Россия
Россия
Цель исследования – идентификация возбудителей гнили неизвестной этиологии, поразившей в 2022 г. клубни картофеля, импортированного из Астраханской области, а также картофеля, произведенного в Минусинском районе Красноярского края. В обоих случаях причиной гнили оказался возбудитель резиновой гнили картофеля гриб Geotrichum candidum Link, относящийся к царству Fungi, отделу Ascomycota, классу Saccharomycetes, порядку Saccharomycetales, семейству Dipodascaceae, роду Geotrichum. Это является первым случаем идентификации данного фитопатогена на картофеле в Красноярском крае. Согласно литературным данным, даже слабо пораженные резиновой гнилью посадочные клубни ведут к снижению урожая на 20–30 % и к 15 % потерям урожая в период хранения. Гриб размножается с помощью прямоугольных (реже – круглых) артроспор размером 5,0–12,6 × 3,0–5,5 мкм, которые в модельных экспериментах при температуре 25 ± 1 °C формируются через 13–14 ч после искусственного заражения ткани клубней. В связи с тем, что вызываемые G. candidum симптомы на клубнях картофеля сходны с симптомами, вызываемыми рядом других фитопатогенных грибов, для надежной диагностики возбудителя следует использовать биологический метод. В качестве диагностического признака мы рекомендуем использовать образование артроспор G. candidum на пораженных тканях in situ либо после 14–24 ч инкубирования во влажной камере, а также прорастание артроспор мицелием с характерным дихотомическим ветвлением отдельных гиф и с быстрой фрагментацией гиф на артроспоры.
резиновая гниль картофеля, Geotrichum candidum, Красноярский край
Введение. Резиновая гниль картофеля – это заболевание, вызываемое грибом Geotrichum candidum Link, относящимся к царству Fungi, отделу Ascomycota, классу Saccharomycetes, порядку Saccharomycetales, семейству Dipodascaceae, роду Geotrichum. Согласно литературным данным, заболевание впервые было выявлено в Великобритании в 1948 г., а первые серьезные потери урожая зафиксированы в 1967–1968 гг. Заболевание поражает клубни, которые приобретают влажную, дряблую и «резиноподобную» консистенцию, при этом симптомы похожи на симптомы гнилей, вызываемых Phytophthora erythroseptica и видами р. Pythium [1]. Заражение картофельных клубней происходит либо через почву благодаря проникновению возбудителя через устьица, чечевички и механические повреждения клубня, либо при контакте с инфицированными клубнями при хранении. Заражение вегетирующих растений происходит при использовании инфицированного посадочного материала. Отмечается, что даже слабо пораженные резиновой гнилью посадочные клубни ведут к снижению урожая на 20–30 % и к 15 % потерям урожая в период хранения [2]. До недавнего времени резиновая гниль картофеля считалась лишь потенциально опасным и малораспространенным заболеванием, однако в последние 10–15 лет она получила распространение в Нижегородской, в Челябинской, Брянской, Ростовской и Тюменской областях [2].
Ускоренное распространение резиновой гнили отмечается и в других странах. Так, в 2020 г. резиновая гниль картофеля была впервые обнаружена в США в штате Айдахо [3], а в 2022 г. заболевание уже отмечалось в штате Мичиган [4]. Дополнительную угрозу представляет наметившееся расширение круга поражаемых G. Candidum сельскохозяйственных растений. Так, в 2019 г. появилось первое сообщение о вызываемой данным фитопатогеном послеуборочной гнили моркови в Пакистане [5]. В 2020 г. отмечен первый случай вызываемой G. candidum гнили дыни [6]. В 2021 г. опубликовано первое сообщение о гнили персиков в Китае, возбудителем которой явился G. candidum [7]. В прошлом году было обнаружено поражение данным возбудителем сахарной свеклы в штатах Вайоминг и Мичиган, США [8]. Таким образом, можно констатировать, что G. candidum в последние годы превратился в опасного фитопатогена, быстро распространяющегося в географическом плане и расширяющего спектр поражаемых сельскохозяйственных растений.
Настоящая публикация посвящена первому случаю идентификации G. candidum в качестве возбудителя резиновой гнили картофеля в Красноярском крае.
Цель исследования – идентификация возбудителей гнили неизвестной этиологии, поразившей в 2022 г. клубни картофеля, импортированного из Астраханской области, а также картофеля, произведенного в Минусинском районе Красноярского края.
Объекты и методы. Объектами исследования служили две партии клубней картофеля, пораженных гнилью неизвестной этиологии. Образцы клубней из первой партии были предоставлены специалистами ФГБУ «Красноярский референтный центр Россельхознадзора» в августе 2022 г., образцы клубней из второй партии – специалистом Красноярского представительства Щелково Агрохим в декабре 2022 г. Первая партия картофеля импортирована из Астраханской области, вторая произведена в одном из картофелеводческих хозяйств Минусинского района Красноярского края; информация об импортерах и производителях не приводится по соображениям сохранения коммерческой тайны. Идентификацию возбудителя проводили сочетанием микроскопии смывов с поверхности пораженных клубней, выявления возбудителя методом влажной камеры и выделения возбудителя из пораженных клубней в чистую культуру на агаризованную питательную среду с последующим изучением культурально-морфологических свойств. В качестве питательной среды использовали среду № 2 ГРМ (Сабуро) производства ФБУН ГНЦ ПМБ, дополненную антибиотиком ципрофлоксацин (5 мг/л) для предотвращения бактериального роста. Микрофотографирование выполняли с помощью микроскопа Микмед 6 вар. 3, оснащенного цифровой камерой DCM-130E. Проверку способности выделенного из клубней возбудителя к инфицированию картофельных тканей проводили путем инокуляции картофельных дисков диаметром 5 мм и весом 0,10–0,12 г суспензией артроспор с последующим инкубированием во влажной камере при температуре 25 ± 1 °C. Для проверки использовали изолят, выделенный из клубней, произведенных в Минусинском районе.
Результаты и их обсуждение. По совокупности культурально-морфологических признаков возбудитель гнили клубней в обеих партиях картофеля идентифицирован как Geotrichum candidum Link (1809). Характерной особенностью пораженных клубней является интенсивное образование артроспор G. candidum в виде белого налета на поверхности пораженных тканей (рис. 1, 2).
Внешний вид цепочек артроспор на поверхности пораженных клубней при малом увеличении микроскопа (объектив 20×) показан на рисунке 3.
Рис. 1. Внешний вид клубней картофеля, пораженных резиновой гнилью: вверху – клубень
с умеренным поражением, внизу – клубень с сильным поражением; 1 – вид с внешней поверхности;
2 – вид в разрезе; белый налет на клубне представляет собой спороношение G. candidum
Рис. 2. Артроспоры G. candidum в смыве с поверхности пораженного клубня:
стрелкой показана нераспавшаяся цепочка артроспор; длина масштабной полоски 10 мкм
Рис. 3. Цепочки артроспор G. candidum на поверхности пораженного клубня;
длина масштабной полоски 100 мкм
После инкубирования препаратов со смытыми с клубней артроспорами во влажной камере в течение суток в аэробных условиях при температуре 25 ± 1 °C артроспоры прорастают короткими гифами, которые, в свою очередь, фрагментируются с образованием новых артроспор (рис. 4).
Рис. 4. Прорастание артроспор G. candidum с образованием новых артроспор в смыве
с поверхности пораженного клубня после 24 ч инкубирования во влажной камере
Это происходит за счет остаточных количеств питательных веществ в смыве и может быть использовано в качестве дополнительного диагностического признака при идентификации G. candidum без выделения возбудителя в чистую культуру.
На питательной среде № 2 ГРМ (Сабуро) гриб образует белые колонии, отчасти напоминающие колонии грибов р. Fusarium, но более плотные и с существенно менее развитым воздушным мицелием (рис. 5).
Рис. 5. Колонии G. candidum на среде № 2 ГРМ (Сабуро) в сравнении с колониями грибов р. Fusarium: 1 – G. candidum, 2 – Fusarium sp.
Массовое прорастание артроспор на среде № 2 ГРМ (Сабуро) при 25 ± 1 °C происходит через 4 ч (рис. 6). Субстратный мицелий развитый, септированный, склонный к дихотомическому ветвлению (рис. 7). Воздушный мицелий начинает формироваться через 7 ч после посева, образование артроспор на воздушных гифах – через 15–16 ч после посева. Несколько позже артроспоры начинают формироваться на субстратном мицелии (рис. 8).
Рис. 6. Прорастание артроспор G. candidum на среде № 2 ГРМ (Сабуро)
через 4 часа инкубирования; длина масштабной полоски – 10 мкм
Рис. 7. Примеры дихотомического ветвления мицелия G. candidum;
длина масштабной полоски – 100 мкм
Рис. 8. Формирование артроспор на субстратном мицелии G. candidum;
длина масштабной полоски – 10 мкм
Толщина гиф субстратного мицелия варьирует в широких пределах, от 4,3 до 9,8 мкм (см. рис. 8).
Артроспоры прямоугольные, бочкообразные, реже – круглые, размером 5,0–12,6 × 3,0–5,5 мкм. Наряду с артроспорами могут формироваться более крупные хламидоспоры овальной либо грушевидной формы (рис. 9).
При инокуляции картофельных дисков суспензией артроспор гриб быстро колонизует диск и начинает формировать воздушный мицелий с массовым образованием дочерних артроспор уже через 13–14 ч инкубирования во влажной камере при температуре 25 ± 1 °C (рис. 10).
Рис. 9. Артроспоры и хламидоспоры G. candidum; верхняя микрофотография – светопольная микроскопия, нижняя микрофотография – фазово-контрастная микроскопия;
хламидоспоры показаны стрелками; длина масштабной полоски – 10 мкм
Рис. 10. Формирование артроспор на воздушном мицелии G. candidum через 13,5 ч после
инокуляции картофельных дисков; Д – край диска; длина масштабной полоски – 10 мкм
Общее число артроспор, сформировавшееся на инокулированных картофельных дисках, после 36 ч инкубирования составляет 1 × 107 в пересчете на 1 г сырой массы картофеля. Таким образом, можно констатировать, что выделенный из пораженных клубней картофеля изолят G. candidum проявляет ярко выраженные фитопатогенные свойства.
Заключение
- Возбудитель резиновой гнили картофеля G. candidum в Красноярском крае выявлен как на привозном картофеле, так и на картофеле местного производства.
- В связи с тем, что вызываемые G. candidum симптомы на клубнях картофеля сходны с симптомами, вызываемыми рядом других фитопатогенных грибов, для надежной диагностики возбудителя следует использовать биологический метод. В качестве диагностического признака мы рекомендуем использовать образование артроспор G. candidum на пораженных тканях in situ либо после 14–24 ч инкубирования во влажной камере, а также прорастание артроспор мицелием с характерным дихотомическим ветвлением отдельных гиф и с быстрой фрагментацией гиф на артроспоры.
1. Humphreys-Jones D.R. Rubbery rot (Oospora lactis (Fress. Sacc)) of potatoes // Plant protection. 1969. № 18. P. 186–187.
2. Васильева С.В., Зейрук В.Н., Масюк Ю.А. Резиновая гниль картофеля // Защита и карантин растений. 2020. № 4. С. 42–43.
3. First report of rubbery rot of potato caused by Geotrichum candidum in the United States / K.M. Duellman [et al.] // Plant Dis. 2020. V. 105, № 4. P. 1206.
4. First report of Geotrichum candidum causing rubbery rot of potato (Solanum tuberosum) in Michigan / J.F. Willbur [et al.] // Plant Dis. 2022. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/ 36302729.
5. First report of Geotrichum candidum causing postharvest sour rot of carrot in Punjab / A. Hameed [et al.] // J Plant Pathol. 2019. 101. 763. DOI:https://doi.org/10.1007/s42161-018-00227-w.
6. Halfeld-Vieira B.A., Terao D., Nechet K.L. First Report of Geotrichum candidum Causing Sour-Rot of Melon in Brazil // Plant Disease. 2020. DOI:https://doi.org/10.1094/PDIS-11-19-2484-PDN.
7. First report of Geotrichum candidum causing sour rot of peach in China / R. Lu [et al.] // Plant Dis. 2021. URL: https://pubmed.ncbi. nlm.nih.gov/33822662.
8. Haque M.E., Parvin M.S. First Record of Geotrichum candidum Causing Root Rot to Sugar beet (Beta vulgaris. L) in Wyoming and Michigan, USA. // J Pathol & Microbiol. 2022. 4 (1). P. 1023. URL: https://austinpublishinggroup.com/pathology-microbiology/fulltext/jpm-v4-id1023.pdf.
