Гриби Trichoderma для захисту тепличних культур від ооміцету Pythium sp.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Державний університет Молдови

Інститут генетики, фізіології та захисту рослин

Гриби Trichoderma для захисту тепличних культур від ооміцету Pythium sp.

Т.І. Щербакова, кандидат біологічних наук

Мета. Виявити високовірулентний гриб Trichoderma Pers. ex Fr. для захисту тепличних культур від патогену Pythium sp. Методи. Об'єктами досліджень були штами/ізоляти грибів Trichoderma spр. з робочої колекції лабораторії. Патоген Pythium sp. виділено з мінеральної вати, що використовується у гідропонній теплиці. Патогенність Pythium sp. визначали методом інфікування проростків огірка у вологій камері за температури 24°С. Для відбору активних штамів Trichoderma щодо Pythium sp., вивчали їхню антагоністичну активність методом подвійних культур. На 10-ту добу визначали показник інгібування грибів один одним (%). Результати. За визначення патогенності ізоляту Pythium sp. щодо проростків огірка на 4-ту добу настала 100% загибель всіх паростків. При вивченні антагонізму грибів Trichoderma та Pythium sp. відзначено високу швидкість зростання ооміцету у контролі. Через 50 год після висіву патоген заселив усю агарову пластинку. Однак у подвійних культурах гриби Trichoderma стримували зростання ооміцету. На 10-ту добу 4 штами: T. lignorum (syn. T. viride) CNMN-FD-14, T. asperellum, T. koningii та Trichoderma sp. 1K колонізували патоген з показником інгібування 100%. Інші гриби Trichoderma інгібували патоген на 83,5-- 94,1%. Висновки. Штами Trichoderma з високою інгібуючою активністю можуть бути використані як продуцент біопрепарату для захисту тепличних культур від ооміцету Pythium sp.

Pythium sp; Trichoderma spp; патоген; штам; антагоністична активність; подвійна культура

Trichoderma fungi for the protection of greenhouse crops against oomycete Pythium sp.

Goal. To identify a highly virulent fungus Trichoderma Pers. ex Fr. to protect greenhouse crops from the pathogen Pythium sp. Methods. The objects of research were strains/isolates of Trichoderma sp. from the working collection of the laboratory. The pathogen Pythium sp. was isolated from mineral wool used in a hydroponic greenhouse. The pathogenicity of Pythium sp. was determined by infecting cucumber seedlings in a humid chamber at 24°C. To select active strains of Trichoderma against Pythium sp., their antagonistic activity was studied by the method of double cultures. On day 10, the inhibition rate of fungi by each other (%) was determined. Results. When determining the pathogenicity of the isolate Pythium sp. against cucumber seedlings on day 4, 100% death of all sprouts occurred. When studying the antagonism of Trichoderma and Pythium sp. fungi, a high growth rate of oomycete was observed in the control. In 50 h after sowing, the pathogen colonized the entire agar plate. However, in double cultures, Trichoderma fungi inhibited the growth of oomycete. On day 10, 4 strains: T. lignorum (syn. T. viride) CNMN-FD-14, T. asperellum, T. koningii and Trichoderma sp. 1K colonized the pathogen with an inhibition rate of 100%. Other Trichoderma fungi inhibited the pathogen by 83.5--94.1%. Conclusions. Trichoderma strains with high inhibitory activity can be used as a producer of a biological product for the protection of greenhouse crops from Pythium sp. oomycete.

Pythium sp; Trichoderma spp; pathogen; strain; antagonistic activity; dual culture

Вступ

Деякі види ооміцетів Pythium spp. дуже агресивні, вражають молоді рослинні тканини огірків, перцю та томатів, що призводить до значних втрат урожаю. Патоген поширюється зооспорами, вихід яких із спорангіїв можливий лише за наявності крапель води. Це створює небезпеку у теплицях з використанням гідропонних технологій.

При вирощуванні рослин у сучасних теплицях, і особливо з використаниям гідропонних технологій, великого значення набуває здорова коренева система. Підвищена вологість, коливання температурних показників у кореневій зоні нижче норми, низький рівень кисню в поживному субстраті призводять до розвитку кореневих гнилей, збудниками яких можуть бути види Pythium spp. Рід Pythium -- це ґрунтові ооміцети від умовно-патогенних до високовірулентних збудників гнилей багатьох видів рослин. Вони є грибоподібними організмами, що відносяться до класу Oomycetes, порядку Peronosporales, сім. Pythiaceae J. Schrot. 1893, поширюються зооспорами, які утворюються в спорангіях, а їх вихід можливий лише за наявності крапель води [1]. Зооспори, що досягли поверхні кореня рослини, перетворюються на цисту, проростають і утворюють гіфи, які виділяють гідролітичні ферменти, що розкладають кореневу тканину. На корінні рослин Pythium утворюються ооспори і хламідоспори, які можуть витримувати тривалі несприятливі умови, а це сприяє накопиченню та поширенню патогену в ґрунті, воді та рециркулюючому поживному розчині.

Представники сімейства Pythiaceae -- факультативні паразити, деякі види дуже агресивні, уражують понад 150 видів вищих рослин. Більшість видів Pythium -- збудники захворювань, уражують молоді рослинні тканини гороху, буряків, салату, капусти, редиски, тютюну, тепличних культур огірків, перцю та томатів. Це викликає досходове і післясходове в'янення, зниження сили зростання сіянців, що вижили, або їхню загибель. Крім того, вони уражують коріння дорослих рослин, викликаючи кореневу гниль, важкі некрози та затримку росту. Завдані збитки призводять до значних втрат урожаю. Сортів, стійких проти Pythium spp., немає.

Мета досліджень -- виявити високовірулентний гриб Trichoderma Pers. ex Fr. для захисту тепличних культур від патогенного ооміцету Pythium sp.

Результати та обговорення

Дослідження проводили у 2022 р. у лабораторних умовах в Інституті генетики, фізіології та захисту рослин у складі Державного університету Молдови.

Об'єктами досліджень були штами грибів Trichoderma: Т. virens CNMN-FD-13, T. lignorum (syn. T. viride) CNMN-FD-14 та T. harzianum CNMN-FD-16 (Th-7F) -- продуценти біопрепаратів Gliocladina-SC, Trichodermina-SC, Trichodermina-BL та Trichodermina Th-7F-BL, внесені до Державного регістру коштів фітосанітарного призначення Молдови [2], а також перспективні ізоляти із робочої колекції. Патоген Pythium sp. виділено з мінеральної вати, яка використовується в гідропонній теплиці, ооміцет виділяли з усіх проб, взятих у різних частинах теплиці площею 3 га.

Патогенність Pythium sp. визначали методом інфікування проростків огірка сорту Конкурент: 4-денні проростки поміщали у вологу камеру в чашки Петрі з агаровим диском діаметром 10 мм, зарослим 5-денною культурою ооміцету. Інкубували при температурі 24°С, спостерігали щодня [3].

Для виявлення найбільш активних штамів/ізолятів Trichoderma по відношенню до Pythium sp., вивчали їхню антагоністичну активність методом зустрічних культур на агаровому поживному середовищі, що містить картопляний відвар. Посів блоками, повторність триразова [4]. Культивували при температурі 28°С -- оптимальній для досліджуваних грибів. Радіус колоній вимірювали щодня лінійним методом (мм), на 6-ту та 10-ту добу обчислювали показник інгібування грибів один одним (%). Оцінювали в балах ступінь наростання антагоніста на колонію Pythium: 0 балів -- наростання немає, 1 бал -- антагоніст займає 25% площі колонії патогену, 2 бали -- 25--50%, 3 бали -- 51--75%, 4 бали -- антагоніст займає 76--100% площі колонії патогену [5]. Проводили мікроскопування грибів у зонах наростання.

Для визначення антифунгальної активності грибів Trichoderma по відношенню до Pythium sp. використовували фугат (нативну культу- ральну рідину). Вивчали методом дифузії в агар з використанням металевих циліндриків [4].

Принцип використання живих мікроорганізмів у захисті рослин будується на явищах антагонізму -- це можливість гноблення, витіснення та придушення одних видів мікроорганізмів іншими. Антагонізм виникає в результаті безпосередньої взаємодії між двома мікроорганізмами, що займають ту саму екологічну нішу. Широко поширеними в природі антагоністами фітопатогенів є гриби Trichoderma, вони мають у своєму розпорядженні низку механізмів, що дають можливість придушувати багатьох збудників хвороб культурних рослин. До цих механізмів відносять: мікопаразитизм, антибіоз, конкуренцію за поживні речовини та за простір (швидке розмноження антагоніста та витіснення патогену), стійкість до стресів, інактивацію ферментів фітопатогенів. Гриби Trichoderma є швидкорослими, в чистій культурі через 4--6 діб після висіву блоком заселяється вся агарова платівка чашки Петрі [6, 7].

При визначенні патогенності ізоляту Pythium sp. щодо проростків огірка відзначено, що вже на 3-тю добу патоген виявив високу вірулентність, стеблинки паростків стали водянистими, при дотику тканина розкладалася, на 4-ту добу настала 100% загибель всіх паростків. За мікроскопіювання в рослинних клітинах виявлено велику кількість ооспор (рис. 1).

При вивченні антагоністичних взаємин грибів Trichoderma та Pythium sp. відзначена висока швидкість зростання ооміцету. Через 24 години радіус колонії Pythium sp. у контролі становив 45 мм, через 50 годин була заселена вся агарова пластинка. Однак у подвійних культурах гриби Trichoderma стримували зростання ооміцету, радіус колонії Pythium sp. через 48 год зростання становив від 41 мм у культурі з T. koningii до 68 мм у культурі з T. virens CNMN-FD-13 (від 20 до 51%). На третю добу та у наступні дні у всіх варіантах колонії грибів Trichoderma збільшувалися і почався процес колонізації патогену (рис. 2, табл. 1).

гриб trichoderma ооміцет pythium

Високу антагоністичну активність до Pythium sp. виявили штами T. lignorum (syn. T. viride) CNMN-FD-14, T. asperellum, T. koningii та ізолят Trichoderma sp. 1K, до десятого дня зростання вони повністю колонізували патоген із показником інгібування 100%. У штамів T. virens CNMN-FD-13 і T. harzianum CNMN-FD-16 антагонізм до ооміцету виявився дещо слабшим, на 6-ту добу зростання показник інгібування становив 80,0 і 81,2%, на 10-ту добу -- 89,4 та 83,5%, відповідно, зі ступенем наростання на патоген 4 бали. Ізоляти Trichoderma sp. 13т, sp. 2N та sp. 14N на 10-ту добу інгібували патоген на 87--94% (табл., рис. 3).

За характером росту гриби Trichoderma у подвійній культурі виявляли фунгістатичний аліментарний та територіальний антагонізм, при якому відбувалося наростання колонії гриба Trichoderma на поверхню фітопатогенної колонії, в результаті його зростання припинялося.

Характеристика антагоністичної взаємодії грибів Trichoderma та ооміцета Pythium sp. у подвійній культурі