Валерия Рябинина, ООО «ФИТОДИАГНОСТИКА»
В 2023 году несколько тепличных комбинатов России столкнулись с масштабной вспышкой заболевания огурцов. Основные признаки болезни – мокнущие гнилостные поражения – отмечались на плодах, что приводило к их массовой выбраковке и влекло значительные экономические потери. Что явилось причиной эпифитотии – будем разбираться в этой статье.
Титульное фото
Gummy stem blight (GSB) – смолистый ожог стеблей, гуммоз стеблей, клейкая гниль стеблей, липкая болезнь стеблей, мармеладная болезнь стеблей – опасная грибная болезнь всех экономически значимых культур семейства тыквенных, в том числе огурца. Потери из-за GSB могут достигать 43%. Борьба с гуммозом является сложной задачей из-за отсутствия устойчивых сортов и значительной способности патогенов вырабатывать резистентность к системным фунгицидам.
Смолистый ожог стеблей встречается повсеместно, особенно распространен во влажных, умеренных, субтропических и тропических регионах. Повышенная влажность способствует проявлению заболевания и усугубляет его течение, поэтому влажный и теплый микроклимат теплиц – идеальная среда для размножения возбудителей GSB и возникновения эпифитотий.
Историческая справка
Первое сообщение о GSB относится к 1823 году. Э. Фрис обнаружил гуммоз стеблей на огурце в Швеции. В 1869 году он был найден на брионии (Bryonia alba L.) в Германии, а в 1885 году Дж. Пассерини нашел его на дыне в Италии. В 1891 году Фотри и Румегер сообщили о GSB во Франции на огурцах и в Делавэре на арбузах. К 1980-м годам о нем сообщалось по меньшей мере в 70 странах. Сегодня он встречается на всех континентах, где выращивают тыквенные культуры, и описан на 37 видах.
Возбудитель
В настоящее время известно, что смолистый ожог стеблей могут вызывать три вида грибов:
Stagonosporopsis citrulli (M. T. Brewer & J. E. Stewart);
Stagonosporopsis cucurbitacearum (Fr.:Fr.) Aveskamp, Gruyter & Verkley;
Stagonosporopsis caricae (Sydow & P. Sydow) Aveskamp, Gruyter & Verkley.
Морфологические признаки, которые помогли бы провести различие между этими тремя видами, отсутствуют. Эти виды неразличимы на основании образования пикнидий и псевдотеций, формы и перегородок конидий и морфологии колоний. А наличие анаморфы (бесполой стадии) и телеоморфы (половой стадии) у возбудителя долго создавало путаницу в их идентификации. Только изучение геномов грибов, выделенных из растений с признаками смолистого ожога, и филогенетический анализ помогли все расставить на свои места.
Путаница в таксономии
Начиная с момента обнаружения, возбудителям GSB присваивались различные названия. В 1869 году Бернхард Ауэрсвальд и Карл В. Г. Л. Фукель, работая независимо, придумали одно и то же видовое название bryoniae, но отнесли первый описанный возбудитель GSB к разным родам (Sphaerella и Sphaeria соответственно). Однако поскольку Ауэрсвальд опубликовал свой отчет годом ранее, ему был отдан приоритет. В 1880 году Пьер Андреа Саккардо основал род Didymella. Годом позже Генрих Рем назвал возбудителя Didymella bryoniae. Ранее телеоморфа этого гриба была известна как Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm (=Mycosphaerella citrullina и Mycosphaerella melonis), в то время как его анаморфой была Phoma cucurbitacearum (Fr.:Fr.) Sacc. (=Ascochyta cucumis).
С 2002 года началось изучение молекулярного и филогенетического родства D.bryoniae и Phoma. Используя метод секвенирования, Стюарт с коллегами определили, что грибы, вызывающие GSB, состоят из трех филогенетически различных видов: S.сucurbitacearum, S.citrulli и S.caricae. Поскольку в литературе ранее не существовало названия для клады с изолятами S.citrulli, Стюарт и другие назвали этот вид в честь наиболее распространенного хозяина, представленного в их коллекции, – арбуза (Citrullus lanatus). Для таксономической ясности важно отметить, что S.cucurbitacearum является таксоном-«преемником» предыдущих названий Didymella bryoniae и Phoma cucurbitacearum, хотя эти названия часто непреднамеренно относятся к изолятам, которые теперь называются S.citrulli.
Патогенность
Литературные данные о патогенности возбудителей GSB для тыквенных разнятся. Отмечалось, что S.citrulli был высоковирулентен на рассаде дыни со средней тяжестью заболевания 71%, а S.cucurbitacearum и S.caricae были слабовирулентными (4%). Также сообщалось об отсутствии различий в агрессивности видов у трех хозяев: огурца, арбуза и мускатной тыквы. Различные результаты могут частично объясняться различиями в подготовке к заражению во время экспериментов, так как вирулентность конидий Stagonosporopsis spp. зависит от внешнего источника питательных веществ.
Симптомы болезни
Смолистый ожог стеблей может поражать все надземные вегетативные и репродуктивные части огурца на любой стадии роста. Симптомы могут проявляться через 3–12 дней после прорастания спор. Обычно первыми симптомами являются пятна на листьях. Особенно тех, которые находятся в тени или на которых задерживается влага. Пятна часто начинаются с края листовой пластины, позже расширяются и сливаются, что приводит к отмиранию листьев. Лью с соавторами предложили шкалу оценки поражения листьев GSB, представленную на фото 1.
Фото1. Шкала оценки признаков смолистого ожога стеблей (gummy stem blight, GSB), предложенная Ш. Лью с соавторами: 0 = отсутствие пятен на листе, 1 = пятна на ≤5% поверхности листа, 3 = пятна на >5%, но ≤25% поверхности листа, 5 = пятна на >25%, но ≤50 поверхности листа, 7 = пятна на >50%, но ≤75% поверхности листа, 9 = пятна на >75% поверхности или отмирание всего листа
На стебле мокнущие повреждения от коричневого до темно-коричневого цвета со временем образуют язвы (фото 2), на которых выступает клейкий экссудат янтарного цвета, похожий на смолу. Отсюда болезнь и получила свое название. Возбудители GSB – факультативные некротрофы, они вырабатывают ферменты, которые разрушают клеточную стенку и разжижают ткани.
Фото 2. Мокнущие повреждения и язвы на стеблях при GSB
На плодах GSB называется черной гнилью. На огурцах черная гниль обычно развивается во время сбора или хранения. Заражение плодов может быть внутренним или внешним. Внутренняя гниль плодов всегда начинается со стороны цветка. В мякоти плода наблюдается коричневое потемнение, которое позже распространяется на внешнюю поверхность. На плодах образуются небольшие мокнущие пятна в виде мягких черно-зеленых поражений со сморщенной тканью на поверхности. Форма плода на конце с цветком имеет едва заметный изгиб. Хотя внешние симптомы проявляются как деформированные сужающиеся концы, у внутренне инфицированных плодов это может быть не заметно (фото 3).
АБВ
Фото 3. Симптомы черной гнили на плодах огурца: А – повреждение мякоти; Б – прорастание мицелия гриба на поверхность плода; В – сморщивание верхушки плода со стороны цветка
Плодовые тела возбудителя появляются по мере прогрессирования инфекции, что приводит к сморщиванию и почернению тканей. При благоприятных условиях вблизи черных очагов поражения развиваются пикнидии (бесполые плодовые тела) и псевдотеции (половые плодовые тела). Их наличие помогает отличить черную гниль от верхушечной гнили.
Внутреннее поражение плодов без наличия симптомов на листьях и стеблях огурца были характерной чертой эпифитотий на комбинатах, зафиксированных в 2023 году (фото 4).
Фото 4. Поражение GSB на мякоти огурца во время эпифитотии 2023 года
Распространение
В тепличные комбинаты занос инфекции происходит с зараженными семенами. Возбудитель может присутствовать в семенной оболочке тыквенных культур и на ней, включая периплазму, а также в ткани семядолей. Stagonosporopsis может передаваться от семян к растениям и наоборот. Больные плоды без признаков инфекции служат источником зараженных семян.
Даже при небольшом содержании патогена в семенах благоприятные факторы могут привести к высокому уровню заболеваемости растений в теплицах. Оптимальными условиями для развития болезни являются температура около 24–25°C, высокая относительная влажность (85%) и увлажнение растений. Обработки по листу усиливают развитие симптомов GSB и способствуют распространению аскоспор грибов. В теплице можно наблюдать, что погибшее от гуммоза растение, которое выросло из зараженных семян, окружено растениями с симптомами. У 11–15% сеянцев, расположенных рядом с таким растением, проявятся симптомы GSB.
Диагностика
Ранние поражения листьев GSB может быть трудно визуально отличить от поражений антракнозом и коринеспорозом. Симптомы черной гнили, вызываемой Phomopsis cucurbitae, и ботритисовой гнили, вызываемой Botrytis cinerea, могут быть ошибочно приняты за симптомы GSB у тепличных огурцов.
Для получения культуры возбудителя болезни кусочки растений с признаками поражения инкубируют на картофельном декстрозном агаре до образования пикнидий и конидий. Морфология и размер спор при микроскопировании используются для подтверждения идентичности гриба как одного из трех возбудителей GSB, но помним, что три вида Stagonosporopsis морфологически неразличимы. Дальнейшая идентификация на видовом уровне основывается на методах молекулярной биологии.
АБ
Фото 5. А – культура GSB на 7-е сутки, Б – мицелий и спороношение фитопатогена на 14-е сутки: споры гриба бесцветные, цилиндрические, с одной перегородкой и без перегородок
В независимой лаборатории «ФИТОДИАГНОСТИКА» используют молекулярные инструменты для обнаружения и идентификации возбудителей смолистого ожога стеблей. Для этого специалисты лаборатории разработали видоспецифичные ПЦР-праймеры для мультиплексного ПЦР-анализа. Это позволяет обнаружить и идентифицировать возбудителя GSB в чистых культурах и инфицированных растительных тканях быстро и с высокой специфичностью. Особенно удобно использовать ПЦР-диагностику для обнаружения патогенов в семенах перед посадкой.
Обработка семян
Борьба с любой болезнью растений начинается с профилактики. Использование здоровых семян имеет решающее значение для предотвращения распространения GSB в теплицах. Предпосевная обработка семян может снизить уровень заболеваемости. Например, обработка «Манкоцебом» снизила заболеваемость с 39% у необработанных семян до 13% у обработанных. А замачивание семян в растворе пероксиуксусной кислоты (1600 мкг/мл) в течение 30 минут с последующей сушкой при низкой влажности в сушильном шкафу и температуре 40°C в течение 48 ч также было признано эффективным для предотвращения развития гуммоза стеблей.
Устойчивые сорта
Источники генетической устойчивости к GSB активно изучаются. Но во многих исследованиях, даже совсем недавних, устойчивость определяется при заражении только одним видом гриба, идентифицированным как D.bryoniae, что не дает ответа на вопрос в отношении того, будет ли выявленная устойчивость эффективна против всех трех видов возбудителей GSB.
Использование сортов, устойчивых к смолистому ожогу стеблей, могло бы помочь снизить зависимость производителей овощей от дорогостоящих фунгицидов, которые наносят вред здоровью человека и окружающей среде. Но в ситуации отсутствия доступных коммерческих устойчивых сортов применение фунгицидов считается наиболее эффективным методом борьбы с GSB.
Чувствительность к фунгицидам
Для борьбы с гуммозом стеблей существует несколько контактных и системных фунгицидов с различными механизмами действия. Наиболее популярными контактными фунгицидами являются «Манкоцеб» и хлорталонил. На химические обработки возлагаются большие надежды, однако все чаще встречаются сообщения о развитии устойчивости патогенов GSB к системным препаратам.
При исследовании системных фунгицидов, подавляющих спорообразование грибов GSB после заражения, доказана эффективность предварительно смешанных препаратов: ципродинил + флудиоксонил и ципродинил + дифеноконазол. Эти комбинации более эффективны, чем один хлорталонил или флудиоксонил.
Устойчивость грибов наблюдалась к беномилу, тиофанатметилу, азоксистробину, тебуконазолу. Переменная чувствительность у разных видов возбудителей GSB отмечалась к боскалиду и флуопираму. Пидифлуметофен показал сильное ингибирование роста гиф, что позволяет рассматривать его в качестве потенциального фунгицида для борьбы с гуммозом стеблей.
Управление устойчивостью к фунгицидам основано на предположении, что резистентность, как правило, развивается в результате многократного воздействия препарата. Тем не менее встречаются сообщения о резистентности на полях, где фунгицид никогда не применялся. Это показывает, что устойчивые изоляты могут быть завезены из внешнего источника. Что и наблюдалось во время эпифитотий 2023 года, когда обработки системными препаратами против смолистого ожога стеблей оказались неэффективны.
Независимая лаборатория «ФИТОДИАГНОСТИКА» поможет определить чувствительность возбудителя GSB, выделенного из материала, направленного на исследование, к системным фунгицидам, имеющимся на вашем предприятии, для того, чтобы составить наиболее эффективную схему борьбы с инфекцией в условиях вашего комплекса.
Биопрепараты
Биопестициды также изучались как средство борьбы со смолистым ожогом стеблей. В ряде исследований показан потенциал биопрепаратов на основе Gliocladium catenulatum J1446 и Bacillus subtilis QST713. Полиоксин D, метаболит, вырабатываемый Streptomyces aureus, показал эффективность в полевых условиях наравне с хлорталонилом. Обработка семян и листвы Paenibacillus polymyxa снижало заболеваемость GSB на 68%. Флуоресцирующие псевдомонады оказались эффективны при внешнем поражении плодов огурца. Трехкратные еженедельные обработки позволили полностью восстановить товарное качество урожая.
Подведем итоги из вышесказанного. Смолистый ожог стеблей вызывается грибами трех видов. Заболевание высокопатогенно для растений семейства тыквенных. Признаки инфекции на огурцах проявляются в период активного плодоношения, что резко увеличивает их выбраковку. Коммерческих сортов с устойчивостью к GSB нет. Зараженные семена являются основным источником эпифитотий в тепличных комбинатах. Чтобы не допустить потерь, направляйте семена на исследование перед посадкой в независимую лабораторию «ФИТОДИАГНОСТИКА». Мы быстро выявим возбудителя инфекции в случае вспышки заболевания и определим его чувствительность к фунгицидам.
