Біологічні системи: теорія та інновації

Дослідження патогенності ізолятів гриба Gaeumannomyces tritici – збудника офіобольозу пшениці озимої

Д.Р. Оліфер
Завантажити статтю
Анотація

Досліджено патогенні властивості ізолятів гриба Gaeumannomyces spp., виділених із уражених офіобольозом коренів пшениці озимої. Всі ізоляти характеризувалися вищою патогенністю на рослинах пшениці та ячменю, менше уражували овес посівний, тому були ідентифіковані нами як G. tritici. На пшениці озимій більшість ізолятів G. tritici проявили середній рівень патогенності, один ізолят характеризувався найвищою патогенністю, у двох ізоляти рівень патогенності був істотно нижчий. Із уражених рослин пшениці озимої було виділено 30 ізолятів темнозабарвлених грибів, які за культуральними ознаками попередньо віднесено до роду Gaeumannomyces. Для встановлення видової належності виділених ізолятів Gaeumannomyces ми дослідили їх патогенність та спеціалізацію на трьох зернових культурах: пшениці, ячмені, вівсі. Всі ізоляти уражували корені всіх трьох культур, проте більш патогенними виявилися на пшениці озимій та ячмені озимому. За цією ознакою попередньо їх було віднесено до підвиду G. graminis var. tritici (тепер – вид G. tritici). Патогенні властивості ізолятів досліджували на сходах рослин пшениці озимої сорту Єлик. Всі проаналізовані нами ізоляти G. tritici проявили різний рівень патогенності. За показником «розвиток хвороби» істотно вищою патогенністю порівняно з іншими ізолятами характеризувався ізолят G. tritici 9/1. Більшість інших ізолятів проявили середню патогенність (3/20, 7/20, 2/16/21, 3/16/21, 16/22), і лише два ізоляти (1/20, 4/16/21) виявилися низькопатогенними. У своїх дослідженнях крім показника «розвиток хвороби» в балах (0-4) для оцінки патогенності ізолятів ми використовували показники, які характеризують ріст і розвиток рослин, а саме «маса 1 проростка» та «маса коренів з 1 проростка». Враховуючи дані по цим показникам, істотно вищою патогенністю порівняно з іншими ізолятами характеризувався ізолят 9/22: при ураженні ним маса проростків і коренів з пшениці озимої була значно нижчою, ніж в інших варіантах. Ізоляти 3/20 і 7/20 характеризувалися середньою патогенністю, при зараженні ними відмічали істотне зниженням маси коренів проростків. Ізоляти 16/22 і 3/16/21 проявили низький рівень патогенності – зниження маси коренів було неістотним

Ключові слова

gaeumannomyces tritici; офіобольоз; патогенність; пшениця озима; ізолят; штам, розвиток хвороби

ЦИТУВАТИ
Olifer, D. (2024). Study of pathogenicity of Gaeumannomyces tritici – the take-all fungus of winter wheat. Biological Systems: Theory and Innovation, 15(1), 91-98. https://doi.org/10.31548/biologiya15(1).2024.008
Використані джерела

[1] Bateman, G.L. (1988). Pseudocercosporella anguioides, a weakly pathogenic fungus associated with eyespot in winter wheat at a site in England. Plant Pathology, 37, 291-296. doi: 10.1111/j.1365-3059.1988.tb02077.x.   

[2] Cawoy, H., Bettiol, W., Fickers, P., & Ongena, M. (2011). Bacillus-based biological control of plant diseases. In M. Stoytcheva (Eds.), Pesticides in the modern world – pesticides use and management (pp. 273-302). London: IntechOpen. doi: 10.5772/17184.

[3] Cook, R.J., Tomashow, L.S., Weller, D.M., Fujimoto, D., Mazzola, M., Bangera, G., & Kim, D.S. (1995). Molecular mechanisms of defense by rhizobacteria against root disease. Proceedings of the National Academy of Sciences, 92(10), 4197-4201. doi: 10.1073/pnas.92.10.4197.

[4] Deacon, J.W. (2006). Fungal Biology. Edinburgh: Blackwell Publishing.

[5] Deacon, J.W., & Henry, C.M. (1978). Studies on virulence of take-all fungus, Gaeumannomyces graminis, with reference to methodology. Annals of Applied Biology, 89(3), 401-409. doi: 10.1111/j.1744-7348.1978.tb05966.x.

[6] Gilligan, C.A. (1983). Dynamics of root colonization by the take-all fungus. Ecology and management of soilborne plant pathogens. In C.A. Parker, A.D. Rovira, K.J. Moore, P.T.W. Wong & J.F.Kollmorgen (Eds.), Proceedings of section 5 of the fourth international congress of plant pathology (pp. 84-86). Melbourne: University of Melbourne.

[7] Grytsiuk, N.V. (2015). Root and stem-base diseases of winter wheat and substantiation of their control in Ukrainian Polissya. (PhD dissertation, Zhytomyr National Agroecological University,    Zhytomyr, Ukraine).   

[8] Hardoim, P.R., van Oberbeek, V.S., Berg, G., Pirttila, A.M., Compant, S., Campisano, A., Doring, M., & Sessitsch, A. (2015). The hidden world within plants: Ecological and evolutionary considerations for defining functioning of microbial endophytes. Microbiology and Molecular Biology Reviews, 79(3), 293-320. doi: 10.1128/MMBR.00050-14.

[9] Hernandez-Restrepo, M., Groenewald, J.Z., Elliott, M.L., Canning, G., McMillan, V.E., & Crous, P.W. (2016). Take-all or nothing. Studies in Mycology, 83, 19-48. doi: 10.1016/j.simyco.2016.06.002.

[10] Kriuchkova, L., & Gritsyuk, N. (2017). Populations of Pythium spp., Fusarium spp. and Gaeumannomyces spp. on wheat root and their association with root rot diseases. In Proceeding materials of International Conference “Genetics, Physiology and Plant Breeding” (pp. 253-256). Chisinau: СABI. doi: 10.1079/pwkb.20167800652.   

[11] Kriuchkova, L., Patyka, T., & Shmyhel, T. (2017). In vitro potential of two Bacillus strains as biocontrol agents against plant pathogenic fungi. In VI annual scientific conference “Biotechnology: Accomplishment and hopes” (pp. 24-25).    Kyiv: National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine.

[12] Kwak, Y.-S., & Weller, D.M. (2013). Take-all of wheat and natural disease suppression: A review. Plant Pathology Journal, 29(2), 125-135. doi: 10.5423%2FPPJ.SI.07.2012.0112.

[13] Lisovyi, M.P., & Ripenko, V.M. (1991). Sources of resistance against root rots causal agents. Plant Protection, 38, 16-20.

[14] Lisovyi, M.P., Kolnobrytskyi, M.I., & Shupykova, O.I. (1991). Development of root diseases of winter wheat in different ecological zones of USSR in dependency of cultivars, crop rotation and previous crop. Plant Protection, 38, 9-15.

[15] Mauler-Machnik, A., Rosslenbroich, H.-J., Dutzmann, S., Applegate, J., & Jautelat, M. (2002). JAU 6476 – a new dimension DMI fungicide. In Proceedings of an international conference –    Pests & Diseases (pp. 389-394). Brighton: British Crop Protection Council.   

[16] McMillan, V.E., Canning, G., Moughan, J., White, R.P., Gatteridge, R.J., & Hammond-Kosack, K.E. (2018). Exploring the resilience of wheat crops grown in short rotations through minimizing the build-up of an important soil-borne fungal pathogen. Scientific Reports, 8, article number 955. doi: 10.1038/s41598-018-25511-8.   

[17] Osborne, S.-J., McMillan, V.E., White, R., & Hammond-Kosack, K.E. (2018). Elite UK winter wheat cultivars differ in their ability to support the colonization of beneficial root-infecting fungi. Journal of Experimental Botany, 69(12), 3103-3115. doi: 10.1093/jxb/ery136.

[18]  Ownley, B.H., Weller, D.M., & Thomashow, L.S. (1992). Influence of in situ and in vitro pH on suppression of Gaeumannomyces graminis var. tritici by Pseudomonas fluorescens 2-79. Ecology and Epidemiology, 82(2), 178-184.
Retrieved from https://www.apsnet.org/publications/phytopathology/backissues/Documents/1992Articles/Phyto82n02_178.PDF.

[19] Peixoto, C.N., Ottoni, G., Filippi, M.C.C., Silva-Lobo, V.L., & Prabhu, A.S. (2013). Biology of Gaeumannomyces graminis var. tritici isolates from rice and grasses and epidemiological aspects of crown sheath rot of rice. Tropical Plant Pathology, 38(6), 495-504.

[20] Scott, P.R., & Hollins, T.W. (1983). Role of plant breeding in controlling soilborne diseases of cereals. Ecology and management of soilborne plant pathogens. In C.A. Parker, A.D. Rovira, K.J. Moore, P.T.W. Wong & J.F.Kollmorgen (Eds.), Proceedings of section 5 of the fourth international congress of plant pathology (pp. 157-159). Melbourne: University of Melbourne.

[21] Wong, P.T.W. (1983). Interaction between microbial residents of cereal roots.    Ecology and Management of Soilborne Plant Pathogens. In C.A. Parker, A.D. Rovira, K.J. Moore, P.T.W. Wong & J.F.Kollmorgen (Eds.), Proceedings of section 5 of the fourth international congress of plant pathology (pp.144-147). Melbourne: University of Melbourne. doi: 10.1071/app9870094.