ВЫДЕЛЕНИЕ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВИРУЛЕНТНОСТИ МЕСТНОГО ШТАММА ГРИБА PHYTOPHTHORA INFESTANS ИЗ КЛУБНЕЙ КАРТОФЕЛЯ

ISOLATION AND DETERMINATION OF VIRULENCE OF A LOCAL STRAIN OF THE FUNGUS PHYTOPHTHORA INFESTANS FROM POTATO TUBERS
Цитировать:
ВЫДЕЛЕНИЕ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВИРУЛЕНТНОСТИ МЕСТНОГО ШТАММА ГРИБА PHYTOPHTHORA INFESTANS ИЗ КЛУБНЕЙ КАРТОФЕЛЯ // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. Азимова Н.Ш. [и др.]. 2021. 10(88). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/12324 (дата обращения: 08.12.2021).
Прочитать статью:

 

АННОТАЦИЯ

Из инфицированных клубней картофеля сортов Пикасcо и Гала выделен гриб P.infestans. Изучены морфологические признаки гриба. Для идентификации вирулентности гриба P.infestans, возбудителя инфекции,было показано при повторном искусственном  инфицировании гриб  проявляет  характерные признаки заболевания.

ABSTRACT

The fungus P infestans was isolated from infected potato tubers of varieties Picasso and Gala. The morphological characteristics of the fungus have been studied. To identify the virulence of the fungus P infestans, the causative agent of the infection, it has been shown that the fungus exhibits characteristic signs of the disease upon repeated artificial infection.

 

Ключевые слова: картофель, влажная камера, возбудитель, заболевания, P.infestans, зооспорангий, морфология, вирулентность.

Keywords: potato, wet chamber, pathogen, diseases, P. infestans, zoosporangia, morphology, virulence.

 

Введение

Картофель является одним из самых общедоступных и широко используемых сельскохозяйственных культур. 52% выращиваемого в мире картофеля используется в питании, 34% в качестве корма для животных, 10% для семеноводства и 4% для технических целей [1]. Инфицирование картофеля различными вирусами, бактериями и микроскопическими грибами, а также повреждение в определённой степени вредителями является одной из важных проблем при возделывании. Одним из самых вредоносных заболеваний картофеля является фитофтороз.

Заболевание картофеля фитофтороз (возбудитель - Phytophthora infestans (Mont.) de Bary) в Европе появилось в 1845 году [2],  в Узбекистане возбудитель этого заболевания впервые зафиксирован в 1974 году [3].

В настоящее время потери урожая картофеля из-за развития фитофтороза составляют 30-40% [3]. Из-за этого заболевания ежегодные потери урожая и затраты на борьбу с ним оцениваются примерно в 3 миллиарда долларов США [4].

При низкой температуре и высокой влажности фитофтороз вызывает серьёзную  эпидемиологическую проблему, что  может привести  к потере всего урожая [5].

Ph. Infestans повреждает клубни и надземные органы растения. Источником инфекции являются повреждённые в почве или контактированные с инфицированными стеблями и листьями при уборке урожая клубни картофеля [6].

Целью исследования являлось выделение микроскопического гриба Ph.infestans из клубней картофеля, инфицированного фитофторозом и определение фитопатогенности через повторное искусственное инфицирование картофеля.

Материалы и методы исследования

Исследовательская работа проведена зимой  и ранней весной. В качестве объекта исследования были использованы  инфицированные клубни картофеля сортов Пикасcо и Гала.

Опыты по выделению гриба Ph. Infestans из клубней проводились во влажных камерах. Инфицированные клубни картофеля хорошо промывались под струёй водопроводной воды, затем тщательно протирали ватой, смоченной 80% этиловым спиртом и прожигали [7]. Простерилизованные снаружи картофельные клубни разрезались с помощью стерильного скальпеля. Повреждённые и здоровые  кусочки картофеля помещали во влажные камеры. Образцы инкубировались в течение 14 часов при температуре 18°С [8]. Образованный на поверхности кусочков картофеля налет белого  цвета  пересевали на агаризованные питательные среды; среду с овсяными отрубями (г/л: овсяные отруби – 100 гр; агар-агар – 10 гр; дистиллированная вода - 1000 мл), с нутом (г/л: замороженный зелёный нут – 200 гр; морковь – 30 гр; агар-агар – 15 гр; дистиллированная вода - 1000 мл) и картофельным агаром (г/л: картофель – 200 гр; агар-агар – 20 гр; дистиллированная вода - 1000 мл). Возбудитель фитофтороза был идентифицирован с помощью микроскопического анализа на микроскопе NLCD-307B при увеличении в 400 раз.

Суспензию, приготовленную из конидий изолированного гриба Ph.infestans, наносили на здоровые клубни картофеля и искусственно заражали [9]. Клубни заражались двумя методами: 1 метод – с помощью щприца вносили суспензию конидий гриба; 2 метод – с помощью стерильного скальпеля аккуратно разделяли кусочек ткани и вносили приготовленную из конидий суспензию в количестве 0,25мл (титр 106конидий/мл).В качестве контроля были использованы клубни одинакового размера и сорта. Клубни, в отдельных цилиндрах, размещали во влажные камеры  и инкубировали в течение 14 часов при температуре 18°С.

Результаты исследования

На внешней оболочке отобранных клубней картофеля были выявлены коричнево-бурые вдавленные пятна различных размеров. Наличие коричневых пятен наблюдалось также при разрезе по окружности  в середине клубней картофеля.

На некоторых инфицированных картофельных кусочках, которые размещались во влажных камерах и инкубировались в течение 14 часов при температуре 18°С, наблюдалось появление белого налета.

Как известно из литературы, рост спорангиев микроскопического гриба Ph.infestans непосредственно связан с абиотическими факторами (внешними условиями), температурой и влажностью. Зооспоры образуются при низких (4-18°С) температурах. При повышении температуры (20-27°С) зооспорангий зооспор не образует, вместо этого произрастает эмбриональная трубочка и входит в растительную ткань [10].

Результаты наших исследований показали, что в образцах 4, 5 и 9, изолированных  с поверхности клубней, инкубированных во влажной камере выявлено наличие зооспорангиев микроскопического гриба Ph.infestans (рисунок 1).

 

Рисунок 1. Зооспорангии Ph.infestans, выделенные из клубней картофеля

 

Рисунок 2. Гриб Ph.infestans, выращенный на агаризованной картофельной среде

 

Зооспорангии гриба Ph.infestans, выросшие на клубнях картофеля образцов 4, 5 и 9 с помощью микологической петли были пересеяны на питательный агар с овсяными отрубями,  нутом и картофелем.

Колонии гриба Ph.infestans на питательной среде с овсяными отрубями на 6 сутки роста бесцветные, редким едва заметным  мицелием, на агаризованной картофельной среде  колония гриба выпуклая, рыхлая, белого цвета  с ровными краями (рис.2).

Изучение морфологии гриба Ph.infestans, выращенного на питательной среде с картофельным агаром, показало,  что  спорангии гриба  подобны форме лимона. Наблюдалось наличие амфигийных антеридий,  оогоний, а также хламидоспор (рисунок 3). Полученные нами данные по морфологии Ph.infestans были сопоставлены нами с морфологическими данными D. Shimelash [11] и S.Gómez-Gonzàlez [12], что показало их соответствие.

 

Рисунок 3. Микроскопический анализ морфологии Ph.infestans, выделенного из клубней картофеля:

 а) спорангий в виде лимона; b) хламидоспора; с) амфигийный антеридий и оогоний

 

Для идентификации вирулентности гриба, возбудителя инфекции, был использован метод повторного искусственного инфицирования [9]. Клубни здорового картофеля сорта Пикассо были инфицированы микроскопическим грибом Ph.infestans. Инфицированные клубни инкубировали при температуре 24°С в течение 21 суток.

 

Рисунок 4. Клубни картофеля сорта Пикассо, искусственно инфицированные грибом Ph.infestans:

(21 суточная инкубация). 1 – инфицирование мазочным методом , 2 – прививочное инфицирование, 3 – контроль.

 

На протяжении исследований на 12 сутки в опытных вариантах наблюдались изменения по сравнению с контролем, и на повторно инфицированных картофелинах были образованы коричнево-бурые пятна (рисунок 4). После повторного инкубирования нарезанных клубней в таких же условиях, при микроскопическом анализе наблюдалось появление на этих кусочках картофеля зооспорангиев гриба Ph.infestans.

Таким образом, как показывают полученные результаты, патологические и морфологические признаки гриба, выделенного из  пораженного Ph.infestans картофеля, сопоставимы с признаками, которые описаны авторами в научной литературе [13, 11, 12]. Изучение  вирулентности в целях определения гриба как возбудителя заболевания, показало, что Ph.infestans при повторном инфицировании проявляет признаки заболевания. Согласно результатам исследований из 9 изученных клубней картофеля, 3 заражены фитофторозом, что подтвердило проведение микроскопического анализа о наличии в них зооспорангиев микроскопического гриба Ph.infestans.

 

Список литературы:

  1. Пашков Д.А., Ветрова Е.В. Идентификация и биологическая характеристика фитопатогенов вызывающих гнили клубня картофеля при хранении / Конференция Ломоносов 2019. Секция микробиология. –С. 1-21.
  2. Бонадысев С.А., Иванюк В.Г., Журомский Г.К. Фитосанитарное состояние картофеля в Беларуси и пути его улучшения // Матер. междунар. юбилейной науч.-практ. конф.: научные труды. – Минск, 2003. – Ч. 2. – С.105-119.
  3. Хамираев У.К. Наличие Phytophthora infestans (mont.) de bary на территории узбекистана и применение современных фунгицидов в борьбе с ней // Бюллетень науки и практики — Bulletin of Science and Practice научный журнал (scientific journal) Т.4. №2. 2018 г. –С. 148-152.
  4. Филлипов А.В. Фитофтороз картофеля // Защита и карантин растений. – 2005. – №4. – С.74-91.
  5. Duniway, J. M. Role of physical factors in the development of Phytophthora diseases. In Erwin, D. C., Bartnicki-Garcia, S. and Tsao, P. H. (eds). Phytophthora: Its Biology, Taxonomy, Ecology, and Pathology. APS, St. Paul, MN, 1983. pp. 175-187.
  6. Каримов А., Джумабаев К., Нерозин С., Эшмуратов Д. Болезни картофеля и меры борьбы с ними / Проект “Улучшенные технологии орошения перспективных сортов картофеля для мелких фермерских хозяйств подверженных стрессам в условиях Ферганской долины”. Руководство для фермеров и специалистов водного и сельского хозяйства. Ташкент, 2014. –С. 2-14.
  7. Поликсенова В.Д., Храмцов А.К., Пискун С.Г. Методические  указания  к  занятиям  спецпрактикума  по  разделу «Микология. Методы экспериментального изучения микроскопических грибов» для студентов 4 курса дневного отделения специальности «G 31 01 01 – Биология» / Мн.: БГУ, 2004. – 36 с.
  8. Дьяков Ю.Т., Еланский  С.Н. Общая фитопатология : учебное пособие для среднего профессионального образования /Москва : Издательство Юрайт, 2017. — 230 с.
  9. Яруллина Л.Г., Ибрагимов Р.И., Цветков В.О., Яруллина Л.М., Шпирная И.А. / Цитохимические и биохимические методы исследования микроорганизмов – возбудителей болезней растений: учебное пособие // Уфа: РИЦ БашГУ, 2016. -92 с.
  10.  Еланский С. Н. Особенности развития фитофтороза в России // Защита картофеля. 2015. – № 1. – С. 8-11., Дьяков Ю.Т., Еланский  С.Н. Общая фитопатология : учебное пособие для среднего профессионального образования /Москва : Издательство Юрайт, 2017. — 230 с.
  11.  Daniel Shimelash, Birtukan Dessie/ Novel characteristics of Phytophthora infestans causing late blight on potato in Ethiopia // Current Plant Biology 24 (2020) 10017. –P. 1-9.
  12.  Gómez-Gonzàlez S., Castañeda-Sànchez D., Morales-Osorio J. / Media preferences, micro-morphometric analysis, and cardinal growth temperature determination for Phytophthora infestans sensu lato isolated from different hosts in Colombia // Brazilian Journal of Biology, 2020 , vol. 80, no. 1 pp.167-179.
  13. Каримова В.К., Нечай Н.Л., Есимсеитова А.К., Нурмаганбетова А.Н., Измаганбетова А.Ж., Какимжанова А.А. / Использование изолятов гриба Phytophthora infestans в клеточной селекции картофеля // Биотехнология. Теория и практика. 2013, №4, стр. 36-41.
Информация об авторах

PhD, ст. науч. сотр., Институт микробиологии, Академия Наук Республики Узбекистан, Республика Узбекистан, г. Ташкент

PhD of Biological Sciences, senior researcher, Institute of Microbiology, Academy of Sciences of Republic of the Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent

магистр, Национальный университет им. Мирзо Улугбека, Республика Узбекистан, г. Ташкент

Master, National University named after Mirzo Ulugbek, Uzbekistan, Tashkent

канд. биол. наук, ст. науч. сотр., Институт микробиологии, Академия Наук Республики Узбекистан, Республика Узбекистан, г. Ташкент

PhD., senior researcher, Institute of Microbiology, Academy of Sciences of Republic of the Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent

канд. биол. наук, ст. науч. сотр., Институт микробиологии, Академия Наук Республики Узбекистан, Республика Узбекистан,  г. Ташкент

PhD of Biological Sciences, senior researcher, Institute of Microbiology, Academy of Sciences of Republic of the Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent

млад.науч. сотр., Институт микробиологии, Академия Наук Республики Узбекистан, Республика Узбекистан,  г. Ташкент

Junior scientific researcher, Institute of Microbiology, Academy of Sciences of Republic of the Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent

млад.науч. сотр., Институт микробиологии, Академия Наук Республики Узбекистан, Республика Узбекистан, г. Ташкент

Junior scientific researcher, Institute of Microbiology, Academy of Sciences of Republic of the Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-55878 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ларионов Максим Викторович.
Top