doi: 10.15389/agrobiology.2015.5.641rus
УДК 579.64:57.045
Экспериментальные исследования выполнены при поддержке Российского научного фонда (проект № 14-26-00067).
МИКРООРГАНИЗМЫ В УСЛОВИЯХ ГЛОБАЛЬНОГО ИЗМЕНЕНИЯ
КЛИМАТА
М.М. ЛЕВИТИН
Климат нашей планеты стремительно меняется, наблюдается глобальное потепление и увеличивается концентрация CO2 в атмосфере. По прогнозам международной организации в области климата — Межправительственной группы экспертов по изменению климата (Intergovernmental Panel on Climate Change — IPCC, Швейцария), к концу XXI века увеличение температуры Земли может составить до 4,6 °С (РРЭЦ, 2009). Беспрецедентная скорость таких процессов оставляет мало шансов биологическим видам и экосистемам на приспособление к столь быстрым климатическим переменам. Это приводит к изменению географического распространения видов фитопатогенных грибов. Так, в 1985 году в европейской части России зарегистрировано новое заболевание пшеницы — желтая пятнистость листьев, вызываемая Pyrenophora tritici-repentis (Died.) Drechsler (Е.Ф. Гранин с соавт., 1989). В 2005-2007 годах возбудитель заболевания грибP. tritici-repentisпоявился на пшенице в Северо-Западном регионе России. На некоторых сортах распространение болезни достигало 70 %. «Южные» популяции по расовому составу разнообразнее «северных», но последние более вирулентны в отношении сортов-дифференциаторов. Видимо, гриб P. tritici-repentis в новых экологических условиях не успел еще накопить достаточного количества мутаций, обеспечивающих внутривидовое разнообразие, а закрепляется в новой нише за счет усиления вирулентных и агрессивных свойств. Возбудитель фузариоза зерновых культур гриб Fusarium graminearum исторически на территории России локализуется в двух зонах: на Северном Кавказе и на Дальнем Востоке. Однако, начиная с 2003 года, возбудитель распространился на Северо-Западе России. В 2007 году средняя степень распространения болезни на зерновых достигала 93,3 %, в 2008 году — 87,3 %. В последние годы F. graminearum стал доминирующим видом на зерновых в Нидерландах (J. Arts с соавт., 2003), Англии (P. Jennings с соавт., 2004), Северной Германии (T. Miedaner с соавт., 2008) и Финляндии (T. Yli-Mattila с соавт., 2010). Доминирующий вид, вызывающий на юге России септориоз пшеницы, — гриб Septoriatritici, на Северо-Западе — Stagonospora nodorum. В 2003-2005 годах S. tritici стал основным патогеном на пшенице в северо-западной зоне. На восприимчивых сортах яровой пшеницы распространение болезни достигало 51-100 %, а вредоносность находилась в пределах 8-30 %. Эти наблюдения показывают, что глобальное потепление ведет к распространению термофильных видов грибов с юга на север. Потепление почвы стимулирует активность почвенных грибов из родов Pythium, Rhizoctonia, Sclerotinia, уменьшает латентный период развития болезни и увеличивает агрессивность патогенов. Температура может влиять на функции генов вирулентности паразитов и генов устойчивости сортов растений. При изменении температуры окружающей среды может происходить смена доминирования видов. Видимо, особое внимание при прогнозировании фитосанитарной ситуации в связи с потеплением климата следует обратить на термоустойчивые виды. Рекомендуется осуществлять постоянный мониторинг за появлением новых заболеваний растений, корректировку защитных мероприятий против болезней, создавать сорта с более широкой способностью адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды.
Ключевые слова: изменение климата, фитопатогенные грибы, почвенные микроорганизмы, биоэкология микроорганизмов, экологические условия.
MICROORGANISMS AND GLOBAL CLIMATE CHANGE
M.M. Levitin
Today, a global climate change is speeding up (Intergovernmental Panel on Climate Change — IPCC, Switzerland) that limits leaving organisms’ adaptation to the environment. As a result, the distribution of phytopathogenic fungi may obviously change. Particularly, in 1985 a new disease of wheat yellow leaf spot appeared in the European south of Russia (Krasnodar Region) (E.F. Granina et al., 1989). In 2005-2007 the causal agent of yellow leaf spot Pyrenophora tritici-repentis was found on wheat in North-Western Region of Russia. On some cultivars the disease severity reached 70 %, and pathogens become more virulent and viable. Despite the North Caucasus and the Far Eastwere specific areas for Fusarium graminearum in Russia, since 2003 F. graminearum appeared on the territory of the Russian North-West. The average disease severity on cereals was 93.3 % in 2007 and 87.3 % in 2008. Recently F. graminearum predominates on cereals in the Netherlands (J. Arts et al., 2003), GB (P. Jennings et al., 2004), North Germany (T. Miedaner et al., 2008) and Finland (T. Yli-Mattila et al., 2010). In the south of Russia, Septoria tritici predominates among species causing wheat glum blotch, and in the North-West it is Stagonospora nodorum. In 2003-2005, S. tritici became the main wheat pathogen in the North-Western Russia. On susceptible spring wheat cultivars the disease was found in 51 to 100 % plants, with a severity of 8 to 30 %. These observations suggest that global warming of climate leads to an expansion of thermophilic fungi species, and pathogens begin to spread from the south to the north. Pythium, Rhizoctonia, Sclerotinia soil fungi are influenced by climatic factors. They form the overwintering structures that protect them from external influences. Increasing the temperature can lead to a decrease of the latent period and to increase of pathogens aggressiveness. Temperature can influence the function of the parasites virulence genes and resistance genes in plants. Thus, it is necessary to control the emergence of new plant diseases, improve protective measures, and develop cultivars with high adaptability.
Keywords: climate change, phytopathogenic fungi, soil microorganisms, bioecology of microorganisms, environment conditions.
ФГБНУ Всероссийский НИИ защиты растений, |
Поступила в редакцию |
Оформление электронного оттиска
