На КГА размер колоний был наибольшим, мицелиального типа, темно-серого цвета с гофрированной (складчатой) поверхностью (Рис. 6). Их размер в период от 10-х до 20-х суток увеличивается приблизительно в 4 раза. В дальнейшем (до 30-и суток) рост колоний значительно замедлялся. Максимальный диаметр колонии составляет около 36,7 мм. Через 20 - 25 суток наблюдалось растрескивание среды на сегменты с нижней стороны чашки Петри.

Рис. 7. Развитие Septoria tritici на КГА

На среде Чапека изоляты гриба обычно формируют компактные слизистые колонии бактериального типа (Рис. 7). Иногда наблюдается очень редкий мицелий, который застилает поверхность среды. Пигментация колонии находится в розово-желтых тонах. На этой питательной среде обычно все изоляты развиваются очень медленно - размер колоний наименьший и составляет от 9, 1 до 20,8 мм. На среде Чапека не отмечено формирования пикнид.

Рис. 9. Развитие Septoria tritici на среде Чапека

На КГА на 15-20 сутки культивирования гриба отмечено формирование пикнид. При развитии большого количества пикнид колония приобретает гранулированный вид. Также характерно появление белого стерильного мицелия через 20-25 суток, что свидетельствует о начале переростания культуры. Вследствие этого гриб теряет способность к спороношению.

Следует отметить также, что по мере увеличения количества пересевов в последующих генерациях наблюдается задержка роста колоний. Колонии изолятов наиболее интенсивно развивались при температуре 20 - 25 ^оС.

Полученные результаты М. graminicola соответствуют литературным данным [6; 10].

3.2 Наработка споровой массы для инокуляции растений

При использовании первого метода наибольшее спороношение выявлено на перловой крупе (10⁶ спор/мл), на остальных же субстратах, несмотря на активное развитие гриба, образование спор было одинаково невысоко (пшеница -10⁴спор/мл, овес - 10³спор/мл).

Второй метод оказался более эффективным и удобным (Рис. 10). При выращивании культур на Чашках Петри с шестого по седьмой день была получена концентрации спор - 10⁸ спор/мл.

Рис. 10. Наработка споровой массы на различных субстратах

3.3 Заражение пшеницы

После заражения пшеницы на 7-ые сутки наблюдались хлоротические пятна на опытных отрезках листиков пшеницы (Рис. 11). Визуальных различий в проявлении заболевания между сортами на данном этапе не наблюдалось. Даже на 10-ые сутки после заражение сортовые различия в устойчивости нельзя было выявить подобным методом. Далее хлороз распространялся по всему участку листика (Рис. 12). Контрольные варианты листиков оставались незараженными и без существенных изменений.

Рис. 11. Результаты опыта по заражению на 7-ые сутки: К - контроль; О - опыт (отрезки зараженных растений)

Рис. 12. Результаты опыта по заражению на 10-ые сутки (наблюдается увеличение площади хлороза): К - контроль; О - опыт (отрезки зараженных растений)

Об успешности проведения заражения свидетельствовало наличие пикнид, которые начали появляться на пятнадцатые сутки (Рис. 13). В качестве показателя устойчивости использовали долю поверхности листьев занятой пикнидами.

Средняя величина поражения у сорта Астет 15%, а сорта Виктория - 6,3%. Разница между сортами по результатам расчета критерия Стьюдента оказалась высокозначимой (р< 0,001).

Таким образом, использованный метод учета заражения позволил оценить разницу в устойчивости к септориозу сортов Виктория и Астет (6,3% и 15% соответственно).

Рис. 13. Результаты опыта по заражению на 15-ые сутки (образование пикнид).

3.4 Индукция системной приобретенной устойчивости у растений

На заключительном этапе мы попытались индуцировать системную приобретенную устойчивость. Используя методики заражения и индукции системной приобретенной устойчивости пшеницы, удалось получить положительные результаты. Начиная с первых этапов, на седьмые сутки, уже была отмечена разница в проявлении устойчивости. Отрезки листьев растений пшеницы, обработанные раствором салициловой кислоты (опытные образцы), были более зеленые и свежие в сравнении с контрольными образцами как с сортом Виктория, так и сортом Астет (Рис. 14). В растениях с индуцированной устойчивостью наблюдалось появление пятен розовой окраски, что вероятно свидетельствует о накоплении антоцианов у обоих сортов. В контроле наблюдались типичные проявления септориоза на седьмые сутки.

Рис. 14. Индукция системной приобретенной устойчивости пшеницы на 7-ые сутки: А. сорта Виктория; Б. Сорта Астет; О - отрезки растений, обработанных раствором салициловой кислоты; К - контроль

В дальнейшем в опытных образцах увеличивались в основном антоциановые пятна, тогда как в контрольных - возрастала только площадь хлороза (Рис. 15).

На 15-ые сутки было отмечено формирование пикнид, как в опытных так и контрольных образцах (Рис. 16). Однако пораженность растений значительно снизилась и составила в среднем 2,7% у сорта Виктория, тогда как в контрольных - 6,3%, Астет - 8%, а контроль - 15%. В опытных образцах наблюдались области нехлоротизированной ткани и накопление антоцианов в обоих сортах.

Рис. 15. Индукция системной приобретенной устойчивости пшеницы на 10-ые сутки: А. сорта Виктория; Б. сорт Астет; О - отрезки растений, обработанных раствором салициловой кислоты; К - контроль

Результаты дисперсионного анализа выявили значительные различия между контролем и опытом, а также между сортами (Рис. 17).

Таблица 1

Рис. 16. Индукция системной приобретенной устойчивости пшеницы на 15-ые сутки: А. сорта Виктория; Б. сорт Астет; О - отрезки растений, обработанных раствором салициловой кислоты; К - контроль

Рис. 17. Общие результаты индукция системной приобретенной устойчивости пшеницы

Таким образом, результаты нашей работы показали, что у растений пшеницы благодаря индукции системной устойчивости снижение пораженности составило от 56% до 61%. Заслуживает также упоминание, что индукция системной защитной реакции связана с накоплением антоцианов. Ранее подобной защитной реакции в данной патосистеме показано не было.

Выводы

1. При росте на КГА M. graminicola формирует строматично - мицелиальный тип колоний, на Чапека - дрожжевой. Колонии M. graminicoia на обеих средах характеризуются медленным ростом. На пятнадцатые - двадцатые сутки на КГА наблюдается формирование пикнид.

2. Наращивание споровой массы в чашках Петри для заражения растений наиболее удобный и менее продолжительный метод по сравнению с наработкой на зернах злаков.

3. Используемые сорта пшеницы различались по устойчивости к септориозу. Площадь поверхности покрытая пикнидами составила у сорта Виктория 6,3%, у местной линии - 15%.

4. Была индуцирована системная приобретенная устойчивость у пшеницы к M. graminicola путем ее обработки салициловой кислотой. Пораженность обоих сортов снизилась на 56 - 61%.

Список литературы

септориозный пшеница устойчивость системный

1. Акулов А.Ю. Индуцированная неспецифическая устойчивость растений: история и современность [Электронный ресурс]: материалы к лекции по курсу «Фитоиммунология»/ А.Ю. Акулов, Д.В. Леонтьев, 2006. -

Режим доступа: http://www-biology.univer.kharkov.ua/micology/doslid_ak.htm

2. Дьяков Ю.Т. Общая и молекулярная фитопатология / Ю.Т. Дьяков, О.Л. Озерецковская, В.Г. Джавахия, С.Ф. Багирова // Учебное пособие. - М.: Изд - во Общество фитопатологов, 2001. - 211-300.

3. Манько О.П. Влияние условий культивирования на развитие септориоза пшеницы Septoria tritici Rob. еt Desm./ О.П. Манько, В.И. Глущенко // Биологический вестник. -1997. - Т.1, №2. - С. 100-105.

4. Мюллер Э. Микология / Э. Мюллер, В. Лёффлер. - М.: Мир., 1995 - 343 с.

5. Поликсенова В.Д. Индуцированная устойчивость растений к патогенам и абиотическим стрессовым факторам // Вестник БГУ. - 2009. - сер. 2, N.1. - 48-58 с.

6. Правила устройства и безопасности работы в лабораториях микробиологического профиля: государственные санитарные правила: ДСП ??9.9.5. - 080-02].

7. Тетеревникова-Бабаян Д.Н. Грибы рода Септория в СССР. - Ереван, Изд-во АН АрмССР. - 1987. - 479 с.

8. Трошина Н.Б. Индукция салициловой кислотой устойчивости пшеницы к Septoria nodorum Berk./Н.Б. Трошина, Л.Г. Яруллина, А.Ш. Валеева // Известия РАН. Серия биологическая. - 2007. - №5. - С. 545-550.

9. Санина А.А. Septoria tritici Rob. etDesm. - возбудитель пятнистости листьев пшеницы/А.А. Санина, Л.В. Анциферова, Л.В. Супрун // Микология и фитопатология. - 1980.-Т.20, №4. - С. 300-306.

10. Шакирова Ф.М. Неспецифическая устойчивость растений к стрессовым факторам и ее регуляция / Ф.М. Шакирова. - УФА: ГИЛЕМ, 2001. -130 с.

11. Шамрай С.Н. Гены устойчивости растений: молекулярная и генетическая организация, функция и эволюция/С.Н. Шамрай // Журн. общ. биол. - 2003. - Т.64, №3. - С. 195-214.

12. Бушулян М.А. Вихідний матеріал для селекції озимої пшениці щодо стійкості до збудника септоріозу (Septoria tritici Roberge in Desmaz.) в умовах півдня України: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. сільскогосп. наук: спец. 06.01.06 «Селекція рослин»/ М.А. Бушулян. - Одеса, 2003. - 16 с.

13. Гриби України (інтерактивна база даних). - режим доступу до сайту: [http://www.cybertruffle.org.uk/robigalia/rus].

14. Дерменко О.П. Збудник септоріозу озимого тритикале / О.П. Дерменко // Наукові доповіді НАУ. - 2008. - №9. - С. 1-7.

15. Коваленко С.М. Культуральні та морфологічні особливості Septoria tritici Desm./С.М. Коваленко // Укр. бот. журн. - 1977. - Т.34, №1. - С. 51-54.

16. Лисенко С.В. Септоріоз листя: вплив мікроклімату травостою на розвиток хвороби в посівах озимої пшениці/С.В. Лисенко, С.І. Коломієць // Захист рослин. - 1998. - №4. - С. 8.

17. Марютін Ф.М. Септоріозна плямистість листя/Ф.М. Марютін, Зіад Баракат Равашдех // Захист рослин. - 2002. - №8. - С. 4-5.

18. Морочковський С.Ф. Визначник грибів України: у 5т. / С.Ф. Морочковський, М.Я. Зерова, З.Г. Лавітська, М.Ф. Смицька. - К.: Наукова Думка, 1969 - - ТІІ: Аскоміцети. - 569 c.

19. Про державний санітарно-гігієнічний нагляд в Україні: Положення від 22 червня 1999 р. №1109 // Офіційний вісник України. - 1999. - №25. - С. 127

20. Про охорону праці: Закон України від 14 жовтня 1992 р. №2695 - ХІІ // Офіційний вісник України. - 1997. - №13. - С. 145.

21. Про порядок забезпечення робітників спеціальним одягом, взуттям та іншими засобами індивідуального захисту: Наказ від 21 травня 2008 р. №53 // Офіційний вісник України. - 2008. - №38. - С. 98.

22. Adhikaria T.B. Resistance of wheat to Mycosphaerella graminicola involves early and late peaks of gene expression/ Т.В. Adhikaria, В. Balajib, J. Breedena // Physiol. Molec. Plant Pathol. - 2007.-V.71, №1-3.-P. 55-68.

23. Arrainol L.S. A detached seedling leaf techniques to study resistance to Mycosphaerella graminicola in wheat/ L.S. Arrainol, P.A. Brading, J.K.M. Brown // Plant Pathology. - 2001. - V.50, №3. - P. 339-346.

24. Brokenshire T. Wheat debris as an inoculum source for seedling infection by Septoriatritici/Т. Brokenshire // Plant Pathology.-1975a. - V. 24. - P. 202-207.

25. Brokenshire T. Wheat seed infection by Septoria tritici/Т. Brokenshire // Transactions of the British Mycological Society.-1975b. - V.64. - P. 331-334.

26. Brown J.S. Distribution and dissemination of Mycosphaerellagraminicola (Fuckel) Schroeter in relation to the epidemiology of speckled leaf blotch of wheat/ J.S. Brown, A.W. Kellock, R.G. Paddick //Australian Journal of Agricultural Research. - 1978. - V.29, №6. - P. 1139-1145.

27. Chungu C. Septoria tritici blotch development as affected by temperature, duration of leaf wetness, inoculum concentration, and host/С. Chungu, J. Gilbert, F. Townley-Smith // Plant Dis. - 2001. - V.85, №4. - P. 430-435.

28. Cohen L. The histology of processes associated with the infection of resistant and susceptible wheat cultivars with Septoriatritici/ L. Cohen, Z. Eyal //Plant Pathology. - 1993. - V.42. - Р. 737-743.

29. Cordo C.A. Morphocultural variants of Septoria tritici isolates/С.А. Cordo, А.Е. Perellу, Н.Е. Alippi // Rev IberoamMicol., - 1997.-V.14.-Р. 168-172.

30. Cordo C.A. Spore dispersal of leaf blotch pathogens of wheat (Mycosphaerellagraminicolaand Septoriatritici)/ С.А. Cordo, А.Е. Perellу, M.R. Simуn // Proceedings of the International Septoria Workshop, Mexico, DF (Mexico), 20-24 Sep 1999.-CIMMYT, 1999. - P. 98-101.

31. Cowder C. Specific adaptation by Mycosphaerella graminicola to a resistant wheat cultivar/ С. Cowder, М.Е. Hoffer, С.С. Mudt // Plant Pathology. - 2000. - V.49. - P. 445-451.

32. Dickinson M. Molecular plant pathology/М. Dickinson. - London, New York: BIOS Scientific Publishers, 2003. - 273 p.

33. Duncan K.E. Cytologycal analisis of wheat infection by the leaf blotch pathogen Mycosphaerella graminicola/К.Е. Duncan, R.J. Haward/К.Е. Duncan // Mycol. Res. - 2000. - V.104, №9. - P. 1074-1082.

34. Durrant W.E. Systemic asquired resistance / W.E. Durrant, X. Dong // Annu. Rev. Phytopathology. - 2004. - Vol. 42. - P. 185-209.

35. Eyal Z. The Septoria tritici and Stagonospora nodorum blotch diseases of wheat / Z. Eyal // Eur. J. Plant Pathol. - 1999. - V.105, №7. - Р. 629-641.

36. Eyal Z. The Septoria diseases of wheat: Concepts and methods of disease management/ Z. Eyal, A.L. Scharen, J.M. Prescott - Mexico, D.F.: CIMMYT. - 1987. - 52 р.

37. Halama P. The occurrence of Mycosphaerellagraminicola, teleomorph of Septoriatritici in France/Р. Halama // Plant Pathology. - 1996. - V.45, №1. - P. 135 - 138.

38. Hammond-Kosack K.E. Resistance gene-dependent plant defense responses/К.Е. Hammond-Kosack, J.D.G. Jones // Plant Cell. - 1996.-V. 8, №10. - Р. 1773-1791.

39. Hammond-Kosack K.E. Plant resistance signalling hijacked by a necrotrophic fungal pathogen/К.Е. Hammond-Kosack, J.J. Rudd // Plant Signaling & Behavior. - 2008.-V.3, №11. - Р. 993-995.

40. Harrower K.M. Studies on spore forms of Septoria tritici from New South Wales/ K.M. Harrower // Australian Plant Pathology Society Newsletter. - 1976. - V.5, №3.-P.33

41. He P. Elicitation and suppression of microbe-associated molecular pattern-triggered immunity in plant-microbe interactions/Р. Не, L. Shan, J. Sheen // Cell. Microbiol. - 2007. - V.9, №6. - P. 1385-1396.

42. Hess D.E. Efect of moisture and temperature on development of Septoria tritici blotch in wheat / D.E. Hess, G. Shaner // Phytopathology. - 1987. - V.77, №2. - P.215-219.

43. Kema H.J. Histology of the Pathogenesis of Mycosphaerella graminicola in Wheat/ H.J. Kema, Y. DaZhau // Phytopathology. - 1996. - V.86, №7. - P.777-786.

44. Keon J. Metabolic and stress adaptation by Mycosphaerella graminicola during sporulation in its host revealed through microarray transcription profiling/ J. Keon, J.J. Rudd, J. Antoniw // Mol. Plant Pathol. - 2005.-V.6, №5. - P. 527-540.

45. Keon J. Transcriptional adaptation of Mycosphaerella graminicola to programmed cell death (PCD) of its susceptible wheat host/ J. Keon, J. Antoniw, R. Carzaniga // Mol. Plant Microbe Interact. - 2007.-V.20, №2. - P. 178-193

46. Knight S.C. Rationale and perspectives on the development of fungicides/ S.C. Knight, V.M. Anthony, A.M. Brady // Annu. Rev. Phytopathol. - 1997. - V.35. - P. 349-372.

47. Lovell D.J. Effect of temperature on latent period of septoria leaf blotch on winter wheat under outdoor conditions / D.J. Lovell, Т. Hunter, S.J. Powers // Plant Pathol. - 2004.-V.53, №2. - P. 170-181.

48. Mavroeidi V.I. Sensitivity distributions and cross-resistance patterns of Mycosphaerella graminicola to fluquinconazole, prochloraz and azoxystrobin over a period of 9 years / V.I. Mavroeidi, M.W. Shaw // Crop Protection. - 2005.-V.24, №3.-P. 259-266.

49. Mycobank (інтерактивна база даних). - режим доступу до сайту: (http://www.mycobank.org/)

50. Palmer C.L. Mycosphaerella graminicola: latent infection, crop devastation and genomics / C.L. Palmer, L.P. Skinner // Molecular Plant Pathology. - 2002. - V.3, №2. - P. 63-70.

51. Ray S. Rapid induction of a protein disulfide isomerase and defense-related genes in wheat in response to the hemibiotrophic fungal pathogen Mycosphaerella graminicola / S. Ray, J.M. Anderson, F.I. Urmeev // Plant Mol. Biol. - 2003. - V.53, №5. - P. 741-754.

52. Sanderson F.R. A Mycosphaerella species as the ascogenus state of Septoria tritici Rob. exDesm./ F.R. Sanderson // New Zealand Journal of Botany. - 1972. - V.10. - P.707-709.

53. Scharen A.L. Biology of the Septoria/Stagonospora pathogens: an overview/ A.L. Scharen // Proceedings of the International Septoria Workshop, Mexico, DF (Mexico), 20-24 Sep 1999. - CIMMYT, 1999. - P. 19-22.

54. Seggarra C.I. Changes in wheat leaf extracellular proteolytic activity after infection with septoria tritici / C.I. Seggarra, C.A. Casalonguй, M.L. Pinedo // J. Phytopath. - 2002. - V.150, №3. - P. 105-111.

55. Shaw M.W. Effects of temperature, leaf wetness and cultivar on the latent period of Mycosphaerella graminicola on winter wheat / M.W. Shaw // Plant Pathol. - 1990. - V.39, №. - P. 255-268.

56. Shaw M.W. Interacting effects of interrupted humid periods and light on infection of wheat leaves by Mycosphaerella graminicola (Septoria tritici) / M.W. Shaw // Plant Pathol. -1991. - V.40, №4. - P. 595-607.

57. Shaw M.W. Epidemiology of Mycosphaerella graminicola and Phaeosphaeria nodorum: an overview / M.W. Shaw // Proceedings of the International Septoria Workshop, Mexico, DF (Mexico), 20-24 Sep 1999. - CIMMYT, 1999. - P. 93-97.

58. Shaw M.W. Airborne inoculum as a major source of Septoria tritici (Mycosphaerella graminicola) infections in winter wheat crops in the UK / M.W. Shaw, D.J. Royle // Plant Pathol. - 1989. - V.38, №1. - P.35-43.

59. Shaw M.W. Factors determining the severity of epidemics of Mycosphaerella graminicola (Septoria tritici) on winter wheat in the UK/ M.W. Shaw, D.J. Royle // Plant Pathol. - 1993. - V.42, №5. - P.882-899.

60. Shetty N.P. Association of hydrogen peroxide with restriction of Septoria tritici in resistant wheat / N.P. Shetty, B.K. Kristensen, P.L. Gregersen // Physiological and Molecular Plant Pathology. - 2003. - V.62. - P. 333-346.

61. Shetty N.P. Role of hydrogen peroxide during the interaction between the hemibiotrophic fungal pathogen Septoria tritici and wheat/ N.P. Shetty, R. Mehrabi, Н. Lьtken // New Phytol. - 2007. - V.174, №3. - P. 637-647.

62. Shetty N.P. Roles of reactive oxygen species in interactions between plants and pathogens / N.P. Shetty, H.J.L. Jшrgensen, J.D. Jensen // Eur. J. Plant Pathol. - 2008. - V.121, №3. - P.267-280.

63. Shetty N.P. Effects of в-1,3-glucan from Septoria tritici on structural defence responses in wheat / N.P. Shetty, J.D. Jensen, А. Knudsen // J. Exp. Bot. - 2009.-V.60, №15. - P. 4287-4300.

64. Shipton W.A. The common Septoria diseases of wheat / W.A. Shipton, W.R.J. Boyd, А.А. Rosielle // Bot. Rev. - 1971. - V.37, №. 2 - P.231-262.

65. Torriani S.F.F. QoI resistance emerged independently at least 4 times in European populations of Mycosphaerella graminicola/ S.F.F. Torriani, P.C. Brunner, B.A. McDonald // Pest Management Science. - 2009.-V.65, №2. - P. 113 - 227.

66. Wainshilbaum S.J. Effect of temperature and growth stage of wheat on development of leaf and glume blotch causes by Septoria tritici and S. nodorum/ S.J. Wainshilbaum, P.E. Lipps // Plant Dis. - 1991.-V.75, №10.-P. 993-998.

67. Weber G.F. Septoria diseases of Wheat/ G.F. Weber // Phytopathology. - 1922. - V.12. - P. 537-588.

68. Van Kan J.A.L. Licensed to kill: the lifestyle of a necrotrophic plant pathogen/ J.A.L. Van Kan // Trends Plant Sci. - 2006.-V.11, №5. - Р. 247-253.

69. Viljanen-Rollinson S.L.H. Latent periods of septoria tritici blotch on ten cultivars of wheat/ S.L.H. Viljanen-Rollinson, M.V. Marroni, R.C. Butler // N.Z. Plant Prot. - 2005.-V.58.-P. 256-260.

70. Vallad G.E. Systemic acquired resistance / G.E. Vallad, R.M. Goodman // Crop Science Society of America. - 2004. - Vol. 30. - N. 3. - P. 325-328.

71. Vechet L. Compounds of natural origin inducing winter wheat resistance to powdery mildew (Blumeria graminis f.sp. tritici)/ J. Martinkova, L. Vechet //Plant soil environ. - 2005. - V.51, №10. - Р.469-475.

72. Zhang Y. Interaction of NPR1 with basic leucine zipper protein transcription factors that bind sequences required for salicylic acid induction of the PR-1 gene / Y. Zhang, W. Fan, M. Kinkema [et al.] // Plant Biology. - 1999. - Vol. 96. - P. 6523-6528.

73. Zwiers L.H. ABC transporters and azole susceptibility in laboratory strains of the wheat pathogen Mycosphaerella graminicola/ L.H. Zwiers, І. Stergiopoulos, J.G. Van Nistelrooy // Antimicrobial Agents and Chemotherapy. - 2002.-V.46, №12.-P. 3900-3906.

Размещено на Allbest.ru