Новая бактериальная болезнь тепличного огурца в России

В 2013 г. в ряде тепличных хозяйств России было отмечено поражение культуры огурца, выращиваемой на минеральной вате. В 2014 году вредоносность заболевания возросла, особенно на светокультуре при выращивании на минеральной вате с использованием интерплантинга. Это заболевание, ранее не встречавшееся на территории России, имеет несколько названий: «косматый корень», «корончатые галлы», «бородатый корень». В Англии, а затем и во Франции, болезнь получила названия: «root mat» (корневой коврик), «excessive root growth» (чрезмерный рост корня) или «crazy roots» (бешеные корни).

Возбудителем заболевания может быть особая форма бактерии Argobacterium биовар 1 = Agrobacterium radiobacter (синоним — Agrobacterium tumefaciens), несущая плазмиду Ri (pRi) (Weller et al., 2000). Бактерии проникают в растения через ранки корня или стебля, и размножаются в межклеточном пространстве. Симптомы заболевания проявляются после переноса в растительную клетку фрагмента T-ДНК (pRi DNA). Гены T-ДНК из плазмиды Ri отвечают за синтез ауксина и цитокининов в растительной ткани, из-за чего происходит разрастание корней, а также синтез опина (производное аминокислоты аргинин), который усваивается только бактериальными клетками Agrobacterium, находящимися внутри и вне растения.

Симптомы сходной болезни, так называемый корневой рак, вызываются Agrobacterium tumefaciens. Это обычная болезнь многолетних культур (в том числе розы и винограда), а также корнеплодов свёклы, моркови и пр. На огурцах же подобное заболевание у нас отмечают впервые, хотя оно было зарегистрировано на тепличных огурцах в Великобритании еще в 70-х годах прошлого века. Тогда болезнь удалось подавить. Повторная вспышка случилась в 1993 году в гидропонной культуре огурца и томата.

Симптомы новой болезни развиваются постепенно, первые признаки замечают примерно через месяц после заражения. В течение этого времени отмечают активный рост корневой системы, что вызывает радость у агрономов. Вскоре белые корешки появляются на поверхности кубика (рис.1), потом их становится больше, они щеткой торчат из субстрата (рис.2). При снятии пленки с блока минваты видно, что переплетение корней образует сплошной ковер (рис.2). Плотное переплетение препятствует проникновению в субстрат питательного раствора и способствует развитию других патогенных бактерий и грибов. Сначала «ковер» состоит из белых корней, и беспокойства у агронома не вызывает. Но постепенно корни желтеют, буреют, появляются мелкие корончатые галлы, потом они увеличиваются до нескольких сантиметров (рис.3), тогда их можно спутать с галлами, образованными галловыми нематодами. В субстрате, на его поверхности и даже на основании стебля образуются наросты по типу корневого рака (корончатый галл), которые затрудняют движение воды по сосудам (рис. 4) и, как любая опухоль, ослабляют растение. Урожайность культуры даже при отсутствии других болезеней снижается на 15-20%, ухудшается товарный вид зеленцов, вершина которых заостряется (рис.5) и они нередко искривляются. На поздней стадии болезни растения увядают и отмирают из-за распространения самих агробактерий и сопутствующих вторичных патогенов (например, фузариума) по сосудам (рис.6). Основной ущерб растению все-таки наносят вторичные патогены – бактерии Pseudomonas marginalis, Pectobacterium (Erwinia) carotovorum, грибы родов Fusarium, Pythium, вызывающие корневую гниль (рис.6).

Рис.1 Первичные симптомы – появление корней на поверхности субстрата (фото И.П. Борисовой).

Рис.2 Симптомы сильного поражения растений огурца: образование «ковра» из корней и корончатых галлов (фото А.К. Ахатова).

Рис.3 Формирование крупного галла (фото А.К. Ахатова).

Рис.4. Крупные галлы и побурение корневой системы (фото В.Н. Юварова).

Рис.5 Заострение вершины и деформация плодов (фото И.П. Борисовой).

Рис.6 Побурение сосудов на уровне корневой шейки (фото А.К. Ахатова).

Рис.7 Первичные симптомы – появление корней на поверхности субстрата (фото И.П. Борисовой).

Источники первичной инфекции могут быть в поливной воде, в семенах, в субстрате или в других агрохимикатах. Возможна передача инфекции насекомыми, нематодами, рассадой, рециркуляционной водой и рабочими в процессе ухода за посадками.

В настоящее время в России не разработана систем мер защиты растений от этого заболевания. Для разработки эффективных и своевременных мер борьбы необходима точная идентификация патогена и изучение его биологических особенностей.

Материалы и методы

В 2014 г. нами были получены пораженные растения из трёх тепличных хозяйств России (Новгородская, Ульяновская и Тульская области) для диагностики заболевания растений огурца и определения первичных источников заражения. Симптомы заболевания соответствовали «бородатости» корней.

По общепринятым микробиологическим методикам (Schaad et al., 2001) из разных частей растений (корней, стеблей, галлов), из речной воды, из скважины, из поливной воды после фильтрации, из капельниц, дренажа и семян огурца, выделяли фитопатогенных бактерий в чистую культуру на неселективных средах (YDC, NA). Использовали также селективную среду для Agrobacterium sp., включавшую: эритритол (3,05 г/л), NH₄NO₃ (0,16 г/л), KH₂PO₄ (0,54 г/л), K₂HPO₄ (1,04 г/л), MgSO₄ х 7H₂O (0,25 г/л), таурохолат натрия (0,29 г/л), 1% дрожжевой экстракт (1 мл), 0,1% малахитовый зеленый (5 мл), агар (15 г/л), после стерилизации — K₂TeO₃ (0,32 г/л), 2% циклогексимида (1 мл/л) (Schaad et al., 2001). Полученные колонии отсевали и определяли их биохимические признаки в соответствии с руководством по определению фитопатогенных бактерий (Schaad et al., 2001).

ПЦР диагностику проводили с праймерами и пробой специфичными для гена GALLS на плазмиде Ri (Weller and Stead, 2002). Последовательности праймеров и пробы даны в Таблице 1. Они были комплементарны последовательности гена T-ДНК штамма A.radiobacter (NCPPB 2659) (ген rolA). Проба rol—Pr была связана с красителем FAM на 5’ конце, и гасителем флуоресценции TAMRA на 3’ конце. TaqMan и классический ПЦР анализ были проведены в 25 мл реакционной смеси на амплификаторе SmartСycler (Cepheid, США). Смесь для ПЦР включала  2 мкл ДНК бактерий, выделенной при помощи набора «Проба-Рапид» (ДНК-Технология, Россия) ПЦР буфер с магнием «Encyclo”, (Евроген, Россия) 2,5 мкл, 200 nM  dNTPs, 0,025 ед. Taq ДНК полимеразы; 300 nM  каждого из праймеров (rol—F, rol—R) и 50 nM TaqMan пробы rol—Pr. Цикл амплификации включал пре-денатурацию 10 мин при 95°C, и 45 циклов 10 сек  95°C и 1 мин 60°C.

Заражение растений огурца и томата трех различных сортов проводили в стадии 1-го настоящего листа методом укола иглой с культурой бактерии в семядольный лист.

Таблица 1.

Последовательности rol праймеров и TaqMan пробы, использованных при диагностике возбудителя (по: Weller and Stead, 2002)

Праймер/Зонд	Последовательность (5´-3´)	Длина (нт)
rol-F	GGC GAT AAA ACC TTC CAG ATC A	22
rol-R	GTC CGT GCT CAC AAC ATT GC	20
rol-Pr	CGC ACC GCC GCG TGG AA	17

Результаты

Бактерии, сходные с A.radiobacter, были выделены из растений, воды и субстрата во всех трех изученных местах сбора образцов. Всего было отобрано 45 изолятов, соответствовавших морфологическим признакам агробактерий на селективной среде. Бактерии, выделенные из растений, воды в поливной и дренажной системах, и субстрата, были определены как Agrobacterium sp. по совокупности признаков. В Новгородской области патоген был выделен из речной воды в концентрации не менее 10 КОИ на мл.

Выделение бактерий в чистую культуру из семян было безуспешным, но ПЦР анализ дал единичные положительные результаты.

Кроме того, по морфологическим и биохимическим признакам изолятов бактерий, полученных на неселективных средах, нами было показано наличие в большинстве изученных образцов бактерий рода Pseudomonas (группы LOPAT 1 и 5) и пектолитических энтеробактерий (в основном Pectobacterium carotovorum).

Возбудители «бородатого» корня в тепличных хозяйствах РФ соответствовали описанию вида A.radiobacter — грамотрицательные палочки, подвижные, с одним полярным жгутиком, со слизистой капсулой.

Форма колоний круглая на среде YDC, до 2-6 мм в диаметре, поверхность гладкая, приподнято-выпуклая, края колоний гладкие. Внутренняя структура колоний зернистая; колонии просвечивающие, окраска их в проходящем свете от серой до почти белой.

 Рис.7. Колонии Argobacterium биовар 1 на селективной питательной среде с 3-кетолактозой, окрашенные… (фото Ходыкиной М.В.)

 Бактерии желатин не разжижают. На среде с глицеро-фосфатом и маннитом роста почти нет. На молоке образуют кислоты, лакмусовое молоко сначала краснеет, потом слегка редуцируется и образует из сыворотки на поверхности небольшое светлое кольцо, которое позднее исчезает. Рост прекращается при pH 4,0. Нитраты не редуцируют. Кислоты образуют без выделения газа из арабинозы, ксилозы, рамнозы, глюкозы, галактозы, маннозы, мальтозы, лактозы и салицина. Оптимальная температура для роста 20-28°С.

Типичные симптомы проявляются на рассаде огурца через 4-5 недель после инокуляции в семядольный лист, заражаются также растения томата и других овощных культур.

От 70 до 80% выделенных штаммов агробактерий имели положительную реакцию с праймерами rol—F/R при классическом ПЦР анализе, и с пробой rol—Pr – при ПЦР в реальном времени. Все выделенные штаммы, положительные по ПРЦ реакции, вызывали симптомы заболевания при искусственной инокуляции растений огурца, но только часть из них (от 10 до 25%) заражала растения томата.

Таким образом, впервые в Российской Федерации обнаружено новое экономически вредоносное заболевание огурца и других овощных культур в условиях защищенного грунта – «бородатость» корней, вызываемое особой группой штаммов вида A.radiobacter. Пути проникновения патогена пока не очевидны – в одном случае он был обнаружен в речной воде, использовавшейся для полива без обеззараживания, и мог попасть в воду со смывом с экспортируемой овощной продукции, проходящей предпродажную обработку на соседних с тепличных комплексом предприятиях. Распространение возбудителя семенами пока не подтверждено, но случаи семенной инфекции Agrobacterium на других культурах хорошо известны. По личным сообщениям, заболевание встречается и в других регионах за пределами обследованных хозяйств трех областей РФ.

Патоген сохраняется в почве и в воде неограниченное время, выживает в субстрате даже после стерилизации паром. Как правило, устойчив к антибиотикам и препаратам меди, быстро теряет восприимчивость при регулярном применении антибактериальных препаратов. Эффективность применяемых биологических средств защиты не превышает 50%.

Развитие вторичных патогенов на растениях, пораженных «бородатастью» корня, усиливается в 1,5-2,3 раза. Экономический ущерб от этого заболевания в Великобритании составляет от 15 до 36 тыс. фунтов стерлингов (890-2135 тыс. руб.) на гектар. В связи с возникшей ситуацией, требующей незамедлительного практического решения, для одного из хозяйств, нами был предложен оперативный первичный план мероприятий для снижения вредоносности болезни при посадке рассады в зараженный субстрат (интерплантинг) и использовании инкрустированных тирамом семян:

Дезинфекция минеральных матов с растительными остатками предыдущего оборота:

• Полив 1%-ным раствором Фармайода или 3-5%-ным раствором перекиси водорода, расход по 1 л на мат (4 растения).

В период выращивание рассады:

• Внесение в субстрат на стадии первого настоящего листа препаратов: Алирин-Б, СП, норма расхода 60 г на 1 га рассады, или Микозар, СП, норма расхода 100 г на 1 га рассады.
• Внесение в субстрат 0,15%-ного раствора Фитолавина в фазе 3-4 настоящих листьев.

В период выращивания на постоянном месте:

• После высадки пролив 0,15% раствором Превикура энерджи, норма расхода 2-4 л/га (100 мл/растение).
• Через 10-14 дней после высадки  рассады полив 0,2%-ным раствором Фитолавина, ВРК.
• Через 6 дней после этого пролив Микозаром, СП, норма расхода 200 г/га+Нарцисс0,25% раствор из расчета 0,1-0,15л под растение.
• Через 10 дней полив 0,2-03%-ным раствором Фитоплазмина, ВРК
• Через 6 дней после этого пролив Алирин-Б,СПмод 120г/га
• Через 7 дней полив 0,2% раствором Стрекара, расход 150 мл раствора на растение.
• Через 7 дней полив 0,06% раствором Фармайода, расход 0,1 л/растение.

В целом за полуторамесячный период работы по этой схеме хозяйству удалось не потерять урожай; выпады растений от увядания были единичными, но с наступлением солнечной погоды в апреле увядание растений усилилось. Следует искать устойчивые и толерантные к заболеванию гибриды огурца; так, например, в Новгородской области отметили малую степень поражения корней у гибрида F₁ Геракл.

Для снижения вредоносности заболевания рекомендуем проводить предварительную проверку зараженности семян, выращивать рассаду в условиях, гарантирующих отсутствие инфекции. Следует исключить использование рециркуляционной поливной воды, или обеззараживать раствор перед применением. Использовать дезинфицирующие препараты после каждого оборота культуры, например хлор-содержащие вещества, Фармайод («Фармбиомедсервис», Россия), «SANPROX-P» и «AGRISAN» (Aromany, Великобритания). Пренебрежение мерами борьбы против этого нового патогена может в скором времени сделать производство овощей в теплицах не рентабельным. Добавить дезинфекцию воды из внешних источников Ультрофиолетом.

Ходыкина М.В.,¹ Пехтерева Э.Ш.², Кырова Е.И.¹, Виноградова С.В.³,
Ахатов А.К.⁴, Юваров В.Н.⁵, Борисова И.П.⁶, Игнатов А.Н. ^1,2,3

¹Российский Университет Дружбы Народов (РУДН),  Москва
²ВНИИ фитопатологии, Большие Вяземы
³Центр «Биоинженерия» РАН, Москва
⁴независимый эксперт, Московская область
⁵ЗАО «Агробиотехнология», Москва
⁶ЗАО «Фармбиомедсервис», Москва

 

Система защиты и профилактики от нового бактериального заболевания -Бородатость  корней. 2015г

1. Дезинфекция теплиц и рассадного отделения , с применением следующих препаратов :Вироцид-1%, затем  Кикстарт 1-3% или Экоцид 1-3%, или Фармайод 1-3%, Гипохлорид Калия 3-4%, перед дезинфекцией промывка конструкций теплиц, стекла, особенно тщательно лотков, где лежит минеральная вата, Мытье подстилающей пленки или замена её новую, мытья теплиц использовать препарат Бионет+1%, ДМСИД1-2% и др
2. Дезинфекция системы капельного полива препаратами Сид-2000 1% и Гипохлоридом 2-3%, также накопительных емкостей.
3. Дезинфекция коридоров, бытовых помещений и строгий карантин.

В период выращивание рассады:

1. Внесение в субстрат на стадии первого настоящего листа Биопрепаратов: Алирин-Б, СП, модиф норма расхода 60 г на 1 га рассады.
2. Внесение в субстрат 0,15%-ного раствора Фитолавина в фазе 3-4 настоящих листьев.

В период выращивания на постоянном месте:

1. Внесение перед посадкой  или  сразу после посадки биопрепарата Микозар, СП,-200 г/га
2. Внесение через 2-3 дня после посадки Превикур –Энерджи 2-3л\га.
3. Через 8-12 дней после высадки рассады подлив препарата Фитолавин,ВРК-5-6л/га.
4. Через 1-3 дней после применения Фитолавина.ВРК пролив биопрепарата Алирин-Б,СПмод 120г/га + Экогель 10-12л\га или Нарцисс 10-12л/га
5. Через 10-12 дней после применения Фитолавина,ВРК применение  препарата Фитоплазмин 6-8л/га, затем через 1-3 дней биопрепарат Алирин-Б.мод 120г/га или Микозар,СП-200г/га

5Далее надо работать по обстановке, если не будет признаков поражения, то можно ограничиться ежемесячным внесением Превикура –Энерджи 4л/га и внесением Фитолавина ВРК 6-8л/га, затем через 1-3 дней внесения биопрепарата Алирин-Б модифиц-120г/га  или Микозар,СП-200г/га

 Обязательно  каждые 10 дней применять стимуляцию корней, Этамон,  Циркон, Радиофарм и др, также применение Перекиси Водорода-4-10 л\га- еженедельно.

При появлении первых признаков поражения Бородатостью корней, меры борьбы усиливаются, надо каждые 15дней пролив препаратами Фитоплазмин 6-8л/га или Стрекар 5-6л\га или Фармайод 1,5-2л/га, после них через 1-3 дней применение биопрепарата Алирин-Б,СПмод 120г/га, можно с Планризом.

Применение препаратов Стрекар и Фитоплазмин надо делать аккуратно, могут вызывать ожоги ,особенно на молодых растениях до месяца после посадки.

В литературе есть рекомендации применения в каждый полив Перикиси водорода   15-25 pmm, отдельные хозяйства применяют до 200-250 pmm или препарата Диоксид  хлора 2-5 pmm,который применяется 1 раз в неделю все это надо изучать и проверять.

Юваров  Виктор Николаевич,
Ведущий агроном –консультант-ООО «Агробиотехнология»

 

---

Комментарии: