БИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ
БИОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ
ПЕЧАТНАЯ ВЕРСИЯ
ЭЛЕКТРОННАЯ ВЕРСИЯ
 
КАК ПОДАТЬ РУКОПИСЬ
 
КАРТА САЙТА
НА ГЛАВНУЮ

 

 

 

 

doi: 10.15389/agrobiology.2019.3.597rus

УДК 633.11:632.4.01.08:577:57.082.5

 

ЖИЗНЕСПОСОБНОСТЬ И ВИРУЛЕНТНОСТЬ ИЗОЛЯТОВ
ВОЗБУДИТЕЛЯ БУРОЙ РЖАВЧИНЫ ПШЕНИЦЫ
(Puccinia triticina Eriks.) ПРИ ДОЛГОСРОЧНОМ ХРАНЕНИИ

Н.С. ЖЕМЧУЖИНА, М.И. КИСЕЛЕВА, А.И. ЖЕМЧУЖИНА, С.А. ЕЛИЗАРОВА

В Государственной коллекции фитопатогенных микроорганизмов Всероссийского НИИ фитопатологии (ФГБНУ ВНИИФ) накоплено огромное количество изолятов возбудителя бурой ржавчины (Puccinia triticina Eriks.) — крайне вредоносного и эпифитотийного заболевания пшеницы. Ежегодно коллекция пополняется новыми изолятами гриба, проявляющими значительное разнообразие по составу генов вирулентности и происхождению. Одна из основных задач коллекции — сохранение изолятов гриба без потери их биологических свойств для проведения лабораторных и полевых экспериментов. В настоящей работе впервые установлена корреляционная зависимость между жизнеспособностью изолятов бурой ржавчины и длительностью хранения в условиях низких положительных и ультранизких температур. Целью наших 10-летних исследований была сравнительная оценка жизнеспособности и вирулентности коллекционных изолятов Puccinia triticina после длительного хранении при +4 °С и -80 °С. Материалом служили 124 изолята P. triticina, выделенные с пораженных образцов пшеницы (Triticum aestivum L.) в 2005, 2006, 2008, 2009, 2010 и 2012 годах в Центральном, Северо-Кавказском и Западно-Сибирском регионах Российской Федерации. Растения восприимчивой линии Хакасская и линий пшеницы с единичными генами устойчивости выращивали по стандартной методике в гидропонной культуре. Гены вирулентности в изолятах P. triticina определяли на наборах Lr-линий сорта Thatcher с генами ювенильной устойчивости. В бытовом холодильнике споры гриба хранили при температуре +4 °С в течение 1-10 мес в пробирках; в морозильной камере REVCO («Revco», США) — при -80 °С в течение 3, 4, 5, 6, 7 и 10 лет в пластиковых контейнерах. Изоляты грибы различались по вирулентности и были отнесены к 74 фенотипам. Жизнеспособность снятых с хранения изолятов определяли двумя способами: по прорастанию спор, нанесенных на пластинки с 2 % голодным агар-агаром, и инокуляцией суспензией спор всходов пшеницы восприимчивого сорта. Хранение уредоспор возбудителя бурой ржавчины в условиях низких положительных температур быстро приводило к ослаблению жизнеспособности гриба, вплоть до полной гибели. В течение 1-2 мес изоляты сохраняли высокий процент прорастания спор (от 48 до 95 %), а через 6 мес этот показатель снижался до 3,0-22,7 %. Коэффициент корреляция между числом проросших спор на 2 % голодном агаре и длительностью хранения при низкой положительной температуре составляла 0,79. В условиях низких отрицательных температур изоляты гриба оставались жизнеспособными при хранении в течение 3-10 лет. Число проросших спор у разных изолятов, независимо от срока хранения, составляло 25-79 %, а интенсивность поражения растений достигала 25-100 %. На показатели жизнеспособности изолятов при одинаковых сроках хранения влияли многие факторы. Основными из них могли быть погрешности при подготовке материала перед закладкой на хранение, при выведении из анабиотического состояния или нарушения режима хранения технического характера. Тем не менее хранение коллекционных образцов P. triticina при низких отрицательных температурах обеспечило достаточно высокую выживаемость в течение 10 лет. После хранения в течение 7 лет проверка вирулентности изолятов гриба для растений пшеницы с использованием линий-дифференциаторов с генами Lr9 и Lr19 показала идентичность реакций до и после проведения опыта. Таким образом, хранение спорового материала P. triticina в морозильных камерах при температуре -80 °С позволяет максимально сохранить его без изменения жизнеспособности и вирулентности.

Ключевые слова: коллекция микроорганизмов, бурая ржавчина, изолят, популяция, вирулентность, хранение.

 

 

VIABILITY AND VIRULENCE OF WHEAT LEAF RUST AGENT (Puccinia triticina Eriks.) ISOLATES AFTER LONG TERM PRESERVATION

N.S. Zhemchuzhina, M.I. Kiseleva, A.I. Zhemchuzhina, S.A. Elizarova

The State Collection of phytopathogenic microorganisms (ARRIP) accumulates a great number of wheat leaf rust agent (Puccinia triticina Eriks.) isolates, an extremely harmful and epiphytotic pathogen. Annually the collection is replenished with new leaf rust isolates from different populations. Annual estimation of the virulence genes’ frequency in isolates makes it possible to track the dynamics of the fungal populations. One of the main tasks of the State collection is to preserve the isolates of the fungus without losing their biological properties to involve these isolates in further laboratory and field experiments. For this purpose, the viability and virulence of P. triticina collection isolates was evaluated during 10-year preservation in a household refrigerator (+4 °С) and in a REVCO freezer (-80 °С, Revco, USA). We used 124 P. triticina isolates collected in 2005, 2006, 2008, 2009, 2010 and 2012 from damaged wheat (Triticum aestivum L.) samples in the Central, North Caucasus and West Siberian regions of the Russian Federation. The isolates differed in virulence and were assigned to 74 phenotypes. The viability of the isolates after storage was determined by spore germination on 2 % water agar plates and by inoculation of susceptible wheat cultivars. Storing of the leaf rust uredospores at low positive temperatures quickly led to a weakening of the viability of the fungus, up to complete destruction. After 1-2 months at +4 °С, the isolates had a high germination capacity, from 48 to 95 %, which decreased in 6 months to 3.0-22.7 %. The correlation between the number of germinated spores on 2 % agar-agar and the duration of storage at a low positive temperature was 0.79. Leaf rust isolates remained viable during storage for 3-10 years under low negative temperatures (-80 °С). The number of germinated spores of different isolates regardless of the preservation period was 25-79 %, and the disease intensity reached 25-100 %. Many factors influence viability of isolates. These mostly are improper sample processing prior to putting into storage and during reviving from an anabiotic state, or disturbance of storage of technical character. However, storage of P. triticina isolates at low negative temperatures ensured a rather high survival rate for 10 years. Checking the virulence of the isolates after 7-year storage with the use of susceptible wheat cultivar and Lr9 and Lr19 lines showed identical indicators before and after the storage. The method of storing spores at -80 °C allows rather high rate of preservation without changing fungal viability and virulence.

Keywords: collection of microorganisms, leaf rust, isolate, population, virulence, preservation.

 

ФГБНУ Всероссийский НИИ фитопатологии,
143050 Россия, Московская обл., Одинцовский р-н,
пос. Большие Вяземы, ул. Институт, вл. 5, 
e-mail: zhemch@mail.ru ✉, kiseleva@vniif.ru, zhemchuzhina@vniif.ru, elizarova@vniif.ru

Поступила в редакцию
5 июля 2018 года

 

назад в начало

 


СОДЕРЖАНИЕ

 

 

Полный текст PDF

Полный текст HTML