Бактеріози квасолі

Відомо більше 20 видів і різновидів бактерій, що відносяться до різних родів, здатних викликати захворювання квасолі (Бельтюкова 1961). Найбільш поширеними з них є

• Xanthomonas phaseoli, Xanthomonas phaseoli v. fuscans-
• Corynebacterium flaccumfaciens-
• Pseudomonas phaseolicola.

З огляду на те, що симптоми захворювань квасолі, що викликаються цими бактеріями, дуже схожі, ми описуємо їх разом, вказуючи лише на окремі характерні ознаки, несхожі з іншими.

Біологія збудників бактеріозів квасолі

Хвороба, що викликається бактеріями Xanthomonas phaseoli, відома ще з 1886 р, а з 90-х років минулого століття в США Е. Смітом розпочато дослідження цього бактеріозу, який ізолював і детально вивчив збудника.

Xanthomonas phaseoli -палочкі, із закругленими кінцями, поодинокі або парні, величиною 0,3-0,8 × 0,5-3 мкм- капсули, за даними Е. Сміта та інших авторів, не утворюються, хоча Ш. Елліотт цей організм описує як капсулообразующие . Суперечка немає, по Граму не фарбується, некіслотоустойчіви, рухливі, мають полярний джгутик. Колонії на МПА дрібні, круглі, гладкі, блідо-жовті, з віком стають темнішими. Консистенція колоній в`язка, краї рівні. М`ясний бульйон від бактерій злегка мутніє, через 3-4 тижні з`являється плівка, а на дні - слизовий жовтий осад. Желатин і кров`яна сироватка розріджується. Молоко створаживается завдяки розвитку ляб-ферменту і одночасно пептонізіруется і прояснюється, при цьому на поверхні утворюється шар жовтуватою рідини, а на дні з`являється більш-менш важкий осад. При просвітління молока внаслідок розчинення казеїну з`являються кристали тирозину.

Середовище стає лужний, лакмусовое молоко синіє і злегка редукується. На картоплі ростуть рясно, утворюючи колонії жовтого кольору, слабо ростуть на розчині Ушинського, на середовищах Фермі і Кона зростання немає. Утворюється сірководень, а також аміак, індол не утворюється. Відзначається сильне розвиток диастатический активності на крохмальних середовищах, нітрати не відновлюються. Кислоти без газу утворюються з глюкози, лактози, сахарози, гліцерину, мальтози, левульози і галактози. Бактерії дуже стійкі до висихання, строгі аероби, термальна точка гібелі- 48-50 ° С.

За даними Дж. Мунсі (1917) і М. К. Пателя (1929), бактерії можуть перезимовувати в грунті, але ця обставина, на думку В. Буркгольдера, великого практичного значення не має, оскільки плодосмен зазвичай відбувається через 3 роки, протягом яких мікроорганізм, мабуть, гине. Головним джерелом поширення бактерій автор рахує не грунт, а насіння хворих рослин.

Дослідження 3. Крезель (1966) показали, що в ризосфері квасолі знаходиться велика кількість мікроорганізмів - антагоністів Xanthomonas phaseoli. Культуральні фільтрати цих антагоністів запобігали захворювання квасолі при обробці ними насіння, стебел або коріння. З іншого боку, в сім`ядолях насіння квасолі виявлені біологічно активні речовини, що сприяють виживання бактерій Xanthomonas phaseoli v. fuscans в ризосфері молодих рослин (Ванкура і ін., 1969).

За даними Ф. Хіджес, Xanthomonas phaseoli здатні легко адсорбувати збудника вірусної мозаїки квасолі, і внаслідок цього вони можуть передавати не тільки бактеріальну, але і вірусну хворобу. При цьому зазначено, що вірус поза рослин дуже нестійкий і, мабуть, тільки в присутності бактерій він надійно забезпечує зараження рослин. За повідомленням Ф. Хіджес, культури Xanthomonas phaseoli з будь-якого джерела дають до 75 поразки вірусом.

У 1930 р В. Буркгольдер ізолював з швейцарських зразків квасолі різновид Xanthomonas phaseoli v. fuscans. Цей мікроорганізм на відміну від Xanthomonas phaseoli забарвлює поживні середовища (агар, бульйон, молоко) в бурий колір і не утворює кислот при зростанні на більшості вуглеводів. В іншому він мало відрізняється від Xanthomonas phaseoli.

Захворювання, що викликається Xanthomonas phaseoli v. fuscans, знайдено в Швейцарії, Південній Америці та США (штати Нью-Йорк, Монтана, Колорадо і Вісконсін).

В СРСР цей мікроорганізм був виділений з багатьох зразків квасолі в 1938 р 3. С. Артем`євої, причому були ізольовані навіть штами, що не утворюють бурий пігмент. Як з`ясувалося, наявність такого пігменту в сильному ступені залежить від змісту в середовищах тирозину. При додаванні його в середовища штами Xanthomonas phaseoli v. fuscans, не виділяє в звичайних середовищах пігментів, утворювали його в дуже великих кількостях.

Як вже зазначалося, Xanthomonas phaseoli v. fuscans викликає на рослинах майже ті ж симптоми, що і Xanthomonas phaseoli, тільки в деяких випадках дане захворювання супроводжується невеликою гіпертрофією тканин навколо пошкоджень, і цей симптом, на думку В. Буркгольдера (1930), служить відмінністю від інших бактеріозів цього ж типу.

Багато дослідників (Сміт, Брукс, Найн, Родос і ін.) Відносять Xanthomonas phaseoli і його різновиди Xanthomonas phaseoli v. fuscans і Xanthomonas phaseoli v. sojense до особливої ​​групи жовтих бактерій, куди зараховують і Xanthomonas campestris. Дійсно, розглядаючи всі властивості цих бактерій, можна переконатися що відрізняються вони один від одного тільки за ступенем патогенності для різних культур: Xanthomonas campestris не заражають квасоля, а Xanthomonas phaseoli не заражають капусту. До цієї ж групи Е. Сміт відносить також і інші бактерії, подібні за властивостями з Xanthomonas phaseoli, Xanthomonas citri, Xanthomonas transluscens і Xanthomonas malvacearum. В даний час всі перераховані бактерії об`єднані в особливий рід Xanthomonas.

Збудник іншого бактеріозу квасолі - Corynebactrium flaccumfaciens зовсім відмінний від попередніх бактерій, але симптоми викликається ним бактеріозу вельми схожі з симптомами хвороби, спричиненої бактеріями Xanthomonas phaseoli.

Ці бактерії є рухливі палички величиною 0,3-0,5 × 0,6-3,0 мкм, з одним полярним джгутиком. До кислот нестійкі, суперечка і капсул не образуют- по Граму фарбуються. Колонії на агарі круглі, гладкі, з рівними краями жовтого кольору, злегка в`язкі. Нітрати НЕ редуцируют, желатин розріджують слабо, диастатический активність слабка. Молоко створаживается і пептонізіруют, реакція при цьому по Штаппу кисла (у Xanthomonas phaseoli - лужна), лакмусовое молоко редуцируют, аміак утворюють, індол і сірководень - немає. На середовищах Ушинського, Кона і Фермі не ростуть (по В. Буркгольдеру) або ростуть дуже слабо (по Ш. Елліотт). Оптимум зростання при 31 ° C, максимум при 36-40 ° С і мінімум при 1,5 ° С. Термальна точка загибелі близько 60 ° С.

У насіння, заражених Corynebactrium flaccumfaciens, спостерігається велика загибель паростків. Внаслідок судинного характеру ураження рослини робляться карликовими, втрачають листя, стебла легко ламаються.

Поширюється захворювання головним чином зараженими насінням. Ураження рослин відбувається не через продихи, а через поранення, причому захворювання проявляється сильніше при зараженні через сім`ядольні вузол, ніж через листя і коріння (Rickard Walker, 1965). Corynebactrium flaccumfaciens мають велику виживання в рослинах. За даними В. Буркгольдера (1945), ці бактерії зберігалися в насінні при кімнатних умовах протягом 24 років, в той час як Xanthomonas phaseoli вже через 2-3 роки гинули.

Pseudomonas phaseolicola за симптомами викликається захворювання і за властивостями дещо відрізняється від Xanthomonas phaseoli та інших бактерій. Це рухливі з одним полярним джгутиком палички з закругленими кінцями, розміром 0,75-1,5 × 1,5-3,75 мкм. Утворюють ланцюжки, капсули і суперечки відсутні, по Граму не фарбується, некіслотоупорни, факультативні анаероби. Колонії на агарі білі, мають повільним або помірним зростанням: на картоплі зростання убогий, сам картопля при цьому стає сірим. Бульйон через 24 ч мутніє з утворенням плівки, лакмусовое молоко синіє, але не створаживается і не пептонізіруется. Желатин НЕ розріджується або розріджується дуже слабо. Протеолітичнаактивність знаходиться в прямій залежності від вірулентності Pseudomonas phaseolicola. У невеликій кількості кислоти утворюються на декстрозі, сахарози і гліцеріне- на лактози і мальтози кислоти не з`являються. Газ не утворюється ні на одному з названих Сахаров, нітрати НЕ редукуються, крохмаль НЕ гідролізують, індол і сірководень не утворюються. На середовищі Ушинського зростає слабо з утворенням плівки, на розчині Фермі сліди зростання і зовсім не росте на розчині Кона. Термальна точка загибелі близько 49 ° С. Оптимальна температура 25-30 ° C, максимальна 36-37 ° С, мінімальна близько 0 ° С.

Бактерії, висіяне з рослин на чашки Петрі, виявляють диференціювання на S- і R-форми з усіма властивими цим формам властивостями- S-форма чутлива до бактеріофагу цих бактерій, R-форма до нього нечутлива (Адам, Пуджeлі, 1934). За даними Г. В. Чістосердовой і 3. С. Артем`євої, бактеріофаг активний до Pseudomonas xanthochlora, Pseudomonas phaseolicola і багатьом іншим бактеріям флуоресціюючого типу, патогенним для рослин.

для ізолювання Pseudomonas phaseolicola Р. Вільсон (1938) застосовував особливу елективну синтетичну середовище, що складається в основному з мінеральних солей таурохолевой натрію, гліцерину і генціанвіолета. У своїх дослідженнях ми застосовували більш просту середу, придатну для ізолювання грамнегативнихбактерій, - звичайний мясопептонний агар з додаванням малахітової зелені (1: 100000).

Динаміка розвитку бактеріозів квасолі

Як уже зазначалося, бактерії Xanthomonas phaseoli і Pseudomonas phaseolicola можуть проникати в рослини як через пошкодження, так і через продихи, що ж стосується Corynebactrium flaccumfaciens, то вони не в змозі проникнути через продихи навіть при штучному зараженні рослини. В іншому цитологічні та зовнішні ознаки захворювання, що викликаються цими збудниками, настільки подібні, що їх майже неможливо відрізнити. Проникнувши в тканини рослини, бактерії швидко там розмножуються, займаючи міжклітинні простору. В результаті розчинення серединної пластинки під впливом бактерій відбувається мацерація клітин.

Розглянуті мікроорганізми можуть вражати як паренхіматозну, так і судинну тканини рослин. Однак, як показали дослідження, Xanthomonas phaseoli і Pseudomonas phaseolicola вражають переважно паренхіму, а Corynebactrium flaccumfaciens судини. З судинної системи бактерії можуть проникати в усі органи рослин. Що відзначається при сильному зараженні закупорка судин призводить до важкого захворювання рослини і навіть до його загибелі. Накопичуючись у великій кількості, мікроорганізми можуть викликати відмирання протопласта. Стінки судин, цілком ймовірно, мають певний опір, оскільки бактерії дуже часто тривалий час знаходяться в судинах, перш ніж зможуть прорвати їх і поширитися в оточуючих паренхіматозних тканинах. Іноді бактерії так сильно розмножуються в міжклітинних просторах рослин, що можуть виштовхувати через продихи і виходити на поверхню рослин у вигляді бактеріальних крапель, які є потенційним джерелом зараження здорових рослин.

За спостереженнями В. Цаумейера, забарвлення таких виділень можёт служити відмінною ознакою збудника захворювання. Колір виділень у рослин, уражених Xanthomonas phaseoli іCorynebactrium flaccumfaciens, зазвичай жовтий, тоді як у Pseudomonas phaseolicola він варіює від сірувато-білого до кремового.

На наш погляд, точно встановити вид захворювання по такому тонкому відмінності в кольорі виділень дуже важко. Набагато легше зробити це на зрізах уражених частин рослин або краще на ізольованих з них чистих культурах, фарбуючи їх по Граму (Corynebactrium flaccumfaciens забарвлюється, а Xanthomonas phaseoli і Pseudomonas phaseolicola немає). За даними 3. Клемента і Л. Лаврековіча (1962), ці бактерії добре розділяються по чутливості до бактеріофагів. У свою чергу, фаги високоспецифічні до збудників бактеріозів квасолі і можуть служити діагностичним ознакою захворювання. На підставі цього авторами було розроблено метод визначення бактеріозів квасолі. В. Уоллен і М. Саттон (1965) порівняли метод визначення Xanthomonas phaseoli v. fuscans по чутливості до бактеріофагу з ідентифікацією по культуральним властивостям (виділення бурого пігменту в середу) і знайшли, що обидва методи давали добрі результати.

Зовнішні ознаки бактеріозів квасолі

Хвороба може вражати всі тканини рослини, але найбільш важка форма її спостерігається при ураженні судинної системи, так як в цьому випадку найбільше руйнуються клітини і тканини рослин.

Одним з перших симптомів хвороби на ранній стадії розвитку є утворення на нижній стороні листя вологих, кілька незграбних плям. На паростках поява плям між сім`ядолями може спостерігатися навіть у фазі їх формування. Плями часто оточені яскраво-зеленою облямівкою, що має при зараженні рослини Xanthomonas phaseoli більш правильну округлу форму, ніж при інших бактеріальних захворюваннях квасолі. Крім того, при зараженні цим збудником плями бувають набагато більшими, ніж при ураженні іншими збудниками, що, на думку К. Штаппа, може служити важливою діагностичною ознакою.

Другий характерна ознака цієї хвороби проявляється вже в більш пізньому періоді розвитку рослин, коли бактерії проникають в їх судинну систему. Рослини з ураженої судинною системою починають страждати від нестачі води: листя їх в денний час, особливо при спекотній погоді, завядают і кілька спадають на черешку, вночі ж зі зниженням температури і процесів випаровування листя знову відновлюють свій нормальний вигляд. Такий стан може тривати кілька днів, після чого при більш сильному розвитку хвороби відбувається в`янення всієї рослини або тільки деяких його гілок, і чим сильніше вражені судини рослин, тим виразніше проявляються симптоми в`янення. При сильному ураженні насіння бактерії можуть перейти на точку росту рослини і викликати її відмирання. При подальшому зростанні починають сильно розвиватися сім`ядолі, що у садівників називається «зміїної головою». Однак подібне явище може статися і з інших причин, наприклад при випадковій поломці точки зростання або виїданням її комахами, а також при деяких грибних захворюваннях За спостереженнями В. Цаумайера (1929-1932), захворювання паростків можна встановити не раніше ніж через 2-3 тижні після посіву, поки вони не досягнуть висоти 22-30 см.

Якщо рослина не загинула в дуже ранньому віці, або якщо зараження відбулося пізніше, тобто при вторинної інфекції (чи не від насіння), то ознаки хвороби можуть проявлятися окремо на листках, стеблах і плодах.

На уражених листках, як уже говорилося, особливо на нижньому боці їх, з`являються плями, часто з вологим ексудатом. При подальшому розвитку хвороби плями стають коричневими і ламкими, навколо них утворюється широка зелена облямівка. Розростаючись і зливаючись один з одним, плями можуть охопити всю поверхню листової пластинки.

при ураженні Pseudomonas phaseolicola на листовій пластинці розвиваються плями з ореолами, які особливо помітні, якщо їх розглядати проти світла. Тканина, що оточує плями, робиться блідо-жовтою. Однак такі ореоли на листках, стеблах і стручках добре видно тільки на ранніх стадіях їх розвитку, згодом вони буріють, висихають і мало чим відрізняються або не відрізняються зовсім від плям при інших бактеріоз.

Р. Госс (1940), вивчаючи вплив температурних факторів на розвиток ореолів на листках, встановив, що більш чітко ореоли позначалися при температурі 20 ° С і нижче, при 32 ° С плями були більш рясні, але дрібні і малопомітні з бактеріальним ексудатом на нижній стороні аркуша. Поява симптомів на листках залежить від їх віку: на старому листі симптоми з`являлися швидше, ніж на молодих (Omer Wood, 1969).

На старих стеблах пошкодження проявляються зазвичай у вигляді смужок, витягнутих по довжині стебла, рідше у формі вологих плям. Іноді на стеблі, особливо при ураженні Xanthomonas phaseoli, бактерії з судинної системи прориваються на поверхню, в результаті чого утворюються оперізують плями, які, як і поздовжні смуги, фарбуються в червоно-коричневий колір. Такі рослини швидко гинуть.

На бобах хвороба проявляється спочатку у вигляді вологих плям, які висихають і приймають таку ж забарвлення, як на стеблі. Це захворювання легко сплутати з антракнозом бобів, що викликається грибком Cloeosporium lindemuthianum, при ураженні яким плями більш глибокі і мають більш темне забарвлення. Іноді крізь ці плями з судинної системи просочуються бактерії у вигляді жовтуватих включень на тлі загальної червоно-коричневого забарвлення.

Дуже часто при ураженні бобів хвороба переходить на насіння. Захворювання насіння особливо небезпечно, так як при цьому бактерії проникають всередину тканин і не піддаються дії дезінфекторів. На білих насінні при зараженні утворюються жовті плями різних розмірів. При сильному ураженні вся поверхня насіння забарвлюється в жовтий колір і як би покривається лаком. Насіння часто робляться зморшкуватими, особливо якщо зараження відбулося до їх дозрівання. На насінні, мають нормально забарвлену поверхню, всі ці ознаки визначити дуже важко, майже неможливо, тим більше що незрілі насіння може давати таке ж сморщивание небактериального характеру.

Вражаються рослини і поширення бактеріозів

Рослинами-господарями для всіх зазначених бактерій є виключно бобові рослини. Xanthomonas phaseoli заражає Dolichos lablab, Phaseolus acontifolius, Ph latifolius Ph. angularis, Ph. aureus, Ph. lunatus macrocarpus, Ph. coccineus, Ph. mungo, Ph. vulgaris і Soja mais (дуже слабо і лише при штучному зараженні), Stizolobium duringianum, Strofostylis hewola, Vigna sinensis.

Xanthomonas phaseoli v. fuscans вражає тільки Ph. vulgaris, Ph. lunatus, і слабо Ph. coccineus, зараження нею всіх інших сортів квасолі, а також інших бобових рослин дало негативні результати.

Corynebactrium flaccumfaciens заражає Ph. lunatus macrocarpus, Ph. vulgaris і штучно Soja mais. За даними E. Велльгаузен (1938) при штучної інокуляції в оранжереї в умовах високої вологості і температури (26-32 ° С) цей збудник може заражати кукурудзу. Однак це твердження викликає дуже великі сумніви, тому що, за даними цього ж автора, такі специфічні збудники, як Corynebactrium michiganense і Corynebactrium insidiosum, також заражав кукурудзу при тих же умовах. Можливо, що симптоми захворювання в даному випадку були викликані В. stewarti, яким були вражені насіння кукурудзи.

Pseudomonas phaseolicola заражає Ph. vulgaris, Ph. coccineus і Ph. lunatus macrocarpus. В. Буркгольдер (1930) зазначає, що цей мікроорганізм менш патогенний для рослин ніж Xanthomonas phaseoli іCorynebactrium flaccumfaciensі цим нагадує Xanthomonas phaseoli v. fuscans.

Вивчення бактеріозів квасолі показало, що їх збудники поширені досить широко і зустрічаються у багатьох країнах світу: Corynebactrium flaccumfaciens- в США Канаді Франції, НДР і ФРН, Бельгії, Болгарії, Австрії- Pseudomonas phaseolicola в багатьох штатах США в СРСР НДР і ФРН, Швейцарії Голландії, Іспанії, Італії, Англії Чехословаччини- Xanthomonas phaseoli- в США, Канаді, СРСР (південні райони), Австрії, Франції, Норвегії, НДР і ФРН Китаї, Японії, на Філіппінських островах, в Південній Африці та інших країнах.

Про шкодочинності бактеріозу, збудником якого є Xanthomonas phaseoli, відомо мало. Вивченням даного питання свого часу займався В. К. Зажури (1936). З огляду на поширення цієї хвороби автор за контроль брав Лікаря не потребують здорові рослини, а рослини з мінімальною поразкою. За його даними, сума всіх втрат врожаю при різних ступенях ураження дорівнює 12,9. Беручи до вybманіе, що контролем служили не здорові рослини а з мінімальним ступенем ураження (0,1 бала), автор не вважає цей відсоток перебільшеним. До того ж, якщо врахувати втрати внаслідок первинного ураження сходів від заражених насіння (близько 2,5), то загальні втрати від Xanthomonas phaseoli будуть значно вище. В Молдові Xanthomonas phaseoli щорічно вражає від 30 до 46 рослин квасолі (Балашова, 1968).

стійкість сортів

Питаннями поліпшення сортовий стійкості квасолі до бактеріозів займалися багато дослідників. Велика робота в цьому напрямку була проведена Р. Рендсом і В. Бросертоном (1925). Ними було досліджено 170 американських і 493 іноземних сорти квасолі з 23 країн. При цьому виявилося, що 5 сортів були імунних до антракнозу і до Xanthomonas phaseoli, 27 сортів - тільки до антракнозу і 33 сорти - тільки до Xanthomonas phaseoli. Про різної сприйнятливості сортів квасолі до бактеріозів повідомляють і інші автори (Куннігем, 1940- Йенсен, Госс 1942). Р. Клаус (1967), наприклад, зазначає 7 сортів квасолі, стійких навіть до найбільш шкідливою раси Pseudomonas phaseolicola.

Вивченням стійкості різних сортів в умовах СРСР займалися В. Б. Енкен, Р. М. Галачьян і ін., Які також вказують на наявність стійких і сприйнятливих сортів. Східні сорти В. Б. Енкен вважає більш стійкими.

Л. X. Шпілер (1973) розробив шкалу визначення польової стійкості до Xanthomonas phaseoli, яка представляє безперечний інтерес для селекційної практики, крім того, автором встановлена ​​залежність польової стійкості сортів квасолі від довжини вегетаційного періоду, морфологічної будови куща, а також забарвлення квіток і насіння.

заходи боротьби

Збір насіння від здорових рослин-дезінфекція семян- впровадження стійких сортів- пізні терміни посева- видалення з поля залишків врожаю, в тому числі і відходів після обмолоту бобів.