344

Ñîâðåìåííûå ïðîáëåìû ïðèðîäîïîëüçîâàíèÿ, îõîòîâåäåíèÿ è çâåðîâîäñòâà
344
ФИТОПАТОГЕННЫЕ ПСЕВДОМОНАДЫ КАК ЭТИОЛОГИЧЕСКИЙ АГЕНТ
БАКТЕРИОЗОВ СЕЯНЦЕВ ХВОЙНЫХ: ВЫДЕЛЕНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
И.П.Погорельский, А.А.Лещенко
Вятский государственный университет, г. Киров
Бактериальные и грибковые забо
левания являются причиной гибели
лесных насаждений на площади около
5 тысяч гектаров ежегодно (1). Однако
основная проблема связана не столько
с поражением многолетних растений,
сколько с отпадом сеянцев, в частно
сти хвойных пород, при их выращива
нии в лесопитомниках, что делает эко
номически неоправданным получение
посадочного материала (2).
Фитопатогенные бактерии, по дан
ным И.Д. Городницкой и А.Б.Гукасян (2),
вызывают некрозы и хлорозы хвои,
бактериальный ожог хвои и стволиков,
сосудистый бактериоз, почернение и
усыхание верхушечных почек и основа
ний хвои и стволиков, образование опу
холи у прикорневой шейки, увядание и
полегание всходов при поражении кор
невой системы. Антропогенные воз
действия на экосистемы вызывают на
рушение их гомеостаза, что способству
ет переходу сапрофитных видов бакте
рий к паразитизму, в том числе и псев
домонад, широко распространенных в
экосистемах. Механизмы, посредством
которых осуществляется эволюция
свойств бактерий, разнообразны и до
конца не расшифрованы (2, 3). Их изу
чение является актуальной научной за
дачей и необходимым условием раз
работки конкретных мероприятий для
защиты растений от фитопатогенных
бактерий.
Среди бактериозов, поражающих
посадочный материал хвойных расте
ний, описаны вызываемые бактерия
ми Pseudomonas fluorescens и Pseu
domonas syringae почернение и усыха
ние верхушечных почек, оснований хвои
и стволиков и, соответственно, бакте
риальный ожог хвои и стволиков (2). В
то же время микробиологическим ас
пектам указанных бактериозов в науч
ной литературе уделено минимум вни
мания. В этой связи, целью исследо
ваний было выделение, идентифика
ция и изучение свойств P.fluorescens и
P.syringae – возбудителей бактериозов
сеянцев сосны обыкновенной (Pinus
sylvestris) в лесном питомнике Киров
ской области.
Для выявления фитопатогенных
псевдомонад отбирали больные сеян
цы с манифестной формой поражения.
Выделение культур псевдомонад про
водили по общепринятым методикам
(4) путем посевов гомогенатов пора
женных тканей на плотные питательные
среды, цетримидный агар и агар с ван
комицином. При идентификации бак
терий использовали определитель
Берджи (5), а также ряд пробирочных
тестов и планшетов с микропробирка
ми фирм PLIVA a.s. (Чехия) и BIO
Рис. 1. Рост бактерий P.fluorescens (1), E.herbicola (2) и P.shigelloides (3)
на плотной питательной среде
MERIEUX (Франция). В последующем у выделенных культур был определен
плазмидный состав (6), изучены чувствительность к антимикробным препа
ратам и дезинфектантам (1% раствору монохлорамина и озонированному фи
зиологическому раствору с концентрацией озона 410 мг.л1), вирулентность
для белых мышей и фитопатогенность при заражении индикаторного вида
растений – редиса (Raphanus sativus L. Var. Radicula Pers).
Углубленное изучение выделенных культур микроорганизмов по культу
ральноморфологическим, биохимическим и другим свойствам показало, что
бактерии P.fluorescens обычно находятся в ассоциации с другими бактерия
ми – Ervinia herbicola и Plesiomonas shigelloides (рис. 1). Бактериям P.syringae
часто сопутствуют бактерии E.herbicola. В ряде случаев из загнившей пер
вичной хвои и корешков кроме указанных двух видов бактерий были выделе
ны также микромицеты Trichothecium sp. и Fusarium sp., что свидетельствует
о наличии смешанной инфекции.
В мазках, приготовленных из чистых культур P.fluorescens и P.syringae и
окрашенных по Граму, выявляются одиночные грамотрицательные палочки с
закругленными концами размером 0,60,7х1,82,0 мкм в первом случае и 0,5
1,0х1,5х4,0 мкм во втором случае.
При электрофоретическом исследовании плазмидных ДНК, выделенных
из изучаемых бактерий, было установлено, что в клетках бактерий P.syringae
присутствуют две плазмиды с молекулярной массой 20 и 36 МДа, а в клетках
бактерий P.shigelloides имеется одна крупная плазмида с молекулярной мас
сой 85 МДа. Все три плазмиды оказались нетрансмиссивными.
Результаты определения чувствительности исследуемых бактерий к анти
микробным препаратам представлены в таблице.
Очевидно, что устойчивость бактерий P.fluorescens и E.herbicola к испы
танным антимикробным препаратам носит хромосомный характер, а бакте
рий P.syringae и P.shigelloides может иметь смешанный (плазмиднохромо
сомный) характер.
В экспериментах фитопатогенные псевдомонады P.fluorescens и P.syringae
проявили высокую чувствительность к бактерицидному действию раствора
монохлорамина и озонированного физиологического раствора.
Введение бактерий P.fluorescens и P.syringae внутрибрюшинно белым
мышам позволило сделать однозначный вывод об их непатогенности для это
го вида животных. В то же время выявлена их фитопатогенность. Так, при
инъекции культуры P.fluorescens (либо P.syringae) в ткани сформировавших
ся проростков редиса уже на 2 сутки в месте инъекции наблюдалось почерне
ние (рис. 2), после чего проростки загнивали.
Полученные данные, касающиеся свойств бактерий P.fluorescens и P.syringae,
Рис. 2. Развитие бактериоза на месте инъекции культуры фитопатогенных
псевдомонад в ткани проростков редиса
цев сосны в закрытом грунте, которое продолжается в лесопитомнике в течение 2
лет до момента посадки на лесокультурные площади. Мы полагаем, что сочетан
ное использование цианобактерий и водной суспензии нанокластеров серебра
для проращивания семян сосны будет способствовать получению жизнеспособ
ных полноценных саженцев.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Лисичкин В.А., Шелепин Л.А., Боев Б.В. 1997. Закат цивилизации или дви
жение к ноосфере (экология с разных сторон). – М.: «ИЦГАРАНТ», 352 с.
Городницкая И.Д., Гукасян А.Б. 1999. Бактериальные заболевания сеянцев
хвойных в лесных питомниках Средней Сибири // Микробиология. Т. 68. № 2.
С. 227231.
Великанов Л.Л., Сидоров И.И. 1988. Экологические проблемы защиты рас
тений от болезней // Итоги науки и техники. Защита растений. Т. 6. С. 141143.
Гвоздяк Р.И., Гойчук А.Ф. 1979. Методы выделения возбудителей бактери
озов древесных пород. – Киев: Наук. думка. 165 с.
Определитель бактерий Берджи. В 2 томах. 1997. Т. 2 / Под ред. Дж. Хоул
та, Н.Крига, П.Снита, Дж.Стейли, С.Уилльямса. Пер. с англ. под ред. Г.А.За
варзина. – М.: Мир, 800 с.
Casse F., Boucher C., Julliot J.C., Michel M., Denarie L. 1979. Identification and
characterization of large plasmids in Rhizobium meliloti using agarose gel
electropharesis // J. Gen. Microbiol. Vol. 113. № 2. – Р. 229242.
Городницкая И.Д., Якименко Е.Е. 1996. Агрохимические и микробиологи
ческие свойства почвы лесного питомника на юге Красноярского края // Поч
воведение. № 10. С. 12471253.
Домрачева Л.И., Трефилова Л.В., Дудоладова Т.М., Дудоладов А.В. 2004. Ре
дукция фузариозных инфекций сеянцев сосны с помощью цианобактерий //
Актуальные проблемы регионального экологического мониторинга: теория,
методика, практика. Киров: Издво ВятГГУ. С. 135137.
Михалева М.В., Павлов Г.В., Павлова В.Г. 2006. Перспективы нанобиологии
как науки // Ветеринарная медицина. № 1. С. 2324.
Таблица
Характеристика выделенных бактерий по спектру и уровням устойчивости к антимикробным препаратам
гентамицин
тетрациклин
хлорамфеникол
клафоран
пефлоксацин
триметоприм
сульфазин
0
0
100
0
0
0
100
50
0
0
10
0
0
0
50
0
10
50
25
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
100
0
0
20
0
0
0
100
100
0
0
200
200
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
фуразолидон
канамицин
300
200
100
0
рифампицин
стрептомицин
P.fluorescens
P.syringae
E.herbicola
P.shigelloides
E.coli 803
(контроль)
ампициллин
Вид
бактерий
налидиксовая кислота
Спектр и уровни лекарственной устойчивости, мкг·мл-1
Ìåæäóíàðîäíàÿ íàó÷íî-ïðàêòè÷åñêàÿ êîíôåðåíöèÿ
345
свидетельствуют, с одной стороны, об
их авирулентности для лабораторных
животных, а с другой – об их фитопато
генности. Появлению и возрастанию
численности в почве фитопатогенных
бактерий, псевдомонад в частности,
способствует, по мнению некоторых ав
торов (2), химическая обработка почвы
и посев монокультур в питомниках и лес
хозах. Так, выделенные из почвы питом
ников хвойных растений культуры бак
терий являются более патогенными, чем
культуры тех же видов, выделенные из
целинных почв (7).
Выявленная высокая чувствитель
ность бактерий P.fluorescens и
P.syringae к дезинфектантам вовсе не
означает, что на практике для борьбы с
фитопатогенами в лесопитомниках сле
дует использовать дезинфектанты. В
современных условиях альтернативой
химическому методу защиты растений
является биологический (8). В наших
экспериментах показано, что внесение
цианобактерий в почву вместе с семе
нами или корнями проростков в значи
тельной мере освобождает почву от
фитопатогенов вследствие естествен
ного явления антибиоза между микро
организмами, как об этом пишут авто
ры и разработчики такого экологичес
ки оправданного метода (8).
В последние годы уникальные воз
можности для защиты посадочного ма
териала представляет бурно развиваю
щаяся нанобиология (9). Испытанный в
наших экспериментах новый класс совре
менных материалов – углепласт, содер
жащий нанокластеры серебра, не толь
ко подавлял фитопатогенную микрофло
ру почвы, но и ускорял прорастание се
мян. Предпосевная подготовка семян
будет экономически выгодным меропри
ятием. Разработчики углепласта (9) пред
ложили применять его, в частности, для
водоподготовки, в ходе которой обеспе
чивается бактерицидная обработка про
точной воды любой жесткости. Рабочий
ресурс углепласта, модифицированно
го нанокластерами серебра, свыше 5 лет.
Как сам углепласт, так и полученная с его
использованием водная суспензия мо
гут содействовать выращиванию сеян