Нематодно - микозные инфекции ризосферы ягодных культур и биологические способы борьбы с ними
На правах рукописи
Таболин Сергей Борисович НЕМАТОДНО - МИКОЗНЫЕ ИНФЕКЦИИ РИЗОСФЕРЫ ЯГОДНЫХ КУЛЬТУР И БИОЛОГИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ БОРЬБЫ С НИМИ Специальность: 03.02.11 – паразитология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук
Москва – 2010
Работа выполнена в Лаборатории фитопаразитологии Центра паразитологии Учреждения Российской Академии наук Института проблем экологии и эволюции имени А.Н.
Северцова РАН
Научный консультант: главный научный сотрудник Центра паразитологии ИПЭЭ РАН, доктор биологических наук Н.Д. Романенко
Официальные оппоненты:
доктор биологических наук Н.Б. Теренина кандидат биологических наук, доцент С.Н. Кручина
Ведущая организация: Российский Университет Дружбы народов
Защита диссертации состоится «_» 2010 года в «» часов на заседании диссертационного совета Д 002.213.03 при Учреждении Российской Академии наук в Институте проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова РАН по адресу: 119071, Москва, Ленинский проспект, д. 33, Факс: (495) 9523146, e-mail:
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Учреждения Российской Академии наук Института проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова РАН по адресу:
119071, Москва, Ленинский проспект, д.
Автореферат разослан « _» апреля 2010 года Размещён на сайте ВАК www.sevin.ru Учёный секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук Т.А. Малютина Актуальность темы. В мире культурные насаждения страдают от поражения более чем 4000 видами паразитических нематод (Weischer and Brown, 2000). Они вызывают потери около 12,3% общемировой сельскохозяйственной продукции (Sasser and Freckman, 1987), при этом экономический ущерб превышает 125 миллиардов долларов США в год (Chitwood, 2003). Помимо прямого ущерба нематоды способствуют распространению грибных, вирусных и бактериальных инфекций, снижающих урожайность на 50- 80 %.
При совместном поражении растений микобиотой и нематодами последние «открывают ворота инфекции». Нематоды разрушают растительную ткань в результате двигательной и пищевой активности, благодаря наличию специальных структур – стилета (или копья) и секреторных выделений, вырабатываемых железами базального бульбуса пищевода (Weischer and Brown, 2000). Вторичный вред причиняется микроорганизмами, проникающими в корневую ткань через оставленные нематодами отверстия. В естественных и агроценозах наибольший патогенный эффект наблюдается при комплексном поражении корней растений ранящими нематодами рода Pratylenchus и грибами- возбудителями корневых и прикорневых гнилей (Ferraz and Brown, 2002).
В России в последние годы наблюдается резкое увеличение заражённости насаждений ягодных культур комплексной нематодно- микозной инфекцией. Это вызвано продолжающимся географическим распространением паразитических организмов, связанным с ослаблением фитосанитарного контроля, и подъёмом численности наиболее опасных их групп в результате снижения пестицидного пресса в агроценозах. Несмотря на это, в условиях Центрального региона РФ комплексные исследования ризосферной нематофауны таких значимых культур как земляника садовая и смородина чёрная не проводились с 70-х годов, микобиоты с начала 90-х годов прошлого века, а взаимодействие этих компонентов не изучались вовсе. В связи с этим изучение ризосферной нематофауны и микобиоты, а также взаимодействий между их компонентами, оценка их вредоносности в агро- и естественных ценозах на территории Центрального региона РФ является актуальной проблемой, имеющей не только научное, но и практическое значение.
Цель исследований. Работа была направлена на изучение видового состава возбудителей нематодно- микозных инфекций смешанного типа, изучение их взаимоотношений и разработку биологических способов борьбы с ними на ягодных культурах (землянике садовой и смородине чёрной).
При этом были поставлены следующие задачи:
1) Провести комплексные исследования нематофауны и микобиоты ризосферы земляники садовой, смородины чёрной и сопряжённых с ними ценозах;
2) Установить трофическую принадлежность выявленных видов- представителей нематофауны и микобиоты;
3) Выявить ассоциативные комплексы нематод и грибов, установить корреляционную зависимость между их распространением в данных ценозах;
4) Установить роль нематод в распространении представителей патогенной микобиоты;
5) Оценить нематицидную и фунгицидную активность различных штаммов грибов и бактерий из рабочей коллекции Лаборатории фитопаразитологии ЦП ИПЭЭ РАН, установить возможность их применения с целью подавления нематодо-микозных инфекций на ягодных культурах.
Научная новизна. В результате проведённых в 2006-2009 годах исследований ризосферы земляники садовой и смородины чёрной получены актуальные данные о видовом составе нематофауны и микобиоты, включая наиболее опасные группы фитопаразитов, оценена вредоносность их компонентов, изучено распространение каждой из названных групп паразитов в отдельности. Следует отметить, что комплексные исследования нематофауны земляники садовой и смородины чёрной в условиях Центрального региона РФ не проводились с 70-х годов (Овечников,1972;
Белозёрова, 1976;
Метлицкий, Романенко, 1971;
Метлицкий, 1979), а ризосферной микобиоты с начала 90-х годов прошлого века (Соловых, 1998;
Головин, 1991,1993).
Впервые рассмотрен вопрос о взаимодействиях представителей нематофауны и микобиоты в ризосфере земляники садовой, смородины чёрной и в сопряжённых с данными культурами ценозах на территории Центрального региона РФ.
Впервые проведена оценка биологической активности штаммов грибов и бактерий из рабочей коллекции Лаборатории фитопаразитологии ЦП ИПЭЭ РАН на нематод и изоляты патогенной микобиоты, выделенные из ризосферы ягодных культур.
Основные положения, выносимые на защиту: Видовой состав;
трофическое группирование;
пространственное распространение компонентов нематофауны и микобиоты ризосферы земляники садовой и смородины чёрной, включая наиболее опасные группы фитопаразитов;
их ассоциативные комплексы (на примере различных ценозов);
роль нематод в распространении микозных инфекций.
Оценка биологической и хозяйственной эффективности штаммов грибов и бактерий - антагонистов на ягодных культурах.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на Международной научной конференции «Естественные и инвазийные процессы формирования биоразнообразия водных и наземных экосистем» (ЮФУ, Ростов-на-Дону, 2007);
Международной научной конференции "Инновационные направления в питомниководстве плодовых культур (Москва, ГНУ ВСТИСП РАСХН, 2007);
Всероссийской конференции «Молодые учёные - садоводству России в 21 веке» (Москва, ГНУ ВСТИСП РАСХН, 2007);
Международной конференции на 7- съезде Российского Общества Нематологов «Нематоды естественных и трансформированных экосистем (Институт биологии Карельского отделения РАН, Петрозаводск, 2007);
Международном научно-практическом совещании «Паразитические нематоды растений. Биоразнообразие, изучение, коллекции» (ВНИИФ, М.О., Голицино, 2008);
Всероссийской научной конференции молодых учёных – экологов (Москва, 2008);
3-ей Международной Российско-польской школе молодых учёных – экологов (Польша, г. Закопане, 2008);
XV Всероссийском совещании по почвенной зоологии (ИПЭЭ РАН, Москва, 2008);
Международной научной конференции «Биоразнообразие и экология паразитов наземных и водных ценозов» (ЦП ИПЭЭ РАН, Москва, 2008);
Международной науч. конференции студентов, аспирантов и молодых учёных "Ломоносов-2009" (МГУ, Москва, 2009).
Публикации. По теме диссертации опубликованы 17 печатных работ, 5 из которых в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК РФ, как в области биологии, так и сельского хозяйства.
Объём и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, глав, выводов, списка литературы и приложений. Материалы диссертации изложены на 130 страницах машинописного текста, содержат 21 таблицу, 5 рисунков, 6 диаграмм и схему;
список использованных источников включает 206 наименований, из которых 155 зарубежная литература.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР В литературном обзоре обоснованы актуальность и основные направления исследований, проведён анализ зарубежной и отечественной литературы по вопросам, касающимся видового состава, трофической специализации, вредоносности нематод и грибов- паразитов ризосферы земляники садовой и смородины чёрной, рассмотрены вопросы их взаимодействия. Обобщены сведения о нематицидной и фунгицидной активности, хозяйственной эффективности использования грибов и бактерий – антагонистов в борьбе с этими опасными патогенами.
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ, УСЛОВИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 2.1. Место и условия проведения экспериментальной работы Сбор почвенных и растительных образцов проводили в период с 2006 по 2009 годы на лабораторном участке ГНУ ВСТИСП в п. Измайлово (Ленинский район Московской области), на опытном поле ГНУ ВСТИСП в п. Михнево (Ступинский район Московской области) и на стационаре ЦП ИПЭЭ РАН в Талдомском районе. С целью сравнительного изучения нематофауны и микобиоты естественного и агроценозов были отобраны образцы из разнотравно-злакового лугового ценоза на территории ООО "Заокские питомники" (левобережье Приокской поймы Заокского района Тульской области). Помимо этого, с целью изучения пространственного распространения немато- микозной инфекции был проведён анализ образцов, отобранных в южном регионе РФ- с паровых полей (после раскорчёвки плодово-ягодных насаждений) ООО «Сады Чечни» Грозненского района Чеченской республики.
Почвы исследованных насаждений ВСТИСП в Ленинском и Ступинском районах и стационара ЦП ИПЭЭ РАН в Талдомском районе Московской области - дерново подзолистые на среднетяжёлом суглинке. В первом случае pH= 4,6 - 6,2, во втором – рН= 5,9-6,5. На участке ООО "Заокские питомники" (Левобережье Приокской поймы Заокского района, Тульской области) почва светло-серая лесная среднесуглинистая на покровных суглинках с pH 5,5-6,5. На участке ООО НПФ «Сады Чечни» Грозненского района Чеченской Республики почва светло-каштановая с pH 8,0-8,5.
С описанных выше стационаров ВСТИСП и стационара ЦП ИПЭЭ РАН в Талдомском районе Московской области в период 2006-2009 годов осуществляли регулярный отбор почвенных и растительных образцов из ризосферы исследуемых культур. На участке ООО "Заокские питомники" сбор материала проведён в начале октября 2007 г., а на участке ООО НПФ «Сады Чечни» Грозненского района Чеченской Республики - 8-11 июня 2009 г. Отбор почвенных образцов осуществляли методами конверта и нематологического картирования путём приготовления смешанных образцов (Метлицкий, 1979). Всего было отобрано 1240 почвенных и растительных образцов, из которых приготовлено свыше 5,5 тысяч проб с нематодами, проанализировано свыше постоянных и свыше 1,5 тысяч временных препаратов. Анализ материала проводили в Лаборатории фитопаразитологии Центра паразитологии ИПЭЭ им. А.Н. Северцова РАН и Лаборатории нематологии Отдела защиты растений Всероссийского Селекционно Технологического Института Садоводства и Питомниководства Россельхозакадемии (ГНУ ВСТИСП – РАСХН).
Выделение нематод проводили в трёхкратной повторности по методу Бермана (Гиляров, Стриганова, 1987) и в двукратной по методу Флэгга (Flegg, 1967). Постоянные препараты с нематодами изготавливали по спиртово-глицериновой методике (Seinhorst, 1959). Выделение микобиоты проводили по методикам, описанным Литвиновым (1967).
Опыты по оценке действия грибов и бактерий- антагонистов на нематодный и микозный компоненты проводили как in vitro в Лаборатории фитопаразитологии ЦП ИПЭЭ РАН по методике, описанной Ватанаба и Иноё (Watanabe, Inoue,1980), так и в полевых условиях на лабораторном участке ГНУ ВСТИСП в п. Измайлово. В опытах in vitro по оценке влияния штаммов биоагентов на представителей связанной с нематодами почвенной микобиоты использовали изоляты грибов, выделенные из поражённых тканей растений и почвы на лабораторном участке ГНУ ВСТИСП в пос. Измайлово Московской области.
Для оценки действия биоагентов в полевых условиях штаммы грибов и бактерий вносили в прикорневую почву в виде водных суспензий из расчёта 100 мл содержащих порядка 109 конидий (клеток) под 1 тест – растение земляники садовой сорта Тристар ( растений в варианте) и 1 л суспезии также содержащий порядка 109 конидий (клеток) под одно тест-растение смородины чёрной сорта Диковинка (10 растений в варианте).
Внесение суспензий биоагентов в ризосферу растений земляники было однократным, в ризосферу смородины - двукратным, с интервалом в 30 дней. Биологическую эффективность используемых суспензий штаммов грибов и бактерий определяли по наличию фитопаразитических нематод в ризосфере тест – растений. Вегетативную продуктивность обработанных суспензиями биоагентов растений земляники садовой оценивали через 40 дней по выходу усоплетей, укоренённых и не укоренённых розеток в сравнении с необработанным контролем, а растений смородины чёрной- в конце вегетационного периода - сравнивая прирост обработанных и необработанных растений.
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБСУЖДЕНИЕ 3.1. Фаунистический комплекс нематод ризосферы земляники садовой Плотность популяции нематод ризосферы насаждений земляники садовой не была постоянной, а варьировала в зависимости от времени года, почвенных факторов и условий выращивания растений. В среднем в ризосфере обследованных насаждений она составляла 1048 особей в 100 мл субстрата. Наиболее высокая численность нематод была отмечена на торфяных почвах в условиях защищенного грунта, где она достигала особей в 100 мл. На тяжёлых суглинистых почвах она не превышала 650 особей в 100 мл субстрата. Резкое возрастание численности нематод, обитающих в ризосфере земляники садовой, наблюдали в мае, после чего, в летний период происходила стабилизация на уровне 1000- 1100 особей в 100 мл почвы, в конце сентября отмечали снижение плотности популяции до исходных значений.
Фаунистический комплекс нематод данного ценоза, согласно классификации Мадженти и Джайраджпури, разработанной на основе анализа морфологических признаков (Maggenti, 1991, Jairajpuri and Ahmad,1992), был представлен видами из родов, принадлежащих к 24 семействам, 7 отрядам и двум классам (таблица 1). При рассмотрении, таксономической принадлежности согласно молекулярно-генетической классификации (De Ley et al., 2006 и De Ley and Blaxter, 2002, 2004), следует принять во внимание то, что некоторые представители семейства Dorylaimidae этими авторами были выделены в отдельное семейство- Thornenematidae, а отряды Tylenchida и Rhabditida по причине молекулярно- генетического сходства были объединены в один - Rhabditida.
Однако, в связи с тем, что в последние годы проведены исследования, демонстрирующие недостоверность части ранее опубликованных молекулярно- генетических данных в частности в отношении грибов (Bridge et al, 2003), бактерий (Sugimoto et al., 2009) и вирусов (Garson et al, 2009) нами при анализе систематического статуса выявленных видов нематод были использованы общепринятые системы нематод разработанные Мадженти, Джайраджпури и др. на основе анализа морфологических признаков.
Согласно трофической классификации нематод (Yeates et al.,1993), выявленные в насаждениях земляники садовой виды были подразделены на 6 групп: 1) фитопаразиты (роды Helicotylenchus, Paratylenchus, Pratylenchus, Rotylenchus, Trichodorus, Longidorus, Xiphinema, личинки Criconema), 2) микофитогельминты (роды Aphelenchoides, Aphelenchus), 3) микогельминты (роды Agmodorus, Aphelenchoides, Metaphelenchus, Paraseinura), 4) бактериофаги (роды Acrobeles, Anaplectus, Cephalobus, Cuticonema, Diplogasteroides, Mesorhabditis, Metacrobeles, Prodontorhabditis, Eucephalobus, Plectus), 5) многоядные миксотрофы, способные паразитировать на мицелии грибов, питаться бактериями и некоторыми органическими элементами субстрата (роды Dorylaimus, Enchodelus, Enchodorella, Eudorylaimus, Mesodorylaimus, Prodorylaimus, Thornenema), 6) хищники (роды Mononchus, Brachonchulus, Mylonchulus) (табл.1).
Таблица 1. Таксономическое положение и трофическое группирование нематод выявленных в ризосфере земляники садовой (Московская область, 2007-2009 гг.) Роды нематод Т.гр. Семейства Отряды Ф* Aglenchus, Filenchus, Tylenchidae Tylenchida М Tylenchus МФ Aphelenchoides Aphelenchoididae М / Ф * Aphelenchidae Aphelenchus М Paraseinura Ф Criconema Criconematidae Ф Paratylenchus Paratylenchidae Класс Secernentea Ф Helicotylenchus, Rotylenchus Hoplolaimidae М Metaphelenchus, Paraphelenchus Paraphelenchidae Ф Pratylenchus Pratylenchidae Б Acrobeloides, Cephalobus, Cephalobidae Rhabditida Chiloplacus, Eucephalobus, Metacrobeles Б Cuticonema, Micronema, Panagrolaimidae Panagrolaimus Б Mesorhabditis, Poikilolaimus, Rhabditidae Prodontorhabditis, Rhabditis Б Pelodera Rhabditidae Б Anaplectus, Plectus Plectidae Araeolaimida Б Diplogasteroides Diplogasteridae Diplogasterida Б Amphidelus Alaimidae Dorylaimida М Agmodorus Leptonchidae МН Dorylaimus, Mesodorylaimus, Dorylaimidae Класс Adenophorea Prodorylaimus, Thornenema Х / МН Aporcelaimidae Aporcelaimus МН Eudorylaimus, Qudsianematidae Х / МН Labronema МН Dorylaimoides Mydonomidae МН Enchodelus, Enchodorella Nordiidae Ф Longidorus, Xiphinema Longidoridae Ф Trichodorus Trichodoridae Triplonchida Х Mononchus, Brachonchulus, Mononchidae Mononchida Mylonchulus Примечание: Т.гр.-трофическая группа, Ф- фитопаразиты специфичного патогенного эффекта, Ф*- фитопаразиты неспецифичного патогенного эффекта, М-микогельминты, Б бактериофаги, Х- хищники, МН- многоядные Наиболее многочисленными трофическими группами нематод в ризосфере насаждений земляники садовой в условиях Московской области (на примере насаждений в ГНУ- ВСТИСП в п.Михнево) были бактериофаги (23,8%), хищники (23,2%), из которых значительная часть (12,7%)- факультативные хищики- представители рода Aporcelaimus и многоядные (21,3%). Нематоды - фитопаразиты специфичного патогенного эффекта в исследованных образцах составляли 15,8%, а фитопаразиты неспецифичного патогенного эффекта (роды. Aglenchus, Filenchus) - 3,1%.
Среди наиболее опасных представителей паразитической нематофауны в ризосфере земляники были отмечены следующие виды: Pratylenchus pratensis, P. similis, P. penetrans, P. crenatus, Rotylenchus robustus и Helicotylenchus digonicus. При этом R.
robustus описывается в ризосфере земляники садовой в условиях Центрального региона РФ впервые. Менее распространённой (по количеству особей в общей фауне) группой были нематоды-вирусоносители родов Longidorus и Xiphinema, таксономически принадлежащие семейству Longidoridae отряда Dorylaimida класса Adenophorea и нематоды рода Trichodorus семейства Trichodoridae отряда Triplonchida класса Adenophorea.
В насаждениях земляники садовой в условиях Московской области, также как и в естественном ценозе в условиях Тульской области, была широко представлена группа хищных нематод рода Aporcelaimus, которые помимо хищничества способны питаться как многоядные (Yeates, 1993) и также как примитивные паразиты на корневых волосках (Robertson, 1996). Кроме того, были выявлены нематоды рода Labronema, для которых описано питание другими нематодами, в т.ч. фитопаразитическими (Khan and Kim, 2007) и облигатные хищники родов Mononchus, Brachonchulus и Mylonchulus, для которых описано питание на нематодах рода Tylenchorhynchus (Khan and Kim, 2007).
3.2. Видовое разнообразие микобиоты насаждений земляники садовой, связь с нематодами В обследованных насаждениях земляники садовой имели место как сапротрофные (Penicillium, Gliocladium, пор. Mucorales), так и фитопатогенные (Fusarium, Rhizoctonia, Alternaria, Verticillium) грибы.
Ассоциативный комплекс фитопаразитических нематод и фитопатогенных грибов ризосферы земляники был представлен нематодами видов Helicotylenchus digonicus, Rotylenchus robustus, Pratylenchus crenatus, Trichodorus similis и грибами родов Fusarium, Rhizoctonia, Alternaria. Корреляция между распространением нематод данных видов и распространением грибов рода Fusarium (главным образом F.oxysporum ff. spp. и F. solani) нередко достигала 100% при их выделении из 80% образцов прикорневой почвы и из 15% образцов корней растений, где не было отмечено присутствие фитопаразитических нематод, т.е. фитопатогенные грибы данного рода присутствовали в живой ткани растений во всех образцах, где наблюдали поражение фитопаразитическими нематодами.
Это говорит о том, что данные виды нематод наносили повреждения, через которые фитопатогенные грибы рода Fusarium с лёгкостью распространялись по сосудистой системе. При взаимодействии этих вредных организмов отмечали синергетический патогенный эффект. Степень корреляции между распространением выше названных видов нематод и распространением грибов родов Alternaria, Rhizoctonia была гораздо ниже и составляла около 0,2. При совместном обнаружении нематод- переносчиков вирусов рода Trichodorus и фитопаразитических нематод неспецифичного патогенного эффекта корреляции с распространением фитопатогенных грибов не наблюдали, что, по видимому, связано с характером наносимых повреждений данными видами нематод.
Представителей микобиоты рода Verticillium в ризосфере земляники отмечали крайне редко (табл.2), в результате чего корреляции между их распространением и распространением фитопаразитических нематод не было выявлено.
Таблица 2. Таксономическое положение и распространённость выявленных представителей микобиоты в ризосфере земляники садовой Измайловского и Михневского отделений ГНУ ВСТИСП (Московская область, Ленинский и Ступинский районы, 2007-2009 гг.) Вид/род Т.гр. Встреч. Семейства Классы Отделы С Actinomucor, 100 Mucoraceae Zygomycetes Zygomycota Rhizopus, Mucor sp., M.parasiticus Ф Cylindrocarpon 6 Nectriaceae Sordariomycetes Ascomycota ФФ Fusaium sp., F.oxysporum ff.spp., F.solani Ф Verticillium 0,6 Plectosphaerellaceae С Gliocladium 47 Hypocreaceae С Penicillium Trichocomaceae Eurotiomycetes Ф Botrytis cinerea 1,2 Sclerotiniaceae Leotiomycetes Ф Alternaria 3,2 Pleosporaceae Dothideomycetes Rhizoctonia sp., R. Ф 33 Ceratobasidiaceae Agaricomycetes Basidiomycota solani Примечание: Т.гр.- трофическая группа, Встреч.-встречаемость (в % от общего количества исследованных образцов), Ф-фитопаразиты, ФФ-факультативные фитопаразиты, С сапротрофы В результате проведённых исследований установлено, что распространение представителей микобиоты с помощью нематод в ризосфере ягодных культур осуществляется как пассивно, так и активно. Пассивное распространение происходит в случае прилипания спор грибов к поверхности тела нематоды. Так, в наших опытах было выявлено, что подобным способом происходит распространение некоторых мукоровых грибов, в частности Mucor plumbeus и грибов рода Penicillium. Активное распространение наблюдали, как уже было описано выше, в случаях, когда вследствие поражения ранящими нематодами происходило выделение корневых экссудатов, служащих фактором активации представителей патогенной микобиоты, при этом структуры патогенных грибов (Fusarium, Rhizoctonia, Alternaria) использовали для проникновения в ткань растений повреждения оставленные нематодами.
Во всех пробах с нематодами - микогельминтами (Aphelenchus avenae, Paraphelenchus pseudoparietinus) обнаруживали виды как фитопатогенных грибов рода Fusarium, так и виды сапротрофные родов Penicillium, Gliocladium, пор. Mucorales, что указывает на широкие возможности для их питания. Однако, сопоставляя данные по естественному, незанятому агроценозу и землянике, можно сказать, что питание данной группы нематод осуществляется главным образом на сапротрофных грибах.
3.3. Фаунистический комплекс нематод ризосферы насаждений смородины чёрной Плотность популяции нематод ризосферы насаждений смородины чёрной варьировала в зависимости от типа почвы, на которой произрастали растения, от возраста насаждений и времени года. Так, при сравнении данных по аналогичным периодам, у растений первого года развития она составляла 450-700 особей на 100 мл и была в 1,5- раза ниже, чем у растений второго года развития. Резкое возрастание численности нематод, обитающих в ризосфере смородины чёрной, наблюдали также и в случае с растениями земляники - в мае – до 1100 особей на 100 мл, после чего в летний период она варьировала на уровне 1352- 1447 особей в 100 мл почвы. К началу октября численность нематод снижалась почти в два раза и в среднем достигала 768 особей в 100 мл. почвы.
Согласно классификации нематод на основе морфологических признаков (Maggenti, 1991;
Jairajpuri and Ahmad,1992) фаунистический комплекс нематод данного ценоза был представлен видами из 41 рода, принадлежащих к 25 семействам, 7 отрядам, 2 классам (табл.3).Согласно молекулярно-генетической классификации (De Ley et al., и De Ley and Blaxter, 2002, 2004) количество отрядов равно шести по причине объединения отряда Tylenchida с отрядом Rhabditida.
Таблица 3. Таксономическое и трофическое группирование нематод ризосферы насаждений смородины чёрной выявленных в условиях Московской области (2007- гг.) Роды Т.гр. Семейства Отряды Ф* Aglenchus, Flinches Tylenchidae Tylenchida М Tylenchus МФ Aphelenchoides Aphelenchoididae М/Ф* Aphelenchus Aphelenchidae МФ Ditylenchus Anguinidae Класс Secernentea М Paraphelenchus Paraphelenchidae Ф Pratylenchus Pratylenchidae Ф Tylenchorhynchus Belonolaimidae Б Acrobeles, Acrobeloides, Cephalobidae Rhabditida Cephalobus, Chiloplacus, Eucephalobus, Paracephalobus Б Panagrolaimus Panagrolaimidae Б Mesorhabditis, Rhabditis Rhabditidae Б Plectus Plectidae Araeolaimida МН Diplogaster Diplogasteridae Diplogasterida Б Diplogasteroides Аlaimus Б Alaimidae Dorylaimida М Agmodorus Leptonchidae МН Dorylaimus, Mesodorylaimus, Dorylaimidae Prodorylaimus Х/МН Aporcelaimus Aporcelaimidae Класс Adenophorea МН Belondira Belondiridae МН Eudorylaimus, Qudsianematidae Х/МН Labronema, Witoldinema МН Dorylaimoides Mydonomidae МН Enchodelus, Enchodorella Nordiidae Ф/МН Belondiridae Oxydirus Ф Xiphinema Longidoridae Ф Trichodorus Trichodoridae Triplonchida Х Mononchus, Brachonchulus, Mononchidae Mononchida Mylonchulus Х Anatonchus (син. Tigronchus) Anatonchidae Примечание: Т.гр.-трофическая группа, Ф- фитопаразиты специфичного патогенного эффекта, Ф*- фитопаразиты неспецифичного патогенного эффекта, М-микогельминты, Б бактериофаги, Х- хищники, МН- многоядные Согласно трофической классификации нематод (Yeates et al.,1993), выявленные в Московской области в ризосфере насаждений смородины виды (роды) нематод были подразделены на 6 групп: 1) фитопаразиты (Pratylenchus, Tylenchorhynchus, Trichodorus, Xiphinema и Oxydirus- факультативный фитопаразит), 2) мико-фитогельминты (Aphelenchoides, Aphelenchus, Ditylenchus), 3) микогельминты (Agmodorus, Paraphelenchus, Tylenchus), 4) бактериофаги (Acrobeles, Cephalobus, Chiloplacus, Diplogasteroides, Eucephalobus, Paracephalobus, Mesorhabditis, Plectus, Rhabditis), 5) многоядные миксотрофы, способные паразитировать на мицелии грибов, питаться бактериями и некоторыми органическими элементами субстрата (Diplogaster, Dorylaimus, Mesodorylaimus, Prodorylaimus), 6) хищные нематоды (Mononchus, Brachonchulus, Mylonchulus, Anatonchus).
Наиболее многочисленными трофическими группами нематод в ризосфере насаждений смородины чёрной, на примере участка в ГНУ ВСТИСП РАСХН, в поселке Измайлово в Ленинском районе Московской области были бактериофаги (26,2%) и хищники (25 %), из которых значительная часть (8%)- факультативные хищники представители рода Aporcelaimus и микогельминты (22,7%). Фитопаразиты специфичного патогенного эффекта составляли 6,3 % от общей популяции, среди них отмечены особи следующих видов: Paratylenchus nanus, Pratylenchus penetrans, P. pratensis и представители рода Trichodorus.
В насаждениях смородины чёрной, также как и в естественном ценозе, была широко представлена группа хищных нематод: 1) рода Aporcelaimus, которые помимо хищничества, в т.ч. на нематодах родов Aphelenchoides, Longidorus, Trichodorus и Xiphinema (Khan and Kim, 2007), способны питаться как многоядные (Yeates,1993), а также как примитивные паразиты на корневых волосках (Robertson, 1996), 2) родов Witoldinema, Labronema, для которых описано питание на других нематодах, в т.ч.
фитопаразитических (Khan & Kim, 2007) и 3) облигатных хищников родов Mononchus, Brachonchulus, которые способны питаться на нематодах родов Pratylenchus, Paratylenchus, Aporcelaimus, Acrobeloides, Rhabditis, Chiloplacus и рода Mylonchulus- для которых описано питание на нематодах рода Tylenchorhynchus (Gaugler and Bilgrami, 2004).
3.4. Видовое разнообразие микобиоты насаждений смородины чёрной, связь с нематодами Ассоциативный комплекс фитопаразитических нематод и фитопатогенных грибов ризосферы насаждений смородины чёрной был представлен фитопаразитическими нематодами: Paratylenchus nanus, Pratylenchus penetrans, P. pratensis, Trichodorus spp., Xiphinema spp. и грибами рода Fusarium, в основном, F. oxysporum ff.spp. и F.
sporotrichioides. При этом, синергетический патогенный эффект наблюдали, главным образом, в очагах Pratylenchus spp.
При весеннем укоренении черенков отмечали значительно большее количество выпадов черенков в присутствии эндопаразитических нематод рода Pratylenchus, нежели чем без них, при этом в погибших черенках чаще всего обнаруживали грибы Nectria cinnabarina. В данном случае нематоды, по-видимому, лишь способствовали ухудшению физиологического состояния укореняющихся черенков, делая их более восприимчивыми к инфекции, но сами в распространении микозной инфекции, по-видимому, не участвовали.
Ряд представителей микобиоты (Alternaria alternata, Botrytis cinerea, Trichothecium roseum, виды пор. Mucorales) поражали только физиологически ослабленные растения, поэтому связь данных видов с паразитическими нематодами является вторичной, а эти виды следует рассматривать отдельно, как гемибиотрофы. Представителей рода Cladosporium в значительной степени выделяли из прикорневой почвы. Однако в живой ткани присутствие данного гриба не отмечено.
Таблица 4. Таксономическое положение и распространённость представителей микобиоты ризосферы смородины чёрной, выявленных в условиях защищенного и открытого грунта (ГНУ ВСТИСП, Московская область, 2009 г) Виды/роды Т.гр. Встреч. Семейства Классы Отделы С Actinomucor, 100 Mucoraceae Zygomycetes Zygomycota Mucor, Thamnidium Ф* Alternaria sp., 30 Pleosporaceae Dothideomycetes Ascomycota A. alternata ФФ Cladosporium Davidiellaceae Ф Botrytis cinerea 12 Sclerotiniaceae Leotiomycetes ФФ Fusarium sp., Nectriaceae Sordariomycetes F.oxysporum ff.spp.
F. sporotrichioides Ф* Trichothecium 3 incertae sedis roseum Примечание: Встреч.-встречаемость (в % от общего количества исследованных образцов), C-сапротрофы, Ф-фитопаразиты, ФФ-факультативные фитопаразиты, Ф*-слабые фитопаразиты/ гемибиотрофы Во всех пробах, где были обнаружены нематоды-микогельминты Aphelenchus avenae, Paraphelenchus pseudoparietinus отмечали присутствие как фитопатогенных грибов (род Fusarium), так и сапротрофных (роды Gliocladium, Penicillium, пор. Mucorales), что, по-видимому, указывает на возможность широкого выбора источника питания для данной группы нематод.
3.5. Пространственное распространение паразитических нематод и связанной с ними патогенной микобиоты В результате изучения фауны нематод различных типов ценозов, включая естественный разнотравно-злаковый луговой ценоз, паровые поля под маточники и питомники ягодных культур, насаждения земляники садовой и смородины чёрной установлены как сходство, так и различия в фаунистических комплексах исследованных ценозов. Выявлены виды паразитических нематод, которые могут переходить из естественного ценоза в насаждения земляники садовой и смородины чёрной, а также виды, являющиеся общими для обеих этих культур.
Установлено, что корневые эндопаразитические нематоды Pratylenchus pratensis, P.
similis, встечающиеся в виде отдельных очагов в условиях Центрального региона РФ в естественных разнотравно - злаковых ценозах способны переходить на растения земляники, при этом очаговый характер их распространения переходит в диффузный за счёт приобретения более подходящей кормовой базы. Другие виды, в частности Xiphinema brevicollum, способны переходить из естественного ценоза как на посадки земляники, так и на смородину. Также отмечено, что ряд видов, таких как Rotylenchus robustus, Pratylenchus pratensis, P. penetrans способен продолжительное время после возделывания культурных растений существовать в виде небольшого очага в условиях парового поля.
После возвращения культурных растений на данные поля эти паразиты начинают быстро распространяться и их распространение приобретает диффузный характер. В целом, для ризосферы исследованных видов растений- хозяев (земляники и смородины) отмечен высокий уровень сходства их нематофауны (31 общий род) (табл.5). При этом коэффициент фаунистического сходства, рассчитанный по формуле Жаккара (Jaccard, 1901), I=0,54.
Таблица 5. Сравнительный анализ фауны нематод ризосферы земляники садовой и смородины чёрной (Московская область, 2007-2009 гг..) Отряды Число родов общ. Роды, выявленные на Роды, выявленные нематод землянике на смородине Земля- Смороди ника на Araeolaimi- 2 1 1 Anaplectus, Plectus Plectus da Mononchida 3 4 3 Mononchus Mononchus Brachonchulus Brachonchulus Mylonchulus Mylonchulus Anatonchus (син.
Tigronchus) Аlaimus,Agmodo Dorylaimida 14 15 11 Amphidelus, Agmodorus Aporcelaimus rus Dorylaimus Eudorylaimus Mesodorylaimus Dorylaimus Prodorylaimus Dorylaimoides Aporcelaimus Enchodelus Belondira Enchodorella Eudorylaimus Mesodorylaimus Labronema Prodorylaimus Witoldinema Thornenema Dorylaimoides Labronema, Longidorus Enchodelus Xiphinema Enchodorella Oxydirus Xiphinema Rhabditida 13 9 7 Acrobeloides Acrobeles Cephalobus, Chiloplacus Acrobeloides Eucephalobus Cephalobus Metacrobeles Chiloplacus Cuticonema, Micronema Eucephalobus Panagrolaimus Paracephalobus Mesorhabditis Panagrolaimus Poikilolaimus Mesorhabditis Prodontorhabditis Rhabditis Rhabditis, Pelodera Tylenchida 13 9 7 Aglenchus, Filenchus Aglenchus Tylenchus Flinches Aphelenchoides Tylenchus Aphelenchus Aphelenchoides Paraseinura, Criconema, Aphelenchus Paratylenchus Ditylenchus Helicotylenchus Paraphelenchus Rotylenchus Pratylenchus Metaphelenchus Tylenchorhynchus Paraphelenchus Pratylenchus Diplogasteri- 1 2 1 Diplogasteroides Diplogaster da Diplogasteroides Triplonchida 1 1 1 Trichodorus Trichodorus 47 41 Среди одних и тех же представителей фитопатогенной микобиоты ризосферы земляники и смородины отмечали лишь Fusarium oxysporum ff. spp., остальные - являлись либо специфичными для какого- либо одного хозяина, либо вторичными, поражающими ослабленные растения.
Таблица 6. Пространственное распространение паразитических нематод и ассоциированной с ними патогенной микобиоты на обследованных участках Центральный регион Южный Виды, выявленных регион паразитических Естественный Паровое Насаждения Насаждения Паровое нематод ценоз поле земляники смородины поле (ЧР) О (Dor.) О (F.) Д (F.) Д (F.) Helicotylenchus digonicus Д Heterodera trifolii - - - О L. elongatus - - - О L. attenuatus - - - О (Dor.) Oxydirus sp. - - - О Paratylenchus - - - nanus Д Paratylenchus - - - curvitatus О (F.) Д (F.) О Pratylenchus - penetrans О (Dor.) О (F.) Д (F.) О (F.) P.pratensis О (Dor.) Д (F.) P.similis - - О (F.) О (F.) P. crenatus - - О (Dor.) Rotylenchus - - - О (F.) Д (F.) Д R. robustus - О О Trichodorus similis - - О О T.primitivus - - О Д Tylenchorhynchus - - spp.
О (F.) Tylodorus - - - acuminatus О (Dor.) О О Xiphinema brevicollum (син.X.
taylori) О О Д (F.) X.diversicaudatum - О X.index - - - О (R.) X.pachtaicum - - - Примечание: О-очаговый характер распространения, Д- диффузный характер распространения;
случаи, где степень корреляции между распространением паразитических нематод и патогенных микромицетов была выше 0,5 отмечены указанием соответствующих родов в скобках: Dor.- Doratomyces, F.-Fusarium, R.- Rhizoctonia В результате изучения пространственного распределения фауны нематод установлено, что почти все виды- представители фитопаразитической фауны нематод (Helicotylenchus digonicus, Pratylenchus pratensis, Pratylenchus crenatus, Pratylenchus penetrans, Rotylenchus robustus) отмеченные нами в паровых полях ГНУ ВСТИСП п.
Михнево Московской области в Центральном регионе были выделены и из Южного региона РФ - из образцов, поступивших на анализ с участка парового поля под маточник плодово-ягодных культур из Чеченской республики. Кроме того, в паровых полях ООО «Сады Чечни» помимо указанных выше видов были отмечены Paratylenchus nanus, Xiphinema pachtaicum, Xiphinema diversicaudatum и X. index- редко или совсем не встречавшиеся в паровых полях нашей зоны.
Кроме того, в условиях незанятого агроценоза Центрального и Южного регионов были выявлены представители почвенных микромицетов, в основном, одних и тех же родов: Arthrobotrys, Aspergillus, Doratomyces, Fusarium, Gliocladium и порядка Mucorales.
При этом в условиях незанятого агроценоза Южной зоны РФ были отмечены следующие ассоциации фитопаразитических нематод и фитопатогенных грибов: 1) Helicotylenchus digonicus, Xiphinema diversicaudatum – Fusarium sambucinum и 2) Xiphinema pachtaicum – Rhizoctonia solani.
3.6. БИОЛОГИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ БОРЬБЫ С НЕМАТОДНО-МИКОЗНОЙ ИНФЕКЦИЕЙ НА ЯГОДНЫХ КЛЬТУРАХ На протяжении периода 2006- 2009 гг. нами проведена in vitro и in vivo оценка биологической и хозяйственной эффективности и активности антагонистического действия штаммов грибов и бактерий из коллекции Лаборатории фитопаразитологии ЦП ИПЭЭ РАН на представителей нематофауны и микобиоты ризосферы ягодных культур. О токсическом действии биоагента на нематод можно говорить не только в том случае - если происходят гибель взрослых особей, нарушения развития яиц и личинок, ведущие к сокращению популяции, но и возникают нарушения двигательной активности нематод.
При этом необходимо учитывать, что существуют определённые виды грибов, питание нематод на которых не возможно вследствие трофической несовместимости.
В опытах in vitro с внесением нематод-бактериофагов рода Eucephalobus в чистые культуры бактерий на картофельном и картофельно-сахарозном агарах нами не отмечено ни одного штамма биоагента из испытанных нами, который вызывал бы массовую гибель нематод или нарушения их двигательной активности. Однако количество особей в контроле (без обработки биоагентами) было выше, что явно указывает на выработку биоагентами (главным образом- Bacillus thuringiensis 132, Pseudomonas fluorescens AR-33, P. putida 1-04) веществ, являющихся ингибиторами развития нематод. В процессе наблюдений также было установлено, что на представителей микобиоты грибы антагонисты, по сравнению с бактериями – антагонистами, оказывали более заметное действие. Так, для штаммов гриба – антагониста Trichoderma viride (R и MC-10) было выявлено наличие двух механизмов действия: 1) антибиоза (образование стерильной зоны между антагонистом и микромицетом- патогеном) и 2) микопаразитизма.
В опытах in vitro между бактериями - антагонистами и представителями связанной с нематодами микобиоты были установлены следующие типы взаимодействий: 1) угнетение, выражающееся в образовании стерильной зоны между антагонистом (Bacillus thuringiensis 132 и Bacillus polymyxa A1) и патогеном (например, Fusarium spp.), 2) стимулирование развития, выражающееся в том, что метаболиты бактерий являлись факторами активации патогенной микобиоты и способствовали её развитию. Так экссудаты, выделяемые бактерией Pseudomonas putida (штамм 1-04) способствовали развитию патогенных грибов Rhizoctonia solani, распространению которых, в свою очередь, могут способствовать паразитические нематоды (таблица 7).
Таблица 7. Оценка биологической активности штаммов грибов и бактерий-антагонистов в опытах in vitro Штаммы Pseudomonas fluorescens AR грибов и Pseudomonas aurefasciens A Enterobacter agglomerans Trichoderma viride R/MC- бактерий Bacillus thuringiensis антаго Penicillium glaucum SB нистов Bacillus subtilis B1A Bacillus polymyxa A Pseudomonas puida Виды нематод и грибов (объект воздействия/ 1- токсичность) Нематоды р. -- -- -- -- -- -- -- -- - Eucephalobus М/А А А А Alternaria -- -- -- -- - alternata (8±1) (5±2) (4±2) (5±2) М Botrytis cinerea -- - + + -- - + - М/А А А А Fusarium -- -- - + + oxysporum (5±1) (5±2) (4±2) (6±2) М F. sporotrichioides-- - + + + -- -- - М/А А Rhizoctonia solani -- -- + + -- + - (6±1) (6±2) М А А А Mucor plumbeus -- -- -- -- - (5±2) (5±2) (9±2) Примечание: М - микопаразитизм, А-антибиоз;
значения в скобках- диаметр стерильной зоны в мм, -- -отсутствие действия, либо слабое действие, +-ингибирование развития микромицета-патогена при внесении на среду, уже занятую культурой бактерии (в данном случае образование стерильной зоны на 2KA/2КСА не отмечали) Ряд биоагентов не оказывали прямого воздействия на патогенную биоту, а стимулировали развитие антагонистов, которые в свою очередь подавляли вредные организмы. Это явление мы наблюдали в чашках Петри, где бактериальный штамм Pseudomonas aurefaciens A2 стимулировал развитие сапротрофного гриба Gliocladium roseum (син.Clonostachys rosea), который в свою очередь является антагонистом и микопаразитом по отношению к патогенной микобиоте, в частности к Fusarium oxysporum ff.spp., которые в большинстве случаев присутствовали в живых тканях, повреждённых паразитическими нематодами. Для вида Gliocladium roseum (син.Clonostachys rosea) в литературе (Zhang et al., 2008) описаны энтомопатогенные свойства и паразитирование на нематодах. Однако выделенные нами изоляты данного представителя микобиоты в чашках Петри на 2 KCA влияния на развитие нематод практически не оказывали (опыт проведён на примере быстро размножающихся нематод - бактериофагов рода Eucephalobus).
После проведения опытов in vitro действие бактерий и грибов-антагонистов, продемонстрировавших активность, оценивали в in vivo – в полевых условиях на тест растениях земляники садовой и смородины чёрной. Результаты опыта по оценке влияния штаммов грибов и бактерий-антагонистов in vivo на трофическую структуру фауны нематод ризосферы смородины чёрной представлены в таблице 8.
Таблица 8. Влияние штаммов грибов и бактерий-антагонистов in vivo на трофическую структуру фауны нематод ризосферы смородины чёрной (Лаб. участок ГНУ ВСТИСП в п.Измайлово, Московская область, 2008 г.) Варианты (биоагенты) Ф, % МФ,% Мик, % Бакт.,% Мног., % Хищн., % Контроль (без обработки) 6,3 4,5 22,7 26,2 10,2 (7,9-как мн.) *5, Trichoderma viride R *7,6 4,7 27,7 51,2 5,3 3, (1,7-как мн.) Trichoderma viride MC-10 - 2,7 35,1 31,6 13,5 17, (15,3-как мн.) Bacillus thuringiensis 132 *9,5 - 25,4 45,6 7,1 12, (7,3- как мн.) Enterobacter agglomerans 04 *10,5 0,9 23,7 36,0 14,9 14, (8,7-как мн.) Pseudomonas putida 1-04 *13,6 2,7 24,5 37,3 5,5 16, (8,2-как мн.) Примечание: Ф-фитопаразиты,*- фитопаразиты неспецифичного патогенного эффекта, МФ- микофитогельминты, Мик.-микогельминты, Бакт.-бактериофаги, Мног.-многоядные, Хищн.- хищники, как мн.- хищные нематоды- способные питаться как многоядные В условиях полевых исследований после внесения ряда штаммов грибов и бактерий в ризосферу тест - растений отмечали отсутствие фитогельминтов специфичного патогенного эффекта, т.е. биологическая эффективность составляла 100 %. Это указывает на возможность выработки биоагентами веществ, являющихся репеллентами нематод фитопаразитов специфичного патогенного эффекта, т.к. острая токсичность на представителей нематофауны при испытаниях данных биоагентов in vitro на 2КА и на 2КСА отсутствовала. Однако присутствие фитогельминтов неспецифичного патогенного эффекта было на уровне контроля или в отдельных случаях выше контроля, что, по видимому, объясняется характером их питания не внутри корня, а снаружи, к тому же часть из этих эктопаразитов могут питаться на мицелии грибов, как микогельминты.
Помимо оценки действия на комплекс вредных организмов в полевых опытах in vivo (диаграмма 1) изучали действие данных биоагентов на вегетативную продуктивность тест - растений. Так, на смородине чёрной и землянике садовой значительный рост стимулирующий эффект отмечали при внесении в ризосферу 1л водной суспензии содержащей конидии и мицелий гриба Trichoderma viride (штаммы R и MC-10) содержащий порядка 109 спор. Полученные результаты можно объяснить антагонистическим действием данных биоагентов в отношении ряда почвенных патогенов, высокой колонизирующей активностью исследуемых штаммов и, по видимому, их способностью вырабатывать фитогормоны. В целом в результате проведенных исследований было установлено, что внесение в ризосферу смородины чёрной суспензии спор и мицелия культуры гриба Trichoderma viride (штамм R) оказывает не только репеллентное действие на фитопаразитических нематод специфичного патогенного эффекта, способствует подавлению сопряжённой с ними микозной инфекции, обеспечивая стопроцентную биологическую эффективность (БЭ=100%), а также обладает рост стимулирующим действием, увеличивая прирост растений смородины черной на 21 22 %, а выход укоренённых розеток земляники в 1,5-2,0 раза через месяц после обработки тест-растений.
Диаграмма 1. Влияние внесения суспензий грибов и бактерий- антагонистов на прирост растений смородины чёрной (в % к контролю) (лабораторный участок ГНУ ВСТИСП, пос.
Измайлово, Московской области), 2008 г.
При внесении некоторых биоагентов прирост растений был ниже контроля (без обработки, полив водой), что, по-видимому, можно объяснить негативным действием данных биоагентов на представителей полезной микобиоты, например, часто встречающихся в данной почве представителей родов Gliocladium или выработку ими метаболитов, токсичных для растений. При внесении грибов Trichoderma viride плотность популяции микогельминтов, в частности Aphelenchus avenae увеличивалась. Это свидетельствует о том, что испытанные нами штаммы гриба T. viride являются, по видимому, для данного вида нематод источником питания. После однократного внесения в ризосферу растений земляники садовой водных суспензий биоагентов (порядка клеток/1л под 1 растение)- наибольшую рост-стимуляцию (по количеству усоплетей и розеток) отмечали в вариантах с Bacillus thuringiensis 132, B. polymyxa A1 и Trichoderma viride (штамм R). При этом в ризосфере также отмечали значительное снижение фитопаразитических нематод специфичного патогенного эффекта, что связано, по видимому, с репеллентным действием метаболитов данных биоагентов, обитающих на корнях. Действие других биоагентов было на уровне контроля или ниже, что возможно связано как с антагонизмом в отношении полезных сапробиотических компонентов микобиоты (например, на представителей р. Gliocladium), так и токсичным действием на само растение.
ВЫВОДЫ 1. Впервые за последние 30 лет в условиях Центрального региона РФ проведено комплексное изучение ризосферной нематофауны и микобиоты насаждений земляники садовой и смородины чёрной. Впервые рассмотрены вопросы взаимодействия их компонентов в условиях Центрального региона РФ.
2. Фаунистический комплекс нематод ризосферы земляники садовой, представлен видами 47 родов, 23 семейств, 7 отрядов, двух классов. Среди представителей паразитической нематофауны преобладали представители родов: Pratylenchus (P.
pratensis, P.penetrans, P. crenatus), Rotylenchus (R. robustus), Helicotylenchus (H. digonicus), Longidorus (L. attenuatus, L. elongatus), Xiphinema (X. brevicollum, X.diversicaudatum). При этом R. robustus описывается в ризосфере земляники садовой в условиях Центрального региона РФ впервые.
3. В ризосфере насаждений земляники садовой были выявлены как сапротрофные (Penicillium, Gliocladium, пор. Mucorales), так и фитопатогенные (Fusarium, Rhizoctonia, Alternaria, Verticillium) виды грибов. При этом фитопатокомплекс был представлен фитопаразитическими нематодами видов Helicotylenchus digonicus, Rotylenchus robustus, Pratylenchus crenatus, Trichodorus similis и фитопатогенными грибами родов Fusarium, Rhizoctonia и Alternaria. Степень корреляции между распространением нематод данных видов и распространением грибов рода Fusarium (F.oxysporum ff. spp. и F. solani нередко достигала 1.
4. В ризосфере смородины чёрной фаунистический комплекс нематод был представлен видами 41 рода, 25 семейств, 7 отрядов, 2 классов. Среди представителей паразитической нематофауны преобладали виды Paratylenchus nanus, Pratylenchus penetrans, P. pratensis, Xiphinema brevicollum, X. diversicaudatum, Trichodorus similis, T.primitivus. При этом фитопатокомплекс был представлен фитопаразитическими нематодами: Paratylenchus nanus, Pratylenchus penetrans, P. pratensis, Trichodorus spp. и грибами рода Fusarium, главным образом- F. oxysporum ff.spp. и F. sporotrichioides. При этом синергетический патогенный эффект наблюдали в очагах Pratylenchus spp.
5. В результате изучения фауны нематод различных типов ценозов, включая естественный разнотравно-злаковый луговой ценоз, паровые поля под маточники и питомники ягодных культур, насаждения земляники садовой и смородины чёрной впервые в РФ для данных ценозов установлено как сходство, так и различия фаунистических комплексов. Выявлены виды паразитических нематод, которые могут переходить из естественного ценоза в насаждения земляники садовой и смородины чёрной, а также виды, являющиеся общими для обеих этих ягодных культур.
Установлено, что корневые эндопаразитические нематоды Pratylenchus pratensis, P.
similis, встречающиеся в виде отдельных очагов в условиях Центрального региона РФ в естественных разнотравно-злаковых ценозах способны переходить на растения земляники, при этом очаговый характер их распространения становиться диффузным. Вид Xiphinema brevicollum обнаружен как в условиях естественного ценоза так и в посадках земляники и смородины. Впервые в РФ отмечено, что ряд видов, таких как Rotylenchus robustus, Pratylenchus pratensis, P. penetrans способен продолжительное время после возделывания культурных растений существовать в виде небольшого очага в условиях парового поля. После возвращения культурных растений на данные поля распространение этих нематод приобретает диффузный характер.
6. В результате изучения пространственного распространения компонентов фитопатокомплекса впервые в условиях РФ установлено, что почти все виды представители фитопаразитической фауны нематод (Helicotylenchus digonicus, Pratylenchus pratensis, Pratylenchus crenatus, Pratylenchus penetrans, Rotylenchus robustus), отмеченные в паровых полях Московской области (ГНУ ВСТИСП пос. Михнево), были обнаружены в паровых полях под маточник плодово-ягодных культур в условиях юга РФ, в Чеченской республике. Обнаруженные в высокой численности виды паразитических нематод: Trichodorus similis, Xiphinema brevicollum, X. pachtaicum, X. index описываются для территории Чеченской республики впервые. Установлено также, что паровые поля, независимо от географической зоны, не освобождаются в течение одного года от опасных видов, как фитопаразитических нематод, так и патогенной микобиоты.
7. Впервые в РФ установлен высокий уровень сходства нематофауны ризосферы земляники садовой и смородины чёрной. Для этих культур выявлен 31 общий род. При этом коэффициент фаунистического сходства (КФС) составил 0,52. Выявлен общий для обеих культур комплекс корневых эндо- и экто- паразитических нематод, который включал представителей корневых ранящих нематод - эндопаразитов - Pratylenchus penetrans, P. pratensis, так и нематод – переносчиков опасных непо-, садва- и тобра- групп вирусов - Trichodorus similis, T. primitivus, X. brevicollum, X. diversicaudatum. Среди одних и тех же представителей фитопатогенной микобиоты ризосферы земляники и смородины отмечали лишь Fusarium oxysporum ff. spp., остальные - являлись либо специфичными для какого-либо одного хозяина, либо вторичными, поражающими ослабленные растения.
8. Впервые в РФ установлено, что в ризосфере ягодных культур распространение представителей микобиоты при помощи нематод осуществляется как пассивно, так и активно. Пассивное распространение происходит в случае прилипания спор грибов к поверхности тела нематоды, подобным образом происходит распространение некоторых мукоровых грибов, в частности Mucor plumbeus и грибов рода Penicillium. Активное распространение наблюдали в случае, когда вследствие поражения ранящими нематодами происходило выделение корневых экссудатов, служащих фактором активации представителей патогенной микобиоты, главным образом рода Fusarium.
9. Впервые в РФ проведена in vitro и in vivo оценка биологической и хозяйственной эффективности исследуемых штаммов грибов и бактерий- антагонистов, в результате чего были отобраны биоагенты полифункционального действия, обладающие как фунгицидным, так и нематицидным действием на ризосферную микобиоту и фауну паразитических нематод смородины черной и земляники садовой. Установлено, что внесение в ризосферу смородины чёрной суспензии спор и мицелия культуры гриба Trichoderma viride (штаммы R и МС-10) оказывает, по-видимому, не только репеллентное действие на фитопаразитических нематод специфичного патогенного эффекта, способствует подавлению сопряжённой с ними микозной инфекции (БЭ=100%), но и обладает рост- стимулирующим действием, увеличивая вегетативную продуктивность растений смородины чёрной на 21-22 %. При внесении биоагентов в ризосферу земляники аналогичное действие, помимо суспензии культуры Trichoderma viride (штамм R), отмечено для Bacillus thuringiensis 132 (рост-стимуляция до 50 %) и Bacillus polymyxa A1.
Список опубликованных печатных работ * 1.Романенко Н.Д., Таболин С.Б. К вопросу изучения биологических средств защиты растений в борьбе с фитопаразитическими нематодами и другими патогенами на ягодных и других с.х. культурах // Плодоводство и ягодоводство. М.: ВСТИСП. 2008. Т. 18. С. 318 328.
2.Романенко Н.Д., Пономаренко В.А., Пономаренко А.В., Попов П. Н., Таболин С.Б.
Сравнительный анализ эколого-трофического состава почвенной нематодофауны различных биоэкосистем Ростовской и Московской областей // Кн. Естественные и инвазийные процессы формирования биоразнообразия водных и наземных экосистем. Тез.
докл. международной научной конференции. ОБН РАН - ЮНЦ РАН – Мурманский морской биологический институт КНЦ РАН. Ростов-на Дону, 2007. С.259-260.
3.Романенко Н.Д., Суркова Т.А., Попов И.О., Таболин С.Б., Бугаева Е.Н. Оценка биологической эффективности ряда перспективных штаммов бактерий-антагонистов используемых для подавления численности наиболее патогенных видов нематод и грибов - возбудителей корневых гнилей в ризосфере растений картофеля // Кн.: Нематоды естественных и трансформированных экосистем. Сб. научных статей. Петрозаводск, 2007.
С. 84.
4.Романенко Н.Д., Суркова Т.А., Попов И.О., Таболин С.Б., Бугаева Е.Н. Оценка хозяйственной эффективности ряда перспективных штаммов бактерий-антагонистов используемых для подавления численности наиболее патогенных видов нематод и грибов - возбудителей корневых гнилей в ризосфере растений картофеля. // Кн.: Нематоды естественных и трансформированных экосистем. Сб. научных статей. Петрозаводск, 2007. С. 84-85.
*5.Романенко Н.Д., В.Г. Заец, И.О. Попов, С.Б. Таболин, Е.Н. Бугаева. Перспективы использования бактерий – антагонистов против наиболее фитопатогенных нематод, вирусов и грибов // Агро-21. М.: 2008. № 1-3. С. 23-25.
Website: http://www.agroxxi.ru/docs/01032008/01032008013.pdf 6. Romanenko N.D., Tabolin S.B. Perspectives of using biological agents for plant protection in strawberry plantations. Book of abstracts of VI International Strawberry Symposium. 2008. ID:
1033.
7. Romanenko, N.D., T.A. Surkova, S.B. Tabolin, A.S. Titova, E.N. Bugaeva. Perspectives of using antagonistic bacteria for the suppression of the most harmful pathogens in modern phitosanitary situation // Proceedings of International Scientific Workshop “ Plant parasitic nematodes – Biodiversity, Study, Collections”, Golitsino, 2008. P.48-53.
8. Romanenko N.D., Tabolin S.B. On the problem of elaboration of ecologically and power saving technologies for the production of ecologically clean products of plant-growing // The Second Saint-Petersburg International Ecological Forum “Enviroment and Human Health” EcoForum-2008. 2008. P. 60-61.
9. *Романенко Н.Д., Заец В.Г., Козырева Н.И., Попов И.О., Таболин С.Б. Биологические средства защиты растений в борьбе с фитопаразитическими нематодами, другими патогенами и перспективы их использования в XXI веке // Вестник Российского университета дружбы народов, сер. Агрономия и животноводство. 2008. № 2. С. 39-51.
10. Романенко Н.Д., Банников М.В., Кокорева А.А., Таболин С.Б. Зависимость фауны нематод от степени увлажнения фитоценозов левобережья Приокской поймы. В кн.:
Проблемы почвенной зоологии // Материалы XV Всероссийского совещания по почвенной зоологии. М.2008. С.76-77.
11. Таболин С.Б., Романенко Н.Д., К вопросу разработки экологически безопасных энергосберегающих технологий производства экологически чистых продуктов питания. В кн.: Актуальные проблемы экологии и эволюции в исследованиях молодых ученых.
Материалы конференции молодых сотрудников и аспирантов ИПЭЭРАН. 10-11 апреля 2008 г. Тов. Научн. изд. КМК. М. 2008. С. 375.
12. Романенко Н.Д., Зейналов А.С., Метлицкая К.В., Суркова Т.А., Таболин С.Б. К вопросу разработки экологически безопасных энергосберегающих технологий производства экологически чистых продуктов питания в области садоводства растениеводства. Биоразнообразие и экология паразитов наземных и водных ценозов.
Материалы международной научной конференции, посвященной 130-летию со дня рождения акад. К.И. Скрябина (9-11 декабря 2008 года, г. Москва) М. 2008. С. 315-319.
13. Романенко Н.Д., Суркова Т.А., Таболин С.Б., Титова А.С. (Симп_Нематод) Изучение комплекса наиболее опасных фитопатогенов (нематод, вирусов, грибов) на картофеле, овощных и ягодных культурах);
Материалы 4-го Всероссийского съезда Паразитологического общества РАН «Паразитология в 21 веке: проблемы, методы, решения» 20-25 октября 2008 года. С.П. 2008. Т. 3. С. 91-92.
14.Романенко Н.Д., Таболин С.Б., Е.Н.Бугаева. Перспективы использования бактерий антагонистов против наиболее опасных фитопатогенных видов нематод вирусов и грибов на картофеле. Материалы 4-го Всероссийского съезда Паразитологического общества РАН «Паразитология в 21 веке: проблемы, методы, решения» 20-25 октября 2008 года С.П. 2008.Т.3. С.89-91.
* 15. Романенко Н.Д., Таболин С.Б., Толстогузова В.Г., Метлицкая К.В., Титова А.С., Суркова Т.А., Оценка зараженности новых, перспективных и районированных сортов земляники садовой комплексом вредных организмов. Плодоводство и ягодоводство России. Сб. научных работ. Том ХХII, ч.2, Издательский Дом МСП ГНУ ВСТИСП. М.
2009. С. 224-231.
* 16. Романенко Н.Д., Толстогузова В.Г., Метлицкая К.В., Титова А.С., Суркова Т.А., Таболин С.Б. Разработка экологически безопасных методов защиты растений земляники садовой от комплекса вредных организмов. Плодоводство и ягодоводство России. Сб.
научных работ. Том ХХII, ч.2, Издательский Дом МСП ГНУ ВСТИСП. М. 2009. С. 232 238.
17. Таболин С.Б. Сравнительный анализ нематодофауны и микофлоры различных ценозов. Международная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов – 2009». (Москва, 2009, МГУ). Секция «Биология». Тез. Докл. М.2009. С.
134-135.
* - Публикации в периодических изданиях списка ВАК