Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ВЗАИМООТНОШЕНИЯ ГРИБА HELMINTHOSPORIUM SATIVUM РАММ., KING ЕТ ВАККЕ С ПОЧВЕННЫМИ МИКРООРГАНИЗМАМИ

ВАК РФ 03.00.05, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "ВЗАИМООТНОШЕНИЯ ГРИБА HELMINTHOSPORIUM SATIVUM РАММ., KING ЕТ ВАККЕ С ПОЧВЕННЫМИ МИКРООРГАНИЗМАМИ"



БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи

Миральда Михайловна АФАНАСЬЕВА

■ ВЗАИМООТНОШЕНИЯ ГРИБА НЕЫШгаНОЗРОШОМ ЗАТХТШ РАМЫ. ,

(03.00.05 - ботаника)

Ав т ореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

ИЗДАТЕЛЬСТВО МОСКОВСКОГО УНИВЕРСИТЕТА* 1977

КИЮ ЕТ ВАККЕ

С ПОЧВЕННЫМИ МИКРООРГАНИЗМАМИ

Uи оорпашм i/ ( <" ?

zp/voâru к "p'r- - 1

ot^ieS;-: и U '<?p t£}

fr

/

Работа выполнена на кафедре низших растений Биологического факультета Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова.

Научный руководитель - член-корреспондент АН СССР, доктор биологических наук, профессор М.В. Горленко Официальные оппоненты: доктор биологических наук, про-

ВеДУшее учреждение - ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии, Ленинград

в 15 часов на заседании Специализированного Биологического Совета № 5 б Московском государственном университете им. M.О.Ломоносова.

Отs«вы на автореферат просим направлять по адресу: I17234, Москва В-234, Ленинские горы, Биологический факультет МГУ, Ученый Совет й 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета.

фессор М.К, Хохряков кандидат биологических наук, с.н.с. Т.Г, Мирчикк

Ученый секретарь Совета

Н.С.Александроба

V ОВДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ . \ Г . .

: Актуальность'проблемы. На Октябрьском (1976.года) Иде-; нуме ЦК КПСС в числе важнейших поставлена-задача - закре- г' пить и'развить успехи в производстве зерна» довести его производство во 235 миллионов тонн к концу , пятилетки .Ваш:!'л роль в-решении этой-задачи призвана сыграть биологическая наука. Потери причиняемые сельскохозяйственному произвол- ; ству корневой гнилью,'в отдельных районах .страны составля- . .ют до 15 процентов от валового сбора'зерна. 'По данным Чул-' киной (1373),'они превышают потери от всех-других болезней,^ вместе . взятых.. Всвязи'с этим выработка эффективных средств ' зашиты растений становится.одной из наиболее, актуальных У проблем вздки;и практики. ; ■ , • - Л ' V-■

Данное' иссЛедованяе. по изучения возбудителя корневой '-'^V гнили.злаковых7культур проводилось в Сибири одном из крупных районов производства зерна в нагаей-стране.,В данном рай-: ■ оне возбудителями корневой.гнили хлебных злаков являются,.', главным образом, грибы рода Fusarium Liak ех^Pries -и , "HelmlathaeporluB BAtlTUB Рашп.t Kirntet Bakke.Наиболее'pac-пространенный иэ них - H.eativum • (Гетеле, 1956; Чулкина, г." 1972). Почва - основной.источник-гельминтоспориоэного заболевания злаков. Для разработки 'эффективных мер борьбы с этим фитопатогеноы необходимо знать особевностироста, развития, -а также стадии, сохранения и перезшоьки гриба в почве.' Имеющиеся в литературе сведения по этим вопросам противоречивы. Некоторые авторы,■например.Гаррет (Garrett " , I960), отмечает, что патоген сохраняется в почве на растительных ос-■■ /-Л93;-:. ,•' - ^л;'.¿/и

Iwrputni итчш ■ {iiimeti Bicsiiisii c^sur*-;».-

■шейк» tu. П. ^. Тск^м^

татках,' другие же (Еупеневич, Козырева, I958;Butler ,1953): - указывают аа возможность сохранения кошсшй - непосредствен- -но в почве, Дри эхом не совсем ясен характер его взаимоотношений с почвенной микрофлорой. Нет единого мнения н о тем,какие группы почвенных микроорганизмов могут влиять на его выживаемость. Практически не производилось наблюдений sas тем, как развиваются грибные зачатки этого патогена непосредствен- ; но в почве в естественных условиях. Как правило, изучение этого вопроса ограничивалось проведением исследований в модельных лабораторных опытах. Л

Не ясно, каким образом гриб сохраняется непосредственно в почве ори неблагоприятных условиях, а также способен ли образовывать защитные структуры, подобные тем, какие образуют некоторые представители рода Fueerivm (Jaksoa , 1957; Би-дай, 1957) и VMrtiellliua dahlia« Kleb (Бабушкина, 1971, •1975). "

Рель исследования. Работа посвящена изучению влияния почвенной микрофлоры на выживаемость H.a&tirua в почве и вза-^ имоотношения его с антагонистами - представителями отдельных групп почвенных микроорганизмов; выяснению способности сохранения и выживания конидий патогена в почве в естественных условиях. (

Научная новизну. Разработан специальный метод, который впервые позволил выявить защитные структуры, способствующие выживанию H. eatiTUBi в почве в естественных условиях. Нами показано, что клетки - конидий,трансформируются в хламидоспоры, что тоже способствует выжиганию его в почве. Под влиянием почвенных микроорганизмов в полевых условиях и микроорганизмов-

.антагонистов в условиях чистых культур мицелий-патогенамо- , ' дяфицируется, что также обеспечивает'лучшее сохранение его в.,. ' почве. Наиболее активными антагонистами по отношению к Н. в*- \ Путли средиразннх групп почвенных микроорганизмов в естественных условиях оказались актиномицеты. Показано, что полное минеральное удобрение, вносимое' в почву выщелоченный 'чернозем. стимулируетразвитие актиношвдетов-антагонястов., Уста- -новлено, что в условиях Новосибирской области конидии Н. о«-К зимнийпериод сохраняются преимущественно на растительных остатках.

Практическая значимость. Подученные данные о. сушествова-' вии у Н. ваттом устойчивых покоящихся структур, позволяющих екусохранятьсяв почве вне растекия-хозяингцыожно попользовать для разработки и совершенствования методов борьбы с гельаднгосаориозом. Показано, что вносимые минеральные"удобрения Н ижРК в почву выволоченного чернозема, увеличивая численность почвенных микроорганизмов и изменяя соотношения иг груш, определяет накопление и сохранение патогена в почве. ■ / . ■ ; ■■

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на 1-йреспубдижшскойконфереадиипо:енстем&-тике, экологии и физиологии почвенных грибов (Каев; 1975) и на заседания кафедры низких растешгй Еиологвческого факультета МГУ иы. М.В.Ломоносова.: :' -- ■.:

Публикация результатов исследования. По теме диссертации опубликовано 4 статьи. . ;

Структура и обьем от^вртрдии. Работа изложена яа 84 страницах машинописного текста и состоит из введения,.обзора

литературы, описания исшхяьзуемых;методов и собственных ис-. ыгедовавиЯ,. изложенных в 3- х главах» - выводов в списка литературы (165 итечественвыг я И9 зарубежных источников) . Работа ■ иллюстрирована II;таблицами,'45 фотографиями в 1-м рисунком.■ v ■Привыполнении работы большую помощь оказали консульта-' ции кандидатов билогических наук A.A. Венкена, Г.Ф. Лебеде-" soft и Т.С. Скилягиной, которым автор выражает искреннюю благ-/ гадарность.

' -v ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Объекты данного исследованияфитопатогенный гриб в«1-mlBthosporlua eattruaPaiim,, Klag et Bakke , микроскопические грибы и актикомицеты, выделенные из почв вариантов опыта.'

. Полевые исследования проводили в Новосибирской области: -, {зова лесостепи, почва-вышелочекный.чернозем) на базе опыт-4 но-производственного хозяйства Сибирского иаучно-исследова-. ' тельского института химизации сельского хозяйства в период Г-I97Ä-I973 гг. Возможность проведения исследований в атом опыте была на» предоставлена сотрудником института Г. М.Захар о- ■ выы. Опыт заложен в трехкратной довторкости по следующей схеме: контроль без. удобрения »B Р, HPK. Дозы удобрений по 60 кг.на гектар каждого действующего вещества»'Азотное удобре-" кие вносили в виде;аммиачной селитры, фосфорное - г^акулиро^ ванного суперфосфата, калийное - в вике хлористого калия.

Образцы почвы для микробиологического анализа отбирались из ризосферы растения-хозяина пшеницы сорта .."Лютесценс-1758* на глубине 20 сы. на протяжении вегетационного периода до пол-ногосозреваяия пшенжды вначале следующих месяцев - нюне, июле,- августе и сентябре.

Выделение микроорганизмов из почвенных проб производили методом разведений, посевом почвенной взвеси,повергкостным способом (Красшгьников, 1966;. Литвинов» 1969). Йопользо- . вали наиболее благоприятные среды для роста и развития микроорганизмов: для бактерий - мясопептонный агар (ША), актино-мицетов-крахмалоаммиачная среда (КАА), грибо-агаризовакная среда Чапека. Выросшие колонии микроорганизмов на чашке просчитывали и отсевали в чистые культуры для дальнейших иссле- ' довакий. Анализ почвенных образцов на содержание конидий Н, aatirui* проводился методом флотации ( Ledlnghaa,- Chin* , 1955). V ■ '.■";;. ■

Для выявления■■ характера зависимости между численностью микроорганизмов в почве и содержанием конидий1 патогена в ней, использовали метод корреляционного анализа (Доспехов,.' 1972; Рокицкий» .1973).:. ,-

Выявление антагонистов но отношению к Н. eetivun;; "on-ределяли методом блочков (Красилькяков, 1950; Егоров, 1965). Для ускорения работы гго выявлению актиномицетов-антагонистов сконструировали прибор. ; .

Для выяснения влияния почвенных микроорганизмов и минерального удобрения на численность конидий H.eativu» был заложен вегетационнкй опыт по - общепринятой методике. (Журбиц-кий, 1968). С целью определения сохраняемости патотена на растительных остатках или непосредственно в почве;в зимний / период» в стерилиэ ованную и нестерилизованяую почву вносили ' конидии H.eatiTim или пораженные растительные остатки.Одна партия образцов помешалась на участке под снег с осени до: весны, вдутая, контроль - находилась в лабораторных условиях.

Ддя из^ и для' на- '

блвдегиязаморфологической картиной взаимоотношений Н. тгш/спочвенными микроорганизмами в естественных условиях ..бил применен разработанный нами метод, - представлякшгй модифи-' кацию методов Холодного (1934) а Чинна <СЫм» , 1953).,

Подученные данные обрабатывались статистически (Доспе- . хов,' 1972; Дмитриев," 1972).

' : • РЕЗУЛЬТАТ ИССЛЕДОВАНИЙ " V' ' влияние ШНЕРАШШХ УДОБРЕНИЙ на численность ,' 'КОНИДИЙ Н. ЗАТХТим .. В ПОЧВЕ " В.последние годы важное значение для практики приобретав ет выяснение вопроса о прямом н косвенном влиянии удобрений на выживаемость и развитие фитопатогенных грибов в почве.Решая эту проблему, авторы рассматривает влияние удобрений как,; фактор, ,улу чшажишй условия питания растения, ,,способный аовы--тать его устойчивость к некоторым заболеваниям (Шевченко, ^ .. 1Э49;-Гешеле, 1956;' Алиновский, 1970; Ветров; 1970 в мв.др.).

Сведения о;фитосанлтарноЙ роля удобрений, .имеющиеся в' . литературе весьма ограничены и противоречивы. -Их влияние ыо-. кет проявляться ' 3 путями: изменением условий питания растения,

а следовательно, улучшением его физиологического состояния, 1 изменением ассоциации и активности почвенной микрофлоры и'непосредственным влиянием на самого патогена. В связи с этим мы' сочли необходимым изучить влияние минеральных удобрений не развитие отдельных -групп почвенных микроорганизмов и численность патогена,-сохрааяшегося в почве в естественных услови-1 ях в виде конидий. ." •' • ■ ..

Результаты полевого 1972-73 гг..и вегетационного опытов :

л *

v. -:'- позволяют У таерждать , -что вносимые минеральные. удобрения в S значительной мере влияютна снижение численности конидий Н, ■atirm в почве; Наиболее эффективным в*'этом^отясшенки?я»-, ляется полноеминеральное удобрение. Данные.вегетационного-' опыта (таблица !) показывают, что растение^хозяин само явля^ ется накопителем инфекции 'в почве. ■ -.■

V'V : : . • • Таблица I.

. 'Влияние полного минерального удобрения на выживаемость < ; конидий H. eatlvua в присутствии растения-хозяина и без ,. : - него (число конидий в шт/г .воздупно-сухой почвы) , !

' Образцы почва . Удобрение

Вестерилизо- ■' ванная ■ -

Стерилизованная

Контроль без удобрения _ :

*'НС* . :/:V

Контроль без удобрения

ж РК: '.*** * * *4 *

136,7+13,3 ■ 97,5+2,1 .

320,9±26,2 247,5^13,7

69,2+2,3 : 56^1,6 '

•76,7+2,9 • 66,9+1,3

Как видно из: тайляцы,. важную роль в свихевшг лвфекцЕИ Играет почвенная микрофлора.'В стерилизованной почве сохранялось 320,9±2б,2 конадвй,':внестерилизованной насчитывалось только 136,7jI3,3;" внесение полного одобрения снизило в нестержяизо- ' ванной почве числеввсють коншшй Н.eatttTk- до 97,5+2,1. В. варианте с посевом пшеницы.в стерилизованвоЯ^почве численность конидий до конца вегетации оставалась почти на уровне внесен- : ного числа спор H. »tira»' . В контрольном варианте их количество даже несколько увеличклось. По-видимому ¿'это связано cl теп, что гриб нормально!развивался испороносждв присутствии-

• • .■ о

\ растения-хозяина, без сапрофитной и антагонистической поч- -венной микрофлоры. Для подтвердив кия этого вывода был проведен микробиологический анализ почвенных образцов полевого ~ опыта. Полученные данные1 показали, что изменение агрохимических свойств почвы после внесения минеральных удобрений влекло за собой не столько изменение общего числа почвенных ми к- , роорганизмов, сколько меняло соотношение численности между . .отдельными их группами, а именно; актиномицетами и грибами. \ Для установления наиболее активных груш микроорганизмов, .вы-. . знвакнцих' снижение числа кониЯий Н. ва-^тш» , ми провели корреляционный анализ между численностью этих групп и числом конидий патогена, выделенных из почв вариантов полевого,опыта.. Исходя из наших данных сохраняемость и жизнеспособность конидий патогена в почве зависит главным образом от численности актиномицетов и грибов. Количество конидий Н. ваМги» в почве находится в обратной статистической связи с числом представителей этих групп почвенных микроорганизмов. Наряду . V с этим следует отметить, что внесение минеральных удобрений - ' ' ' оказывает существенное воздействие ■ на соотношение численности -и активности этих групп почвенной микрофлоры. Наиболее эффек- , тивным в этом плане оказалось применение азотного и полного минерального удобрений. , -

Положительное действие азотного удобрения в почвах лесостепи Новосибирской области можно объяснить минимальным содержанием нитратов (3-3 мг на I кг почвы) при высоком уровне фосфора (Р205 (по Чирикову) - 18-21 мг на 100 г почвы) и калия. СК^О.(обменный) - 23-49 кг на 100 г почвы).

Возмохво, что именно среди этих,групп почвенных микроорганизмов актиномицетов и грибов, имеется больший процент 4 антагонистов со отношению к Н. sativum . Активность представителей этиг групп микроорганизмов в освобождении почвы от -некоторых.фитопатогенных грибов отмечается.многими'авторами (woed, Tv'«it ; ; 1955; Еэрух, 1967; Бабушкина, 1971; Стаце-вич и Бозняковская, 1971). В связи с этим нами была проведена работа по выявлению активных антагонистов непосредственно по ' отношению к H.eatlv-u» * среди выделенных нами изолятов гри- -бов и актиномицетов. * ". ' . '■

- ГРИШ /И АгаШОШ^ТЫ-АНТАГОНИЛЫ К Н. S АНТОН Среди: многих факторов, ншяюиих на развитие фитопатогенных грибов в почве, большую роль играет антагонистическая почвенная микрофлора*.которая не только„окагцвает воздействие на патоген» но в некоторых случаях повышает устойчивость растения к заболеваниям:( Harper , IS50;' фасильииков, 1958). ' Однако,/при длительном действии ыияробов-антагоаистов, продуцирующих антибиотические вещества, у:некоторых почвенных, фитопатогенов могут возникать нечувствительные к ним формы, . иногда с изменением их клеточных структур ■(Бабушкина, 1971, 1974). Б связи|с - этим представляет ■ интерес'изучение"морфологической изменчивости Н. sativum "под воздействием ризосфер-кых микробов-антагонистов.' ^ '

•■ I. Антаурнистическая активность исслеруемых микрооога^ ; - ■ ■ -""г низмоэ к Н. gatlrua ■,-За весенне-летний период 1973 года из ризосферы пшениоы сорта "Лютеюценс"-758 выделили в чистую культукг 394 изолята

грибов'« из которых 228 проявили антагонистическую активность по отношению к Н. ав«ую* . Среди них мы отобрали 165 яэо-лятов, обладающих наиболее высокими антибиотическими свойствами (зона подавления рос та тест-культуры радиусом 9-29 мы). Из 870 иэолятов выделенных актиношцетов - 459 проявили антагонистическую активность по отношению к Н. яаг*пш.

Как показали напи исследования, число микробов-антагонистов завлекло от вносимых, в почву минеральных удобрений . (табл. 2). 4

Таблица 2

Влияние минеральных удобрений на количество микробов, {антагонистов в почве

Грибы . Актиномицеты .

Вариант абс.число %% к ах об- абс.чис- %% к их об-

щему числу до тему числу

Контроль ' . 30 13,1 60 13,1

р 29 12,3 81 17,6

■ - \ ИЗ 49,6 124 27,0

НРК - 57 25,0 194 42,3

Из таблицы видно, что наибольшее влияние на развитие в ризосфере пшеницы грибов-антагонистов наблюдалось при внесении азотного удобрения (49,6%), актиношцетов - ЯРК (42,ЗЯ). Внесение фоофора под пшеницу не оказало влияния на численность антагонистов, количество их оставалось на уровне контроля. Наряду с этим, удобрения оказывали влияние не только, на численность грибов-антагонистов, но и на их видовой состав. Наиболыпее - видовое разнообразие обнаружено в почвах с

азотным удобренвек - 18 видов, в варианте о»РК - II, в-поч- . ваг с внесением фосфорного* удобрения 3 вида. :

Среди обнаруженных видов грибов-антагонистов есть формы, которые представлены в сообществах грибов в почвах всех вариантов опыта. Таковыми являются Peaicllllun с&гувовмздш ТЬом, P.funleuloeraa Thon, Р.frecuentan® ffestl., îrlchoderma Tix-ide ?era. ex s.p.Gray . Другиевиды встречались ТОЛЬКО В определенных вариантах опыта. Так Trichoderma harxianum

* х-

Rifai, Peaicllllim rarltbil« Sopp, P.crweo-grioeue Cbel., P.perpuregwm» Stall, Aspergillus wentll Web*. , A.fumlgatua

7r«e. бшпг обнаружены только в почвах с азотным удобрением. Peniellllte ер. (ближе к P. freqvientaM ), р. Bimplicieei-шив Т*вм в почвах С * РК. Грибы вида ïaolcillium fu»lcu-loeua наиболее часто встречались в почве с минеральным азотом: из бб изолятов этого вида - 30 выделено из почв данного варианта. Ряд авторов установили, что втот вид гриба четко приурочен х почвам с азотным удобрением и, видимо, его можно . считать жадшкаторной формой для данного удобрения ( Kaufman, Т1111яв8 * 1965; Карфенина, Мирчивх, 1975)^

Исследуеше изоляты грибов-антагонистов различались по степени антагонистической активности к Н. е«*1тш .Высокуп активность проявляй грибы рода Trlcbodema Тете, ex Рг..которые давали зону угнетения роста тест-культуры радиусом 18-: 29 им. Среди видов рола penicillin* LimJc ei Рг. наиболее активными били P-fuaiculeeu», P.cjclopltm Vaetl., P.eiigrlcane (Beim.) Then -, дававшие зону радиусом Э-18 мм. Видовой со-"став грибов-антагонистов рола A«p«rglllua Kick. «i tr. иало

г.;г '12 ' : разнообразен. Среди них можно выделить А. гию1£аеив , отличающийся высокой антагонистической активностью (зова подавления роста 9-15 ми).. Большой интерес представляет танке фор- , ыа проявления этой активности микроорганизмов-антагонистов соотношению к Н* - ваИуив ... Антагонист может временно сдержи- ::; вать развитие патогена. Цри этом, обычно вначале между куль-., турами при' совместном выращивании на чашке Петри есть зона, которая постепенно зарастает мицелием обоих .кшфоорганизмов ; (форма!- !). Антагонист подавляет развитие патогена, между. " ниш образуется чистая зона, которая не зарастает мицелием патогена (форма - 2). Первая форма взаимоотношений между грк-^ бами-антагонистаыи и Н. в&здпш -отмечена у 70 иэодятов, что ": с оставляет 42,4? от'общего числа выделенных грибов-антагонистов. Они отнесены к видам, среди которых наибольшее число относится к роду Реа1с1111иж . Вторая форма била отмечена у 37 изолятов - представителей 8 видов,' что составляет ■22,4% от общего числа грибов-антагонистов. Грибы рода сй»£ег*а проявили только. 2-ю форму взаимоотношений с Н. ва~ Ч1тим

Из 459 изолятов ектиномицетов-антагонистов 132 были на- '. иболее активными (с радиусом зови подавления роста тест-культуры 5-15 мм). Наибольшее их число выделено из ризосферы вицы при внесении в почву полного минерального удобрения . (60,1/Е от обоего числа активных антагонистов). Удобрения оказывали влияние не столько на разнообразие группового состава -актиномяцетов, сколько на численность,их представителей (табл.3). Так, при внесении в почву *РК из ризосферы пшеницы '

выделено 48 изояятов - представителей группы У1о1«сеив, что составляет 37,1^ от числа наиболее активных актиномице-тов-антагонистов; в почвах с азотным удобрением - 7,6$, с фосфорным Второе место по численности занимает груп-

па Сг1веия , обнаруженная преиму иествекно в почвах с Я РК {1Ъ,2%)} в почвах же с азотным и фосфорным удобрением она составила соответственно только 3,0? и 3,8?. :

_ Таблипа 3

Количество актшомицетоэ-антагонистов, выделенных из почв с минеральными удобрениями

-Группы акти-- Зона отсут-

номицетов - ствяя роста. Конт- Р н ■ к РК.

: .,гриба по роль

"■■■■ радиусу Смм) '

СНаОИОСгЕНЕЗ 5-И 0,7 1,3 1,5 4,6

РЬАТиЗ " , 5-6 ~ ~

Й1.0В13РШШ ,5-7 - 1,5 1,0- 3,2

ОЫЗБие 5-7 0,8 3,8 3,0 15,2

ЬАШГООШВ 5-10 . - - 2,0 -

ТЕЕМСШДТТО 0,5 1,5 -

ТЮЬДСЕЦЗ 7-15 4,5 6,6 7,6 37,1

. . 41 .....

Примечание: содержание акгиноыидетов дано в %% к их общему ■ . 5 • числу (132 изолята).

Актиномицеты гр. Т1»х»с«чв были самыми активными и давали зону задержки роста тест-культуры радиусом 7-15 мм.Представители группы СЪгошФвежбв и ХдоапАИ** обладали умеренной активность», зовы задержки'роста - 5-11 мм. Остальные

е»

\ V • v: 14

группы еоа меаеа активны - зона подавления 5-8 ым(табл.З).

Баяно отметить, что на 132 изодятов актиномицетов-аята-

гонистов 93 проявили вторую форму взаимоотнапеаий с Н. '.

tub в условиях чистой культуры (70,4? от общего числа), и 1 -

только лияьг 29,6% случаях - первую форму. ,

Однако, форш взаимоотношений грибов- и актиномицето&- ^ '

аатаговястоь с В. aatlTna проявлялись неодинаково. Грибы

рода Ti г»1Ти>||||1ш f? форма) сразу заполняли всю зону, за- -

деряавает рост патогена и впоследствии вызывали его гибель.

Грибы рода prole1111и» задерживали рост тест-культуры* о<5-

раатешя зева ав зарастала/края ее оставались четкими на

сутки инкубации.

При первой же форме взаимоотношений гриба-антагониста с патогеном ввеяале наближажись рыхлые края зов, гриб медленно продвигался до зове. Зова постепенно зарастала мицелием обо-, жх грнбов. Пшба-аатаговистн почти во всех случаях вызывали . обильное спорообразование патогена. Ряд авторов рассматривают усиление репродуктивной активности грибов под действием • -{ _ мижробоэ-аятагоеистсв какзашнтную реакцию и способ к само-; \ " сохранен*» (Нахимовская, Д939; Ctortetraa«», Davie ,." , 1940; ■ . , I9S2).

Вторая форса взанмоотназеняЯ акгнномицетов-аятагонистов с паюгеяои проявлялась следугашм образом. За зоной задержки роста тест-культуры образовывался валик охотного воздушного; усиленно споруларуюшего мицелия гриба, за ним-следо! плотного стерильного белого мицелия.

При первой форме взаимоотношения активомицетов патоге-

' - ... 15

ном, края зоны были рыхлые, гриб постепенно продвигался но ' . * ■4 зове. Актинонвдет, обрастая Опок» спускался на зону, продвигался навстречу любу. Наконец, зова зарастала мицелием ак-тшсмицета и гриба. Актиномицетн во всех формах взаимоотношения сильно подавляла ростовую функцию патогеаа, пигмент»* ни» и спорообразование. Некоторае авторы считают, что уменьшение спороношенвя триба связано с фунгищвшыи воздействием на его культуру ( га*иг1, з*«м«ж , 1964)»

Тагам образом, в подавляющем большинстве случаев (64,9^) грибы-антагонистн проявили первую форму взаимоотношения с патогеном, т.е. антагонизм выражался в задержке роста Н. ; тхш . Лишь в 25,1% случаев греби проявили вторую фодау взаимоотношения с патогеном.

' 2. Морфологическая изменчивость па^руена д^ ^ействяеу антагонистов

\ Изучались взаимоотношения патогена с есследуемыми антагонистами В условиях чистых культур 1п Tl.tr* • МИфОСКСОВ-рованве препаратов показано, что сод воздействием грибав-^ев-тагонястов иногда наблюдается образование хламихосвор в гифах и; иига . Завершая свое образование, хланндоспора вначале мало чем отличается от ояружагшх клеток вегетативного -мицелия, позднее ее клеточная оболочйа уплотняется, содержимое клетки становится более тешим, повивается зернистость цитоплазма. В некоторых случаях ллегкя мицелия патогена сильно укорачивались, становились более тешыни, толстостенными, приобретали округлую форму, такие клетки надшивали хламидо-споры. Иногда они составляли целые цепочки. Довольно часто в

гифах гриба происходило образование разбухших меток,-толсто^ стенных, крупных, неправильной формы, чаие вытянутых с зер-". нистым содержимым,", напоминающих," ewoile* ceil " (рис*1) . ; . ( Park ,1954).'Иногда гифа полностью состояла из таких клеток и была подобна дауермгцелию у Verticilliuu dahlia« (Бабушкина, 1971). В другом-случае содержимое этих клеток ваку-, авизировалось, клетки сильно разбухали Чрис.2), впоследствии '

СТШОВИЛВСЬ ПОЧТИ ИЛИ СОВСеМ ПУСТЫМИ, . . :

Актин омще ты-антагоаисты вызывали: образование хламидо^: епороподобного мицелия- (рис.3).' Темноокрашенные хламидоспоро-лодобные клетки-с 'зернистым'содержимым частично почковались, впоследствии прорастали многочисленными ростками (рис.4),В большинстве случаев мы отмечали образование " wraii«n о«11 " йктеркалярно.в гифах мицелия патогена. Иногда из них состояла полностью ростковая трубка. -Парк ( ParitN,. 1954) рассмат- : ривает " в»о11«а свИ " как' защитные структуры, образующие-" ся способом сходным с хлзыилоспорами: Образование подобных -.' клеток в мицелии Н.. sativum наблюдала Скплятика (1970), при подсеве'к культуре патогена бактерий-антагонистов,и Гре- " бенчук (1963) пся действием микроскопических грибов ln vit-гв ив естественной почве. Аз ас и Сулиа ( Azeez, Sullia 1973) при действии фусгистагических веществ на прорастание спор Бг«сЬя1ега п»оо1«ва -.получили аналогичные нашим ре- : зультаты, В.И. Билай с соавторами (1975) отмечала хлашдоспо-. роподобный мицелий у некоторых видов грибов рода Fusaritm при культивировании их на.средах с различными источниками -'-у' углерода, Г.Д.\ Успенская с соавторами £1976) установила у не-

- > *, ; ' которых видов рола ЛвоосЬу^ЫЪ. образование подобного ми- .

• целкя пад воздействиеыпочвенянх-шкроскопических грибов и^:;.^:.; - . в естественно^почве^ Это согласуется с нашими данными 2 ука- "'л': ■/' зывает на общность реакдий разят,патогенов 'в образовании по--'; ; !' каятхся структур при воздействии различных факторов, в том ■ ■ , числе микроорганизыов-антаьокистов. Нами не установлено раз- . • •' ' личий в образовании мицелием зашткнхыорфологических. ' "

тур патогена под воздействием актикомицетов'или грибов, про- . . ' явивших различнее формы взаимоотношения с нш_ипоэтому все • •...

V микроскопические картины описывали, не указывая номер изоля- ■■ ; •

.та* -.г..

-■'-: Широко распространено'мнение,..что пигментированные гифк'- /■

■ _'- шш другие жизнеспособные диаспоры гриба шест текдендиг лу ч-''

■ ■ ■ -> ше сохраняться в почве и быть устойчивее к лизису, чем4бес-

.'.,..■:'' цветные структуры ( ¿1ш1егши1~1еиа*м, 1966; Ыоуй, ь»в«о*Д • ' ' 1966; рха, ВоЬ«гЬво* С , 1970; Мврчиик, 1976). Устойчивость- ! ' пигментированных структур к разрушению литическими ферментами '."- ; микробов связывает с меланиновой природой пигмента. Поэтому - " '* •: ' : иы мохем предполагать, что актшщшщетн, внзывашие в боль- / шинстве случаев подавление пигментации,У патогена, повывают " . ■• ■ : : ■ ' чувствительность его к действию литических ферментов микроор-. ^ \ : ганизнов. Возможно,, те защитные структуры,;которые гриб образует в ответ на действие антагонистов, значительно повышает . " «его устойчивость к действию энзимов в естественной'почве.: - Я - Можно предположить, что грибы способствуют выкиванию патогена ,

,..,■'- в почве, поддерживая его* в покоящемся(фунгистатическоы) со-: -\стоянии при неблагоприятных условиях.. Ибо усиленная спорудя- . .-.'-; аия гриба и образование покоящихся структур благоприятствует *

<

с . его сохранении в почве..-Ряд.авторов указывают на слабую ми- -■■■,. " колитическую активность грибов ( »«1»ш*в , 1934; Сейкетов, . 1951). С другой стороны, потеря пигментации и спорообраэова- -..

• С для ивгибирует развитие популяции Н. oatlrrai . Кроме того,

• актиномицетн облакам способность» непосредственно .разрушать , - '

А ыицеляй гриба, о чем свидетельствует развитие мицелия актино- ; V ;.у. ницетов на гифах H.aatl*u» и последущиы его лизисом, что V"

I неоднократно наблюдалось в'яаших опытах. "■ , " ■■ . *-,

' Представляется, что'в почвах с внесением азотных удобре-

;' ний большая часть жизнеспособных качал патогена' сохраняется, -i^:. :; в покоящемся состоянии; в вариантах'с иРК большая их часть -;*_

..' ' ингибируется под воздействием актиномицетов-антаггапстов.Воз- , -г : : можно, поэтому в почвах с HPK численность.конидий гриба нав-~ .меньшая. ' ' "■'-.-

СОХРАНЕНИЕ И ВШИВАНИЕ Н. ЗАПТОМ ■ В ПОЧВЕ." % Сохранение Н. eatlrua в почве находится в тесной зави-

симости от климатических условий эколого-географических эой. - ч

Существенным аспект еж этой проблемы является решение вопроса ■

- об относительной патогенности конидий, перезимовавших на рас-тигельных остатках и непосредственно в почве.а также образу-

'вт ли H. MttT» защитные структуры в почве в естественных :: Условиях подобно, тем,. что ■ мы отмечали при^ воздействии отдель- •

' ^шх антагонистов Im ritr«. v Возмоаиости сохранения Нт catlvup ■ в почве

о ; * Данные опыта, заложенного на зимний период 1973-1974 гг. ., : "

■\'У'*. ■-свидетельствуют о том, что патоген преимущественно сохраняет- "

- ся на растительных остатках, где число жизнеспособных конидий / ' . • • после перезимовки составляет почти Э9#. Наши результаты со-

гласуется с точкой зрения ряда исследователей, которые свя- V зквают существование фитопатогеновв почве именно с расти- , тельными остатками ( Ав*аг ,1949; Горленко, Воронкевич,1950; -, Т-шеневич в др.,1962, 1974). "" :

До мнению некоторых авторов ( И1Ь*1ш ,1950; 'бахте-и,. 19601 ■ ,1961) Н. ва*1тии не обладает конкуренте^:

способным сапрофитизмсм. Вероятно, поэтому его жизнеспособ-кость в зимний период. главным образом зависит' от интенсивно-, сти развития сапрофитной микрофлоры на растительных остатках " и скорости их минерализации; последняя в свою очередь зависит от климатических условий. Вероятно, в условиях зимнего перио- -да Сибири, когда'активность почвенных микроорганизмов понижена, патоген свободно может сохраняться на растительных остат- -

•и

ках до весны.

Наибольшее количество больных ростков пшеницы сорта-"Краснозерная" кы наблюдали при заражении их суспензией конидий Н. в»М.тшв с растительных остатков, перезимовавших'в не- -стерилизованной почве (37,2?). Конидии, сохранявшиеся надо-средственно в почве стерилизованной'и нестерилизованноЯ, обладали фактически одинаковыми патогенными свойствами: развитие, болезни проростков пшеницы.при заражении ими составляло 12,8?\ и 11,5?. Наши наблюдения согласуются с данными,СкилягиноЙ ... (1975). ' " - '

2. Возможности выживания Н. еу^уд» в прчве ' Исследования о возможности выживания конидий Н. в почве в полевых.условиях проводились по специально разработанной нами методике. Стекла с культурой Н.ваЗДпш помещались

в ризосферу.растения-хозяина в вне ее. Последующее,ыикроско-/;", ■ ;■■;.;.. -пическое изучение препаратов показало,• что конидии, находя: >Л:;' щиеся вне ризосферы корней растения» прорастали слабо, клет- ; .-. кл ростковых трубок у них заметно укорачивались, имели голе- ■ J -• " - тые стенки, разбухали, приобретали неправильную форму, отли- ■ V Л-";-.Гнались высокой вакуолизацией протопласта. В ряде случаев от- . . . дельные клетки ростковых трубок или мицелия начинали янтен-,сивно делиться, образуя структуры подобно микроеклероциям T«rtieillln» djJill*« (Бабушкина; 1971}, ыицелиальныы хламз- - -~доспораы в виде клубочков или узлов у ряда видов рола Fue»- -' rlun (Видай а др.', 1975). Имелись структуры конусообразные ".' ,

/или неопределенной формы в виде разрастания большого размера. :>*'/"Одниклеткитаких структур давали качало^роста (рис.6),'ди-гие нет (рис.5). Наблюдения-за выживанием Н. *«11тиш в поч-•• - ве в естественных условиях и при воздействии отдельных микроорганизмов-антагонистов i» vitr» .показывают, что образуемые_

.грибом морфологические структуры в обоих случаях идентичны. '..

Это дает'основание предполагать, что выявленные нами структу- -У-

.ры есть защитные приспособления, позволяющие грибу вщщвать '/■■'.'-: в почве при неблагоприятных условиях. • - ; : :

:■'; В некоторых конидиях была отмечена дегенерация внутрек-них клеток; в то время как клетки других конидий оставались :;~J-. А неповрежденными благодаря.преврашению их в хламидоспоры. Та-V кие конидии были способны к прорастанию. Конидии гриба вне /ризосферы корней растения, как правило, погибали, если ве бы-

• • . ли способны образовать описанные выше структуры. .

• '^'V- 'На препаратах, извлеченных из почвы, мы не наблюдали.ли- ' ■ *■'"

зис гиф патогена.под воздействием грибов, что подтверждается данными ряда авторов о слабой литической способности их вообще ( Weia41tag ,.1934; Сейкеtob, 1956) и антагонистической во отношению к H.BatlTtm; '.: ( Mollleoa ,1953; Campbell , 1956); Среди почвенных микроорганизмов в естественных,уеловиях'груп-па актиномицетов^обладала большей антагонистической активностью к Н. sativum .Воздействие актякомицетов в почве сопровождалось потерей пигментации гиф и конидий гриба, что также отмечалось нами и , ia Tltro. '

При помещении конидий патогена в почву на поверхности -.": поврежденных грибных структур о помощью электронного микроскопа быяо замечено скопление бактерий и актиномицетов ( Old, 1967; »ayfleld «t al. ,1972; Weng, Old: ,1974). Авторы так же, как, и мы, не каблшали лизис фрагментов гифы гриба,конидий под воздействием микроскопических почвенных грибов.Воздействие акткномицетов в почве сопровождалось„лотерей пигментации гиф и конидий гриба.

Приведенные сравнительные данные, полученные нами при _ изучении взаимоотношений аятагониста и патогена lm vltr»t ■ развития Н. aattv» в почве в естественных условиях подтверждают, что актиномицеты являются главными антагонистами подавляющими развитие патогена в почве. ' '' '

ВЫВОДЫ

I. Взаимоотношения микроорганизмов-антагонистов с Н.,в*~ tiruM могут быть разделены на 2 основные формы: антагонисты, временно задерживающие рост патогена (l-я форма) и образующие постоянные зоны подавления роста патогена, не зарастающие ми-

целием (2-я форма^ Среди выделенных грибов-антагонистов преобладали измяты с 1-й формой взаимоотношений с Н. пина , а среди актиноиицетов - со 3-й формой.

2. Наиболее активными антагонистами по отношению к Н.м-■Ито» в условиях чистых культур являются виды грибов из родов ТПсЬойвгжл и РЫсИИ«! и актиномицеты из группы

3. Исследуемые грибы-антагонисты при воздействии на Н. ■аитш 1п vi.tr« стимулировали спорообразование патогена; актиномицеты, напротив, угнетали спорообразование и пигменто-образованиеу гриба.

4; Установлено, что в естественных условиях наиболее активными антагонистами к Н, мИтт являются почвенные акт»-, номицеты; они оказывают определяющее влияние на уменьшение чиоленности конидий патогена в почве,

5. Показано, что минеральные удобрения * и ЯРК, вносимые в почву выщелоченного чернозема, увеличивают в ней общую численность почвенных микроорганизмов, изменяют их ассоциацию в

I

сторону увеличения актиномицетов и грибов.'Полное минеральное удобрение(нрк) стимулирует развитие ажтиномицетов-антагонистов, аз отное(н)-грибов-антагонистов,

6. Впервые выявлены покоящиеся структуры у Н. »аЗДгпв , позволяющие патогену сохраняться в сапрофитной фазе развития

в естественных условиях - непосредственно в почве. Образование покоя'яихся структур наблюдалось нами непосредственно в почве я под воздействием микроорганизмов-антагонистов vi.tr».

7. Показано, что клетки конидий Н, «««тиш в почве

трансформировались в хламидоспоры. ■ - ..-:;'■

8. Установлено, что в условиях Новосибирской области ко- . нидии н, sativum в зимний период сохраняются преимуществен--, но на растительных остатках; они, как сразило, болееагрес- ' сиены, чем сохранявшиеся непосредственно в почве.

По-теме диссертации опубликованы следующие работы:■ I. Афанасьева М.М., 1975..Рост и развитие Н.sativum в -почве..Тезисы докл. на 1-й республиканской конференции "Систе-; матика, экология"и физиология, почвенных грибов", стр. 137-138, Киев.

Z. Афанасьева М.Ы., 1975. фунгистатическое действие поч- . вы и выживаемость конндий | Helmintliooporium satlvxan. Раазо. i King et ВаИсе7 Микология и фитопатология, т.9, в.5, стр.' 429-431, Тезисы статьи опубликованы В Applied Ecology Abstracts. v.2, p.39» London , 1976 и в Microbiology Abstract», . sec. А, т. 11, p. 80. London, 1976, . i

3. Афанасьева М.М. и ЧулглнаВ.А., 1977. Влияние минеральных удобрений на численность конидий Beluintboeporltm'satinaB ^. Тажпл,, King et ВаЫса в'почве. Микология и фитопатология, т.II, . в. 2, стр. 139-142. ';'-. J ^—V '

' 4. Горлеяко М.В.-и Афанасьева М.Ц.-Почвенные микроскопи-': .ческие грибы.и актиномицеты -'антагонисты HelmintboeporluM aorofctrdamm Sacc.,^ ож-ЭогаМп ; ,. в печати.

Полл/к печапг -7?г л- г*; ф. -

»нз!п.л.J.50 _ Уч.-нзд.л, 0,02 Г \3»каэ " - Тяр«ж iSO '

Изд-во Московского университета, Москва, К*9, 1 уд. Герцева, 5/7.

Типография Нзд-Ej МГУ. Москва, Ленгоры