Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ОСОБЕННОСТИ ПАТОГЕНЕЗА ЧЕРНОЙ НОЖКИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВИРУЛЕНТНЫХ СВОЙСТВ ВОЗБУДИТЕЛЯ PECTOBACTERIUM PHYTOPHTHORUM

ВАК РФ 06.01.11, Защита растений

Автореферат диссертации по теме "ОСОБЕННОСТИ ПАТОГЕНЕЗА ЧЕРНОЙ НОЖКИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВИРУЛЕНТНЫХ СВОЙСТВ ВОЗБУДИТЕЛЯ PECTOBACTERIUM PHYTOPHTHORUM"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР'

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ . СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

, '■,. На правах рукописи

САНАА РАМАДАН ЭЛЬ^АТИБ

ОСОБЕННОСТИ ПАТОГЕНЕЗА ЧЕРНОЙ НОЖКИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВИРУЛЕНТНЫХ СВОЙСТВ ВОЗБУДИТЕЛЯ

. Рес1оЬас(ег!игпрЬу(орЬШогиш

(06.01.11 — фитопатология и защита растений)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА — 1977

Работа выполнена на кафедре ¡сельскохозяйственной фитопатология Московской ордена Ленина и ордена Трудового Краодого Знамени сельскохозяйственной академии , имени ^ К. А. Тимирязева. ,

Научный руководитель — доктор 'биологических наук профессор К. В. Попкова, доктор биологических «ау.к. Ю. И. Шнейдер.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук А, Е. Проценко, 'кандидат >биологических наук О. М. Мнняева.

Ведущее предприятие—кафедра низших растений МГУ.,

Защиъа "диссертации -состоится «/6» 1977 г.

час. на заседать Опеци ализирав энного совета К-120.35,03 при Московской сельскохозяйственной академий им. К. А. Тимирязева,

Адрес: 125008, Мосюва А-8, ул. Тимирязевская, 49, Ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться 'В ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан «

3 » ' 1977 г.

Ученый секретарь —— Опециализиров авдаго совета 41} 0-у>,

* Н. К. Торянская

- ; ~ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

:; Актуальность темы. Бактериозы картофеля ежегодно уносят ••. не менее 10—'16% урожая. В связ-н с возрастающей интенси-Сфикацией возделывания-картофеля и .меха низа ииейпротово д-ственньгх 'процессов увеличивается возможность развития этих ,заболе©аннй, особенно; бактериальных мокрых; -гшлей. Они возникают итроим'ущественно; впернод хранения клубней; что .связано с периодической деятельностью фитопатогениых и ио-■' лусапрофитных видов бактерий, среди которых главную роль ^играют бактерии рода РесЬоЬа^епит. 1 - ... '

возникновении и развитии бактериозов особое значение Симеет скрытая (латентная) форма инфекции, позволяющая ^бактериям длительное, время сохраняться в тканях внешне " здоровых клубней, чаще всего 'в ил столонной части, нсвызы-"вая патологического процесса^ - .

че н и ю б а'ктер н озов к артоф ел я по'св я ще но' она чл т ел ьно с количество работ, однако,¡многие вопросы, необходимые для: ^организации эффективной - шстсмы мероприятий —по борьбе этам-й болезнями, окончательно еще не изучены. К таким по-1 опросам относится и вопрос о возможности длительного суще-" Гствования фитонатогенйых бактерий' в тканях /внешне здоро-Свых-стеблей л клубней картофеля.

.. ^ Детального Исследования фалсторов, определяющих суще- "ствогв а ни ела тентно и з ар а ж ен н ост.! I до -настоящего■ времени ие : проводилось. Вместе с тем именно латентная форма: зараженности может'быть какотричиной интенсивного'развития мокрых' ;;гийлей ; клубней в ¡период хранения, так и массового распрост-; раневйягчерной"ножки на посевах картофеля в период вегетации. *;'"■.;-'■- ■■'■

: ^Выгавлвмие факторов, имеющих значение в определении латентной .зараженпоста 'дает ■ основание для разработки (ггрие; ;мЬв;?направленных- на-гтовьгшение эффективности защитных ^мероприятий в борьбе с черной ножкой.

Цми и задач и-исследований. Целью наших исследований ' ставилось выявление" роли-таких факторов, как особенности1 патогенных свойств возбудителя, рщц , у,<;тр(*|цннпгти. чу^ртп

N

влияние условий внешней среды на развитие патологического процесса и возникновение латентной зараженности. Особое внимание было уделено выявлению роли вирулентных особенностей возбудителя черной ножки, так как исследования в этом направлении практически отсутствуют.

Поставленная нами задача — 'выявление .роли вирулентности бактерий вида Р. phytophthorum в натогенезе.черной.^; ножки картофеля — решалась путем проведения следующих исследований:

1. Внутривидовая изменчивость возбудителя по (признаку вирулентности.

2. Особен но стй I патогенеза черной ножки в з-нвишмости от вирулентности .возбудителя. .

3. Особенности развития болезни в (полевых условиях -на сортах, различных по устойчивости.

4. Роль вирулентных свойств возбудителя в развитии латентной формы болезни.

б. Изучение'признака вирулентности в процессе сохранения клубневой инфекции. ■ ■■ ■ • -■ " ■ ■ " .

Объекты исследований. Исследования проводили с изоля-тами бактерий, выделенных из сортов, различающихся по признаку устойчивости. Сравнительную оценку вирулентных свойств проводили путем заражения ломтиков клубнейи -■* стеблей растений.

Для опытов 'были взяты сорта картофеля, различающиеся по устойчивости к черной ножке — сорт Любимец —неустой-г чквый, сорт JIopx — сред неустойчивый, сорта Екатерининский и Гатчинский — устойчивые.

Научная новизна результатов. Впервые проведено -изучение патологического процесса «черной ножки»" картофеля в зависимости от вирулентности возбудителя. На основании этого установлена роль вирулентности в развитии скрытой зараженности картофеля возбудителем: выявлены факторы, определяющие характер развития черной ножкн на растениях в период вегетации и на клубнях ю период зимнего хранения. Впервые установлены причины появления в клубнях и стеблях картофеля авирулентных форм возбудителя черной ножки и показана роль авирулентных форм возникновении скрытой, латентной зараженности.

■Впервые проведено изучение антигенных ' свойств различных по вирулентности штаммов Pect, phytophthorum, установлена специфичность антигенных свойств в зависимости от вирулентности штамма, что имеет большое ¡значение при приготовлении диагностических сывороток. . . .

2

.л.: Изучено влияние -условий на вирулентность':возбудителя*', при -развитии его'в■-клубнях in процессе1 зимнего хранения, " - / V. Дано обоснование 'причин, приводящих к накоплению о; клубнях* картофеля скрытой зараженности возбудителем черной ложки. " ■ ' ' ■. . г Материалы и методы исследований. Исследования. выпол-'-нены на кафедре фитопатологии в стан нн и ■ з а п ш ты; р а ст е н ий -Московской'с.-х. академии им. Тимирязева; Выделение фнто-? патогенных бактерий в чистую культуру проводилось - по ; общепринятой методике (В. П. Израильский, 1960) из пораженных частей растений (клубни, стебли) из разных по устой-чнвостн к черной ножке сортов картофеля, полученных из -различных'областей Советского Союза. ';.':- ; Р-ё.Специальная. питательная 'среда, рекомендованная/для вы, деления "фнтшатогенных видов бактсрий рода Pectobacteriüm 1отовнла!сь1ио^1донзменснной методике Friedman (1964) ,в мо-' дифнкацшгТ. П;,Гер'аснмово й (1969) ^картофельный агар + ,«4-0,005% 2—3—5 трифенйлтетразолеумхлорйд.1" -'";'

'". Определение натогенных свойств выделенных штаммов. 1бактернй проводами следующими методами: ' - k V-' - я) искусственное заражение вегетирукмщгх растений; (вегетационный метод); б) заражение'половинок клубней (лабораторный метод), заражение ломтиков клубней (лабораторный метод); г) заражение отдельных стеблей (лабораторный метод). ^ ' ' " ■

Учет/патогенных свойств штаммов "проводили .но 4-балльной чпкале. '' ; ■ . .0 — ааирулонтные . штаммы — отсутствие' загнивания на' клубнях и ломтиках; отсутствие'заражения на - растениях-н от-'. ; 'деленных 'стеблях; - ' : •'• л ' -.' ■ .

1 —слабая .вирулентность — слабая мацерация ткани в углублении на отдельных клубнях и ломтиках, незначительное ■ увядание нтюжелтеш!с стеблей и листьов, за пита ни л стеблей ' нет или очень слабое (слабая степень). - *

-2 —средняя 'вирулентность — среднее загнивание всех клуб-; л ней, половинок, отдельные клубни и половинки сгнивают полностью, стебли и листья увядают и желтеют ъ сильной степени, "слабое шжелтение'или з а г н ив а ннест е б л я.

3 — сильная вирулентность—полное или почти полное сгннвание всех клубней и ломтиков, стебли загнивают иизме-' няют окрааку.-(темн-еют, буреют)/ •-,,.-. ■ У шеех. изучаемых 'бактерий опредсля.-ш форму, цвет » характер роста колоний на различных (питательных 'Средах: картофельном; агаре (КЛ), мя'сопептоином. агаре (МПА), жела-Утине и.картофельных кося-чка.х. Размеры бактерий определяли

обычным способом: путем (измерения .в микроскопа.с:иммерсионной системой. Некоторые штамаш/изучены нами методом электронной микроскопия. Эти исследования проведены с участием Л. Н. Трофимца в лаборатории оздоровления и вирусологии НИИКХ.

Изучение культуральных и биохимических свойств .штаммов при их идентификации 'проводили с лепользованнем*;мето-дик, описанных в книгах:, «-Бактериальные" болезни растений» под ред; В. П, Израильского (1960), «Руководство для изучения бактериальных болезней растений» иод ред, В. П. Израильского (1968) и «Методы исследования возбудителей бактериальных болезней растений» под ред, К. И. Бельпоковой (1968).

Изучение антигены* авойств штаммов Рес1.рНуЪорЬШогит, различающихся по вирулентности, -проводили 'путем получения анпрсыворогок >н последующего испыташя нх специфичности капельным методом и реакций нммуноднффузни в агаровом геле в чашках Петри.

Антибактериальные сыворотки готовились к четырем штат-мам Р. р Иу{орЫ {юг игл — а вирулентному, слабо-, средне- и сильновпрудеитному. Иммунизация кролдшхв ■проводилась'одноклеточными, чистыми культурами". каждого штамма возбудителя, ■ ■..■•.'■■■ .. '' ■Из чистых культур одного штамма или смеси штампов}го-, товнлись •суспензии определенной концентрации, которие ¿водили кроликам внутривенно'. Цикл иммунизации включал 7 инъекций -с интервалами 1—2 дня. Суспензия (вводилась с возрастающих дозировках от 0,5 мл до 5 мл 'при постоянной кон-; центрлцнн антигенов 10э бакт. кл/мл. На восьмой и десятый день после последней ниьекцни у кроликов брали кровь. Определение титров проводилось путем постановки реакции агглютинации но канелыюму методу Д уннн а - По по вой дн а ^ предметных стеклах. "/'*'

Изучение характера наследования признака вирулентности проводили шутам выделения от каждого штамма 100 «Дочерних» полоний с 'последующим определением их вирулентности.

Определение •количества бактерий в стеблях и клубнях картофеля 'проводилось путем анализа 1 г зараженной ткани с использованием поочередных разведений. 0,1 мл суспензии бактерий рассовали в чашки Петри с картофельным агаром4-+ 0,05 трифенолтетразол. Через 4в часов (проводили учет'колоний н проводили 'пересчет на 1 г ткани. ; - ■

'Полевой опыт проводили но методу' рендомизацнн 10 вариантов то 3 повтор-ности, в каждом 'варианте 10 клубней. ;

Практическая ценность и реализация результатов. На основании изучения особенностей патогенеза черной ножки в зависимости от вирулентности возбудителя н устой-4 ,

ч 1шосги сортов картофеля дано теоретическое обоснование для прогнозирования - (появлении и распространения черной ножки с учетом ¡наличия латентной 'формы зараженности. -- На основании изучения аипггенных свойств штаммов возбудителя даны, рекомендации по приготовлению поливалентных сывороток при использовании для иммунизации штаммов с"»рпзпоГ1 вирулентностью.

. - Апробация диссертационной работы. Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на научной конференций ТСХА в 1975 году и на Всесоюзном совещании по по бактериальным болезням растений в 1976 году.

Публикация результатов исследований. По результатам выполненных исследований опубликована одна работа. . _

• Объем .диссертационной работы! Диссертация изложена "на 150 стр. . машинописного текста, содержит 36 таблиц, иллюстрирована-34* рисунками (графики, фотографии, диаграммы), Состоит из введения,- 4 глав,- итоговых выводов, списка использованной литературы (244 наименования, из них 169 работ иностранных авторов). '

Содержание работы. Диссертационная работа -выполнена в 1974—1977 гг. в Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного - Знамен-и •сельскохозяйственной академии им.'К. А, Тимирязева, Лабораторная часть выполнена на кафедре фитопатологии, нолевые опыты на Опытной станции защиты растений.-

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ

Глава 1. Внутривидовая изменчивость по признаку вирулентности 1

За »ре.мя исследований 1974—«1976 гг. нами было выделено 2470 штаммов -бактерий из различных сортов картофеля, в том числе 1915 штаммов мля 77,5% отнесены к виду Pect, phytophthorum. 200 штаммов, различающихся по вирулентности, было изучено нами по морфологическим, биохимическим^ культура л ышм> и антигенным свойствам с использованием общепринятых методов.

'По состоянию вирулентности изучаемые штаммы были разделены нами на 4 группы: »вирулентные, (сл'абовирулектны'е среаневфулентныем еильновирулентные. Отмечено, что из одного растения' (стебли или. клубш), -можно выделить различ ные ню вирулентности штаммы, однако, 'нз'восприимчивых сор - тов - картофеля шыдёлялось больше адаббвнрулентных штам-мов,"чем «э: устойчивых сортов «''наоборот.

л ■ 5

Штаммы с одинаковой вирулентностью, но разного^ происхождения но месту изоляции 1гз сортов устойчивых-мнс-^ устойчивых, не различалась по уровню вирулентности при" сравнительном испытании на ломтиках клубней. В условиях чистой культуры большинство изучаемых штаммов 'не изменили 'своей вирулентности 'после двухлетнего культивирования на картофельном агаре. Отдельные штаммы изменились ■по^вм^ рулентности в сторону 'более слабой, -по сравнению с и сходным штаммом (табл. 1).

Таблица' 1

Сохранение вирулентности штаммами бактерий Pect, phytophthorum после 2-годового хранения их на картофельном агаре .

>, л е * г о я s »SS П л рулен т-■ иость Лв1!ру,1С1!Т. Слабое ир ул. Средневнр, Сильновир,

числа | % число % чгсло % ' число

21 авнрулеи. 21 100 0.0 - 0.0 3.» 0,0 с.а. лЧ .

35. слабовир. 2.0 5.70 "зс ■ 01Л0 00,0 0.0 "иг О.о

42 средневнр 0.0 .1.0 2.0 4.7С 40 ¿13,24 0,0 о,с

44 ешмюзир С. 0 0.0 0.0 0,1) ас Г.,0 100 •о.о

■Следовательно, в условня-х чистой культуры признак вирулентности сохраняемся достаточно стабильно.

Не отмечено существенных различий между изучаемыми штаммами 'по морфологическим, культуральиым и биохимическим "свойствам. Отмеченные отличия укладываются-во внут- :; ривидовое разнообразие.

Установлено, что вирулентность штамма, используемого для -иммунизации, имеет ^существенное значение © определении -титра ■сыворотки. Наиболее высокий титр 'получен при использовании для иммунизации штамма с ^сильной вирулентностью (1:2554-2). Наименьший титр иолучен в случае слабовирулентного штамма (1 : 167). Высокий титр отмечен при исполь- : зованни ашфулентного штамма. Наблюдается специфичность антигенных свойств, "связанных с вирулентностью. Так, сыво- ~ ротка каждого из штаммов была активной в отнцщении гомологичных антигенов и малоактивной при иерекре*. -.■>/'у реакциях. ¿г.."^/*1'" Установленный нами факт определяет отношение к " антигенов лри производстве антисывороток 1к возбудител:^ черной ножки. Основываясь на этих данных, <следует рекомен-

е

шшж РШЧПШ вв mm-

нош форм ттт в потомстве прп p^звt1Tïtп штаммов tin neycTDft-

X 1В0М СОРТЕ АШВПМБЦ.

H

u 70 «I

Síj «

30

te

'ID В

78

1 251

rrm iwimmhift . шштттмтъп

EHZ231РйШМ№!(Ш1ТПЫЙ ШШШШ ШШУМ

1 17

I

за

РИС« i

' 8E ¿t : " tSS - '-BZ

9¿

i

ЦПШШАМиз Г~V PIVMï

« к '

■üv;

. V *

|n '

m

H

................ г

•iiwjoai ниш шшгаш mi звшаш 8 uudaix^g mm unu -шаш ou тшт одшшиш

.;довать 'нолучение'поливалентных сьгв о роток ' п ри поло л ьзова -f-шш для иммунизации штаммов с разной вирулентностью; Раз-

личня антигенных свойств в зависимости от вирулентности . ^штаммов представляют большой теоретический и практпче- J /"скнй интерес. Эти вопросы заслуживают'дальнейшего изучения. . . " '■' ' '

Для изучения, наследования вирулентных свойств штаммов .у ряда моколений , культуры бактерий Pect, phytophthorum ' провели <)гзуч'(ян1е;.признака вирулентности у 100 «дочерних» ч,-: колоний.' Установили, что в потомстве всех штаммов идет рас-„^ щопленне по^ирйзнаку,; .вирулентности/-Так/ъсе вирулентные.-^ штаммы (251 ;Л7; 36) имели в Фотометре^ормы' с'различ^ы'ми" признаками 'вирулентности: слабовирулентные, -среднеюиру- .-Д, ^:лентные и си^11свирулш1тные. / • ■-¿г'"" -Р аз л ичиям ёжду.этн\ш;шта мм а ми п рояен лис ь только в_от- ^ / ношении, фор м авирулентйых. В потомстве ;штамма слабовирулентного формы авирулентные составляли 9%, в потомстве. ^штамма сред не в ирул е нт ного — 5 % ¡ави отомств е'с 1i ль нови р у - -флейтного штамма форм авирулентных ¡не обнаружено. В по* "томстве штамма ¿вирулентного тредставлены формы всех ти-у^пов: авирулентные, слабо вирулентные, средневнрулентные и ... снльновирулентные, однако, преобладают формы авирулент-ные. В соответствии с этим в потомстве сильновирулентного " 'штамма 'преобладают формы енлыювнрулентные и т. д. Таким ■ образом, обеспечтоаегся сохранение гаысокого уровня виру-, . *^лентнастн штамма при культивировании на питательных срезах. •"' Г ■ ....''.-■.■..'" :.., - ■

Изучение влияния тканей, различных по устойчивости сортов Г картофеля :на изменение вирулентности штаммов бактерий

Большой практический интерес (представляют - сведения ^о состоянии признака вирулентности.при развитии бактерий ^.¿ тканях сортов, различных тю признаку устойчивости. Эти ис- '' .следования выполнены нами путем заражения стеблей расте-' ний двух сортов —с. Любимец — неустойчивый и с. Екатёрл-:_нн1гский —устойчивый —'штаммами -бактерий с разной внру-■ лентаостью. 'После.проявления на растениях .симптомов бо--лезпи была; проведена реизоляция бактерий— 125—-150 коло-; ^;ний каждого штамма, затем 50 штаммов проверили на виру; лентность методом ломтиков. - -."„.'. с-^^ Проведенными анализами установлено; что у всех штаммов -в процессе развития в тканях растений картофеля "происходит .. . расщсплони ¿потомства но ирнзнагку вирулентности. В результате расщепления всех штаммов наблюдается появление ^форм с (признаками ; .вирулентности,-, отличными от вирулент-HocTju и сходного штамма (рис. 1, 2). Сопоставление, характера '■ - * -" ■ ' :7 -

расщепления но признаку вирулентности на сортах различных по устойчивости, дает возможность выявить влияние сорта на формирование популяции возбудителя. ' ■

Прежде всего следует отметить появление вирулентных форм в"потомстве авирулектного штамма. Как на сорте Любимец, так и на у сто йш том сорте Екатерннинсклй звирулентный штамм 78 дает формы -со слабой" и средней стеленыо-внрулент^ пост». При этом -преобладающее «место остается оа "формами а вирулентными,, затем на втором месте в количественном отношении стоят формы слабо вирулентные и, наконец, в незначительном количестве представлены формы то средним уровнем (вирулентности. Не установлено различий ^'изменчивости1 авирул-ентното штамма в зависимости от устойчивости 'сорта: получены сравнительно одинаковые соотношения '.между ави-рулентнымн, слабовирулентным л и средневирулентнымн формами, установленнымн в стеблях сортов Любимец и- Екатерининский. Судя по отношению авирулентных и вирулентных форм, процесс накопления вирулентных форм идет чрезвычайно-медленно. Поэтому можно (предполагать, что в теченне одного вегетационного 'периода- мало вероятно развитие пато-.: логического процесса на стебля.х'ка'ртофеля' при'проникновении в стебель авирулентных форм бактернн. Однако, скорость, с которой происходит распространение авирулентных форм в растении картофеля, дает основ.игле л р едпо л а гать ,'что ? ав и-рулетные формы в состоянии шропиюгутъ в клубень картофеля. Наличие в клубнях авирулентнык.форм бактерии будет обеспечивать циркуляцию бактерий в направлении клубень— стебли — новые клубил « так далее. При этом постоянно будет идти процесс размножения с выделением форм, обладающих вирулентностью. В конечном счете постепенное накопление вирулентных форм может достичь такого количества, при.ко-, тором будет наблюдаться развитие патологического '«процесса." Таким образом, авнрулентные формы бактерий при существовании, ш тканях растений картофеля могут обеспечивать появление пораженных черной'ножкой растений в толе « пораженных этой 'болезнью клубней в период хранения картофеля;

Следовательно, можно считать установленным, что авнрулентные штаммы при развитии! в тканях картофеля дают начало-появлению в растении форм вирулентных. Этот процесс идет в равной "степени как в тканях неустойчивого сорта Любимец, так и в тканях устойчивого сорта Екатерининский., Роль устойчивого сорта в процессе появления '.вирулентных форм бактерий не выявлена: как у сорта'Екатерининский, так и у, сорта Любимец отмечены единичные случаи появления форм*-со средней степенью вирулентности (в обоих случаях'онн сое-" -тавляли 4%), (в значительно большем количестве ^'отмечено появление форм со слабой степенью . вирулентности — 20% -.8 ..

рис.3

птешпмптомов потки пя стееш сорта гхтчпп-

ШШЩВШ1ЩМ

Рис?

сорта Екатсршинский и 1-4% у сорта Любимец. Преобладающая часть бактерий в потомстве авирулситного штамма не обладает вирулентностью. ¡¿г?'-:В1 -случаях, когда игсходный штамм обладал вирулентностью, кгросл е жив а етс я взаимосвязь между устойчивостью г сорта, 'вирулентностью штамма и накоплением новых по вирулентности форм 'бактерий 'в тканях.

Глава 2. Роль вирулентности возбудителя •V-":*- -• •• ' : в патогенезе черной ножки

В изучении патогенеза черной ножки с целыо выявления роли вирулентности мы пытались /выявить такие особенности /возбудителя каяк скорость распространения «о тканям расте-■■'■ния'и интенс1!внасть..-раЗ(множения >в дав пси мости от особенностей -вирулентности возбудителя и устойчивости сорта. Исследования проводили путем заражения растений двух сортов ' с введением в стебель определенной нагрузки ннокулюма разных-по вирулентности штаммов бактерий. Для определения скорости распространения делили стебель на 4 зоны но 5 см .каждая, в каждой зоне определяли количество бактерий. Установлено, что в течение первых четырех часов "бактерии распространяются но всем исследуемым зонам, независимо от вирулентности и устойчивости .сорта. Очевидно, это можно объяснить «пассивным» способом »передвижения бактерий вместе - с/гоком: веществ в «сосудах. Через 8 часов после 'введения ино-^кулюма четко проявляются различия в распространении бактерий в зонах стебля в зависимости от вирулентных свойств штамма и устойчивости £орта. у-т*~ Можно предполагать, что к этому периоду устанавливаются" взаимоотношения между возбудителем и растением-хозяином, с учетом особенностей (вирулентности возбудителя и особенности растений. :::Об этом свидетельствует тот факт, что через 8 часов во всех зонах стебля неустойчивого сорта Любимец, присутствует большее количество бактерий,* чем в соответствующих зонах стебля устойчивого сорта Гатчинский, -■ ' ^Б.этотлтериод вдет одновременно и (процесс распространения *и ¡процесс размножения бактерий. Поэтому в дальнейшем мы будем использовать термин «накопление бактерий» в зонах, при этом учитывая и перемещение бакте-рий ш зоны в зо-^ну, и:увеличснне числа бактерий в каждой зоне за 'счет размножения..^

Авирулентный.штамм распространяется по тканям растения и устойчивого и'неустойчивого сорта также быстро как ;.шта1ммы вирулентные, однако, наблюдается постепенное снижение численности бактерий авирулентного штамма. Следует

предполагать^ что;распространение бактерий - авйрулентнотЬ)^' ^ С; шт а м м а' аюст сб л ю/к а р тофе ля" м о ж ет".об е а I еч и ть, и^нх-дадь-'М нейшез передвижение вилубнн нового-урожая.,; ч

'Накопление б а кт ери йв и р ул ент н ых ш там моз' ч ет ко> кор рс^ ^Г^ ч>1г11:рует-'СО степенью вирулентности возбудителя :и "устойч^^ : .востыо'сорта. Если афоцесс распространения ме. взаимосвязан;'^ с устойчивостью со р та, „то] про цёсср азмнож ен и я "вз н ач ит ел ь- ? -¡ ^нон'стапени зависит от устойчивости сорта. У Это - св-идетель->-:! •.:. '/ствуст'о том, что защитная; реакция >торта проявляется. в Чю- ^|

давлении процесса размножения бактерий.' * К Для - изу ч еш I я' осо б ей ноете й' тт ато г ен ез а 'ч ер но й н ож ки в-по-^! ; л евых у ело в и я х; был и постав л е н ы пол е выео п ыт ы.тде в ы с а ж и - ! вали > не кус ств ен н о >'з а ра ж ен ныер а з н ы м I Г ш т а м м а м н .'б а кт ер и й у' ; -, клуб ни двух сорто в к а р тоф ел я — с. Гатчински й — у сто йчн вы н ^ ;,И-.С. Любимец — неустойчивый. .'--

; ' . 7 ..:.'.

Глава;3. Особенности-развития болезни в;полевыхТусловиях^.^ рольвирулентности возбудителя в:латентнойформе;

->ч; - " ' - .1. зараженности С?

*-''Установлено, что особенности -развития-черноГг-ножкн в ^в нснмости; от .вирулентности,' шт ам ма'и у сто й ч|шо сги ^ со рта проявляются в разных сроках, появления - больных" растений л " , в (период вегетации,ив вдел ё пораженных р аст с ин й( рисГЗ, 4). - ^ ^По .мерс иарастатш степени вирулентное™ соответственно"^/' ;увслн-ч)гвается .числ онора жа е м ых. р астсни цка кунеустойч 11--; [ У; . вого У сорта _ Л юб имац,"/га к ?н ,у усто й чн вого сор та * Пат.чй I теки й.^ V:: •?М а кон м а л ь но е ? пор а ж е ли е-н аб л ю д а етс я пр! г-' исно л ьзо в а н ни ? в

й качсстве'инокулюма высоковирулентного штамма 36;-; - ■'.'• ;- ^ ;; - п;йУстойч1шость сорта 7?роявл я ется »наиболее действенно о'от- .'• , .ношении штамма слабовируулентного. Замелленное- наколле»; • '¡Й'^ние слабоиирулентного.штамма, очевидно," может . проходить' ^ в растениях устойчивого [сорта йеесгIШ1томпо, что'в конечномЩ счете "может приводить к: проникновению /бактерий 1в; клубни-!я 'ПРИ отсутствии шрнзнаков патологического п-ро-;^: .";., лТссс'а-на -стеблях.• щ".-'г; ..'

-Такими образом, уровень /Э11рулентност1!; штамма~;имеег,"су-'- ;'': ¿{ ;^щественпое значение в-характере патогенеза-^ низкий:уровень-.> ? ^вирулентности возбудлтел я привод¡1 т, к развитию патолотнче-1-. :^^^ского ¡процесса на неустойчивом „сорте зю типу, патолбгпч еско*:К {■г^го -процесса на сорте устойчивом.; В свою очередь,низкий уро- .'•; '".еснь;~иIрулентностп возбудителя; на-усто^1Вом-^*сорте^ может} ;; :^:--"йр!1вёстн к бессимптомномудеченню процесса.

Нашппроведено. выявленне:;св"язи; между, проявлением- бо- / лёзни -в^поле и наличнем латентной зараженности в клубнях? • "р. ново го ¡у рож а я. -

Установлено, что при сильном:проявлении!;-:заболевания V.

. в 'вегетационный период, латентной инфекции в клубнях меньше.

.... Лвнрулентный 'штамм во .время вегетационного периода вы-■'^'зывал лишь единичные 'Случаи развития татологического процесса, но вызвал скрытую зараженность клубней, особенно, на неустойчивом сорте Любимец (23,8%), на сорте Гатчинский — 12%.

Таким образом, важную роль в развитии латентной зараженности играет вирулентность -возбудителя.

Глава 4. Признак вирулентности в процессе сохранения клубневой инфекции

Для завершения наших представлений о -роли вирулентности возбудителя в'иатогенезе черной ножки нам предстояло •выяснить, как проявляется признак вирулентности в процессе сохранения клубневой инфекции.

Исследования в этом направлении были выполнены в условиях, различных по режимам влажности и температуры — клубни разных по устойчивости сортов, 'л'лфлшгропанные разными <по вирулентности штаммами, помещали на храпение в условиях тен.тины (13—22°С), лаборатории (18—20"С) и открытого грунта. Ежемесячно проводили учет состояния клубней. Через о месяцев из каждого варианта отобрали средне-загнившие .клубни и выделили ил них бактерии. . .Установлено, что процесс'разрушения клубней определяется взаимодействием трех основных факторов — уровнем вирулентности штамма, устойчивостью сорта и условиями, в которых развивается процесс. При этом ведущая роль принадле-~жит/Вирулентностн штамма. Так, во всех изучаемых условиях на клубнях всех сортов наибольший процент загнивших клубней отмечен и варианте с енльнавирулентным штаммом. На ■втором месте по влиянию на процесс 'разрушения клубней находятся факторы, оггредшяюгцне устойчивость сорта. Так, во всех вариантах, устойчивый сорт Екатерининскнй имел меньший процент зашивших клубней по сравнению с другими сортами. •.....,.; . ■■

Условия, в которых находились клубни на протяжении периода исследования, оказывали существенное влияние на процесс разрушения клубней, однако, во всех изучаемых условиях .сохранялась отмеченная выше тенденция. А .именно: наибольшее 'раз-рушение клубней (происходит при использовании для заражения -йитьновирулентного штамма у неустойчивых сортов.

Наиболее >бла*гопрнятнь4ми условиями для -развития гнилей в наших опытах были условия открытого грунта, в лаборатор-

п

ных условиях и условиях теплицы характер-развития гнилей клубней примерно "одинаков. ■"■■:■' -V.

'При-изучении количества оставшихся бактернйиослелятн месяцев хранения установлено, что ¡после сохранения шгфекцик -клубни с. Любимец, зараженные авнрулентным, слабов1фу-лентным и среди евнрулеатнымштам мам и дают большее количество колоний бактерий, чем клубни сорта Екатерининский того, же варианта, а клубни сорта Лорх имеют, среднее коли-" чество.Наоборот, сильные штаммы дают больше колоний,при изолировании из клубней сорта Лорх и Екатерининский, чем из сорта Любимец. - л - - - •'

- Следовательно, жизнеспособность .¡1нфекщ1Й'ма (воспринм-' чИ'вых сортах, зараженных сильным штаммом, меньше, чем на: устойчивых сортах.' Это объясняется более «йнтенаганым-'процессом: разрушения тканей клубней неустойчивых'сортов, что ограничивает далытейший 'процесс накопления бактерий. -

■В период сохранения шгфекшш у вссхштаммов наблюдается, в. .потомстве появление форм, отличающихся! тю вирулентности от «сходной. В ^результате этого, штамм представляет собой лопуляцию,:вирулентность.которой может^'быть вы-: ше или ниже исходной вирулентности.. / . " '

. 'Двирулентный штамм даст'.расщелленне, в; результате чего; появляются слабовирулентные формы на.клубнях всех сортов'

- в;; условиях; теплицы и открытого грунта, а .в; л а бор атор и и ,п о -"явление слабовирулентных:форм- отмечено "толмсо на сорте1

Любимец. ' . .. "-'■■"

"-^С л аб oaii р у д ен-ní ы ñ <шт а мм ви'ериод "хранения.-клубней дает расщепление по признаку "вирулентное™ "с появлением сред-" левнру.тентних форм. Л""':->-' '

- Сильновирулеитный .штамм ¿о 'всех условиях на всех сортах дает формы с /пониженной »нрулентностью.1 В лабораторных условиях на сорте Екатерининский не выявлены формы вирулентные все 100% выделенных бактерий 'были-'авйрулент-

: ными. Из клубней ^ со рта' Люб и м ец не удалось выделить бактерии Pect. phytophthorum'B результате сильного .разрушения 'тканей. .''■'■..

*,;■:'; Таким образом! в результате •проведенных • исследований установлено, что в процессе размножения вида Pectobactenúm ; phytophthorum © клубнях всех изучаемых ' сортов происходит ■расщепление m>'.признаку внрулентиоста.: Наиболее, паказа-ге-,-лен в этом отношении процесс мз м ен ч; гвости "б акт ёр и iV в кл у б -

- нях", находящихся в открытом грунте (табл:2)".Вэтнх условиях отмечено наибольшее количество"-"изменнвшихся-'форм

-бактерий" (по.признаку вирулентности) по сравнению с условиями теплицы неособенно условиями лаборатории.^ Особый "интерес представляют изменения, происходящие с авнрулентным штаммом. ' * '-"'■ v-:"

Таблица 2

Накопление бактерий различной степени вирулентности в клубнях сортов картофеля, характеризующихся различной восприимчивостью к черной ножке (открытий грунт)

Изолировано бактерий

Номер и виру- в том числе. %

лентность штам ли; )№11 заражении Сорт X £ 5 о & 5 а и С а м г. ^ А С* к к . о

и О ас и

Контроль Екатерни»некий . . , . Лорх ....... Любимец ...... 0.51 0.48 0.67 02,0 86,0 74.0. 3.0 14.0 ,250 0.« 0.0 0.0 о.'-0.0 (1.0

78 звир. ; ■,;■. . Екатерининский .' . , . ЛорХ: . . -. . . . Любимец...... 8.4 П.З 12.4 74,0 82.(1 68,0 2(3.0 8.0 32.0' С,У 0,0 0,0 0,0 0.0 0,0

231 слаСовир. Екатерннннскнй ... . Лорх Любимец ...... 12.2 57.0 187.0 2(1.0 20.0 48.0 42.0 44.0 2(Ы 20,0 4.0 , 6.0 10.3

17 среди ее нр, Екатерининский , . . . Любимец...... 16,7 Э2.0 01.0 30,0 38.0 50.0 34.0 38.0 30.0 1?,а 1с,0 од» 24.0 8.Й 0.0

35 амьноянр, - .. ■ ■■ г--Л ' ■ ■ Екатерининскнй . , , , Лорх ....... Люб» мвд...... 7,9 4.3 24.0 50.0 52.0 7П.0 Е0.Р 43.0 о.с 0.0 0.0 0,0

В условиях открытого грунта анирулентный штамм в клубнях теех сортов дает в 'Потомстве слабовирулентные формы. .Накопление бактерий авирулентного штамма находится в прямой зависимости от.стопени устойчивости клубней, а лменно-на»меньшее количество бактерий отмечается в .клубнях устойчивого сорта, наибольшее — и клубнях неустойчивого "сорта. Накопление -слабовирулентных -форм в потомстве »вирулентного штамма интенсивнее идет в клубнях неустойчивого сорта Любимец. Это объясняется, но веси вероятности, условиями, определяющими характер ¡взаимоотношений между растениями «и бактериями. ¿.клетках клубней устойчивого сорта происходят иншттзщгя ферментов, ответственных за вирулентность. В то же время в <клубнях неустойчивого сорта при отсутствии защитных реакции бактерии получают благоприятные условия для роста и развития. Таким образом, в клубндх неустойчивого сорта наличие авнрулентного штамма приводит к накоплению вирулентных форм, что <в конечном итоге обусловливает развитие патологического процесса.

Этл данные могут быть попользованы для объяснения существования латентной -формы черной иожкн. Факт существо-

■ в лн ня ■.в; -кл уб н я хк а р тоф ел я латентно »формы; -бо лез! п 11 от я чался -неоднократно (Ю. И.Шнейдср, Т. П, Герасимова, 1965; "л; Т. П. Облезова, 1968, и др.);Однако до сих пор нс.было уста-«-;1

; новлено'.связи между:автрулентным 'состоянием -'.' бактерий'и. .патогенными-: формами.""Основываясь на лаших Д а н ных; мЫ'Ч-^предполагаем следующий-путь':возникновения'латентной фор^^С

■ МЫ; болезни. - Присутствующие ,в клубнях а ви р у л ент н ы е-ш т а м -;. мы*бактерий,. ■проникающие' всклубил на. р а нн и х }э таят ах..их-УфоршУровання, локализуются встолонной части. При.наличии • благоприятных; уел о ви й;; (темп ератур ав л а жл ост ь," сор тов ы особенности); напитается акшвный,■процесс н ако п л с ни я-б актег - ^ -рий.'/в том -числе и. сл або внрул'ентн ы х форм"...Чём благопрнят-™ " нее ,условия, тем ;Сыстреё, идет "процесс:на конл ён и яУ' б акт ер ий. • ■ • ; В «клубнях'неустойчивого;сорта* латентная форм а может л по-'; * 'рноц оймнего хранения;лрУтёсти кактивному развит.:по'ттато:.й лопгчеокого процесса, особенно^ условиях повышенной влаж-Л -,: н остиПоэто м ув: клу б н я х :Н су сто й ч ив ых сор тов. про до л ж и т ел ь-.

-н ост ь '-сущ еств оаа н и я,латентно й , .фор м ы буд ет-^онр ед ел ят ьс ус лов ия м и, -п р и во дя Щ! ш и - к - а кт I гвно м у;-? н акопл ё ни ю 'фитола-'Т-*; то генн ых' б акт ерн й .Вкл у б нах у сто 1гагвы х "сортов. этот, процесс;;^ 6 у дет »протекать го р а здо ,мсдл енн е е яю это м у. • л ат ен тн а я: фор - ч ма^может. быть.'весьма "продолжительной:. ; Таким- ^ образом,^ ?; в клубнях устойчивого сорта латентная форма может быть од- ,С' ■■■НИМ';ИЗ' основных ■ способов': сохранения' РесК>" рЬу1орЬИюгишЛ-\-> :.■ Да К11М об р а зо м ,-х а рактер' п атот ен ёз □ пр! ¡черной , ножке - и "мокрых гниляхГ©;Том 'Ч11сл'е-и.существование латентной-фар-.^ ' мы, определяется в основно й- тремя- .фактор а мл: ви рул ент-;;й ; ностью -возбудителя; у слов ня М'Н; в нешн е й ср ед ы ,ио с о б ен н остя-; ; ;,ми сорта. Взаимодействие-этнхфакторов может обусловливать^.';; '.как'опифитегпшиое развитие „черной. ножки, так и^латентную'-^' ф о рму.суще ствов а ни я-возб удите л я б о л ез ни. ; ■ ; С*;1 .V --'"А^ /й-Г; Условия, в'которых протекает-патологический •процесс.'ока-й'-: зьшают существенное .влияние 'как :награззитае;-б0ледни'- та-к-и^*: на.со стоя ннев озбу длт ел я В наш и хопытах- опт 1а ли I ьши-у с—Л' ловиямн для,сохранения'ннфекш!И^-были.условия 'открытого^'Г .-грунта — .температура(пределах Л— 4®-и высокая;влажность^:.*:; В этих условиях обеапеч:ива'ется сохранение'<юл1лного:количё-ств а-бактерий ,с высоким'.уровнем ш1рулентностн.-;с>^';-^; -.'-у.:-■и:" Г,: •.",■ .: ' - ..,;'.:.;.■ ■. - , ■■ . . . ■

- -С-'Ч'Т:.'.-;:' ...;"■-■■' "Выводы ■...-, ■*.; .. .... 1 ■ :.. ^ т ■ >.. 1 ^

Вид ;Рес1оЬас1ег1ит, рЬу 1орЬШогцш^по:частоте;встрёчае:^ ; мостиявляется основным возбудителем черной; ножки* на-'кар-Ц^ то фел'е.; С у ществ у ет., внутри видов а я ;из ме нчнвостьб акт е р и й. по; г .признаку внрулентности,1,в.результате -чего обособляются [К {штаммы с разным,^^уровнем (вирулентности.; -

■^У;:: 2 .От м еч ен а, и р ну роч ен ноет ь'.. штаммов 1 си л ьн ов йрул ент н их ^ : к сортам -.устойчивым;'^гк'-чЬрной".ножке.. Не .^наблюдается-завн-^

cirMOiTii между (вирулентностью штамма' и его экологическим ' 'Происхождением. Вирулентные штаммы не различаются между собой по морф о лого «у л ьтур а л ьн ы м и биохимическим свойствам. Отдельные штаммы имеют незначительные отличия, которые укладываются во внутривидовое разнообразие;

3. Вирулентность штамма, используемого для иммунизации, имеет существенное значение в определении титра сыворотки, наиболее высокий титр получен при использовании штамма с енлинои вирулентностью. Наблюдается специфичность антигенных свойств, связанная с вирулентностью.

4. В результате расщепления потомства Pect, phytophtho-ruin по признаку -вирулентности наблюдается (появление форм с -различной вирулентностью, в том числе и форм авнрулент-ных. Установлен факт длительного существования авирулент-нььх бактерий в стеблях: картофеля.

5. Установлено влиямие сорта картофеля на изменение ви-вулентностн, штаммов бактерий, которое "проявляется в дифференцированном на1Коплешш различных по -вирулентности форм в потомстве в зависимости от устойчивости сорта н вирулентности исходного -штамма. Устойчивый сорт направляет отбор высокоинрулентных форм, в результате этого 'вирулентность штамма в ¡процессе развития в тканях устойчивого сорта постепенно нарастает,

6. Основным фактором, определяющим возможность накопления бактерий в стеблях картофеля, является вирулентность штамма. Устойчивость сорта' влияет лишь на интенсивность размножения, но не обеспечивает полного подавления этого процесса.

7. Характер патологического процесса .при одних и тех же .. условиях внешней среды определяется взаимодействием таких

факторов, как устойчивость растения и вирулентность возбудителя. Устойчивость сорта определяет замедленное развитие патологического процесса, что проявляется в более поздних сроках поражения растений и в уменьшении стопе™ (поражения растений.

8. Вирулентность штаммов имеет существенное значение в распространении скрытой зараженности—латентной формы Pect, phytophthorum; слабовирулентные штаммы имеют большее значение в развитии латентной формы, чем штаммы силь-кошрулентные. Особая опасность для распространения в клубнях скрытой формы зараженности создается при развитии маловирулентного штамма на устойчивых сортах картофеля.

9. -В период зимнего хранения в клубнях, зараженных Р. phytophthorum происходит расщепление потомства по признаку 'вирулентности, в результате этого штамм представлен в клубне-популяцией, вирулентность которой может быть выше или ниже исходной вирулентности штамма. Авирулснтиый

штамм дает в 'потомстве формы слабовирулептные на клубнях >всех,сортов.! Особенно активно г идет процесс! накопления*ела-.; -/; бов нр ул ентн ы х • форм %' ю уб н я х - н еусто и чивого / со рт ав; у ело

- виях^бовышшюой - влажности - и .¡лоняжекной¿ температуры4

.'(^о.ь- ч 'о

0' 10.- Вкл у б и я х неустойчивого сорта латентная форма; зара-,. /жешгоста'в период зимнего Х1раневиялчожет, привести к актив-. ■'ному; развитию ^ патологического/процесса,-- особенно ^ В( услови/,-. ■Чих; повышенной влажности. В клубнях устойчивого сорта этот \ :::'процёсс/будет^протекать значительно медленнее, лоэтому;ла-К;;тентная форма*;может быть ¡весьма продолжительной, г:

Характер> патогенеза лрн; черной; нож кечгмо крых;гш[• / ; л я хв то мч нсл еису ще ство в а н ие.л атентно й: формы, определяется в.основном соотношением» впрулсш-ности возбудителя, -■условиями вакгшией среды "и .особенностями сорта. ;Взашодей-/ !;|ствие этих;факторов> может обусловливать как этшфитотийное ^ развитие черной нож1ки, так и латентную форму-существова-' пия возбудителя. V *.■ //''/:;

Список работу опубликованных автором-/ ? ~7

"Ли/-^-'Мт : по материалам диссертации'- - .••'/•'- •: / ; • -

/ 7:; КО соб енно ста гга то лог ичеокого процесса:': черной ножки:; ^картофеля'в ■зависимости от в ирул ен тности. возбудит ел я - {всо -/

- авторстве) ЯТезисы докладов,; 3(Всесоюзной конференции по • 'бактериальным /болезням р астений/.Из д.. «Мештереба»;:Тби-".~

- лиси,-1976 г.--:: ./. : •/: / .

... •!■'

¡- ' ^ г. ' "

- ^ "i. н .i '

Объем Г п. л. i • Заказ 114'¿. . ./ ' Тираж 100'

•v -.Типография -Московской:с.-х. академии -им. К- А;- Тимирязева '/-// .-i/./"/;, 125008/Москва Л-в.^Тимиряэевская ул., .