Фітопатогенні бактерії в агрофітоценозах України

Серед збудників хвороб і шкід­ників рослин відомі 250 видів прокаріотів (мікоплазм, бактерій, актиноміцетів). На щастя, більшість із них має обмежений ареал поширення або уражує лише окремі культури та не завдає значних економічних збитків рослинницькій галузі в Україні. Разом із тим, відомі десятки видів фітопатогенних бактерій, які значно поширені на території нашої країни та спричиняють бактеріальні хвороби економічно значимих для рослинництва України культур (пшениці, жита, вівса, сої, картоплі, томата та ін.).

Найшкодочинніші бактерії належать до родів Pseudomonas (зокрема, Pseudomonas syringae), Ralstonia, Agrobacterium, Xanthomonas, Erwinia, Xylella, Pectobacterium і Dickeya.

Економічні збитки від бактеріальних хвороб сильно варіюють залежно від культури, що уражується, виду фітопатогенних бактерій, стадії, на якій відбулося інфікування рослин, погодно-кліматичних умов, які можуть як сприяти активному розвитку збудника, так і обмежувати його, заходів, які вжито для обмеження розвитку збудника.

Складність проблеми поширення бактеріальних хвороб в Україні полягає не лише в обмеженості засобів, які дають змогу ефективно контролювати фітопатогенні бактерії, а й у недостатній теоретичній та практичній підготовці спеціалістів рослинництва України у питаннях діагностування та контролю фітопатогенних бактерій. Більшість відкритих на сьогодні бактеріальних хвороб рослин спочатку відносили до абіотичних факторів, грибних, вірусних захворювань, і тіль­ки згодом встановлювали дійсного збудника захворювань — бактерії. Все це тому, що бактерії як патогени недооцінює багато фітопатологів ще навіть сьогодні.

ІСТОРІЯ ВИВЧЕННЯ

Вперше про здатність бактерій спричинювати хвороби рослин повідомив російський фітопатолог М. Воронін у 1869 р. Але, як виявилось пізніше, він помилково прийняв симбіотичні азотфіксатори за патогени.

Фітопатогенні бактерії майже одночасно були відкриті в Європі і США в ХІХ столітті. В той час багато вчених вважали, що бактерії не здатні спричинювати хвороби рослин. Першовідкривачем бактеріозів рослин в Америці став Т. Дж. Берріл, який у 1879 р. довів, що опік груші спричиняє бактерія. Але найвидатнішу роль у розвитку бактеріальної фітопатології віді­грав його учень і послідовник Ервін Сміт (1854–1927), який 1890 р. обладнав лабораторію у Вашингтоні й розпочав систематичні дослідження бактеріальних хвороб. Важко порахувати всі бактеріози рослин, досліджені Е. Смітом. Ім’я Ервіна Сміта увічнено в назві роду бактерій Erwinia, що включає значну кількість видів фітопатогенних бактерій.

І все ж до кінця ХІХ ст. переважна більшість дослідників, як і раніше, відводила цю роль виключно грибам. Але на межі ХІХ та ХХ ст. увагу наукової спільноти Росії до розв’язання цього питання привернув професор Петербурзького університету Г. А. Надсон (1867–1940), який закликав ретельно вивчати хвороби рослин бактеріального походження, а вивчивши — боротися з ними.

Цілеспрямовані дослідження бактеріальних хвороб рослин розгорнулися на початку ХХ ст. у Санкт-Петербурзі, у керованому А. А. Ячевським відділі фітопатології Головного ботанічного саду, де з 1913 р. І. Л. Сербінов почав завідувати підвідділом бактеріальних та функціональних хвороб рослин — першого наукового підрозділу в Росії, що спеціалізувався на цьому напрямі. Після від’їзду І. Л. Сербінова у 1916 р. до Одеси роботи із дослідження бактеріозів у Петербурзі продовжувалися, хоча в умовах війни та розрухи вони носили випадковий, неплановий характер.

ДОСЛІДЖЕННЯ ФІТОПАТОГЕННИХ БАКТЕРІЙ У ВІДДІЛІ ФІТОПАТОГЕННИХ БАКТЕРІЙ ІНСТИТУТУ МІКРОБІОЛОГІЇ І ВІРУСОЛОГІЇ ІМ. Д. К. ЗАБОЛОТНОГО НАНУ

Бактеріальні хвороби рослин і біологію їхніх збудників вивчають нині у багатьох країнах. В Україні бактеріальні хвороби почали вивчати на початку ХХ ст. — через 42 роки після їхнього відкриття. Вже три чверті століття над цією проблемою успішно працюють співробітники відділу фітопатогенних бактерій Інституту мікробіології і вірусології НАН України. Результати, здобуті в цьому напрямі вітчизняними дослідниками, опубліковані у багатьох монографіях та сотнях статей. Відділ фітопатогенних бактерій — один із найстаріших у Інституті мікробіології і вірусології НАН України — він був організований у 1934 році. Керівниками відділу були д-р біол. наук, проф., чл.-кор. АН України Г.О. Ручко (до 1937 р.), канд. біол. наук Н.С. Новікова (1937– 1943), д-р біол. наук, проф. К.Г. Бельтюкова (1943–1971), д-р біол. наук, проф. Р.І. Гвоздяк (1971–2006), а з 2006 р. по нинішній час відділом керує д-р біол. наук, проф., академік НААНУ В.П. Патика.

Від часу заснування й до сьогодні науковці відділу вивчають збудників бактеріальних хвороб зернових, зернобобових, овочевих, технічних, плодових та декоративних культур.

ПОШИРЕННЯ БАКТЕРІАЛЬНИХ ХВОРОБ РОСЛИН В УКРАЇНІ

В Україні в різні роки виявляли ураженість сільськогосподарських культур багатьма видами фітопатогенних бактерій (табл.). Останніми роками спостерігається тенденція до збільшення кількості бактеріальних хвороб, що обумовлено як об’єктивними факторами (кліматичні зміни, інтродукція нових культур), так і суб’єктивними (недостатній контроль за збудниками, несвоєчасне виявлення, застосування надмірної кількості пестицидів).

Завдають значної шкоди зерновим культурам патовари Pseudomonas syringae — atrofaciens (базальний бактеріоз), coronafaciens (ореольний бактеріоз), syringae (бактеріальний опік); Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum (бактеріальна, або стеблова, гниль) та Xanthomonas translucens (чорний бактеріоз), які знижують товарну якість продукції і зменшують урожай зерна на 40%, а в роки епіфітотій — понад 70%.

Шкідливість бактеріальних хвороб зернових культур виявляється в утворенні плямистостей на різних органах рослин, які зменшують асиміляційну поверхню; загибелі окремих органів чи рослин; зменшенні загальної кіль­кості та довжини колосків, числа зер­нівок у колосі; утворенні плюсклого зерна.

Виникнення та поширення бактеріозів зернобобових щороку в різних регіонах України і світі відбувається за такою схемою: у період від проростання та цвітіння рослин переважають хвороби, які спричинюють фітопатогенні бактерії роду Pseudomonas: кутаста плямистість сої (P. savastanoi pv. glycinea), квасолі (P. savastanoi pv. phaseolicola), бактеріальний опік гороху (P. syringae pv. pisi), облямівкова плямистість (P. syringae pv. syringae), бактеріальний опік (P. syringae pv. tabaci).

Переважно з фази цвітіння та зав’язі бобів виникає змішана інфек­ція, яку спричинюють збудники роду Pseudomonas і Xanthomonas — Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli (бура плямистість квасолі), X. axonopodis pv. glycineа (пустульний бактеріоз сої), X. fuscans subsp. fuscans (дрібна коричнева плямистість), X. heterocea (чорна плямистість). Останнім часом на посі­вах сої та квасолі поширюється збудник іржаво-бурої плямистості Сurtobacterium flaccumfaciens pv. flaccumfaciens.

У господарствах, що вирощують томати у закритому і відкритому ґрунті, поширені збудники бактеріального раку — Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis, бактеріальної крапчастості — Pseudomonas syringae pv. tomato та бактеріальної плямистості — Xanthomonas vesicatoria.