Возбудитель ржавчины ириса Puccinia iridis представителя семейства ирисовые (Iridacea) в частности рода ирис(Iris)»
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КУРГАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Ботаники и генетики»
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Тема «Возбудитель ржавчины ириса Puccinia iridis представителя семейства ирисовые (Iridacea) в частности рода ирис(Iris)»
Выполнил (а) студент 246 гр:
Григорьева О. А.
Проверил научный руководитель,
канд. с.-х. наук, доцент: Прусова Н.Г.
Курган 2013 г.
Содержание:
Введение…………………………………………………………
Глава 1. Обзор литературы
1.1 Общая характеристика ржавчинных
грибов Порядок: Ржавчинные (Pucciniales=Uredinales)………………
1.2 Характеристика возбудителя
ржавчины ириса (Puccinia iridis (W))……………………………………………………………………
1.3 Общая характеристика рода
ирис (Iris(L))………………………………………………………
1.4 Взаимоотношения паразит – хозяин………………………………………..
1.5 Влияние погодных условий на развитие ржавчинных грибов…………..
Глава 2. Место, объект, методы исследования
2.1 Характеристика природно-климатических
условий Курганской области……………………………………………………………
2.2 Место исследования………………………………………………
2.3 Методы исследования………………………………………………
Глава 3. Результаты исследования
3.1 Количественные показатели
пораженности растений возбудителя ржавчины
ириса (Puccinia iridis(W))....................
3.2 Диагностика
летних и зимних спор возбудителя ржавчины
ириса (Puccinia iridis(W))……………………………………………………
3.3
Введение
Защита цветочных,
декоративных и газонных
Течение
патологического процесса у
Цель исследования – изучить развитие ржавчинного гриба Puccinia iridis (Wint) на дикорастущих и культурных видах рода ирис в условиях Курганской области. Для достижения поставленной цели, необходимо решить следующие задачи:
- Изучить ржавчинные грибы, паразитирующие на ирисах Курганской области.
- Провести микроскопические исследования покровных тканей листа ириса, пораженных возбудителем ржавчины.
- Выделить споры ржавчинного гриба, поражающего ирисы, и идентифицировать её.
- Выявить степень заражения по шкале Э. Стекмана и М. Левина(1922)).
- Сравнить пораженные возбудителем ржавчины дикорастущие и декоративные ирисы. Отметить степень поражения.
- Выявить влияние ржавчинного гриба на анатомическое строение питающих растений.
Глава 1. Обзор литературы
1.Общая характеристика ржавчинных грибов Порядок: Ржавчинные (Pucciniales=Uredinales)
Грибы, относящиеся
к этому порядку, вызывают заболевания
многих растений. Симптомы поражения
растений — пятна или полосы
обычно ржаво-бурого цвета, это
связано с присутствием в
Ржавчинные
грибы имеют сложный цикл
Полный
цикл развития ржавчинных
На этой стадии гриб образует два спороношения: спермации в спермагониях (пикниоспоры в пикниях) и эциоспоры в эциях. [Рис 2]
Развитие
ржавчинных грибов по полному
циклу осуществляется
С заражения растений эциоспорами начинается урединиостадия цикла развития гриба. Урединиостадия ржавчинных грибов развивается летом и слагается обычно из нескольких генераций урединиоспор. Они имеют вид порошащих светло-желтых или оранжевых скоплений, образующихся в урединиях, представляющих собой округлые или продолговатые разрывы эпидермиса и кутикулы (пустулы). Урединиоспоры вновь заражают растения данного вида, обеспечивая тем самым быстрое распространение паразита и массовое развитие болезни.[3] В течение одного вегетационного периода образуется несколько поколений урединиоспор. За лето может образоваться до 10 поколений урединиоспор. Чем короче период от заражения до возникновения нового поколения, тем быстрее распространяется болезнь.[2]
В конце периода вегетации растения в урединиях на дикариотическом мицелии начинают формироваться телиоспоры (телиостадия).[2] Телиостадия характеризуется наличием двух спороношений: телиоспор и базидиоспор. Телиоспоры обычно образуются к концу вегетационного периода и представляют собой покоящиеся споры ржавчинных грибов. Они снабжены толстыми оболочками, имеют темную окраску и чаще всего предназначены для сохранения в зимний период. Телиоспоры выходят на поверхность растений в виде порошащих темно-бурых или черных скоплений через разрывы покровных тканей (открытые телиопустулы) либо размещаются под эпидермисом (закрытые телиопустулы). У некоторых видов телиоспоры располагаются на поверхности растений в виде студенистых скоплений или тонких волосовидных столбиков. После перезимовки телиоспоры прорастают, образуя базидии с базидиоспорами; базидиоспоры вновь осуществляют переход гриба на другой вид растения-хозяина и вызывают первые весенние заражения. У некоторых видов прорастание телиоспор, образование базидиоспор и заражение ими растений происходят в конце вегетационного периода.[3] После перезимовки прорастают в росток, на верхнем конце которого формируется четырехклеточная базидия. Каждая клетка базидии дает по одной базидиоспоре, сидящей на короткой ножке – стеригме.[2]
Базидиоспоры осуществляют первое весеннее заражение растений. У разнохозяйных видов при помощи базидиоспор осуществляется переход гриба на другой вид растения – хозяина. У некоторых видов прорастание телиоспор, образование базидиоспор и заражение ими растений происходит в конце периода вегетации.
На протяжении цикла развития осуществляется чередование (смена) ядерных фаз гриба: гаплоидной, дикариотичной и диплойдной. Гаплойдная фаза начинается с базидии и базидиоспор. В результате заражения базидиоспорами формируется гаплоидный мицелий и образуется гаплоидные спороношения – спермации.
Диплоидная фаза начинается со слияния двух гаплоидных спермациев или мицелиев с разными половыми знаками без кариогамии. На дикариотичном мицелии закладываются дикариотичные эциоспоры. При заражении растений эциоспорами образуется урединиоспороношение, состоящее из нескольких поколений (генераций) урединиоспор. Затем развиваются телиоспоры, В телиоспорах осуществляется кариогамия, образуется диплойдное ядро, а при развитии из них базидии происходит редукционное деление и формирование гаплойдных базидиоспор разных половых знаков.[2,3]
Как указывалось выше, существуют виды ржавчинных грибов, развивающихся по неполному циклу, то есть в цикле их развития представлены не все стадии.[2]
Порядок ржавчинных грибов делят на семейства:
- на основании строения телиоспор – они могут развиваться на ножке или без нее, быть одиночными или в цепочках, иметь разную форм. [ Рис 3]
- Строения и особенностей развития эциев – эции могут быть окружены псевдоперидием как у видов Puccinia; они могут выступать из листа сначала в закрытом виде и при созревании их стенки вскрываются, формируя своеобразную решетку, через которую выходят эциоспоры, например, у ржавчины груши Gymnosporangium sabinae;
- специализации в отношении растений – хозяев. Учитывается вид и род растения-хозяина, однохозяйнность или разнохозяйнность гриба, спороношение ржавчинного гриба, которое зафиксировано на данном растении.[4]
С учетом указанных признаков в настоящее время в порядке Uredinales разными авторами описывается разное число семейств (до 14). [2]
Важнейшие из них - сем. Pucciniaceae и сем. Melampsoraceae.
В семействе пуккциниевых насчитывается 69 родов (Dictionary of the Fungi, 2001). Наиболее распространены следующие:
- Уромицес - Uromyces. Телиоспоры этого рода одноклеточные, эции с перидием. Многие виды рода Uromyces в урединио - и телиостадиях паразитируют на бобовых растениях, а в эциальной — на молочаях. В роде около 500 видов, наиболее известны среди них U. pisi — на горохе, U. betae - на свекле.
- Род Puccinia (пуккциния) с двухклетными телиоспорами, эции с псевдоперидием. Представители этого рода паразитируют на многих видах злаков - Р. graminis, P. coronifera, P. recondita, P. triticina и другие, а также на различных видах двудольных. Весьма вредоносен P. helianthi на подсолнечнике.
- Род фрагмидиум - Phragmidium (сем. Phragmidiaceae) с многоклеточными телиоспорами. В большинстве паразиты розоцветных (розы, малины и другие). Все виды однохозяинные.
- Род Хризомикса - Chrysomyxa (сем. Coleosporiaceae), телиоспоры в ветвистых цепочках. Паразиты хвойных и двудольных.[4]
Поражение
растений ржавчинниками в
Тип их питания только паразитический, поэтому облигатные паразиты или вообще на растут на питательных средах, или очень медленно развиваются на средах специального состава.[2,4]
1.2 Характеристика возбудителя ржавчины ириса (Puccinia iridis(W))
Возбудитель ржавчины ириса — разнохозяйный гриб (Puccinia iridis (W)). (Приложение1. Рис. 5) Ржавчина сильно поражает листья, на которых летом образуются многочисленные ржаво-коричневые продолговатые порошащие подушечки [Приложение1. Рис 6], выступающие через разрывы эпидермиса, — урединии (урединиопустулы). Созревающие в них урединиоспоры в течение всего вегетационного периода заражают листья ириса. Заражение тканей ириса спорами гриба (Puccinia iridis(W)) происходит довольно быстро. Через два часа после помещения здорового экземпляра растения к образцам, которые являются зараженными, в тканях не инфицированного ириса так же наблюдаются споры ржавчинного гриба. При этом, у опытного образца увеличивается фотосинтетическая активность и транспирация, потому, что паразитический гриб (Puccinia iridis(W)) активирует ростовые процессы растения. От момента заражения промежуточного хозяина (крапива двудомная, валериана) базидиоспорами до образования спермагониев и эций проходит 10—11 дней, а от заражения эциоспорами до появления урединии с урединиоспорами( видов ириса) и от заражения урединиоспорами до образования новых урединий — 5—7 дней. Период появления пустул на листьях ириса — вторая половина лета (июль-август). Ближе к осени на пораженных листьях появляются черные бархатистые выпуклые спороношения гриба в виде штрихов — телиопустулы. [Приложение 1. Рис 7,8] Образующиеся в них телиоспоры зимуют на отмерших частях растений, а затем при помощи ветра распространяются и прорастают базидиями с базидиоспорами. Последние заражают валериану и крапиву(Valeriána, Urtica), на листьях которых развивается эциостадия гриба.
Пораженные ржавчиной листья ириса желтеют и преждевременно засыхают. [Приложение 1. Рис 9], а в некоторых случаях на поверхности погибающих, загнивающих листьев развивается мицелии гриба. [Приложение 1. Рис 10] Ежегодно сильное развитие ржавчины может привести к ослаблению или слабому цветению, а так же к гибели растений.
Это опасное
заболевание распространено
1.3 Общая характеристика рода ирис (Iris(L))
И́рис, или Каса́тик (Íris(L)) — род многолетних корневищных растений семейства касатиковые, или ирисовые (Iridaceae). Ирисы встречаются на всех континентах. Род насчитывает около 800 видов. [6]
Стебли
ириса одиночные или по
Цветки
— одиночные или в соцветиях,
у отдельных видов слегка
Семенная коробочка трехгранная. Семена сплюснутые или почти шаровидные. Семенами размножаются в основном дикие виды, а садовые выращивают из семян лишь в том случае, когда стремятся получить новые
сорта. Сортовые гибридные ирисы размножаются только вегетативно.[5]
Корневая система
расположена в верхнем
на 5—7 см. Корни ириса недолговечны и живут два вегетативных периода, а части корневища - 5-6 лет. Корни уходят неглубоко (на 15—25 см), при пересадке они сильно повреждаются, но быстро восстанавливаются. [5,6]
1.4 Взаимоотношения «паразит – хозяин»
Физиолого-биохимические
взаимоотношения, складывающиеся между
патогеном и растением-
Развиваясь на поверхности листа ириса, ростковые трубки урединиоспоры вступают в контакт с покровными тканями листа. Исследования под сканирующим электронным микроскопом показали, что происходит разрушение покровных тканей в непосредственной близости от апекса ростковой трубки; гриб выделяет экзоферменты, расщепляют клеточную стенку кутикулы листа.
Ржавчинные
грибы в естественных условиях
развиваются только в живой
ткани растений (облигатный паразитизм).
Взаимоотношения между
При совместной
комбинации паразита и
Будучи
гетеротрофными организмами, ржавчинные
грибы получают питательные
Когда
гриб переходит к массовому
спороношению и потребляет
Внедрение
ржавчины приводит к
Развиваясь
в межклеточном пространстве, гифа
гриба оказывает значительно
более слабое влияние на
Возбудители
ржавчинных болезней –
Изучение
физиологии взаимоотношений
Второй
критический период в развитии
взаимоотношений между
Этот период начинается с проникновения специализированного органа гриба – гаустории – в клетку растения, когда устанавливается тесный контакт патогена с цитоплазмой растения. В месте контакта с клеткой растения образуется пограничная зона, через которую происходит непосредственный обмен метаболитами между растением и патогеном.
Ржавчинные грибы интенсивно используют энергию липидов в эктофильной стадии. Переход к эндофильной стадии развития сопровождается изменением направленности их метаболизма от липидного к преобладающему углеводному обмену. Это имеет приспособительное значение: возбудители ржавчины адаптируются к условиям существования в тканях растения, основу обмена веществ которых составляют углеводы, образующиеся в процессе фотосинтеза.
1.5 Влияние погодных
условий на развитие
Многолетние
наблюдения и широкие
Ржавчинные
грибы относятся к особой
Тепло. Температура среды является одним из основных факторов, определяющих возможность возникновения заболевания растений и степень их вредоносности.
Табл.1. Температурные показатели развития ржавчины ирисов.
Вид ржавчины |
Стадия развития возбудителя болезни |
Температура, оС | ||
Нижний предел |
Оптимум |
Верхний предел | ||
|
Возбудитель ржавчины ириса |
Прорастание спор |
2 |
25 |
31 |
Заражение растений |
10 |
23-25 |
35 | |
Развитие в тканях растений |
2 |
20 |
- | |
Споры ржавчинных грибов
Значительные понижения температуры, а особенно ее резкие колебания, ухудшают состояние растений и повышают их восприимчивость к болезням. Однако, ржавчинные грибы поражают не ослабленные, а хорошо развитые растения. В этом случае условия среды, обеспечивающие нормальное развитие растения, являются благоприятными и для патогена. Развитие ржавчины на ирисах наиболее интенсивно происходит на участках с загущенными посадками. Микроклимат таких «островков», с их пониженными температурами и повышенным влагосодержанием приземного воздуха, обуславливает активный рост растений; переувлажнение их тканей и, как следствие этого, ослабление устойчивости к болезням.[2,7]
Решающее значение фактор
Влага. Содержание влаги в окружающей среде оказывает значительное влияние на появление и развитие болезни на всех этапах патологического процесса и, в значительной степени, определяет продолжительность сохранения жизнеспособности ржавчинных грибов. Однако, практически решающее значение фактор влажности имеет лишь в течение сравнительно короткого периода – от начала прорастания спор до проникновения патогена в растение. В то же время, воздействие этого фактора на процесс заселения растения-хозяина спорами настолько велико, что оно редко превосходит влияние температурных условий среды. Так, споры ириса прорастают только при наличии капельно-жидкой влаги.[2]
Основным источником капельно-жидкой влаги являются осадки в виде дождя и росы. Массовое развитие болезни отмечается во влажные годы, характеризующиеся обильным выпадением осадков в течение всего вегетационного периода. Наиболее благоприятные условия для заражения растений создаются при затяжных моросящих дождях; сильные дожди ливневого характера вызывают смыв и механическое уничтожение инфекционных зачатков, ограничивают распространение и развитие заболевания.[2,7]
Свет. Воздействие света на течение инфекционного процесса начинает проявляться еще до заражения растений. Положительное действие света сказывается на скорости развития ржавчинных болезней в растении-хозяине: чем больше света, тем короче инкубационный период у ржавчинных грибов. Основное значение света в развитии болезней состоит в формировании восприимчивости растений к заражению. Ржавчинные грибы живут за счет продуктов фотосинтеза. В условиях интенсивного освящения активизируются процессы ассимиляции, углеводного и белкового обмена, что, в свою очередь, стимулирует развитие паразитирующих на них патогенов.[7]

- Возбудитель сибирской язвы
- Возбудитель туберкулеза сельскохозяйственных животных
- Возбудитель холеры
- Возбуждение административного дела
- Возбуждение головного дела
- Возбуждение гражданского дела
- Возбуждение гражданского дела в порядке искового производства
- Возбудители маститов КРС
- Возбудители маститов КРС
- Возбудители хламидиоза
- Возбудитель антропозоонозной чумы
- Возбудитель ботулизма
- Возбудитель мыта
- Возбудитель пастереллеза птиц