Щорічно по країні спостерігається розвиток вогнищ хвороб лісу. Відсутність своєчасної діагностики та заходів захисту може призвести до масових захворювань розплідників і насаджень на великих територіях.
У зв'язку з глобальною зміною клімату актуальною стала проблема вторгнення численних чужорідних збудників хвороб, що характеризуються більшою вредоносностью порівняно з місцевими видами, що являє собою значну загрозу, завдаючи економічний і екологічний збиток лісової галузі.
В даний час серед спектру наявних способів діагностики хвороб рослин точне визначення збудника на ранніх етапах патогенезу можливо з використанням молекулярно-генетичних методів аналізу. Традиційні ж методи (візуальний, мікробіологічний, імунологічний) не справляються з цим завданням, оскільки засновані на вивченні явних проявів хвороби: гнилі, плямистості листя, пухлин, некрозів та ін. Однак на пізніх стадіях розвитку хвороби лікування малозначно або взагалі безглуздо.
Сучасні методи діагностики засновані на аналізі геномів їх збудників. Вони дозволяють достовірно ідентифікувати «ворога» при наявності лише однієї його клітини в рослині, тобто ще на стадії безсимптомного перебігу патології. Особливе значення має застосування ДНК-технологій при вирощуванні садивного матеріалу в лісових розсадниках.
У лабораторії генетики та біотехнології Інституту лісу НАН Білорусі розроблені різні методи діагностики та ідентифікації патогенних мікроорганізмів. З їх допомогою проведено фітопатологічне обстеження 65 об'єктів лісового фонду. Виявлено близько 180 збудників фитозаболеваний, в числі яких 15 чужорідних «прибульців» і 9 – ідентифіковані вперше в світі. Дані про їх геномах депоновані в міжнародному генному банку Національного центру біотехнологічної інформації в США за пріоритетом Інституту лісу НАН Білорусі.
Виявлені видові асоціації збудників хвороб, що включають інвазивні та місцеві мікроорганізми, викликають масове всихання лісоутворюючі порід, що в цілому призводить до деградації і розпаду фітоценозів на значних територіях.
У більш 40% лісових розсадників на посадковому матеріалі хвойних порід вперше в Білорусі генетично идетифицирован патогенний гриб Phoma sp. – збудник небезпечної хвороби фомоз. Щодо нашої області молекулярно-фітопатологічна експертиза садивного матеріалу на території розсадників Гомельського ГПЛХО встановила дане захворювання у восьми лісгоспах. В даний час фомоз діагностується виключно методами генетичного аналізу. З метою вивчення невідомого раніше збудника проведено повне прочитання його генома методом секвенування нового покоління (Next-generation sequencing, NGS).
У лісових розсадниках і молодняках виявлений ще один патогенний гриб Sphaeropsis sapinea – збудник диплодиевого некрозу хвойних. Він дуже небезпечний для багатьох місцевих видів хвойних рослин. Вже завдав величезної шкоди лісовому господарству США, Канади та країн Європи. Поширення шкідника сосни на всій території Білорусі було вперше відзначено в 2009 році. Шкодочинність диплодиоза зводиться до загибелі до 40% уражених рослин. В даний час на підставі молекулярно-генетичних і фітопатологичеських досліджень розроблено заходи боротьби проти цієї недуги. Вивчення генетичних особливостей збудника диплодиоза дозволило встановити його аборигенну природу на території нашої країни, що свідчить про те, що раніше це небезпечне захворювання діагностували традиційними методами помилково у зв'язку зі схожістю симптоматики з іншими ураженнями.
У деяких лісгоспах у інтродуцентів були виявлені випадки інвазивних фитозаболеваний: мериоз модрини, склерофомоз туї, не мають мікологічного опису нові види патогенних грибів, виявлені у ялиці та ін. Проведення ідентифікації інвазивних мікроорганізмів традиційними методами – вкрай важко або не представляється можливим.
Інноваційні методи генетичного аналізу дозволили ідентифікувати небезпечні захворювання у дорослих лісових насадженнях країни. Так, у Білорусі з 2003 року спостерігається масове всихання ясена. До теперішнього часу їх площа скоротилася на 54%. Розроблювані заходи боротьби були малоефективні або зовсім не ефективні, оскільки етіологія захворювання залишалася до кінця невідомою, і лише за допомогою ДНК-технологій були виявлені причини деградації ясеников. На підставі результатів досліджень встановлено, що эпифитотия пов'язана з проникненням на територію Білорусі, ймовірно, з Польщі, інвазивного патогенного гриба Hymenoscyphus fraxineus Baral et al., ідентифікованого в 2010 році молекулярно-генетичними методами в лабораторії генетики та біотехнології Інституту лісу. Даний гриб − високо патогенний збудник захворювань, зокрема халарового некрозу гілок ясена. До теперішнього часу нами і співробітниками кафедри лесозащиты і деревинознавства бєлгородський державний технологічний університет розроблені експрес-тести діагностики цієї недуги.
Не менш важливою стала реєстрація та іншої інвазії. У 2014 році на території Терюховского лісництва Гомельського лісгоспу у березовому і вільховому насадженнях вперше для Білорусі з використанням геномних методів дослідження виявлено збудник небезпечного захворювання вільхи чорної оомицет Phytophtora alni Brasier et S. A. Kirk. Вже сьогодні ми констатуємо небезпечну проникнення патогена, включеного в Єдиний перелік карантинних видів країн Митного союзу.
Силами науковців сформовано ДНК-банк фітопатогенних мікроорганізмів, який налічує близько 250 видів і понад 2.000 ізолятів. Включає патогенні та умовно-патогенні види грибів і бактерій лісових порід, а також сільськогосподарських культур. Створено інтерактивний генетичний атлас-визначник, що містить нові для нашої країни захворювання лісів і дозволяє скорочувати час діагностики в 3 рази.
Другим аспектом діагностичних заходів стала розробка алгоритмів, що знижує пестицидне навантаження на об'єкти лісового фонду. Так, у ході аналізу лісових розсадників, у разі встановлення неінфекційної етіології біопошкоджень або ослаблення рослин, лісогосподарським установам рекомендовані комплексні агротехнічні заходи без застосування фунгіцидів загальної дії. У випадках діагностики певних типів захворювань, розроблені алгоритми, що включають застосування високоефективних екологічно безпечних та дозволених за версією FSC пестицидів і біопрепаратів.
Підводячи підсумки, слід зазначити, що впровадження в лісове господарство інноваційних методів на основі геномних технологій – запорука здоров'я лісів нашої країни.
Станіслав ПАНТЕЛЄЄВ,
старший науковий співробітник лабораторії генетики та біотехнології Інституту лісу
14.03.2016/№11
http://gazeta-navuka.by/novosti/1135-ugroza-dlya-lesa
0 коммент.:
Дописати коментар