилей на окультуренных дерновоподзолистых почвах.

■В задачи работы входило: 1) изучение распространения грибов р. ТпсЬос1егта в различных почвах Подмосковья и Сирии; 2) выяснение особенностей пространственного распространения грибов р. Тг1-с1~юс1егта, в том числе их горизонтальное и вертикальное распределение в изученных почвах; 3) решение некоторых методических проблем, связанных с выявлением данных грибов в почвах; 4) проведение анализа встречаемости грибов р. ТгЮЬойегша в разных местообитаниях - в филдоплане растений, на древесине, в колониях базгдиомицетов; 5) выявление сопряженности встречаемости грибов р. ТпсЬоаегша и других видов микромицетов в почвах; 6) изучение некоторых физиологических и культуральных особенностей видов Тг1с!тос1еггга; 7} определение антагонистической активности изоля-тов Тг1сЬоаегш в различных условиях культивирования; 8) выяснение возможностей использования активных изолятов ТпсИскЗегта для защиты ячменя от гельминтоспориозной корневой гнили; б) определенно выживания грибов р. Тг^сИодегта в почве при искусственном внесении и их влияния на почвенные микромицеты.

- э -

Теоретическая и практическая значимость работы. Впервые проведено изучение распространения грибов p. Trichocierma в различных естественных и окультуренных почвах Подмосковья. Показано, что частоты встречаемочти и обилие видов этого рода в почвах невелики и обычно составляют от 1-2 до 15-30 X от общего числа изоля-тов всех видов почвенных микромицетов, что позволяет попользовать для обнаружения Trichoderma неселективные среды. Установлено, что в изученных почвах встречаются все известные ныне виды p. Trichoderma, однако, наиболее распространенными являются ( в порядке убывания частот встречаемости) только 3 вида - Т. harzia-num Rlfai, Т. viride Pers. ex Gray и Т. konlngii Oud. , составляющие более 70 % от всех выделяемых изолятов этого рода.

Впервые изучено пространственное распределение грибов p. Trichoderma в лесных почвах Подмосковья. Обнаружено, что горизонтальное ( по поверхности почвы) распределение этих грибов носит четко выраженный агрегированный характер, поэтому далеко не кадцый почвенный образец содержит пропагулы Trichoderma На основании этих данных предлагается усовершенствовать метод сбора образцов почвы для выявления видов данного рода Для достоверного обнаружения этих грибов рекомендуется пдовдь выявления не 2

менее 1-2 м ,с которой необходимо брать не менее 10 образцов, из которых впоследствии можно готовить для анализа один смешанный образец.

Установлено, что в лесных почвах грабы p. Trichoderma связаны главным образом с лесными подстилкам! ( слои F и Ш. В более глубоких горизонтах почвы эти грибы встречается лишь спорадически ( возможно эа счет выноса спор из подстилки)

Изучение физиологии грибов р. Тг1сЬо<Зе1 та показало, что различия е используемых источниках азота и углерода, а также оптимума температуры для роста, существуют только на уровне изолятов, но не видов этих микромицегов. На этом основании, а также с учетом совпадения экологических характеристик исследованных грибов, впервые высказывается предположение о сходстве потенциальных экологических ниш у основных видов ТгюЬосЗегта. Реализованные экологические ниши расходятся только на уровне популяций С отдельных изолятов) этих грибов.

Еыявлен широкий спектр антагонистической активности у изолятов основных видов р. ТпсЬосЗепга. Достоверно показано, что антагонистическая активность изученных изолятов зависит от температуры среда Впервые показано, что все исследованные изоляты были активны только при температурах выше 12° С ( оптимум около 18 -20°С), это необходимо учитывать при разработке биометода защиты растений от болезней с использованием данных грибов. Отобраны активные изоляты Т. Ьагг1апия перспективные для практического использования в целях защиты растений от болезней. Показано, что испытанный иэолят Г. Ьагг1апиш N 53 вп, лне жизнеспособен при искусственном внесении в почву, защищает растения ячменя от корневой гнили, сохраняется в почве до 1,5 лет и способен влиять .на видовой состав и численность других поденных грибов.

Апробация работы : диссертация была доложена на заседании кафедры микологии и альгологии Биологического факультета Московского государственного университета

Структура и объем работы : диссертация состоит из введения, обзора литературных данных ( глава I, 4 раздела), описания ис-

пользованных материалов и методов ( глава 11), изложение результатов и их обсуждения ( глава III), общего заключения, выводов и приложения.

Работа иллюстрирована рисунками и таблицами. Список литературы включает наименований , из них на русском и на иностранном языках.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАН®

Работа выполнена на каф. микологии и альгологии Биологического фак. Iffy им. М. В. Ломоносова в течение А лет с 1938 по 1S91 года Образцы почв, растений и разлагающейся древесины собирали на Звенигородской биологической станции ( ЗБС) МГУ. Учеты грибов и бактерий проводили по методу серийных разведений с посевом на чашки Петри со средами Чапека-Докса ( для грибов) и Чапека ( для бактерий). Чистые культуры грибов выделяли из этих посевов и определяли их видовой состав. Для видов Trlchoderma расчитывали частоты встречаемости и обилия ( Мирчинк, 1988). В работе в обсей сложности было собрано и обработано около 250 образцов почв из Подмосковья и 12 образцов из Сирии. На ЗБС были собраны в разных растительных ассоциациях следующие почвы: дерново-средне-подзолистые пойменные почвы ( пойма реки Москвы ), дерново-сред-неподзолистые хорошо окультуренные почвы в пойме р. Москвы и около дер. Луцино, дерново-сильноподзолистая почва под древостоем ольхи ( I терраса р. Москвы), дерново-палевоподзолистая под сложным елиникоы с примесью узко- и широколиственных пород на 2- ой надпойменной террасе р.Москвы, бурая лесная оподзоленная почва

- б -

под сложным ельником с участием узко- и широколиственных пород на 3-ей террасе, дерново-сильноподаолистая почва в ельнике-зе-леномоанике на водоразделе ( 7 квартал лесного стационара ЗБС), дерново-сильноподзолистые почвы под елово-Оерезовым древостоем с орляком на водоразделе ( 13 квартал ЗБС) и ельнике мертвопокров-нс.\! на водоразделе ( 13 квартал ЗБС).

Из Сирии было проанализировано 12 образцов, взятых из разных районов страны и представляющие как естественные, так и окультуренные почвы, в том числе - серо-коричневые лесные почвы под дубравами, недоразвитые лесные почвы, окультуренные поливные почвы и др.

В работе изучен рост ряда выделенных изолытов ТпсЬоё&гтпа на средах с различными источниками углерода и азота. Для этого эквивалентные количества углерода ( Б-глюкоза, сахароза, лактоза,

крахмал) или азота ( КШ , ЫаШ , ЫН N0 . КШ , пептон, 1-ала-

3 3 4 3 2

нин, 1-дейцин, сЬтриптофан, 1-глутамин, 1-аспарагин) вносили в

зшдкую среду ( солевой состав Чапека-Докса). Интенсивность роста грибов определяли в разные интервалы времени по весу сухого мицелия после отделения его от среды и промывания на бумажных фильтрах. ГЬвторность опытов - 3-кратная.

Влияние разных температур (4-5; 12; 16; 18; 22; 25; £8;

о

30; 35 С) на рост и спорообразование изолятов разных видов Тг1сЬойегша. изучали на агаризованной среде Чапека-Докса по увеличению диаметра колоний грибов за определенные промежутки времени и началу и интенсивности сорообразования изолятов. Повтор-ность опытов 5-кратная.

Антагонистическую активность изолятов ТпсЬодегиа изучали ме-

- ? -

-годом встречных культур на агаризованкой среде Чапека-Докеа при температурах, указанных ранее.

В качестве тест-организмов были попытаны следующие виды грибов: Alternarla alternate (Fr. )Kelssl., Aspergillus flavus Link, Л.niger v. Tiegnem, Aureobasidium pullulans (d By)Arn. , Botrytis cinerea Pars., Chaetomjum globosum Kunze, Fusarium avenaceurn (Fr. )Sacc., F. gibbosum App. et Wr., F. gramine arum Schwabe, F.solani (Mart.) Saco., Helminthosporium sativum Pam., King et Bakke, Pénicillium purpurcgenum Stoll, P. thomii Maire, Sclerotinia sclerotiorum (Lib. )d By.

В 19S9 году был проведен полевой опыт па использованию активного штамма Т. harEianum N 53 для защиты ячменя ( сорт Московский) от корневой гнили, вызываемой Н. sativum. Патоген выращивали на стерилизованном зерне ячменя, которое инокулировали 10-суточ-ной культурой гриба с косяков с сусло-агаром. После 10-суточного культивирования на зерне при ежедневных перемешиваниях ( чтобы не образовывалось комьев), зерно рассыпали на стерилизованную бумагу и высушивали, получая большое количество спор патогена. Заражение семян ячменя патогеном проводили непосредственно перед

посевом, обрабатывая их суспензией спор Н. sativum. Инфекционная

6

нагрузка составляла около 10 спор на одно семя. Активный штамм

T. harzianim N 63 выращивали на стерилизованном зерне ячменя, как

и фитопатоген. Споры антагониста наносили на семена ячменя перед 7

посевом, ив расчета 10 спор на 1 семя. Размеры опытных делянок 2

были 2x1 и . В опытах учитывали количество и видовой состав микроорганизмов по вариантам, определяли биоыаосу и размеры растений, изучали такие последствия внесения антагониста на почвенную

микробиоту ( в 1990 и 1SQI г. г.} вез посева растений.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ ''

Распространение грибов рода Trichoderma в различных почвах

Звенигородской биостанции Опыты, проведенные в 1988 - 1391 г., показали, что виды рода Trichoderma являются обычными представителями почвенной микобио-ты. Они обнаружены почти во всех исследованных почвах, кроме поймы реки Москва. Данные за 1989 год даны в табл. 1. Их обилие С в процентах от общего числа выделяемых микромицетов) колеблется в очень больших пределах - от 2,5 % в горизонте А дерново -сильноподзолистой почвы мертвопокровного ельника до 100 % в ■ некоторых других. В разные годы численность почвенных грибов и видов p. Trichoderma сильно менялась. Грибы p.Trichoderma выявляются в почвах в течение всего года. Однако, в целом частоты встречаемости Trichoderma для большинства почв были невелики,.и колебались от 1-2 до 30 X. Отмечено также сокращение численности и частоты встречаемости Trichoderma в окультуренных дерново-подэо-диотых почвах ( на примере пахотного поля вблизи поселка Дуци-НО). ' . ... ... -у . / '

В почвах ЗБС выявлена все известные в настоящее время виды Trichoderma С 9 видов ао Rifai. 1969), однако, более 70 X иаоля-тов составляет только 3 вида - T.harzlanum, Т. viride' и Т.koningii ( в.порядке убывания). Кроме того было обнаружено, что в некоторых почвах в одних и тех же местообитаниях выявляются по 2 - 3 вида Trichoderma одновременно ( например, : в почве

Таблица 1

Распространение грибов рода ТпсЬос!егш в почвах лесного стационара Звенигородской биологической станции ( по данным 1989 г.)

варианты почв горизонт и глубина взятия образид общее число грибов на 1 г сухой почвы из них Tri-choderma Z Trichoderra от общего числа грибов

1 2 3 4 5

Пойменная дерново-подзолистая (разные разрезы) • дерновый горизонт Ад 58000 - -

дерновый горизонт Ад 420000 - -

ГЬчва о ль санников (дерново-силънопод-золистая) I терраса р. Москва подстилка 1, 0-2 см 6200 6200 100

подстилка р, 2-Зсм 10000 10000 100

А., 3-5 см 6200 - -

А , 8-12см 10180 - -

В, 30-35см - - -

Территория ЗБС, I терраса, дерново-сильноподзолистая А , 3-5 см 1800000 - -

Дерново-палево-подзолистая 11 терраса (I -опыт площадка) сложный ельник с приизсыэ гароко-лиственных пород подстилка 1-2 сы . 18400 2000 10. 85

А .. 3-5 см 4200 ■ - -

А , 2-5 см 13200 13200 100

А", 20-25см 8600 - - '

В, 40-45 см 20000 -

Бурая лосная опод-8олйнная почва III терраса сложный ельник с узко- к ЕИРОЮШЯ»-вонньыя породам подстилка Ц 0-2 СМ 13400 - -

подстилка Р, 1-3 см 7400 - -

А ,2-5 см 7200 7200 100

В. ЭО-Збсы 3600 -

Дерново-скльноподзо листая почва ехытк эеленомовник 7 квартал ЗБС подстилка 1-3 см 11200 7000 62.5

А , 2-5 см 13000 9000 69.2

Продолжение таблицы 1

1 2 3 4 Б

В, 20-25см 9400 . . -

Дериово-сильнопод- золистая почва сложный ельник с березой, орляковый 13-й квартал подстилка L, 0-2см 18600 600 3.12

подстилка F, 1-2см 18000 18000 100

подстилка Н, 1-3 см 7000 2000 28,6

А., 2-5 см 4300 - -

А , 3-5 см 11600 600 9.52

А ,20-25см 2200 - -

В, 40-45 см 800 - -

С, 75 см 6300 600 9.52

Дерново-сильноподзолистая почва ельник мертЕопокров ный , Шараповская дорога, 13 квартал подстилка 0-2 см 1100000 40000 3.63

А.,3-4 см 800000 20000 2.5

А.., 5-7 см 560000 - -

В, 15-20CM 340000 -

дерново-сильноподзолистой под ольшанником вцделяют и Т. konin-gll, и Т.harzianum).

Определение пространственного ( горизонтального и вертикального) распределения грибов р. Trlohoderma в лесных почвах

В работе бш£и изучены закономерности пространственного распространения этих грибов. Определение вертикального ( т.е. вглубь по профилю почвы) распространения грибов Trlchoderira показало (табл. 2), что эти грибы связаны главным образом с лесными поде-

Таблица 2

Распространение грибов рода ТпсЬосЗегтз по профилю

горизонт количество микроорганизмов х1С^ присутствие Тпсподэгша % ТПсЬойэг-та от общего числа грибов

грибы бактерии актиномицеты

Бурая лесная оподзоленная почва

Ь 90 1100 20 - -

? 320 9600 100 4000 1,25

Н 260 4800 60 20000 0,76

А1 110 2500 20 - -

А2 4 800 - - -

В 6 400 - - -

С 2 200 - - -

Ельник-аеленомошник, дерново-сильноподзолистая почва

1 120 800 10 - -

Р 460 11800 20 40000 0,85

Н 300 9600 - - -

А1 160 14400 60 - -

А2 20 4600 10. - -

В 60 9400 20 - -

С 30 2100 10 - -

Примечание: Ь.Р.Н -подстилка, А - 3-5 см глубина, А - 7-10 см

1 2 глубина, В - 25-30 см глубина, С - 70-80 см глубина

галками ( слои Р и Н ). В других горизонтах почвы виды. ТпсЬосЗегта встречаются лишь спорадически ( возможно за счет вымывания спор из подстилки).

Таким образом, можно предположить, что виды Тг1сЬос1еппа в природнывх условиях связаны в основном с лигно-целлшозными земствами, находящимися в составе слоев Р и Н лесных подстилок.

Очевидно, они являются представителями хорошо продвинутых, поздних звеньев сукцессии грибов на растительных остатках.

Для анализа горизонтального ( по поверхности почвы) распространения видов ТПсЬобегта были заложены 2 площадки размером 1 на 1 м в ельнике зеленомошном ( 7 квартал) на дерново -сильноподзолистой почве, на которых были отобраны 28 образцов почвы (рис.1, Табл.3). Обнаружено, что далеко не в каждом образце подстилки (1- 2 см глубиной ) можно обнаружить представителей ТПсИодегта. Так из 28 изученных образцов данные грибы найдены только в 8 (т.е. частота встречаемости составила 28,5 %).Обилие (% изолятов Тг1с!тосЗегтз от всех выделенных изолятов грибов) этих микромице-гов такаю было невелико и колебалось от 3,33 до 10 X). При этом обнаружен четкий агрегированный тип распределения ТПсЬкхЗегпв на изученной плошддке.

Приведенная схема ( рис.1 и табл.3) показывают, что для достоверного обнаружения представителей Тпс^егш необходима площадь не менее 1 § и число взятых образцов не менее 10. Поэтому в данной работе мы пользовались следующим методом сбора образцов

почвы для выявления ТпсЪойегта : взя' ие не менее 10 образцов 2

почвы с площади 1-2 м . В последствии из этих образцов можно готовить для анализа один смешанный. Мы рекомендуем использовать этот метод для изучения грибов рТПсЬоиегша.

Анализ встречаемости грибов рода ТгюЬос1егта в разных местообитаниях," в частности в филоплане растений, на древесине, в колониях базидиомицетов

Кроме почв, была сделана попытка, определить встречаемость ТпсГкиЗегта в других субстратах. Были изучены образцы древесины,

Таблица 3

Пространственное горизонтальное распределение грибов рода ТПсЬосЗегта на небольшой площади (1x2 кг), 7 квартал ЗБО

точка число колоний х1С^ из них ТПсИобеггла х104 % Тг1сЬос1егглз от общего числа грибов

грибы бактерии актиномицеты

1 2 3 4 5 6

Ельник зеленомошник ( 1-7см глубина) почва , дерново-сильноподзолистая

1 6 250 20 - -

2 9 180 10 - -

3 4 17ч) 10 - -

4 7 220 10 -

5 6 210 - - -

6 8 220 10 - -

7 8 190 10 - -

8 9 200 20 - -

9 б 190 - 1 3.33

10 4 210 10 2 10

11 9 220 10 - -

12 11 190 20 - -

13 4 180 10 2 10

14 7 240 - - -

15 11 200 10 - -

16 9 210 10 - -

17 12 20 30 - -

18 8 190 10 - -

19 9 160 - - -

20 8 210 10 - -

21 11 160 - - -

22 1 150 - -

Продолжение таблицы 3

1 2 3 4 Б 6

23 4 120 10 1 5

24 7 160 - 1 2.85

25 1 190 10 - -

26 7 180 10 1 2.85

27 4 150 - 1 10

28 5 160 10 2 8

4-1М —--—>

Рио. 1. Агрегироашшов рвопроотропонио грибов р. Тг1оЬск1огта я

подстилке ельника-зеленомошника. Примечание: пронумерованные точки -места взятия образцов подстилки. Заштрихованные участки - места обнаружения ТпсЬсхЗегтз.

- 1Б -

собранные в тех же местообитаниях, где брались образцы почвы, а также поверхность листьев растений ( филлоплана). Грибы Trlchoderma были обнаружены в основном на остатках березы, на еловых остатках их найти не удалось. В ц->лом можно отметить, что на древесине грибы p. Trichoderma встречаются редко. Возможно, они вытесняются с древесины другими видами дереворазрушающих грибов. Что касается филлоплаяы, то ::и в одном из случаев виды Trlchoderma не обнаружены.

В работе было изучено влияние колоний базидиомицетов на встречаемость грибов p. Trlchoderma в почвах. Было проанализировано 40 образцов почв, взятых Hd колоний базидиомицетов: Amanita rubescens (Fr. ) Gray, A. phalloïdes (Fr. ) Secr., Cantharellus olbarlus Fr., Clltooybe glbba (Fr. )Kumm., Lepista nuda (Fr. )Cke, Russula spp. и др. Контролем к ним служили почвы , взятые вне колоний базидиомицетов. Установлено, что, грибы p. Trlchoderma встречались в колониях: С. oibarius, CL gibba и др., причем, как в колониях так и в контроле. В опытах с A.rubescens , Armillarla пв11еа (Fr. Жшлп. и L.nuda виды Trlchoderma обнаружены в контроле, но их не было в колониях. Напротив, Trlchoderma встречалась в колониях Russula ¿р., Sut 1lus sp., но отсутствовала в контроле. Таким образом, встречаемость Trlchoderma в колониях базидиомицетов проявлялась по-разному. Шжно отметить, что A.mellea, А. rubescens, L.nuda подавляют развитие Trlchoderma в почвах, а С. oibarius. Cl. glbba, Russula spp. и др. не влияют на эти грибы.

Изучение грибов p. Trlchoderma в некоторых почвах Сирии

Помимо лесных почв из Подмосковья были изучены 12 образцов почв из Сирии. Оказалось, что в сирийских почвах, грибы

p. Trichodorma встречаются очень редко. Они отмечены только в одном варианте ( дубовый лес, лесная подстилка). Это согласуется с литературными данными ( Курсанов, Шкляр, 1938; Левина,1963), где У1сазывается на то, что в север"ых почвах Trlchoderma больше, чем в южных. Однако для окончательного вывода по этому вопросу необходимы дополнительные исследования, т.к. изучено небольшое количество образцов из Сирии. В будущем планируется продолжить эту работу.

Выявление сопряженности встречаемости грибов p. Trlchoderma и' других видов микромицетов в почвах Поскольку в природе грибы p. Trtchoderma встречаются не изолировано, а вместе с другими грибами, то представлялось интересным выяснить взаимосвязи между видами Trlchoderma и другими почвенными микромицетами, которые тоже являются компонентами природных биоценозов. Установлено, что виды Trlchoderma встречались в одних и тех же образцах и на одних и тех же чашках ( после посева) с микромицетами из родов: PenlolIlium, Aurebasldium, Aspergillus, Cladosporlum, Acreironlum, Fusarium, непигментиро-ванными дрожжами. Т. е. эти грибы не влияют на Trlchoderma и сами не сильно зависят от Trlchoderma, Но никогда не встречали вместе с Trlchoderma пигментированные дрожжи и виды Chaetomium. Очевидно, Triohoderma подавляет их развитие в почвах.

Изучение физиологических и культурадьных особенностей грибов p. Triohoderma Знание физиологии грибов p. Triohoderma важно не только с экологической точки зрения, но также с точки врения возможностей их практического применения для защиты растений от болезней. Пос-

кольку физиология грибов р. Тг1сЬос1епга достаточно хорошо изучена в литературе, то было решено исследовать только некоторые аспекты этой поблемы, такие как - рост на средах с различными источниками углерода и азота, рост при разных температурах.

Показано, что спектр потребляемых источников азота у 25 изученных изолятов (3-х видов ТпсМеггга в целом) совпадает (табл. 4). Однако различные соединения азот-ч неодинаково активно используются конкретными штаммами. Например, штамм 111 Т. У1пс1е лучше всего использовал Ш^ЛОд, а штачм 2 этого хз вида - пептон, штамм 12 Т. Ьаг21апшп хорошо использовал КМОз, а штамм 68 -аланин. Подобные результаты получены также и для соединений углерода ( рис.2 ), т.е. разные штаммы использует разные соединения углерода по-разному.

Цри изучении влияния разных температур на рост ТпсЬосЗегта наблюдается такая же закономерность, как и с потреблением углерода и азота, т. е. температурные границы роста у разных видов в целом совпадают и колеблются от 12 - 2Е?С , но у отдельных.штаммов внутри вида можно обнаружить различия в росте и спорообразовании при резных температурах ( рис.3). Кроме того было замечено, что характер роста колоний и интенсивность спорообразования при разных температурах меняется: в одних случаях образуются слаборазвитые мицелии, имеющие мало зон спорообразования, в других - обильные мицелии и многочисленные зоны спорообразования.

Таким образом, физиологические потребности ( использование источников углерода и азота, рост при разных температурах) оказываются различными только для отдельных изолятов ТгюЬскЗегтз, но в целом для видов этого рода они практически совпадают. Т. к. '

Таблица 4

Рост грибов рода Triohoderma на средах с различными иешачникащ азота ( вес сухого мицелия мг/ 100 мл среды)

штаммы Tricho- derma источники азота

пептон KN0 3 NaNO 3 NH N0 4 3 KN0 2 ала-нин лейцин триптофан глу-тамин аспа-рагин

T.vlnde

2 267 196 190 51 101 136 83 25 190 180

7 301 111 89 100 66 57 44 20 211 190

38 236 93 81' 47 41 116 58 86 196 180

39 222 112 НО 67 52 162 67 84 196 163

24 291 96. 87 81 39 118 63 47 202 230

86 216 84 76 67 39 77 76 69 196 179

103 248 92 7! 59 86 112 96 81 202 223

111 318 118 126 146 72 142 130 163 292 297

157 252 87 73 61 39 69 73 103 2 42 231

183 288 144 129 118 157 189 201 213 253 247

Т. harzlanum

12 318 202 196 181 126 188 196 241 . 296 265

16 342 183 178 199 101 198 201 222 308 300

17 267 162 148 ■ 160 96 128 167 240 233 257

38 256 193 167 184 47 195 203 235 251 256

44 303 184 181 193 29 185 208 258 286 293

53 331 192 186 193 95 204 226 276 301 298

58 214 182 101- 190 33 185 171 202 200 197

68 322 208 198 136 47 256 184 204 . 298 319

79 302 . 201 157 127 59 174 186 193 298 288

83 288 118 111 96 51 176 163 247 267 275 .

109 275 98 88 91 24 141 135 167 201 227

Т. koningii

31а 216 122 109 06 27 118 122 141 188 197

45 309 109 98 110 32 138 204 269 299 307

54 240 97 92 92 33 156 144 168 144 204

63 277 101 99 87 23 132 141 176 204 . 237

300 £50 Е00 £0 100 60

р

п

Щ

I

п

ш

N291

N63

Рис. 2. Рос'т грибов рода Тг1сЪоавгша на средах с различиям» исго'Чнякаш углерода( Биомасса дана в мг сухого вдиивлия на 100 т 'среда)

1,- ГЯЮЙО'3&

2,- сахароза

3,- яактоэа

4,-краз®гал

Рис.. 3

Рост грибов рода Тг1сЬос1егта при различных температурах.

т

Т. У1г1с}е 9 | 10 - 25е С

т. У1г1йе 159 | 10 - 25° С

т. У1г1с1е 17 | 18 - 28°С

т. У1г1йе 38 | 18 - 28° С

т. У1г1йе 107 | 12 - 25°С

т. У1г1с1е 131 | 12 - ¿5° С

т. 151 | 18 - 25°С

т. viгldв 11 | 16 - 28е С

т. копшги 69 | 10 - 25"С

т. копшги 710 | 10 - 25" С

т. котп^и 35 | 18 - 25° С

т. коп1пдИ 44 | 18 - 25° С

т. кошпгн 85 | 12 - 25° С

т. коптди 146 | 10 - 25°С

т. коп! пен 5 | 18 - 29°С

т. копШгИ 80 1 18 - 30вС

т. Ьаг21апит 75 | 16 25°С

т. Ьаг21апшп 703| 12 - 25° С

т. Ьаг21апит 128| 13 - 25 "С

т. Ьагг1апшп 145| 18 - 25°С

т. Ьагг1апшп 86 12 - 25°С

т. 1таг21апшп 2911 18 - 25° С

т. Ьагг1алшп 531 12 - 25°С

т. Ьагг1апшп 112| 18 - 28° С

10 15 20 25 30

Температура °С

•' SI -

физиология питания и роста является важнейшей составляющей частью при определении экологических ниш организмов ( трофические ниши), то можно высказать, предположение о том, что потенциальные экологические ниши ( в понимании Hutchinson, 1957) у видов р. Tríchoderma совпадает ( единство местообитаний, сходная физиология и т.п.). Расхождение реализованных ниш происходит, очевидно, на уровне конкретных популяций (и^олятов) по основным физиологическим параметра», V разные источники углероде« и азота, разные оптимуыы температуры роста и пр.). По-видимому, именно это и позволяет сосуществовать 2-3 видам Tríchoderma в одних и тех же местообитаниях одновреме..шо.

Определение антагонистической активности выделенных изоля-"'•••■■.. тов Tríchoderma • Опыты проведены со 120 изолятами Tríchoderma разных видов. Установлено, что активностью в отношении тех или иных тест-организмов, были 37 изолятов ( т.е. 30,8 Z от испытанных). Найдено, ; что разные штаммы Tríchoderma в неодинаковой степени проявляют активность в отношении разных видов тест-организмов. Можно было выделить несколько типов взаимодействия Tríchoderma и испытуемых тест-органкзмов: подавление роста другого гриба с помощью антибиотиков, нарастание колонии одного гриба на колонии другого, остановка .роста колоний при их контакте друг с другом и т. п. Во многих случаях испытуемые тест-организмы сами подавляли рост некоторых иаолятов Tríchoderma ( особенно Helminthosporium sativum, Fusarium solant, Aspergillus spp., Penicilllum purpurogenum). . На некоторые виды тест-организмов виды Tríchoderma бказдаали незначительное. влияние - Aureobasldium

- 22 -

puliulans, Asporgillus nlger, Pénicillium thomli.

Показано, что антагонистическая активность изученных изолятов Trichodsrma зависит от температуры среды. Все исследованные изо ■

ляты были активны только при те 'пературе более \"8 С ( оптимум

о

около 18-20 С). Эти данные следует учитывать при разработке биометода защиты растений, т.к. внесение Trichoderma в полевую поч-

о

ву при температурах ниже 10- 12 С, по-видимому, неоправдано иа-за низкой активности антагонистов. Напротив, в теплицах, где температуры по-îb и компостов довольно высоки - 18-20°С и выше, применение Trichoderma для защиты растений оправдано.

Изучение возможности использования Trichoderma для защиты ячменя от корневых гнилей в полевых условиях В работе была сделана попытка изучить возможность практического использования активного штамма T. harzianum N53 для защиты ячменя от корневой гнили. Были изучены следующие варианты опытов:' 1) посев здоровых семян растений ячменя (контроль 1); 2)посев семян ячменя, инокулированных фитопатогенным грибом H. satl-vum; 3) посев ячменя, семена которого предварительно обработаны спорами H. sativum и T. harzianum; 4) посев семян ячменя, предварительно обработанных сорами T. harzianum; Б) почва без растений ( пар), куда были внесены конидии T. harzianum 10 спор на 1 г почвы; 6) почва, без растений и без тест-грибов ( контроль 2).

Показано, что отобранный изолят T. harzianum 63 вполне способен защитить ячмень от корневой гнили ( табл. 5). Установлено, что Trichoderma подавляет развитие патогена и несколько стимулирует рост ячменя. Это было заметно по увеличению длины стеблей и корней у ячменя по сравнению с растениями, зараженными грибом Н.

- ЙЭ -

Таблица Б

Влияние Trichoderma harzlanum 53 на продуктивность растений

варианты размеры в см веоЮО зерен г вео растений г

корней стеблей колоса

ячмень + Helmlnthosporlum sativum 7.02 42.2 14.9 2.3 16.1

ячмень + Н. sativum + Trichoderma harslanum 8.2 . 45.9 17.83 3.7 23.1

ячмень + • Т. harslanum 8.6 44.8 23 3.7 25.1 .

ячмень (контроль) 8.3 441 16.1 2.9 17.42

Примечание: приведены средние данные для 30 растений;

БаНушп в отсутствии ТгЮЬскЗегла. Кроме того ячмень хорош рос в присутствии ТПс^егга в-почве, что указывает на перспективность использования ТпсЬоЗегта в защите растений от болезней.

Выживаемость Т. Ьахыапит 53 в почве при искусственном вне^ сении и ее влияние на почвенные микромицеты После проведения полевого опыта в 1989 г. аналиа почв с опытных делянок продолжали в 1990 и 1991 г. г. ( уже без посадки рас-

тений, чистые пары) с целью определения продолжительности выживания интродуцированной Т. Ьаг21апит 63 по всем вариантам опыта. Было установлено, что Тг1с1х>с1егтз сохраняет жизнеспособность в течении 1,5 лет. Однако через Г года она полностью исчезает. Показано, что Т.Ьаг21апиш 53 оказывала влияние на численность и видовой состав грибов при ее внесении в почву. Так в варианте опыта ячмень+ТПсЬоёегта на второй год С 1990 г.), антагонист подавлял раззитие всех почвенных грибов: в посевах на чашки Петри выделялись. т элько колонии Т. Ьаг21алиш 53.

; ВЫВОДУ

1. В работе за период 1988 - 1991 г. г. изучено распространение грибов р. ТПсЬойегта в лесных почвах Подмосковья ( ЗБС МГУ ) и некоторых почвах Сирии.

2. Установлено, что виды Тг1сЬо<19гта встречаются практически во всех почвах лесного стационанра ЗБС, за исключением пойменных дерново-подаолистых и окультуренных почв. Для изученных почв Сирии грибы этого рода очень редки - они обнаружены только в одном образце из 12.

3. Обнаружено, что в лесных почвах виды ТпсЬоёегта встречаются главным образом в подстилках ( слои Р и Н ). В более глубоких горизонтах их численность либо мала, либо они полностью отсутствуют.

4. Найдено, что грибы р. ТгЮИоёегш имеют агрегированный характер распределения. Поэтому для надежного их обнаружения в

почвах необходимо брать не менее 10 образцов из разных точек с

2

площади 1-2 м . Из этих образцов для дальнейшего анализа можно готовить один смешанный образец.

5. Установлено, что грибы р. Trichoderma, кроме почвы, встречаются также на древесине ( гл. обр. березы, но не ели ). в фал-лоплане растений данные грибы не обнаружены.

6. Показано, что на распространение чидов Trichoderma в почвах чогут оказывать влияние колонии базидиомицетов ( особенно подстилочных сапротрофов - L. nuda и др.). Микоризные базидиоми-цеты в меньшей степени влияли на Trichoderma

7. Обнаружено, что различные источники углерода и азота и ■ разные температуры культивирования оказывают неодинаковое влияние на рост и споруяящ1ю разных изолятов р. Trichoderma. • Однако какой-либо видовой специфичное .'и у изученных изолятов по этому признаку не найдено.

8. На основании сходства экологических и физиологических характеристик видов Trichoderma высказано предположение о совпадении потенциальных экологических ниш у основных видов этого рода. Реализованные экологические ниши расходятся только на уровне популяций ( отдельных изолятов) данных грибов.

9. Анализ 120 изолятов Trichoderma позволил установить антагонистическою активность у 37 из них. Достоверно показано, что антагонистическая активность у Trichoderma зависит от температуры среды. Все изученные изоляты были активны только при темаера-

о

турах выше 12 С, что необходимо учитывать при разработке биологического метода защиты растений от болезней.

10. Показана перспективность использования активных иволятов (Trichoderma harzíanum шт.53) для защиты ячменя от гельминтоспо-. риозиой корневой гнили в полевых опытах.

11. Установлено, что при искусственном внесении в почьу ь ус- ■

ловлях полевого опыта изолят T.harzlanum 53 вывивал в течение 1,5 лет.

12. Найдено, что присутствие Tríchoderma в естественных почвах или интродукция их в окультурег :ше почвы (полевой опыт) способно влиять на численность и видовой состав других грибов в этих местообитаниях, в частности, происходит исключение видов Chaetomlum из этих почв.

Список печатных работ по теш диссертации:

1. Великанов JL Л., Салах Курини. Пространственное распространение грибов рода Triohoderma в почвах Подмосковья // Школ, фи-голатол. ( в печати),

2. Вэликаноь JL Л., Салах Курини. К вопросу о практическом использовании грибов рода _ Tríchoderma для защиты растений от болезней // Доюш высшей школы . Еиол. науки ( в печати).