Сравнительная характеристика форм вишни с различной степенью усыхания по показателям эндофитной микробиоты


УДК 634.23:631.526. 32:631.524.85/86 2007
Авторы: Маслова М.В.
Всероссийский НИИ генетики и селекции плодовых растений
 им. И.В.Мичурина, 393770 Тамбовская обл., г. Мичуринск,
ВНИИГиСПР им. И.В. Мичурина, cglm@rambler.ru
 
 
В последнее время произошёл спад производства плодов вишни. Это связано с тем, что негативные погодные явления, всё чаще повторяющиеся в последние годы (резкие перепады температур, глубокие, затяжные оттепели, ранневесенние и раннелетние и поздне-осенние заморозки, затяжные дожди, засухи и т.д.), привели к состоянию абиотического стресса у плодовых растений, в том числе у вишни. Он характеризуется энерго- и иммунодефицитом, паранекрозом, что отрицательно сказалось на биологии растений вишни и проявилось в нарушении роста, развития, репродукции, появлении болезней неясной этиологии вплоть до усыханий (Ищенко Л.А.,1990).
Ослабление иммунитета вследствие абиотического стресса, привело к активизации эндофитной микробиоты, представленной бактерией и грибами, что явилось причиной биотического стресса. При этом бактерия, обладая фунгицидным и фунгистатическим действием, компенсирует возникший иммунодефицит и выступает не только как патоген, но и как симбионт, осуществляя протективный иммунитет (Ищенко Л.А. и др.,1994).
Актуальной задачей в настоящее время является разработка методов определения состояния растения.
Место проведения, объекты исследований
Сложившаяся неблагоприятная ситуация способствовала тому, что в последнее время всё большую популярность приобретает порослёвая форма вишни не только в средней полосе, но и в более южных районах, таких как Молдова, на что указывает И. Богдан в своей статье «Порослёвый сад вишни», представленной на научно-практической конференции в Орле в 1998г. В связим с эти нами в тестирование были взяты порослёвые формы вишни.
Работа выполнена в лаборатории генетики иммунитета и в коллекционном косточковом саду ВНИИГ и СПР им. И.В. Мичурина, а также на приусадебных участках садоводов-любителей.
В качестве объектов исследования нами были использованы следующие формы: порослёвая форма №1 – без признаков усыхания (0 баллов), порослёвая форма №2 – усыханием охвачено половина ветвей кроны, наблюдалось камедетечение, на ветвях обнаруживались язвы, на листьях живой части дерева отмечалось покраснение жилок, хлороз (степень усыхания – 3 балла), порослёвая форма №3 – практически усохшая, так как лишь единичные веточки оставались живыми, их мы использовали для тестирования (степень усыхания – 4,5 балла); вишня степная без признаков усыхания и вишня степная со степенью усыхания 3 балла (усыханием охвачена почти половина ветвей кроны, отмечалось камедетечение, на живой части кроны листья и ветви выглядели вполне здоровыми, также отмечалось цветение и завязывание плодов).
Методика исследований
Тестирование двулетних побегов вишни на наличие эндофитной микробиоты проводилось путем посева дважды простерилизованных эксплантов (спирт, обжиг) на твёрдые питательные среды: сусловую и картофельную.
Оценка степени усыхания растений вишни проводилась по пятибалльной шкале (Фирсова, 1995).
Результаты исследований
Изучение состава эндофитной микробиоты форм вишни с различной степенью усыхания показало его зависимость от состояния растения.
Сравнительное исследование порослёвых форм проводилось в течение 6 месяцев (ноябрь 2002г. - апрель 2003г.). При этом были определены существенные различия в показателях эндофитной микробиоты в зависимости от степени усыхания.
По частоте тестирования бактериальной микробиоты порослёвые формы вишни расположились в определенном порядке. Наибольшее количество положительных тестов на бактерию отмечалось у порослёвой формы №1 без признаков усыхания (48,0%). За ней следует порослёвая форма №2 со средней степенью усыхания (34,6%). Наименьшее количество положительных тестов на бактерию занимает усыхающая порослёвая форма №3 (17,1%).
Показатель грибной микробиоты у порослёвой формы №1 был минимальным и составил 13,2%. У порослёвой формы №2 он был несколько выше (21,0%), а у формы №3 достиг 33,4%.
Из растений тестировалась также и смешанная микробиота, представленная и грибом, и бактерией с различной степенью развития того или иного агента. Следует отметить, что, в силу антагонистических взаимодействий, токсины смешанной микробиоты являются более мощными и усугубляют стрессорное состояние растений. Наименьшее её развитие отмечалось у бессимптомной формы №1 (7,0%), а у порослёвых форм №2 и №3 показатели смешанной микробиоты были выше и составили 11,2% и 11,8% соответственно.
Известно, что паранекроз и некроз ослабляют, убивают микробиоту, в связи с чем низкий процент отрицательных тестов у порослёвой формы №1 (31,8%) соответствует её более высокой степени адаптации по сравнению с формами №2 и №3 с показателями отрицательных тестов 33,2% и 37,8% соответственно.
Таким образом, у порослёвой формы №1 без признаков усыхания наблюдалось более значительное преобладание бактериальной микробиоты над грибной и смешанной (в 3,6 раза и в 6,9 раза соответственно). У порослёвой формы со средней степенью усыхания отношение бактериальной микробиоты над грибной составило 1,6 раза, а над смешанной – 3,1 раза. В отличие от них у усыхающей формы №3 наблюдалось преобладание грибной микробиоты над бактериальной почти в 2 раза, а отношение процента выхода бактерии к показателю смешанной микробиоты составило 1,4 раза.
Порослёвая форма №1 отличается высокими показателями бактериальной микробиоты, сдерживающей развитие грибной и смешанной, а также более высоким процентом отрицательных тестов, который удерживается на этом уровне в течение многих лет. В связи с этим она является более адаптированной к условиям окружающей среды, способной нормально развиваться и плодоносить.
У порослёвой формы №2 бактерия, обладая фунгицидным и фунгистатическим действием, некоторое время была способна сдерживать грибы. Но увеличение у неё показателей отрицательных тестов указывает на то, что растение утратило способность к адаптации. В связи с этим усыхание всё более прогрессировало.
Низкая адаптационная способность порослёвой формы №3, вследствие мощного развития у неё грибной и смешанной микробиоты, привела к быстрой гибели всего растения.
Нами проводилось параллельное тестирование двух форм вишни степной с различной степенью усыхания в течение 14 месяцев (ноябрь 2003г – декабрь 2004г.).
Тестирование двулетних побегов вишни степной без признаков усыхания и живых двулетних побегов усыхающей формы показало различия в составе эндофитной микробиоты.
Частота тестирования бактерии у бессимптомной формы составила 61,5%, в то время как у усыхающей этот показатель был ниже – 49,1%.
Показатели грибной микробиоты были практически на одном уровне и у формы без признаков усыхания, и у усыхающей формы (14,5% и 14,7% соответственно). Процент смешанной микробиоты у бессимптомной формы составил 21,9%, что было даже несколько выше, чем у усыхающей формы, у которой этот показатель был равен 19,7%. Это объясняется подавлением развития микробиоты в усыхающем растении в связи с состоянием паранекроза.
В результате этого наблюдалось увеличение процента отрицательных тестов на микробиоту у усыхающей формы до 16,5%, в то время как у бессимптомной он был в 8,7 раза ниже и равнялся 1,9%.
В данном случае снижение бактериальной активности и увеличение процента отрицательных тестов у усыхающей формы вишни степной связано со снижением у неё адаптационной способности. Но хотя показатель бактериальной микробиоты у данной формы был невысоким, его значительное преобладание над грибной – в 3,3 раза и над смешанной – в 2,5 раза свидетельствует о том, что бактерия обладает выраженным фунгицидным и фунгистатическим действием. Это позволило сдержать развитие грибов, а так же смешанной микробиоты и ослабить вызываемый ими биотический стресс.
В дальнейшем в условиях 2005 года у формы с признаками усыхания наблюдалось увеличение показателя бактериальной микробиоты до 71,8%, снижение частоты тестирования грибов до 4,5% и процента отрицательных тестов до 6,3%. Это свидетельствует об увеличении адаптационной способности данной формы вишни степной, что отразилось на её биологии. Живая часть кроны дала хороший прирост и в дальнейшем нормально развивалась.
Выводы
Следует отметить, что изменения развития эндофитной микробиоты отражает ход процессов, происходящих внутри растительного организма. В связи с этим процент выхода бактерии, грибной и смешанной микробиоты, а также процент отрицательного теста следует считать важными диагностическими показателями состояния растений.