диагностика и биологические особенности возбудителя

ДИАГНОСТИКА И БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ВОЗБУДИТЕЛЯ
ЕВРОПЕЙСКОГО РАКА Nectria galligena Bres.
Марчук Ю.Г., Козловская З.А.
РУП «Институт плодоводства»,
ул.Ковалева,2, пос.Самохваловичи, Минский район, 223013, Беларусь,
e-mail: [email protected]
Европейский или обыкновенный рак – широко распространенное заболевание
яблони в странах умеренного климатического пояса. Ежегодно от раковых заболеваний в
Беларуси гибнет до 7-15% деревьев в интенсивных садах, что наносит существенный
ущерб отрасли, отрицательно сказывается на затратах по уходу за насаждениями, снижает
урожай и качество плодов [1, 2, 3]. Неблагоприятные климатические условия последних
лет (суровые зимы, частое чередование оттепелей и морозов зимой, весенние заморозки)
отрицательно сказываются на состоянии деревьев и способствуют усилению развития
раковых болезней и европейского рака в частности [4]. Ухудшение фитопатологической
обстановки по европейскому раку обусловливает необходимость поиска путей борьбы с
ним. Эффективным способом снижения вредоносности рака является создание и
возделывание устойчивых сортов наряду с тщательным соблюдением технологии и
проведением профилактических мероприятий, базирующихся на глубоком знании
биологии возбудителя.
Изучение биологии патогена и диагностических признаков вызываемого им
заболевания является необходимым этапом при создании искусственных инфекционных
фонов, широко используемых в селекции на устойчивость к болезням, в разработке
профилактических и защитных мероприятий. В Республике Беларусь этим вопросом в
разные годы занимались Н.В. Виноградова (1965), В.Н. Капиця (1998), Л.Н. Григорцевич
(1997), Т.П. Курдюк (2000).
В связи с вышесказанным, перед нами была поставлена цель – уточнить
биологические особенности сумчатого гриба Nectria galligena Bres и диагностические
признаки европейского рака.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследования проводились в период с 2000 по 2009 гг. на базе садов первичного
сортоизучения отдела селекции плодовых культур с использованием полевых и
лабораторных методов.
Объектом изучения являлись биологические особенности возбудителя
европейского рака диагностические признаки вызываемого им заболевания.
Идентификация возбудителя и его выделение в чистую культуру проводились в
соответствии с общепринятыми методиками [5]. Изучение продолжительности
инкубационного периода и диагностических признаков заболевания осуществлялось в
ходе проведения искусственного заражения европейским раком яблони [6]. Наблюдения
за лётом спор и конидий проводились согласно «Методическим указаниям по диагностике
и профилактике болезней скелетных частей яблони», М., 2001 [7].
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В ходе проведенных исследований установлено, что европейский или
обыкновенный рак является наиболее распространенным раковым заболеванием яблони в
центральных районах Минской области. Возбудителем данного заболевания является
сумчатый гриб Nectria galligena Bresadola, относящийся к порядку Hypocreales, семейству
Nectriaceae. Несовершенная стадия представлена Cylindrocarpon mali (Allesch.) Wr.,
порядок Moniliales, семейство Tuberculariaceae.
Возбудитель европейского рака – типичный раневой паразит. Исследование
раковых ран показало, что подавляющее большинство из них развилось в местах
различных механических повреждений наружных покровов дерева – ран от обрезки,
поломанных ветвей, повреждений животными, по морозобоинам, ростовым трещинам,
развилкам. Кроме того, отмечена тенденция к увеличению количества ран по листовым и
почечным рубцам на обрастающих молодых ветвях, так как европейский рак - один из
немногих патогенов, наряду с фомопсисом и антракнозом, способный проникать в ткани
растения через свежие почечные и листовые рубцы. Данный тип поражения, по нашим
наблюдениям, приурочен к началу – середине вегетационного сезона, тогда массово
появляются усохшие от рака 2-3-хлетние ветви. Отмечено образование раковых ран
практически на всех надземных органах яблони: штамбах, развилках, скелетных и
обрастающих ветвях. Признаки поражения европейским раком установлены для всех
возрастных категорий яблони. С возрастом насаждений распространенность европейского
рака увеличивается (таблица 1).
Таблица 1 – Изменение распространенности (Р) и развития (R) европейского рака с
возрастом насаждений.
Заболевание
2003
2004
2007
2008
2009
Р,% R,% Р,% R,% Р,% R,% Р,% R,% Р,% R,%
Обыкновенный рак
12,6 5,2 16,0 7,3 24,2 10,6 30,3 13,04 36,3 14,3
Инкубационный период от момента заражения до проявления первых признаков
заболевания может длиться от 8-12 дней при инокуляции в весенне-летний период, до 2-7
месяцев при осеннем заражении и зависит от сорта яблони [6,9]. Формирующийся при
прорастании спор мицелий проникает к камбию, вызывает его отмирание и поражение
древесины. Пораженная кора темнеет, образуется вдавленное маслянистое пятно. Края
раны постепенно начинают утолщаться из-за усиленного роста еще здоровых клеток. Кора
в центре раны чернеет, ее поверхностный слой на молодых ветвях приобретает более
яркий цвет, отслаивается и постепенно крошится, обнажая отмершую древесину – это
открытая форма заболевания. Данная форма заболевания наиболее часто встречается на
яблоне. При закрытой форме образующиеся выросты тканей почти закрывают раневую
полость, заполненную разлагающейся корой. Диаметр побега в месте поражения
уменьшается, что является одним из характерных признаков развития европейского рака,
чего не происходит при заболевании черным раком, фомопсисом, монилиозом,
антракнозом.
Из-за нарушения водоснабжения и отравления токсинами
гриба
вышележащих тканей побега листья на нем начинают увядать и буреть. Побурение
листьев охватывает сразу треть или половину листа, начиная с вершины. В случае
небольшого диаметра пораженного побега его усыхание наступает в течение 1-3 месяцев
и дальнейшего развития раковой язвы не происходит. В течение вегетативного сезона под
воздействием токсинов гриба продолжается интенсивный рост камбия вокруг раны, что
приводит к образованию характерных бесформенных наростов. Постепенно под
воздействием мицелия гриба и низких температур зимой они также погибают и в
следующем году образуется новый наплыв. Рана разрастается и приобретает характерный
«ступенчатый» вид. Данная особенность строения ран указана для лесных лиственных
пород деревьев – клена, бука, дуба и других, но для яблони указывается нами впервые [8]
Увеличение размера раковых ран происходит при плюсовых температурах воздуха. Нами
установлено, что рост ран может происходить и в зимний период, во время оттепелей и в
солнечную погоду, когда солнце согревает кору и мицелий гриба активизируется
Через 1-2 месяца после заражения на поверхности раны по трещинам и разрывам
коры появляются органы конидиального спороношения возбудителя европейского рака в
виде белых или светло-бежевых спородохий. Конидиеносцы нитевидные, разветвленные,
продуцируют микро- и макроконидии, имеющие в массе светло-желтый цвет.
Микроконидии 1-клеточные, бесцветные, овальные либо удлиненно-эллипсоидальные.
Макроконидии бесцветные, с зернистым содержимым, многоклеточные, удлиненноцилиндрические, слегка изогнутые, концы закругленные, тупые. В литературных
источниках в основном сообщается о 3-8-клеточных макроконидиях размером до 60-70 мк
[7, 10, 11], но наши исследования показали, что в благоприятные для развития патогена
годы с большим количеством осадков (2008, 2009, 2010) появляется незначительное
количество очень крупных 9-тиклеточных конидий длиной до 85,5 мк. Размеры микро- и
макроконидий колеблются в зависимости от числа клеток (таблица 2).
Таблица 2 – Параметры конидий возбудителя европейского рака Nectria galligena Bres.
Количество
Средний размер конидий, мк
Амплитуда, мк
клеток в конидии
1
3,4 х 13,2
2,5 – 4,8 х 9,6 – 19,2
2
3,8 х 22,1
2,5 – 4,8 х 14,4 – 35,2
3
4,5 х 34,04
3,2 – 4,8 х 25,5 – 41,6
4
4,6 х 44,8
3,5 – 4,8 х 30,4 - 75,2
5
4,6 х 54,6
3,5 – 5,0 х 44,8 – 72,0
6
4,8 х 61,0
4,8 х 49,6 – 72,0
7
4,8 х 67,6
4,8 х 57,6 – 76,8
8
4,8 х 73,6
4,8 х 72,0 – 75,2
9
4,8 х 83,5
4,8 х 80,0 – 85,5
В следующем вегетативном сезоне при наступлении положительных температур
наблюдается активное образование органов спороношения сумчатой стадии гриба –
перитециев. По данным И.А. Гальвидиса (1974), перитеции на яблоне образуются через
24-26 месяцев после заражения, тогда как по нашим наблюдениям – через 12-16 месяцев.
Перитеции возбудителя европейского рака представляют собой округлые темно-красные
образования с небольшим темно окрашенным устьем на вершине размером 268-360 х 336480 мк. Внутри их образуются восьмиклеточные сумки, содержащие бесцветные
овальные сумкоспоры с одной перегородкой. В месте перегородки – небольшая
перетяжка. Размеры сумкоспор – 11,2-17,6 х 4,8-8,0 мк. Во влажную погоду наблюдается
массовый выход спор из устьев в виде белых скоплений на поверхности перитециев (рис.).
Засыхая, они способны сохраняться длительное время. Ранее данная особенность для
возбудителя европейского рака не указывалась. Сроки образования спородохий и
перитециев зависят от сорта яблони – у восприимчивых они более ранние, спороношение
более интенсивное, чем у устойчивых.
Симптомы развития болезни и ее диагностические признаки при искусственном
заражении аналогичны таковым на естественном инфекционном фоне. Возбудитель,
выделенный в чистую культуру из инокулированных ран, идентичен возбудителю,
которым проведено искусственное заражение - Nectria galligena Bres.
Рассеивание аскоспор и конидий происходит при температуре воздуха выше ноля
и приурочено к выпадению осадков, так как для проникновения гриба в рану необходима
капельная влага. В связи со способностью проникать в растение через листовые и
почечные рубцы наблюдается приуроченность пика споруляции гриба к периодам
распускания почек и листопада, а также к дождливой погоде. Повышение количества
осадков во второй половине вегетационного периода способствует созданию высокого
инфекционного фона и росту распространенности европейского рака в следующем году.
По нашим наблюдениям, рассеивание сумкоспор происходило до наступления морозов в
ноябре-декабре и возобновлялось во время продолжительных оттепелей зимой.
Микроскопирование перитециев в этот период времени показывало наличие в них зрелых
сумкоспор. Данная особенность патогена делает возможным заражение деревьев
практически в любой безморозный период года при наличии свежих ран.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Европейский рак – типичный раневой паразит, способный проникать в растение
через различные повреждения, в том числе через листовые и почечные рубцы.
Установленные нами особенности биологии и диагностики возбудителя
европейского рака яблони заключаются в следующем:
уменьшение диаметра побега, ветви в месте поражения раком;
«ступенчатая» форма ран;
образование белых скоплений из спор на перитециях во влажную погоду;
продолжительность инкубационного периода колеблется от 8-12 дней до 2-7
месяцев, в зависимости от времени года и сорта яблони. Образование перитециев
происходит через 12-16 месяцев с момента заражения;
для несовершенной стадии возбудителя европейского рака Cylindrocarpon mali
(Allesch.) Wr. отмечено образование 9-клеточных конидий размером до 4,8 х 85,5 мк.
ЛИТЕРАТУРА
1. Григорцевич, Л.Н. Защитные мероприятия против раковых болезней в саду /
Л.Н. Григорцевич // Земляробства i ахова раслiн. – 2008. - № 6. – С. 50-51.
2. Плескацевич, Р.И. Биологический контроль развития возбудителей раковых
болезней яблони / Р.И. Плескацевич [и др.] // Защита растений: сб. науч. трудов / РУП
«Институт защиты растений» НАН Беларуси; редкол.: Л.И. Трепашко (гл. ред.) [и др.]. –
Мн., 2005. - Вып. 29. – С.133-141.
3. Колтун, Н.Е. Роль защиты растений в повышении эффективности плодоводства
в Беларуси / Н.Е. Колтун // Земляробства i ахова раслiн. – 2006. - № 2. – С. 54-56.
4. Копиця, В.Н. Раковые болезни плодовых деревьев: особенности их развития и
разработка защитных мероприятий. Аналитический обзор / В.Н. Копиця. – Мн., 2000. – С.
4 – 28.
5. Хохрякова, Т.М. Методические основы изучения устойчивости плодовых
культур к болезням / Т.М. Хохрякова // Методы фитопатологических и энтомологических
исследований в селекции растений: науч. труды ВАСХНИЛ. – М., 1977. – С. 184-193.
6. Марчук, Ю.Г. Оценка устойчивости яблони к европейскому раку (Nectria
galligena Bres.) методом искусственного заражения // Ю.Г. Марчук, З.А Козловская //
Плодоводство: науч. тр. / РУП «Институт плодоводства»; редкол.: В.А. Самусь (гл. ред.)
[и др.]. - Самохваловичи, 2009. – Т. 21. – С. 395-410.
7. Методические указания по диагностике и профилактике болезней скелетных
частей яблони: метод. указ. / ВСТИСП; сост.: Т.И. Романченко, Э.М. Дроздовский. – М.,
2001. – 59 с.
8. Федоров, Н.И. Лесная фитопатология / Н.И. Федоров. – Миск, 1987. – С. 71-72.
9. Марчук, Ю.Г. Предварительные результаты инокуляции европейским раком
сортов и гибридов яблони различного генетического происхождения / Ю.Г. Марчук, Т.П.
Курдюк // Состояние и перспективы селекции плодовых культур: материалы междунар.
науч.-практ. конф., пос. Самохваловичи, 21-24 августа 2001 г. / БелНИИ плодоводства;
редкол.: В.А. Самусь (гл. ред.) [и др.]. – Мн., 2001. – С. 32-35.
10. Определитель болезней растений. – СПб.: «Лань», 2003. – С. 401-402.
11. Пидопличко, Н.М. Грибы – паразиты культурных растений: определитель /
Н.М. Пидопличко. – Киев, «Наукова думка», 1977. – Т.2. – С.271.
11. Гальвидис, И.А. Исследования биоэкологи возбудителя обыкновенного рака
плодовых в Литовской ССР: расширенный автореф. дисс. ... канд. биол. наук: 06.01.11 /
И.А. Гальвидис; Вильнюс, 1974. 56 с.