Научный журнал
Научное обозрение. Биологические науки
ISSN 2500-3399
ПИ №ФС77-57454

ПАТОГЕННЫЕ МИКРОМИЦЕТЫ У ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ СЕМЕЙСТВА SALICACEAE, ИНТРОДУЦИРОВАННЫХ В БОТАНИЧЕСКОМ САДУ ПЕТРА ВЕЛИКОГО

Трофимова А.С. 1 Яндовка Л.Ф. 1 Фирсов Г.А. 2
1 ФГБОУ ВО «Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена»
2 Ботанический институт им. В.Л. Комарова Российской академии наук
При интродукции оценка воздействия патогенов на растения особенно важна, поскольку существует риск заболеваний и гибели особи, особенно в условиях повышенной влажности, где активно развиваются фитопатогенные микромицеты. В работе представлена оценка степени поражения листьев у видов семейства Salicaceae (Salix L., Chosenia Nakai, Toisusu Trautv. et Mey.), интродуцированных в Ботаническом саду Петра Великого (г. Санкт-Петербург). Изучены листья 27 видов растений, относящихся к 3 родам и 24 видам семейства Salicaceae. Определен видовой состав патогенных микромицетов. Выявлено 15 видов грибов, вызывающих на листьях ивовых пятнистость (чаще), ржавчину, мучнистую росу и чернь. Большинство изученных видов Salicaceae имеют довольно высокий процент поражения листьев (64 %). Наиболее часто встречающиеся на растениях ивовых грибы – Septoria didyma Fuckel., выявлены на 10 видах растений, а также Erysiphe adunca (Wallr.) Fr. – обнаружены на 8 видах. Из всех изученных растений в условиях Санкт-Петербурга наименее повреждаются микромицетами виды-интродуценты Salix integra (♀) и S. vinogradovii, а также местный вид S. pseudomedemii, что говорит об их устойчивости к патогенным грибам.
Salicaceae
Salix
Chosenia
Toisusu
растения-интродуценты
патогенные микромицеты
1. Скворцов А.К. Ивы СССР. М.: «Наука», 1968. 262 с.
2. Томошевич М.А., Воробьева И.Г. Патогенные микромицеты листьев растений-интродуцентов рода Salix (Salicaceae) в Сибири // Растительный мир Азиатской России. 2017. № 3 (27). DOI: 10.21782/RMAR1995-2449-2017-3(3-12).
3. Arbetsson J. Weed problems and possibilities for their. Control in Salix for biomass. Introductory Paper at the Faculty of Landscape Planning, Horticulture and Agricultural Science, Alnarp, October 2012. Swedish University of Agricultural Sciences. 2012. 31 p.
4. Колемасова Н.Н., Ковалевская Н.В. Грибные болезни листьев деревьев и кустарников в садах и парках Санкт-Петербурга // Лесной вестник. 2000. № 6.; URL: https://cyberleninka.ru/article/n/gribnye-bolezni-listiev-dereviev-i-kustarnikov-v-sadah-i-parkah-sankt-peterburga/viewer (дата обращения: 20.09.2022).
5. Ciszewska-Marciniak J., Jędryczka M., Jeżowski S., Przyborowski J., Wojciechowicz K., Zenkteler E. Morphology of uredinia and urediniospores of the fungus Melampsora larici-epitea Kleb. A damaging pathogen of common osier (Salix viminalis L.) in Poland. Acta Agrobot. 2010. no. 63 (2). P. 117–125.
6. Храмцов А.К., Волосач М.Н. Фитопатогенные микромицеты Чашникского района Беларуси // Экологический вестник. 2016. № 2 (36). URL: https://elib.bsu.by/bitstream/123456789/ 161641/1/40-48.pdf (дата обращения: 25.09.2022).
7. Томошевич М.А. Формирование патокомплексов древесных растений при интродукции в Сибири: автореф. дис. … докт. биол. наук. Новосибирск, 2015. 32 с.
8. Bennett C., Newcombe G., Aime C. Host-range studies of Melampsora on Salix in the Pacific Northwest region on the United States. Environmental Science. 2004. P. 161.
9. Wilkerson D., Crowell C., Carlson C., McMullen P., Smart D., Smart B. Comparative transcriptomics and eQTL mapping of response to Melampsora americana in selected Salix purpurea. BMC Genomics volume. 2022. no. 23. DOI: 10.1186/s12864-021-08254-1.
10. Anselmi N. Diseases of Poplars and Willows. FAO International workshop. 2009. 17 p.
11. Благовещенская Е.Ю. Фитопатогенные микромицеты: Учебный определитель. М.: ЛЕНАНД, 2015. 240 с.
12. Ванин С.И., Журавлев И.И., Соколов Д.В. Определитель болезней древесных пород и кустарников, применяемых для лесозащитных насаждений. Л.: Гослесбумиздат, 1950. 150 с.

Семейство Salicaceae является довольно обширным, включает в себя 4 рода: Salix, Chosenia, Populus, Toisusu. Род Salix L. – один из наиболее крупных родов флоры России [1]. В коллекции Ботанического сада Петра Великого в Санкт-Петербурге (Сад) род Salix представлен 42 таксонами (в их числе 30 видов). В настоящее время коллекция представителей этого рода является самой богатой из отмеченных в истории Сада за три века интродукции ивовых. В северо-западном регионе из-за повышенной влажности на растениях довольно часто наблюдается развитие фитопатогенных микромицетов, вызывающих грибные заболевания. Воздействие грибов пагубно влияет на растения: теряются декоративные качества, растения перестают нормально питаться, развиваться, что часто приводит к их гибели. Поэтому важно диагностировать патогенные микроорганизмы в условиях ботанического сада, чтобы избежать гибели растения и потери коллекции.

Изучением фитопатогенов у растений семейства Salicaceae занимались немногие исследователи. М. Томошевич и И. Воробьева [2] определили видовой состав микромицетов на листьях растений-интродуцентов рода Salix в Сибири. Зарегистрировано более 70 видов патогенных микромицетов, наибольший удельный вес среди них занимают грибы, вызывающие пятнистости листьев (> 51 %), ржавчинные грибы (~34 %), мучнисто-росяные и прочие грибы (8 и 7 % соответственно). J. Arbetsson [3] отмечает, что наиболее часто на представителях рода Salix поселяется листовая ржавчина, вызываемая Melampsora spp. В исследовании Н. Колемасовой и др. [4] наибольшее количество грибов в садах и парках Санкт-Петербурга отмечено именно на видах рода Salix (12 видов). Изучением морфологии урединий и урединиоспор гриба Melampsora larici-epitea Kleb. на примере Salix viminalis L. в Польше занимался J. Ciszewska-Marciniak [5]. В Беларуси на Salix caprea были обнаружены 2 вида грибов, Melampsora caprearum и Erysiphe adunca, отмечено, что Salix myrsinifolia также поражается мучнистой росой [6]. В Сибири представители семейства Salicaceae также часто поражаются мучнистой росой (26 видов) и ржавчиной (8 видов) [7]. C. Bennett [8] проводил инокуляцию ржавчиной (род Melampsora) на десяти различных видах Salix Тихоокеанского северо-западного региона Соединенных Штатов Америки. Было обнаружено, что Melampsora способна поражать все виды Salix. Инокуляцией Salix purpurea уредоспорами изолята Melapsora americana занимался Wilkerson и др. [9]. Они идентифицировали два дифференциально экспрессируемых транскрипта M. americana и 124 гена S. purpurea, которые являются хорошими кандидатами для будущих исследований, чтобы подтвердить их роль в придании устойчивости растениям. Salix babylonica поражается грибом Marssonina salicicola. Это отмечает N. Anselmi в своей статье [10]. Таким образом, в условиях интродукции изучением видового состава микромицетов семейства Salicaceae занимались немногие, что и послужило основанием для проведения нами исследования.

Целью исследования было выявить виды семейства Salicaceae, менее всего поражающиеся грибными заболеваниями и, соответственно, наиболее приспособленные к климатическим условиям Санкт-Петербурга.

Материалы и методы исследования

Объектами исследования послужили растения, относящиеся к 3 родам и 24 видам семейства Salicaceae из коллекции Ботанического сада Петра Великого Ботанического института им. В.Л. Комарова РАН в Санкт-Петербурге. Пять видов являются растениями местной флоры: Salix caprea L. – ива козья; S. cinerea L. – ива пепельная; S. myrsinifolia Salisb. – ива мирзинолистная; S. phylicifolia L. – ива филиколистная; S. pseudomedemii E. Wolf – ива ложномедемская. Остальные – интродуценты.

Видовой состав грибов уточнялся с помощью определителей Е. Благовещенской [11] и С. Ванина [12]. Степень поражения листьев определяли визуально. Микрофотографии сделаны с использованием бинокулярной лупы (увеличение x10).

Результаты исследования и их обсуждение

Листья у исследуемых растений имеют довольно большой процент поражения. Всего собрано по 30 листьев с каждого растения. 100 % поражение листьев имеют следующие виды: Salix caprea (♀), S. divaricata, S. phylicifolia, S. rhamnifolia и S. taraikensis. Средняя степень поражения в пределах отдельной листовой пластинки у данных видов различается: S. rhamnifolia – 83,0 %, S. caprea (♀) – 62,3 %, S. phylicifolia – 58,5 %, S. divaricata – 47,0 %, S. taraikensis – 41,0 %. Наименьшее поражение листьев отмечено у Salix integra (♀) и S. vinogradovii – 13,3 % (табл. 1).

Листья исследуемых растений поражаются 15 видами патогенных грибов, из них 10 видов относятся к микромицетам, вызывающим пятнистость; 3 – ржавчину; 1 – мучнистую росу и 1 – чернь. Большинство видов поражаются грибом Septoria didyma Fuckel. (10 видов) и грибом Erysiphe adunca (Wallr.) Fr. (8 видов).

При поражениях грибами, вызывающими пятнистости, на листьях отмечается наличие пятен разных размеров, форм и окраски. Например, при поражении листьев грибом Septoria didyma Fuckel. образуются светло-коричневые пятна неправильной формы с темной каймой. Стилоспоры данного вида нитевидные, с одной перегородкой, на концах изогнутые. Морфология Cercospora salicina Ellis et Everh.: стилоспоры длинные, нитевидные, бесцветные, без перегородок, поражения на листьях в виде небольших черных пятен неправильной формы. Septoria salicicola Sacc.: стилоспоры нитевидные, бесцветные, с тремя перегородками, пятна на листьях небольшие, светлых тонов, с темной каймой. Septoria salicina Peck.: конидии узко-веретеновидные, бесцветные, с одной перегородкой, с не загнутыми концами, на листьях формируются бледные мелкие пятна с темной каймой. Конидии Phyllosticta salicicola Thum. продолговато-палочковидные, бесцветные.

Таблица 1

Степень поражения листьев грибными и бактериальными болезнями у видов семейства Salicaceae в г. Санкт-Петербурге (Ботанический сад Петра Великого)

Вид

% пораженных листьев

Степень поражения одного листа (Хср.) % + m

Chosenia arbutifolia

53,3

4,8 + 0,6

Salix acutifolia

26,7

9,3 + 2,5

S. alba f. vitellina pendula

66,7

6,1 + 1,4

S. brachypoda

40,0

13,7 + 2,0

S. caprea (♀)

100,0

62,3 + 7,5

S. caprea subsp.hultenii (♂)

66,7

13,2 + 7,6

S. cinerea

73,3

29,5 + 6,2

S. divaricata

100,0

47,0 + 7,3

S. fragilis

86,7

26,9 + 9,8

S. gmelinii

66,7

15,5 + 5,7

S. gracilistyla

46,7

7,7 + 3,2

S. integra (♂)

33,3

4,6 + 0,4

S. integra (♀)

13,3

7,5 + 3,5

S. kangensis

66,7

14,5 + 3,7

S. kochiana

46,7

32,9 + 6,0

S. ledebouriana

60,0

15,8 + 5,6

S. myrsinifolia

33,3

8,2 + 0,8

S. nipponica

53,3

7,9 + 3,7

S. phylicifolia

100,0

58,5 + 10,2

S. pseudomedemii

86,7

6,8 + 1,1

S. purpurea ‘Gracilis’

33,3

25,4 + 9,4

S. rhamnifolia

100,0

83,0 + 6,4

S. schwerinii

93,3

5,1 + 0,9

S. taraikensis

100,0

41,0 + 7,3

S. vinogradovii

13,3

5,5 + 3,5

Toisusu cardiophylla (♀)

86,7

16,5 + 5,5

T. cardiophylla(♂)

80,0

24,4 + 6,0

На листьях заболевание проявляется в виде небольших округлых светлых пятен с темно-бурым контуром. Phyllosticta salicina Kab. et Bubak. – конидии и пятна внешне сходны с Phyllosticta salicicola, отличие заключается в окраске пятен – они у Phyllosticta salicina серого цвета с темной каймой. Monostichella salicis (Westend.) Arx: конидии цилиндрические, бесцветные, слегка согнутые, без перегородок, на листьях образуются коричневые пятна неправильной формы. Marssonina salicicola (Bres.) P. Mgn. – вызывает бурую пятнистость ивы, которая проявляется в виде пятен неправильной формы. Конидии Marssonina salicicola бесцветные, двухклеточные, овальной формы. Septoria salicis West.: стилоспоры бесцветные, длинные, нитевидные, без перегородок, на листьях образуются небольшие белые пятна. Ascochyta salicicola Pass.: конидии нитевидные, бесцветные, с одной перегородкой, а пикниды шаровидные с закругленным концом, пятна на листьях коричневые, с темной каймой.

Гриб Melampsora epitea Thum., вызывающий ржавчину, отмечен у 5 видов исследуемых растений. Летнее спороношение гриба – оранжево-желтые урединии образуются на верхней и нижней сторонах листовой пластинки. Формирующиеся далее в цикле развития этого гриба телиоспоры неправильно-округлой формы. У ржавчинного гриба Melampsora laricis-pentandrae Kleb. оранжевые урединии расположены преимущественно на нижней стороне листа, телиоспоры булавовидной формы. У Melampsora amygdalinae Kleb. урединии также на нижней стороне листа, а на верхней стороне листа видны бледные пятнышки.

Таблица 2

Патогенные микромицеты и поражающиеся ими растения семейства Salicaceae в г. Санкт-Петербурге (Ботанический сад Петра Великого)

Вид гриба

Поражающиеся грибом виды Salicaceae

Пятнистость листьев

Septoria didyma Fuckel.

Salix integra (♂)

Chosenia arbutifolia

Salix purpurea ‘Gracilis’

S. phylicifolia

S. kangensis

S. vinogradovii

S. rhamnifolia

S. gracilistyla

S. nipponica

Toisusu cardiophylla (♂)

Cercospora salicina Ellis et Everh.

Salix kochiana

S. caprea subsp.hultenii (♂)

Toisusu cardiophylla (♀)

S. pseudomedemii

Septoria salicicola Sacc.

S. caprea (♀)

S. gmelinii

S. alba

Septoria salicina Peck.

S. schwerinii

S. divaricata

Phyllosticta salicicola Thum.

Salix cinerea

S. kangensis

Phyllosticta salicina Kab. et Bubak.

S. brachypoda

Monostichella salicis (Westend.) Arx

S. myrsinifolia

Marssonina salicicola (Bres.) P. Mgn.

S. integra (♀)

Septoria salicis West.

S. ledebouriana

Ascochyta salicicola Pass.

S. acutifolia

Ржавчина

Melampsora epitea Thum.

Salix phylicifolia

S. rhamnifolia

S. purpurea ‘Gracilis’

S. divaricata

S. acutifolia

Melampsora laricis-pentandrae Kleb.

S. fragilis

Melampsora amygdalinae Kleb.

S. myrsinifolia

Мучнистая роса

Erysiphe adunca (Wallr.) Fr.

Chosenia arbutifolia

Salix caprea (♀)

S. acutifolia

S. brachypoda

S. cinerea

S. phylicifolia

S. rhamnifolia

Toisusu cardiophylla (♂)

Чернь

Leptoxyphium fumago (Woron.) Crous.

Salix taraikensis

а)missing image file

b)

c)

d)

Рис. 1. Некоторые микромицеты семейства Salicaceae: a – Septoria didyma Fuckel. на Chosenia arbutifolia, b – Erysiphe adunca (Wallr.) Fr. на Salix phylicifolia, c – Leptoxyphium fumago (Woron.) Crous. на Salix taraikensis, d – Cercospora salicina Ellis et Everh. на S. caprea subsp.hultenii (♂)

Мучнистая роса вызывается у представителей семейства лишь одним видом гриба – Erysiphe adunca (Wallr.) Fr. Поражение этим грибом было выявлено у 8 видов. Мицелий гриба поверхностный, поражение проявляется на листьях в виде мучнистого налета. Придатки клейстотециев только одного типа – нитевидной формы, не очень длинные, бесцветные, на концах загнуты крючком.

Сажистый грибок Leptoxyphium fumago (Woron.) crous. был выявлен только на листьях Salix taraikensis. Придатки многочисленные, бесцветные, с перегородкой и перетяжками. Заболевание проявляется в виде черного «сажистого» налета на поверхности листьев.

В табл. 2 показаны виды патогенных микромицетов, поражающих исследуемые растения. Внешний вид некоторых видов микромицетов и пораженных ими листьев представлен на рис. 1; на рис. 2 показана встречаемость данных патогенов на листьях ивовых.

Заключение

Наибольшая повреждаемость листовой пластинки грибными заболеваниями из всех изученных в г. Санкт-Петербурге (Ботанический сад Петра Великого) видов Salicaceae выявлена у аборигенных видов Salix caprea (♀), S. phylicifolia и видов-интродуцентов S. divaricata, S. rhamnifolia и S. taraikensis. Минимальное поражение листьев характерно для Salix pseudomedemii (местный вид), Salix integra (♀) и S. vinogradovii (интродуценты).

missing image file

Рис. 2. Встречаемость фитопатогенных микромицетов на растениях семейства Salicaceae

На листьях растений Salicaceae патогенные микромицеты чаще всего вызывают пятнистость. Большинство видов поражаются грибом Septoria didyma Fuckel. (10 видов) и Erysiphe adunca (Wallr.) Fr. (8 видов). Также микромицеты вызывают на листьях исследуемых растений ржавчину, мучнистую росу и чернь. К патогенным грибам в условиях Санкт-Петербурга устойчивы такие виды-интродуценты, как Salix vinogradovii и S. integra (♀ и ♂).


Библиографическая ссылка

Трофимова А.С., Яндовка Л.Ф., Фирсов Г.А. ПАТОГЕННЫЕ МИКРОМИЦЕТЫ У ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ СЕМЕЙСТВА SALICACEAE, ИНТРОДУЦИРОВАННЫХ В БОТАНИЧЕСКОМ САДУ ПЕТРА ВЕЛИКОГО // Научное обозрение. Биологические науки. – 2023. – № 1. – С. 67-72;
URL: https://science-biology.ru/ru/article/view?id=1315 (дата обращения: 14.07.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674