Гайфутдинова Тезисы

Гайфутдинова Алина Рафаилевна
ФГБОУ ВПО Вятская государственная сельскохозяйственная академия,
г. Киров, Россия
Научный руководитель: Домрачева Л.И., д.б.н., профессор ВГСХА,
НОВОЕ НАПРАВЛЕНИЕ В ОГРАНИЧЕНИИ ФУЗАРИОЗНЫХ
ИНФЕКЦИЙ
Конец XX-начало XXI века – это время настоящего расцвета
фитопатогенных и токсиногенных грибов. Микологи отмечают, что
происходит стремительная эволюция микроскопических грибов в сторону
повышения их агрессивности и вредоносности [3, 5]. Среди микромицетов
– оппортунистов и паразитов – одну из лидирующих позиций занимают
грибы р. Fusarium [5, 4]. Поэтому во всем мире осуществляют химический
и биологический контроль за развитием грибов этого рода. В качестве
биоагентов используют микробы-антагонисты разной систематической
принадлежности, эффективность применения которых зависит от
биотических и абиотических факторов.
Цель нашей работы: изучение антифузариозной активности
различных видов микроорганизмов и химических соединений.
Объектами исследования были: фитопатогенные микромицеты
Fusarium оxysporum и F. solani, предоставленные нам д.б.н., заведующей
лабораторией иммунитета и защиты растений НИИСХ Северо-Востока
Т.К. Шешеговой, лицензированные препараты Триходермин (культура
гриба Trichoderma lignorum), Гамаир (Bacillus subtilis), культуры
цианобактерий (ЦБ) Nostoc muscorum и Fisсherella muscicola из коллекции
фототрофных микроорганизмов кафедры биологии растений, селекции и
семеноводства, микробиологии ВГСХА, а также природные биопленки с
доминированием Nostoc commune. Культурам ЦБ дали условное название
агроциан. В качестве химического фунгицида использовали 0,1% раствор
азида натрия (NaN3).
Определение фунгицидной активности препаратов проводили по
стандартной методике. Предварительно на агаризованной среде Чапека
вырастили культуру гриба. Затем на двухнедельные газоны F. оxysporum
вносили испытуемые препараты. Через неделю проводили снятие опыта, в
ходе которого измеряли диаметр зоны лизиса мицелия (табл. 1). Для
изучения состояния популяций гриба в зонах лизиса проводили
микроскопирование, которое показало, что популяция данного
фитопатогена представлена, в основном, хламидоспорами.
Таблица 1
Степень литической активности различных препаратов
Препарат
1. Триходермин
2. Гамаир
3. Азид натрия
4. Агроциан 1
5. Агроциан 2
6. Агроциан 3
Организм
Trichoderma lignorum
Bacillus subtilis
Nostoc muscorum
Fisсherella muscicola.
Биопленки с доминированием Nostoc
commune
Зона
лизиса, мм
15
8
45
13
20
13
Установлено, что наибольшей антифузариозной активностью против
фитопатогенного гриб F. оxysporum обладают Fisch. muscicola и 0,1%
раствор азида натрия (табл. 1) [2]. Оба препарата перспективны в
дальнейшей разработке, так как обладают высокой степенью
экологической безопасности. В случае ЦБ – это реинтродукция в почву ее
постоянных фототрофных недобионтов, а 0,1 % раствор азида натрия
показал себя нетоксичным для почвенной микрофлоры в раннее
проведенных экспериментах, включая полевые опыты [1].
Следующим этапом работы было испытание Fisсh. muscicola на
растениях ярового ячменя сорта Эльф, искусственно зараженных
F. оxysporum и F. solani.
Для этого семена ячменя были посеянны в стерильную почву, с
суспензией фузариозных макроконидий с титром (1,2±0,2)•107/мл, и с
интродукцией Fisсh. muscicola.
Наблюдения за развитием растений проводились дважды: на 3-и
сутки определялась энергия прорастания, а на 7-е морфометрические
показатели растения (табл. 2).
Таблица 2
Влияние фитопатогенных грибов рода Fusarium и ЦБ Fisherella
muscicola на морфометрические показатели ячменя сорта Эльф
Вариант
Fusarium solani
Fusarium solani+Fisherella
muscicola
Fusarium оxysporum
Fusarium оxysporum +Fisherella
muscicola
Высота
проростка,
см
6,08±2.4
Длина
корней,
см
16.96±5.6
Сухая
масса, г
Энергия
прорастания,%
1.33±0.05
94,3
6.31±1,9
20.29±8.23
1,63±0.2
97,7
0,77±0,17
1,15±0,57
1,55±0,03
98,9
0,50±0,13
1,58±0,50
1,54±0,09
25,7
Фишерелла оказала подавляющее действие на развитие F. solani, так
как в ее присутствии увеличилась энергия прорастания семян. На F.
оxysporum она такого действия не оказала, напротив, в этом варианте
энергия прорастания ниже, то есть взаимодействие гриба и ЦБ тормозит
развитие растений. Из данных, приведенных в таблице 2, видно, что
Fisсh. muscicola снижает угнетающее действие F. solani на растение, что
проявляется в увеличении высоты проростков, длины их корней и сухой
биомассы. Однако подобного антифузариозного действия данная ЦБ не
проявляет по отношению к другому фитопатогену F. оxysporum.
Таким образом, исходя из первых результатов рекогносцировочных
опытов, можно судить о ЦБ Fisсh. muscicola как об биоагенте
направленного действия против F. solani.
Третьим этапом исследований было полевое испытание
эффективности Fisсh. muscicola и азида натрия на декоративной культуре
подсолнечника сорта Медвежонок.
В качестве источника инфицирования в опыте использовался
F. solani., так как ранее было установлено, что ЦБ Fisсh. muscicola более
эффективна против него. Химический протравитель - 0,1% раствор азида
натрия.
Опыт проводился в цветнике, разбитом в центре города Кирова на
перекрестке улиц с интенсивным движением. Варианты опыта были
размещены на делянках площадью 0,25 м2. Перед посевом семена в
зависимости от варианта, искусственно инфицировались фитопатогенным
грибом F. solani и выдерживались в испытуемых препаратах. Опыт
включал следующие варианты (3-х кратная повторность): Контроль (вода),
F. solani, Fisсh. muscicola , азид натрия, F. solani + Fisсh. muscicola , F.
solani + азид натрия, Fisсh. muscicola + азид натрия , Fisсh. muscicola + F.
solani + азид натрия.
Опыт продолжался в течение 4-х месяцев. При снятии опыта в
первую очередь проводили измерения высоты растений и количества
соцветий на одно растение.
Наблюдения показали, что используемые препараты оказывают
разное действие на развитие вегетативных (высота) и генеративных
(количество соцветий) органов.
По высоте растения четко разделяются на 2 группы (рис.1).
Обработка семян монопрепаратами не существенно влияет на этот
показатель, в то же время обработка комбинированными препаратами во
всех случаях стимулирует нарастание стебля, особенно явное при
сочетании F. solani и азида натрия.
Внешних признаков заболевания обнаружено не было. Увеличение
высоты стебля прошло без негативных для растений последствий, то есть
без полегания.
Контроль
92,00
Fusarium solani
90,00
Fischerella muscicola
88,00
азид натрия 0,1%
86,00
84,00
82,00
80,00
Высота растения, см
Fusarium solani + Fischerella
muscicola
Fusarium solani + азид натрия
0,1%
Fischerella muscicola + Fusarium
solani + азид натрия 0,1%
Fischerella muscicola + азид
натрия 0,1%
Рисунок 1. Изменение высоты декоративного подсолнечника сорта
Медвежонок при искусственном инфицировании семян фитопатогенным
грибом F. solani и обработке антифузариозными средствами
При изучении характера цветения подсолнечника такой четкой
картины не наблюдается (рис. 2).
Контроль
20,00
18,00
16,00
14,00
12,00
10,00
8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
Fusarium solani
Fisherella muscicola
Азид натрия 0,1%
Fusarium solani + Fisherella
muscicola
Fusarium solani + Азид натрия
0,1%
Fisherella muscicola + Fusarium
solani + Азид натрия 0,1%
Среднее количество соцветий на 1 растении,
шт.
Fisherella muscicola + Азид
натрия 0,1%
Рисунок 2. Изменение среднего количества соцветий на 1 растение
декоративного подсолнечника сорта Медвежонок при искусственном
инфицировании семян фитопатогенным грибом F. solani и обработке
антифузариозными средствами
Количество соцветий колеблется от 6 до 16 штук на 1 растение, при
этом только предварительная обработка Fisсh. muscicola + азид натрия и
тройная обработка стимулировали
резкое возрастание количества
соцветий на растениях.
Таким образом, фитопатогенный гриб F. solani не проявил
патогенных свойств по отношению к подсолнечнику сорта Медвежонок.
Предварительное замачивание семян в одинарном инокуляте Fisсh.
muscicola , F. solani, азида натрия почти не сказалось на дальнейшем
развитии растений. В то же время любая бинарная комбинация препаратов
стимулировала рост растений.
Главным критерием оценки декоративных культур является обилие
цветения. По этому показателю стимулирующее воздействие на
образование соцветий оказала обработка семян Fisсh. muscicola +азид
натрия и тройная обработка. Следовательно, ЦБ Fisсh. muscicola в
сочетании с азидом натрия можно рекомендовать как действенное
средство для улучшения декоративных свойств подсолнечника сорта
Медвежонок при выращивании в городской среде.
Список использованных источников:
1. Гайфутдинова А.Р., Влияние различных концентраций азида натрия на
почвенную микрофлору//Бизнес. Наука. Экология родного края: проблемы
и пути их решения. Материалы Всероссийской научно-практической
конференции-выставки экологических проектов с международным
участием. Киров, 2013. с. 304-307.
2. Елькина Т.С., Гайфутдинова А.Р., Домрачева Л.И., Антифузариозная
активность различных препаратов//Бизнес. Наука. Экология родного края:
проблемы и пути их решения. Материалы Всероссийской научнопрактической конференции-выставки экологических проектов с
международным участием. Киров, 2013. с. 226-228.
3. Монастырский О.А. Мониторинг токсинообразующих грибов
зерновых злаков // Агрохимия, 2001. № 8. С. 79-87.
4. Стогниенко О.И., Шамин А.А. Микологическая индикация
фитопатологического состояния почв свекловичного агроценоза //
Биодиагностика в экологической оценке почв и сопредельных сред: Тез.
докл. Междунар. конф. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013. С. 201.
5. Шешегова Т.К. Мониторинг патогенной и сапрофитной микрофлоры
на посевах озимой ржи в Северо-Восточном регионе Нечерноземной зоны
Российской федерации // Матер. Всерос. науч.-практ. конф. Вопросы
экологии и природопользования в аграрном секторе. М.: АПК., 2003. С.
285-289.