doi: 10.15389/agrobiology.2026.3.534rus
УДК: 633.853.494:581.48:632.4:579.222:543.9
Работа выполнена в соответствии с Государственным заданием по теме: FGUG-2025-0002 «Разработать новые и модернизировать существующие методы, средства и технологии обеспечения устойчивого ветеринарно-санитарного благополучия животноводства, качества и безопасности продукции и кормов, охраны окружающей среды от загрязнения отходами животноводства» (регистрационный номер НИОКТР в ЦИТИС 1022041200309-0-4.3.1) и в рамках договора о сотрудничестве ФНЦ ВИК им. В.Р. Вильямса и ВНИИВСГЭ — филиал ФГБНУ ФНЦ ВИЭВ РАН от 17 марта 2021 года.
О ВЫЯВЛЕНИИ ЭНДОФИТНЫХ МИКРОМИЦЕТОВ В ПАРТИЯХ СЕМЯН ЯРОВОГО И ОЗИМОГО РАПСА (Brassica napus L.): ЧАСТОТА ИНФИЦИРОВАНИЯ И ТОКСИНООБРАЗОВАНИЕ
Г.П. КОНОНЕНКО1 ✉, Е.А. ПИРЯЗЕВА1, А.А. БУРКИН1, Е.В. ЗОТОВА1,
В.Т. ВОЛОВИК2
В последние десятилетия отмечается рост научного интереса к микробиому семян (Z. Wei, A. Jousset, 2017; U.G. Mueller, T.A. Linksvayer, 2022), и успеху этого направления способствует многообразие доступных культуральных и метагеномных подходов — морфологической идентификации микроорганизмов (E.L. Broggi с соавт., 2007; A. Debbarma, S. Banik, 2021; A. Kesho, W. Abebe, 2021), молекулярного, филогенетического анализа и их сочетания (E. Kovačec с соавт., 2016; H.-Q. Xing с соавт., 2018), а также профилирования по оперативным таксономическим единицам (S. Klaedtke с соавт., 2016; G.E. Bergman с соавт., 2023). По данным зарубежных авторов у рапса, перспективной сельскохозяйственной культуры, семена имеют межсортовые различия по структуре сообществ эндофитных бактерий (D. Rybakova et al., 2017; B. Wassermann с соавт., 2022) и грибов (A. Rochefort с соавт., 2019; Z.P.M. Moreira с соавт., 2021). В нашей стране подобные исследования на рапсе пока не проводились. В настоящей работе впервые дана характеристика микромицетов, ассоциированных с семенами 17 сортов ярового и 24 сортов озимого рапса, и выявлено присутствие среди них потенциально токсигенных видовAlternariaи Aspergillus. Цель работы заключалась в изучении особенностей состава субэпидермальной микобиоты семян ярового и озимого рапса масличного, собранных в Московской области (ФНЦ кормопроизводства и агроэкологии им. В.Р. Вильямса) в сезон конкурсных испытаний, и оценка способности доминирующих видов микромицетов к токсинообразованию. После поверхностной дезинфекции семян и инкубирования на агаре Чапека-Докса с желчью и антибиотиками (7-10 сут, 25 °С) учитывали частоту их инфицирования микромицетами с подтвержденной родовой принадлежностью и отдельными видами, идентифицированными по морфофизиологическим свойствам. Содержание микотоксинов в семенах и образцах биомассы грибов, культивированных на агаровых средах (7 сут, 25оС), определяли методом иммуноферментного анализа. По частоте инфицирования семян микромицетами родов Alternaria Nees, Aspergillus Link,Penicillium Link и их соотношению в микобиоте сорта яровой и озимой форм дифференцированы на группы с признаками сходства и особенностей. Для большинства яровых образцов инфицирование было частичным: для Alternaria spp.15-35 %,для Penicillium spp.от 1 до 20 %, для Aspergillus spp. от 1 до 7 %, для озимых — крайне слабым с единичным обнаружением этих микромицетов у образцов одних сортов и средней степенью инфицированности у других (Паркус, Сармат, Блиц, Оливия, Аурелия). Интенсивная колонизация семян выявлена у яровых сортов Викрос (Alternaria spp.,90 %), Велес, Таврион, Форпост, Люмен(Penicilliumspp., 60-100 %)и озимых сортов Амбассадор, Темтейшен и Доминатор (Aspergillusspp.,40 %, 70 % и 90 %).В составе эндофитов с разной частотой идентифицированы виды Alternaria tenuissima, A. alternata, A. arborescens, A. brassicola, Aspergillus pseudoglaucus, A. amstelodami, A. flavus, A. versicolor, а также представители комплексов ‘Alternaria infectoria’ и ‘Aspergillus niger’. Типичный характер токсинообразования подтвержденin vitroдля наиболее частых в микобиоте видов — Alternaria tenuissima (альтернариол) и Aspergillus pseudoglaucus (микофеноловая кислота, эмодин), при этом в семенах микотоксины не обнаружены. Полученные данные мы рассматриваем в качестве информации, необходимой для развития современной концепции целостного восприятия растений как голобионтов — функциональных экосистем, объединенных с сообществами микроорганизмов.
Ключевые слова: рапс масличный, семена, яровые и озимые сорта, субэпидермальная микобиота, микромицеты, микотоксины.
G.P. Kononenko1 ✉, E.A. Piryazeva1, E.V. Zotova1,
A.A. Burkin1, V.T. Volovik2
In recent decades, there has been an increase in scientific interest in seed microbiomes (Z. Wei, A. Jousset, 2017; U.G. Mueller, T.A. Linksvayer, 2022). Available cultural and metagenomic approaches such as morphological identification of microorganisms (E.L. Broggi et al., 2007; A. Deb-barma, S. Banik, 2021; A. Kesho, W. Abebe, 2021), molecular, phylogenetic analysis and their combinations (E. Kovačec et al., 2016; H.-Q. Xing et al., 2018), as well as profiling by operational taxonomic units (S. Klaedtke et al., 2016; G.E. Bergman et al., 2023) have facilitated the success of the research. According to foreign authors, rapeseed, a promising agricultural crop, has intervarietal differences in the structure of endophytic bacterial communities (D. Rybakova et al., 2017; B. Wassermann et al., 2022) and fungi (A. Rochefort et al., 2019; Z.P.M. Moreira et al., 2021). Similar studies have not yet been conducted in Russia. In this work, the characteristics of micromycetes associated with seeds of 17 varieties of spring and 24 varieties of winter rapeseed are given for the first time, and the presence of potentially toxigenic species of Alternaria and Aspergillus among them is revealed. The aim of the work is to study the varietal features of the composition of subepidermal mycobiota in seeds of spring and winter oilseed rape collected in the Moscow Province (Williams Federal Scientific Center for Forage Production and Agroecology) during the season of competitive tests, and to assess the ability of dominant micromycete species to form toxins. After surface disinfection of seeds and incubation on Czapek-Dox agar with bile and antibiotics (7-10 days, 25 °С), the frequency of their infection with micromycetes with confirmed generic affiliation and individual species identified by morpho-physiological properties was accounted. ELISA test was used to measure the mycotoxin concentrations in seeds and in samples of fungal biomass cultivated on agar media for 7 days. The varieties were grouped by the rate of seed infection with micromycetes of the genera Alternaria Nees, Aspergillus Link, Penicillium Link and their ratio in the mycobiota, spring and winter phenotypes were differentiated into groups with features of similarity and peculiarities. For most spring varieties, the infection of samples was for Alternaria spp. 15-35 %, for Penicillium spp. from 1 to 20 %, for Aspergillus spp. from 1 to 7 %, for winter varieties, there were single cases detection of these micromycetes, and moderate colonization level was found in others (Parkus, Sarmat, Blitz, Olivia, and Aurelia varieties). Intensive seed colonization was revealed in spring varieties Vikros (Alternaria spp., 90 %), Veles, Tavrion, Forpost, Lumen (Penicillium spp., 60-100 %) and winter varieties Ambassador, Temteyshen and Dominator (Aspergillus spp., 40 %, 70 % and 90 %). The following species were identified with different frequencies among endophytes: Alternaria tenuissima, A. alternata, A. arborescens, A. brassicola, Aspergillus pseudoglaucus, A. amstelodami, A. flavus, A. versicolor, as well as representatives of the ‘Alternaria infectoria’ and ‘Aspergillus niger’ complexes. The typical nature of toxin formation has been confirmed in vitro for the most common species in the mycobiota, the Alternaria tenuissima (alternariol) and Aspergillus pseudoglaucus (mycophenolic acid, emodin), while mycotoxins have not been detected in the seeds. We consider the data obtained to be the information necessary for the development of a modern concept of holistic perception of plants as holobionts — functional ecosystems united with microbial communities.
Keywords: oilseed rape, seeds, spring and winter varieties, subepidermal mycobiota, micromycetes, mycotoxins.
1Всероссийский НИИ ветеринарной санитарии, гигиены |
Поступила в редакцию Принята к публикации |
