Спецвозможности
Аналитика

Фитопатогенные бактерии в агрофитоценозах Украины

16.01.2020
832
Фитопатогенные бактерии в агрофитоценозах Украины фото, иллюстрация
Среди возбудителей болезней и вредителей растений известны 250 видов прокариотов (микоплазм, бактерий, актиномицетов). К счастью, большинство из них имеет ограниченный ареал распространения или поражает только отдельные культуры и не причиняет значительного экономического ущерба растениеводческой отрасли в Украине. Вместе с тем, известны десятки видов фитопатогенных бактерий, которые широко распространены на территории нашей страны и вызывают бактериальные болезни экономически значимых для растениеводства Украина культур (пшеницы, ржи, овса, сои, картофеля, томата и др.).
 
Самыми вредоносными являются бактерии, принадлежащие к родам Pseudomonas (в частности, Pseudomonas syringae), Ralstonia, Agrobacterium, Xanthomonas, Erwinia, Xylella, Pectobacterium и Dickeya.
 
Экономический ущерб от бактериальных болезней сильно варьирует в зависимости от культуры, которая поражается; вида фитопатогенных бактерий, стадии, на которой произошло инфицирование растений; погодно-климатических условий, которые могут как способствовать активному развитию возбудителя, так и ограничивать его; мероприятий, принятых для ограничения развития возбудителя.
 
Сложность проблемы распространения бактериальных болезней в Украине заключается не только в ограниченности средств, позволяющих эффективно контролировать фитопатогенные бактерии, но и в недостаточной теоретической и практической подготовке специалистов растениеводства Украины в вопросах диагностики и контроля фитопатогенных бактерий. Большинство открытых на сегодня бактериальных болезней растений сначала относили к абиотическим факторам, грибным, вирусным заболеваниям, и только потом устанавливали истинного возбудителя заболеваний - бактерии. Все это потому, что бактерии как патогены недооценивает много фитопатологов еще даже сегодня.

 

ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ

Кутаста плямистість сої, збудник Pseudomonas savastanoi pv. Glycinea

Впервые о возможности бактерий вызывать болезни растений сообщил российский фитопатолог М. Воронин в 1869 г. Но, как оказалось позже, он ошибочно принял симбиотические азотфиксаторы за патогены.

Фитопатогенные бактерии почти одновременно были открыты в Европе и США в XIX столетии. В то время многие ученые считали, что бактерии не способны вызывать болезни растений. Первооткрывателем бактериозов растений в Америке стал Т. Дж. Беррил, который в 1879 г. доказал, что ожог груши вызывает бактерия. Но выдающуюся роль в развитии бактериальной фитопатологии сыграл его ученик и последователь Эрвин Смит (1854-1927), который в 1890 г. оборудовал лабораторию в Вашингтоне и начал систематические исследования бактериальных болезней. Трудно сосчитать все бактериозы растений, исследованные Э. Смитом. Имя Эрвина Смита увековечено в названии рода бактерий Erwinia, включающей значительное количество видов фитопатогенных бактерий.

И все же к концу XIX в. подавляющее большинство исследователей по-прежнему отводило эту роль исключительно грибам. Но на рубеже ХIХ и ХХ вв. внимание научного сообщества России к решению этого вопроса привлек профессор Петербургского университета Г. А. Надсон (1867-1940), который призвал тщательно изучать болезни растений бактериального происхождения, а изучив - бороться с ними.
 
Целенаправленные исследования бактериальных болезней растений развернулись в начале ХХ в. в Санкт-Петербурге, в управляемом А. А. Ячевского отделе фитопатологии Главного ботанического сада, где с 1913 г.. И. Л. Сербинов начал заведовать подотделом бактериальных и функциональных болезней растений - первого научного подразделения в России, специализирующийся на этом направлении. После отъезда И. Л. Сербинова в 1916 в Одессу работы по исследованию бактериозов в Петербурге продолжались, хотя в условиях войны и разрухи они носили случайный, неплановый характер.

 

Базальний бактеріоз пшениці, збудник Pseudomonas syringae pv. AtrofaciensИССЛЕДОВАНИЯ ФИТОПАТОГЕННЫХ БАКТЕРИЙ В ОТДЕЛЕ ФИТОПАТОГЕННЫХ БАКТЕРИЙ ИНСТИТУТА МИКРОБИОЛОГИИ И ВИРУСОЛОГИИ ИМ. Д. К. ЗАБОЛОТНОГО НАНУ

Бактериальные болезни растений и биологию их возбудителей изучают сейчас во многих странах. В Украине бактериальные болезни начали изучать в начале ХХ в. - через 42 года после их открытия. Уже три четверти века над этой проблемой успешно работают сотрудники отдела фитопатогенных бактерий Института микробиологии и вирусологии НАН Украины. Результаты, полученные в этом направлении отечественными исследователями, опубликованы во многих монографиях и сотнях статей. Отдел фитопатогенных бактерий - один из старейших в Институте микробиологии и вирусологии НАН Украины - он был организован в 1934 году. Руководителями отдела были д-р биол. наук, проф., чл.-корр. АН Украины Г. А. Ручка (до 1937 г.), канд. биол. наук Н. С. Новикова (1937-1943), д-р биол. наук, проф. К. Бельтюкова (1943-1971), д-р биол. наук, проф. Р. И. Гвоздяк (1971-2006), а с 2006 г. по настоящее время отделом руководит д-р биол. наук, проф., академик НААНУ В.П. Патыка.

С момента основания и до сих пор ученые отдела изучают возбудителей бактериальных болезней зерновых, зернобобовых, овощных, технических, плодовых и декоративных культур.

 

РАСПРОСТРАНЕНИЕ БАКТЕРИАЛЬНЫХ БОЛЕЗНЕЙ РАСТЕНИЙ В УКРАИНЕ

Іржаво-бура плямистість сої, збудник Curtobacterium flaccumfaciensВ Украине в разные годы проявляли пораженность сельскохозяйственных культур многими видами фитопатогенных бактерий (табл.). В последние годы наблюдается тенденция к увеличению количества бактериальных болезней, что обусловлено как объективными факторами (климатические изменения, интродукция новых культур), так и субъективными (недостаточный контроль за возбудителями, несвоевременное выявление, применение чрезмерного количества пестицидов).

Наносят значительный ущерб зерновым культурам патовары Pseudomonas syringae - atrofaciens (базальный бактериоз), coronafaciens (ореольний бактериоз), syringae (бактериальный ожог), Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum (бактериальная, или стеблевая, гниль) и Xanthomonas translucens (черный бактериоз), которые снижают товарное качество продукции и уменьшают урожай зерна на 40%, а в годы эпифитотий - более 70%.
 
Вред бактериальных болезней зерновых культур проявляется в образовании пятнистости на различных органах растений, которые уменьшают ассимиляционную поверхность; гибели отдельных органов или растений; уменьшении общего количества и длины колосьев, числа зерновок в колосе; образовании плюсклого зерна.
 
Возникновение и распространение бактериозов зернобобовых ежегодно в разных регионах Украины и в мире происходит по следующей схеме: в период от прорастания и цветения растений преобладают болезни, которые вызывают фитопатогенные бактерии рода Pseudomonas: угловатая пятнистость сои (P. savastanoi pv. Glycinea), фасоли (P. savastanoi pv. phaseolicola), бактериальный ожог гороха (P. syringae pv. pisi), окаймляющая пятнистость (P. syringae pv. syringae), бактериальный ожог (P. syringae pv. tabaci).
 
Преимущественно с фазы цветения и завязи бобов возникает смешанная инфекция, которую вызывают возбудители рода Pseudomonas и Xanthomonas - Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli (бурая пятнистость фасоли), X. axonopodis pv. Glycine (пустульный бактериоз сои), X. fuscans subsp. fuscans (мелкая коричневая пятнистость), X. heterocea (черная пятнистость). В последнее время на посевах сои и фасоли распространяется возбудитель ржаво-бурой пятнистости Сurtobacterium flaccumfaciens pv. flaccumfaciens.
 
В хозяйствах, выращивающих томаты в защищенном и открытом грунте, распространены возбудители бактериального рака - Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis, бактериальной крапчатости - Pseudomonas syringae pv. tomato и бактериальной пятнистости — Xanthomonas vesicatoria.

 

КАРАНТИННЫЕ ФИТОПАТОГЕННЫЕ БАКТЕРИИ И ОПАСНОСТЬ ИХ ПОЯВЛЕНИЯ В УКРАИНЕ

М’яка гниль картоплі, збудник Pectobacterium carotovorum subsp. Carotovorum

Особую опасность представляет появление в стране новых возбудителей. Именно поэтому распространение фитопатогенных бактерий, вместе с другими фитопатогенными организмами, контролируют специальные государственные органы в большинстве стран мира. В Украине эти функции возложены на Государственную службу Украины по вопросам безопасности пищевых продуктов и защиты потребителей. В своей деятельности специалисты карантинных подразделений службы используют Закон Украины «О карантине растений» и утвержденный Министерством аграрной политики Украины «Перечень регулируемых вредных организмов». В частности, в такой перечень внесены:
 
в списке А-1 «Карантинные организмы, отсутствующие в Украине»:
 
1. Burkholderia caryophylli (Burkholder) Yabuuchi et al. - бактериальный вилт гвоздики
 
2. Erwinia stewartii (Smith) Dye., Pantoea stewartii, Xanthomonas stewartii Dowson - бактериальное увядание кукурузы
 
3. Ralstonia solanacearum (Smith) Yabuuchi - бурая гниль картофеля
 
4. Xanthomonas campestris pv. hyacinthi (Wakker) Dovson. - желтая болезнь гиацинтов
 
5. Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Ishyama) Swings et al. - бактериальный ожог риса
 
6. Xanthomonas oryzae pv. oryzicola (Fang et al.) Swings et al - бактериальная пестрота риса
 
7. Xylella fastidiosa Wells et al. - бактериоз винограда (болезнь Пирса)
 
8. Xylophilus ampelinus (Panagopoulos) Willems et al. - бактериальное увядание винограда;
 
в списке А-2 "Карантинные организмы, ограниченно распространенные в Украине»:
 
1. Erwinia amylovora (Burrill) Winslow et al. - бактериальный ожог плодовых.
 
в список регулируемые некарантинные вредные организмы:
 
1. Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicum (Spieckermann & Kotthoff) - кольцевая гниль картофеля
 
2. Xanthomonas arboricola pv. pruni (Smith) Vauterin et al. - бактериальная пятнистость листьев косточковых

3. Xanthomonas vesicatoria (ex Doidge) Vauterin et al. — черная бактериальная пятнистость пасленовых.

 
О значительную опасности фитопатогенных бактерий и их способности вызывать огромный вред свидетельствует внесение некоторых видов таких бактерий в Список товаров двойного использования, которые могут быть использованы в создании бактериологического (биологического) и токсического оружия, утвержденного Постановлением №868 Кабинета Министров Украины от 15 ноября 2017 г.
 
В частности, в этот список внесены:
 
1) возбудитель бактериоза сахарного тростника (Xanthomonas albilinans);
 
2) возбудитель бактериального рака цитрусовых (Xanthomonas axonopodis pv. Citri, Xanthomonas campestris pv. Citri);
 
3) возбудитель бактериального ожога риса (Xanthomonas oryzae pv. Oryzae);
 
4) возбудитель кольцевой гнили картофеля (Clavibacter michiganensis subsp. Sepedonicum);
 
5) возбудитель бурой бактериальной гнили (Ralstonia solanacearum).
 
По данным Государственной службы Украины по вопросам безопасности пищевых продуктов и защиты потребителей, по состоянию на 2017 год на территории Украины выявлены следующие опасные карантинные возбудители бактериозов: возбудитель бактериального ожога плодовых - в двух областях, возбудитель вилта кукурузы - в семи областях, возбудитель бурой гнили картофеля - в одной области.

 

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ОСНОВНЫХ ВОЗБУДИТЕЛЕЙ БАКТЕРИАЛЬНЫХ БОЛЕЗНЕЙ

Ураження томатів збудником бактеріального раку C. michiganensis subsp. michiganensis

При разработке методов контроля фитопатогенных бактерий следует учитывать особенности их биологии. Растительные остатки, посадочный материал, семена и почвА могут быть источниками фитопатогенных бактерий.
 
Фитопатогенная бактериальная биота семян могут быть поверхностной и внутренней. Поверхностная инфекция семян возникает в результате механического загрязнения бактериями или кусочками пораженной ткани растений, которые содержат в себе патогены (например, при удалении семян из плодов, оставленных на семенники). Внутренняя инфекция семян связана с проникновением бактерий в ткани пораженного растения. В этом случае бактерии попадают в семена и проникают в сосуды. Поэтому чрезвычайно важно до посева семян провести их лабораторный анализ, особенно если семена получены из растений, которые выросли в районах с неблагополучным фитосанитарным состоянием.
 
В период вегетации фитопатогенные бактерии распространяются от растения к растению воздушными течениями, влагой (с дождем), насекомыми, человеком. На дальние расстояния бактерии переносятся птицами (в клюве или лапах), семенами или посадочным материалом.
 
При разработке мер контроля возбудителей бактериальных болезней следует учитывать способы сохранения бактерий (источники первичной инфекции) и пути распространения инфекции. Главное внимание следует сосредоточить на уничтожение растительных остатков, соблюдение севооборота, отбор здорового посадочного материала и дезинфекцию семян. Важно придерживаться правильной агротехники (сроки посева, нормы посева, количество удобрений, режимы температуры и влажности в защищенном грунте и т.д.), направленной на создание оптимальных для растений условий роста и развития.
 
В производственных условиях против возбудителей бактериальных болезней применяют фунгициды, поскольку специальных препаратов с антибактериальной активностью среди зарегистрированных в Украине нет. Антибактериальную активность в отношении некоторых видов фитопатогенных бактерий проявляют фунгициды, содержащие фосфиты алюминия, манкоцеб и манкоцеб в сочетании с металаксилом.
 
Во всем мире для контроля особо опасных возбудителей бактериальных болезней растений используют антибиотики. Установлено, что применение антибиотиков оправдано для защиты фруктовых деревьев (яблони, груши, персика, нектарина) при выращивании растений в закрытом грунте, а также ягодных культур и др.
 
В Украине нет зарегистрированных для использования в растениеводстве антибиотиков, что с учетом значительного роста резистентности микроорганизмов к антибиотикам является вполне оправданной мерой.
 
Прекрасной альтернативой химическим препаратам в защите от фитопатогенных бактерий могут стать биологические препараты на основе бактерий-антагонистов. Подтверждена антагонистическая активность бактерий родов Bacillus и Streptomyces к фитопатогенным бактериям. А биопрепараты на их основе можно рекомендовать применять для контроля возбудителей бактериальных болезней.
 
Стоит также заметить, что выращивание устойчивых сортов является одной из приоритетных стратегий контроля фитопатогенных бактерий.

Л. Буценко, канд. биол. наук, старш. научн. сотрудник,

Л. Пасечник, д-р биол. наук, старш. научн. сотрудник

Отдел фитопатогенных бактерий,

Институт микробиологии и вирусологии им. Д. К. Заболотного НАНУ

Журнал «Пропозиція», №11, 2018 р.

Ключевые слова: болезни растений

Интервью
10 апреля украинское подразделение французской компании MAS Seeds и фирма Innovation Agro Technologies подписали меморандум о сотрудничестве, который предусматривает внедрение в хозяйствах, которые являются клиентами MAS Seeds, созданной в... Подробнее
Сергей Потапов, менеджер по развитию плодоовощного бизнеса Украинского проекта бизнес-развития плодоовощеводства, как оказалось, давно знаком с ореховой тематикой. А сейчас среди партнеров проекта есть и одно объединение производителей... Подробнее

1
0