Бактеріальна мікробіота коренеплодів цукрових буряків, уражених хвостовою гниллю

Размещено на http://www.allbest.ru/

Інститут біоенергетичних культур і цукрових буряків НААН

БАКТЕРІАЛЬНА МІКРОБОІТА КОРЕНЕПЛОДІВ ЦУКРОВИХ БУРЯКІВ, УРАЖЕНИХ ХВОСТОВОЮ ГНИЛЛЮ

К.П. ДВОРАК, аспірантка

У складі мікробіоти коренеплодів цукрових буряків з типовими симптомами ураженості хвостовою гниллю на основі визначення морфологічних та культурально-біохімічних властивостей встановлено наявність бактерій Pantoea agglomerans, Pectobacterium сarotovorum і представників родів Pseudomonas та Bacillus.

Хвостова гниль коренеплодів, цукрові буряки, бактерії, ураження, властивості, ідентифікація

Гнилі коренеплодів, яких на даний час визначено більше 20 видів, є одними з основних причин зниження урожайності і технологічних якостей цукрових буряків. Патогенез гнилей коренеплодів цукрових буряків є складним процесом, оскільки в ньому бере участь комплекс мікроорганізмів, які постійно конкурують між собою за умови існування.

Хвостова гниль або гомоз є однією з найбільш шкідливих хвороб бактеріального походження на цукрових буряках. Щорічно нею уражується від 2 до 4,2 % рослин, практично у всіх зонах бурякосіяння України [4]. Місцем проникнення бактерій у коренеплід і поширення в ньому є судинно-волокнисті пучки; на розрізах через корінь вище ураження із тканин пучків виступають краплини рідини, у яких виявляють багаточисленні бактерії [1].

Хвостова гниль уражує коренеплід ще під час вегетації і часто призводить до його повної загибелі [ 11]. Загнивання кореня починається з хвостової частини, звідки і виникла назва хвороби; ще одна її назва - гомоз тому що характеризується м'яким слизовим загниванням тканин ще на початковій стадії ураження. Уражена частина коренеплоду спочатку темніє, а потім набуває свинцево- чорного або сірого кольору, буріє та відмирає [3, 11]. цукровий буряк мікробіота бактерія

Листки уражених рослин набувають хлоротичного вигляду, некротизуються і відмирають - спочатку нижні, а потім решта [9].

Частково уражені коренеплоди фабричних і маточних буряків під час зберігання продовжують гнити і служать джерелом кагатної гнилі [4].

До збудників хвороби відносять Xanthomonas axonopodis pv. vasculorum (Cobb 1894J Vauterin et.al. 1995. Застаріла назва Xanthomonas campestris pv. vasculorum (Cobb 1894J Dye 1978 [5]. Окрім цього виду на поверхні та у внутрішніх тканинах уражених хвостовою гниллю коренеплодів цукрових буряків можуть перебувати різні види бактерій, які можуть ініціювати інфекційний процес або посилювати ураженість рослин, спричинену іншими мікроорганізмами.

Мета досліджень - ідентифікувати бактерії у складі мікробіоти, уражених хвостовою гниллю коренеплодів цукрових буряків.

Матеріали і методи досліджень. Матеріалом для досліджень були коренеплоди цукрових буряків з типовими симптомами ураження хвостовою гниллю, відібрані у другій половині вегетації культури на дослідних ділянках в умовах Уладово-Люлинецької дослідно- селекційної станції.

Для ізоляції бактерій із промитих коренеплодів з ознаками бактеріального ураження вирізали шматочки, які охоплювали частину ураженої та здорової тканини, розтирали їх в ступці з 0,5 мл стерильної водогінної води і використовували для бактеріологічного посіву на поверхню картопляного агару. Бактерії культивували за температури 28 °С протягом 5 діб.

Морфологічні, культуральні та фізіолого-біохімічні властивості виділених бактерій визначали, використовуючи класичні методи [2, 8]. Для встановлення наявності пектолітичних ферментів вивчали здатність ізолятів бактерій мацерувати шматочки картоплі. Здатність індукувати реакцію надчутливості визначали, вводячи суспензію бактеріальних клітин 1х10⁷ КУО/мл під епідерміс листків тютюну за методом Z. Klement et al. [8]. Ідентифікацію виділених бактерій здійснювали відповідно до визначника Бергі [6].

Результати досліджень та їх обговорення. Досліджувані зразки коренеплодів характеризувалися наявністю загнивання їх хвостової частини. Уражені тканини мали темне забарвлення, були розм'якшеними. За розміром уражені коренеплоди були меншими, порівняно зі здоровими.

В результаті бактеріологічного аналізу виділено різні морфологічні типи ізолятів бактерій. У виділених ізолятів бактерій визначено морфологічні, фізіолого-біохімічні властивості і на основі отриманих даних ідентифіковано 17 ізолятів (табл.1).

Ізоляти бактерій Б-55, Б-56-1, Б-59-2, Б-62-1, що формують округлі колонії жовтого кольору з ущільненим центром, рівними або слабо хвилястими краями і є грамнегативними, оксидазонегативними, рухливими, не спороутворюючими паличками ідентифіковано як представників виду Pantoea agglomerans.

Чотири ізоляти бактерій (Б-53-8, Б-54-2, Б-60-3, Б-58-1), що формують гладенькі, блискучі, напівпрозорі колонії сірого кольору і є грамнегативними, оксидазонегативними, рухливими, не спороутворюючими паличками, здатними споживати глюкозу в аеробних та анаеробних умовах і спричинювати мацерацію рослинних тканин, віднесено до виду Pectobacterium carotovorum.

На основі даних про те, що ізоляти Б-53-3, Б-54, Б-55, Б-53-1, Б- 53-6, Б-62-2 формують напівпрозорі блискучі колонії сірого кольору, є грамнегативними рухливими аеробними флуоресціюючими паличками, здатними ініціювати реакцію надчутливості у листках тютюну, їх ідентифіковано як представників роду Pseudomonas.

З уражених коренеплодів цукрових буряків також виділено ізоляти бактерій Б-55-2, Б-60-1, Б-53-5, які характеризувалися

формуванням колоній бежевого кольору з лапчастими краями, паличкоподібною формою клітин, позитивним забарвленням за Грамом, здатністю до спороутворення та руху і ферментативним типом засвоєння глюкози, тому їх віднесено до роду Bacillus.

Отримані результати узгоджуються з даними російських фітопатологів, які вказують, що бактерії родів Pseudomonas та Bacillus mesentericus і виду Pantoea agglomerans здатні закупорювати провідну систему, порушувати метаболізм рослин, розвиваючись у клітинах зі слабким тургором і можуть викликати симптоми, подібні до некрозу судинних пучків, а підселена до них сапрофітна мікрофлора здатна ініціювати або прискорювати гниття [5].

У літературі також є повідомлення, що бактерії роду Pectobacteruim неодноразово виділяли із уражених м'якою гниллю коренеплодів цукрових буряків [7, 10]. Відомо, що завдяки наявності у бактерій цього роду пектолітичних ферментів, вони викликають загнивання рослинних тканин, спричинюють порушення їх цілісності, внаслідок чого виникає можливість проникнення в уражену рослину інших мікроорганізмів.

Морфологічні та фізіолого-біохімічні властивості бактерій, ізольованих з уражених хвостовою гниллю коренеплодів

Примітка: «+» - наявність ознаки; «-» - відсутність ознаки; «К» - утворення кислоти (зі зміною кольору середовища); Х - штамова варіабельність; «П» - палички; н/д - не досліджували.

Висновки. Отже, із уражених хвостовою гниллю конереплодів цукрових буряків ізольовано бактерії видів Pantoea agglomerans та Pectobacteruim carotovorum і представників родів Bacillus та Pseudomonas. Визначення видового складу патогенних бактерій і сапрофітів для сільськогосподарських культур, які перебувають на поверхні або у внутрішніх тканинах уражених рослин і можуть впливати на патологічні процеси, дає можливість підібрати дієві засоби обмеження їх розвитку і впливу на рівень їх шкідливості.

Таким чином, ізольовані та ідентифіковані бактерії виду Pectobacteruim carotovorum здатні спричинювати загнивання тканин коренеплодів, а бактерії виду Pantoea agglomerans і родів Bacillus та Pseudomonas викликають симптоми, подібні до некрозу судинних пучків та посилюють патологічні процеси ініційовані іншими бактеріями або багаточисленними мікроміцетами, що перебувають у ґрунті або на рослинних рештках і є причиною ураженості збудниками хвороб коренеплодів цукрових буряків.

Список літератури

1. Гвоздяк Р. І. Фітопатогенні бактерії. Бактеріальні хвороби рослин: [Монографія] / Р. І. Гвоздяк, Л. А. Пасічник, Л. М. Яковлева [та ін.]; за ред. В. П. Патики. К.: ТОВ «НВП «Інтерсервіс», 2011. 444 с.

1. Методы исследований бактериальных болезней растений / [К. И. Бельтюкова, М. С. Матышевская, М. Д. Куликовская, С. С. Сидоренко]. К.: Наук. думка, 1968. 316 с.

2. Роїк М. В. Хвороби коренеплодів цукрових буряків / М. В. Роїк, А. К. Нурмухаммедов, А. С. Корнієнко - К.: ПоліграфКонсалтинг, 2004. 224 с.

3. Саблук В. Т. Шкідники та хвороби цукрових буряків / В. Т. Саблук, Р. Я. Шендрик, Н. М. Запольська. К.: Колообіг, 2005. 448 с.

4. Селиванова Г. А. Причины широкого распространения корневых гнилей в ЦЧР / Г.А. Селиванова // Сахарная свекла. 2013. № 5. С. 27 - 31.

5. Brenneu D. J. Bergey's Manual of Systematic bacteriology. Second Edition, Vol. 2, part B. / D. J. Brenneu, N. R. Krieg, J. T. Staley. Springeu - 2005. 1106 p.

6. Fassihiani A. Characterization of Iranian Pectobacterium carotovorum Strains from Sugar Beet by Phenotypic Tests and Whole-cell Proteins Profile / A. Fassihiani, R. Nedaeinia // Phytopathol. 2008. Т. 156, № 5. P. 281 - 286.

7. Klemеnt Z. Methods in phytobacteriology // Z. Klemеnt, K. Rudolf, D. С. Sands - Budapest: Akadem^ Kiado, 1990. 568 p.

8. Koike S. T. Vegetable diseases: a color handbook / S. T. Koike P. Gladders, A. O. Paulus // Gulf Professional Publishing. London, 2007. 448 P.

9. Nedaienia R. Host range and distribution of Pectobacterium betavasculorum the causal agent of bacterial vascular necrosis and root rot of sugar beet in Fars province / R. Nedaienia, A. Fassihiani // Iran. J. Plant Path. 2011. Т. 47, №. 2. P. 47 - 48.

10. Pfдhler B. Rьbenfдulen Symptomatik und Verwechslungsmцglichkeiten / B. Pfдhler, G. Bьttner. Zuckerrьbe, 2001. № 5.- S. 296 - 298.

Размещено на Allbest.ru