Нове розуміння ролі фітопатогенних грибів, які переносяться сосновими короїдами, у всиханні соснових лісів

Ключові слова: офіостомові гриби; сосна звичайна; короїди; патогенність.

Анотація

Масове всихання соснових насаджень у багатьох країнах Європи, зокрема і в Україні, вимагає детального вивчення асоціацій ксилофагів і фітопатогенних грибів, насамперед – офіостомових, що разом з короїдами зумовлюють швидке масове всихання деревостанів. Робота скерована на отримання нових знань про асоціативні зв’язки ксилофагів із фітопатогенними грибами. Отримані дані можуть допомогти своєчасно і адекватно оцінити щкодочинність стовбурових шкідників та агресивність пов’язаних з ними фітопатогенів, шляхи поширення хвороб, способи запобігання і контролю за їхнім поширенням. Під час вивчення соснових стовбурових шкідників  було виявлено одинадцять офіостомових грибів (Graphium sp., Leptographium sosnaicola, Grosmannia olivacea, Grosmannia penicillata, Ophiostoma bicolor, O. ips, O. canum, O. piceae, O. minus, O .nigrocarpum, Graphilbum rectangulosporium), асоційованих з п'ятьма видами короїдів (Hylurgus ligniperda, Hylastes ater, Hylastes angustatus, Ips acuminatus та Ips sexdentatus). Саджанці сосни звичайної інокулювали офіостомовими грибами та стерильним середовищем (контроль) для оцінки їхньої патогенності. Інокуляція Leptographium sosnaicola Graphium sp та Ophiostoma minus спричиняла найбільші некрози, ураження та загибель сіянців сосни.

Серед офіостомових грибів лише Ceratocystis ips і Pesotum piceae (син. Ophiostoma piceae) були виявлені у всіх регіонах дослідження, тоді як Grosmannia penicillata та Leptographium sosnaicola були пов’язані виключно з Ips sexdentatus, а Ophiostoma pallidulum – з Ips acuminatus. Крім того, Grosmannia penicillata, G. olivacea, Graphium sp., Ophiostoma canum, O. minus,. O. pallidulum, Graphilbum rectangulosporium та Leptographium sosnaicola були вперше виявлені в Україні під час виконання наших досліджень. Інші офіостомові гриби – Ceratocystis ips та Pesotum picea раніше були виявлені в Україні як гриби, асоційовані з Pinus sylvestris.

Також в асоціації з ксилофагами було виявлено види, які належать до порядку Polyporales (Tremellomycetes, Corticiales, Agaricales та Russulales). У групі Basidiomycota трапляються гриби, що зумовлюють гнилизну деревини (Bjerkandera adusta, Fomitopsis pinicola, Heterobasidion annosum, Phlebiopsis gigantea), мікоризні гриби (Hebeloma sp.), а також види – збудники хвороб рослин (Cryptococcus sp.) та живильний гриб Entomocor.

Heterobasidion annosum s.l. – збудник кореневої губки сосни звичайної, який зумовлює масове всихання і загибель дерев, був виділений з жуків Hylurgus lighiperda, Hylastes ater та H. angustatus, що можна пояснити особливостями екології видів.

Досліджувані види короїдів є переносниками різних функціональних груп грибів, зокрема збудників хвороб сосни, а офіостомові гриби є тісно пов’язаними з ними симбіонтами. Крім того, види грибів з високим ступенем вірулентності можуть допомагати короїдам подолати захисні функції дерев і різною мірою спричиняти їхню загибель.

Посилання

Bezos, D., Martinez-Alvarez, P., Diez, J., & Fernandez, M. (2015) The pine shoot beetle Tomicus piniperda as a plausible vector of Fusarium circinatum in northern Spain. Annals of Forest Science, 72, 1079-1088. https://doi.org/10.1007/s13595-015-0515-4
Davydenko, K. (2021). Occurrence and pathogenicity of tree-pathogenic fungi vectored by bark beetles. Doctoral dissertation, Swedish University of Agricultural Sciences, 2021:25. https://pub.epsilon.slu.se/23333/
Davydenko, K., & Baturkin, D. (2020). Ophiostomatoid fungi vectored by bark beetles and colonizing trees of Pinus sylvestris in Sumy region (Ukraine). Наукові праці Лісівничої академії наук України, 21, 22-29. https://doi.org/10.15421/412022
Davydenko, K., Vasaitis, R., & Menkis, A. (2017) Fungi associated with Ips acuminatus (Coleoptera: Curculionidae) in Ukraine with a special emphasis on pathogenicity of ophiostomatoid species. European Journal of Entomology, 114, 77-85. https://doi.org/10.14411/eje.2017.011
Davydenko, K., Vasaitis, R., Meshkova, V., & Menkis, A. (2014) Fungi associated with the red-haired bark beetle, Hylurgus ligniperda (Coleoptera: Curculionidae) in the forest-steppe zone in eastern Ukraine. European Journal of Entomology, 111 (4), 561-565. https://search.proquest.com/docview/1622264211?accountid= 28676
Goldazarena, A., Romón, P., & López, S. (2012): Bark beetles control in forests of Northern Spain. In Larramendy M.L., & Soloneski S. (eds): Integrated Pest Management and Pest Control-Current and Future Tactics. In Tech, Open Access Publisher, pp.323-352
Hammer, О., Harper, D. A., & Ryan, P. D. (2001). PAST: Paleontological statistics software package for education and data analysis. Palaeontologia electronica, 4 (1), 9. https://palaeo-electronica.org/2001_1/past/issue1_01.htm
Hlásny, T., Krokene, P., Liebhold, A., Montagné-Huck, C., Müller, J., Qin, H., … Viiri, H. (2019). Living with bark beetles: impacts, outlook and management options. European Forest Institute. http://www.forestiersdalsace.fr/UserFiles/File/PDF/Exemples/Vivre-avec-les-scolytes-19.pdf
Hulcr, J., Barnes, I., De Beer, Z. W., Duong, T. A., Gazis, R., Johnson, A. J., … Villari, C. (2020) Bark beetle mycobiome: collaboratively defined research priorities on a widespread insect-fungus symbiosis. Symbiosis, 81, 101-113. https://doi.org/10.1007/s13199-020-00686-9
Jankowiak, R. (2006) Fungi associated with Tomicus piniperda in Poland and assessment of their virulence using Scots pine seedlings. Annals of Forest Science, 63, 801-808. https://doi.org/10.1051/forest:2006063
Jankowia, R. (2013) Assessing the virulence of ophiostomatoid fungi associated with the pine-infesting weevils to scots pine Pinus sylvestris L. seedlings. Acta Agrobotanica, 66, 85-94. http://yadda.icm.edu.pl/yadda/element/bwmeta1.element.agro-f07620c6-3e76-4bf4-9132-4118c2c7fffa
Jankowiak, R., & Bilański, P. (2013). Diversity of ophiostomatoid fungi associated with the large pine weevil, Hylobius abietis and infested scots pine seedlings in Poland. Annals of Forest Science, 70 (4), 391-402. https://doi.org/10.1007/s13595-013-0266-z
Jankowiak, R., & Hilszczanski, J. (2005) Ophiostomatoid, fungi associated with Ips typographus (L.) on Picea abies (L.) H. Karst. and Pinus sylvestris L. in north-eastern Poland. Acta Societatis Botanicorum Poloniae, 74, 345-350. https://agro.icm.edu.pl/agro/element/bwmeta1.element.agro-article-7002e736-e3df-45a4-8716-ffcb286a6812
Jankowiak, R., & Kolarik, M. (2010) Diversity and Pathogenicity of Ophiostomatoid Fungi Associated with Tetropium Species Colonizing Picea abies in Poland. Folia Microbiologica, 55, 145-154. https://doi.org/10.1007/s12223-010-0022-9
Klepzig, K. D., & Six, D. L. (2004) Bark beetle-fungal symbiosis: Context dependency in complex associations. Symbiosis, 37, 189-205. https://dalspace.library.dal.ca/bitstream/handle/10222/78032/VOLUME%2037-NUMBERS%201-3-2004-PAGE%20189.pdf?sequence=1
Linnakoski, R. (2011) Bark beetle-associated fungi in Fennoscandia with special emphasis on species of Ophiostoma and Grosmannia. Joensuu: Faculty of Science and Forestry School of Forest Sciences, University of Eastern Finland. https://pdfs.semanticscholar.org/1502/7a31e387b376984267eea244ca02eb76730c.pdf
Linnakoski, R., De Beer, Z. W., Duong, T. A., Niemela, P., Pappinen, A., & Wingfield, M. J. (2012). Grosmannia and Leptographium spp. associated with conifer-infesting bark beetles in Finland and Russia, including Leptographium taigense sp. nov Antonie van Leeuwenhoek, 102, 375-399. https://doi.org/10.1007/s10482-012-9747-6
Luchi, N., Longa, C. M. O., Danti, R., Capretti, P., & Maresi, G. (2014) Diplodia sapinea: the main fungal species involved in the colonization of pine shoots in Italy. Forest Pathology, 44, 372-381. https://doi.org/10.1111/efp.12109
Luchi, N., Mancini, V., Feducci, M., Santini, A., & Capretti, P. (2012) Leptoglossus occidentalis and Diplodia pinea: a new insect-fungus association in Mediterranean forests. Forest Pathology, 42, 246-251. https://doi.org/10.1111/j.1439-0329.2011.00750.x
Meshkova, V. L., & Davidenko, E. V. (2012). Ophiostomatoid fungi carried by root beetles in pine plantation of the Left Bank Ukraine. Scientific bulletin of St. Petersburg LTA, 200, 106-113.
Meshkova, V. L., Borysenko, O. I., & Pryhornytskyi, V. I. (2018). Forest site conditions and other features of Scots pine stands favorable for bark beetles. Наукові праці Лісівничої академії наук України, 16, 106-114. https://doi.org/10.15421/411812
Persson, Y., Vasaitis, R., Langstrom, B., Ohrn, P., Ihrmark, K., & Stenlid, J. (2009). Fungi vectored by the bark beetle Ips typographus following hibernation under the bark of standing trees and in the forest litter. Microbial Ecology, 58, 651-659. http://www.jstor.org/stable/40343509
Raffa, K. F., Bonello, P. & Orrock, J. L. (2020). Why do entomologists and plant pathologists approach trophic relationships so differently? Identifying biological distinctions to foster synthesis. New Phytologist, 225, 609-620. https://doi.org/10.1111/nph.16181
Repe, A., Bojovic, S., & Jurc, M. (2015) Pathogenicity of ophiostomatoid fungi on Picea abies in Slovenia. Forest Pathology, 45 (4), 290-297. https://doi.org/10.1111/efp.12170
Six, D. L. (2003) A comparison of mycangial and phoretic fungi of individual mountain pine beetles. Canadian Journal of Forest Research-Revue Canadienne De Recherche Forestiere, 33 (7), 1331-1334. https://doi.org/10.1139/x11-041
Six, D. L., & Wingfield, M. J. (2011) The Role of Phytopathogenicity in Bark Beetle-Fungus Symbioses: A Challenge to the Classic Paradigm. Annual Review of Entomology, 56 (56), 255-272. https://doi.org/10.1146/annurev-ento-120709-144839
Villari, C., Battisti, A., Chakraborty, S., Michelozzi, M., Bonello, P., & Faccoli, M. (2012). Nutritional and pathogenic fungi associated with the pine engraver beetle trigger comparable defences in Scots pine. Tree Physiology, 32, 867-879. https://doi.org/10.1093/treephys/tps056
Wingfield, M. J., Barnes, I., de Beer, Z. W., Roux, J., Wingfield, B. D., Taerum, S. J. (2017) Novel associations between ophiostomatoid fungi, insects and tree hosts: current status-future prospects. Biological Invasions, 19 (11), 3215-3228. https://doi.org/10.1007/s10530-017-1468-3
Yamaoka, Y., Takahashi, I., & Iguchi, K. (2000). Virulence of ophiostomatoid fungi associated with the spruce bark beetle Ips typographus f. japonicus in Yezo spruce. Journal of Forest Research, 5, 87-94. https://doi.org/10.1007/BF02762525
Zhao, T., Kandasamy, D., Krokene, P., Chen, J. Y., Gershenzon, J., & Hammerbacher, A. (2019) Fungal associates of the tree-killing bark beetle, Ips typographus, vary in virulence, ability to degrade conifer phenolics and influence bark beetle tunneling behavior. Fungal Ecology, 38, 71-79. https://doi.org/10.1016/j.funeco.2018.06.003
Опубліковано
2021-12-29
Розділ
БІОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ РОСЛИННИХ УГРУПОВАНЬ