Basic and additional ecological niches of soil phytopatogenes on spring wheat varieties in West Siberia

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The elucidation of hydrothermal and temporal parameters of the realization of the main and additional ecological niches of jointly parasitizing widespread soil phytopathogenic micromycetes has theoretical and applied significance. The aim of the study was to identify the parameters of the implementation of the main and additional ecological niches by the dominant species of soil micromycetes on spring wheat (Bipolaris sorokiniana Sacc. Shoem., Fusarium poae (Peck.) Wollenw., F. oxysporum Schltdl.) in the system of underground and generative organs of spring wheat varieties. The objectives of the study included determining the level of realization of the main ecological niches by three dominant species of soil pathogenic micromycetes in the system of underground organs of spring wheat varieties in different phases of vegetation, as well as identifying the degree of realization by micromycetes of additional ecological niches in generative organs of spring wheat varieties and assessing the strength of the influence of varieties and conditions of the year on the size of ecological niches in underground and generative organs of plants. The study was conducted on 20 varieties of spring wheat in 2020–2022, in the northern forest-steppe of the Ob region according to generally accepted and author’s methods. It is shown that the soil micromycetes B. sorokiniana, Fusarium poae and F. oxysporum, parasitizing together on the underground and generative organs of spring wheat, have different hydrothermal and temporal parameters of the realization of the main and additional ecological niches. B. sorokiniana is a relatively thermophilic species, its parasitic activity is most successful in underground, especially straw organs, is realized in conditions of unstable humidification, F. poae is a moisture-loving micromycete that prefers underground, especially young organs of spring wheat plants, F. oxysporum is a drought-resistant species that tends to more mature plant organs. As for the generative organs of wheat, B. sorokiniana colonizes them by airborne droplets in humid conditions, keeping them confined to straw-like tissues, the correlation coefficient of B. sorokiniana infection of the ear rods and the SCC of August was equal to r = 0.812 ± 0.412. F. poae could reach ears by vessels, the degree of their colonization by this micromycete was small and practically did not depend on the weather conditions of the year and its representation in underground plant organs. F. oxysporum colonized ears of spring wheat by vessels, and the degree of its representation in pathocomplexes of generative organs closely correlated with its share in pathocomplexes of primary and secondary roots: r = 0.923 ± 0.146.

Full Text

Restricted Access

About the authors

E. Yu. Toropova

Novosibirsk State Agrarian University; All-Russian Research Institute of Phytopathology

Author for correspondence.
Email: 89139148962@yandex.ru
Russian Federation, 630039, Novosibirsk, ul. Dobrolyubova, 160; 143050, Moscow region, Odintsovsky district, r. p. Bolshiye Vyazemy, ul. Institut, poss., 5

G. Ya. Stetsov

Federal Altai Scientific Center for Agrobiotechnologies

Email: 89139148962@yandex.ru
Russian Federation, 656910, Altai Territory, Barnaul, Nauchny Gorodok, 35

I. G. Vorob’eva

All-Russian Research Institute of Phytopathology; Novosibirsk State Pedagogical University

Email: 89139148962@yandex.ru
Russian Federation, 143050, Moscow region, Odintsovsky district, r. p. Bolshiye Vyazemy, ul. Institut, poss., 5; 630126, Novosibirsk, ul. Vilyuiskaya, 28

R. I. Trunov

Novosibirsk State Agrarian University

Email: 89139148962@yandex.ru
Russian Federation, 630039, Novosibirsk, ul. Dobrolyubova, 160

References

  1. Торопова Е.Ю., Стецов Г.Я., Чулкина В.А. Эпифитотиология / Под ред. Соколова М.С., Чулкиной В.А. Новосибирск, 2011. 711 с.
  2. Торопова Е.Ю., Кириченко А.А., Стецов Г.Я. Защита всходов яровой пшеницы в Сибири // Защита и карантин раст. 2023. № 2. С. 20–28. https://doi.org/10.47528/1026-8634_2023_2_20
  3. Торопова Е.Ю., Кириченко А.А., Стецов Г.Я. Как повысить озерненность колоса и массу 1000 зерен яровой пшеницы // Защита и карантин раст. 2023. № 3. С. 16–25. https://doi.org/10.47528/1026-8634_2023_3_16
  4. Негробов В.В., Хмелев К.Ф. Современные концепции консорциологии // Вестн. Воронеж. гос. ун-та. 2000. С. 118–121.
  5. Пономарева Ю.В. Основные микоконсорты озимой пшеницы в степной зоне Краснодарского края // Экол. вестн. Север. Кавказа. 2005. Т. 1. № 1. С. 97–99.
  6. Dixon G.R., Tilston E.L. Soil-borne pathogens and their interactions with the soil environment // Soil Microbiol. Sustain. Crop Prod. 2010. P. 197–271.
  7. Vorobyeva I.G., Toropova E. Yu. On the issue of ecological niches of plant pathogens in Western Siberia // Contem. Probl. Ecolog. 2019. V. 12. № 6. Р. 667–674. https://doi.org/10.1134/S1995425519060155
  8. Левитин М.М. Микроорганизмы в условиях глобального изменения климата // Сел.-хоз. биол. 2015. Т. 50. № 5. С. 641–647.
  9. Magan N., Medina A., Aldred D. Possible climate-change effects on mycotoxin contamination of food crops pre and postharvest // Plant Pathol. 2011. V. 60(1). P. 150–163.
  10. Vorob’eva I., Toropova E. Fungi ecological niches of the genus Fusarium Link. // Inter. Conf. “Plant Diversity: Status, Trends, Conservation Concept” 2020. BIO Web of Conferences 24. 00095 (2020). https://doi.org/10.1051/bioconf/20202400095
  11. Toropova E.Yu., Glinushkin A.P., Insebaeva M.K., Stetsov G. Ya. The conidia Bipolaris sorokiniana Sacc. Shoem. distribution in the soil of Altai and Kazakhstan arid regions // J. Phys.: Conf. Ser. 1942 (2021) 012078. 5 р. IOP Publishing. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1942/1/012078
  12. Гагкаева Т.Ю., Гаврилова О.П., Левитин М.М. Биоразнообразие и ареалы основных токсинопродуцирующих грибов рода Fusarium // Биосфера. 2014. Т. 6. № 1. С. 36–45.
  13. Doohan F.M., Brennan J., Cooke B.M. Influence of climatic factors on Fusarium species pathogenic to cereals // Europ. J. Plant Pathol. 2003. V. 109. № 7. P. 755–768.
  14. Burlakoti R.R., Shrestha S.M., Sharma R.C. Effect of natural seed-borne inoculum of Bipolaris sorokiniana on the seedling emergence and vigour, and early establishment of foliar blight in spring wheat // Arch. Phytopathol. Plant Protect. 2014. V. 47. № 7. P. 812–820.
  15. Гагкаева Т.Ю., Гаврилова О.П., Левитин М.М. Фузариоз зерновых культур // Прилож. к журн. “Защита и карантин растений”. 2011. № 5. С. 70–112.
  16. Bernhoft A., Torp M., Clasen P.-E., Lоes A.-K., Kristoffersen A.B. Influence of agronomic and climatic factors on Fusarium infestation and mycotoxin contamination of cereals in Norway // Food Additiv. Contam. 2012. Part A. P. 1–12.
  17. Манукян И.Р., Басиева М.А. Селекция озимой пшеницы на устойчивость к фузариозу колоса для условий предгорной зоны Северного Кавказа // Вестн. АПК Ставрополья. 2016. № 3(23). С. 194–196.
  18. Казакова О.А., Торопова Е.Ю., Воробьева И.Г. Взаимоотношения фитопатогенов семян ячменя в Западной Сибири // АПК России. 2016. Т. 23. № 5. С. 931–934.
  19. Чулкина В.А. Биологические основы эпифитотиологии. М.: Агропромиздат, 1991. 287 с.
  20. Торопова Е.Ю., Селюк М.П., Казакова О.А. Факторы доминирования грибов рода Fusarium в патокомплексе корневых гнилей зерновых культур // Агрохимия. 2018. № 5. С. 73–82.
  21. Toropova E. Yu., Vorob’ova I.G., Kirichenko A.A., Trunov R.I. Parasitic activity of plant pathogens at the underground organs of spring wheat in the West Siberia // J. Phys.: Conf. Ser. 1942 0120791942 (2021) 012079 IOP Publishing. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1942/1/012079
  22. Торопова Е.Ю., Воробьева И.Г., Пискарев В.В., Трунов Р.И. Экологические ниши грибов рода Fusarium Link. на растениях разных сортов яровой пшеницы в Западной Сибири // Агрохимия. 2021. № 10. С. 53–61. https://doi.org/10.31857/S0002188121100161
  23. Торопова Е.Ю., Воробьева И.Г., Мустафина М.А., Селюк М.П. Мониторинг грибов рода Fusarium Link. и их микотоксинов на зерне пшеницы в Западной Сибири // Агрохимия. 2019. № 5. С. 76–82.
  24. Торопова Е.Ю., Воробьева И.Г., Казакова О.А., Гришин В.М., Пискарев В.В. Инфицированность органов зерновок сортов яровой пшеницы почвенными фитопатогенами // Тр. Кубан. ГАУ. 2022. № 7(100). С. 185–192. https://doi.org/10.21515/1999-1703-100-185-192
  25. Чулкина В.А., Торопова Е.Ю., Стецов Г.Я., Кириченко А.А., Мармулева Е.Ю., Гришин В.М., Казакова О.А., Селюк М.П. Фитосанитарная диагностика агроэкосистем / Под ред. Е. Ю. Тороповой. Барнаул, 2017. 210 с.
  26. Gerlach W., Nirenberg H. The genus Fusarium – a pictorial atlas // Mitt. Biol. Bundesanst. Land–Forstw., Berlin – Dahlem, 1982. 406 p.
  27. Шипилова Н.П., Иващенко В.Г. Систематика и диагностика грибов рода Fusarium на зерновых культурах. СПб., 2008. 84 с.
  28. Toropova E. Yu., Glinushkin A.P., Selyuk M.P., Kazakova O.A., Ovsyankina A.V. Development of soil-borne infections in spring wheat and barley as influenced by hydrothermal stress in the forest-steppe conditions of Western Siberia and the Urals // Rus. Agricult. Sci. 2018. № 44(3). Р. 241–244. https://doi.org/10.3103/S1068367418030163
  29. Vorob’eva I.G., Toropova E. Yu. Ecological niches of Fusarium poae (Peck) Wollenw. in Western Siberia // Contempor. Probl. Ecol. 2022. V. 15. № 4. Р. 393–399. https://doi.org/10.1134/S1995425522040114
  30. Figueroa M., Hammond-Kosack K.E., Solomon P.S. A review of wheat diseases – a field perspective // Mol. Plant Pathol. 2018. V. 19. № 6. P. 1523–1536.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 The Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».