Помощь студентам в учебе
РАЗНООБРАЗИЕ ФУЗАРИЕВЫХ ГРИБОВ НА ПОСЕВАХ ПШЕНИЦЫ ООО «СПК «МЕЖЕНИНОВСКИЙ» ТОМСКОГО РАЙОНА
|
Введение 4
1 Аналитический обзор литературы 8
1.1 Общие сведения о вредоносности грибов рода Fusarium 8
1.2 Общая характеристика грибов рода Fusarium 11
1.3 Виды грибов рода Fusarium и их описание 13
1.4 Распространение грибов рода Fusarium 17
1.5 Факторы, способствующие заражению фузариозом
зерновых культур 19
1.6 Фузариоз колоса и зерна 20
1.7 Фузариозная корневая гниль 21
1.8 Борьба с фузариозами зерновых культур 22
1.9 Основные признаки, используемые для разделения
видов в таксономии фузариоза 24
1.10 Краткая история систематики грибов рода Fusarium 42
2 Материалы и методы 45
2.1 Объект исследования 45
2.2 Питательные среды 46
2.3 Оценка развития корневых гнилей зерновых
культур в вегетационный период 46
2.4 Фитосанитарная экспертиза семян 49
2.5 Выделение чистых культур 49
2.6 Идентификация видов грибов рода Fusarium 50
2.7 Статистическая обработка данных 51
3 Результаты и обсуждение 52
3.1 Фитосанитарная оценка семян перед посевом 52
3.2 Оценка динамики развития корневых гнилей
на посевах пшеницы в период вегетации 53
3.3 Фитосанитарная оценка семян нового урожая 54
3.4 Выделение и получение чистых культур
грибов рода Fusarium 55
Выводы 61
Список использованных источников и литературы 62
1 Аналитический обзор литературы 8
1.1 Общие сведения о вредоносности грибов рода Fusarium 8
1.2 Общая характеристика грибов рода Fusarium 11
1.3 Виды грибов рода Fusarium и их описание 13
1.4 Распространение грибов рода Fusarium 17
1.5 Факторы, способствующие заражению фузариозом
зерновых культур 19
1.6 Фузариоз колоса и зерна 20
1.7 Фузариозная корневая гниль 21
1.8 Борьба с фузариозами зерновых культур 22
1.9 Основные признаки, используемые для разделения
видов в таксономии фузариоза 24
1.10 Краткая история систематики грибов рода Fusarium 42
2 Материалы и методы 45
2.1 Объект исследования 45
2.2 Питательные среды 46
2.3 Оценка развития корневых гнилей зерновых
культур в вегетационный период 46
2.4 Фитосанитарная экспертиза семян 49
2.5 Выделение чистых культур 49
2.6 Идентификация видов грибов рода Fusarium 50
2.7 Статистическая обработка данных 51
3 Результаты и обсуждение 52
3.1 Фитосанитарная оценка семян перед посевом 52
3.2 Оценка динамики развития корневых гнилей
на посевах пшеницы в период вегетации 53
3.3 Фитосанитарная оценка семян нового урожая 54
3.4 Выделение и получение чистых культур
грибов рода Fusarium 55
Выводы 61
Список использованных источников и литературы 62
Грибы рода Fusarium на протяжении многих лет играли важную роль в качестве патогенов растений, вызывающих такие заболевания, как корневая или стеблевая гниль, увядание, гниль плодов или семян и болезни листьев [Nelson, Dignani, Anaissie, 1994 ; Leslie, Summerell, 2006]. Часто поражение сельскохозяйственных культур этими патогенами приводит к значительным потерям урожая, что наносит большой экономический ущерб сельскохозяйственным культурам [Коломиец, Панкратова, 2016].
Микромицеты рода Fusarium широко распространены в почве, на растительных остатках, колонизируют подземные и генеративные органы растений. Они встречаются в тропических и умеренных регионах, а также в пустынных, альпийских и арктических районах [Nelson, Dignani, Anaissie, 1994]. Заражение колоса может происходить по сосудам или воздушно-капельным путем [Торопова, Стецов, Чулкина, 2011]. Для успешного заражения существенную роль играют сортовые особенности культуры, фитосанитарное состояние почвы, конкуренция с другими фитопатогенами, погодные условия и др. [Принципы и методы селекции пшеницы ... , 2016 ; Торопова, Селюк, Казакова, 2018]. Грибы данного рода способны поражать не только растения. При употреблении зараженного продовольственного зерна они наносят вред здоровью животных и человека, вызывая заболевания, которые нередко приводят к смертельному исходу [Nelson, Toussoun, Marasas, 1983 ; Мазыгула, Харламова, 2015]. Уровень смертности среди людей с системными фузариозными инфекциями составляет > 70 % [Leslie, Summerell, 2006]. Причиной заболеваний являются синтезируемые фузариями вторичные метаболиты - микотоксины. Исследования показали, что употребление в пищу зерна, зараженного F. sporotrichioid.es и F. роае, вызывает у человека септическую ангину (алиментарно-токсическая аллейкия) [Райлло, 1950]. Кроме того F. роае ведет к развитию у человека болезни Урова, или Кашина-Бека. У животных
F. sporotrichioid.es вызывает геморрагический синдром, который очень похож на алиментарно-токсическую аллейкию, так как оба заболевания вызваны трихотеценовыми микотоксинами, такими как токсин Т-2 и диацетоксисцирпенол, a F. moniliforme приводит к отеку легких у свиней [Nelson, Dignani, Anaissie, 1994 ; Гулиева, Ахундова, 2016].
Одной из проблем, с которой сталкиваются работники, интересующиеся представителями разных видов грибов рода Fusarium, является корректная идентификация каждого штамма. На сегодняшний день не существует универсальной таксономической системы грибов рода Fusarium. Еще с 1809 года, когда Генрих Фридрих Линк выделил род Fusarium в отдельную таксономическую группу, было предпринято много попыток для ее создания, но они не увенчались успехом [Молекулярногенетические методы ... , 2016]. Разработку стабильной таксономической системы затрудняет широкая вариабельность морфологических, культурных и физиологических характеристик. С одной стороны, эта способность к варьированию может частично объяснять способность видов Fusarium заселять разнообразные экологические ниши в большинстве географических районов мира. Но ввиду высокой изменчивости морфологических структур, их сходства у близкородственных видов процесс определения видов становится более сложным [Nelson, Toussoun, Marasas, 1983 ; Nelson, Dignani, Anaissie, 1994 ; Leslie, Summerell, 2006 ; Молекулярно-генетические методы ... ,2016].
Выращивание грибов на средах, подходящих для развития комплекса морфологических признаков, требует времени, иногда нескольких недель, и означает, что тщательная диагностика часто является медленным процессом. Поэтому всё большее значение приобретает молекулярная диагностика, а именно применение ДНК-маркеров [Leslie, Summerell, 2006 ; Молекулярногенетические методы ... ,2016].
Многие виды грибов рода Fusarium, используемые в настоящее время в таксономических системах, плохо определены, и во многих случаях типовых образцов просто не существует [Leslie, Summerell, 2006].
Несмотря на ежегодный мониторинг состояния посевов зерновых культур, который осуществляет ФГБУ «Россельхозцентр» по Томской области, последнюю структуру популяции данных грибов описывали не позднее 60-х годов прошлого столетия. Раньше в Западной Сибири и Зауралье среди грибов доминировал Bipolaris sorokiniana Sacc. Shoem. Однако, начиная с 2007-2008 г., стали доминировать грибы рода Fusarium. Этому способствовали усиление засушливости климата, минимизация обработки почвы, снижение супрессивности почв и их засоренность семенами сорных растений [Торопова, Селюк, Казакова, 2018 ; Грибы рода Fusarium на зерне ... , 2020].
По оценкам ФГБУ «Россельхозцентр» фузариоз зерновых культур в условиях Томской области встречается ежегодно, но в течение последних лет поражение им яровых зерновых значительно растет. Все больше аграриев сталкивается с этой проблемой, а в некоторых из них заболевание приобретает масштаб эпифитотии, что может привести к потере урожая равной 50 % [О проблеме поражения зерновых фузариозом ... , 2022].
Целью выпускной квалификационной работы является видовая идентификация грибов рода Fusarium, изолированных с растений яровой пшеницы летней {Triticum aestivum L.) на полях ООО «СПК «Межениновский» Томского района.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Провести анализ распространенности и встречаемости грибов рода Fusarium среди возбудителей семенных инфекций, корневых гнилей и заболеваний колоса пшеницы ООО «СПК «Межениновский».
2. Изолировать представителей грибов рода Fusarium в чистую культуру и создать музей фузариевых грибов на базе кафедры сельскохозяйственной биологии.
3. Провести видовую идентификацию отдельных изолятов фузариевых грибов на основании морфологических и культуральных признаков.
Работа была выполнена на кафедре сельскохозяйственной биологии НИ ТГУ и в ООО «СПК «Межениновский» под руководством канд. биол. наук, доцента Оксаны Модестовны Минаевой с сентября 2022 г. по май 2024 г..
Автор выражает благодарность старшему лаборанту Екатерине Викторовне Корниевской за помощь в проведении экспериментальной части работы и кандидату биологических наук, доценту Юрию Александровичу Чикину за ценные рекомендации и предоставленный теоретический материал, сыгравшие значительную роль в достижении цели работы.
Микромицеты рода Fusarium широко распространены в почве, на растительных остатках, колонизируют подземные и генеративные органы растений. Они встречаются в тропических и умеренных регионах, а также в пустынных, альпийских и арктических районах [Nelson, Dignani, Anaissie, 1994]. Заражение колоса может происходить по сосудам или воздушно-капельным путем [Торопова, Стецов, Чулкина, 2011]. Для успешного заражения существенную роль играют сортовые особенности культуры, фитосанитарное состояние почвы, конкуренция с другими фитопатогенами, погодные условия и др. [Принципы и методы селекции пшеницы ... , 2016 ; Торопова, Селюк, Казакова, 2018]. Грибы данного рода способны поражать не только растения. При употреблении зараженного продовольственного зерна они наносят вред здоровью животных и человека, вызывая заболевания, которые нередко приводят к смертельному исходу [Nelson, Toussoun, Marasas, 1983 ; Мазыгула, Харламова, 2015]. Уровень смертности среди людей с системными фузариозными инфекциями составляет > 70 % [Leslie, Summerell, 2006]. Причиной заболеваний являются синтезируемые фузариями вторичные метаболиты - микотоксины. Исследования показали, что употребление в пищу зерна, зараженного F. sporotrichioid.es и F. роае, вызывает у человека септическую ангину (алиментарно-токсическая аллейкия) [Райлло, 1950]. Кроме того F. роае ведет к развитию у человека болезни Урова, или Кашина-Бека. У животных
F. sporotrichioid.es вызывает геморрагический синдром, который очень похож на алиментарно-токсическую аллейкию, так как оба заболевания вызваны трихотеценовыми микотоксинами, такими как токсин Т-2 и диацетоксисцирпенол, a F. moniliforme приводит к отеку легких у свиней [Nelson, Dignani, Anaissie, 1994 ; Гулиева, Ахундова, 2016].
Одной из проблем, с которой сталкиваются работники, интересующиеся представителями разных видов грибов рода Fusarium, является корректная идентификация каждого штамма. На сегодняшний день не существует универсальной таксономической системы грибов рода Fusarium. Еще с 1809 года, когда Генрих Фридрих Линк выделил род Fusarium в отдельную таксономическую группу, было предпринято много попыток для ее создания, но они не увенчались успехом [Молекулярногенетические методы ... , 2016]. Разработку стабильной таксономической системы затрудняет широкая вариабельность морфологических, культурных и физиологических характеристик. С одной стороны, эта способность к варьированию может частично объяснять способность видов Fusarium заселять разнообразные экологические ниши в большинстве географических районов мира. Но ввиду высокой изменчивости морфологических структур, их сходства у близкородственных видов процесс определения видов становится более сложным [Nelson, Toussoun, Marasas, 1983 ; Nelson, Dignani, Anaissie, 1994 ; Leslie, Summerell, 2006 ; Молекулярно-генетические методы ... ,2016].
Выращивание грибов на средах, подходящих для развития комплекса морфологических признаков, требует времени, иногда нескольких недель, и означает, что тщательная диагностика часто является медленным процессом. Поэтому всё большее значение приобретает молекулярная диагностика, а именно применение ДНК-маркеров [Leslie, Summerell, 2006 ; Молекулярногенетические методы ... ,2016].
Многие виды грибов рода Fusarium, используемые в настоящее время в таксономических системах, плохо определены, и во многих случаях типовых образцов просто не существует [Leslie, Summerell, 2006].
Несмотря на ежегодный мониторинг состояния посевов зерновых культур, который осуществляет ФГБУ «Россельхозцентр» по Томской области, последнюю структуру популяции данных грибов описывали не позднее 60-х годов прошлого столетия. Раньше в Западной Сибири и Зауралье среди грибов доминировал Bipolaris sorokiniana Sacc. Shoem. Однако, начиная с 2007-2008 г., стали доминировать грибы рода Fusarium. Этому способствовали усиление засушливости климата, минимизация обработки почвы, снижение супрессивности почв и их засоренность семенами сорных растений [Торопова, Селюк, Казакова, 2018 ; Грибы рода Fusarium на зерне ... , 2020].
По оценкам ФГБУ «Россельхозцентр» фузариоз зерновых культур в условиях Томской области встречается ежегодно, но в течение последних лет поражение им яровых зерновых значительно растет. Все больше аграриев сталкивается с этой проблемой, а в некоторых из них заболевание приобретает масштаб эпифитотии, что может привести к потере урожая равной 50 % [О проблеме поражения зерновых фузариозом ... , 2022].
Целью выпускной квалификационной работы является видовая идентификация грибов рода Fusarium, изолированных с растений яровой пшеницы летней {Triticum aestivum L.) на полях ООО «СПК «Межениновский» Томского района.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Провести анализ распространенности и встречаемости грибов рода Fusarium среди возбудителей семенных инфекций, корневых гнилей и заболеваний колоса пшеницы ООО «СПК «Межениновский».
2. Изолировать представителей грибов рода Fusarium в чистую культуру и создать музей фузариевых грибов на базе кафедры сельскохозяйственной биологии.
3. Провести видовую идентификацию отдельных изолятов фузариевых грибов на основании морфологических и культуральных признаков.
Работа была выполнена на кафедре сельскохозяйственной биологии НИ ТГУ и в ООО «СПК «Межениновский» под руководством канд. биол. наук, доцента Оксаны Модестовны Минаевой с сентября 2022 г. по май 2024 г..
Автор выражает благодарность старшему лаборанту Екатерине Викторовне Корниевской за помощь в проведении экспериментальной части работы и кандидату биологических наук, доценту Юрию Александровичу Чикину за ценные рекомендации и предоставленный теоретический материал, сыгравшие значительную роль в достижении цели работы.
