Введение 1
Глава 1. Обзор литературы 5
1.1. Эпифитное микробное сообщество растений 5
1.2. Фитонцидная активность растений 10
1.3. Загрязнение атмосферного воздуха (Проблема загрязнения
атмосферного воздуха в городе Красноярск) 12
Глава 2. Объекты и методы исследования 14
2.1. Объекты исследования 14
2.2. Характеристика района исследования 17
2.3. Изучение микробного сообщества ели сибирской 18
2.4. Изучение особенностей формирования эпифитного сообщества
филлосферы сосны обыкновенной и ее фитонцидной активности при атмосферном загрязнении 20
2.5. Изучение влияния микроорганизмов, ассоциированных с растением,
на прорастание семян хвойных растений и сохранность всходов 22
Выводы 23
Список использованной литературы 24
В процессе индивидуального развития древесные виды постоянно подвергаются воздействию абиотических и биотических факторов окружающей среды. Эти воздействия иногда носят неблагоприятный для растений характер и могут служить причиной возникновения различных заболеваний. В большинстве случаев инициаторами инфекционного процесса выступают грибы, которые поражают корневую часть, стволы, листовой аппарат и семена деревьев.
Лесной фонд Красноярского края, занимающий значительную часть территории Средней Сибири, составляет 61,3 млн. га, представлен в основном хвойными массивами. Характерной особенностью лесных питомников является концентрация на единице площади большого количества растений одного вида и возраста, что увеличивает риск возникновения и распространения инфекционных заболеваний. Следовательно, оценка фитосанитарного состояния насаждений имеет важное практическое значение: выявление заболеваний ( как инфекционных, так и неинфекционных) на ранних стадиях способствует своевременному принятию соответствующих мер, увеличивающих сохранность растений. В настоящее время при оценке состояния фитоценозов все более широкое применение находят методы биоиндикации. В свою очередь, наиболее удобным биоиндикатором является микробное сообщество [15]. Используя высокую чувствительность микроорганизмов к изменениям окружающей среды, возможно проводить раннюю диагностику как негативных, так и позитивных изменений в экосистеме. Микробная индикация положительно зарекомендовала себя при оценке состояния почв при различных степенях антропогенной нагрузки [27, 39, 40, 43]. Исследования связаны в основном с изучением заболеваний растений. Внимание исследователей привлекали в основном возбудители различных типов поражения стволов и корней древесных растений (рак, гнили и т.д.) и поражение листового аппарата [21, 22, 25]. Также уделялось внимание возбудителям инфекционного полегания и бактериозов сеянцев хвойных в ряде лесопитомников Средней Сибири [7, 8, 9, 35, 36, 37, 38].
Эпифитная микрофлора играет важную роль в жизни растения-хозяина. Она имеет санитарно-экологическую значимость: фиксирует азот, выполняет защитную функцию, угнетая развитие патогенных грибов, попадающих на поверхность растения. Положительное влияние эпифитов выражается в их способности продуцировать ауксины, активизирующие рост и развитие растений, редуцировать аэрозольные загрязнители, выполняя функцию «мусорщиков». Кроме того, сукцессии банальных эпифитов на хвое здоровых и инфицированных растений служат индикаторами их состояния, в том числе на ранних стадиях патогенеза. Условно эпифитное микробное сообщество можно разделить на две составляющих: сапротрофные микроорганизмы (банальные эпифиты) и фитопатогенные микроорганизмы (преимущественно микромицеты) [15].
Целью данной работы являлось изучение микробного сообщества, ассоциированного с хвойными растениями.
В задачи исследования входило:
• Выявить динамики формирования эпифитного сообщества филлосферы, ризосферы и ризопланы ели сибирской (Picea obovata);
• Определить особенности формирования эпифитного сообщества филлосферы сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L) при атмосферном загрязнении;
• Исследовать фитонцидную активность хвои сосны обыкновенной, произрастающей в экологически благополучном районе (не подвергшейся техногенным загрязнениям) и при техногенном воздействии;
• Оценить влияние эпифитных микроорганизмов на всхожесть семян и сохранность сеянцев хвойных;
1. Изучена динамика формирования микробных сообществ филлосферы, ризосферы и ризопланы ели сибирской. Микробное сообщество представлено споровыми и неспоровыми бактериями, в том числе актиномицетами и грибными формами (как мицелиальными, так и дрожжевыми). Преимущественно доминировали неспоровые бактерии. В эпифитном сообществе актиномицеты не были представлены.
2. Изучены особенности формирования эпифитного сообщества хвойных при техногенном загрязнении на примере сосны обыкновенной. Общая численность микроорганизмов филлосферы сосны из благополучных районов достоверно ниже таковой из района, подверженному техногенному загрязнению.
3. Выявлено, что фитонцидная активность хвои сосны обыкновенной при техногенной нагрузке снижена по сравнению с деревьями, произрастающими в экологически благополучном районе. Из тестовых бактериальных изолятов наиболее чувствительными к летучим соединениям хвои оказались неспоровые бактерии. Из микромицетов наиболее чувствительным в обоих изучаемых вариантах оказался изолят Thrichoderma sp..
4. Обработка суспензией микроорганизмов способна увеличить
фактическую всхожесть семян при первоначальной не высокой лабораторной всхожести. Наибольшую сохранность сеянцев из опытных вариантов обеспечивает обработка суспензией микроорганизмов Serratia sp. и Cladosporium sp.. По результатам морфометрического анализа наиболее чувствительной к обработке микроорганизмами оказалась корневая система.
