Ученые впервые обнаружили в Сибири опасный патогенный грибок хвойных пород — Diplodia sapinea P. Karst.
Этот вид вызывает некроз сосны обыкновенной. Ранее он встречался только в регионах с мягким климатом. Однако исследования показали, что сибирские штаммы грибка устойчивы к холоду и имеют высокую фитопатогенность. Это представляет серьёзную угрозу для распространения гриба на новые территории и растения-хозяева. Результаты исследования опубликованы в Сибирском экологическом журнале.
Изменение климата может оказать серьёзное влияние на развитие болезней растений и повысить их вредоносность. Это связано с тем, что глобальное потепление влияет на температуру, влажность и доступность питательных веществ. В результате патогенные микроорганизмы, вызывающие болезни растений, могут быстрее распространяться и адаптироваться к новым условиям, что увеличивает их вредоносность. Особую опасность представляют завезённые патогены, которые могут скрытно распространяться и не причинять вреда хозяину до тех пор, пока не возникнут благоприятные условия для массовых вспышек заболеваний. Отсутствие видимых симптомов затрудняет своевременное обнаружение новых патогенов и принятие мер по ограничению их распространения.
Коллектив красноярских ученых, в который вошли специалисты Красноярского научного центра СО РАН, сообщил о первом обнаружении на территории Сибири опасного патогенного гриба хвойных пород — Diplodia sapinea P. Karst. Грибок был найден на соснах разного возраста в парковой зоне Красноярска. Из древесины зараженных деревьев было выделено три штамма. Молекулярно-генетические исследования подтвердили их принадлежность к виду Diplodia sapinea. Этот вид является опасным патогеном хвойных деревьев, вызывающим некроз и последующую гибель. Специалисты отмечают, что раньше грибок D. sapinea вызывал вспышки только в мягком климате, например, в Южной Африке и Новой Зеландии. Однако последнее десятилетие рост числа вспышек также наблюдался в Европе.
Исследователи изучили характеристики и фитопатогенные свойства грибка: его способность вызывать некрозы на побегах сосны обыкновенной и яблоках сорта «Гренни Смит». Поражение оценивали через 10 суток после начала эксперимента. Все три сибирских штамма D.sapinea оказались очень опасными для растений. Они быстро распространяются и взывают обширные некротические поражения коры, тканей дерева и мякоти плодов. Кроме того, эти грибки обладают высокой активностью ферментов — пероксидазы и протеазы, которые помогают им окислять органические соединения в древесине и расщеплять белки. Высокая активность этих ферментов обеспечивает питание и развитие грибков, а также способствует их распространению и негативному воздействию на растения.
Сибирские штаммы также показали высокую устойчивость к холоду. Исследователи провели серию экспериментов по замораживанию мицелия в диапазоне температур от –8 до –31°С с последующей оценкой его жизнеспособности. В конце эксперимента штаммы по-прежнему быстро активировались на питательной среде. Тогда ученые провели три цикла замораживания вместо одного, однако выживаемость грибка оставалась высокой. Учёные отмечают, что наличие длительной бессимптомной фазы, высоких адаптивных способностей и фитопатогенности у вида, впервые обнаруженного в Средней Сибири, представляет серьёзную угрозу для его распространения на новые территории и растения-хозяева. Это требует особого внимания и изучения.
«Основным препятствием для массового распространения грибов D. sapinea ранее считалась их термофильность, то есть любовь к теплу. Низкие температуры влияют на жизнеспособность спор и, как следствие, на распространение гриба. Наши исследования выявили не только выраженную фитопатогенность грибка, но и высокую устойчивость к холоду у сибирских штаммов D. sapinea. Эксперимент в определенной степени снимает вопрос о трудностях преодоления температурного барьера грибками D. sapinea из-за их термофильности и указывает на возможность их активного распространения в новом регионе с более холодным климатом. Глобальное потепление, несомненно, будет только способствовать ухудшению фитопатологической ситуации. Длительная бессимптомная фаза у грибка D. sapinea, при которой колонизированные деревья остаются без видимых повреждений, а также высокие адаптивные возможности и фитопатогенность позволяют возбудителю оставаться необнаруженным карантинными службами при транспортировке живых растений и их фрагментов. Это представляет особую опасность для распространения инвазивных высоко агрессивных штаммов на новых территориях и растениях-хозяевах», — рассказывает один из авторов статьи, ведущий научный сотрудник Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН доктор биологических наук Юлия Литовка.
Исследование поддержано Российским научным фондом (№ 23-26-00052). В работе также принимали участие специалисты Сибирского федерального университета и Сибирского государственного университета науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева.
