Бактериозы хвойных Сибири - Российский центр защиты леса
реклама
АКАДЕ МИЯ НАУК СССР С И Б И Р С К О Е О Т Д Е Л Е Н И Е ИНСТИТУТ ЛЕСА И ДРЕВЕСИНЫ им. В.Н.СУКАЧЕВА Т.М. РЫБАЛКО А.Б. ГУКАСЯН БАКТЕРИОЗЫ ХВОЙНЫХ СИБИРИ Ответственный редактор канд. биол. наук Н.Д. Сорокин НОВОСИБИРСК ИЗДАТЕЛЬСТВО «НАУКА» СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ 1986 2 Рыбалко Т.М., Гукасян А.Б. Бактериозы хвойных Сибири. - Новосибирск: Наука, 1986. В монографии впервые освещаются результаты исследований опасных бактериальных заболеваний хвойных пород в Средней Сибири. Изучены причины возникновения и распространенность бактериальной водянки, раково-язвенного, язвенного заболеваний; идентифицированы патогенные штаммы бактерий. Проанализированы взаимоотношения возбудителей с микрофлорой филлосферы, показана роль насекомых в распространении их в природе. Приведены результаты сравнения этиологии бактериозов в лесных массивах и лесопитомниках. Предложены способы подавления патогенов главным образом на основе использования микробного антагонизма. Книга представляет интерес для фитопатологов, микробиологов, специалистов лесного хозяйства. Рецензенты Т.И. Громовых, В.М. Корсунов 3 ПРЕДИСЛОВИЕ Леса на Земле являются не только производительной силой природы, но и важнейшим компонентом биосферы. По сравнению с другими экосистемами леса занимают одно из первых мест по продуктивности и отличаются полифункциональностью. В процессе интенсификации использования лесных ресурсов и воздействия человека сокращаются площади естественных лесов, в связи с чем охране и защите их уделяется большое внимание. Предупреждение неблагоприятных последствий нарушения экологического равновесия в лесу представляет современную задачу многих специалистовбиологов. Борьба с потерями и убытками лесного хозяйства от массовой гибели лесных насаждений и снижения качества древесины в результате таких опасных инфекционных заболеваний, как бактериальные, защита сеянцев в питомниках при выращивании стандартного посадочного материала на промышленной основе рассматриваются с точки зрения экологической безопасности применяемых методов. Успешная разработка мер борьбы с инфекционными заболеваниями лесных древесных пород зависит от тщательного изучения этиологии заболеваний, источников инфекции и природных ее резервуаров, возможных переносчиков и трансформации возбудителей при эпифитотийном распространении болезней. В основе наиболее безопасного и перспективного способа подавления инфекционного начала лежит использование антагонистических взаимоотношений между микроорганизмами. Одним из вспомогательных методов устранения инфекции является биологическая борьба с эволюционноассоциированными биологическими и механическими переносчиками. Эта задача особенно важна в Сибири, где 60% территории покрыто лесами и на долю хвойных пород приходится около 90% площади. Хвойные леса оказывают существенное влияние на климат Северного полушария планеты, составляют основу лесосырьевой базы страны. Охрана и защита лесов от вредителей и болезней - важная проблема не только в плане их экономического значения, но общебиологического и географического: леса определяют состояние многих видов природных ресурсов, водного баланса речных бассейнов /Опритов, 1975/. Немаловажна эстетическая, санитарно-гигиеническая, лечебная роль хвойных лесов, заключающаяся в способности обогащать атмосферу кислородом и фитонцидными веществами. Главная цель исследований - всестороннее и целенаправленное изучение бактериальных заболеваний основных лесообразователей светло- и темнохвойной тайги Средней Сибири для обоснования рекомендаций мер лесозащиты, снижения патологии леса. При этом были поставлены следующие задачи: изучение этиологии бактериозов хвойных в лесных массивах и питомниках, исследование влияния основных патологических факторов на различные растительные ткани; изучение специализации, вредоносности возбудителей для хвойных пород и их распространенности в различных экологических условиях; изучение биоэкологии 4 возбудителей, взаимоотношения с различными компонентами лесного биогеоценоза. Полученные данные значительно расширяют сведения о поражаемости бактериями хвойных пород, что в свою очередь облегчит разработку действенных мер борьбы с этими опасными и вредоносными заболеваниями. Предложены основные направления в изыскании способов подавления патогенов, а также некоторые практические рекомендации в охране и защите леса от бактериозов. За консультации и оказание постоянной помощи в работе авторы выражают глубокую признательность доктору биологических наук профессору Р.И. Гвоздяку; благодарят сотрудников лаборатории лесной микробиологии Института леса и древесины им. В.Н. Сукачева СО АН СССР и отдела фитопатогенных бактерий Института микробиологии и вирусологии им. Д.К. Заболотного АН УССР за содействие в процессе выполнения работы. ГЛАВА I. БАКТЕРИАЛЬНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ ХВОЙНЫХ В ОБЩЕЙ ПАТОЛОГИИ ЛЕСА Болезни растений были хорошо известны еще древним народам, и сведения о их распространении имеются в старинных летописях. У древних греческих и римских писателей Аристотеля, Теофраста, Плиния и других есть указания на такие болезни растений, как ржавчина, головня, рак деревьев /Черемисинов, 1965/. Теоретические выводы и обобщения появляются значительно позже, в 1830-х гг. с развитием физиологии растений, когда Де Кандоллем была дана формулировка понятия о болезненном состоянии растения, а благодаря исследованиям Мартиуса, Де Бари и Пастера зарождалось понятие о паразитизме. Вследствие широкого распространения повреждений растений грибами ведущее положение заняла микология. Однако с конца 1870-х гг. начинает появляться новый объект изучения причин заболеваний растений - бактерии. Первые сведения о патологических изменениях растительных тканей, вызываемых бактериями, были даны М.С. Ворониным по поводу образования клубеньков на корнях люпина. Идея о возможном паразитизме бактерий в тканях растений была развита другими исследователями. Так, Прилльэ во Франции, начиная с 1879 г., описывает несколько бактериальных заболеваний, Ваккер в Голландии производит классические опыты по изучению бактериоза гиацинтов, Комес в Италии отмечает наличие бактерий в пораженных растительных тканях. Однако работы эти оставались без всякой взаимной связи /Ячевский, 1935/. Большое значение для развития учения о фитопатогенных бактериях имеют работы американского исследователя Т.Дж. Бэррилла, который доказал, что ожог груш и других плодовых деревьев вызывается бактериальным организмом /Тарр, 1975/. Основополагающую роль в целой отрасли фитопатологии - растительной бактериологии - сыграли работы Эрвина Смита. Им были выработаны основные методы исследования, проанализированы и обобщены разрозненные данные по бактериозам растений, установлена точная этиологическая связь между бактериальными болезнями растений и определенными специфическими 5 фитопатогенными бактериями - возбудителями этих болезней. В русской фитопатологии впервые данные о бактериозах растений появились благодаря исследованиям Г.А. Надсона. Систематическое изучение болезней растений, вызываемых бактериями, проводил И.Л. Сербинов /Горленко, 1966/. Им было отмечено, что бактерии усиливают патологические явления, вызываемые паразитными грибками, с которыми они вступают в некоторый симбиоз. И.Л. Сербинов первый оттенил это обстоятельство и дал ему надлежащее освещение, тем самым установил новое направление для дальнейших исследований. С развитием науки интерес к бактериальным болезням растений все больше возрастает, им стали уделять серьезное внимание во всем мире в силу того, что бактерии являются очень деятельными и опасными возбудителями болезней растений, вызывая массовые губительные эпифитотии. Утверждение, что широкие исследования возбудителей бактериозов растений, их свойств, изучение взаимоотношений бактерий с окружающей средой проводятся только для некоторых культур в области сельского хозяйства, правомерно. Что же касается лесного хозяйства, то работы по установлению этиологии инфекционных заболеваний у древесных пород развернуты только на Украине и Северном Кавказе /Пересыпкин, 1975/. Несмотря на многочисленные сведения о гибели лесных массивов по неизвестным причинам, тщательные исследования не проводились прежде всего в результате недооценки вредности бактериальных заболеваний древесных пород и трудностей, возникающих при выделении патогена и доказательстве его роли в инфекционном процессе. Известны лишь единичные работы в этом направлении. Бактериозы хвойных пород Одним из заболеваний хвойных, известным с конца XIX в., является опухолевидный бактериоз. На юге Франции и Италии было обнаружено заболевание Pinus halepensis L., при котором на ветвях образуются наросты до 4-5 см в диаметре. Первые указания на бактериальный характер возбудителя этой болезни дали Вильемэн и Прилльэ /Ячевский, 1935/. Изучая это же заболевание на сосне, Петри отметил, что чаще всего поражаются 10-20-летние деревья, и поражения бывают двух типов: в одних случаях наросты поверхностные, образующиеся в паренхиме коры, в других - глубокие, затрагивающие клетки вторичной меристемы, которая усиленно делится в радиальном направлении. Подобные наросты разрастаются несколько лет, сосудистые пучки в них располагаются беспорядочно, при достижении значительных размеров в центре образуются пустоты за счет уничтожаемых клеток тканей бактериями. По прошествии пяти и более лет пораженные ветви засыхают. Этиология заболевания данной хвойной породы не была установлена точно. Вильемэн описал возбудителя как неподвижную палочку, образующую зооглеи, назвал ее Bacterium pini Vuil. Петри выделил бактерии в чистую культуру и описал как подвижные формы, на этом основании дал им название Pseudomonas pini Petri. Петри были 6 изучены морфологические, культуральные и биохимические свойства бактерий. Но искусственное заражение выделенными культурами, как и кусками тканей от наростов, не дало положительных результатов. Неудача была объяснена обильным смолотечением при инокуляции. Подобное заболевание рассматривалось Тюбефом. На ветвях Pinus Cembra L. появлялись наросты в результате деятельности бактерий. Возбудитель детально не изучался. Дюфренуа описывал наросты на Sequoia sempervirens во Франции. Патогенные бактерии проникают в ткани растения при ранении или подрезке, заполняют внутреннюю полость нароста и распространяются преимущественно между клетками субстрата. И в этом случае причастность бактерий к заболеванию осталась недоказанной. В России опухолевидный бактериоз был обнаружен на P. Cembra и P. Laricio в окрестностях г. Перми и на Яйле в Крыму А.А. Ячевским /1935/, а также на сосне Бузулукского бора Н.Н. Селочник /1964/. В последнем случае в спелых и перестойных сосняках раком бывает заражено 24-26% общего количества стволов. Этому заболеванию опять было уделено внимание в связи с гибелью P. halepensis в Западно-Средиземноморской области. Изучение свойств выделенных бактерий позволило отнести их к роду Corynebacterium /Eskanderi, Ride, 1967/. Бактерии представляют собой прямые палочки, иногда немного вздутые на конце или V-образной формы. Морфология их зависит от питательной среды и возраста культуры. Грамположительный характер бактерий не постоянен. Клетки спор не образуют, неподвижные; бактерии оксидазоотрицательные, факультативные анаэробы. Сахаролитическая активность бактерий слабая, они не образуют аммиак и каталазу; молоко и желатин не изменяют, нитраты не редуцируют. В отличие от предыдущих работ была доказана патогенность микроорганизма для P. halepensis, при инокуляции 72-часовой культурой в проростки сосны появлялись опухолевидные наросты в 95% случаях. Раковое заболевание было обнаружено и на другой хвойной породе Pseudotsuga taxifolia - в 1937 г. в Калифорнии. Оно проявилось в округлых наростах с шероховатой поверхностью разных размеров, покрывающих ветви, побеги, ствол. Молодые опухоли светлее, чем старые. Заболевают преимущественно деревья в возрасте до 15 лет, страдают отдельные ветви, побеги, реже гибнет все дерево. Опухоли образуются медленно, появление их заметно в марте - начале июля. Возбудитель остается жизнеспособным и вирулентным в тканях растений длительное время, инфекция заносится в результате механических повреждений, проколов насекомых /Израильский, 1979/. Изолированные бактерии с неопределенным систематическим положением были названы Bacterium pseudotsugae Hansen. Этот микроорганизм паразитирует на Ps. taxifolia и других видах этого рода /Hansen, Smith, 1937/. Позднее возбудитель отнесен к Agrobacterium pseudotsugae (Hansen а. R.E. Smith) /Savulesku, 1947/. Бактерии представляют собой палочки, спор не имеют, неподвижные, грамотрицательные, на косом агаре рост скудный, колонии белого цвета, желатин не разжижают, на молоке кислотообразования нет; бактерии образуют сероводород, редуцируют нитраты, не образуют аммиак, не 7 гидролизуют крахмал. Отмечено кислотообразование на декстрозе, левулезе, галактозе, мальтозе /Elliott, 1951/. Возбудитель образует на растениях губчатые наросты до нескольких сантиметров, опухоли встречаются на побегах, ветвях, на верхушечных побегах, могут опоясывать ветви, что ведет к гибели верхушки. Растение с одной или большим числом опухолей на главном стволе обычно погибает в несколько лет /Израильский, 1960/. A. pseudotsugae был выделен также в Канаде из наростов на Ps. menziesii /Anon, 1961./. К настоящему времени систематическое положение возбудителя неясно /Young е. а., 1978/. Другой представитель рода Agrobacterium - A. tumefaciens (Е.F. Smith and Towns) - вызывает образование наростов, искривлений, более или менее специфичных раковых опухолей на корнях и стволах хвойных, так же как и на многих двудольных растениях /Browne, 1968/. Это было подтверждено при исследовании опухолей на Abies cefalonica, Sequoia wellingtonia, Cupressus lusitanica в Мексике, на Cupressus sempervirens в Средиземноморье, а также на Thuja orientalis, Araucaria bidwillii, A. cefalonica, A. firma, A. holophilla, C. duclouxiana, T. orientalis в США /Spaulding, 1958/. Как правило, болезнь прогрессирует медленно, но возможна в конечном итоге остановка в росте или гибель растения-хозяина. В ряде случаев на больших площадях отмечалось усыхание разного возраста культур и деревьев хвойных, например усыхание Piсеа excelsa Link в лесах Московской и соседних с ней областях, наблюдаемое с 1968 г.; усыхание сосны и пихты сибирской в некоторых районах Урала; усыхание P. Ajanensis Fiseh, A. nephrolepsis М., принявшее большие масштабы в лесах Дальнего Востока, начавшееся в начале XX в. На Северном Кавказе с 1935 г. зафиксировано усыхание P. orientalis; в 1958 г. было обнаружено массовое усыхание A. Nordmaniana (Stev.) sp. в некоторых леспромхозах Краснодарского края, продлившееся 2,5 года. Усыхание в небольших размерах культур сосны и лиственницы наблюдалось в степных и предгорных лесничествах Новороссийского и Анапского лесхозов, шестилетней лиственницы - в школе учебного лесничества Первомайского леспромхоза /Щербин-Парфененко, 1963/. Исследования работников Северо-Кавказской лесной опытной станции направлены на длительное изучение причин подобных нежелательных явлений у ряда хвойных пород в различных условиях и местах обитания. Было отмечено, что кроме эпифитотийной массовой гибели хвойных, связанной с внезапным и быстрым усыханием деревьев, в древостоях почти всегда можно наблюдать хроническую форму болезни /Щербин-Парфененко, 1968/. Наиболее типичным заболеванием является бактериальная водянка. В большинстве случаев внешним признаком болезни является увядание, пожелтение и отпад хвои, что наблюдается на отдельных ветвях, части кроны и всей кроне в целом. На стволах при заболевании происходит вытекание жидкости, которая потом засыхает на коре. У основания сучков на коре появляются мокрые черные пятна, иногда вдавленные раковые раны разных размеров. Часто эти повреждения имеют вытянутую форму по длине ствола и встречаются на деревьях разного возраста. Характерно также отмирание коры вокруг ветвей и сучьев, 8 вокруг ствола с последующим обнажением заболони, иногда на большом протяжении. Окольцованные ветви отмирают, что влечет изменение окраски хвои. На поперечном срезе ствола можно видеть "темный водослой" почти всегда с неровными более темными краями. Древесина так называемого ложного ядра влажная, даже мокрая, с резким кислым запахом. В стволе, насыщенном жидкостью, образуется много газов, создается высокое давление, в результате чего происходит разрыв пораженных годичных колец. У деревьев с полностью отмершей кроной наблюдается поражение корней. В отечественной литературе первые сведения о наличии бактерий в "темном водослое" были даны С.А. Штраух-Валевой /1954/, проводившей изучение раневых гнилей стволов пихты кавказской. О сходном по симптомам бактериальном заболевании хвойных упоминает И.И. Молоткова, которая при сортиментации пихты белой в условиях Карпат установила наличие напенной, центральной гнили бактериально-грибного происхождения /Шевченко, 1975/. Возбудитель этой болезни в то время не был указан. В зарубежной литературе данные о водянке хвойных появляются в 40-х гг. В США поражения водянкой отмечались еще в 20-е гг., к 50-м годам она охватила многие штаты. В Колумбии и других штатах это заболевание наблюдалось в больших масштабах на сосне, ели и других породах /Baxter, 1952/. Летом 1949 г. отделением лесной фитопатологии министерства сельского хозяйства США проведены исследования в Айдахо и Бретании и примыкающих к ним штатах Монтана и Вашингтон, было зафиксировано поражение хвойных с типичными признаками бактериальной водянки /Hartley, 1950/. В дальнейшем исследования причин усыхания хвойных пород показали, что "темный водослой", мокрая древесина ("wetwood"), болезнь водяных знаков ("water mark disease") являются симптомами бактериального заболевания. Был выделен возбудитель, доказано его участие в инфекционном процессе, изучены его биология, способность поражать многие лесные породы /ЩербинПарфененко, 1963/. Бактерии имеют вид палочек, одиночных, реже соединенных парами. Бактерия - перитрих, спороносная, грамотрицательная, хорошо окрашивается, аэроб, или условный анаэроб, образует капсулы и зооглеи. На мясопептонном агаре (МПА) колонии белые, гладкие, блестящие, округлые, с несколько неровным краем; на мясопептонном бульоне (МПБ) дает слабую муть, образует слабые следы пленки или колечки; выделяет сероводород, редуцирует нитраты, не образует индол, аммиак; молоко пептонизирует с медленным выпадением казеина; слабо гидролизует крахмал, разжижает желатин. Наблюдаются образование кислоты и выделение газа на большинстве сред с углеводами. На сусловом и картофельно-глюкозном агаре молодые культуры полупрозрачные, при старении немного желтеющие, слизистые, рост почти всегда очень быстрый, колонии на косом агаре сползают на дно пробирки, при этом образуется много пузырьков газа и нередко происходит разрыв твердой среды на части. По культуральным свойствам возбудитель почти не отличается от Erwinia. carotovora. Однако, учитывая совершенно особый характер поражения лесных 9 пород, возбудителю дано другое название Erwinia multivora Sczerbin-Parfenenco /Шербин-Парфененко, 1963/. Отмечена диссоциация бактерий на R- и S-формы, отличающиеся по своей активности. Главную роль в патогенезе играет гладкая Sформа. Очевидно, при изучении и идентификации возбудителя допущен ряд ошибок /Израильский, 1968/. Не проведено сравнение свойств этой бактерии с ранее описанными возбудителями подобного заболевания. Возможно, что указанный выше возбудитель окажется одним из описанных ранее видов. В Чехословакии при подобном заболевании ели под названием "некроз коры и смолотечение" выделена бактерия Erwinia, cancerogena Urosevic и бактерии рода Pseudomonas. Экспериментально доказана патогенность Е. cancerogena, но было высказано предположение, что заболевание вызывается смесью бактерий /Urosevic, 1968/. Е. cancerogena, Е. multivora по многим признакам сходны с Е. nimipressuralis, выделенной из пораженных тканей ильмовых пород при так называемом заболевании "мокрая, древесина" /Carter, 1945/. Вид весьма близок к Е. carotovora; Е. nimipressuralis относят именно к этому виду /Martinec, Kocur, 1964/. Данный вид отнесен к атипичным видам рода Erwinia, /Dye, 1969; Bergey, 1974/. Клетки бактерий грамотрицательные, споры не образуют, прямые, с закругленными концами палочки; располагаются одиночно, парами, группами, подвижные с перитрихальным жгутикованием. На МПА Е. nimipressuralis образуют мелкие круглые колонии, приподнятые, слабовыпуклые, зернистые, со скошенным валообразным ровным краем без резких переходов, гладкие, бело-серые. На картофельном агаре (КА) колонии больших размеров с ровным или слабоволнистым краем, цвет колоний серый с металлическим блеском, на картофельно-глюкозном агаре кремовые, непрозрачные, круглые, гладкие, плоские. Бактерии хорошо растут на многих минеральных средах, быстро усваивают большинство сахаров с образованием кислоты и газа, хорошо утилизируют органические кислоты с подщелачиванием среды, в качестве источника азотного и углеродного питания используют некоторые аминокислоты; разжижают желатин, свертывают молоко, не образуют оксидазу, полигалактуроназу, целлюлазу, левансахаразу, лецитиназу. Вирулентность бактерий определяется комплексом их свойств, в котором определенное значение имеют токсины /Матышевская, 1975/. Е. nimipressuralis являются продуцентами токсических для растений веществ, ряда биологически активных веществ и обладают сильным антагонистическим действием в отношении других видов фитопатогенных бактерий /Гвоздяк, 1975/. Начиная с 1968 г., из Калифорнии сообщается о сходном заболевании ели белой, названном "мокрая древесина". Обращается внимание на сопутствующие бактерии, сходные с Cor. humiferum /Израильский, 1979/. На бактериальную причину усыхания сосны в культурах - одной из основных пород в лесоразведении - указывают А.Л. Шербин-Парфененко и В.В. Черпаков /1975/. Подобное усыхание наблюдается в различных районах нашей страны. Бактериям - возбудителям заболевания часто, но не всегда, сопутствуют грибы, в том числе и корневая губка. Один из наиболее типичных симптомов, 10 обнаруживаемых при поперечном срезе, - черная окраска части годичных колец, особенно четко признак выражен у свежего сухостоя. Другие симптомы деформация, искривление и изгиб в разные стороны ветвей и даже вершин ствола - являются типичным показателем их зараженности бактериозом. Зараженные ветви позже отмирают, обычно этому предшествует опадание хвои. Иногда бурая хвоя, как правило, на концах ветвей держится крепко, характерно повисая вниз. Поражение и отмирание хвои происходят ранней весной и осенью. Оранжевокрасная хвоя появляется чаще всего в нижней части кроны. Иногда деревья в возрасте 5-20 лет усыхают в течение одной весны, но кроме острой формы наблюдается хроническая, при которой усыхание продолжается 2-4 года. В культурах лиственницы сибирской, зараженной бактериозом, наблюдаются крайне угнетенный рост, сильно укороченные побеги, преждевременное опадание хвои и затем усыхание саженцев /ЩербинПарфененко, 1963/. В 1968-1970 гг. проводились исследования в Беловежской Пуще, где в больших масштабах было отмечено усыхание ели обыкновенной. Причиной заболевания являлись бактерии, вызывающие болезнь с характерными признаками бактериальной водянки /Голгофская, Щербин-Парфененко, 1975/. Е. multivora - отнюдь не единственный возбудитель бактериальных заболеваний хвойных древесных пород, однако один из наиболее агрессивных и распространенных из описанных. К другим, но слабо изученным возбудителям, относится Erwinia lignifilla. От Е. multivora она отличается только тем, что не сбраживает углеводов. Это побудило дать ей отдельное название. Бактерия выделена из тканей дуба и хвойных пород: из древесины пихты; из сеянцев, хвои, семян сосны, ели и пихты. Этот возбудитель заслуживает дальнейшего изучения /Щербин-Парфененко, 1968/. Бактериальный ожог плодовых (возбудитель Erwinia amylovora) подробно и давно изучен и описан. Характерными особенностями являются: поражение листьев, цветов, коры, наличие экссудата. Ожог такого типа встречается и у лесных пород - хвойных и лиственных. У лесных пород поражается не только флоэма, но и ксилема, болезнь имеет явно сосудистый характер. Как и у плодовых, у лесных пород было отмечено истечение экссудата. У хвойных пород, например у сосны, такого экссудата, как у лиственных пород, нет, но наблюдается выделение смолы в виде капель, порой весьма обильное, особенно на отмерших побегах /Черпаков, 1976/. Из пораженных тканей выделены штаммы, при изучении культуральных и биохимических свойств которых показано, что они принадлежат к группе Amylovora и в то же время отличаются от всех видов, которые указаны для этой группы в последнем издании определителя Берги /Bergey, 1974/. Отличия от типового вида следующие: не разжижают желатин, не имеют колоний с радиально-бороздчатым и плотно флуккулированным центром, не имеют серологического родства с Е. amylovora, поражают проводящую систему ксилемы, способствуют выделению экссудата не только из пораженного луба, но и из древесины. Ввиду особого характера поражения как ксилемы, так и флоэмы 11 возбудителя можно отнести к исключительно опасным возбудителям для хвойных и лиственных пород. Патогенные свойства бактерий проявляются очень сильно и быстро. Деревья часто усыхают в течение одного года (при острой форме ожога) или нескольких лет (при хронической форме). Экспериментальное заражение показало высокую патогенность выделенных культур и широкий круг поражаемых лесных пород /Черпаков, 1979/. Возбудитель представляет собой очень мелкие, короткие палочки со слегка закругленными концами, эллипсовидные или кокковидные, подвижные, с перитрихальным расположением жгутиков; спор и капсул не образуют, аэроб или факультативный анаэроб, клетки расположены одиночно или парами, редко короткими цепочками. На КА колонии мелкие, округлые, белого, грязно-белого цвета или кремовые, выпуклые, блестящие, с уплотненным центром, край ровный, или слегка волнистый и приподнятый, иногда прозрачный. На МПБ через несколько часов появляется шелковистая муть, на вторые сутки появляется слабый белый легкий осадок, у некоторых штаммов наблюдается кольцо или его следы, реже появляется пленка. У отдельных штаммов помутнение МПБ очень слабое. Желатин не разжижают, большинство штаммов оставляют без изменения молоко; лакмусовое молоко обесцвечивается полностью или частично. Штаммы редуцируют нитраты, выделяют сероводород, индол не образуют. Культуры очень активны на углеводах, образуют кислоту без газа, крахмал не гидролизуют. Рост бактерий на поверхности агара всегда обильный, но по поверхности никогда не растекается, растет в пределах штриха, хорошо заметен металлический радужноперламутровый блеск на поверхности штриха культуры. Мацерация тканей картофеля не наблюдается или очень слабая; при длительном хранении на КА появляются R-формы. После нескольких перевивок складчатая форма вновь становится гладкой. Приведенные свойства выделенных бактерий позволили установить соответствие их с возбудителем бактериального ожога Е. amylovora. В то же время, учитывая отличительную особенность изолятов - поражать проводящую систему древесины, бактерии было дано название Е. amylovora var. lignifilla, т.е. поражающая древесину /Цилосани, Черпаков, 1978; Черпаков, 1979/. Однако способность Е. amylovora var. lignifilla поражать древесину, неоднородность с Е. amylovora в антигенном составе, способность использовать углерод широкого круга органических соединений на минеральной среде и другие свойства как раз и вызывают сомнения о принадлежности изучаемого возбудителя к виду Е. amylovora. Поэтому видовая принадлежность сильно агрессивных патогенов в отношении лесных пород на Кавказе требует дальнейшего изучения и уточнения. Все хвойные породы возобновляются исключительно семенным путем. Урожайность и качество семян - важные факторы как для естественного, так и для искусственного возобновления этих древесных пород. Фитопатогенный анализ семян пихты показал, что они также заражаются патогенными бактериями, причем еще в шишках до их опадения. Сильно пораженные шишки недоразвиты, размером 3-6 см (против 7-9 см у здоровых), бурые, мягкие, гибкие и без семян; иногда располагаются рядом с внешне 12 здоровыми. Но и такие, внешне здоровые, шишки не достигают нормальных размеров, в некоторых случаях они буреют в верхней части, иногда до половины. Почти 100%-ная засмоленность шишек - признак бактериального заражения. При этом отмечается загнивание стержня шишки, чаше всего сверху, и чешуек - с места их прикрепления. Заражение и развитие болезни начинаются с того периода, когда размеры шишки достигают 2-3 см, при более позднем заражении появляются пустые семена. Внешне здоровые семена могут быть заражены вначале бессимптомно /Голгофская, 1975/. Внутренняя бессимптомная зараженность при известных условиях хранения вызывает загнивание семян. Зараженность семян хвойных может быть очень велика, а значит, ухудшается состояние всходов как в питомниках или на лесокультурных площадях, так и при естественном возобновлении. На этом основании правомерно считать самосев зараженным бактериями, находящимися в семенах, и теми же бактериями, которые могут находиться в почве /ШербинПарфененко, 1963/. Автор считает, что зараженные патогенными бактериями семена хвойных будут способствовать заражению почвы. Но положение это требует тщательной экспериментальной проверки, так как рядом исследователей отмечалась невозможность длительного существования истинных фитопатогенных бактерий в естественных почвах /Воронкевич, 1974/. Анализ погибших в питомниках всходов хвойных показал бактериальное поражение, хотя в практике оно всегда объясняется фузариозом, который часто является лишь сопутствующим фактором в инфекционном процессе. То же самое имеет место и в отношении самосева под пологом леса. Опыты искусственного заражения пихтового самосева в возрасте до пяти лет чистыми культурами бактерий дали положительные результаты. Заражение и отмирание пихтового подроста происходят в любом возрасте, но обычно в небольших размерах. Массовое усыхание группами или куртинами наблюдалось в некоторых районах только после особо засушливого 1957 г. Весь усохший или усыхающий подрост пихты оказался зараженным бактериями. Очевидно, что засушливый год благоприятствовал развитию болезни. На зараженном пихтовом подросте влияние засухи отразилось некоторым уменьшением прироста в высоту /ШербинПарфененко, 1963/. Одну из групп бактериальных болезней растений составляют так называемые генерализованные заболевания, при которых поражаются и паренхимные, и сосудистые ткани /Тарр, 1975/. Представителем этой группы патогенов является Pseudomonas solanacearum (Smith). Более 200 видов растений поражаются данным видом, штаммы которого представляют совокупность рас, патотипов /Buddenhagen, Kelman, 1964; Hayward, 1964; Harris, 1972/. P. solanacearum вызывает и внезапный вилт сеянцев Pinus Caribaea. /Mitchell, 1962/. Обычно первыми симптомами являются коричневая пятнистость на хвое, а также изменение цвета корней, особенно в сосудистых узлах. На более поздних стадиях заболевания корни и нижняя часть ствола становятся мягкими и влажными, затем чернеют и загнивают. К группе полифагов относится Pseudomonas syringae van Hall. Возбудитель вызывает одинаковые признаки поражения в гомологичной и гетерологичной 13 системе хозяин - возбудитель /Пастушенко, Мурас, 1981/. P. syringae поражает 39 древесных пород /Ercolani, Grosse, 1966/. Быстрому распространению инфекции способствуют дождь, ветер, а также такие условия, с которыми связывают обильное слизеобразование, например влажная весна /Мурзаев, 1968/. Основными признаками заболевания являются: опухолевидные наросты на ветвях и стволах, вздутые зоны, покрытые трещинами и подобные язвенным заболеваниям. Язвы бывают двух типов: маленькие (1-3 см), узловатые, "закрытые" и наиболее типичные - большие (1-15 см), удлиненные, "открытые" /Sabet, Dowson, 1952/. Язвенные образования обычно вытянуты вдоль ствола, но бывают и округлой формы. При поперечном разрезе кора и часть камбия полупрозрачны; патологические процессы, как правило, происходят в этих тканях и не затрагивают древесину; внутри разросшихся тканей имеются полости. |При быстром прогрессировании болезни образуется некроз, ветви усыхают; при медленном - формируется пробковый валик, который разрастается годами /Urosevic, 1973/. Характерный признак заболевания - образование беловатого, липкого, слизистого вещества (экссудата), который выделяется из язв, а также из чечевичек. Возбудитель сохраняется в больных тканях на самом дереве и быстро погибает в отмерших тканях. Перезаражение в природе происходит главным образом с помощью насекомых и с дождевыми брызгами при попадании их в места механических повреждений /Израильский, 1979/. Клетки P. syringae являются грамотрицательными, полиморфными, подвижными, с полярным расположением жгутиков палочками; располагаются одиночно, парами, короткими цепочками или группами, спор не образуют. На МПА колонии круглые, диаметром 5-6 мм, приподнятые, с вогнутым центром в виде луночки, край лучистый с рельефным ободком. Цвет колоний грязно-серый или белый, иногда отмечено наличие флуоресцирующего пигмента. На МПА с 5% сахарозы колонии кремовые, мутные, концентрические, приподнятые, слизистые вследствие образования левана. Срок жизнеспособности на этой среде более 25 дней. На КА колонии круглые с ровным или слабоволнистым краем, приподнято выпуклые с возрастом, с коническим центром, ближе к краю слабо выраженный валик, поверхность гладкая, консистенция колоний маслянистая. На МПБ появляется умеренное, начинающееся сверху помутнение среды, затем пышная пленка, четкое кольцо и хлопьевидный осадок. На 15-20-е сутки роста эти бактерии вызывают слабую желтую флуоресценцию. Иногда отмечают беспигментные штаммы /Dye, 1953; Cameron, 1962/. Бактерии не растут на средах Кона, Фрезир и Раппа, минеральных средах Омелянского, Ферреуса и Кларка; растут на средах Эйкмана, Георгия и Поэ, среде с аспарагином, Фернандо, Лиске, Чапека, Ушинского и Ферми с образованием нежной пленки, хлопьевидного осадка, иногда пристеночного кольца. Возбудитель образует кислоту на средах с большинством сахаров, кислот и некоторых спиртов. Образование кислоты наблюдается в основном на 1-3 сутки опыта, легко усваивают большинство моносахаридов, гораздо труднее - ди- и полисахариды и спирты (3 из 8) /Гвоздяк, Яковлева, 1979/. На средах с преобладанием органических кислот, аминокислот и амидов снижают концентрацию водородных ионов или растут без изменения рН среды, например с 14 лейцином, пролином, тирозином, частично с цистеином и серином. Трудно или совсем не используют карбоциклические аминокислоты. P. syringae послойно разжижает желатин, пептонизирует молоко без свертывания, подщелачивает лакмусовую сыворотку с последующей редукцией, не восстанавливает нитратов, не разлагает аргинин в анаэробных условиях, не образует сероводород, аммиак и индол. Отмечено образование каталазы, левансахаразы, амилазы, уреазы, не выявлены лецитиназа, оксидаза, целлюлаза, протопектиназа. До сих пор среди микробиологов нет единого мнения относительно родства внутри рода Pseudomonas, на что указывает вариабельность свойств штаммов /Baker, 1966; Бельтюкова, 19 Скрипаль, 1969; Воронкевич, 1974 и др./. Данный вид фитопатогенных бактерий, выделенный из тополя, проявляет заметную миколитическую активность по отношению к некоторым паразитным грибам: Fusarium solani, Chondroplea populea, Phomopsis putator и др. Кроме этого, обладает сильными антагонистическими свойствами по отношению к видам рода Pseudomonas /Айзенберг, 1976/, к ряду других фитопатогенных бактерий /De Vay, Strobel, 1962/. Возбудитель заболевания слабо действует на виды рода Xanthomonas, совершенно не активен по отношению к трем из четырех видов Соrупеbacterium. Виды рода Erwinia также малочувствительны к воздействию P. syringae f. populi /Гвоздяк, 1976; Гвоздяк, Яковлева, 1979/. Корреляция антагонистических свойств с вирулентностью штаммов не выявлена. Бактерии рода Pseudomonas чрезвычайно широко распространены в природе, количество патогенных для лесных древесных пoрод видов увеличивается по мере изучения данного вопроса. Примером могут служить P. fluorescens, Pseudomonas sp., выделенные и описанные Р.И. Гвоздяком /1976/. P. fluorescens является обязательным представителем поверхности растений /Худяков, 1953; Jones, 1955/ и одновременно сборным видом, среди которого встречаются и патогенные формы. В фильтрующем состоянии они могут проникать в растение и находиться в сосудистых пучках в недеятельном состоянии до ослабления растения в результате неблагоприятных факторов /Израильский, 1952; Пересыпкин, 1957/. Локализация бактерий в растительных тканях Рассматривая бактериальные болезни хвойных пород, как и у других групп растений, можно выделить несколько типов заболеваний: паренхиматозные, сосудистые, генерализованные и гиперпластические. Такое деление условно, но, тем не менее, отражает локализацию патогена в тканях растений. Бактерии, питающиеся и размножающиеся в живых тканях лесных пород, распространяются по межклеточным ходам и при участии ферментов, которые растворяют межклеточное вещество, дезорганизуют ткани. Таким ферментом является пектиназа или комплекс пектолитических ферментов. Разрушение срединной пластинки, состоящей из пектинов, происходит как в аэробных, так и в анаэробных условиях. В результате мацерации тканей паренхимы коры остаются лишь легко разделяющиеся лубяные волокна. После разложения пектиновых 15 веществ во флоэме остаются тонкие волокна луба, она приобретает вид мочала, а под толстым корковым слоем образуются пустоты. Разложение пектиновых веществ, представляющих слизистую массу, у древесных пород связано с выделением наружу через трещины и разрывы слизи или жидкости. Образующиеся в тканях газы в результате брожения помогают такому выделению. Очевидно, что так называемое слизетечение, нередко наблюдаемое у древесных пород и обычно рассматриваемое как безобидное местное явление, в действительности может отражать глубокие патологические процессы, протекающие в стволе дерева /Шербин-Парфененко, 1963/. По нашему мнению, экссудат является продуктом жизнедеятельности бактерий, растущих не только на пектиновых веществах, но и на различных, пригодных к усвоению, источниках углерода. В результате жизнедеятельности бактерий происходит разъединение тканей, их дезорганизация и даже гибель самих клеток, наблюдаемая, как правило, при действии токсических веществ, к которым относится и ряд ферментов. Участки растительных тканей с разрушенным межклеточным веществом и убитыми клетками представляют субстрат для бурного развития сопутствующих сапрофитных бактерий и грибов, что затрудняет определение истинного возбудителя болезни. Фитопатогенные бактерии, вызывающие паренхиматозные заболевания: ожоги, сухие и мокрые гнили, относятся к родам Pseudomonas, Xanthomonas, Erwinia. Определенные виды бактерий, попав в растительную ткань, распространяются по сосудам. Достигнув сосудистых пучков в ксилемной их части, они начинают быстро размножаться. Некоторые виды бактерий образуют слизистые тяжи, способствующие продвижению вдоль ствола подвижных форм микроорганизмов, а также закупорке сосудов. Заполнение проводящих систем бактериями вызывает увядание растений /Горленко, 1980/. Переходную и опасную группу заболеваний составляют генерализованные болезни, при которых поражаются и сосуды, и паренхима. Обычно бактерии проникают сначала в сосуды, закупоривают их, разрушают, а затем переходят на близлежащие паренхимные ткани, например P. solanacearum. При гиперпластических заболеваниях бактерии оказывают на растение стимулирующее действие. В зараженных тканях деление клеток протекает ускоренно и беспорядочно, вследствие чего возникают различные новообразования - галлы, опухоли, туберкулы, фасциации, ведьмины метлы и т.д. Появление новообразований связано с тем, что у места внедрения паразита, как ответная реакция растения, происходит приток питательных веществ, в результате в этом месте начинаются интенсивное деление клеток и бурный рост. Иногда на других частях растительного организма развиваются вторичные опухоли, некоторые из них стерильны; развитие их стимулируется соединениями, биологически активными веществами, которые вырабатывают патогены /Тарр, 1975/. В молодых опухолях некрозы бывают небольшие или отсутствуют вообще, но старые опухоли в конце концов начинают загнивать, главным образом под 16 влиянием вторичных патогенов. В образующихся наростах были обнаружены различные вещества: уксусная, муравьиная кислоты, аммиак, спирты и альдегиды, присутствие которых, по мнению Э. Смита, дает объяснение происхождению наростов. Он полагал, что бактерии, выделяя и накапливая подобные вещества, через некоторое время переходят в инволюционные формы и погибают, чем и объясняется малое количество микроорганизмов, обычно находимых в наростах /Ячевский, 1935/. Непосредственным результатом образования опухолей на растении является в некоторых случаях атрофия тех частей, которые находятся выше их. Проникновение фитопатогенных бактерий в растительные ткани, в противоположность патогенным грибам, происходит, во-первых, активным путем через некутинизированные участки поверхности растений (корневые волоски и т.д.); путем обхода кутинизированных наружных слоев, активным вторжением или пассивным заносом внутрь растения через отверстия (гидатоды, чечевички и т.д.). Активное проникновение бактерий в растительные ткани через некутинизированные участки или отверстия происходит исключительно в случае массовой инфекции. Предпосылкой для их эпифитотического распространения и развития являются ветреная, дождливая погода, ливень или град /Гойман, 1954/. Второй путь проникновения бактерий в ткани осуществляется при помощи всевозможных поранений, которые могут быть весьма разнообразного происхождения. Наиболее серьезными в отношении распространения бактериозов являются повреждения растений животными, и в первую очередь насекомыми, которые наносят растению различные ранения и одновременно заражают его /Бургвиц, 1931; Ячевский, 1935; Butler, 1955/. Насекомые как переносчики возбудителей бактериальных болезней растений Нематоды, клещики, проволочные черви и другие почвенные насекомые, повреждая корни и корневые волоски, способствуют проникновению бактерий из почвы в корневую систему, как, например, P. solanacearum, A. tumefaciens. Наземные органы растений постоянно подвергаются нападению тлей, трипсов, укусы которых подготавливают почву для внедрения бактерий /Ячевский, 1935/. В местах массового поражения бука было установлено повышенное, количество буковой тли, из которой выделены Е. nimipressuralis и Е. rhapontici - возбудители заболевания бука /Гвоздяк, 1976/. Переносчиками возбудителя бактериальной водянки являются насекомые, особенно златка узкотелая /Щербин-Парфененко, 1963; Голгофская, 1975/. Такой вывод был сделан на основе наличия ходов в пораженных местах и мертвых личинок. Распространение бактериозов и их вредоносность в основном зависят от наличия в данном районе соответствующих насекомых - переносчиков возбудителей болезней /Израильский, 1960/. Переносчиками бактерий могут быть 17 многие насекомые, как вредоносные, так и полезные. Например, пчелы, опыляя плодовые растения, разносят возбудителя ожога плодовых Е. amylovora. При этом перенос является чисто механическим на поверхности тела и ротовом аппарате насекомого. Однако у многих насекомых, питающихся растительными тканями, фитопатогенные бактерии попадают в кишечник, но не у всех в кишечном тракте могут размножаться возбудители болезней. Из 94 видов насекомых только жуки Chactocnema pulicaria являются постоянными носителями P. stewarti /Штейнхауз, 1952/. Некоторые виды бактерий заражают яйца насекомых еще в кладках, затем проникают внутрь, выходящие из кладок личинки первого возраста уже обсеменены фитопатогенными бактериями. В данном случае насекомые являются не только переносчиками, но и резерваторами патогенных для растений бактерий. По мнению В.И. Полтева и др. /1969/, насекомые служат дополнительной средой обитания фитопатогенных бактерий. С одной стороны, находящиеся в кишечном тракте насекомых патогенные для растений бактерии способствуют перевариванию растительной пищи, снабжая дополнительными витаминами и аминокислотами /Leach, 1940; Hodgson, 1975/, с другой - бактерии могут служить средством воздействия насекомых на растительные ткани. При изучении атрактных свойств бактериальной взвеси при искусственном заражении бука было отмечено, что иногда насекомые выедали инфицированные участки, чего не наблюдалось в контроле, где использовали стерильную воду /Гвоздяк, 1976/. Связи насекомых и фитопатогенных бактерий очень широки. Одной из граней этих связей являются энтомопатогенные свойства бактерий /Гвоздяк и др., 1974, 1975/. Действие патогенных для растений бактерий на насекомых может быть связано со способностью микроорганизмов образовывать токсические вещества. Во многих случаях заражение растений бактериями зависит от количества инфекционного материала. Не менее важное значение имеет знание путей или способов распространения инфекции в течение вегетационного периода. Кроме явных резерваторов инфекции в виде самих больных растений или семян, существуют определенные возможности выживания или длительного существования и сохранения фитопатогенных бактерий вне растительных тканей. Интерес к изучению способности фитопатогенных бактерий существовать в почве возник вследствие необходимости изыскания мер борьбы с ними. Кроме абиотических факторов, отрицательно влияющих на возбудителей бактериозов, таких как низкие температуры, недостаток влаги, низкие значения рН среды и т.д., пожалуй, наибольшее значение имеют сложные взаимоотношения с обычным окружением паразитических бактерий. Выживаемость фитопатогенных бактерий в естественной среде обитания Большинство фитопатогенных бактерий не способно к длительному существованию в природных почвах, в результате действия прямого антагонизма 18 почвенных обитателей. Наличие питательных веществ играет огромную роль в установлении подобных взаимоотношений в почве. Полезное вещество или благоприятные условия становятся как раз обратными, если они способствуют развитию многочисленных и сильных врагов /Виноградский, 1952/. Наиболее важное место в микробном антагонизме отводится специфическим продуктам метаболизма микробов - антибиотикам, которые, находясь в почве, подвергаются ряду воздействий и изменений. Однако роль их в установлении некоторых соответствий микробов в почве от этого не становится меньше. Определенная концентрация антибиотических веществ может поддерживаться постоянным образованием их при наличии достаточного количества питания, активирующего размножение и физиологическую деятельность почвенных микроорганизмов, что приводит к повышению антибиотической активности. Фитопатогенные бактерии не имеют в своем жизненном цикле покоящейся стадии. При неблагоприятных условиях их выживание в почве связано со способностью сохраняться в состоянии пониженной жизненной активности. В оптимальных же условиях их выживаемость зависит от способности вести сапрофитный образ существования и конкурировать с окружающей микрофлорой, что происходит в почве. Вода представляет собой второй по значению (после почвы) элемент внешней среды, с которым приходится встречаться фитопатогенным бактериям и более или менее длительно соприкасаться с ним. Фитопатогенные бактерии в подавляющем большинстве не способны образовывать споры, а, следовательно, малоустойчивы к высыханию, кроме того, их проникновение в ткани зависит от наличия капельной влаги на растениях. Поэтому вода естественных и искусственных источников играет важную роль в расселении этой группы патогенов. Но с другой стороны, вода, соприкасающаяся с поверхностью растений или почвой, не является благоприятной средой для существования возбудителей бактериозов /Нижегородова, 1968; Федянин, 1968; Мишустин, Никитина, 1970; и др./. Относительно длительное выживание фитопатогенных бактерий в простерилизованной воде и быстрое исчезновение их из нестерильной воды свидетельствуют, что в самоочищении последней от возбудителей бактериальных заболеваний основное значение имеют биотоксические факторы, среди которых не последнюю роль играют антагонистические взаимоотношения. Фитопатогенные бактерии слабоустойчивы не только к действию биотических факторов, но и к физико-химическим агентам. Им могут вредить высокие или низкие температуры, высушивание, солчечные лучи и т.д. Бактерицидное действие солнца складывается из разных воздействий на клетку и обусловлено рядом внешних и внутренних факторов. Наиболее активной частью является ультрафиолетовая радиация, срок гибели связан с концентрацией бактериальной суспензии, подвергающейся облучению, - чем меньше концентрация, тем короче срок выживаемости. Гибель клеток наступает быстрее от воздействия прямых солнечных лучей, чем от рассеянных, и при высыхании, чем при поддержании во влажном состоянии; очень большое значение имеет температурный фактор /Воронкевич, 1974/. Бактерицидное действие УФ-лучей 19 является результатом химических изменений, претерпеваемых некоторыми важными соединениями ядра клетки. Разные виды бактерий обладают неодинаковой чувствительностью к УФ-лучам, процент убитых не пропорционален дозе; чувствительность бактерий изменяется в зависимости от состава, температуры питательной среды, значений рН, окружающей влажности и возраста культуры /Нейштадт, 1955; Kaplan, 1955; и др./. К настоящему времени так и не составлено объективного суждения о степени устойчивости к высыханию разных видов фитопатогенных бактерий. Высыхание из водной среды не является еще показателем гибели популяции. Более длительная выживаемость возбудителей бактериозов в сухой почве также свидетельствует, что сухие условия не всегда являются фактором, уничтожающим бактерии, и почвенная пыль может служить источником инфекции /Воронкевич, 1974/. Известна меньшая устойчивость одиночных клеток к замораживанию по сравнению с их скоплениями - колониями. И в том, и в другом состоянии фитопатогенные бактерии менее устойчивы в условиях, не защищенных от действия осадков, солнца и других метеорологических факторов. Преимуществом в этом отношении обладают бактерии, заключенные внутрь растительных тканей, где губительное действие низких температур снижается благодаря различным веществам растительных тканей. Кроме того, удлинение срока выживаемости ряда возбудителей в природе зависит от состояния бактериальных внеклеточных полисахаридов. Очень часто на пораженных участках растений образуются пленочки или коростинки засохшей бактериальной слизи, называемой экссудатом, которые разносятся ветром и при наступлении влажной погоды могут вызывать заражение здоровых растений. В результате исследований было установлено, что со временем экссудат становится губительной средой для возбудителя, в сухом состоянии - своеобразной защитной средой, где возбудитель может сохраняться в анабиотическом состоянии продолжительное время /Schaad, 1971/. Способность к обильному образованию внеклеточных слизистых веществ фитопатогенными бактериями можно рассматривать как приспособительное свойство, повышающее их устойчивость против неблагоприятных факторов природы и способствующее сохранению вида. Воздух, в противоположность почве и воде, является средой, куда микробы попадают случайно вместе с пылью или мелкими каплями тумана из почвы, из водоемов и с растительностью. Вероятность попадания в сухой воздух свободных клеток возбудителей с растений очень мала. Фитопатогенные бактерии могут смываться с пораженных частей растений дождевой влагой и при наличии ветра превращаются в состояние мелкокапельных аэрозолей. Такие бактериальные аэрозоли могут иметь значение при распространении болезней в больших растительных массивах. Особой средой обитания фитопатогенных бактерий является поверхность растений, где они в некоторых случаях не выдерживают длительного облучения солнцем, особенно сопровождаемого высыханием; в других - являются нормальной эпифитной микрофлорой. При наличии влаги возбудители 20 бактериозов испытывают на себе антагонистическое влияние микрофлоры филлосферы, действие фитонцидов, особенно на хвойных породах. Все это не исключает возможности сохранения и накопления возбудителей на поверхности растений-хозяев и иммунных растениях больших массивов. При небольших дозах заразного начала заболеваемость не имеет места. Кроме того, при неблагоприятных условиях для развития болезни пораженный участок может быть изолирован: вокруг образуется барьер из пробковой ткани. Подобные участки, если возбудитель не погиб, являются резерваторами инфекции на здоровом растении. Механическая защита растений от атаки патогена - один из типов защитных реакций. В других случаях пораженные клетки реагируют выделением кислот, что служит препятствием для развития бактерий. Биологическая самозащита растения состоит в выработке плазмой элементов, противодействующих бактериям и уничтожающих их /Ячевский, 1935/. Несмотря на существующие защитные реакции растения против внедрения бактерий, растительный организм не в состоянии противостоять массовой инфекции, когда наблюдаются острое течение заболеваний, возникновение эпифитотий, когда скорость инфекции возрастает, суммируя воздействия всех факторов "треугольника болезни" - более восприимчивый хозяин, более агрессивный возбудитель и более благоприятная для болезни погода, усиливая болезнь /Ван дер Планк, 1972/. Исходя из этого, при выборе мер борьбы против бактериозов растений должны учитываться особенности растения, свойства бактерий-возбудителей, условия внешней среды. Каждое средство должно быть действенным, предназначенным для самого широкого применения, отличаться простотой и рентабельностью /Бургвиц, 1931/. Развитие отдельных отраслей знаний убедительно показало, что препятствовать заболеванию легче, чем бороться с ним, особенно с бактериозами растений, где индивидуальный подход затруднен, практически невозможен. Основанием для изыскания рациональных профилактических мероприятий должны служить всестороннее знание биоэкологии возбудителя, пути его миграции и проникновения в растение, установление природных резерваторов. В связи с этим одним из начальных этапов является удаление пораженных органов или растений в целом. В лесных насаждениях рубки ухода и санитарные рубки являются неизбежными и целесообразными лесохозяйственными мероприятиями. При большой зараженности необходимо проводить сплошные рубки, своевременно и тщательно очищать места рубок, своевременно вывозить древесину. Косвенным, но не менее эффективным методом борьбы с бактериозами лесных древесных пород является уничтожение очагов короедов и других лесных насекомых-вредителей. Поскольку источниками инфекции может быть почва и семена, то для получения здоровых растений при искусственном возобновлении важно проведение дезинфекции семян и стерилизации почвы. Прежде всего, большое значение имеет правильный выбор семенных участков и семенных деревьев. Однако до сих пор не существует технических средств и способов для протравливания семян лесных пород с целью снижения внутренней 21 бессимптомной зараженности - наиболее опасной, трудновыявляемой, с которой очень тяжело бороться. В последнее время весьма актуальным становится биологический метод борьбы, сущность которого заключается в уничтожении или торможении развития возбудителя с помощью действия прямого антагонизма других микроорганизмов или продуктов их метаболизма /Blakeman, Brodie, 1976/. В данном методе используются различные микробы, грибы, актиномицеты, бактерии, биопрепараты, антибиотики и другие средства, воздействующие на возбудителей бактериальных болезней растений. Важную роль при проведении лесоохранных мероприятий играет комплексный, интегрированный подход к защите леса от инфекционных заболеваний. Только при всестороннем изучении болезней и их возбудителей, правильном учете и своевременной диагностике, применении рациональных и действенных профилактических мероприятий можно добиться снижения отрицательных нарушений экологического равновесия в лесных биогеоценозах. ГЛАВА II. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЙ Природные условия района и объекты изучения Исследования бактериальных заболеваний хвойных пород проводились в центральных районах Красноярского края, на территории одного из крупных лесхозов, расположенного на правом и левом берегах Енисея. Природная структура исследуемого района обусловлена выделением в растительном покрове зонально-провинциальных и высотно-поясных комплексов типов леса. Их классификация, разработанная лабораторией лесной типологии Института леса и древесины /Смагин и др., 1973/, позволила выделить лесорастительные округа. Лесхоз занимает восточную окраину двух округов Приенисейской равнинной провинции - Кеть-Чулымского и Ачинско-Мариинского, располагается на стыке двух лесорастительных областей Сибири - Средне-Сибирской и ЗападноСибирской. Левобережная часть лесхоза, где проводились работы, занимает юговосточную часть Чулымо-Енисейского плато, дренируемого Енисеем и его притоками. Это наиболее возвышенная часть Западно-Сибирской равнины, относительно большая приподнятость (260-400 м) и расчлененность территории по сравнению с центральными частями равнины не способствуют сильному заболачиванию. Большое участие дренированых экотопов является специфической особенностью данной провинции. В районе сформировались зонально-провинциальные комплексы сосновых и березовых лесов, занимающих нижние ступени рельефа в приводораздельной полосе Енисея и Кети. Типологический фон комплекса составляют высокополнотные сосняки на серых лесных почвах. Они имеют спелый или перестойный возраст, отличаются слабым восстановительным процессом. Древостои изрежены, с единичной примесью лиственницы, березы, осины. Травянисто-кустарниковый ярус отличается 22 пышным развитием травостоя и богатым (до 70 видов) видовым составом. В правобережной части лесхоза работы по исследованию бактериозов хвойных проводили в темнохвойной части трансекта - в пихтарнике с елью травяно-зеленомошном с примесью сосны и лиственницы. Поверхность ровная, травяной покров хорошо развит с четко выраженной синузиальной структурой. Общее проективное покрытие 60-80%, строение покрова трехъярусное, насчитывается около 45 видов. Почвы достаточно влажные, дренированые. Изучаемые площади окружены вырубками разного возраста. Древостой неравномерный, дифференцирован по биогруппам, расстроен по ветроломам и ветровалам, сказывается влияние прилежащих рубок. Возраст древостоя 140-150 лет, бонитет II-III, возобновление удовлетворительное, в подросте преобладает пихта разного возраста, распространение по площади неравномерное, куртины пихтового подроста тяготеют к окнам. Для сравнения изучение пораженности хвойных пород бактериозами было проведено в условиях южной горной тайги, в одном из лесхозов, занимающем часть Манско-Канского округа горно-таежных лесов, который, в свою очередь, относится к северо-западной части Восточного Саяна, Восточносаянской горной лесорастительной провинции. Климатические условия округа отличаются значительным разнообразием. Для нижнего пояса гор характерны проявления континентальности, недостаточная влагообеспеченность, обусловливающие господство подтаежных лиственнично-сосновых лесов /Смагин и др., 1980/. Исследуемые территории занимают нижние высотные ступени рельефа (до 700 м) с пологими склонами разной экспозиции, серыми лесными почвами средней мощности, тип леса - лиственничник осоково-разнотравный с хорошо развитым травянистым покровом, насчитывающим до 50 видов. Встречаемость бактериальных заболеваний изучалась на всех произрастающих в обследованных районах хвойных породах: Abies sibirica, Larix sibirica, Picea abovata, Pinus sibirica, P. silvestris. Хвойные - основные породылесообразователи лесных массивов страны. Главное хозяйственное значение у хвойных имеет древесина, которая широко используется для изготовления пиломатериалов, в качестве сырья для целлюлозно-бумажной промышленности, для получения шелка, производства музыкальных инструментов, токарных изделий; хвойные широко используются для получения смол, дубильных веществ и другого ценного сырья для промышленности /Любавская, 1982/. Наибольший интерес представляет в настоящее время изучение лиственницы, так как данная порода очень широко распространена на территории СССР. Громадный ареал, занимаемый лиственницей, обусловлен большой пластичностью и приспосабливаемостью ее к различным условиям произрастания. Древесина лиственницы из всех хвойных наиболее ценна по своим физико-химическим свойствам, в этом отношении она может служить заменителем многих древесных пород в самых ответственных видах их использования /Тихомиров, Фалалеев, 1961; Харук, 1961/. Благодаря быстроте роста и высокой производительности насаждений лиственница заслуживает самого широкого внедрения в лесные культуры. Практика лесовыращивания этой дрересной породы показывает примеры исключительной производительности 23 искусственных насаждений; неоспоримым достоинством всех лиственниц являются способность адаптироваться к загрязненной атмосфере города и повышенная пожароустойчивость по сравнению с другими культурами. Между тем послераневая и послепожарная жизнеспособность может быть понижена в связи с большой восприимчивостью древесины к инфекционным заболеваниям. Всесторонние исследования инфекционных болезней хвойных входят в общую систему лесоводческих мероприятий по повышению продуктивности лесных насаждений, охраны и защиты леса. Методы исследований С использованием метода визуальной диагностики, учитывающего характерные признаки бактериозов лесных пород, было обследовано состояние естественного подроста хвойных в возрасте 10-25 лет в лесном массиве и лесных культурах, а также состояние средневозрастных деревьев. Количественные характеристики распространенности бактериозов изучались в кварталах с наибольшим запасом хвойных древесных пород, для этого закладывались пробные ленточные площади (10x65 м) /Гурьянова, 1961/. При изучении причин отпада всходов и саженцев в лесопитомниках исследовались семена, получаемые для посева, и различные органы саженцев, всходы. Для обследования отбирались образцы со следующими признаками поражения: преждевременное увядание, пожелтение и некротизация хвои, искривление ветвей и побегов, новообразования на стволах и ветвях; ткани открытых, засмоленных и смолоточащих язв преимущественно на стволах; полегшие всходы и саженцы; загнившие корни. Отбор образцов проводился ранней весной, с началом вегетации, летом и осенью; при этом описывались характер поражения, цвет, размеры для изучения динамики заболеваний. Для микробиологического анализа из отобранных в полевых условиях образцов вычленялись небольшие кусочки тканей на границе поражения и визуально здоровых частей. При выделении фитопатогенных бактерий необходимым условием является тщательная стерилизация поверхности образцов с целью удаления эпифитной сапрофитной микрофлоры: хвою, части молодых побегов, кору тщательно промывают под струей водопроводной воды в течение трех мин, затем обмывают стериальной водой. Если исследуются наружные ткани одревесневших органов, то образцы нужно слегка протереть ватным тампоном, смоченным этиловым спиртом. При анализе глубоколежащих тканей образцы обливают спиртом, обжигают, затем поверхностные слои удаляют стерильными инструментами. Легко поддающиеся механическому разрушению ткани (хвоя, молодые побеги, кора) тщательно растирают до кашицеобразного состояния в стерильной ступке с небольшим количеством стерильной воды, после чего высевают на плотные питательные среды; чтобы избежать густоты посева суспензии разводят в 2-3 раза. Кусочки древесины исследовались методом обрастания: образцы раскладывают на поверхности агаризированных питательных сред стерильными 24 инструментами, затем они инкубируются в течение 10 дней при температуре, оптимальной для роста фитопатогенных бактерий; методом влажной камеры: в стерильных чашках Петри раскладывают приготовленные кусочки тканей в небольшие капли стерильной воды, через 2-3 суток инкубации в термостате при температуре 25-28° экссудат высевают на питательные среды /Бельтюкова, Матышевская и др., 1968/; в полевых условиях использовали метод накопления: образцы древесины, высверленные стерильным буром из ствола дерева, помещают в пробирки с бульоном, физиологическим раствором или стерильной водой, через 8-10 суток высевают на агаризированные среды /Bacon, Clayton, 1978/. Посевы выдерживают в термостате в течение 10 суток при температуре 2628° (время, когда появляются даже медленно растущие формы) и периодически описывают микрофлору чашек. После тщательной обработки образцов на чашках наблюдают посев чистой культуры или две-три формы микроорганизмов. Морфологию и структуру колоний описывают на мясопептонном агаре и картофельном агаре. Для дальнейшего изучения изоляты пересевают на скошенный агар. Из одного образца получают до 10 изолятов. У чистых культур проверяют одно из основных свойств возбудителей инфекционного заболевания патогенность, определяют истинный возбудитель и вирулентность штаммов. Опыты проводили в естественных условиях и в лаборатории на всех хвойных породах и индикаторных растениях, степень полифагии возбудителей определяли перекрестным заражением. Хвою в опытах инокулировали легкими уколами в каплю суспензии 1-2суточной культуры бактерий титром 108 кл./мл /Тuite, 1969/. На одной ветви одним изолятом инфицировали 25-30 хвоинок, молодые побеги; повторность опыта трехкратная. Древесину хвойных пород инфицировали уколом и внесением инокулята под Т-образный надрез в коре, который затем плотно закрывали стерильной полиэтиленовой пленкой. Контролем во всех опытах служила стерильная вода или стерильная питательная среда. Хвою одного возраста инокулировали в вершину, среднюю часть и в основание, что необходимо для учета неодинаковой восприимчивости частей хвои к бактериальной инфекции, а также проверяли восприимчивость хвои разных возрастов. При определении патогенных свойств в полевых условиях выбирали визуально здоровые деревья. При инфицировании учитывали циркадные ритмы устойчивости растений к патогенному началу, которые связаны со значительными изменениями напряженности синтетических процессов, содержанием общего азота в здоровых тканях, с резкими суточными колебаниями синтеза аминокислот, изменением содержания сахаров в течение дня, а также суточными ритмами биоэлектрических потенциалов древесных растений /Шеверножук, 1968; Гвоздяк, Яковлева, 1979/. Растения инфицировали в первой половине дня (с 9 до 11 часов) и после полудня (с 16 до 18 часов). В лабораторных условиях для инокуляции подбирали небольшие ветви, которые после заражения помещали в сосуд с водой и закрывали стеклянным колпаком для поддержания высокой влажности, в отдельных случаях для ускорения развития заболевания такие системы помещали в термостат. 25 Для искусственного заражения растений-индикаторов использовали листья суданской травы, плоды фасоли, листья каланхоэ (остролистного); проводили сверхчувствительную реакцию на листьях табака /Klement, 1964/. Патогенные и другие свойства изучали у исходных и реизолированных культур. Расположение клеток, их размеры, характер движения, отношение к грамположительным или грамотрицательным формам определяли у односуточных культур, выращенных на мясопептонном бульоне. Последнее свойство определяли по консистенции щелочных растворов с бактериальной культурой: в качестве реагента использовали 3%-ный раствор едкого калия, который помешали на стекло в количестве 1-2 капель. Исследуемый материал (1-2 колонии) растирали петлей в данном растворе и наблюдали за его свойствами: если он становился вязким, слизистым и тянулся за петлей на расстоянии 1,5-2,0 см и более, то пробу считали положительной, а испытуемый изолят грамотрицательным. Предполагают, что образование слизистого вещества вызвано деструкцией клеточной стенки под влиянием КОН и освобождением ДНК /Gregersen, 1978/. Жгутики, их расположение и количество исследовали у 18-24-часовой культуры путем электронной микроскопии, определяли наличие спор и капсул /Бельтюкова, 1968/. Культуральные свойства изучали по характеру роста на жидких средах: МПБ, синтетических средах Кона, Омелянского, Ушинского, Ферми, Эйкмана, Кларка, Георгия и Поэ, Чапека, Фрезир и Раппа, с аспарагином, Лиске, Фернандо. На средах определяли способность бактерий к выделению пигмента, образованию пленки, осадка и т.д. На синтетической среде Омелянского со спиртовым /Stapp, 1962/ или водным /Кучеренко, 1969/ раствором индикатора бром-тимолблау изучали способность изолятов ферментировать различные источники углеродного и азотного питания, которые добавляли в количестве 1%. Из моносахаридов использовали арабинозу, галактозу, глюкозу, ликсозу, ксилозу, маннозу, рамнозу, сорбозу, фруктозу; из дисахаридов - лактозу, сахарозу, мальтозу, трегалозу, целлобиозу; из трисахаридов - раффинозу, мелецитозу; из спиртов - дульцит, инозит, маннит, сорбит, глицерин; из полисахаридов - крахмал; из гликозидов салицин, эскулин, арбутин, альфа-метилглюкозид. При изучении утилизации изолятами органических кислот к синтетическим средам добавляли натриевые соли винной, лимонной, малиновой, молочной, муравьиной, сульфаниловой, уксусной, фумаровой, щавелевой, янтарной, яблочной, кетоглутаровой кислот. Из аминокислот и амидов использовали аланин, метионин, аспарагин, глутамин, серин, лизин, аспарагиновую и глутаминовую кислоты, валин, глицин, треонин, лейцин, триптофан, аргинин, орнитин, цистеин, гистидин, фенилаланин, тирозин как источники азота и углерода. Протеолитическая активность исследуемых культур определялась на МПБ, мясопептонном желатине и молоке. Протеолиз на желатине - по степени и характеру разжижения; на молоке - по характеру действия протеолитических ферментов на белок: пептонизация или свертывание, возможно комплексное 26 изменение казеина; на МПБ - по способности бактерий расщеплять белок до летучих соединений - индола, сероводорода, аммиака. Редукцию нитратов до нитритов определяли по появлению розово-красного окрашивания капли культуральной жидкости при добавлении реактива Грисса (1%), бактерии выращивали на МПБ с 0,1% калийной селитры. О диастатической активности судили по зонам просветления на КА, заливая 10-суточную культуру раствором Люголя /Яковлева, 1973/, или на МПА с 0,5% растворимого крахмала /Чумаков и др., 1974/. Оксидазная активность изучалась по окрашиванию культур в темномалиновый цвет при реакции с 1%-ным раствором N-Диметил-Д-фенилендиамином соляно-кислым /Kovacs, 1956/. Наличие каталазы отмечали, заливая культуру бактерий, выращенную на плотных питательных средах, 10%-ным раствором перекиси водорода, при наличии фермента перекись разлагалась на воду и кислород. Сдвиг рН суспензии с индикатором фенилрот в сторону щелочеобразования при добавлении кристалла мочевины свидетельствует о продуцировании культурой фермента уреазы /Бельтюкова, 1968/. Образование округлых, приподнятых, куполообразных, мукоидных колоний на МПА с 5% сахарозы служит показателем синтеза левана. Образование ацетилметилкарбинола и его измененной формы 2,3-бутиленгликоля проводили на среде Кларка /Stapp, 1962; Чумаков и др., 1974/. Определение окислительного или ферментативного пути использования глюкозы проводили на минеральной среде Омелянского под минеральным маслом /Гвоздяк, 1976/. Интенсивное образование 3-кетолактозы проходило на цитратной среде /Bernearts, 1963/. Лецитиназная активность определялась по методу Беттхера на жидкой среде. За изменением рН наблюдали на среде с лакмусовой сывороткой. Целлюлозоразрушающую способность изолятов наблюдали на среде Гетчинсона и Омелянского; L-аспарагиназная и аспартазная активность - по методу Сидера и Шварца в модификации Р.К. Озолинь /1971/ и Р.К. Озолинь и др. /1970, 1971/. Возбудители паренхиматозных заболеваний обладают комплексом пектолитических ферментов, вызывающих мацерацию тканей растений. Для исследования данного свойства использовали клубни картофеля и корнеплоды. Сначала их промывали в проточной воде, затем в стерильной; поверхность стерилизовали спиртом и подсушивали при комнатной температуре. Картофель и корнеплоды очищали и нарезали ломтиками стерильным скальпелем, затем раскладывали в стерильные чашки Петри. Исследуемые культуры наносили петлей на ломтики. Для создания высокой влажности на дно чашек помещали тонкий слой стерильной ваты, покрывали фильтровальной бумагой и обильно смачивали стерильной водой. Наблюдения проводили ежедневно, по скорости мацерации судили об активности культуры. Антагонистические свойства выделенных штаммов, взаимоотношения с эпифитной и почвенной микрофлорой изучали на плотных питательных средах. Наиболее четкие результаты были получены на КА при использовании метода 27 агаровых блоков /Егоров, 1969/. При анализе семян на зараженность бактериями большое значение имеет наружный осмотр. В опыт отбирали по 100 семян (повторность трехкратная), семена просматривали в оболочке и очищенные, затем помешали во влажную камеру, выдерживали в термостате при постоянной температуре, появляющийся экссудат высевали на питательные среды; иногда радикальным является бактериологический анализ их с использованием метода посева из растертого материала /Бабич, 1974/. Так как семена хвойных (кроме кедра) имеют небольшие размеры, наиболее удобно использовать мацерацию семян в физиологическом растворе или бульоне при температуре 4°, при заражении семян бактериями последние проникают в раствор, который высевали на различные питательные среды/Coleno е. а.., 1976/. В полевых условиях семена непосредственно раскладывали на поверхности агаризированных сред. Предварительно их стерилизовали 0,5%-ным раствором перманганата калия, затем промывали стерильной водой. После подсушивания их разрезали скальпелем пополам и раскладывали в чашки, необходимым условием является плотное соприкосновение с поверхностью среды. Зараженность устанавливали по наличию микробного роста вокруг исследуемых семян /Щербин-Парфененко, 1963/. Для определения патогенных свойств выделенных из семян бактерий, из здоровых семян получали всходы, затем корни их замачивали в бактериальной суспензии чистых культур титром 1 млрд кл./мл на 2 часа. Обработанные таким образом проростки высаживали в стерильный песок и наблюдали за развитием заболеваний. Контролем служила стерильная вода. При фитопатологических обследованиях состояния всходов и саженцев в питомниках определяли несколько показателей, основные из которых распространенность болезни (количество больных растений, %); средневзвешенный показатель распространенности, исходя из обследованной площади питомников. При подобных обследованиях питомников и лесных насаждений использовали руководства В.Н. Старка /193 2/, А.И. Ильинского /1965/ и А.Е.Чумакова и др. /1974/. Экспериментальные материалы по взаимоотношениям возбудителей бактериозов хвойных с элементами микробоценозов филлосферы, по численности фитопатогенных бактерий, внесенных в нее, результаты учетов пораженности бактериозами хвойных обрабатывали вариационно-статистическими методами /Ашмарин, Воробьев, 1962; Лакин, 1973/. ГЛАВА III. БАКТЕРИАЛЬНАЯ ВОДЯНКА ХВОЙНЫХ В отечественной и зарубежной литературе 50-х гг. появились сведения о бактериальных болезнях хвойных с симптомами так называемого "темного водослоя" и "wetwood". Детально заболевание было изучено А.Л. ЩербинПарфененко /1963/ и другими сотрудниками Северо-Кавказской лесной опытной станции, заболевание отнесено к бактериальной водянке (или бактериальному мокрому раку), выделенному возбудителю дано название Erwinia. multivora. В 28 Чехословакии при аналогичном заболевании ели был выделен возбудитель и назван Erwinia сапсеrogena /Urosevic, 1968/. В результате обследования большого количества лесных площадей Средней Сибири было установлено, что бактериальная водянка является наиболее распространенным заболеванием для хвойных данного региона. В задачу наших исследований входили конкретизация диагностики и симптоматики столь распространенного в Сибири бактериоза и изучение физиолого-биохимических характеристик возбудителей. Особенности заболевания на различных хвойных породах Симптомы проявления бактериальной водянки на лиственнице имеют несколько характерных черт, обусловленных наличием более толстой корки и ежегодным сбрасыванием хвои осенью. У больных деревьев лиственничного подроста наблюдается в месте поражения искривление ствола, на этом месте или ниже кора растрескивается на большом протяжении с образованием продольных язв, во влажные периоды вегетационного сезона вследствие истечения экссудата отмечено потемнение корковых элементов, но подобные выделения очень слабые, мокрые пятна едва заметны. На стволе появляется много водяных побегов. В 50% обследованных деревьев наблюдается поражение вершины: верхушечный побег усыхает, остается на дереве, вследствие чего вершина имеет вид "вилки", хвоя на подобных вершинах деформирована, изогнута, с хлорозными пятнами. У средневозрастных деревьев на стволах много вдавленных мокрых язв, крона сильно изрежена из-за отмерших боковых ветвей, у основания которых образуются глубокие продольные трещины. При поперечном срезе ствола четко заметно потемнение нескольких годичных колец или древесинного луча, состоящего из паренхимных клеток. Ткани темно-коричневого цвета, влажные, мацерированные. На стволах и ветвях не обнаружено заметного отслаивания коры с обнажением заболони, но при удалении коры инструментом у больных растений четко проявляется поражение, имеющее вид полос, располагающихся вдоль ствола. Хвоя при данном заболевании имеет светло-желтую окраску уже к середине лета и рано осыпается. Некрозы на хвое не отмечены. У деревьев с симптомами поражения бактериальной водянкой 30-40% шишек имеют неправильную, искривленную форму, размеры меньше, чем у визуально здоровых; основания чешуек некротизируются, ко времени созревания загнивает основание стержня. На пихтовом подросте симптомы бактериоза проявляются очень четко: как правило, отмирает нижняя треть кроны, на стволе много продольных трещин, хвоя имеет ярко-оранжевую окраску. Кора сильно увлажняется, отслаивается на большом протяжении, с образованием язв или вздувается под действием газа, образующегося в результате деятельности фитопатогенных бактерий. У средневозрастных деревьев крона отмирает отдельными участками в местах поражения древесины, ткани которой становятся почти черными, сильно увлажняются и распадаются на отдельные волокна. Кора растрескивается на большом протяжении вдоль и поперек ствола, в течение всего вегетационного периода отмечено истечение смолы и экссудата (рис. 1, см. меловку). 29 У другой гладкокорой хвойной породы - кедра - отмирание растений начинается снизу. С пораженных ветвей осыпается хвоя, отслаивается кора с обнажением заболони, на верхних ветвях хвоя слегка увядает, появляются светлокоричневые пятна. Полное отмирание, как правило, наступает через 2-3 года. Как и у пихты, наблюдается обильное смолотечение, к концу осени потеки засыхают на стволе. При удалении коры со ствола заметно распространение заболевания вдоль ствола обычно с одной стороны, что является причиной всевозможных искривлений. Симптомы заболевания бактериальной водянкой у сосен очень близки к проявлению бактериоза у кедра. Было исследовано более 300 образцов с данными признаками поражения, которые отбирали в мае - июне и августе - сентябре. Высокоактивные изоляты бактерий были выделены из тканей древесины в мае; при микробиологическом анализе хвои были получены только сапрофитные формы, очевидно, в естественных условиях пожелтение и некроз хвои - результат интенсивного поражения древесины. Из образцов древесины ветвей под усыхающими хвоинками были также изолированы активные в патогенном отношении бактерии. Искусственное заражение проводили в последующие годы в течение всего вегетационного сезона. Наиболее четкие результаты получены при инокуляции в начале июня. Первые семь дней после заражения бактериальными суспензиями заметных изменений тканей не наблюдали, через 10-14 дней на молодых побегах и хвое лиственницы появлялись первые признаки деятельности исследуемых культур: на побегах размягченные обширные некрозы, цвет тканей темно-коричневый, на хвое - поражение до 1/2 длины; через 30 дней побеги отмирали. В контроле отмечены небольшие некрозы в местах уколов. Заражение лиственницы в июле показало слабую вирулентность у всех штаммов. Необратимые изменения в древесине лиственницы протекали очень быстро: при инокуляции в конце мая - начале июня потемнение тканей наблюдали через 14 дней, мацерацию и слоистость - через 30-45 дней, древесина приобретала почти черное окрашивание, сильно увлажнялась (рис. 2, а) и имела кислый запах. При удалении коры через 12 месяцев наблюдали распространение заболевания не только вокруг и вдоль ствола, но и вглубь, по древесинному лучу. В контроле изменений тканей не отмечено (рис. 2, е). На пихте через 10 дней появлялись первые признаки болезни, затем быстро прогрессирующей: хвоя предпоследнего года поражалась слабее, чем хвоя последнего года, некрозы на молодой хвое распространяются до 1/2 длины хвоинок, в контроле отмечены слабые некрозы в местах уколов (рис. 2,б). Зараженная хвоя долго не сохраняется, через 3-4 недели осыпается. При заражении побегов наблюдается потемнение коры и отмирание через 30-45 дней. Поражение на древесине носит следующий характер: заболевание распространяется в основном в глубь ствола, наружные слои древесинного цилиндра темнеют до черноты, набухают, наполняются влагой (рис. 2, в), кора в месте поражения западает. 30 ПРИЛОЖЕНИЕ Рис 1. Симптомы проявления бактериальной водянки средневозрастной пихты и смолотечение (естественное заражение). на стволе Рис. 2. Результаты искусственного заражения хвойных пород возбудителем бактериальной водянки Erwinia nimipressuralis Carter. a - потемнение и мацерация тканей древесины лиственницы при заражении штаммом № 5 29.V 1980г; учет 10.VII 1980 г.; б - некрозы на хвое пихты при заражении штаммом № 22 29. V 1980 г.; учет 12. VI 1980 г.; 31 в - поражение древесины пихты штаммом № 23 29. V 1980 г.; учет 29. IX 1980 г.; г - поражение древесины кедра штаммом № 22 29. V 1980 г.; учет 29. IX 1980 г.; д - поражение средневозрастной сосны штаммом № 23 29. V 1980 г.; учет 29.IX 1980 г.; е - контрольный опыт, ранение 29. V 1980 г.; учет 9. VI 1981 г. Рис. 3. Клетка возбудителя бактериальной водянки Erwinia nimipressuralis Carter, штамм № 23, 18-часовая культура, выращенная на МПА, х18 ООО. 32 Рис. 4. Поражение хвойных при раково-язвенном заболевании. а - наросты на стволе лиственницы (подрост) в возрасте 20 лет; б - продольный срез ствола сосны (подрост) при раково-язвенном заболевании. Рис. 5. Результаты искусственного заражения возбудителем раковоязвенного заболевания Pseudomonas syringae van Hall, штамм № 36. a - продольный срез ствола лиственницы при инокуляции 10.VI- 1979 г.; учет 27.IX 1979 г.; б - изменение тканей древесины молодого побега сосны при заражении 29.V 1979 г.; учет 29.IX 1979 г.; в - продольный срез ствола сосны через нарост при заражении 10.VI 1979 г.; учет 27.IX 1979 г. 33 Рис. 6. Клетка возбудителя раково-язвенного заболевания хвойных Pseudomonas syringae van Hall, штамм № 36, односуточная культура, выращенная на КА, х 19 ООО. Рис. 7. Симптомы язвенного заболевания хвойных пород. а - поражение коры на комлевой части ствола лиственницы (подрост); б - продольный, срез ствола сосны при язвенном заболевании; в - продольный срез ствола кедра при данном бактериозе. 34 Рис. 8. Результаты искусственного заражения возбудителем язвенного заболевания хвойных Erwinia quercina pv rubrifaciens, штамм № 188. a - образования язвы на стволе лиственницы (подрост) при заражении 7.VI 1980 г.; учет 10.VI 1981 г.; б - образование язв на побеге кедра при заражении 7. VI 1980 г.; учет 7.VII 1980 г. Рис. 9. Клетки возбудителя язвенного заболевания хвойных Erwinia qiercina pv rubrifaciens, штамм № 188, 18-часовая культура, выращенная на МПА, х 15 ООО. 35 Рис 10. Некрозы на хвое сосны (а), кедра (б) при искусственном заражении бактериями рода Pseudomonas, штаммом № 18 2.VTII 1979 г.; учет 9.VIII 1979 г. Рис. 11. Поражение тканей побегов кедра (а), пихты (б) при искусственном заражении бактериями рода Agrobacterium, штаммом № 45 2.VIII 1979 г.; учет 2.IX 1979 г. 36 Рис. 12. Клетки Agrobacterium radiobacter Conn, штамм,№ 45, 18-часовая культура, выращенная на КА, ×10 000. Рис 13. Поражение древесины побега сосны при искусственном заражении Erwinia quercina pv rubrifaciens штаммом H8 10.VI 1980 г.; учет 12. VII 1980 г. 37 Рис. 14. Некрозы на хвое кедра при искусственном заражении Pseudomonas syringae 10.VI 1980 г.; учет 12.VII 19 80 г. Рис. 15. Поражение изолятами из тлей хвои кедра (а), побега пихты (б) при искусственном заражении штаммом Н9 10.VI 1980 г.; учет 18.VI 1980 г. и 12.VII 1980 г. 38 На хвое кедра через 10 дней после инокуляции появляются некрозы до 1 см с хлорозной зоной, на побегах - глубокие, влажные, растекающиеся некрозы. На древесине через 5-6 месяцев поражение становится обширным, распространяется вдоль ствола, зона разрушения тканей ниже места инокуляции больше таковой над местом внесения бактерий (рис. 2, г). Через год боковые ветви 2-3-годичных приростов отмирали; поражение на древесине распространяется узкой полосой вдоль ствола, немного расширяясь в узлах и обтекая мутовки. Можно предположить, что при хронической форме течения болезни через несколько лет крона такого дерева будет мозаично окрашена и неравномерна. На сосне, как правило, симптомы водянки сходны с проявлением заболевания на кедре. Отличительными чертами являются не столь значительные некрозы на хвое (0,2-0,4 см), отмершие участки темно-коричневого цвета. На молодых побегах некрозы глубокие, мокнущие. Древесина подроста и средневозрастных деревьев поражается одинаково интенсивно, побурение тканей отмечено уже через 30-45 дней, впоследствии поражение древесины подроста распространяется больше в глубь ствола, у средневозрастных деревьев растекается вдоль (рис. 2,д). Водянка хвойных пород отнюдь не является болезнью какой-либо части дерева или какого-либо органа. Это болезнь всего организма, хотя в основном она сосредоточивается в центральной части ствола, что подтверждают данные А.Л. Шербин-Парфененко /1963/. При бактериальной водянке происходит разрушение срединной пластинки, что приводит к мацерации тканей, слоистости, древесина становится мокрой, создаются условия для развития грибов, которые заканчивают процесс разрушения, разлагая целлюлозу и лигнин клеточных стенок, поэтому разрушение древесины ствола происходит еще до полного усыхания дерева, вызываемого бактериями. Всевозможные искривления ствола, угнетение роста вследствие усыхания вершины значительно снижают качество древесины. Заражение бактериями препятствует получению качественного материала для прививки хвойных пород - методу, получившему в последнее время широкое распространение. Бактериальная водянка поражает саженцы хвойных в возрасте 2-3 лет в лесопитомниках, способствуя тем самым распространению этого опасного заболевания и снижая экономический выход лесовосстановительных работ. Надо отметить способность этих бактерий поселяться в наростах при опухолевидном заболевании сосны на более поздних стадиях заболевания, продолжая процесс разрушения древесины и подготавливая почву для других микроорганизмов. В молодых наростах было отмечено наличие бактерий рода Corynebacterium, с появлением некрозов выделяются как коринебактерии, так и возбудители бактериальной водянки, из старых опухолей выделяются только бактерии рода Erwinia. 39 Свойства возбудителей бактериальной водянки Клетки изолятов грамотрицательные, полиморфные, кокковидные палочки размером 0,6-0,7x0,8-1,0 мк (рис. 3). Клетки одиночные, в парах, чаще в группах, спор не образуют, подвижные, жгутики длинные, превышающие длину клетки в 4-5 раз, располагаются перитрихально. На МПА колонии мелкие, 2-3 мм в диаметре, полупрозрачные, блестящие, гладковыпуклые, с уплощенным центром, у отдельных колоний чуть вдавлен; край валообразный, слабо радиально исчерчен, практически ровный. На КА колонии несколько больше, до 5-6 мм в диаметре, серые полупрозрачные, выпуклые. Все изоляты хорошо растут на естественных средах с добавлением сахаров без изменения цвета. В физиологическом отношении штаммы очень близки. Бактерии хорошо растут на средах Эйкмана, Ферми, с аспарагином, Фернандо; отмечено слабое помутнение на среде Лиске; отсутствие роста на средах Кона и Чапека; на всех средах пигментация не обнаружена. Бактерии энергично сбраживают углеводы с образованием кислоты и газа, при комнатной температуре изменение рН среды с индикатором наблюдается через 18-24 час. Общим свойством является отсутствие роста на среде с сорбозой и мелицитозой. Отмеченные различия в скорости усвоения сахаров и спиртов позволили разбить изучаемые культуры на три группы: в I - кроме общих свойств отмечено медленное усвоение рамнозы и инозита, кислотообразование происходило на 5-7-е сутки, совсем не усваивается дульцит, при утилизации фруктозы наблюдается резкое подкисление среды на 1-е сутки роста с образованием газа, затем концентрация водородных ионов понижается, и на 21-е сутки среда становится нейтральной; образование кислоты и газа на лактозе отмечено на 4-е сутки, медленно усваивается альфаметилглюкозид. У штаммов II группы образование кислоты на среде с дульцитом наблюдается на 4-е сутки роста, культуры не используют инозит, альфаметилгюкозид, ликсозу. Небольшую группу составляют бактерии, выделенные из средневозрастных сосен, они не усваивают сорбозу, ликсозу, мелицитозу, дульцит, инозит, альфаметилглюкозид, эскулин. Арбутин, салицин, глицерин и трисахариды используют с образованием только кислоты. При культивировании на минеральной среде с аминокислотами подщелачивание на 4-е сутки отмечено на аланине, серине, глутаминовой кислоте и гистидине; к концу культивирования реакцию наблюдали на аланине, глютамине, серине, аспарагиновой и глутаминовой кислотах, треонине, гистидине, цистеине. Аргинин усваивают только штаммы I группы. На минеральной среде с натриевыми солями лимонной, кетоглутаровой, муравьиной, уксусной, янтарной, яблочной, фумаровой, молочной, малоновой отмечено подщелачивание на 1-е сутки; штаммы I и II групп не используют винную, сульфаниловую и щавелевую кислоты. Отмечены различия в утилизации органических кислот штаммами, выделенными из сосны; кроме перечисленных 40 винной, сульфаниловой и щавелевой кислот, бактерии не используют лимонную и муравьиную кислоты. Культуры растут на глюкозе в анаэробных условиях с образованием кислоты и газа, не разжижают желатин, свертывают молоко довольно быстро, подкисляют лакмусовую сыворотку с последующим восстановлением, нитраты редуцируют, образуют на МПБ сероводород, слабо аммиак, не образуют индол (табл. 1). Таблица 1 Свойства Erwinia nimipressuralis Carter, возбудителя бактериальной водянки хвойных Тест Группа штаммов I II III Подвижность перитрих + + + Окраска по Граму Анаэробное разложение глюкозы Пигментообразрвание Разжижение желатина Отношение к молоку: пептонизация свертывание Лакмусовая сыворотка Редукция нитратов Образование на МПБ: сероводорода, аммиака индола Рост на средах: МПА, КА, МПА+5% сахарозы МПБ с>1,5% NaCl Эйкмана, Ушинского, Ферми, Фернандо, с аспарагином, Лиске Кона, Чапека Усвоение спиртов, углеводов, гликозидов: арабиноза, рамноза, ксилоза, глюкоза, галактоза, манноза, фруктоза, лактоза, сахароза, мальтоза целлобиоза ликсоза раффиноза, трегалоза сорбоза, мелицитоза маннит, сорбит дульцит инозит глицерин кг - кг - кг - + К/Р + + К/Р + + К/Р + + - + - + + - + - + - + - + - + - кг кг кг кг кг кг кг к к кг кг кг кг к кг к кг к 41 Тест Группа штаммов I II III этанол салицин, арбутин кг кг к альфа-метилглюкозид кг эскулин кг кг Усвоение органических кислот: кетоглутаровая, уксусная, янтарная, яблочная, щ щ щ фумаровая, молочная, малоновая лимонная, муравьиная щ щ винная, сульфаниловая, щавелевая Усвоение аминокислот: аланин, глутамин, серии, аспартат, глутамат, треонин, щ щ щ гистидин, цистеин, метионин, аспарагин, лизин, валин, глицин, лейцин, орнитин, тирозин фенил-аланин, триптофан аргинин щ Ферментативная активность: оксидаза, левансахараза протопектиназа + амилаза + каталаза, уреаза + + + Реакция Фогес-Проскауэра + + + Примечание. Здесь и далее: + наличие свойства; - отсутствие свойства; К кислотообразование; Щ - щелочеобразование; Г - образование газа; Р - редукция. Не отмечено образования оксидазы, левансахаразы; бактерии образуют каталазу, уреазу, очень слабо разлагают крахмал штаммы III группы; ломтики корнеплодов изменяют штаммы I группы. Анализируя свойства штаммов I группы, наблюдается сходство с Erwinia cancerogena, штаммов II группы - с Erwinia nimipressuralis. Но, несмотря на имеющиеся различия, штаммы очень близки по своим свойствам, а отличительные характеристики могут быть лишь вариабельностью внутри одного вида Erwinia nimipressuralis. О близости свойств Е. cancerogena и Е. nimipressuralis имеются данные в литературе, оба вида являются атипичными для рода Erwinia, таксономическое положение их неясно /Young е. а., 1978/, Е. cancerogena исключен из рода Erwinia и отнесен к роду Enterobacter /Bergey, 1974; Коробко, 1981/. Естественные условия обитания отразились на некоторых свойствах бактерий /Carter, 1945; Dye, 1969; Гвоздяк, 1976; Гвоздяк, Яковлева, 1979/, сравнение свойств представлено в табл. 2. Так, желатин и крахмал разлагают штаммы из тополя, слабое разложение крахмала отмечено и у штаммов из лиственницы и сосны; большинство штаммов 42 подкисляют лакмусовую сыворотку с последующей редукцией, но штаммы из бука подкисляют ее слабо и подщелачивают на 3-и сутки роста /Гвоздяк, Яковлева, 1979/. Таблица 2 Зависимость использования источников питания штаммами Е. nimipressuralis от условий обитания Тест Штаммы из ильма бука тополя ели лист-- сосны венницы + - + К/Ш + К/Р + + К/Р + К/Р + К/Р кг кг кг кг кг кг кг кг кг к кг к к к - к + Отношение к молоку: свертывание пептонизация Лакмусовая сыворотка Усвоение углеводов и спиртов: раффиноза фруктоза салицин крахмал +(-) - + глицерин + к к к (г) к к рамноза к к кг кг дульцит кг кг инозит, сорбоза сахароза +(-) кг кг ± кг кг сорбит кг кг кг кг Усвоение аминокислот: аспартат, глутамат, глутамин щ щ щ щ щ аспарагин щ щ щ щ аргинин ± ± Ферментативная активность: протопектиназа + + + желатиназа + + Образование: аммиака + + + сероводорода + + + + Примечание. Описаны штаммы из ильма /Carter, 1.945; Dye, 1969/, бука /Гвоздяк, 1976/, тополя /Гвоздяк, Яковлева, 1979/, ели /Urosevic, 1968/. Некоторые отличия наблюдаются и в усвоении источников питания: 43 углеводов, органических и аминокислот; в продуцировании ряда ферментов. При росте на различных питательных средах изоляты не отличаются по внешнему виду, поэтому бактерии всех трех групп мы относим к одному виду возбудителю бактериальной водянки Е. nimipressuralis. Обычно других видов бактерий не обнаруживается, в единичных случаях из пораженных тканей сосны выделяются флуоресцирующие, оксидазоположительные бактерии рода Pseudomonas. Таким образом, полученные результаты подтверждают данные о причинах одного из наиболее опасных заболеваний лесных древесных пород бактериальной водянки; расширен круг поражаемых пород бактериозом, установлена близость свойств возбудителей данного заболевания хвойных Сибири с таковыми ильма, тополя, бука и ели. ГЛАВА IV. ОПУХОЛЕВИДНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ ХВОЙНЫХ Раково-язвенное заболевание Для хвойных пород раково-язвенное заболевание бактериальной природы ранее не описано. Впервые на бактериальный характер подобного поражения, отмеченного на Siringa vulgaris L., указал Сорауэр в Германии, Ван Халл в Голландии выделил и описал возбудителя Pseudomonas syringae van Hall. Проведенные Бейеринком опыты показали, что возбудитель слабо специализирован, поражает многие виды растений, в том числе и древесные породы /Ячевский, 1935/. Раково-язвенное заболевание таких лиственных пород, как бука, тополя, граба и других, подробно изучено Л.М. Яковлевой /1973/, Р.И. Гвоздяком /1976/, Р.И. Гвоздяком и Л.М. Яковлевой /1979/. Этиология и круг поражаемых пород Наиболее часто заболевание встречается на лиственнице и сосне, причем чаще на подросте, чем на средневозрастных деревьях. При обследовании лиственничного подроста отбирали образцы со следующими признаками поражения тканей: на стволе обычно в средней его части и выше образуются наросты, превышающие диаметр ствола в 2 раза и больше, в большинстве случаев кора растрескивается, образуются сухие или незначительно засмоленные язвы при нарушении нормальных смоляных ходов во вторичной древесине, иногда растрескивание коры наблюдается и под наростом; отмечено образование нескольких наростов на одном стволе, зачастую близких один к другому (рис. 4, а); на боковых ветвях подобные образования появляются очень редко (в 12% от всего количества исследованных образцов). При поперечном срезе четко видны пораженные ткани, обычно сухие, темно-коричневого цвета, в больших наростах наблюдается образование полостей, как правило, в местах ветвлений; поражение охватывает большую часть древесины. На ветвях, у основания которых образуются опухоли, хвоя к середине вегетационного периода подвядает и желтеет, иногда концы некротизируются до 44 1/3 длины от вершины. Почти в равной степени поражается сосновый подрост, симптомы заболевания очень сходны с таковыми у лиственницы (рис. 4,б); необходимо отметить, что у больных сосен изреженность кроны увеличивается за счет образования большого числа наростов на боковых ветвях, как правило, на уровне образования опухоли на стволе, ветви быстро усыхают. Реже заболевание, вызываемое бактериями, отмечено на пихте. Большие развороченные язвы, окаймленные каллусом, были обнаружены на боковых ветвях. На стволах елей наросты не имеют столь четких границ - ствол постепенно утолщается и искривляется в месте поражения тканей древесины. На кедре подобные новообразования не отмечены. Всего было исследовано около 400 образцов пораженных тканей, отобранных в течение всего вегетационного периода; наибольшее количество активных изолятов, вызывающих необратимые изменения тканей хвойных в эксперименте, было выделено во второй половине августа из лиственницы и сосны. Искусственное заражение проводили в последующие годы весной, летом и осенью. Наибольшая степень поражения хвои и молодых побегов лиственницы была отмечена при заражении в конце мая - начале июня: через 4-7 дней изоляты, выделенные из древесины, на хвое вызывали образование некрозов до 0,3-0,4 см, на побегах - образование сухих язв с потемнением коры вокруг; изоляты, выделенные из хвои, некротизировали ее на 2/3 длины или полностью, на побегах вызывали образование небольших язв с мокнущей корой; через 10-14 дней побеги как в том, так и в другом случае усыхали, хвоя осыпалась в конце августа. Развитие заболевания на древесине проходило значительно медленнее: потемнение древесины наблюдали через месяц, образование язв в виде продольных трещин до 1,0 см - через 5-6 месяца, разрастание тканей вокруг мест инокуляции - через 12 месяцев (рис. 5, а). Выделение смолы из трещин в коре отмечено не во всех случаях, очевидно, нарушение смоляных ходов происходит не всегда. Патогенные свойства изучали на подросте и деревьях среднего возраста, в большей степени и наиболее интенсивно поражается подрост с образованием типичных для заболевания искривлений и наростов, на средневозрастных деревьях разрастание тканей почти не наблюдается, но образуются большие язвы различной конфигурации до 5-6 см в длину. При заражении в августе поражение развивалось несколько слабее: некрозы на хвое появлялись через 14 дней и позже, на побегах - небольшие сухие ранки в местах уколов без полного отмирания. Отсутствие признаков заболевания было зафиксировано при инокуляции в июле. Проведенные исследования показали, что изоляты, выделенные из хвои лиственницы, отличаются по характеру поражения различных тканей от изолятов, выделенных из древесины. Наблюдается специализация возбудителя относительно древесных тканей: изоляты из древесины активно поражают ткани ствола и ветвей и в меньшей степени хвою; изоляты из хвои вызывают отмирание хвои в течение 2 недель (инокуляция в начале вегетационного сезона) и слабо поражают древесину без характерных признаков раково-язвенного заболевания. 45 При искусственном заражении на сосне до 30% зараженной хвои с обширными зонами хлороза выше и ниже мест уколов, некрозы на хвое предпоследнего года составляли 0,4-0,5 см без хлоротичных зон. На побегах бактерии вызывали образование сухих язв с утолщением (рис. 5,б). Изменение древесины протекало аналогично изменениям тканей лиственницы (рис. 5, в). Бактерии, выделенные из древесины, как правило, поражают хвою пихты последнего года в большей степени, некрозы распространяются до 1/2 длины по отношению точечных некрозов в контроле. Поврежденная хвоя через месяц осыпается, у других пород сохраняется в течение естественного срока сохранения хвои на дереве. На побегах через 30-45 дней после инокуляции вокруг язв образуются наросты, кора темнеет. Несмотря на то, что в районах обследования раково-язвенное заболевание на кедре не обнаружено, были проведены опыты по искусственному заражению хвои и тканей ствола бактериями, выделенными из больных сосен. Хвоя кедра последнего и предпоследнего года поражается в одинаковой степени, некрозы распространяются до половины длины хвоинок. На побегах образуются сухие, глубокие некрозы, опухолей не наблюдается. Лабораторные испытания патогенных свойств изолятов проводили на листьях табака и суданской травы. На листьях табака, полученного в условиях ускоренного выращивания, некрозы развивались через 24-30 часов в области локализации суспензий бактерий; на листьях суданской травы изоляты из хвои вызывали образование некрозов с чуть заметной зоной хлороза через 3-4 суток, из древесины - небольшие некрозы в местах уколов. При раково-язвенном заболевании хвойных пород наблюдается заметное угнетение роста, что проявляется в снижении прироста древесины; разрастающиеся наросты приводят к деформации ствола, увеличивающиеся пустоты и искривление скелетных элементов снижают качество древесины, ее прочность; отмирание боковых ветвей является причиной образования редкой, однобокой кроны. Обычно на одном дереве образуется несколько наростов, что приводит к снижению возможности использования древесины в хозяйственных целях. Крайним случаем вредоносности заболевания является усыхание дерева в целом. Образование язв, растрескивание элементов коры способствуют развитию сапрофитной и условно-патогенной микрофлоры, и в первую очередь древесиноразрушающих грибов, которые выделяются на более поздних стадиях заболевания, в старых опухолях. 46 Фенотипические свойства возбудителя При изучении свойств и определении возбудителя раково-язвенного заболевания хвойных использовали оригинальные работы /Киприанова и др., 1976, 1979/. Клетки изолятов грамотрицательные, подвижные палочки, расположенные одиночно, парами или группами, с полярным пучком жгутиков, размеры клеток 0,8-0,9x1,2-2,4 мк, спор не образуют (рис. 6). На МПА колонии круглые, мелкие, 2-3 см в диаметре, серые прозрачные (из древесины) и серо-белые полупрозрачные (из хвои), блестящие, с выемкой в центре, с радиально исчерченным краем, иногда волнистым. На КА колонии отличаются только более плотным центром. На МПБ рост умеренный, помутнение начинается сверху, образуется пленка и пристеночное кольцо, позднее - слабый вязкий осадок. Флуоресценция на МПБ не отмечена. По физиологическим свойствам штаммы различаются между собой. Общими являются: рост на среде Эйкмана с образованием пленки, Ушинского, слабый рост на среде Лиске; отсутствие роста на среде Омелянского, Фрезир и Раппа, Чапека. Изоляты, вьщеленные из древесины, растут на средах Кона, Ферми, изоляты из хвои на данных средах не растут. По характеру углеродного и азотного питания также отмечена неоднородность. Общим является слабая активность на средах с углеводами - первые признаки изменения концентрации водородных ионов среды появляются только на 7-е сутки. Все штаммы используют глюкозу и маннозу с образованием кислоты, легко усваивают аспарагиновую и глутаминовую кислоты, аспарагин, глутамин, аланин. Из органических кислот на 4-е сутки роста усваивают кетоглутаровую, винную, лимонную, муравьиную, уксусную, янтарную, яблочную, фумаровую, молочную, малоновую. Бактерии не усваивают лейцин, аргинин, цистин, цистеин, триптофан, сульфаниловую и щавелевую кислоты. Кроме того, изоляты из древесины усваивают с образованием кислоты фруктозу, глицерин, маннит; изоляты из хвои - арабинозу, ксилозу, галактозу, очень слабо на 21-е сутки роста - лактозу. Все штаммы очень слабо усваивают сахарозу. Штаммы не разжижают желатин, пептонизируют молоко, подщелачивают лакмусовую сыворотку, не восстанавливают нитраты, не образуют индол, сероводород и аммиак; не образуют оксидазу амилазу, протопектиназу; отмечено наличие каталазы, левансахаразы, уреазы (табл. 3). На основании проведенных исследований изучаемые штаммы бактерий были отнесены к роду Pseudomonas, виду P. syringae van Hall. По свойствам возбудитель раково-язвенного заболевания хвойных пород близок к описанному в литературе и его патовариантам: рост (или отсутствие роста) на большинстве питательных сред, большая вариабельность бактерий в отношении источников питания. Так, большинство авторов склоняется к мнению, что возбудитель не обладает амилолитическрй, пектолитической активностью и имеет комплекс протеолитических ферментов /Lelliott е. а., 1966/. Однако в более ранних работах 47 /Bryan, 1928/ отмечена способность P. syringae слабо разлагать крахмал, в наших Таблица 3 Свойства возбудителя раково-язвенного заболевания хвойных Тест Подвижность лофотрих Окраска по Граму Флуоресценция на МПБ Разжижение желатина Отношение к молоку: пептонизапия свертывание Лакмусовая сыворотка Редукция нитратов Образование сероводорода, индола, аммиака Рост на средах: МПА, КА, МПА+5% сахарозы, Эйкмана, Ушинского, Лиске Омелянского, Фрезир и Ралпа, Чапека Кона, Ферми Усвоение углеводов, спиртов, гликозидов: глюкоза, манноза, сахароза арабиноза, ксилоза, лактоза, галактоза фруктоза рамноза, раффиноза, мальтоза глицерин, маннит инозит, сорбит, дульцит салицин, эскулин Усвоение аминокислот: аланин, аспартат, аспарагин, глутамат, глутамин лейцин, аргинин, цистин, цистеин, метионин, триптофан Усвоение органических кислот: кетоглутаровая, лимонная, винная, муравьиная, уксусная, янтарная, яблочная, фумаровая, малоновая, молочная сульфаниловая, щавелевая Ферментативная активность: каталаза, уреаза, левансахараза Штаммы из хвои древесины + + + щ - + щ - + - + + к к - к к - - к - - - щ щ - - щ щ - - + + 48 оксидаза, амилаза, протопектиназа, целлюлаза исследованиях показана пептонизация. Предпочтительное усвоение моносахаров в отличие от ди- и трисахаридов наблюдали К.И. Бельтюкова, Л.Т. Пастушенко, Л.В. Оскерко /1968/, Л.Т. Пастушенко, Л.В. Оскерко /1968/, И.Г. Скрипаль /1969/. К последним источникам питания относят трегалозу, лактозу, мальтозу, в нашей работе получено слабое использование лактозы и сахарозы с образованием левана. В определителе Берги /Bergey, 1974/ показано, что у более 10% штаммов данного вида отсутствует признак образования левансахаразы. По поводу использования гликозидов также нет единого мнения, отсутствие изменений на среде с салицином наблюдали И.Г. Скрипаль /1969/, А.К. Бабич /1974/, Т.Н. Василенко/1979/; из 30 изолятов P. syringae 3 используют данный гликозид /Baker, 1966/. Утилизация некоторых спиртов и органических кислот, таких как глицерин, сорбит и винная кислота, может служить диагностическим признаком /Мурас и др., 1980/. Наши исследования показали, что все изоляты способны использовать винную кислоту в качестве источника углерода, что же касается утилизации двух спиртов, то первый источник потребляется не всеми штаммами, а использование сорбита не подтверждено в данной работе; отсутствие способности ферментировать инозит и сорбит описывает А.К. Бабич /1974/. При исследовании возбудителя раково-язвенного заболевания хвойных было показано сходство в продуцировании большинства ферментов. Оксидазоотрицательная реакция также свидетельствует о принадлежности данного свойства только фитопатогенным бактериям /Майко, Мурас, 1981/. Отличиями являются: отсутствие флуоресценции на жидких средах и медленное усвоение углеводов и спиртов. Полученные данные еще раз подтверждают неоднородность данного вида с точки зрения физиологических свойств, что, очевидно, связано с возможностью поражать большое число видов растений и пластичностью вида Pseudomonas syringae. В качестве сопутствующей изучаемому возбудителю микрофлоры преобладают бактерии рода Pseudomonas, в том числе P. fluorescens и P. aureofaciens, сапрофитные, оксидазо-положительные, флуоресцирующие бактерии. По внешнему виду колонии обоих видов мало отличаются друг от друга. Небольшие, полупрозрачные, блестящие, серые, центр более плотный, край волнистый, радиально исчерчен. У P. fluoresceins центр колоний конусовидный, у второго вида - более плоский. Оба вида используют в качестве источников питания глюкозу, ксилозу, арабинозу, маннозу, галактозу, трегалозу, фруктозу с образованием кислоты; уксусную, малоновую, янтарную, фумаровую, молочную, яблочную, лимонную органические кислоты; аланин, лейцин, аспарагиновую и глутаминовую кислоты, аргинин утилизируют с подщелачиванием среды. Из спиртов активно усваивают глицерин, маннит. P. fluoresceins и P. aureofaciens не используют мальтозу, салицин, эскулин, сорбит, винную кислоту, не разлагают крахмал; свертывают с частичной пептонизацией молоко; подщелачивают лакмусовую сыворотку, у ряда изолятов P. fluoresceins на 7-е сутки наблюдается частичная редукция; данные виды слабо продуцируют аммиак, не образуют на МПБ сероводород и индол. 49 При исследовании свойств сопутствующей возбудителю раково-язвенного заболевания микрофлоры обнаружен ряд отличительных свойств: P. aureofaciens использует с образованием кислоты сахарозу, инозит, с образованием щелочи триптофан; P. fluorescens данные источники не утилизирует. Наблюдаются различия в антагонистической активности: P. aureofaciens очень активен против грамотрицательных бактерий, у P. fluorescens наблюдается умеренная активность к тем же микроорганизмам (табл. 4). Таблица 4 Свойства сопутствующих возбудителю раково-язвенного заболевания бактерий рода Pseudomonas P. fluoP. aureoТест rescens faciens Подвижность лофотрих число жгутиков больше 1 Желто-зеленый флуоресцирующий пигмент Антагонистическая активность Лакмусовая сыворотка Редукция нитратов Отношение к молоку: свертывание пелтонизация Образование: аммиака сероводорода, индола Усвоение углеводов: глюкоза, ксилоза, арабиноза, манноза, галактоза, трегалоза, фруктоза сахароза мальтоза, салицин, эскулин Усвоение спиртов: глицерин, маннит инозит сорбит, дульцит Усвоение органических кислот: уксусная, малоновая, янтарная, фумаро вая, молочная, яблочная, лимонная, кетоглутаровая винная Усвоение аминокислот: аланин, лейцин, аспартат, глугамат, аргинин триптофан Ферментативная активность: амилаза оксидаза + + Умеренная щ/р + + + Сильная щ - + + + + + - + - к - к к - к - к к - щ - щ - щ - щ щ + + 50 P. fluoP. aureorescens faciens левансахараза + Исследования свойств данных видов сапрофитных бактерий согласуются с данными в литературе. В определителе Берги /Вегgey, 1974/ большинство биотипов в качестве источников питания используют сахарозу и соответственно образуют леван из данного дисахарида, сорбит. В нашей работе сахарозу используют штаммы P. aureofaciens и образуют на этой среде леван, сорбит не утилизирует ни один штамм. Значительно реже в качестве сопутствующей микрофлоры выделяются желтопигментные формы бактерий и грибы. Итак, на большинстве хвойных обнаружено раково-язвенное заболевание, установлена его этиология, изучены симптомы заболевания и свойства бактериального возбудителя, круг поражаемых пород при естественном и искусственном заражении, описаны сопутствующие формы микроорганизмов. Тест Опухолевидный бактериоз сосны Данное заболевание, обнаруживаемое на сосне алепской, кедре сибирском, сосне крымской и секвойе, известно с конца XIX в. Детально описаны симптомы бактериоза (см. гл. I), выделены бактерии и показаны их патогенные свойства на проростках сосны алепской в лабораторных условиях /Израильский, 1979/. При обследовании сосняков осоково-разнотравных на территории Бурятской АССР (сосняки без примеси других древесных пород) обнаружено большое количество наростов на ветвях и стволах Pinus silvestris L. всех возрастов. Из 2-3-годичных наростов выделены бактерии рода Соryпеbacterium, в более старых наростах с появлением трещин наблюдается почернение древесины, наряду с коринебактериями выделяются возбудители бактериальной водянки Erwinia nimipressuralis. Бактерии рода Corynebacterium вызывают образование наростов на молодых побегах P. silvestris через 40-45 дней в лабораторных условиях. При изучении физиолого-биохимических признаков данных микроорганизмов отмечена слабая активность на минеральных средах с различными источниками углеродного и азотного питания: бактерии слабо используют моносахара - интенсивное подкисление среды отмечено лишь на 21-е сутки культивирования; из спиртов используют глицерин и этанол; утилизируют фумаровую кислоту и гистидин со слабым подщелачиванием на 21-е сутки роста. Изучение данного заболевания бактериальной природы, обнаруживаемого на сосновых, морфологических, физиолого-биохимических и других биологических свойств возбудителя продолжается. 51 ГЛАВА V. РЕДКО ВСТРЕЧАЕМОЕ ЯЗВЕННОЕ ЗАБОЛЕВАНИЕ ХВОЙНЫХ Бактериоз, вызываемый Erwinia quercina pv rubrifaciens Подобное заболевание для хвойных пород не описано. По характерным признакам бактериоз сходен с корончатым (опухолевидным) раком бука в культурах и подросте, а также граба, ольхи, сосны крючковатой. А.Л. ЩербинПарфененко и др. /1972, 1975/, изучая это заболевание, выделили бактерии, которые отнесли к роду Bacterium. Свойства возбудителя и результаты искусственного заражения не описаны. Язвенное заболевание обнаружено на всех хвойных породах, произрастающих в районе обследования: лиственнице, сосне, кедре, пихте и ели, но встречается редко, в отличие от двух предыдущих заболеваний. У лиственничного подроста на прикорневой части ствола образуются язвы, часто значительных размеров. Конфигурация их различна: некоторые располагаются вокруг ствола, окольцовывая его, другие - по спирали; встречаются образования язв вдоль ствола (рис. 7,а). Во многих случаях подобные образования представляют комплекс язв, как правило, нижняя много больше верхней; разрастания тканей вокруг язв не отмечено, окружающий валик и обнаженная заболонь темно-красного цвета, слабая засмоленность придает вид отполированной поверхности. При удалении коры заметно распространение возбудителя вдоль ствола, подобно распространению заболевания при бактериальной водянке, но цвет пораженных тканей существенно отличается, не обнаружено увлажнения тканей. При обследовании лесных площадей данное заболевание обнаружено на сосне - в 2-3% от общего числа пораженных деревьев со всеми характерными признаками (рис. 7,б). Аналогично бактериоз развивается на подросте кедра, образуется комплекс язв с интенсивным поражением древесины, изменением и окраской тканей (рис. 7,в). На комлевой части ствола елового и пихтового подроста язвы образуются в большом количестве небольшие, округлые, без наростов и смолотечения. В значительной степени поражается кора. Ввиду редкой встречаемости заболевания было отобрано около 100 образцов, активные в эксперименте изоляты выделены в середине августа методом влажной камеры, при котором возбудитель выделяется в чистую культуру. При искусственном заражении хвои лиственницы отмечено образование некрозов до 0,3-0,6 см на отдельных деревьях по отношению к точечным некрозам в местах уколов в контроле. Результаты заражения древесины данной породы были получены через 12 месяцев: в анаэробных условиях (ранение плотно закрывали полиэтиленовой пленкой) развитие заболевания проходит без изменений наружных покровов, при удалении корковых элементов было отмечено образование язв, кора вокруг немного влажная, зеленовато-бежевого цвета, 52 обнаженная древесина коричнево-красная; в аэробных условиях изменение претерпевают не только ткани коры и древесины, но и наружные покровы, наблюдается истечение смолы (рис. 8, а). При естественном заражении развитие заболевания проходит, очевидно, в аэробных условиях. В контроле, в различных вариантах, изменения тканей не наблюдали. При заражении в последующие годы отмечена высокая активность изолятов по отношению к хвое в течение всего вегетационного сезона, на побегах интенсивное поражение развивалось при инокуляции в июне и середине августа: в местах уколов, кора растрескивалась с обнажением древесины без разрастания тканей и выделения смолы. При искусственном заражении сосны признаки бактериоза проявляются столь же четко и характерно: на 10-14-й день после инокулирования на хвое некрозы достигали 1 см, на побегах наблюдали образование сухих язв через 30 дней, хвоя к этому времени полностью отмирала; древесина приобретала темнокрасное окрашивание, на побегах появлялись типичные искривления. На гладкокорых породах заболевание проявлялось в изменениях тканей побегов: на кедре и пихте через 30—45 дней образуются глубокие, характерные для заболевания язвы (рис. 8,б), цвет поражений темно-красный, чем отличается при образовании язв в других случаях поражения бактериозами (при бактериальной водянке цвет тканей темный, почти черный, много влаги; при раково-язвенном заболевании древесина сухая, темно-коричневого цвета, с выделением смолы и образованием наростов). Поражения, характерные для раково-язвенного и язвенного заболеваний, никогда не наблюдаются на одном дереве, при изучении взаимоотношений возбудителей этих двух бактериозов выявлена сильная антагонистическая активность Е. quercina pv rubrifaciens в отношении P. syringae. Характеристика свойств возбудителя язвенного заболевания На МПА колонии изолятов небольшие, беловатые, выпуклые, блестящие, непрозрачные, с валообразным ровным краем. Центр выделен слабой выемкой, приподнят. На КА колонии крупные, белые, гладкие, однородные, блестящие, слизистые, край слабо волнистый, центр обозначен, кругловыпуклый, хорошо заметен. Рост на скошенном агаре слизистый, сползающий на дно пробирки, в остальной части едва заметен, прозрачный, без уплотнений и зернистости. Бактерии грамотрицательные, подвижные палочки с перитрихальным жгутикованием расположены чаще группами в большом количестве слизи, клетки спор не образуют, размером 0,5-0,7 х х 1,3-2,0 мк (рис. 9). На МПБ рост умеренный, равномерный, шелковистый, без пленки со слабым осадком. Культуры также хорошо растут на жидких средах Эйкмана, Ушинского, Ферми; последняя приобретает желто-коричневое окрашивание. Не наблюдается роста на средах Лиске, Кона, Чапека. Штаммы образуют кислоту на минеральной среде с арабинозой, рамнозой, ксилозой, глюкозой (в аэробных и анаэробных условиях), галактозой, маннозой, фруктозой, трегалозой, глицерином, маннитом, инозитом. Мальтоза используется 53 не всеми штаммами. Не отмечено кислотообразования на среде с раффинозой, сорбозой, сахарозой, мелицитозой. Бактерии слабо усваивают лактозу на 21-е сутки роста. При хранении при комнатной температуре ослабляется такое свойство, как утилизация глицерина и инозита. На среде с сорбитом и дульцитом не происходит изменений рН. Штаммы используют гликозиды: салицин, эскулин, арбутин с образованием кислоты. Слабое подщелачивание среды на 4-е сутки роста наблюдается на среде с аспарагином, глутаминовой кислотой; на 7-е сутки четкий признак отмечен на среде с аспарагиновой кислотой, аспарагином глутаминовой кислотой, аланином, гистидином; на 21-е сутки появляется синее окрашивание на среде с аргинином. Культуры не используют лейцин, серин, валин, глицин, треонин, метионин, орнитин, цистеин, фенилаланин, тирозин, триптофан. Изоляты подщелачивают среду с натриевыми солями муравьиной, кетоглутаровой, лимонной, уксусной, янтарной, яблочной, молочной, фумаровой кислот на 7-е сутки роста; не используют малоновую, щавелевую, сульфаниловую кислоты; на среде с винной кислотой отмечено подщелачивание на 1-е сутки, затем среда становилась нейтральной, рядом штаммов этот источник не усваивается (табл. 5). Культуры не разжижают желатин, пептонизируют с частичным медленным свертыванием молоко, подщелачивают лакмусовую сыворотку, у некоторых штаммов наблюдается редукция нитратов. Отмечены образование аммиака и сероводорода на МПБ и отсутствие выделения индола. Возбудитель слабо гидролизует крахмал, образует каталазу, ацетилметилкарбинол, не образует оксидазу, уреазу, левансахаразу. Бактерии обладают комплексом пектолитических ферментов, но не стимулируют образования корней на кусочках корнеплодов. По совокупности перечисленных свойств возбудитель язвенного заболевания хвойных пород отнесен к роду Erwinia, виду Е. quercina pv rubrifaciens. В определителе Берги /Bergey, 1974/ дана характеристика Е. rubrifaciens, который выделен и описан как возбудитель некроза флоэмы грецкого ореха /Wilson е. а., 1967/, позднее данный вид отнесен к Erwinia quercina pv rubrifaciens /Young e. a., 1978/. От известного в литературе изучаемый возбудитель отличается рядом свойств: усвоением салицина, ксилозы, инозита, вариабельностью использования мальтозы, эскулина, рамнозы. Эти источники питания не утилизирует Е. rubrifaciens. Сорбит не используют изучаемые культуры, но утилизирует типовой вид, использование винной кислоты также является отличительным признаком, положительным у типового вида. Другие биологические свойства идентичны известным (табл. 6). Применение таких методов выделения возбудителей, как метод влажной камеры, метод обрастания, позволило получить ряд изолятов с некоторыми отличительными биохимическими свойствами. При выделении бактерий методом влажной камеры получены изоляты с признаками, указанными в табл. 5 как основные свойства; методом обрастания получены изоляты (1/3), дающие вариабельность данных свойств: слабая редукция нитратов, отсутствие изменений на минеральной среде с мальтозой, рамнозой, эскулином и салицином. Очевидно, 54 это связано с тем субстратом, который использовали при выделении возбудителей данного заболевания. Внешний вид полученных изолятов, морфология и структура колоний, рост на агаре, морфология клеток не имеют различий у всех культур. Таким образом, в результате исследований причин образования язв на прикорневой части ствола хвойных древесных пород были вы делены бактерии, обладающие высокими патогенными свойствами, вызывающие некроз живых тканей. Таблица 5 Свойства возбудителя язвенного заболевания хвойных Тест Подвижность перитрих Окраска по Граму Анаэробное разложение глюкозы Разжижение желатина Отношение к молоку: свертывание пептонизация Лакмусовая сыворотка Редукция нитратов Образование: сероводорода, аммиака индола Рост на средах: МПА, КА, МПА+5% сахарозы МПБ + Nacl : 1,0% и выше Эйкмана, Ушинского, Ферми Лиске, Кона, Чапека Усвоение источников углерода: арабиноза, ксилоза, глюкоза, манноза, рамноза, галактоза, фруктоза, трегалоза, лактоза мальтоза, рамноза сахароза, раффиноза, сорбоза, мелицитоза глицерин, маннит, инозит сорбит, дульцит салицин, эскулин, арбутин Усвоение органических кислот: муравьиная, лимонная, уксусная, молочная, яблочная, янтарная, фумаровая винная малоновая, сульфаниловая, щавелевая Реакция + К + + щ -(+) + + + к +(-) к к щ -(+) 55 Тест Реакция Усвоение аминокислот: аспарагин, глутаминовая и аспарагиновая кислоты, аланин, щ гистидин, аргинин, лейцин, серин, валин, глицин, треонин, метионин, орнитин, цистеин, фенилаланин, тирозин, триптофан Ферментативная активность: оксидаза, левансахараза, уреаза амилаза N пектинразрушающие ферменты, каталаза + Реакция Фогес-Проскауэра + Примечание: -(+) вариабельность свойства; N - слабое проявление свойства. Таблица 6 Различия свойств Е. quercina (.1), Е. rubritaciens (2) и возбудителя язвенного заболевания хвойных (3) Свойство 1 2 3 Расщепление пектата + + Мукоидный рост + + Арабиноза + + Салицин + Ксилоза + Инозит + Мальтоза +(-) Эскулин + + Глицерин + X + Рамноза +(-) Сорбит + Примечание, х - 21-79% штаммов положительны; описание Е. quercina, Е. rubrifaciens по определителю Берги /Bergey, 1974/. Вредоносность язвенного заболевания, вероятно, также велика. Несмотря на хроническую форму течения болезни, при которой деревья продолжают жить долго, подобные заболевания имеют не столько физиологическое значение, сколько отражаются на снижении выхода деловой древесины. В этих случаях часто обесценивается комель /Гранатов, 1972/. 56 ГЛАВА VI. БАКТЕРИАЛЬНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ ВСХОДОВ И САЖЕНЦЕВ ХВОЙНЫХ В ПИТОМНИКАХ Выращивание здорового жизнеспособного посадочного материала хвойных является важной проблемой лесовосстановления Сибири, при этом должное внимание необходимо уделять борьбе с инфекционными, в том числе и бактериальными, заболеваниями. Гибель лиственницы сибирской в школе питомника Первомайского леспромхоза учебного лесничества, трехлетних сосен в одном из питомников Ново—Покровского степного лесхоза, усыхание сосен в питомниках Подмосковья и Урала имеют одинаковую первопричину бактериальную инфекцию. У трехлетних сосен наблюдалось загнивание корней, пожелтение хвои; у деревьев более старших возрастов были отмечены признаки бактериальной водянки /Щербин-Парфененко, 1963/. При изучении причин массового отпада всходов и сеянцев хвойных в питомниках мы обращали внимание на характер распространения патологических явлений: выборочный, очаговый; на количественный и качественный состав микрофлоры, характеризующей как состояние отдельных особей, так и питомника в целом. Характерной особенностью отпада лиственницы и сосны в Большемуртинском питомнике является очаговый характер, в Раздолинском выборочный; в Колбинском лесопитомнике Манского лесхоза усыхание сосны носит выборочный и в то же время ярко выраженный очаговый характер. Пораженные всходы сосны хорошо заметны в полосе из-за ярко— коричневого цвета хвои; в отдельных участках полегание носит массовый характер, у погибших особей отмечено загнивание корней. У больных лиственниц наблюдали пожелтение и деформацию хвои, у елей отмечали изменение цвета хвои при заболевании от желтого до коричневого. У 2-3-летних растений усыхали верхушечные побеги, желтела и некротизировалась хвоя, одревесневшие ткани ствола и корней приобретали темно-коричневый цвет, увлажнялись и впоследствии загнивали. Особых диагностических признаков обнаружено не было. Для микробиологического анализа всходы и саженцы с признаками поражения отбирали в июне, июле и августе. Активные изоляты с высокой вирулентностью были выделены в июне и августе. Очевидно, у сеянцев хвойных в фазу всходов при резком возрастании микроорганизмов на поверхности растений после образования хвои /Collins, 1976/ в патологическом процессе принимают участие и условно—патогенные бактерии. Эпифитная микрофлора сеянцев представлена бактериями из родов: Pseudomonas, Mycobacterium, Pseudobacterium, Chromobacterium, Bacterium; грибами родов: Penicillium, Aspergillus, Botrytis, Cladosporium, Trichoderma, Trichotecium, Spicaria; дрожжами родов Cryptococcus, Aureobasidium. У больных растений преобладают Pseudomonas, Bacterium, Cladosporium,- Fusarium, Botrytis, Alternaria /Аюнц, 1969; Гукасян и др., 1977/. Из однолетних всходов лиственницы, сосны, ели был выделен ряд штаммов, 57 вызывающих однотипные поражения у растений: изменение хвои, часто значительное; полегание; небольшая группа изолятов выделена из опухолей у прикорневой шейки. При искусственном заражении подроста в естественных условиях данными культурами отмечено образование некрозов на хвое лиственницы, сосны, кедра и пихты при первом учете (через 7 суток после инокулирования), заметные изменения тканей побегов отмечены на сосне и более слабые на пихте (рис. 10, 11), на побегах, кедра развивались обширные сухие некрозы тканей древесины, постепенно распространяющихся вдоль ствола. При заражении проростков лиственницы и сосны в лабораторных условиях наблюдалось пожелтение хвоинок через 3-4 суток, при выдерживании чашек с проростками в термостате при температуре около 30° изменение цвета хвои отмечено через 48—50 часов; на границе поражения выступали крупные капли экссудата, желтоватые, мутные. При высеве на питательные среды отмечен рост микроорганизмов со свойствами, идентичными свойствам свежевыделеных изолятов. В лабораторных опытах не удалось получить всходы с наростами в области прикорневой шейки. Несмотря на одинаковый тип поражения в естественных условиях и в эксперименте, изоляты отличаются по свойствам. Одну группу представляют бактерии, образующие на плотных питательных средах серые прозрачные колонии с едва обозначенным центром, чуть приподнимающиеся над агаром, со слегка волнистым краем. Клетки грамотрицательные, спор не образуют, с полярным расположением жгутиков, в жидких средах по одной или по две. На МПБ культуры растут с помутнением среды, образованием пленки, слабого осадка, желто-зеленого флуоресцирующего пигмента. На среде Эйкмана растут с образованием пленки, хорошо растут на среде Ферми, слабо на средах Лиске (с образованием флуоресцирующего пигмента), Кона. Бактерии этой группы хорошо усваивают арабинозу, глюкозу, ксилозу, фруктозу, галактозу, маннозу, декстрозу, глицерин, маннит, инозит, сорбит. Подкисление среды при росте на минеральной среде с данными углеводами и спиртами наблюдается на 4-е сутки. Изоляты не используют рамнозу, раффинозу, салицин, дульцит, сахарозу, лактозу, мальтозу; используют с подщелачиванием среды аспарагиновую и глутаминовую кислоты, аспарагин, аргинин, аланин; на среде с лейцином изменение рН не отмечено; изоляты активно используют органические кислоты с подщелачиванием среды на первые сутки, исключение составляют винная, сульфаниловая, щавелевая кислоты. Данная группа изучаемых бактерий редуцирует нитраты, разжижает желатин, пептонизирует молоко, редуцирует лакмусовую сыворотку с подщелачиванием на 7-е сутки культивирования (табл. 7). Штаммы не ферментируют глюкозу в анаэробных условиях, не образуют индол, сероводород, слабо продуцируют аммиак; обладают каталазной, уреазной, оксидазной активностью; не разлагают крахмал, целлюлозу, не образуют леван, лецитиназу. По совокупности свойств штаммы отнесены к роду Pseudomonas, виду P. fluorescens Migula. Данные бактерии близки по свойствам возбудителю 58 язвенного заболевания бука, изученного Р.И. Гвоздяком /1975/. Другую группу представляют бактерии, образующие на плотных питательных средах беловатые, непрозрачные, кругловыпуклые колонии, блестящие, слизистые с ровным краем. Клетки грамотрицательные, спор не образуют, палочки с перитрихальным жгутикованием (рис. 12). Изоляты хорошо растут на синтетических средах, на 4-е сутки роста среды Кона и Ферми приобретают коричневый цвет. Таблица 7 Свойства условно-патогенных бактерий Тест Подвижность перитрих лофотрих Окраска по Граму Анаэробное разложение глюкозы Флуоресценция Разжижение желатина Отношение к молоку: пептонизация свертывание Лакмусовая сыворотка Редукция нитратов Образование: индола сероводорода аммиака Рост на средах: МПА, КА, МПА+5% сахарозы Эйкмана, Ферми, Лиске, Кона Чапека Усвоение углеводов и спиртов: арабиноза, глюкоза, ксилоза, фруктоза, галактоза, манноза рамноза, раффиноза, лактоза, мальтоза, сахароза глицерин, маннит, инозит, сорбит дульцит, салицин эскулин Усвоение аминокислот: аспартат, аспарагин, глутамат, аланин, аргинин лейцин Штаммы 18, 19, 29, 31 45, 131 + + + + - + Р/Щ + Щ/Р - + + + - + + + + + к к к - к к к - щ щ щ + 59 Тест Усвоение органических кислот: лимонная, муравьиная, уксусная, янтарная, яблочная, фумаровая, молочная винная сульфаниловая, щавелевая, Ферментативная активность: оксидаза, каталаза, уреаза целлюлаза, лецитиназа амилаза, левансахараза Штаммы 18, 19, 29, 31 45, 131 щ щ - щ - + - + + Бактерии очень активны на минеральной среде с различными источниками углерода и азота; уже на первые сутки отмечено образование кислоты на среде с арабинозой, фруктозой, глюкозой, галактозой, маннозой, декстрозой, на 4-е сутки начинается подкисление на среде с рамнозой и ксилозой с очень слабым образованием газа, слабое подкисление на глицерине, манните, инозите, мальтозе, сахарозе, салицине; подкисление среды с лактозой и раффинозой наблюдается только на 21-е сутки, аналогично усваиваются дульцит и сорбит. Использование аминокислот как источников питания с подщелачиванием среды отмечено на 4-е сутки, образование щелочи на среде с лейцином происходит лишь на 21-е сутки; хорошо используются соли органических кислот с подщелачиванием, кроме сульфаниловой и щавелевой. Изоляты не редуцируют нитраты, не разжижают желатин, не изменяют молоко, лакмусовую сыворотку слабо подщелачивают на 4-е сутки, затем редуцируют, не ферментируют глюкозу анаэробно, не образуют индол и аммиак, сероводород образуют на 21-е сутки; культуры образуют оксидазу, каталазу, уреазу, леван, слабо гидролизуют крахмал, не образуют целлюлазу, лецитиназу; образуют 3-кетолактозу (см. табл. 7). Изученные свойства позволили отнести штаммы к роду Agrobacterium, виду A. radiobacter, не образующий галлы почвенный обитатель /Conn, 1942/. От известного вида изучаемые бактерии отличаются неспособностью редуцировать нитраты. Можно полагать, что и самые обычные сапрофиты при сочетании особо благоприятных условий внешней среды могут дать вирулентные расы и превратиться в паразитов /Ячевский, 1935/. Из усыхающих верхушечных побегов трехлетней сосны Казанского питомника (Большемуртинский лесхоз) были выделены бактерии, которые на МПА образуют мелкие непрозрачные колонии сначала серые, затем желтеющие, блестящие, с ровным краем. На КА колонии неопределенной формы, желтые, слизистые с металлическим блеском, на скошенном агаре культуры сползают на дно пробирки. На МПБ рост слабый, шелковистый с очень слабым вязким осадком; клетки грамотрицательные, спор не образуют, длинные палочки с полярными жгутиками. При искусственном заражении получены некрозы на побегах последнего 60 года сосны, обычно через 10 дней, хвоя поражается слабо у всех хвойных, на побегах образуются небольшие сухие ранки на 4-7-й день после инокуляции, через 30 дней на сосне развиваются глубокие некрозы. Изоляты крайне неактивны, на МПА и КА колонии появляются на 5-7-е сутки при температуре 27°, при многочисленных пересевах теряют способность расти на этих средах; чувствительны к содержанию в среде хлористого натрия; отмечено отсутствие роста при концентрации больше 1%. Из углеводов слабо используют арабинозу с подкислением среды, более интенсивно - галактозу; не утилизируют спирты и гликозиды; не редуцируют нитраты; не разжижают желатин, не используют молоко, лакмусовую сыворотку подкисляют на 21-е сутки культивирования, глюкозу анаэробно не ферментируют; не образуют на МПБ индол и сероводород, аммиак обнаружен не у всех штаммов; при старении образуют уреазу, не образуют оксидазу (табл. 8). Таблица 8 Свойства патогенных для сосны желтопигментных изолятов рода Xanthomonas Тест Подвижность Окраска по Граму Анаэробное разложение глюкозы Разжижение желатина Протеолиз молока Лакмусовая сыворотка Редукция нитратов Образование: индол, сероводород аммиак Рост на средах: МПА, КА, с дрожжевым автолизатом МПБ+1,1% NaCl и выше Усвоение углеводов: арабиноза, галактоза Усвоение органических кислот: лимонная, уксусная, фумаровая, молочная, яблочная Ферментативная активность: уреаза оксидаза X. ampelina Исследуемые культуры + + - к + - + - + к + + + - + - Морфологические, культуральные свойства изолятов характеризуют их как представителей рода Xanthomonas D., совокупность всех свойств характеризует изучаемые штаммы как X. ampelina /Panagopoulos, 1969/. Возбудитель описан и 61 идентифицирован как причинный фактор заболевания "tsilik marasi" виноградной лозы. В качестве сопутствующей микрофлоры выделяются сапрофитные желтопигментные бактерии рода Erwinia. Кроме всех описанных в данной главе бактерий, вызывающих заболевания всходов и саженцев хвойных в лесопитомниках, из образцов одревесневших пораженных тканей 2-3-летних саженцев лиственницы, сосны выделены возбудители бактериальной водянки. В результате исследований причин гибели всходов и саженцев в ряде питомников отмечено большое участие фитопатогенных бактерий и условнопатогенных форм. В сочетании с действием экологических факторов они снижают выход жизнеспособного посадочного материала и тем самым наносят большой вред лесовостановлению. ГЛАВА VII. НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ БИОЭКОЛОГИИ ВОЗБУДИТЕЛЕЙ БАКТЕРИОЗОВ ХВОЙНЫХ Первопричиной в возникновении заболеваний и их распространении является захламленность лесных площадей как естественная, так и антропогенного характера, причем последняя оказывает наиболее отрицательное действие. Так, при ежегодном отпуске древесины около 400 млн. м 3 вывозится до 200 млн. т сухого вещества (стволовая древесина), а в лесу остается 80-100 млн. т (пни, корни, сучья, листья); все оставшееся неиспользованное органическое вещество концентрируется не в лесу, а на площади годичной лесосеки /Поздняков, 1975/. К примеру, в кварталах бывших рубок отмечена 100%-ная пораженность подроста хвойных бактериальными заболеваниями, в 94% случаев выделены высокопатогенные штаммы бактерий, которые активны в течение всего вегетационного сезона. Количественные характеристики распространенности бактериозов в лесных массивах проводили в кварталах с наибольшим запасом хвойных и с учетом захламленности лесных площадей (табл. 9), Отмечается резкое возрастание пораженности подроста хвойных на 3-й и 5й площадях с общим количеством больных деревьев 31 и 23%. Растительные остатки служат резерваторами инфекции в природе, находясь на поверхности, они подвергаются медленной деструкции, в них расселяются насекомые-вредители, тем самым создаются благоприятные условия для возникновения и развития инфекционных заболеваний, в том числе и бактериальных, в массовых масштабах. 62 Таблица 9 Распространенность бактериальных заболеваний подроста хвойных древесных пород, % №№ площади Лесная площадь, га 1 2 3 4 5 6 226,7 318,0 334,0 858,0 840,0 690,0 Захлам- Раковоленность, язвенное м3 3550 6150 8440 18300 24900 11670 10 10 13 7 9 7 Бактериальная водянка Язвенное 7 7 15 9 12 8 1 3 2 - Общее количество бактериозов 17 18 31 16 23 15 Взаимоотношения возбудителей бактериозов с лесными насекомыми Значение насекомых в распространении многих бактериальных болезней давно доказано. Высшие растения являются средой, где происходит контакт различных организмов, и в процессе эволюции между ними возникают определенные взаимоотношения. Взаимоотношения между фитопатогенными бактериями и насекомыми определяют степень участия последних в распространении бактериозов в природе /Воронкевич, 1974/. В процессе обследования лесных насаждений и отборе образцов с симптомами поражения как в лесном массиве, так и в питомниках проводили сбор встречающихся насекомых, особенно на пораженных растениях. В основном для исследования были отобраны насекомые трех отрядов: Coleoptera, Hemiptera, Homoptera. Из насекомых представителей рода Magdalis, собранных на питомниках, выделены желтопигментные формы, образующие слизистые распластанные колонии на питательных средах, а также серые прозрачные с вдавленным центром. При искусственном заражении хвойных последние вызывали образование глубоких некрозов на побегах пихты без разрастания тканей, хвоя, как правило, поражалась незначительно. Подобное изменение тканей побегов сосны наблюдалось при инокуляции теми же изолятами (рис. 13). Из внутренних органов насекомых отряда Hemiptera, чаще встречающихся на соснах, выделены серые полупрозрачные формы, которые при искусственном заражении вызывали развитие некрозов на хвое кедра до 0,5 см с зонами хлороза (рис. 14), на побегах пихты и кедра глубокие сухие некрозы появлялись через 2030 дней. На соснах с заметным поражением хвои исследовали насекомых отряда Homoptera семейства Lachnidae. У большинства тлей выделены практически чистые культуры бактерий, образующих на питательных средах прозрачные колонии, плоские, слизистые. Protolachnus agilis Kelt. - активные насекомые, 63 особенно поражающие молодую хвою деревьев рода Pinus L. /Browne, 1968/. В местах скопления тлей подобные бактерии выделены из Coccinella septempunctata, и их личинок. Из кишечника насекомых семейства Cerambycidae также выделены аналогичные микроорганизмы, которые в опыте на хвое лиственницы вызывали образование обширных некрозов. На хвое сосны некрозы достигали 0,3 см и больше; хвою кедра предпоследнего года изоляты поражали интенсивно (рис. 15, а), а также древесину молодых побегов с образованием глубоких, быстро прогрессирующих некрозов. Хвоя пихты некротизировалась слабо, на побегах образовались типичные для заболевания язвы (рис. 15.б). Таким образом, из разных насекомых – представителей различных отрядов и семейств выделен ряд изолятов, которые при искусственном заражении вызывали необратимые изменения тканей побегов и хвои. Штаммы с высокой вирулентностью были отобраны для дальнейшего исследования, изучались свойства нативных и реизолированных из пораженных тканей бактерий при искусственном заражении. Исследования показали, что штаммы, выделенные из насекомых, идентичны возбудителю раково-язвенного заболевания P. syringae, который был описан и изучен ранее. Переносчиками данного вида бактерий являются насекомые семейств Pentatomoidae, Coreidae, результаты заражений показаны на рис. 14. Насекомые - представители семейств Lachnidae, Cerambycidae, Curculionidae, Pentatomoidae, Copeidae являются переносчиками возбудителя язвенного заболевания Е. qulercina pv rubrifaciens. Результаты искусственного заражения также представлены на рис. 13; 15. Из внутренних органов Magdalis memnonia Gyll (отряд Coleoptera), собранных на территории Казанского питомника, выделены бактерии, близкие по свойствам к X. ampelina Panagopoulos, которые обнаружены в побегах трехлетней сосны на территории того же питомника. Возможность насекомых осуществлять перенос фитопатогенных бактерий различна (табл. 10). Возбудители раково-язвенного и язвенного заболеваний являются раневыми паразитами, так как опрыскивание неповрежденной хвои суспензиями бактерий не дало положительных результатов. Вполне вероятным является возможность переноса данных бактерий насекомыми. О содействии распространению P. syringae насекомыми указывают многие авторы, работающие с бактериальным раком тополей /Гвоздяк, Яковлева, 1979/. Случаи переноса ряда болезней клопами были доказаны экспериментально, путем пересадки насекомых с больных растений на здоровые. Симптомы заболеваний и повреждений клопами не различаются по внешнему виду /Воронкевич, 1974/. Насекомые играют серьезную роль в распространении бактериозов растений в природе, активно перенося возбудителей во время вегетационного сезона, а также в сохранении жизнеспособности бактерий в неблагоприятных условиях. Степень участия насекомых в распространении инфекции может быть различна. Случайными или частичными переносчиками могут быть все насекомые, посещающие растения, а тем более вредящие им. 64 Таблица 10 Результаты искусственного заражения штаммами, выделенными из насекомых Возбудитель Раково-язвенное заболевания (отряд Хвоя Древесина насекомых) Coleoptera (Cerambycidae) Hemiptera (Pentato+ + moidae, Coreidae) Homoptera (Lachnidae) Язвенное X. аmpelina Хвоя Древесина Хвоя Древесин - + - + + + - + Взаимоотношения возбудителей бактериальных заболеваний с микрофлорой филлосферы До сих пор почти совсем не изучено поведение фитопатогенных бактерий на поверхности зеленого растения, где им приходится встречаться с эпифитной микрофлорой. Преобладание антагонистических отношений со стороны сапрофитной микрофлоры к возбудителям болезней и слабая конкурентная способность последних являются причинами довольно быстрого очищения этой сферы обитания. Кроме того, часто фитопатогенные бактерии могут быть в эпифитной фазе, т.е. обитать на поверхности растений в качестве непатогенной микрофлоры /De Vay е. а., 1968; Dowler, Weaver, 1975/ или в так называемой "Resident phase" /Leben е. а., 1968/. В этих случаях они не вызывают заболеваний растений. Все это свидетельствует о сложности взаимоотношений патогенных для растений бактерий и их хозяев. На угнетающее действие представителя поверхностной микрофлоры Е. herbicola в отношении возбудителя ожога Е. amylovora указывают ряд авторов /Goodman, 1965; Riggle, Klos, 1970, 1972/, некоторые штаммы Е. herbicola могли угнетать X. phaseoli in vitro и X. phaseoli var. fuscans /Бельтюкова, 1961/. Влияние эпифитной микрофлоры на этого же возбудителя испытывали в водной среде, чтобы исключить действие растения; отмечено исчезновение возбудителя в тот или иной срок от начала опыта /Воронкевич, Платонова, 1963/. Изучено антагонистическое действие эпифитных бактерий в отношении X. vesicatoria /Shekhawa.t, 1977/. Роль эпифитов в развитии болезней растений in situ выяснена недостаточно. Установлением существования естественной эпифитной микрофлоры, обладающей в некоторых случаях антагонистическими свойствами к возбудителям, были стимулированы попытки использовать ее для ограничения некоторых бактериозов. В наших исследованиях также было обращено внимание на роль непатогенной микрофлоры. С хвойных - хвои, древесины, коры - выделяли бактериальную и грибную флору в течение всего вегетационного периода, затем проверяли взаимоотношения с изучаемыми возбудителями бактериозов хвойных. 65 Наибольший интерес представляли антагонистические формы. Микрофлору изучали на ели, сосне, лиственнице, кедре, пихте. Всего было изолировано 68 штаммов, из них 32 штамма - бактерии, представленные разнообразными видами, первоначально отобранными по внешнему виду колоний; 6 штаммов микрофлоры филлосферы оказывали сильное угнетающее действие на возбудителей бактериозов хвойных. В данной группе представитель грибной флоры - дрожжи рода Aureobasidium. Среди других форм грибов сильных антагонистов в отношении фитопатогенных бактерий не найдено. Из бактериальной флоры сильными антагонистическими свойствами обладали два штамма из рода Bacillus, два - из рода Micrococcus и один штамм из Pseudomonas. На возбудителя бактериальной водянки представители родов Bacillus и Aureobasidium, Micrococcus оказывали очень слабое действие: зоны угнетения были едва заметны, бактерии рода Pseudomonas не оказывали отрицательного влияния на данного возбудителя. Этот факт, возможно, может служить объяснением широкого распространения бактериальной водянки в природе. Зоны угнетения роста возбудителя раково-язвенного заболевания дрожжами и микрококками составили 5,0±0,1 и 3,9±0,3 см. Бактерии рода Micrococcus и дрожжи рода Aureobasidium оказывали сильное угнетающее действие на возбудителя язвенного заболевания лиственницы и других хвойных, зоны угнетения (табл. 11) Е. quercina pv rubrifaciens составили 5,9±0,1 и 4,3±0,3 см. Наиболее активны микробыантагонисты в отношении условно-патогенной микрофлоры, вызывающей заболевания проростков хвойных, особенно следует выделить представителей рода Pseudomonas. Зоны угнетения роста на плотных питательных средах составили 5,0±0,3 – 6,0±0,1 см. Таблица 11 Антагонистические свойства микрофлоры филлосферы в отношении фитопатогенных бактерий Сапрофит Erwinia Erwinia, PseudoErwinia Условноnimiprescancemonas quercina патогенные suralis rogena syringae pv rubrifaciens бактерии Bacillus sp + + 2,8+0,2 2,9+0,1 1,7+0,4 Bacillus sp. + + 3,2+0,2 2,3+0,2 2,0+0,1 Pseudomonas sp. - - 2,4+0,3 2,4+0,1 6,0+0,1 Micrococcus sp. + + 3,9+0,3 4,0+0,4 2,2+0,3 Micrococcus sp. + + 3,7+0,2 5,9+0,2 2,4+0,1 Aureobasidium sp. + + 5,0+0,1 4,3+0,3 3,5+0,2 Примечание: + очень слабое угнетение; - отсутствие угнетения; зоны угнетения в см. При исследовании антагонистической активности микрофлоры филлосферы в отношении бактерий, вызывающих заболевания хвойных, была выявлена 66 сезонная динамика чувствительности последних к действию сапрофитных микроорганизмов. Так, возбудители бактериозов наименее чувствительны в весенний период, затем чувствительность несколько повышается осенью, наибольшее угнетение фитопатогенных бактерий, вплоть до полного подавления роста, наблюдается в середине вегетационного периода. Время выживаемости и количество клеток бактерий на хвое лиственницы после внесения водных смесей фитопатогенных бактерий и антагонистов показано на рис. 16, первоначальная концентрация суспензий - 1 млрд кл./мл. Контрольные опыты проводили в лабораторных условиях: перед внесением бактериальных суспензий ветки лиственницы тщательно отмывали стерильной водой для исключения действия естественной микрофлоры, 9-10-й смывы были практически стерильны; после, опрыскивания ветки закрывали стеклянными колпаками. В результате исследования периода сохранения клеток возбудителей в филлосфере (15 вариантов сочетаний различных патогенов и бактерийантагонистов) не выявлено достоверных различий в динамике численности изучаемых фитопатогенных бактерий после внесения в крону лиственницы совместно с микробами-антагонистами. Использование микробов-антагонистов в ограничении бактериозов хвойных Попытки использования явления антагонизма в борьбе с болезнями растений относятся еще к началу 1930-х годов /Воронкевич, 1974/. В нашей работе этому вопросу было уделено серьезное внимание, так как это один из самых действенных и безопасных методов подавления возбудителей при появлении всходов или профилактике бактериозов. При обработке семян перед проращиванием в лабораторных условиях суспензиями антагонистов филлосферы получено снижение поражаемости проростков на 35—40%, в опыте семена предварительно не обрабатывали химическими веществами. Действие одного из широко применяемых химических средств - 0,5%-ного перманганата калия - приводило к снижению заболеваемости проростков хвойных на 8-10%. Комплексная предпосевная обработка семян лиственницы и сосны перманганатом калия, затем суспензиями бактерий концентрацией не ниже 500 млн. кл./мл позволила получить 96-98% здоровых всходов (при лабораторной всхожести семян 71%). В полевых опытах для обработки семян использовали перманганат калия с последующим замачиванием в суспензиях бактерий Bacillus sp., Micrococcus sp., Pseudomonas sp. с концентрацией 1 млрд кл./мл. В контроле семена (300 шт.) обрабатывали только перманганатом (табл. 12). 67 Таблица 12 Снижение заболеваемости всходов лиственницы при опытной обработке семян антагонистами, % Пораженные всходы на 21-й день Здоровые сеянцы к Вариант опыта 1-я повторность 2-я повторность больные концу вегетационного сезона Bacillus sp. 14 11 12,5 86 Pseudomonas sp. Micrococcus sp. Контроль 8 13 52 11 13 51 9,5 13,0 51,5 90 86 46 Таким образом, в результате действия высокоактивных бактерийантагонистов представителей микрофлоры филлосферы снизились экономические потери дорогостоящего посевного материала лиственницы в 2 раза. Большое внимание при закладке полевых опытов уделяли используемым для мульчирования материалам, которые применяют для обеспечения оптимальных температур и влажности для всходов. Предварительный микробиологический анализ опилок как материала для покрышки показал, что они являются дополнительным источником инфекции, особенно в районах с широким распространением бактериозов среди приспевающих деревьев, пригодных для рубок. Были выделены бактерии родов Pseudomonas, Erwinia как патогенной, так и непатогенной формы. Одновременно создаются благоприятные условия для развития инфекционного материала в почве, особенно условно-патогенной микрофлоры, которая при высокой температуре и достаточной влажности вызывает заболевание и гибель всходов (см. гл. VI). Обработка опилок химическими веществами не приводит к полной дезинфекции, при последующих высевах на питательные среды наблюдали рост микроорганизмов, в том числе и патогенных. Более эффективными методами являются просушивание и нагревание опилок на открытом воздухе в жаркий солнечный день /Ячевский, 1935/ и затем обработка суспензиями антагонистов после нанесения их на делянки. Идеальным средством в отношении содержания инфекционного материала является торфяная крошка, так как перегнившие растительные остатки не содержат патогенной для растений микрофлоры. Подобным образом можно обрабатывать и почву, но эффективность действия микробов-антагонистов может быть снижена вследствие сохранения патогенных для растений форм не в свободном состоянии, а в растительных остатках. Положительное действие сапрофитных микроорганизмов против фитопатогенных бактерий подразумевает предварительную минерализацию растительных тканей. 68 Индивидуальный подход в лечении зараженных деревьев путем введения специальных препаратов, главным образом микробного происхождения, возможен лишь на небольших площадях: парках и лесопарковых зонах. Большинство подобных препаратов, воздействующих непосредственно на возбудителей, оказывают фитотоксическое действие на растения. Другую группу препаратов, увеличивающих сопротивляемость растений к инфекционным заболеваниям и не оказывающих токсического действия на возбудителя болезней, представляют антибиотики грибного происхождения - гризеофульвин, касумин, полиоксин, трихотецин /Соловей, 1977/. При разработке мер борьбы с бактериальными заболеваниями необходим всесторонний интегрированный подход к данной проблеме. В этом плане важна ликвидация грибной инфекции, так как способность подвижных форм бактерий расселяться по гифам грибов /Новогрудский, 1948/ увеличивает возможность бактериального заражения. В борьбе с бактериальными заболеваниями еще в большей мере, чем с другими паразитами, важны мероприятия, направленные на предохранение растений от поражения. Одним из начальных этапов в профилактических мероприятиях является проведение регулярных обследований лесных массивов, лесокультурных площадей и питомников. Определение количества пораженных деревьев, степени поражения необходимо для диагностики заболеваний. При поражении растений, а тем более, лесных древесных пород, после внедрения паразита в растительные ткани добиться прекращения заболевания возможно лишь путем обрезки пораженных частей или органов. Учитывая специфику заболеваний хвойных, поражение в большинстве случаев комлевой части ствола или всего дерева в целом, необходимы профилактические и санитарные рубки. Большое значение имеет время проведения подобных мероприятий: высокая активность бактериальных возбудителей в весенне-осенний период и низкая чувствительность патогенов к действию естественного микробного окружения диктуют организацию санитарных рубок летом или зимой. Массовым характером развития заболеваний предусматривается проведение сплошных рубок. Зараженные бактериями деревья должны быть своевременно вывезены, использование их в хозяйственных целях ограничено. При невозможности очистки мест рубок древесину необходимо окорить или обработать инсектицидами, препятствуя тем самым расселению насекомыхвредителей. Уничтожение переносчиков является важным звеном в системе мероприятий против бактериозов, необходимость снижения численности зоовредителей очевидна. Планомерная борьба с ними должна быть организована не только в течение периода вегетации, но и в зимующую стадию. Следует стремиться к уменьшению количества механических повреждений при клеймении семенных участков, подсочке, маркировке троп и просек, при рубках и трелевке древесины, так как всевозможные поранения способствуют проникновению инфекции и заражению здоровых деревьев. В последнее время все больше получает распространение метод прививки хвойных пород. Большую значимость приобретает выбраковка подвоя и черенков 69 для привоя. Особенно это касается такого опасного бактериального заболевания, как водянка, возбудитель которого поражает все органы растений: корневую систему, ткани ствола, хвою, репродуктивные органы. Широкий круг поражаемых пород создает опасность прививок. Правильная и своевременная выбраковка деревьев необходима и при заготовке посевного материала, качество которого зависит от правильного выбора не только семенных участков, но и отдельных маточных деревьев. Соблюдение агротехнических норм при закладке питомников и лесокультурных площадей носит профилактический характер против инфекционных заболеваний. Полученный здоровый посадочный материал хвойных должен быть пересажен на площади, где созданы все условия для нормального развития саженцев. Чрезмерная густота посадок, излишняя увлажненность способствуют развитию бактериозов. С этой целью посадки необходимо проводить в более сухих местах, хорошо проветриваемых и освещенных солнцем, отсюда вытекает необходимость соблюдения норм полива, особенно в парниках и теплицах. Устранение болезни и ее причин возможно путем воздействия на растение, возбудителя болезни и на те условия, в которых развивается растение, путем использования взаимосвязей системы растение - возбудитель болезни - среда /Горленко, 1966/. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Бактериальные заболевания лесных пород относятся к слабо разработанной области фитопатологии. В наибольшей степени это касается хвойных пород. В настоящее время в литературе как отечественной, так и зарубежной имеются лишь отрывочные сведения по данному вопросу. А между тем проблема бактериозов располагает всеми данными для того, чтобы считаться одной из актуальных проблем в деле защиты растений. В целом сведения о бактериальных заболеваниях хвойных пород, несмотря на неполноту и недостаточность, дают представление о той роли, которую играют бактериозы в лесном хозяйстве, в области естественного и искусственного возобновления леса. Представленные результаты изучения бактериальных заболеваний хвойных пород и их возбудителей в районах Средней Сибири являются новыми для обследованной территории, значительно расширяют сведения о поражаемости бактериями хвойных пород в мире, что в свою очередь облегчит разработку действенных мер борьбы с этими опасными и вредоносными заболеваниями. В работе приведены сведения о бактериальной водянке лиственницы, ели, кедра, сосны, пихты - всех хвойных пород, произрастающих в центральных районах Красноярского края. Заболевание является самым вредоносным для лесных древесных пород, снижающее качество древесины на 100%, приводящее к полной непригодности материала. Вьделенные возбудители являются высокоактивными в отношении хвойных пород. Проведенные исследования свойств бактерий показывают идентичность их с ранее описанными возбудителями 70 подобного заболевания других лесных пород: бука, ильма, тополя, ели, сосны, при котором поражаются все органы растения. Показано участие возбудителей в необратимых изменениях тканей ствола, хвои, шишек и семян хвойных, что, в свою очередь, способствует распространению заболевания. Кроме естественной растительности леса, возбудители бактериальной водянки вызывают полегание сеянцев хвойных в питомниках, часто в больших масштабах, что снижает экономический выход проводимых работ. Одним из объяснений широкого распространения данных возбудителей в природе и трудностей борьбы с заболеванием является слабое противодействие естественного окружения в микробоценозах. Возбудители отнесены к виду Erwinia nimipressuralis Carter, хотя незначительная часть штаммов по физиологическим свойствам, таким как неспособность ферментировать маннит и сорбит с образованием кислоты и газа, кислотообразование на инозите, образование только газа на глицерине, подщелачивание минеральной среды с единственным источником органического элемента питания - аргинином, близки к Erwinia caricerogena Urosevic. Но мы считаем отличия описанных в литературе двух видов несущественными и изучаемых нами возбудителей относим к одному виду. Другим опасным и не менее распространенным заболеванием является раково-язвенное заболевание хвойных пород, которое ранее для данных лесных пород не описано, но возбудитель Pseudomonas syringae van Hall выделен из лесных пород, в том числе и из тополя при аналогичном заболевании, имеющего большое практическое значение в создании лесополос. Многоядность, неоднократно отмечаемая, свидетельствует о широком распространении возбудителя в естественных условиях. Изучая данное заболевание, мы дали подобное название по аналогии с бактериозом тополей, при котором развиваются локализированные некрозы-язвы, окаймленные каллусом, с трещинами в коре, чем и отличается от рака тополя, возбудителем которого уже признан Aplanobacterium populi Ride. Выделенные и изученные высокоактивные штаммы P. syringae поражают древесину изучаемых хвойных пород и хвою, причем первый из указанных объектов поражается значительно интенсивнее. Свойства штаммов, выделенных из разных органов растений, несколько отличаются по вирулентности и биохимическим свойствам; штаммы, выделенные из хвои, интенсивно поражают хвою и медленнее древесину, более активны при утилизации сахаров, используемых при определении фенотипических свойств. Типичные симптомы заболевания проявляются на сосне, лиственнице и пихте при заражении в начале вегетационного сезона штаммами, выделенными из древесины. При раково-язвенном заболевании хвойных пород отмечено образование некрозов, как правило, нескольких, на стволе и боковых ветвях, последние в большинстве случаев быстро усыхают. С образованием наростов дерево продолжает жить долго, но использование такой древесины в практических целях затруднено: понижается прочность из-за образующихся пустот в результате жизнедеятельности бактерий, из-за искривления скелетных элементов; образование язв при растрескивании коры стимулирует развитие 71 древесиноразрушаюших грибов, которые увеличивают степень поражения. Для тополя при данном бактериозе ущерб составляет 49,3% стоимости древесины, тогда как от других болезней убытки не превышают 2,2% /Гвоздяк, Яковлева, 1979/. Появляющийся в посадках бактериальный некроз коры, вызываемый P. syringae, может вызывать гибель 20-25% деревьев, это самая серьезная угроза тополеводству и в условиях Красноярского края /Мишенева, 1972, 1973/. С учетом широкого круга поражаемых пород древесных растений P. syringae потери лиственницы в лесополосах могут достичь таких же размеров. Один из редко встречаемых и менее изученных бактериозов, описанных в работе, отнесен к язвенным заболеваниям, так как единственным внешним проявлением патологических процессов, протекающих в древесине, является образование на комлевой части ствола язв, достигающих больших размеров и имеющих различную конфигурацию. Разрастания тканей при естественном поражении и искусственном заражении не отмечено. Данное заболевание ранее не описано, встречается на всех хвойных породах, но реже, чем два предыдущих бактериоза (у 2-3% от общего числа больных деревьев). Вредоносность его, очевидно, также велика: обесценивается комлевая часть древесины, разрушаемая проникающими через язвы мацерирующими бактериями и фитопатогенными грибами. Изученные фенотипическйе свойства бактерий позволили отнести их к Erwinia quercina pv rubrifaciens. С типовым видом, описанным в оригинальной литературе /Wilson е. а., 1967/ и определителе Берги /Bergey, 1974/, данный возбудитель имеет ряд отличий. Среди микрофлоры филлосферы выделены активные антагонисты в отношении ряда высокопатогенных штаммов возбудителей бактериальных болезней хвойных. Лабораторные и полевые опыты по использованию микробного антагонизма в предпосевной обработке семян хвойных для снижения патологических явлений у всходов и получения здорового стандартного посадочного материала дали положительный результат. Таким образом, антагонистическая сапрофитная микрофлора филлосферы, для которой растение является естественной средой обитания, более эффективна, поскольку она значительно лучше приживается на растении, чем представители других экологических группировок. Массовое внесение таких антагонистов на растение, а особенно на прорастающие семена, может привести к вытеснению патогенных видов с растений и оздоровлению последних /Возняковская, 1969/. При исследовании причин массового отпада всходов в лесопитомниках отмечена роль не только фитопатогенных бактерий, но и так называемых условно-патогенных форм. Данные штаммы бактерий вызывают необратимые изменения тканей и у средневозрастных деревьев. Вирулентность культур резко падает при увеличении количества пересевов, в равных условиях хранения и количества пересевов болезнетворность фитопатогенных форм сохраняется значительно дольше. Действенным методом борьбы с подобными заболеваниями является применение различных биологических средств, и одним из первых использование микробов-антагонистов для обработки почвы, семян и материалов 72 для мульчирования. Отмечена роль лесных насекомых как переносчиков возбудителей бактериальных заболеваний хвойных Средней Сибири. Из внутренних органов некоторых стволовых и кроновых вредителей, хищных и посещающих, растения насекомых выделены активные в патогенном отношении штаммы бактерий, при изучении свойств которых обнаружена идентичность с ранее выделенными возбудителями раково-язвенного и язвенного заболеваний хвойных пород. Кроме того, фитопатогенные бактерии были выделены и из внутренних органов полезной фауны, связанной определенными отношениями с вредителями. С этой точки зрения борьба с насекомыми-вредителями представляет метод уничтожения бактерий - возбудителей заболеваний. Заражение растений бактериями является первопричиной ослабления деревьев, которые затем заселяются вторичными вредителями-насекомыми. В то же время насекомые могут заражать патогенными формами микроорганизмов деревья, получая при этом дополнительные элементы питания и проводя минные ходы для зимовки. Таким образом, очаги болезни способствуют образованию очагов вредителей, которые в свою очередь способствуют распространению инфекции. Связь насекомых с фитопатогенными бактериями очень широка и не ограничивается только переносом, насекомые, с одной стороны, служат средством внедрения бактерий в ткани растений, с другой - являются дополнительной средой обитания фитопатогенных бактерий. Симбиотические взаимоотношения бактерий и насекомых довольно разнообразны, причем доминирующими являются насекомые. При утрате контроля в определенных условиях над микроорганизмами, нормальная микрофлора, к которой относятся и фитопатогенные бактерии, проникает в полость тела насекомого и вызывает его гибель /Полтев, 1969/. Наряду с установлением этиологии заболеваний, выделением и изучением свойств возбудителей, установлением возможных переносчиков и резерваторов инфекции в природе, а также различных взаимоотношений с микробоценозом лесных сообществ, немаловажное значение имеет выяснение распространенности данных заболеваний на лесных площадях, лесопитомниках и т.д. Патогенные для растений формы микроорганизмов всегда присутствуют в природе, образуя мощный естественный провокационный фон, способствующий отбору устойчивых экземпляров древесных растений. Так, если при естественном возобновлении леса на 1 га появляется до 1 млн. проростков, через 5-7 лет остается лишь 15-20 тыс., ко времени физиологической зрелости — не более 400500 экземпляров /Алферов, 1963/. Выращивание устойчивых форм хвойных при искусственном лесовосстановлении является важной задачей и требует дальнейшего изучения восприимчивости и устойчивости лесных древесных пород к инфекционным заболеваниям. На вспышки или затухания заболеваний оказывают влияние различные факторы. Отмеченная активность фитопатогенных бактерий весной и осенью усиливается при увеличении количества осадков в данные периоды, теплые зимы с обильными снегопадами способствуют накоплению инфекции. Передаче и распространению инфекции способствуют также биотические 73 факторы среды. Кроме насекомых не исключена роль млекопитающих в заражении при различных повреждениях. Огромную роль в динамике бактериозов играет хозяйственная деятельность человека. Распространению способствуют механические поранения, наносимые при лесозаготовительных работах, заражение деревьев происходит через большие обломанные сучья. В связи со стремлением максимально механизировать все лесозаготовительные процессы при рубках ухода, трелевке и вывозке заготовленной древесины, большому количеству остающихся на корню деревьев наносятся механические повреждения, способствующие проникновению инфекции. Наиболее отрицательную роль играет накопление органического вещества на поверхности, что происходит в результате неправильного ведения разработки насаждений, непригодного хранения материалов и неаккуратной очистки мест рубок. В питомниках при соблюдении всех агротехнических норм, правильном уходе, тщательной подготовке посевного материала, посевных площадей, выбраковке зараженных сеянцев, прививке хвойных возможно значительно снизить пораженность растений инфекционными заболеваниями. При разработке мер борьбы с болезнями лесных древесных пород необходим комплексный подход, так как в природе часто встречаются смешанные инфекции, смена патогенов в процессе развития заболеваний. Такой подход к сохранению экологического равновесия в лесных биогеоценозах возможен при четкой диагностике заболеваний и определении действия на окружающую среду тех мер, которые возможны в подавлении возбудителя. 74 ЛИТЕРАТУРА Айзенберг С.З. Антагонистические свойства фитопатогенных бактерий рода Pseudomonas. - В кн.: III Всесоюзная конференция по бактериальным болезням растений. Тбилиси: Мецниереба, 1976, с. 6-7. Алферов Л.А. Жизнь леса. - М.: Знание, 1963. - 48 с. Ашмарин И.П., Воробьев А.А. Статистические методы в микробиологических исследованиях. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1962. - 199 с. Аюнц К.М. Эпифитная микрофлора сосны севера Красноярского края. -В кн.: Биология и культивирование микроорганизмов. Красноярск: изд. ИЛиД, 1969, с. 141-144. Бабич А. К. Биология возбудителей бактериальных заболеваний семян плодовых деревьев в УССР: Автореф. канд. дис. - Киев, 1974. - 21 с. Бельтюкова К.И. Бактерiальнi хвороби квасоли. - Киев: Изд-во АН УССР, 1961. - 204 с. Бельтюкова К.И. Бактериальные болезни растений на Украине и перспективы их изучения. - В кн.: Бактериальные болезни растений и методы борьбы с ними. Киев: Наук, думка, 1968, с. 7-17. Бельтюкова К.И., Пастушенко Л.Т., Оскерко Л.В. Бактериальные болезни плодовых деревьев в УССР и их возбудители. - В кн.: Бактериальные болезни растений и методы борьбы с ними. Киев: Наук, думка, 1968 с. 162-177. Бельтюкова К.И., Матышевская М.С., Куликовская М.Д., Сидоренко С.С. Методы исследования возбудителей бактериальных болезней растений. - Киев: Наук, думка, 1968. - 316 с. Бургвиц Г.К. Бактериальные болезни растений. - М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1931. - 65 с. Ван дер Планк Я. Устойчивость растений к болезням. - М.: Колос, 1972. 254 с. Виноградский С.Н. Микробиология почвы. - М.: Изд-во АН СССР, 1952. 792 с. Василенко Т.Н. Бактериальный рак яблони в Приморском крае: Автореф. канд. дис. - Киев, 1979. - 24 с. Возняковская Ю.М. Микрофлора растений и урожай. - Л.: Колос. Ленингр. отд-ние, 1969. - 240 с. Воронкевич И.В. Выживаемость фитопатогенных бактерий в природе. -М.: Наука, 1974. - 270 с. Воронкевич И.В., Платонова Г.Г. О существовании фитопатогенных бактерий на поверхности зеленых растений. - Науч. докл. высш. шк. Биол. науки, 1963, т. 1, с. 155. Гвоздяк Р.И. Биологические свойства возбудителей болезней бука, тополя и граба на Украине: Автореф. докт. дис. - Киев, 1976. - 44 с. Гвоздяк Р.И., Гораль В.М., Лаппа Н.В., Мурас В.А. Антагонистические взаимоотношения между вредными насекомыми и фитопатогенными бактериями. - В кн.: 8 Международный конгресс по защите растений. М.: изд. ВАСХНИЛ, 75 1975, с. 287-289. Гвоздяк Р.И., Гораль В.М., Лагша Н.В., Яковлева Л.М. Влияние на колорадского жука некоторых фитопатогенных бактерий рода Pseudomonas. - В кн.: Патология членистоногих и биологические средства борьбы с вредными насекомыми. Киев: Изд-во Киев, ун-та, 1974, с. 49-51. Гвоздяк Р.И., Яковлева Л.М. Бактериальные болезни лесных древесных пород. - Киев: Наук, думка, 1979. - 242 с. Гойман Э. Инфекционные болезни растений. - М.: Изд-во иностр. лит., 1954. - 608 с. Голгофская К.Ю. Бактериоз шишек и семян кавказской пихты. - В кн.: Фитопатогенные бактерии. Киев: Наук, думка, 1975, с. 305-308. Голгофская К.Ю., Щербин-Парфененко А.Л. Усыхание пихты в Кавказском заповеднике. - Там же, с. 302-305. Горленко М.В. Бактериальные болезни растений. - М.: Высш. шк., 1966. 291 с. Горленко М.В. Фитопатология. - Л.: Колос. Ленингр. отд-ние, 1980. -319 с. Гранатов Л.Б. Влияние поперечного рака на выход деловой древесины в дубравах Винницкой области. - Защита леса, 1972, № 144, с. 34-40. Гукасян А.Б., Полонская Д.Е., Минина Е.Г., Сикора О.М. Численность эпифитных микроорганизмов различных органов растений из семейства сосновых. - В кн.: Биология микроорганизмов и их использование в народном хозяйстве. Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 1977, с. 147-151. Гурьянова Т.М. О роли стволовых вредителей в развитии очагов голландской болезни. - Тр. Хоперского заповедника, М., 1961, вып. 4, с. 105-121. Егоров С.Н. Основы учения об антибиотиках. - М.: Высш. шк., 1969, С 163167. Израильский В.П. Бактериальные болезни растений. - М.: Сельхозгиз,. 1952. - 344 с.; 1960. - 468 с. Израильский В.П. Некоторые спорные вопросы и ошибки в области бактериозов растений. - В кн.: Бактериальные болезни растений и методы борьбы с ними. Киев: Наук, думка, 1968, с. 26-34. Израильский В.П. Бактериальные болезни растений. - М.: Наука, 1979. 288 с. Ильинский А.И. Надзор, учет и прогноз массовых размножений хвое- и листогрызущих насекомых в лесах СССР. - М.: изд. МСХ СССР, 1965. -525 с. Киприанова О.И., Айзенман Б.Ю., Бойко О.И., Гарагуля А.Д. Фенотипические свойства в идентификации определенных видов p. Pseudomonas. -Miкpoбioлoгiчний журн., 1976, т. 38, № 4, с. 420-428. Киприанова Е.А., Паничев А.В., Бойко О.И., Гарагуля А.Д. Нумерическая систематика бактерий рода Pseudomonas. - Микробиология, 1979, т. 48, № 6, с. 1023-1033. Коробко А.П. Биохимическая классификация бактерий рода Erwinia. -В кн.: Бактериальные болезни растений. М.: Колос, 1981, с. 78-114. Кучеренко Л.В. Таксономiчне значения деяких бiологiчних властивостей бактерiй родов Pseudomonas, Erwinia. - Мiкробiологiчний журн., 1969, т. 31, № 6, 76 с. 582-588. Лакин Г.Ф. Биометрия. - М.: Высш. шк., 1973. - 343 с. Любавская А .Я. Лесная селекция и генетика. - М.: Лесн. пром-сть, 1982.286 с. Майко И.И., Мурас В.А. Поиски взаимосвязи между наличием оксидазы и патогенностью Ps. xanthochlora 8538. - В кн.: Бактериальные болезни растений. М.: Колос, 1981, с. 225-229. Матышевская М.С. Влияние фитопатогенных бактерий на физиологобиохимические свойства растений. - Киев: Наук, думка, 1975. - 236 с. Мишенева В.Д. Усыхание тополя сибирского в полезащитных полосах и меры борьбы с ним. - Бийск, 1972. - 4 с. Мишенева В.Д. Усыхание тополя сибирского. - Защита растений, 1973, № 3, с. 45-46. Мишенева В.Д. Бактериоз тополя сибирского в полезащитных полосах Приобской лесостепи Алтайского края: Автореф. канд. дис. - Л., 1973.-18 с. Мишустин Е.Н., Никитина Э.С. Инфицирование и лизис грамотрицательных бактерий паразитическими бактериями Bdellovibrio bacteriovorus. -Изв. АН СССР. Сер. биол., 1970, № 3, с. 423. Мурас В.А., Бабич А.К., Житкевич Н.В. Утилизация органических кислот и спиртов фитопатогенными бактериями p. Pseudomonas. - В кн.: Состояние и перспективы развития исследований по предотвращению резистентности у вредителей и возбудителей болезней к пестицидам и разработка эффективных мер борьбы с бактериальными болезнями растений. М.: изд. ВАСХНИЛ, 1980, с. 1920. Мурзаев В.И. Патогенез бактериального опухолево—язвенного рака осины и тополя и обоснование мер борьбы с ним: Автореф. канд. дис. - Л., 1968. - 15 с. Нейштадт Я.Э. Бактерицидное ультрафиолетовое излучение. - М.: Медицина, 1955. - 137 с. Нижегородова Л.Е. Об антагонистической активности сапрофитных бактерий пресноводных илов. - Антибиотики, 1968, № 3, с. 56. Новогрудский Д.М. О расселении почвенных бактерий по гифам грибов. Микробиология, 1948, т. 17, № 1, с. 28-35. Озолинь Р.К.. Гривинь П.П.. Аузан С.И.. Квитко М.И. Отбор микроорганизмов, обладающих аспарагиназной активностью. - Изв. АН ЛатвССР. Сер. биол. наук, 1970, № 11, с. 48-53. Озолинь Р.К. Синтез L-аспарагиназы микроорганизмами. - В кн.: Доклады 2-й школы-семинара по микробиологии. Пущино-на-Оке, 1971, с. 86-108. Озолинь Р.К., Рубан Е.Л. L-аспарагиназа (образование у микроорганизмов и антибластомное действие). - Науч. докл. высш. шк. Биол. науки, 1971, т. 6, с. 100117. Опритов Р.В. О влиянии лесов на элементы водного баланса речных бассейнов. - В кн.: Биосфера и человек. М.: Наука, 1975, с. 64-65. Пастушенко Л.Т., Оскерко Л.В. О возбудителях бактериальной стеблевой гнили сорго, кукурузы и суданской травы на Украине. - В кн.: Бактериальные болезни растений и методы борьбы с ними. Киев: Наук, думка, 1968, с. 236-239. 77 Пастушенко Л.Т., Мурас В.А. О видах фитопатогенных бактерий рода Pseudomonas. - В кн.: Бактериальные болезни растений. М.: Колос, 1981, с. 27-42. Пересыпкин В.Ф. Об изменчивости возбудителей бактериоза корней озимого рапса X. campestris Dowson, P. fluorescens Migula var napi Pereseupkin. Науч. тр. УкрСХАН, 1957, № 9, с. 127-148. Пересыпкин В.Ф. Вступительное слово. - В кн.: Фитопатогенные бактерии. Киев: Наук, думка, 1975, с. 2-4. Поздняков Л .К. Комплексное использование лесных растительных ресурсов. - В кн.: Биосфера и человек. М.: Наука, 1975, с. 62-64. Полтев В.И., Нешатаева Е.В., Гриценко И.Н. и др. Микрофлора насекомых. - Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1969. - 271 с. Рыбалко Т.М. Бактериозы лиственницы и обоснование мер борьбы с ними: Автореф. канд. дис. - Тбилиси, 1983. - 25 с. Селочник Н.Н. Бугорчатый рак сосны в Бузулукском бору. - В кн.: Сборник работ Московского лесотехнического института. Вып. 11. М.: изд. МЛТИ, 1964, с. 105-108. Скрипаль И.Г. Бактериальные заболевания плодовых деревьев в западных областях УССР: Автореф. канд. дис. - Киев, 1969. - 21 с. Смагин В.Н., Назимова Л.И., Чередникова Ю.С. Типы лесов гор Южной Сибири. - Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1980. - 334 с. Смагин В.Н., Тутафьев В.П., Новосельцева И.В. и др. Принципы и схемы лесорастительного районирования Сибири. - В кн.: Второе Всесоюзное совещание по лесной типологии. Красноярск: изд. ИЛиД, 1973, с. 120-123. Соловей Е.Ф. Опыт применения биопрепаратов в борьбе с бактериальным раком винограда. - В кн.: Бактериальные болезни растений. М.: Колос, 1977, с. 99108. Старк В.Н. Руководство к учету повреждений леса. - М.-Л.: Сельхозгиз, 1932. - 408 с. Тарр С. Основы патологии растений. - М.: Мир, 1975. - 587 с. Тихомиров Б.Н., Фалалеев Э.Н. Лиственничные леса СССР и перспективы их использования. - В кн.: Лиственница и ее использование в народном хозяйстве. М.: изд. ПБТИ, 1961, с. 5-10. Федянин А.С. Антагонистическое действие бактерий, выделенных из воды реки Дунай, против фитопатогенных микробов. - Антибиотики, 1968, № 3, с. 61. Харук Е.В. Естественная стойкость древесины лиственницы в условиях Красноярского края. - В кн.: Лиственница и ее использование в народном хозяйстве СССР. М.: изд. ЦБТИ, 1961, с. 80-82. Худяков А.С. Управление эпифитной микрофлорой. - Докл. АН СССР, 1953, № 43, с. 907. Цилосани Г.А., Черпаков В.В. К вопросу идентификации возбудителя бактериального ожога лесных пород. - В кн.: Материалы докладов III научной конференции микробиологов и вирусологов. Тбилиси: Мецниереба, 1978, с. 45-47. Черемисинов Н.А. Общая патология растений. - М.: Высш. шк., 1965. -330 с. Черпаков В.В. Бактериальный ожог лесных пород. - В кн.: III Всесоюзная конференция по бактериальным болезням растений. Тбилиси: Мецниереба, 1976, 78 с. 195-197. Черпаков В.В. Бактериальный ожог лиственных пород Северо-Западного Кавказа и обоснование мер борьбы с ними: Автореф. канд. дис. - Тбилиси, 1979, 26 с. Чумаков А.Е., Минкевич И.И., Власов Ю.И., Гаврилов Е.А. Основные методы фитопатологических исследований. - М.: Колос, 1974. - 192 с. Шеверножук Р.Г. Биоэлектрическая активность ели в насаждениях, методика ее измерения. - Лесн. журн., 1968, № 4, с. 36-40. Шевченко СВ. Бактериальные болезни в лесных насаждениях западных областей УССР. - В кн.: Фитопатогенные бактерии. Киев: Наук, думка, 1975, с. 292-295. Штейнхауз Э. Патология насекомых. - М.: Изд-во иностр. лит., 1952. -238 с. Штраух-Валева С.А. Раневые гнили стволов кавказской пихты. - В кн.: Труды Института леса. Вып. 16. М.: Изд-во АН СССР, 1954. - 336 с. Щербин-Парфененко АД. Бактериальные заболевания лесных пород. -М.: Гослесбумиздат, 1963. - 148 с. Щербин-Парфененко А.Л. Главнейшие бактериозы лесных пород, их роль и значение в лесном хозяйстве. - В кн.: Бактериальные болезни растений и методы борьбы с ними. Киев: Наук, думка, 1968, с. 226-229. Щербин-Парфененко А.Л., Лигачев Н.Ф., Емельянова Н.Ф. Новая бактериальная болезнь бука и других пород. - В кн.: Конференция по бактериальным болезням растений. Киев: изд. Ин-та микроб, и вирус. АН УССР, 1972, с. 97-99. Щербин-Парфененко А.Л., Лигачев Н.Ф., Емельянова Н.Ф. Новая бактериальная болезнь бука и других пород. - В кн.: Фитопатогенные бактерии. Киев: Наук, думка, 1975, с. 285-288. Щербин-Парфененко А.Л., Черпаков В.В. Бактериоз основных культур и его диагностика. - Там же, с. 300-302. Яковлева ЯМ. Биология возбудителей бактериальных заболеваний тополя на Украине: Автореф. канд. дис. - Киев, 1973. - 21 с. Ячевский А.А. Бактериозы растений. - М.-Л.: Огиз, 1935. - 712 с. Anon S. French names of plant diseases in Canada. — Publ. Minist. Agric. Quebec, 1961, N 263, p. 169. Bacon M., Clayton E. Bacteriel in the wood of living aspen, pine and alder. North-West Sci., 1971, v. 45, N 4, p. 270-275. Baker L.A. Characteristics of English isolates of Pseudomonas syringae van Hall from pear. — J. Appl. Bacterid., 1966, v. 29, N 2, p. 299-300. Baxter D.V. Pathology in forest practic. - J. Wiley and Sens., N. Y., 2 add, 1952, p. 143. BERGEY'S manual of determination of bacteriology. 8th ed. - Baltimore: Williams and Wilkins, 1974. - 1268 p. Bernearts U.J., De Ley J. A biochemical test for crow gall bacteria. - London: Nature, 1963, N 197, p. 406-407. Blakeman J.P., Brodie I.D.S. Inhibition of pathogens by epiphitic bacteria on aerial plant surfaces. — In: Microbiol. Aerial Plant Surfaces. London, 1976, p. 529-557. 79 Browne F.G-. Pests and Disease of Forest Plantation Trees (Annotated List of the Principal Species Occuring in the British Commonwealth). Oxford: Clarendon Press, 1968. - 1330 p. Bryan M.K. Lilac bligt in the United States. - J. Agric. Res., 1928, N 26, p. 225236. Buddenhagen I., Kelman A. Biological and physiological aspects of bacterial wilt caused by Pseudomonas solanacea— rum. - Ann. Rev. of Phytopathology, 1964, N 2, p. 203-230. Butler E.J., Jones S.GV. Plant Pathology. - L.-N.Y., 1955. -979 p. Cameron H.R. Mode of infection of sweet cherry by Pseudomonas syringae. — Phytopathology, 1962, v. 52, N 9, p. 917— 921. Carter J.C. Wetwood of elms. - Bull, of the Illinois Natural History Survey, 1945, N 23, p. 407-448. Coleno A., Trigalet, Didat B. Detection des lost de se-mences contramineci par une bacterie phytopathogene. — Ann. Phytopathol., 1976, v. 8, N 3, p. 355-364. Collins M.A., Haves A.J. Seasonal incidence of microbes on the surfase of ferst year needles of Norway spruce. — Trans. Brit. Mycol. Soc, 1976, v. 66, N 3, p. 457-461. Conn H.J. Validity of the genus Alcaligenes. - N. Z. J. Sci. and Bacterid., 1942, N 44, p. 353-360. Dowler W.M., Weaver D.J. Isolation and characterisation of fluorescent pseudomonas from apparently peach trees. — Phytopathology, 1975, v. 2, N 65, p. 233236. De Vay J.E., Strobel Or .A. A widespread antibiotic produced by Pseudomonas syringae. — Phytopathology, 1962, v. 52, N 4, p. 360. De Vay J.E., Lukezic F.L., Sinden S.L. e. a. A biocide produced by pathogenic isolates of Ps. syringae and its possible role in the bacterial cancer disease of peach trees. — Phytopathology, 1968, v. 58, N 1, p. 95. Dye D.W. Blast of stone fruit in New Zealand. — N. Z. J. Sci. and Technol. A, 1953, v. 35, N 4, p. 451-461. Dye D.W. A taxonomic study of the genus Erwinia. IV. "Atypical" erwinies. - N. Z. J. Sci. and Technol. A, 1969, v. 12, N 14, p. 833-839. Elliott C. Manual of Bacterial Plant Pathogens. 2nd ed. -Walthan: Chronica Botanica Co., 1951. - 186 p. Ercolani G.L., Grosse J.E. The growth of Pseudomonas phaseolicola. and related plant pathogens in vivo. - J. Gen. Microbiol., 1966, v. 45, N 3, p. 145-157. Eskanderi F., Ride (м). Etiology des tumeurs du pin d'Alep. (Pinus halepensis Mill.). - C. R. Acad. Sci. D. Fr., 1967, N 23, p. 264. Goodman R.N. In vitro and in vivo interactions between components of mixed bacterial cultures isolated from apple buds. - Phytopathology, 1965, v. 55, N 2, p. 207. Gregersen T. Rapid method for distinction of gram—nega— tiv from gram— positive bacteria.. - Europ. J. Appl. Microbiol, and Biotechnol., 1978, v. 5, N 2, p. 123127. Hansen H.N., Smith R.E. A bacterial gall disease of Douglas fir, Pseudotsuga. taxifolia. - Hilgardia, 1937, N 10, p. 569-577. 80 Harris D.C. Intra—specific variation on in Pseudomonas solanacearum. — In: Proceedings of the Therd International Conference on Plant Pathogenic Bacteria. (Wageningen, 14—21 April 1971). Wageningen: Centre for Agric. Publ. and Documentation (Pudos), 1972, p. 289-292. Hartley C.C., Ross W., Dovidson W. Wetwood in living trees. - Phytopathology, 1950, v. 40, N 8, p. 871. Hayward A.C. Characteristica of Pseudomonas solanacearum. - J. Appl. Bacteriol., 1964, N 27, p. 265-277. Hodgson C.J. Why be the insects vector of a plant disease. — In: Pesticides. Annual, 1975, p. 153-155. Jones N. Yellow chromogenic bacteria on wheat. — Canad. J. Microbiol., 1955, v. 6, N 4, p. 271. Kaplan R.W. Mutation und TStung durch UV in Bacterium verschiedenen Wassergehalts. — Naturwissenschaften, 1955, v. 42, NT 7, p. 184. Klement Z., Parkas G.L., Lovrekovich L. Hypersensitive reactioi i induced by phytopathogenic bacteria in the tobacco leaf. - Phytopathology, 1964, N 54, p. 474-477. Kovacs N. Identification of Pseudomonas pyocyanea by the oxidase reaction. — Nature, 1956, N 9, p. 29. LeUiott R.A., Billing E., Hayward A.C. A determinative schema for the fluorescent pathogenic Pseudomonas. — J. Appl. Bacteriol., 1966, v. 29, N 3, p. 470489. Leach J.G. Insect transmission of plant diseases. — N. Y.: McGrow-Hill, 1940. 615 p. Leben Т., Rusch V., Schmittsenner A.F. The colonization of soybesn buds by Pseudomonas glycinea. and other bacteria. - Phytopathology, 1968, v. 58, N 11, p. 1677-1681. Martinec Т., Kocur M. A taxonomic study of Erwinia. amy— lovora (Burrill, 1882 - Winslow e.a., 1920). - Intern. Bull. Bacteriol. Nomencl. and Taxon., 1964, N 14, p. 5—14. Mitchell B.A. Bacterial wilt in Teak. - Malayon. Forest, 1962, N 25, p. 164-166. Panagopoulos C.G. The disease "tsilik marasi" of grapevine: its description and identification of the causal agent (Xanthomonas ampelina, sp. nov.). — Ann. Inst. Phytopathoio— gique Benaki, N. S., 1969, N 9, p. 59-81. Riggle J.H., Klos EJ. Inhibition of Erwinia. amylovora. by Erwinia herbicola. Phytopathology, 1970, v. 60, N 9, p. 1310. Riggle J.H., Klos EJ. Relationship of Erwinia herbicola to Erwinia amylovora. — Canad, J. Bot., 1972, v. 50, N 5, * p. 1077. Sabet K.A., Dowson W.J. Studies the bacterial die—back and cancer disease of poplar. — Ann. Appl. Biol., 195 2, v. 39, N 4, p. 609-616. Savutescu T. Contribution a. la. classification des bacte— riacees hytopathogenes. — Anatele Academiei Romane, 1947, ser. Ill, v. 22, N 4, p. 1-26. Spaulding P. Disease of Foreign Forest Trees Growing in the United States. Agric, Handbook, 1958, N 139. -118 p. Shekhawa.t P.S., Chakravarti B.T. Epiphitic bacterial and actinomycetes population and control of bacterial leaf spot of chillis by an antagonistic bacterium 81 associated with bacterial lesious. - Indian Phytopathol., 1977, v. 30, N 3, p. 358-360. Schaad N.M. Survival of Erwinia rubrifaciens in exudate on diseased walnut trees. — Phytopathology, 1971, v. 61, -N 8, p. 909. Stapp C. Bacterial Plant Pathogens. — Oxford: Univ.'Press, 1962. - 292 p. Tuite J. Plant Pathological Methods. Fungi and Bacteria.. — Minneapolis: Burgess Publ. Co., 1969. - 517 p. Urosevic B. Komi nekrozy — smolotok smrku ztepileho (Picea excelsa. L.). Lesn. casop., 1968, N 14, p. 307-316. Urosevic B. A study on bacterial disease of poplars. — Praga, 1973. - 93 p. Wilson E.E., Zeitoun G.M., Fredrickson D.L. Bacterial phloem canker a new disease of Persian walnut trees, — Ibis, 1967, N 57, p. 618-621. Young J.M., Dye D.W., Bradbury J.F., Panagopoulos C.G., Robbs G.F. A proposed nomenclature and classification for plant pathogenic bacteria. - J. Agric. Res., 1978, N 21, p. 153-177. 82 ОГЛАВЛЕНИЕ ПРЕДИСЛОВИЕ .......................................................................................................... 4 Глава I. БАКТЕРИАЛЬНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ ХВОЙНЫХ В ОБЩЕЙ ПАТОЛОГИИ ЛЕСА ................................................................................................... 5 Бактериозы хвойных пород ...................................................................................... 6 Локализация бактерий в растительных тканях ..................................................... 15 Насекомые как переносчики возбудителей бактериальных болезней растений . 17 Выживаемость фитопатогенных бактерий в естественной среде обитания ........ 18 Глава II. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ... 22 Природные условия района и объекты изучения .................................................. 22 Методы исследований ............................................................................................ 24 Глава III. БАКТЕРИАЛЬНАЯ ВОДЯНКА ХВОЙНЫХ........................................... 28 Особенности заболевания на различных хвойных породах ................................. 29 Свойства возбудителей бактериальной водянки................................................... 40 Глава IV. ОПУХОЛЕВИДНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ ХВОЙНЫХ .............................. 44 Раково-язвенное заболевание ................................................................................. 44 Этиология и круг поражаемых пород .................................................................... 44 Фенотипические свойства возбудителя ................................................................. 47 Опухолевидный бактериоз сосны .......................................................................... 51 Глава V. РЕДКО ВСТРЕЧАЕМОЕ ЯЗВЕННОЕ ЗАБОЛЕВАНИЕ ХВОЙНЫХ .... 52 Бактериоз, вызываемый Erwinia quercina pv rubrifaciens ..................................... 52 Характеристика свойств возбудителя язвенного заболевания ............................. 53 Глава VI. БАКТЕРИАЛЬНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ ВСХОДОВ И САЖЕНЦЕВ ХВОЙНЫХ В ПИТОМНИКАХ ................................................................................ 57 Глава VII. НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ БИОЭКОЛОГИИ ВОЗБУДИТЕЛЕЙ БАКТЕРИОЗОВ ХВОЙНЫХ .................................................................................... 62 Взаимоотношения возбудителей бактериозов с лесными насекомыми .............. 63 Взаимоотношения возбудителей бактериальных заболеваний с микрофлорой филлосферы............................................................................................................. 65 Использование микробов-антагонистов в ограничении бактериозов хвойных .. 67 ЗАКЛЮЧЕНИЕ .......................................................................................................... 70 ЛИТЕРАТУРА............................................................................................................ 75 ОГЛАВЛЕНИЕ ........................................................................................................... 83 83 БАКТЕРИОЗЫ ХВОЙНЫХ СИБИРИ Утверждено к печати Институтом леса и древесины им. В.Н. Сукачева СО АН СССР Редактор издательства Е.В. Небесная Художник Е„Ф. Гришин Технический редактор Н.М. Остроумова Корректоры Н.Н. Крохотина, С.В. Блинова ИБ № 29906 Сдано в набор 03.01.86. Подписано в печать 21.05.86. МН-01842. Формат -60x90 1/16. Бумага офсетная. Офсетная печать. Усл. печ. л. 5+1 на мел. бум. Усл. кр.-отт. 6,3. Уч.-изд. л. 7,5. Тираж 950 экз. Заказ № 125. Цена 1р. 10 к. Ордена Трудового Красного Знамени издательство "Наука", Сибирское отделение. 630099, Новосибирск, 99, Советская, 18. 4-я типография изд-ва "Наука" 630077, Новосибирск, 77, Станиславского, 25. В СИБИРСКОМ ОТДЕЛЕНИИ ИЗДАТЕЛЬСТВА НАУКА ГОТОВЯТСЯ К ПЕЧАТИ СЛЕДУЮЩИЕ КНИГИ: Исаев А.С., Рожков А.С., Киселев В.В. Большой черный пихтовый усач (морфология, экология, динамика численности). 16 л. Исследование лесов аэрокосмическими методами. 20 л. Ефремов С.П. Пионерные древостой осушенных болот. 20 л. Красношеков Ю.С., Горбачев В.Н. Лесные почвы бассейна оз. Байкал. 13 л. Меняйло Л.Н. Гормональная регуляция ксилогенеза хвойных. 14 л. Экологическая оценка местообитаний лесных животных. 15 л. Книги высылаются наложенным платежом. Заказы направляйте по адресу: 630090, Новосибирск, 90, Морской проспект, 22. Магазин "Наука". 84