«РЖАВЧИННЫЕ ГРИБЫ – ВОЗБУДИТЕЛИ БОЛЕЗНЕЙ РАСТЕНИЙ СЕМЕЙСТВА ИРИСОВЫЕ (IRIDACEAE)»

Работа заключается в детальном изучение фитопатогенных грибов паразитирующих на растениях семейства ирисовые. Работа уникальна, ноу- хау в своей области, потому как до данной работы детальный цикл развития, Puccinia iridis не проводились. Работа детально отражает не только общие литературные сведения, известные на данный момент об этом виде грибов, но и основательную практическую работу, в которой представлены фотографий сделанные с использованием электронного микроскопа. ...

Содержание:

Введение………………………………………………………………………..…4
Глава 1. Обзор литературы
1.1 Общая характеристика порядка ржавчинные (Pucciniales=Uredinales) ………. ……………………………………..6
1.2 Характеристика семейства пукциниевые (Pucciniaceae)…………...7
1.3Характеристика возбудителя ржавчины ириса (Puccinia iridis (W))...9
1.4 Характеристика рода ирис (Iris L.) …………………………………10
1.5 Взаимоотношения паразит – хозяин………………………………...13
1.6 Влияние погодных условий на развитие ржавчинных грибов……16
Глава 2. Место, объект, методы исследования
2.1 Характеристика природно-климатических условий Курганской области……………………………………………………………………21
2.2 Место исследования…………………………………………………26
2.3 Объект исследования………………………………………………...27
2.4 Методы исследования………………………………………………..27
Глава 3. Результаты исследования
3.1 Количественные показатели пораженности растений возбудителем ржавчины ириса (Puccinia iridis(W)) .......................................................33
3.2 Определение спор возбудителя ржавчины ириса (Puccinia iridis(W)) ………… ………………………………………..………………………..41
3.3 Влияние возбудителя Puccinia iridis (Wint) на анатомическое строение питающих его растений…………………………………..…..49
3.3.1 Анатомическое строение вегетативного побега Urtíca dióica L………………………………………………………………………...…49
3.3.2 Анатомическое строение вегетативного побега Urtíca dióica L., пораженного возбудителем ржавчины ириса Puccinia iridis (Wint)…..50
3.3.3 Анатомическое строение листа U. dióica L…………………….51
3.3.4 Анатомическое строение листа U. dióica L., пораженного возбудителем ржавчины ириса Puccinia iridis (Wint)………………….52
3.3.5 Анатомическое строение листа Iris germanica L. ……………..54
3.3.6 Анатомическое строение листа Iris germanica L., пораженного возбудителем ржавчины ириса Puccinia iridis (Wint)………………….55
3.4 Защитные мероприятия……………………………………………...57
Выводы…………………………………………………………………………..62
Список литературы…………………………………………………………….64
Приложение……………………………………………………………………..67

Введение
Актуальность. Защита цветочных, декоративных и газонных растений от болезней приобретает все большее значение в связи с расширяющимися работами по озеленению городов и других населенных пунктов, созданием новых цветоводческих хозяйств и лесопарков, ботанических садов и дендросадов, интродукцией новых цветочных культур.

Черноземы обыкновенные. Не образуют в пределах области сплошных массивов. Они встречаются в сочетании с солонцеватыми черноземами, солонцами. Больше всего распространены в южных пределах области.Черноземы солонцеватые. Основными распространениями солонцеватых черноземов является территория к востоку от реки Тобол. В виде вкраплений встречаются и в других частях области.Солончаки. В пределах области солончаки приурочены к днищам высохших озер и стариц рек, приболотным и приозерным понижениям, речным притокам. [12]Солонцеватые почвы занимают наиболее пониженные участки местности. Формируются на тяжелых суглинках и глинах.Солонцы распространены на равнинных водораздельных участках между Тоболом и Ишимом, Исетью и Миассом.Серые лесные почвы формируются в области аллювиальных и эоловых песков исупесей древних террас рек. На них в природных условиях произрастают сосновые боры. [12]Курганская область расположена в равнинном Зауралье (преимущественно лесостепном юго-западном секторе Западной Сибири). В границах Курганской области последовательно с севера на юг сменяются подтаёжная под зона бореальной ботанико-географической зоны, северная и южная полосы лесостепи и под зона разнотравно-дерновиннозлаковых степей. Растительный покров Зауралья представлен сложным комплексом луговых злаково-разнотравных степей и остепненных лугов, в наше время в значительной степени освоенных человеком, солонцовых и солончаковых сообществ в сочетании с берёзовыми, осиново-берёзовыми и осиновыми лесами в низинах и на повышениях рельефа. [12] Для южных районов Курганской области характерны типчаково-разнотравные и ковыльные степи, перемежающиеся с обширными солончаками и солонцами; в подтаёжной полосе на севере рассматриваемой территории обычны мелколиственные и сосновые леса с отдельными вкраплениями ельников зеленомошных, встречающихся в Шатровском районе.[50]Среди покрытой лесом площади преобладают березовые леса (60%), около 30% приходится на боры, и около 10%- на осиновые колочные леса и тополевые рощи. Ничтожно мала площадь, занятая ельниками на южном пределе ареала, лесами с участием лиственницы и островными участками черноольшаников. Безлесные формации речных долин и на водоразделах представлены комплексом злаково-разнотравных остепненных лугов, луговых степей и их галофильных вариантов (солонцеватых разнотравно-полынно-ковыльных, галоразнотравно-злаковых, полынно-типчаковых), переходящих в солончаковые сообщества. Речная сеть равнинного Зауралья и огромное количество мелководных озер различного происхождения обусловливают развитие пестрой картины прибрежной, водной и займищно-болотной растительности.Флора Южного Зауралья характеризуется обычными для региональных флор Бореальной (северной) области показателями богатства и таксономического разнообразия. Систематическая структура флоры, представленная семейственно-видовым спектром и числом, а особенно составом полиморфных родов, отвечает зональным особенностям флоры, охватывающей такие крупные зональные выделы, как лесостепь, юг подтайги и север степной зоны. [9]В головной части семейственно-видового спектра зауральской флоры численно выделяется 23 семейства, каждое из которых насчитывает более 10 видов. В целом они объединяют 986 видов (79% от всего состава флоры). Десятка наиболее крупных семейств охватывает таксоны с 40 и большим числом видов и в целом представлена 726 видами (58%). Этот показатель свидетельствует о значительной естественности флоры. [19]Наиболее крупные семейства [9]: Asteraceae [Сложноцветные] (166 в.) Poaceae [Злаковые] (115 в.) вместе объединяют 22,5% списка дикорастущих видов. В отрыве от них следует пятерка семейств, каждое из которых насчитывает от 57 до 70 видов (4,6-5,6%): Fabaceae [Бобовые], Cyperaceae [Осоковые], Rosaceae [Розоцветные], Brassicaceae [Капустные, =Крестоцветные], Caryophyllaceae [Гвоздичные]. Десятку семейств, ведущих по числу видов, замыкают Ranunculaceae [Лютиковые], Chenopodiaceae [Марьевые], Scrophulariaceae [Норичниковые], насчитывающие 41-50 видов (3,3-4,0%). К маловидовым (насчитывающим от 1 до 9 видов в каждом) относится 88 семейств зауральской флоры, вместе включающих 264 вида (21,1% видового состава флоры). Большое число семейств, представленных малым числом видов, характерно для умеренно-бореальных региональных флор. Животный мир области весьма разнообразен. В фауне области сочетаются лесные, степные и лесостепные виды животных. На территории области отмечены: млекопитающих — 64 вида; птиц — 268 видов; рептилий — 6 видов; амфибий — 8 видов; рыб — 27 видов.[47]Из числа млекопитающих — 18 видов являются объектами охоты, 1 вид — Desmana moschata L. (русская выхухоль) — занесен в Красную книгу России. Среди птиц гнездящимися являются 165—170 видов, пролетными 70 видов. Во время осенних пролетов на озёрах Макушинского заказника собирается до 70 тыс. особей птиц. На территории области встречается и гнездятся 24 вида птиц, занесенных в Красную книгу России. В том числе 11 видов птиц находятся под глобальной угрозой исчезновения в Европе. На пролёте отмечаются: Oxyura leucocephala Scopoli (савка), Anser erythropus L. ( HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B8%D1%81%D0%BA%D1%83%D0%BB%D1%8C%D0%BA%D0%B0" \o "Пискулька" пискулька), Cygnus bewickii Yarell (малый лебедь), Branta ruficollis P. ( HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%B0%D1%81%D0%BD%D0%BE%D0%B7%D0%BE%D0%B1%D0%B0%D1%8F_%D0%BA%D0%B0%D0%B7%D0%B0%D1%80%D0%BA%D0%B0" \o "Краснозобая казарка" краснозобая казарка). Гнездятся —  Pelecanus crispus Bruch (кудрявый пеликан), Recurvirostra avosetta L. (шилоклювка), Himantopus himantopus L. (ходулочник), Vanellus gregarious Palles ( HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%B5%D1%87%D0%B5%D1%82%D0%BA%D0%B0" \o "Кречетка" кречетка) . На территории области обитают 5 видов насекомых, занесенных в Красную книгу России : Saga pedo Pall P. ( HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D1%8B%D0%B1%D0%BA%D0%B0_%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BF%D0%BD%D0%B0%D1%8F" \o "Дыбка степная" дыбка степная), Parnassius apollo L. (аполлон), Bombus armeniacus R. (армянский шмель), Mimathyma schrenckii M. (переливница Шренка). В 2002 году издана Красная книга Курганской области. [46]2.2 Место исследованийВ ходе исследования по данной теме были выбраны стационарные участки в пределах Курганской области (микрорайон Тополя, село Вилкино, берег реки Боровлянки, город Курган), в пределах, которых проводился мониторинг за объектами исследования (виды рода ирис, споры возбудителя ржавчины ириса).2910840158686500185356517392652967990190119031584902253615Рис. 2. Карта Курганской области. Территории объектов исследования:№1 – берег реки Боровлянки Притобольный район;№2 – город Курган;№3 – село Вилкино Юргамышский район;№4 и №5 – микрорайон Тополя; 1. Первый участок - берег реки Боровлянка в Притобольном районе в 36 километрах от Кургана, точечное местонахождение ириса сибирского (Iris sibirica L.) [Приложение 1. Рис. 16,17,18].2. Второй участок - цветник города Кургана в городском саду - (Iris germanica L.). 3. Третий участок - село Вилкино, Юргамышского района, находящееся в 150 километров от города Кургана. Место произрастания ириса германского (Iris germanica L.) – затененный жилой двор с повышенным увлажнением почвы (с понижением в микрорельефе местности). [Приложение 1. Рис. 14,15]. 4 и 5. Два стационарных участки были выделены в микрорайоне Тополя в 15 км от города Кургана: тополиная роща и поименный луг – места произрастания ириса согдийского (Iris sogdiana B.). [Приложение 1. Рис.11,12,13]2.3 Объект исследованияОбъектами данного исследования являются возбудитель ржавчины ириса Puccinia iridis (Wint), а также растения рода Iris L. – I. Germanica L. [Приложение 3 Рис.6]; I. sogdiana Bunge.[Приложение 3 Рис. 7.]; I. sibirica L.[Приложение 3 Рис. 8.] и растение рода Urtíca L. – Urtíca dióica L. Данные виды послужили объектами исследования, поскольку фитопатоген узкоспециализирован, следовательно, цикл развития проходит только на растениях представленных родов. 2.3 Методы исследованияПри проведении исследований необходимо учитывать: время появления болезни (с периода начала цветения), ее распространенность, интенсивность и вредоносность. Эти показатели определяют путем наблюдения и учета на стационарных участках или при маршрутных обследованиях. Для этого нами были использованы методы:Маршрутные.Для получения сведений о болезни на большой территории проводят маршрутные обследования. При этом количество и площадь обследуемых полей устанавливают с таким расчетом, чтобы охватить не менее 10% площади насаждений. Маршрутные обследования проводят обычно три раза за вегетационный период в следующие сроки. На полевых культурах — при появлении полных всходов, в период цветения, перед концом вегетационного периода. [13]Визуальные. [13]Стационарные/ пробные участки были выделены в типичных по почвенным и климатическим условиям региона. Исследовано 5 участков в ходе летне-осенней производственной практики. На стационарных участках проводились систематические наблюдения за ирисами. Для выявления ржавчинных заболеваний в каждом из 5 участков было выделено по 1 учетной площадке размером 1х1 м². (участок №1 Притобольного р-на, берег реки Боровлянка, 36 км от г. Курганаучасток № 2: город Курган, цветники и клумбы в городском садуучасток №3: село Вилкино, Юргамышского р-на, Курганской обл, 150км от Кургана, жилой двор, затененный сырой участок;участок №4, №5: мкр Тополя, 15км от Кургана, тополиная роща, пойменный луг;). Как на стационарных участках, так и при маршрутных исследованиях нами была использована диагностика по внешним признакам поражения растений. Для выявления возбудителя на ирисах, внимательно рассматривались их споронешения. При обнаружении спор, готовили препараты и исследовали их под микроскопом. Приготовление микроскопических препаратов.На чистое предметное стекло, обезжиренное 40%- раствором этилового спирта, наносят пипеткой ½ капли воды. Препаровальной иглой отделяют небольшое количество налета мицелия или споровой массы, переносят в каплю воды, измельчают второй иглой. Если налет мицелия не удается отделить от ткани растения, то острым скальпелем или препаровальной иглой отделяют маленький кусочек пораженной ткани и переносят в каплю воды, измельчают двумя иглами и накрывают покровным стеклом. [2,13]4.Микрофотосъемка.Проводилась микрофотосъемка приготовленных микропрепаратов спор возбудителя ржавчины Puccinia iridis (Wint), срезов тканей здорового и больного листа питающих растений (Urtica dioica L, I. germanica L.). В данной дипломной работе представлены фотографий из личных исследований. Статистический.Для правильного планирования и организации мероприятий по защите растений от болезни необходимо иметь сведения о распространенность болезни, интенсивность или степень поражения, тип поражения. Поэтому, при осмотре и характеристике количества пораженных растений учитываются именно эти показатели. [2, 13] Оценку степени поражения растений ржавчиной проводят по специальной шкале (Рис. 3) путем сравнения с этими шкалами листьев. Запись результатов учета ведут по каждому листу. Листья, усохшие более чем на 3/4, не принимают во внимание при вычислении средней пораженности растения.[28]1) Распространенность болезни: определяется количеством пораженных растений. Этот показатель выражается в процентах и характеризуется размером площади инфицированных листьев; Для оценки состояния растений необходимо иметь четкое представление о распространенности (частоте встречаемости), интенсивности или степени поражения, а также о течении развития болезни.Распространенность болезни – это отношение числа больных растений к их общему числу в пробе. [15] выражают ее в процентах, вычисляя по формуле: P =, где P – Пораженность, %; n – Количество больных растений в пробе, шт. N – Общее количество просмотренных растений в пробе, шт.2) Интенсивность или степень поражения растений: количественный показатель проявления болезни, ее определяют по площади пораженной поверхности органов растений, покрытых пятнами, пустулами, или по степени проявления других симптомов заболеваний. Для оценки интенсивности поражений растений разработаны глазомерные, относительные шкалы: балловые, процентные, иллюстрационные, специфичные для каждого заболевания. (Рис 2) [22] Расчет средней интенсивности поражения больных растений проводят по формуле [15]:R= ∑(ab)N , где R- Средняя интенсивность развития болезни, % или баллы; ∑(ab)- сумма произведений числа растений (а) на соответствующий процент поражения (b); N- Общее число учетных растений.Развитие болезни отражает усредненную степень поражения делянки или всего поля.3) Тип поражения: проявляется в особенностях защитных и других реакций растения в ответ на внедрение инфекции. Словестными шкалами пользуются, когда невозможно определить проявление болезни в процентах. Словестная шкала имеет следующие градации: не пораженные, слабо, средне и сильно пораженные растения. Более широко распространены балловые шкалы, по которым степень развития болезни оценивается в баллах. Там, где можно установить площадь пораженной поверхности, применяется процентная шкала, которая может соответствовать балловой оценке, но выражается в процентах. [15]Рис.3. Шкала учета пораженности хлебных злаков и злаковых трав линейной, или стеблевой ржавчиной (Э. Стекмана и М. Левина (1922)). Данная шкала может быть использована для учета поражения ирисов ржавчинным грибом (Puccinia iridis (Wint)), поскольку шкала учета основывается на форме листовой пластины и жилковании, лист ириса имеет линейное жилкование и аналогичную форму характерную для злаковых.На основе имеющейся шкалы была построена индивидуальная шкала оценки иммунности растений ириса. Тип поражения определяют главным образом при учете пораженности растения ржавчиной. Различные реакции растений на внедрение ржавчинной инфекции определяют по баллам. ( См. Рис. 4)4) Для более детального исследования распространенности болезни и получения максимально точных результатов была адаптирована методика замера площади поражения листовой пластины у разных видов рода ирис, кроме того огромный интерес вызывали условия произрастания «подопытных» видов. С этой целью с 5 пробных участков составляли апробационный сноп. Апробационный сноп составляли из листьев I. sogdiana B., I. germanica L., проводили замеры листовой пластины, и площадь поражения высчитывали по следующей формуле:S = ½*l*a, где: S – площадь листовой пластины; l – длина листа; а – ширина листа; ½ - константа. Исходя из этого, первым действием вычисляем общую площадь листовой пластины (Sобщ), затем, полученное число умножаем на коэффициент ½ (коэффициент, применим с учетом формы листа), проводим действия согласно данной формуле. Далее вычисляем процент поражения листовой пластины через неизвестную (х), которая будет равна (Sпораж), при этом за 100% принимаем (Sобщ).Глава 3. Результаты исследования3.1 Количественные показатели пораженности растенийДля учета количественных показателей поражённости растений рода Iris L. на каждой пробной площадке брали 25 листьев (5 листьев с 5 растений) данная выборка будет оптимальной, поскольку, группы ирисов, которые мы видим, это одно растение, у которого из одного корня выходит много стеблей. Произрастают в границах своего ареала скученно, между отдельными особями минимальные расстояния, следовательно, вероятность заражения растений будет практически стопроцентной. Рис. 4.Пораженность растений ржавчиной на исследованных площадках.На рисунке 4 представлено процентное соотношение пораженных растений рода Iris L. (I. sogdiana Bunge, I. germanica L., I. sibirica L.) возбудителем ржавчины ириса на исследуемых площадках. Наибольшее количество зараженных растений отмечено на площадках 5,4 (микрорайон Тополя), 3 (село Вилкино), 2 (г. Курган, городской сад), т. к. условия местообитания (температурно – влажностный режим, пониженная форма рельефа) на этих территориях способствовали активному развитию заболевания.Наименьшее число больных растений отмечено на площадке 2 (цветники и клумбы г. Кургана, городской сад), т. к. недостаток влаги способствовал раннему увяданию листьев, что привело растение к «уходу» от заболевания.На участке 1 (берег реки Боровлянки) не найдено пораженных растений, т. к. произрастающий там вид ириса сибирского оказался устойчивым к патогену (иммунное растение).Так же применялась классическая методика учета степени поражения листовой пластинки ржавчинным грибом Puccinia iridis (Wint) (по шкале учета пораженности растений (Э. Стекман и М. Левин (1922)). []Данная шкала в фитопатологий применяется обычно для растений, пораженных ржавчиной, из семейства мятликовые (Poaceae L.). Нами эта методика была модифицирована применительно к растениям семейства ирисовые (Iridaceae L.), т.к. и те, и другие растения имеют узкие линейные листья. Пораженность на листьях по этой шкале указывается в баллах.[31]Значение баллов, следующее:0 – Невосприимчивость. Симптомы заболевания отсутствуют. Даже при проникновений гриба в такие растения он вскоре прекращает свое развитие. В местах проникновения паразита в растение могут возникнуть небольшие хлоротические или некротические пятна, однако без признаков спороношения гриба;I – Высокая устойчивость (очень слабая поражаемость). В местах внедрения инфекции появляются некротические пятна. Иногда образуются единичные очень мелкие пустулы (спороношение гриба), окруженные кольцом хлоротической ткани. Этот, а также предшествующий тип поражения, характеризуют так называемую сверхчувствительность растения, клетки которого, быстро отмирая в ответ на внедрение возбудителя болезни, прекращают его развитие;II – Значительная устойчивость. В результате заражения образуются небольшие уредопустулы, окруженные широким хлоротическим кольцом. Последнее так же представляет собой характерную защитную реакцию растения, указывающую на его значительную устойчивость к данному возбудителю болезни;III – Слабая устойчивость. В местах заражения – крупные урединиопустулы с большим количеством урединиоспор и наряду с этим бледно-желтый ореол, свидетельствующий о наличии некоторой, хотя и слабой, устойчивости растения к данной болезни;IV – Крупные урединиопустулы с очень небольшим хлоротическим кольцом (ореолом) или без такого кольца. Такой тип поражения характерен для растений, восприимчивых к данному возбудителю. [15]Результаты типа поражения возбудителем ржавчины ириса Puccinia iridis (Wint) в модификации по шкале Э. Стекмана и М. Левина (1922) составили: IV балла (участок № 4,5 – мк Тополя); III балла (участок № 3 –с. Вилкино); II балла (участок № 2 – цветники и клумбы в городском саду, г. Курган); 0 баллов (участок. № 1 – берег реки Боровлянки) [Рис. 4.].Наибольшее поражение ржавчиной отмечено на участках, с пониженной формой рельефа, где больше всего скапливается капельно – жидкой влаги в виде росы и тумана, что создает, наиболее благоприятные условия для развития возбудителя ржавчины. 0 I II III IV Рис. 5. Шкала учета пораженности растений ржавчинным грибом (по шкале Э. Стекман и М. Левина (1922)).Кроме этого, результаты типа пораженности возбудителем ржавчины ириса Puccinia iridis (Wint) по шкале Э. Стекмана и М. Левина, помимо бальной оценки, высчитываются и в процентах. [Приложение 2, Таблицы 1-5]Количественные показатели распространенности ржавчины по методу замера листовых пластин представленные в таблицах 2 и 3. Таблица 2. Количественные показатели распространенности ржавчины по методу замера листовых пластин.Апробационный пучок - I. sogdiana B., [Приложение 1.