Влияние долгосрочного хранения на жизнеспособность и свойства штаммов Alternaria alternata, Bipolaris sorokiniana и Fusarium solani государственной коллекции фитопатогенных микроорганизмов ФГБНУ ВНИИФ

Актуальность. В условиях длительного хранения грибов на агаровой питательной среде происходит постепенная утрата их патогенных свойств. Сохранение коллекционного материала с неизменными патогенными свойствами необходимо для корректного проведения исследований, включающих разработку методов биологической защиты, мониторинг динамики развития патогенов, оценку их вирулентности и агрессивности, отбора селекционного материала.

Материал и методы. Изучена способность хранящихся в Государственной коллекции фитопатогенных микроорганизмов ФГБНУ ВНИИФ штаммов Alternaria alternata (Fr.) Keissl., Bipolaris sorokiniana Shoemaker и Fusarium solani (Mart.) Sacc. к возобновлению полноценных видовых характеристик на агаровой питательной среде после длительного хранения биоматериала в виде лиофилизата в условиях низких положительных +4^оС и ультранизких температур -80^оС. О выживаемости грибов судили по их способности образовывать спорообразующие колонии на питательной среде, о патогенности и фитотоксичности - по реакции проростков тест-культуры на воздействие споровых суспензий и фильтратов культуральной жидкости.

Результаты. Длительное хранение штаммов Alternaria alternata, Bipolaris sorokiniana и Fusarium solani в лиофильно высушенном состоянии, как в условиях низких и ультранизких температур не оказывало негативного влияния на их жизнеспособность. На 14 сутки культивирования на питательной среде штаммы грибов формировали спорулирующие колонии, сравнимые с контрольными вариантами. Сравнение признаков патогенности у штаммов грибов до проведения эксперимента и после хранения не выявило между вариантами существенных различий. При изучении влияния фильтратов культуральной жидкости штаммов грибов на развитие тест-культуры было установлено дифференцирующее влияние режима хранения при +4^оС, в то время как в условиях ультранизких температур результаты в вариантах практически не различались.

Заключение. Результаты исследования показали, что метод лиофилизации биоматериала, в том числе несовершенных видов грибов, для длительного хранения при низких положительных и ультранизких температурах является актуальным и востребованным во многих научно-производственных учреждениях.

1. Дубовой В., Жемчужина Н., Елизарова С., Горелов П. Государственная коллекция фитопатогенных микроорганизмов ВНИИФ. Аналитика. 2016;1(26):76-79. https://www.elibrary.ru/voslvt

2. Kolomiets T., Zhemchuzhina N. Genetic resources of the State Collection of Phytopathogenic Microorganisms of the All-Russian Research Institute of Phytopathology (ARRIP). Conference proceedings of XXXVII Annual Meeting of the European Culture Collection Organization, Moscow, 13-15 September 2018. P. 45-46.

3. Zhemchuzhina N.S., Kiseleva M.I., Zhemchuzhina A.I., Elizarova S.A. Viability and virulence of wheat leaf rust agent (Puccinia triticina Eriks.) isolates after long term preservation. Agricultural Biology. 2019;54(3):597-606. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2019.3.597rus. https://www.elibrary.ru/csclns

4. Жемчужина Н.С., Киселева М.И., Елизарова С.А. Жизнеспособность и патогенность штаммов грибов рода Fusarium Государственной коллекции фитопатогенных микроорганизмов ФГБНУ ВНИИФ после длительного хранения в условиях низких температур. Материалы Международной научной конференции «Эпидемии болезней растений: мониторинг, прогноз, контроль». Большие Вязёмы Московской обл. 13-17 ноября 2017. С. 328-335. https://www.elibrary.ru/ypcrpi

5. Ишкова Т.И., Берестецкая Л.И., Гасич Е.Л., Левитин М.М., Власов Д.Ю. Диагностика основных грибных болезней зерновых культур. С.-Петербург. 2002. 76 с. https://www.elibrary.ru/ubcikd

6. Castañares E., Pavicich M., Dinolfo M. et al. Natural occurrence of Alternaria mycotoxins in malting barley grains in the main producing region of Argentina. J. Sci. Food Agri. 2020;(100):1004-1011. https://doi.org/10.1002/jsfa.10101

7. Fraeyman S., Croubels S., Devreese M. et al. Emerging Fusarium and Alternaria mycotoxins: occurrence, toxicity and toxicokinetics. Toxins. 2017;9(7):E228. https://doi.org/10.3390/toxins9070228

8. Ганнибал Ф.Б. Токсигенность и патогенность грибов рода Alternaria для злаков. Лаборатория микологии и фитопатологии им. А.А. Ячевского ВИЗР. История и современность. Под ред. А.П. Дмитриева. СПб: ВИЗР. 2007. С.82–93.

9. Санин С.С., Назарова Л.Н. Фитосанитарная обстановка на посевах пшеницы в Российской Федерации (1991-2008 гг.). Защита и карантин растений. 2010;(2):69-80. https://www.elibrary.ru/vungbn

10. Жемчужина Н.С., Киселева М.И., Александрова А.В., Коломиец Т.М. Микромицеты на озимой пшенице в Краснодарском крае и Ростовской области. Защита и карантин растений. 2020;(6):22-26. https://www.elibrary.ru/ardcsy

11. Жемчужина Н.С., Киселева М.И., Коломиец Т.М., Аблова И.Б., Глинушкин А.П., Елизарова С.А. Выявление разнообразия микромицетов рода Fusarium в агроэкосистемах равнинной части Северного Кавказа для пополнения Государственной коллекции фитопатогенных микроорганизмов ФГБНУ ВНИИФ. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(8):874-881. https://doi.org/10.18699/VJ21.101. https://www.elibrary.ru/ybjmzn

12. Дудка И.А., Вассер С.П., Элланская И.А. и соавт. Методы экспериментальной микологии. Киев: Наук. думка. 1982. 550 с.

13. Парфенова Т.А., Алексеева Т.П. Токсическое влияние фильтрата культуральной жидкости грибов рода Fusarium на семена пшеницы. Микология и фитопатология. 1995;29(1):78-82.

14. Qiangqiang Z., Jiajun W., Li L. Storage of fungi using sterile distilled water or lyophilization: comparison after 12 years. Mycoses. 1998;(41):255-257. https://doi.org/10.1111/j.1439-0507.1998.tb00334.x

15. Schmey T., Tominello-Ramirez C.S., Brune C., Stam R. Alternaria diseases on potato and tomato. Molecular Plant Pathology. 2024;25(3):1-19. https://doi.org/10.1111/mpp.13435

16. Coleman J.J. Fusarium solani species complex. Molecular Plant Pathology. 2016;(17):146-158. https://doi.org/10.1111/mpp.12289

17. Dean R., Van Kan J.A.L., Pretorius Z.A., Hammond-Kosack K.E., Di Pietro A., Spanu P.D., Rudd J.J., Dickman M., Kahmann R., Ellis J., Foster G.D. The Top 10 fungal pathogens in molecular plant pathology. Molecular Plant Pathology. 2012;(13):414-430. https://doi.org/10.1111/j.1364-3703.2011.00783.x

18. Zaccardelli M., Vitale S., Luongo L., Merighi M., Corazza L. Morphological and Molecular Characterization of Fusarium solani Isolates. Journal of Phytopathology. 2008;(156):534-541. https://doi.org/10.1111/j.1439-0434.2008.01403.x

19. Gherbawy Y.A., Hussein M.A., Hassany N.A., Shebany Y.M., Hassan S., El-Dawy E.G.A.E. Phylogeny and pathogenicity of Fusarium solani species complex (FSSC) associated with potato tubers. J Basic Microbiol. 2021;(61):1133–1144. https://doi.org/10.1002/jobm.202100393

20. Kumar J., Schäfer P., Hückelhoven R., Langen G., Baltruschat H., Stein E., Nagarajan S., Kogel K.-H. Bipolaris sorokiniana, a cereal pathogen of global concern: cytological and molecular approaches towards better control. Molecular Plant Pathology. 2002;3:185-195. https://doi.org/10.1046/j.1364-3703.2002.00120.x