Оцінювання грибів-ендофітів для біологічного контролю дотистромозу сосни кримської (Pinus nigra subsp. pallasiana)

  • Kateryna Davydenko Український науково-дослідний інститут лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М. Висоцького http://orcid.org/0000-0001-6077-8533
Ключові слова: Dothistroma septosporum; Dothistroma pini; патоген; біологічний контроль.

Анотація

Дотистромоз зазвичай викликають два види патогенних грибів, Dothistroma septosporum та Dothistroma pini. Дотистромоз хвої є однією із найбільш важливих інвазійних хвороб сосни у багатьох країнах. Ця хвороба нещодавно виникла в Україні й була оцінена як основна загроза для сосни кримської (Pinus nigra subsp. pallasiana); для Pinus sylvestris L. вона є менш загрозливою.

На сьогодні існують відомості, що грибні та бактеріальні ізоляти можуть зменшити ріст і патогенність грибів – збудників хвороб рослин. У цьому дослідженні інфіковані й неінфіковані хвоїнки зібрані у 30-річних насадженнях сосни кримської (P. nigra subsp. pallasiana) на півдні України. За допомогою фітопатологічних методів упродовж 2012-2014 рр. з хвої кримської сосни отримано 244 ізоляти ендофітних грибів, які використовували для аналізу їхньої антагоністичної активності.

Збудники дотистромозу (Dothistroma spp.) та потенційно перспективні для подальших експериментів грибні культури виявлені за допомогою ізоляції та застосування специфічних для виду методів полімеразної ланцюгової реакції.

Серед усіх ендофітів відібрано вісім видів грибів, які були спільними для всіх зразків і мали ознаки антагоністичної активності або раніше були визначені як антагоністи грибних захворювань рослин. Усі відібрані види протестовані на антигрибну активність стосовно дотистромозу (Dothistroma spp.) у чашках Петрі та на саджанцях сосни кримської у розсаднику. Найкращі показники антигрибної активності стосовно Dothistroma pini досягнуті під час використання грибів Trichoderma sp. та Gliocladium rosea. Це дає змогу припустити, що обидва види мають високий потенціал запобігання ураженню й поширенню дотистромозу, принаймні на молодих деревцях сосни. Значне зменшення кількості конідій збудника та пригнічення росту спор виявлено на хвоїнках, оброблених Trichoderma sp. та Gliocladium rosea у порівнянні з іншими видами грибів.

Хоча патоген D. pini присутній в Україні майже скрізь, де росте кримська сосна, важливо використовувати біологічні засоби контролю, які могли б зменшити вірулентність збудника дотистромозу або забезпечити стійкість рослини-живителя. Таким чином, використання ефективного біологічного контролю дотистромозу може бути корисним у лісових розсадниках, де важливо зменшити втрати від інфекції D. pini до висаджування кримської сосни в польові умови.  

Біографія автора

Місце роботи автора

Доцент, старший науковий співробітник, Запрошений науковий співробітник Департаменту Лісової мікології і фітопатології Шведського Аграрного Університету

Посилання

Adamson, K., Mullett, M. S., Solheim, H., Barnes, I., Müller, M. M., Hantula, J., ... Drenkhan R. (2018). Looking for relationship between the populations of Dothistroma septosporum in northern Europe and Asia. Fungal genetics and biology, 110, 15-25. https://doi.org/10.1016/j.fgb.2017.12.001
Alenezi, F. N., Fraser, S., Bełka, M., Doğmuş, T., Heckova, Z., Oskay, … Woodward, S. (2016). Biological control of Dothistroma needle blight on pine with Aneurinibacillus migulanus. Forest Pathology, 46, 555-558. https://doi.org/10.1111/efp.12237
Barnes, I., Crous, P.W., Wingfield, M. J., & Wingfield, B. D. (2004). Multigene phylogenies reveal that red band needle blight of Pinus is caused by two distinct species of Dothistroma, D. septosporum and D. pini. Studies in Mycology, 50, 551–565. Available at: http://www.wi.knaw.nl/images/ResearchGroups/Phytopathology/pdf/PDF%20OP%20NUMMER/201.pdf
Barnes, I., Cortinas, M. N., Wingfield, M. J., & Wingfield, B. D. (2008). Microsatellite markers for the red band needle blight pathogen, Dothistroma septosporum. Molecular Ecology Resources, 8 (5), 1026-1029. https://doi.org/10.1111/j.1755-0998.2008.02142.x
Bradshaw, R. E. (2004). Dothistroma (red‐band) needle blight of pines and the dothistromin toxin: a review. Forest Pathology, 34 (3), 163-185. https://doi.org/10.1111/j.1439-0329.2004.00356.x
Bulman, L. S., Dick, M. A., Ganley, R. J., McDougal, R. L., Schwelm, A., & Bradshaw, R. E. (2013). 22 Dothistroma Needle Blight. In book: Infectious forest diseases. Croydon: CABI & CPI Group (UK) Ltd.
Bulman, L. S., Bradshaw, R. E., Fraser, S., Martín‐García, J., Barnes, I., Musolin, D. L., … Tubby, K. (2016). A worldwide perspective on the management and control of Dothistroma needle blight. Forest Pathology, 46 (5), 472-488. https://doi.org/10.1111/efp.12305
Eschen, R., Roques, A., Santini, A., (2014). Taxonomic dissimilarity in patterns of interception and establishment of alien arthropods, nematodes and pathogens affecting woody plants in Europe. Diversity and Distributions, 21(1), 36-45. https://doi.org/10.1111/ddi.12267
Drenkhan, R, Tomešová-Haataja, V., Fraser, S., Vahalik, P., Mullett, M., Martín-García, J., … Barnes, I., (2016). Global geographic distribution and host range of Dothistroma species: a comprehensive review. Forest Pathology, 46 (5), 408-442. https://doi.org/10.1111/efp.12290
Fraser, S., Martín‐García, J., Perry, A., Kabir, M. S., Owen, T., Solla, A., ... & Vasconcelos, M. W. (2016). A review of Pinaceae resistance mechanisms against needle and shoot pathogens with a focus on the Dothistroma-Pinus interaction. Forest pathology, 46 (5), 453-471. https://doi.org/10.1111/efp.12201
Ioos, R., Fabre, B., Saurat, C., Fourrier, C., Frey, P., & Marçais, B. (2010). Development, comparison, and validation of real-time and conventional PCR tools for the detection of the fungal pathogens causing brown spot and red band needle blights of pine. Phytopathology, 100 (1), 105-14. https://doi.org/10.1094/PHYTO-100-1-0105.
Lazarević, J., Davydenko, K., & Millberg, H. (2017). Dothistroma needle blight on high altitude pine forests in Montenegro. Baltic Forestry, 23 (1), 294-302. Available at: https://www.balticforestry.mi.lt/bf/PDF_Articles/2017-23%5B1%5D/Baltic%20Forestry%202017.1_294-302.pdf
Millberg, H., Hopkins, A. J. M., Boberg, J., Davydenko, K., & Stenlid, J. (2016). Disease development of Dothistroma needle blight in seedlings of Pinus sylvestris and Pinus contorta under Nordic conditions. Forest pathology, 46 (5), 515-521. https://doi.org/10.1111/efp.12242
Moraga-Suazo, P., Opazo, A., Zaldúa, S., González, G., & Sanfuentes, E. (2011). Evaluation of Trichoderma spp. and Clonostachys spp. strains to control Fusarium circinatum in Pinus radiata seedlings. Chilean journal of agricultural research, 71 (3), 412. http://biblioteca.inia.cl/medios/biblioteca/agritec/NR38113.pdf
Rabiey, M., Hailey, L. E., Roy, S. R., Grenz, K., Al-Zadjali, M. A., Barrett, G. A., & Jackson, R. W. (2019). Endophytes vs tree pathogens and pests: can they be used as biological control agents to improve tree health? European Journal of Plant Pathology, 155, 711-729. Available at: https://link.springer.com/article/10.1007/s10658-019-01814-y
Rigerte, L., Blumenstein, K., & Terhonen, E. (2019). New R-Based Methodology to Optimize the Identification of Root Endophytes against Heterobasidion parviporum. Microorganisms, 7 (4), 102. https://doi.org/10.3390/microorganisms7040102.
Schroers, H. J. (2001). A monograph of Bionectria (Ascomycota, Hypocreales, Bionectriaceae) and its Clonostachys anamorphs. Utrecht: Centraalbureau voor Schimmelcultures
Schwelm A., Barron N. J., Baker J., Dick M., Long P. G., Zhang S., & Bradshaw R. E. (2009). Dothistromin toxin is not required for Dothistroma needle blight in Pinus radiata. Plant Pathology, 58, 293-304. https://doi.org/10.1111/j.1365-3059.2008.01948.x
Usichenko, A. S. & Akulov A. Y. (2005). Dothistroma septosporum (teleomorph Mycosphaerella pini) – quarantine plant pathogenic fungus revealed in Ukraine. In: Proceedings of the ‘Fungi in Natural and Anthropogenous Ecosystems, 1 (pp. 248-253). Sankt-Petersburg: V. L. Komarova Botanical Institute of Russian Academy of Sciences (In Russian).
Woods, A., Coates, K. D., & Hamann, A. (2005). Is an unprecedented Dothistroma needle blight epidemic related to climate change? BioScience, 55 (9), 761-769. https://doi.org/10.1641/0006-3568(2005)055[0761:IAUDNB]2.0.CO;2
Опубліковано
2019-12-26
Розділ
БІОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ РОСЛИННИХ УГРУПОВАНЬ