Сибирский государственный университет науки и технологий им. академика М.Ф. Решетнева
ФИЦ Красноярский научный центр СО РАН
Россия
ФИЦ Красноярский научный центр СО РАН
Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН
ФИЦ Красноярский научный центр СО РАН
ФИЦ Красноярский научный центр СО РАН
Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН
Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН
Россия
Сибирский государственный университет науки и технологий им. академика М.Ф. Решетнева
Россия
УДК 579.26 Экология микроорганизмов
Цель исследования – оценить перспективы использования сибирских штаммов макро- и микроскопических грибов для биологического контроля корневого патогена Armillaria borealis, который является наиболее распространенным возбудителем корневых гнилей из комплекса Armillaria mellea sensu lato на территории Средней Сибири. В условиях in vitro показаны перспективы использования аскомицетовых (Trichoderma asperellum) и базидиальных (Ganoderma lucidum, Fomitopsis pinicola) грибов для ограничения роста возбудителей армилляриоза. Максимальной антифунгальной активностью обладает штамм К6-15 T. asperellum, быстро и эффективно ингибирующий рост A. borealis на агаризованной среде и растительном субстрате – до 67 и 50 % ингибирования роста соответственно. При контакте мицелия антагониста и фитопатогенов на обоих типах питательных субстратов реакция взаимодействия оценивается в 4 (антагонист обрастает колонию фитопатогена) и 5 (антагонист продолжает расти с неизменной скоростью поверх колонии фитопатогена) баллов. Штамм К6-15 также проявляет высокую микопаразитическую активность (3 балла), колонизируя 100 % площади мицелиальной пленки A. borealis в течение 7–8 сут культивирования. В качестве перспективных биоконтрольных агентов можно рассматривать быстрорастущие сапротрофные базидиальные грибы G. lucidum и F. pinicola. Исследуемые штаммы Fp5-15 и Gl5-16 способны паразитировать на мицелиальной пленке A. borealis (площадь обрастания 100 % в течение 12–14 сут); их антифунгальная активность максимально проявляется на растительном субстрате (52–54 % ингибирования роста фитопатогенного гриба) и превышает показатель штамма К6-15 T. asperellum, а реакция взаимодействия в зоне контакта с колонией фитопатогенов оценивается в 5 баллов.
биологический контроль, корневые патогены, антифунгальная активность, антагонизм, микопаразитизм, Trichoderma, Ganoderma, Fomitopsis
Введение. Базидиальные грибы из комплекса Armillaria mellea sensu lato объединяют свыше 40 видов фитопатогенных грибов, которые являются возбудителем армилляриоза у более чем 230 видов растений-хозяев, в том числе древесных пород, сельскохозяйственных и цветочных культур. Инфицирование растения начинается с корня и распространяется в нижнюю часть ствола. Вследствие отмирания коры и заболони по коррозионному типу разрушаются глубокие слои древесины вплоть до распадения ее на отдельные волокна. Характерные признаки поражения – формирование под корой белого веера мицелия, наличие сети наружных темных ризоморфов и образование базидиом. Наиболее подвержены инфицированию молодые культуры, а также насаждения, ослабленные в результате воздействия неблагоприятных факторов [1, 2]. Наиболее значимым фактором патогенности грибов рода Armillaria является синтез мультиферментного комплекса, что позволяет им эффективно биодеструктировать лигно- и целлюлолитические составляющие растительной биомассы. Кроме того, грибы этой группы синтезируют ариловые эфиры [1, 3], которые способны не только ингибировать клетки растения-хозяина, но и способствуют сохранению мицелия фитопатогена внутри корней, предотвращая их колонизацию конкурентными сапрофитными грибами, в том числе дереворазрушающими.
В настоящее время проблема борьбы с армилляриозом весьма актуальна в связи с серьезными экономическими потерями, которые гриб способен нанести хозяйственно значимым древесным и кустарничковым растениям. Физические методы ограничения развития патогена (выкорчевывание и сжигание зараженных растений, перепахивание почвы), как правило, малоэффективны, поскольку гриб способен распространяться на дальние расстояния за счет спор и ризоморфов. Перспективным способом ограничения грибов рода Armillaria может стать применение быстрорастущих биоконтрольных микроорганизмов, устойчивых к арильным эфирам и способных колонизировать ризоморфы, мицелий и базидиомы фитопатогена. Исследования ряда авторов показывают, что этим критериям отвечают грибы рода Trichoderma: они способны замедлять рост колоний и образование ризоморф Armillaria ostoyae (Romagn.) Herink; проявляют эффективность против возбудителя на корнях цитрусовых растений. С использованием сканирующей электронной микроскопии исследованы механизмы микопаразитизма отдельных штаммов Trichoderma в отношении Armillaria gallica Marxm. – проникновение, скручивание и дезинтеграция содержимого ризоморфов [1, 4, 5]. С учетом перспектив биоконтроля видов Armillaria in vitro с помощью антагонистов и микопаразитов необходимы поиск эффективных бесконтрольных агентов и понимание механизмов взаимодействия в системе патоген – антагонист – почвенная микробиота для разработки эффективных биофунгицидов и их испытаний в полевых условиях.
Цель исследования – оценить перспективы использования сибирских штаммов макро- и микроскопических грибов для биологического контроля корневого патогена Armillaria borealis, который является наиболее распространенным возбудителем корневых гнилей из комплекса Armillaria mellea sensu lato на территории Средней Сибири [6].
Задачи: отобрать штаммы макро- и микроскопических грибов, перспективных для биоконтроля A. borealis; исследовать их гиперпаразитическую и антифунгальную активность на агаризованной среде и растительном субстрате; выявить проявление микопаразитизма в отношении возбудителя армилляриоза.
Объекты и методы. Объектами исследования служили четыре штамма фитопатогенного гриба A. borealis. В качестве потенциальных биоконтрольных агентов использовали микро- и макроскопические грибы, при отборе которых руководствовались анализом литературных данных и собственными исследованиями. Штаммы базидиомицетов Fp5-15 Fomitopsis pinicola (Sw.) P. Karst. и Gl5-16 Ganoderma lucidum (Fr.) P. Karst. не проявляют фитопатогенность, при этом являются быстрорастущими in vitro и могут составить конкуренцию Armillaria при колонизации растительных субстратов. Штаммы были изолированы в чистую культуру из соответствующих базидиом, произраставших на деревьях: Larix sibirica L. (лесной массив на территории Емельяновского района Красноярского края) – при выделении F. pinicola и Acacia Mill. (парковая зона г. Сухум, Абхазия) – при выделении G. lucidum. Штамм К6-15 Trichoderma asperellum Samuels в ранее проведенном исследовании [7] зарекомендовал себя перспективным антагонистом в отношении фитопатогенных микромицетов рода Fusarium. Штамм Ab-17 Fusarium sp. был выделен с поверхности плодового тела A. borealis, что свидетельствует о проявлении микопаразитизма. Все штаммы хранятся в коллекции чистых культур лаборатории лесных культур, микологии и фитопатологии Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН.
Исследование фунгицидных свойств биоконтрольных штаммов в отношении A. borealis определяли методом встречных культур на сусловом агаре и растительном субстрате (опилки березы, опилки пихты, хвоя пихты в соотношении 1:1:1) в течение 14 и 21 сут соответственно при 24 °С. Рассчитывали радиальную скорость роста [8] фитопатогена при совместном культивировании с антагонистом и в монокультуре, а также антифунгальную активность биоконтрольных штаммов [9]. Типы взаимоотношений между грибами описывали по шкале Джонсона и Карла в модификации Ф.К. Алимовой [10]. Выявление микопаразитической активности проводили на мицелиальных пленках фитопатогенов, которые получали на жидкой среде Норкранс при 24 °С в течение 21–28 сут. Степень проявления микопаразитизма оценивали по площади колонизации пленки антагонистом в баллах: 0 баллов – рост антагониста отсутствует; 1 балл – обрастание 30 % площади пленки; 2 балла – обрастание 60 % площади; 3 балла – обрастание более 90 % площади.
Результаты и их обсуждение. Установлено, что максимальные показатели фунгицидной активности характерны для штамма К6-15 T. asperellum. При совместном культивировании грибов Trichoderma и Armillaria интенсивность ингибирования фитопатогена нарастала при увеличении продолжительности культивирования; максимальное снижение скорости роста A. borealis в 1,7–3 раза отмечено на 14-е сут (табл. 1); в дальнейшем ингибирующее действие оставалось на стабильном уровне. Антифунгальная активность штамма К6-15 T. asperellum варьировала от 41 до 67 %, что достаточно эффективно и сопоставимо с литературными данными.
На растительном субстрате выявлена аналогичная тенденция. При совместном культивировании средняя скорость роста A. borealis уменьшалась в 1,4–2 раза по сравнению с монокультурой; максимальное снижение скорости роста фитопатогенных грибов в 2 раза отмечено на 14-е и 21-е сут. Антифунгальная активность штамма К6-15 T. asperellum была ниже по сравнению с агаризованной средой и варьировала от 29 до 50 %.
У штамма К6-15 T. asperellum выявлена высокая степень гиперпаразитизма при оценке типов взаимоотношений в паре антагонист – фитопатоген при их непосредственном контакте. На обоих типах питательных субстратов установлено, что через семь суток культивирования реакция взаимодействия оценивается в 4 балла (антагонист обрастает колонию фитопатогена) либо 5 баллов (антагонист продолжает расти с неизменной скоростью поверх колонии фитопатогена). Спустя 14 суток зафиксирована реакция в 5 баллов в отношении всех исследуемых штаммов A. borealis.
Аналогичные типы взаимоотношений и динамика их проявления обнаружены под действием других биоконтрольных агентов (рис. 1).
Таблица 1
Радиальная скорость роста (мм/сут) Armillaria borealis в монокультуре
и при сокультивировании с Trichoderma asperellum
на сусловом агаре и растительном субстрате
|
Штамм |
Продолжительность культивирования, сут |
||
|
7 |
14 |
21 |
|
|
Д48/14 |
0,5±0,03* 0,1±0,02 |
0,5±0,02 0,2±0,04 |
0,5±0,05 0,2±0,03 |
|
Д48/14 + Trichoderma |
–** |
0,3±0,02 0,1±0,04 |
0,3±0,01 0,1±0,02 |
|
111 |
0,5±0,06 0,1±0,01 |
0,7±0,03 0,2±0,02 |
0,7±0,01 0,2±0,02 |
|
111 + Trichoderma |
– |
0,3±0,01 0,1±0,01 |
0,3±0,03 0,1±0,04 |
|
206г |
0,3±0,02 0,1±0,01 |
0,3±0,01 0,1±0,01 |
0,3±0,02 0,1±0,01 |
|
206г + Trichoderma |
– |
0,1±0,03 0,07±0,01 |
0,1±0,02 0,05±0,02 |
|
74г |
0,2±0,01 0,0±0,00 |
0,3±0,01 0,1±0,02 |
0,3±0,03 0,1±0,01 |
|
74г + Trichoderma |
– |
0,1±0,01 0,07±0,01 |
0,1±0,02 0,05±0,04 |
*В числителе значения радиальной скорости роста на сусловом агаре, в знаменателе – на растительном субстрате.
**Показатель отсутствует, так как культуру антагониста подсевали только на 7-е сут из-за низкой скорости роста фитопатогена in vitro.
Наличие и степень проявления микопаразитизма у исследуемых биоконтрольных грибов устанавливали по времени и интенсивности колонизации мицелиальной пленки фитопатогена (рис. 2, табл. 2). Установлено, что все штаммы способны к прямому паразитированию на мицелии A. borealis; микопаразитическая активность максимально проявлялась в течение 7–14 сут в зависимости от биоконтрольного агента. Для базидиомицетов G. lucidum и F.pinicola максимальное проявление микопаразитизма в 3 балла (площадь обрастания 90–100 %) отмечено на 12–14-е сут; при этом грибы формировали более плотный воздушный мицелий. Для штамма Gl5-16 G. lucidum отмечено быстрое формирование базидиомы на мицелии фитопатогена (рис. 2, А), что in vitro наблюдается достаточно редко. У аскомицетов T. asperellum и Fusarium sp. микопаразитическая активность проявлялась быстрее по сравнению с базидиальными грибами, с максимумом на 7–10-е сут.
Рис. 1. Колонизация колонии Armillaria borealis (справа) биоконтрольными штаммами (слева):
А – динамика нарастания T. asperellum на колонию фитопатогена в течение 7 сут на сусловом агаре; Б, В – G. lucidum и F. pinicola на сусловом агаре (вверху) и растительном субстрате (внизу) соответственно; Г – Fusarium sp. на сусловом агаре; Д – T. asperellum на растительном
субстрате
Рис. 2. Микопаразитирование биоконтрольных штаммов на мицелиальной пленке Armillaria
borealis: А – динамика обрастания мицелия фитопатогена штаммом G. lucidum с формированием базидиомы (справа); Б, В – обрастание пленки штаммами F.pinicola и Fusarium sp.
соответственно
В таблице 2 представлены максимальные показатели фунгицидной активности исследуемых штаммов грибов против возбудителей армилляриоза по совокупности проведенных исследований. Для штамма К6-15 T. asperellum характерно проявление выраженной фунгицидной активности по всем показателям в наименьшие сроки по сравнению с другими культурами грибов, что, несомненно, подтверждает его высокий биоконтрольный потенциал. Однако базидиальные грибы G. lucidum и F. pinicola демонстрировали даже более высокие показатели антифунгальной активности на растительном субстрате, проявляя при этом высокую степень микопаразитизма на мицелии фитопатогенов, что позволяет рассматривать их как не менее перспективные организмы для биоконтроля армилляриоза.
Таблица 2
Антифунгальный потенциал исследуемых микро-и макромицетов
в отношении штаммов Armillaria borealis
|
Штамм, вид |
Антифунгальная активность |
Микопаразитическая активность |
||||
|
Ингибирование роста, % |
Время достижения максимума, сут |
|||||
|
сусловый агар |
растительный субстрат |
Балл |
Площадь обрастания, % |
Время достижения максимума, сут |
||
|
К6-15 Trichoderma asperellum |
67 |
50 |
14 / 21* |
3 |
100 |
7–8 |
|
Gl5-16 Ganoderma lucidum |
44 |
52 |
16 / 22 |
3 |
90–100 |
12–14 |
|
Fp5-15 Fomitopsis pinicola |
46 |
54 |
15 / 20 |
3 |
90–95 |
12–13 |
|
Ab-17 Fusarium sp. |
33 |
30 |
14 / 24 |
3 |
95–100 |
9–10 |
*Показатель на сусловом агаре / показатель на растительном субстрате.
Заключение. В условиях in vitro показаны перспективы использования аскомицетовых и базидиальных грибов для биоконтроля возбудителя армилляриоза A.boreales. Максимальной антифунгальной и микопаразитической активностями характеризуется штамм К6-15 T. asperellum, быстро и достаточно эффективно ограничивающий рост патогена на агаризованной среде и растительном субстрате (67 и 50 % ингибирования роста соответственно), а также быстро колонизирующий мицелиальную пленку A. boreales (100 % поражения в течение 7 сут). В качестве перспективных биоконтрольных агентов можно рассматривать быстрорастущие штаммы сапротрофных базидиомицетов G. Lucidum и F. pinicola с высокой микопаразитической активностью, антифунгальная активность которых максимально проявляется непосредственно на растительном субстрате (до 52–54 %).
Введение. Базидиальные грибы из комплекса Armillaria mellea sensu lato объединяют свыше 40 видов фитопатогенных грибов, которые являются возбудителем армилляриоза у более чем 230 видов растений-хозяев, в том числе древесных пород, сельскохозяйственных и цветочных культур. Инфицирование растения начинается с корня и распространяется в нижнюю часть ствола. Вследствие отмирания коры и заболони по коррозионному типу разрушаются глубокие слои древесины вплоть до распадения ее на отдельные волокна. Характерные признаки поражения – формирование под корой белого веера мицелия, наличие сети наружных темных ризоморфов и образование базидиом. Наиболее подвержены инфицированию молодые культуры, а также насаждения, ослабленные в результате воздействия неблагоприятных факторов [1, 2]. Наиболее значимым фактором патогенности грибов рода Armillaria является синтез мультиферментного комплекса, что позволяет им эффективно биодеструктировать лигно- и целлюлолитические составляющие растительной биомассы. Кроме того, грибы этой группы синтезируют ариловые эфиры [1, 3], которые способны не только ингибировать клетки растения-хозяина, но и способствуют сохранению мицелия фитопатогена внутри корней, предотвращая их колонизацию конкурентными сапрофитными грибами, в том числе дереворазрушающими.
В настоящее время проблема борьбы с армилляриозом весьма актуальна в связи с серьезными экономическими потерями, которые гриб способен нанести хозяйственно значимым древесным и кустарничковым растениям. Физические методы ограничения развития патогена (выкорчевывание и сжигание зараженных растений, перепахивание почвы), как правило, малоэффективны, поскольку гриб способен распространяться на дальние расстояния за счет спор и ризоморфов. Перспективным способом ограничения грибов рода Armillaria может стать применение быстрорастущих биоконтрольных микроорганизмов, устойчивых к арильным эфирам и способных колонизировать ризоморфы, мицелий и базидиомы фитопатогена. Исследования ряда авторов показывают, что этим критериям отвечают грибы рода Trichoderma: они способны замедлять рост колоний и образование ризоморф Armillaria ostoyae (Romagn.) Herink; проявляют эффективность против возбудителя на корнях цитрусовых растений. С использованием сканирующей электронной микроскопии исследованы механизмы микопаразитизма отдельных штаммов Trichoderma в отношении Armillaria gallica Marxm. – проникновение, скручивание и дезинтеграция содержимого ризоморфов [1, 4, 5]. С учетом перспектив биоконтроля видов Armillaria in vitro с помощью антагонистов и микопаразитов необходимы поиск эффективных бесконтрольных агентов и понимание механизмов взаимодействия в системе патоген – антагонист – почвенная микробиота для разработки эффективных биофунгицидов и их испытаний в полевых условиях.
Цель исследования – оценить перспективы использования сибирских штаммов макро- и микроскопических грибов для биологического контроля корневого патогена Armillaria borealis, который является наиболее распространенным возбудителем корневых гнилей из комплекса Armillaria mellea sensu lato на территории Средней Сибири [6].
Задачи: отобрать штаммы макро- и микроскопических грибов, перспективных для биоконтроля A. borealis; исследовать их гиперпаразитическую и антифунгальную активность на агаризованной среде и растительном субстрате; выявить проявление микопаразитизма в отношении возбудителя армилляриоза.
Объекты и методы. Объектами исследования служили четыре штамма фитопатогенного гриба A. borealis. В качестве потенциальных биоконтрольных агентов использовали микро- и макроскопические грибы, при отборе которых руководствовались анализом литературных данных и собственными исследованиями. Штаммы базидиомицетов Fp5-15 Fomitopsis pinicola (Sw.) P. Karst. и Gl5-16 Ganoderma lucidum (Fr.) P. Karst. не проявляют фитопатогенность, при этом являются быстрорастущими in vitro и могут составить конкуренцию Armillaria при колонизации растительных субстратов. Штаммы были изолированы в чистую культуру из соответствующих базидиом, произраставших на деревьях: Larix sibirica L. (лесной массив на территории Емельяновского района Красноярского края) – при выделении F. pinicola и Acacia Mill. (парковая зона г. Сухум, Абхазия) – при выделении G. lucidum. Штамм К6-15 Trichoderma asperellum Samuels в ранее проведенном исследовании [7] зарекомендовал себя перспективным антагонистом в отношении фитопатогенных микромицетов рода Fusarium. Штамм Ab-17 Fusarium sp. был выделен с поверхности плодового тела A. borealis, что свидетельствует о проявлении микопаразитизма. Все штаммы хранятся в коллекции чистых культур лаборатории лесных культур, микологии и фитопатологии Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН.
Исследование фунгицидных свойств биоконтрольных штаммов в отношении A. borealis определяли методом встречных культур на сусловом агаре и растительном субстрате (опилки березы, опилки пихты, хвоя пихты в соотношении 1:1:1) в течение 14 и 21 сут соответственно при 24 °С. Рассчитывали радиальную скорость роста [8] фитопатогена при совместном культивировании с антагонистом и в монокультуре, а также антифунгальную активность биоконтрольных штаммов [9]. Типы взаимоотношений между грибами описывали по шкале Джонсона и Карла в модификации Ф.К. Алимовой [10]. Выявление микопаразитической активности проводили на мицелиальных пленках фитопатогенов, которые получали на жидкой среде Норкранс при 24 °С в течение 21–28 сут. Степень проявления микопаразитизма оценивали по площади колонизации пленки антагонистом в баллах: 0 баллов – рост антагониста отсутствует; 1 балл – обрастание 30 % площади пленки; 2 балла – обрастание 60 % площади; 3 балла – обрастание более 90 % площади.
Результаты и их обсуждение. Установлено, что максимальные показатели фунгицидной активности характерны для штамма К6-15 T. asperellum. При совместном культивировании грибов Trichoderma и Armillaria интенсивность ингибирования фитопатогена нарастала при увеличении продолжительности культивирования; максимальное снижение скорости роста A. borealis в 1,7–3 раза отмечено на 14-е сут (табл. 1); в дальнейшем ингибирующее действие оставалось на стабильном уровне. Антифунгальная активность штамма К6-15 T. asperellum варьировала от 41 до 67 %, что достаточно эффективно и сопоставимо с литературными данными.
На растительном субстрате выявлена аналогичная тенденция. При совместном культивировании средняя скорость роста A. borealis уменьшалась в 1,4–2 раза по сравнению с монокультурой; максимальное снижение скорости роста фитопатогенных грибов в 2 раза отмечено на 14-е и 21-е сут. Антифунгальная активность штамма К6-15 T. asperellum была ниже по сравнению с агаризованной средой и варьировала от 29 до 50 %.
У штамма К6-15 T. asperellum выявлена высокая степень гиперпаразитизма при оценке типов взаимоотношений в паре антагонист – фитопатоген при их непосредственном контакте. На обоих типах питательных субстратов установлено, что через семь суток культивирования реакция взаимодействия оценивается в 4 балла (антагонист обрастает колонию фитопатогена) либо 5 баллов (антагонист продолжает расти с неизменной скоростью поверх колонии фитопатогена). Спустя 14 суток зафиксирована реакция в 5 баллов в отношении всех исследуемых штаммов A. borealis.
Аналогичные типы взаимоотношений и динамика их проявления обнаружены под действием других биоконтрольных агентов (рис. 1).
Таблица 1
Радиальная скорость роста (мм/сут) Armillaria borealis в монокультуре
и при сокультивировании с Trichoderma asperellum
на сусловом агаре и растительном субстрате
|
Штамм |
Продолжительность культивирования, сут |
||
|
7 |
14 |
21 |
|
|
Д48/14 |
0,5±0,03* 0,1±0,02 |
0,5±0,02 0,2±0,04 |
0,5±0,05 0,2±0,03 |
|
Д48/14 + Trichoderma |
–** |
0,3±0,02 0,1±0,04 |
0,3±0,01 0,1±0,02 |
|
111 |
0,5±0,06 0,1±0,01 |
0,7±0,03 0,2±0,02 |
0,7±0,01 0,2±0,02 |
|
111 + Trichoderma |
– |
0,3±0,01 0,1±0,01 |
0,3±0,03 0,1±0,04 |
|
206г |
0,3±0,02 0,1±0,01 |
0,3±0,01 0,1±0,01 |
0,3±0,02 0,1±0,01 |
|
206г + Trichoderma |
– |
0,1±0,03 0,07±0,01 |
0,1±0,02 0,05±0,02 |
|
74г |
0,2±0,01 0,0±0,00 |
0,3±0,01 0,1±0,02 |
0,3±0,03 0,1±0,01 |
|
74г + Trichoderma |
– |
0,1±0,01 0,07±0,01 |
0,1±0,02 0,05±0,04 |
*В числителе значения радиальной скорости роста на сусловом агаре, в знаменателе – на растительном субстрате.
**Показатель отсутствует, так как культуру антагониста подсевали только на 7-е сут из-за низкой скорости роста фитопатогена in vitro.
Наличие и степень проявления микопаразитизма у исследуемых биоконтрольных грибов устанавливали по времени и интенсивности колонизации мицелиальной пленки фитопатогена (рис. 2, табл. 2). Установлено, что все штаммы способны к прямому паразитированию на мицелии A. borealis; микопаразитическая активность максимально проявлялась в течение 7–14 сут в зависимости от биоконтрольного агента. Для базидиомицетов G. lucidum и F.pinicola максимальное проявление микопаразитизма в 3 балла (площадь обрастания 90–100 %) отмечено на 12–14-е сут; при этом грибы формировали более плотный воздушный мицелий. Для штамма Gl5-16 G. lucidum отмечено быстрое формирование базидиомы на мицелии фитопатогена (рис. 2, А), что in vitro наблюдается достаточно редко. У аскомицетов T. asperellum и Fusarium sp. микопаразитическая активность проявлялась быстрее по сравнению с базидиальными грибами, с максимумом на 7–10-е сут.
Рис. 1. Колонизация колонии Armillaria borealis (справа) биоконтрольными штаммами (слева):
А – динамика нарастания T. asperellum на колонию фитопатогена в течение 7 сут на сусловом агаре; Б, В – G. lucidum и F. pinicola на сусловом агаре (вверху) и растительном субстрате (внизу) соответственно; Г – Fusarium sp. на сусловом агаре; Д – T. asperellum на растительном
субстрате
Рис. 2. Микопаразитирование биоконтрольных штаммов на мицелиальной пленке Armillaria
borealis: А – динамика обрастания мицелия фитопатогена штаммом G. lucidum с формированием базидиомы (справа); Б, В – обрастание пленки штаммами F.pinicola и Fusarium sp.
соответственно
В таблице 2 представлены максимальные показатели фунгицидной активности исследуемых штаммов грибов против возбудителей армилляриоза по совокупности проведенных исследований. Для штамма К6-15 T. asperellum характерно проявление выраженной фунгицидной активности по всем показателям в наименьшие сроки по сравнению с другими культурами грибов, что, несомненно, подтверждает его высокий биоконтрольный потенциал. Однако базидиальные грибы G. lucidum и F. pinicola демонстрировали даже более высокие показатели антифунгальной активности на растительном субстрате, проявляя при этом высокую степень микопаразитизма на мицелии фитопатогенов, что позволяет рассматривать их как не менее перспективные организмы для биоконтроля армилляриоза.
Таблица 2
Антифунгальный потенциал исследуемых микро-и макромицетов
в отношении штаммов Armillaria borealis
|
Штамм, вид |
Антифунгальная активность |
Микопаразитическая активность |
||||
|
Ингибирование роста, % |
Время достижения максимума, сут |
|||||
|
сусловый агар |
растительный субстрат |
Балл |
Площадь обрастания, % |
Время достижения максимума, сут |
||
|
К6-15 Trichoderma asperellum |
67 |
50 |
14 / 21* |
3 |
100 |
7–8 |
|
Gl5-16 Ganoderma lucidum |
44 |
52 |
16 / 22 |
3 |
90–100 |
12–14 |
|
Fp5-15 Fomitopsis pinicola |
46 |
54 |
15 / 20 |
3 |
90–95 |
12–13 |
|
Ab-17 Fusarium sp. |
33 |
30 |
14 / 24 |
3 |
95–100 |
9–10 |
*Показатель на сусловом агаре / показатель на растительном субстрате.
Заключение. В условиях in vitro показаны перспективы использования аскомицетовых и базидиальных грибов для биоконтроля возбудителя армилляриоза A.boreales. Максимальной антифунгальной и микопаразитической активностями характеризуется штамм К6-15 T. asperellum, быстро и достаточно эффективно ограничивающий рост патогена на агаризованной среде и растительном субстрате (67 и 50 % ингибирования роста соответственно), а также быстро колонизирующий мицелиальную пленку A. boreales (100 % поражения в течение 7 сут). В качестве перспективных биоконтрольных агентов можно рассматривать быстрорастущие штаммы сапротрофных базидиомицетов G. Lucidum и F. pinicola с высокой микопаразитической активностью, антифунгальная активность которых максимально проявляется непосредственно на растительном субстрате (до 52–54 %).
1. Baumgartner K., Martin P., Coetzee A. Secrets of the subterranean pathosystem of Armillaria // Molecular Plant Pathology. 2011.12(6):515-34.
2. Семенкова И.Г., Соколова Э.С. Фитопатология: учебник для студентов вузов. М.: Академия, 2023. 458 с.
3. Secondary metabolites of six Siberian and Crimean Armillaria species and their in vitro phytotoxicity to pine, larch and poplar / T.V. Antipova [et al.] // iForest – Biogeosciences and Forestry. 2022. Vol. 15. Is. 1. P. 38–46.
4. Nenad K. In vitro interactions between Armillaria specie s and potential biocontrol fungi // Bulletin of the Faculty of Forestry. 2009. Vol. 100. P. 129–142.
5. Mohammad R., Ebrahim M. Antagonistic effects of Trichoderma species in biocontrol of Armillaria mellea in fruit trees in Iran // Journal of Plant Protection Research. 2008. Vol.48 (2). P. 213–222.
6. Armillaria borealis Marxm. & Korhonen: распространение, фитопатогенность и морфолого-культуральные особенности / И.Н. Павлов [et al.] // АгроЭкоИнфо. 2017. № 3. С. 18
7. Литовка Ю.А. Скрининг сибирских штаммов грибов рода Trichoderma – продуцентов биофунгицидов на растительных субстратах // Хвойные бореальной зоны. 2018. Т. 36, № 6. С. 574–580.
8. Бухало А.С. Высшие съедобные базидиомицеты в поверхностной и глубинной культуре. Киев: Наукова думка, 1983. 144 с.
9. Badalyan S.M., Gharibyan N.G., Innocenti G. Antifungal / antagonistic activity of different Ganoderma collections against plant pathogenic fungi and their antagonists // Mushroom biology and mushroom products: 8th International conference. India, New Delhi. 2014.
10. Алимова Ф.К. Биологическое разнообразие видов рода Trichoderma (Fungi, Ascomycetes, Hypocreates) и их роль в функционировании микробиоты и защите растений в агроценозах различных почвенно-климатических зон на территории Республики Татарстан: дис. ... канд. биол. наук: 03.00.07. Казань. 2006. 406 с.
