Xanthomonas arboricola – бактериальный патоген сельско

ДИАГНОСТИКА И ПРОГНОЗЫ
УДК 68.37.31.18.28
Xanthomonas arboricola –
бактериальный патоген сельско)
хозяйственных культур в России
А.Н. ИГНАТОВ,
ведущий научный сотрудник
Центра «Биоинженерия» РАН
Н.В. ПУНИНА,
аспирант ВНИИ фитопатологии
Е.В. МАТВЕЕВА,
заведующая лабораторией
бактериальных болезней растений
Э.Ш. ПЕХТЕРЕВА, В.А. ПОЛИТЫКО,
старшие научные сотрудники
К.П. КОРНЕВ,
научный сотрудник
e*mail: [email protected]
В последние годы нарастает вре$
доносность бактериозов на основ$
ных сельскохозяйственных культу$
рах, включая зерновые, масличные
и овощные. Это объясняется в чис$
ле прочих причин появлением но$
вых более агрессивных видов и
групп фитопатогенных бактерий. В
2001–2008 гг. нами впервые был
выделен и изучен новый для Рос$
сийской Федерации бактериальный
патоген Xanthomonas arboricola, вы$
зывающий поражение пшеницы,
ржи, ячменя, овса, подсолнечника
и крестоцветных культур. В ряде
случаев эпифитотии бактериозов в
различных регионах Российской
Федерации были связаны с этой
бактерией.
Известно, что в разных странах
X. arboricola [4] вызывает поражение
растений земляники (X. a. pv. fraga$
riae), плодовых культур сем. Розо$
цветные (X. a. pv. pruni), фундука
(X. a. pv. corylina), грецкого ореха
(X. a. pv. juglandis), тополя (X. a. pv. po$
puli), бананов (X. a. pv. celebensis),
молочая (X. a. pv. poinsetticola). Па$
товары pruni, corylina, juglandis,
populi отмечены и в Российской Фе$
дерации [3].
Штаммы этого вида можно отли$
чить от других ксантомонад только
молекулярно$генетическими мето$
дами или оценкой спектра поража$
емых ими растений. Ранее уже от$
мечалось, что X. a. pv. juglandis спо$
собна поражать растения семей$
ства Капустные при искусственном
заражении [2]. Известно, что X. a.
pv. celebensis может находиться как
эпифит или патоген на растениях и
семенах пшеницы, овса, ячменя,
ржи, кукурузы, сахарной свеклы,
моркови, подсолнечника, льна,
люцерны, крестоцветных расте$
ний, гороха и фасоли, картофеля
и
люпина
(http://karantina$
lampung.deptan.go.id).
На древесных культурах X. arbori$
cola распространяется с дождем,
ветром, насекомыми и орудиями
труда. Бактерия выживает и раз$
множается как эпифит на поверхно$
сти листьев и побегов, проникает в
растение через устьица и гидатоды
и далее распространяется по побе$
гам. Вероятно, бактерия также пе$
реносится с пыльцой при опылении.
Пораженные почки служат главным
Ò à áë è ö à 1
Á è î õ è ì è ÷ å ñ ê è å ñ âî é ñ òâà ø òà ì ì î â X . a rb o ric o la , âû ä å ë å í í û õ â Ð î ñ ñ è è ,
â ñ ð à âí å í è è ñ òè ï î âû ì è ê ó ë ü òó ð à ì è è ä ð ó ãè ì è ê ñ à í òî ì î í à ä à ì è
–
+
–
–
+
–
–
–
+
–
–
+
–
–
–
+
–
–
+
–
–
Ð îññè é ñê è å
ø òàì ì û
X . a rb o ric o la
–
+
–
–
+
–
–
+
+
+
–
+
+
+
+
+
–
+
+
+
+
+
–
+
+
+
+
+
–
+
+
+
+
+
+
–
–
+
+ /–
+
–
+
–
–
–
+
–
+
–
–
–
+
–
+
–
–
–
+
–
+ /–
+ /–
+ /–
+
+
+
+
–
–
+
+
+
+
+
–
–
+
+
+
+
+
–
–
+
+ /–
+
+
+
X . c a m p e stris
Î ê ñ è ä à çà
Ð Ñ × í à òà áà ê å
À ð ãè í è í ä è ãè ä ð î ë à çà
Ë å âà í í à N S A
Î ê ñ è ä à òè âí î å ä û õ à í è å
Ô å ð ì å í òà òè âí î å ä û õ à í è å
Ð å ä ó ê ö è ÿ í è òð à òî â
à è ä ð î ë è ç:
ýñêóëèíà
êðàõìàëà
æ å ë à òè í à
ó ð å à çû
ö å ë ë î áè î çû
Î áð à çî âà í è å H 2S
K è ñ ë î òà è ç:
ñ à õ à ð î çû , ãà ë à ê òî çû , ì à ë ü òî çû ,
ì à í í î çû , ö å ë ë î áè î çû
à ð à áè í î çû
ð à ô ô è í î çû
ë à ê òî çû
ð à ì í î çû
ãë è ö å ð è í à
Ë / Ä - ê ñ è ë î çû , à ä î í è òî ë à ,
ñ î ð áè òî ë à , ä ó ë ü ö è òà , è í ó ë è í à
ý ð è òð è òî ë à
ì à í í è òî ë à
òð å ãà ë î çû
Ð îñò íà 2 % NaCl
Ð î ñ ò ï ð è 4 °Ñ
Ï ð è 3 5 °Ñ
Ï å ê òî ë è òè ÷ å ñ ê è å ô å ð ì å í òû
X . a rb o ric o la X . a rb o ric o la
p v . c o ry lin a p v . fra g a ria e
41
ДИАГНОСТИКА И ПРОГНОЗЫ
источником инфекции весной. На
опавших листьях патоген выжива$
ет не более 4 месяцев и обычно не
перезимовывает. На старых побе$
гах бактерия вызывает гибель по$
чек и некроз, а также пятнистость
на листьях. После цветения патоген
распространяется по зараженным
побегам, вызывая их усыхание или
протяженные некрозы (10–25 см) с
трещинами. На молодых побегах
появляются маслянистые повреж$
дения и некрозы вокруг почек. За$
болевание затрагивает также пло$
ды. На землянике заболевание,
вызванное X. arboricola, сходно по
симптомам с листовой пятнистос$
тью (возб. Xanthomonas fragariae),
отличаясь более быстрым развити$
ем и сильным поражением листьев
по типу ожога.
В 2001–2008 гг. было проведено
обследование различных сельско$
хозяйственных культур в европей$
ской части Российской Федерации.
При выделении в чистую культуру
фитопатогенных бактерий рода
Xanthomonas из злаков, подсолнеч$
ника и капустных культур наряду с
типичными возбудителями черно$
го бактериоза злаков (X. translu$
cens), сосудистого бактериоза
(X. campestris) были выделены
штаммы, отличающиеся своими ге$
нетическими свойствами. Нетипич$
ные штаммы были определены как
X. arboricola по нуклеотидным пос$
ледовательностям генов gyrase B,
Xcc0006$7 [1]. Биохимические при$
знаки выделенных бактерий также
соответствовали описанию X. arbo$
ricola (табл. 1).
В Северо$Кавказском, Южном и
Поволжском регионах России (Став$
ропольский и Краснодарский края,
Ростовская область, Башкирия)
штаммы, принадлежащие к виду
X. arboricola, вызывают бактериозы
злаков, преимущественно ячменя, и
в меньшей степени – пшеницы, ржи
и овса. X. arboricola являются также
причиной поражения подсолнечника
в Ставропольском и Краснодарском
краях, Волгоградской и Ростовской
областях РФ, а также на Украине и в
Молдавии. В Московской области и в
Северной Осетии X. arboricola пора$
жает белокочанную капусту. Выде$
ленные бактерии были вирулентными
для всех потенциальных растений$
хозяев: злаков, сложноцветных и кре$
стоцветных, а также для бобовых.
Симптомы вызываемых X. arbori$
cola заболеваний не отличались от
болезней, причиняемых другими
ксантомонадами, специализирую$
щимися на тех же растениях$хозяе$
вах. В частности, штаммы X. arbori$
cola были выделены из растений
зерновых злаков вместе с X. translu$
cens – возбудителем черного бакте$
риоза злаков, а симптомы, вызыва$
емые ими на растениях белоко$
чанной капусты, были типичными
для сосудистого бактериоза (возб.
X. campestris pv. campestris). Необ$
ходимо отметить, что X. translucens
и X. campestris pv. campestris, соот$
Ò à áë è ö à 2
 è ð ó ë å í òí î ñ òü òè ï î âû õ ê ñ à í òî ì î í à ä è ø òà ì ì î â X . a rb o ric o la
í à à ë ü òå ð í à òè âí û õ ð à ñ òå í è ÿõ ï ð è 2 4 °Ñ
Ø òàì ì
X . g a rd n e ri G A 2
X . c a m p e s t ris B - 3 2
Ø òà ì ì X . a rb o ric o la
3028
1392
1393
1394
* 1 – âè ð ó ë å í òå í , 0 –
42
Ð àñòåí è åÒ îì àò
õîçÿè í
K îñòðîì à
Ô è çàëè ñ
K îðîëåê
Î âåñ
Ë àäà
Ò îìàò
K à ï ó ñ òà
1*
0
0
0
0
0
Î âå ñ
K à ï ó ñ òà
–
–
í å âè ð ó ë å í òå í .
0
1
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
Ô àñîëü
K àï óñòà
Ì îñê îâñê àÿ
Ò ðàí ñô åð
á åëàÿ
0
0
0
1
0
0
1
0
1
1
1
1
ветственно, поражают только рас$
тения из сем. Мятликовых (Злако$
вых) и сем. Капустных (Крестоцвет$
ных). В отношении ксантомонад,
вызывающих поражение подсол$
нечника во всем мире, нет опреде$
ленного мнения. В Югославии
штаммы этого патогена были отне$
сены к X. campestris pv. phaseoli, а в
Бразилии – к новому патовару
X. campestris pv. silvia. Нами впер$
вые было показано поражение этой
культуры видом X. arboricola.
При искусственном заражении
растений различных видов в усло$
виях теплицы большинство штам$
мов было вирулентным на соответ$
ствующих растениях$хозяевах, но
также вызывало поражение других
растений. В частности, штаммы
X. arboricola, выделенные из овса,
поражали капусту, а штаммы 1392,
1393 и 1394 из капусты были пато$
генными соответственно для тома$
та, фасоли и физалиса (табл. 2).
Штаммы из капусты были слабоаг$
рессивны при 24 °С, но вызывали
интенсивное поражение при темпе$
ратуре 20 °С. Бактерии, выделенные
из подсолнечника, были патогенны
только для растений этой культуры.
Появление X. arboricola в России
на новых видах растений одновре$
менно с усилением вредоносности
этого вида в зонах традиционного
распространения патогена – Турции,
Закавказских и Балканских странах,
Средней Азии, Китае, США, Австра$
лии и Африке, позволяет предполо$
жить расширение ареала патогена
на север европейской части РФ, а
также дальнейшее увеличение чис$
ла поражаемых видов растений. По$
явление неспециализированного
патогена, переходящего с культуры
на культуру, затрудняет борьбу с ним
агротехническими методами и сни$
жает эффективность контроля чис$
тоты семян и посевного материала.
ЛИТЕРАТУРА
1. Пунина Н.В., Зотов В.С., Игнатов А.Н.,
Кузнецов Б.Б., Шаад Н. Оценка генети$
ческого разнообразия межгенного
ДИАГНОСТИКА И ПРОГНОЗЫ
транскрибируемого региона 16S–23S
pPHK, гена gyrB и разработка ПЦР диаг$
ностики фитопатогенных ксантомонад.//
Вестник МГОУ, 2008, № 2, с. 2–17.
2. Dye D.W. The inadequacy of the usual
determinative test for the identification of
Xanthomomas spp. // New Zealand Journal
of Science, 1962, v. 5, p. 393–416.
3. EPPO Data sheets on quarantine
organisms. // CMI, 1987, № 340.
4. Vauterin L, Hoste B, Kersters K, Swings J.
1995. Reclassification of Xanthomonas. //
Int. J. Syst. Bacteriol, v. 45, p. 472–489.
Аннотация. Впервые был выделен и
изучен новый для Российской Федера$
ции бактериальный патоген, вызываю$
щий поражение пшеницы, ржи, ячменя,
овса, подсолнечника и крестоцветных
культур, принадлежащий к виду Xan$
thomonas arboricola.
В 2001–2008 гг. при проведении обсле$
дований различных сельскохозяйствен$
ных культур в европейской части Россий$
ской Федерации были выделены фитопа$
тогенные бактерии рода Xanthomonas,
вызывающие черный бактериоз злаков
(X. translucens), сосудистый бактериоз
крестоцветных (X. campestris), наряду с
ними были найдены штаммы, отличаю$
щиеся по физиологическим и генетичес$
ким свойствам. Нетипичные штаммы
были определены как X. arboricola по нук$
леотидной последовательности гена ги$
разы Б (gyrase B) и диагностическим био$
химическим
признакам
данного
вида. К этой же группе принадлежали
штаммы, вызывающие бактериальный
ожог и листовую пятнистость подсолнеч$
ника.
Ключевые слова. Листовая пятнис$
тость, ожог, сосудистый бактериоз,
X. arboricola.
Abstract. For the fist time, bacteria of
Xanthomonas arboricola causing diseases
of cereals, brassicas, and sunflower were
found in Russian Federation. At 2001$2008
we assayed different crop plants and
isolated a number of xanthomonads causing
bacterial leaf streak and black chaff of
cereals (X. translucens), black rot of
brassicas (X. campestris), together with
some strains of different physiologic and
genetic characters. The atypical strains were
recognized as X. arboricola by sequencing
gyrase B gene and by key biochemical tests.
Strains causing leaf spot and blight of
sunflower across the Russia belonged to the
same species.
Keywords. Bacterial leaf spots, blight,
and black rot, X. arboricola.
Угроза саранчи сохраняется
И.И. МАГОМЕДОВ,
главный агроном филиала
ФГУ «Россельхозцентр»
по Республике Дагестан,
кандидат сельскохозяйственных наук
e*mail: [email protected]
Азиатская саранча как вид в Дагес$
тане в силу благоприятных погодно$
климатических условий присутствова$
ла всегда. До 2001 г. в развитии вреди$
теля отмечалась цикличность: он давал
вспышки массового размножения че$
рез 8–10 лет. Начиная с 2001 г., саран$
ча ежегодно развивается в массе. Это$
му способствуют не только погодно$
климатические условия (теплая зима,
отсутствие осадков во время отрожде$
ния и развития личинок), наличие
обильного корма, но и несвоевремен$
ность проводимых защитных меропри$
ятий.
Если бы не финансовая помощь госу$
дарства, трудно даже вообразить, какое
катастрофическое фитосанитарное со$
стояние было бы в республике по этому
вредителю. Но с каждым годом средств
отпускается все меньше, а пестициды
поступают с большим опозданием, ког$
да обработки уже завершаются.
Не был исключением и прошлый год.
Для установления фактической засе$
ленной саранчой площади и запасов
вредителя специалистами филиала
осенью 2008 г. и весной 2009 г. были
проведены почвенные раскопки на
площади 160 тыс. га, которые показа$
ли, что в 2009 г. ожидается массовое
размножение вредителя в хозяйствах
Кизлярского, Лакского, Бабаюртовс$
кого, Дахадаевского, Гунибского и
ряда других районов, земли которых
расположены в Сулакской зоне.
С целью оказания помощи сельхоз$
товаропроизводителям в своевремен$
ном выявлении и организации истре$
бительных мероприятий специалиста$
ми отдела защиты растений филиала
была разработана и согласована с Ми$
нистерством сельского хозяйства РД
программа организационных, профи$
лактических и истребительных меро$
приятий по защите от особо опасных
вредителей. Правительство республи$
ки выделило из бюджета 4,08 млн руб.
Министерством сельского хозяйства
республики были приобретены инсек$
тициды конфидор (300 л) и каратэ зеон
(1300 л). В начале июня, когда вреди$
тель находился в фазе личинок 2$го
возраста, приступили к обработкам.
Отрождение личинок было зарегист$
рировано с 15 мая на землях Лакского
района. Обработки проводили трак$
торными и ручными опрыскивателями,
аэрозольными агрегатами. Самоле$
том Ан$2 обрабатывали рисовые чеки,
которые заселяла окрыленная саран$
ча. Всего было обработано 11,5 тыс. га,
в том числе наземным способом
8,3 тыс. га, авиа – 3,2 тыс. га. При обра$
ботке авиацией использовали разре$
шенный для этого способа каратэ зеон.
Биологическая эффективность кара$
тэ зеона составила 93–96 %, конфидо$
ра – 98 %. Оперативная информация о
заселенных и обработанных площадях
ежедневно передавалась заинтересо$
ванным республиканским органам и
регулярно публиковалась в средствах
массовой информации. В целом угро$
за повреждения посевов сельскохо$
зяйственных культур была предотвра$
щена, хотя остались необработанными
участки, расположенные вблизи озер,
рек, рыборазводных прудов, где при$
менение химических средств запреще$
но по санитарно$гигиеническим нор$
мам. Не все было ладно и с организа$
цией противосаранчовых работ. Вни$
мание к этой проблеме со стороны
сельхозтоваропроизводителей явно
было не достаточным. Так, обследова$
ния на выявление яйцекладок азиатс$
кой саранчи проводились только сила$
ми специалистов филиала, которые не
обеспечены высокопроходимым авто$
транспортом, необходимым для рабо$
ты в труднодоступных местах.
Результаты осеннего мониторинга
показали, что в 2010 г. по саранчовым
вновь прогнозируется напряженная
фитосанитарная обстановка. Массо$
вое развитие азиатской саранчи ожи$
дается в Тарумовском, Шамильском,
Дахадаевском, Кизлярском, Бабаюр$
товском и ряде других районов. Пред$
стоит провести истребительные рабо$
ты на площади 20 тыс. га. Чтобы сде$
лать это своевременно, препараты для
борьбы с саранчовыми должны посту$
пить в республику не позднее мая.
43