ANATOMICAL FEATURES OF THE BARK AS A FACTOR OF RESISTANCE OF FIR SPECIES TO INFESTATION BY THE FOUR-EYED FIR BARK BEETLE

封面

如何引用文章

全文:

详细

To elucidate the reasons for the differences Fir species ( Abies . Mill.) damage by four-eyed fir bark beetle ( Polygraphus proximus Blandford), we studied the structure of fir bark in sections Balsamea , Momi , Abies , Grandis from the collections of the Tsitsin Main botanical garden of the Russian Academy of Sciences. In the bark, the features of the structure of the outer bark tissues (periderm and rhytidome) and the inner bark, which consisted of the cortex and secondary phloem, were studied. Species of fir, the outer bark of which are formed by periderms including layers of spongy and stony (lignified) phellem (phellem of Manchurian fir ( Abies holophylla Maxim.), Nikko fir ( A. homolepis Siebold & Zucc.), Nordmann fir ( A. nordmanniana (Steven) Spach)), as well as species that early formed a rhytidome (Nordmann fir), are practically not colonized by the P. proximus . The cork of fir species, the phellem of which is represented by the same type of suberinized cells, and having a small thickness (species from section Balsamea ), is more attractive for invasion by the P. proximus . The relationship between damage by the P. proximus and the structural features and the ratio of the components of the outer and middle layers of the inner bark, where the degree of sclerification is the main factor, is noted. The least attractive for P. proximus are the fir species that have a high degree of sclerification of the outer and middle layers of the inner bark. The degree of constitutional resistance to P. proximus increases with an increase in the degree of accretion and size of sclereid groups, the uniformity and density of their distribution. The most vulnerable are firs with a low degree of sclerification of the outer and middle layers and/or an uneven and loose distribution of sclereid groups, and firs with an increased and high content of mucilage cells (Siberian fir ( A. sibirica Ledeb.)). An inverse relationship was noted between the degree of sclerification and the content of mucilage cells. A clear relationship between P. proximus and the content of calcium oxalate crystals, as well as the characteristics of the resinous system, has not been established.

作者简介

N. Astrakhantseva

V. N. Sukachev Institute of Forest, Russian Academy of Sciences, Siberian Branch, Federal Research Center Krasnoyarsk Scientific Center, Russian Academy of Sciences, Siberian Branch

编辑信件的主要联系方式.
Email: astr_nat@mail.ru
Krasnoyarsk, Russian Federation

L. Seraya

All-Russian Scientific Research Institute of Phytopathology

Email: lgseraya@gmail.com
Bol’shie Vyazemy, Russian Federation

N. Pashenova

V. N. Sukachev Institute of Forest, Russian Academy of Sciences, Siberian Branch, Federal Research Center Krasnoyarsk Scientific Center, Russian Academy of Sciences, Siberian Branch

Email: pasnat@ksc.krasn.ru
Krasnoyarsk, Russian Federation

A. Kozhenkova

Tsitsin Main Botanical Garden, Russian Academy of Sciences

Email: info@gbsad.ru
Moscow, Russian Federation

Yu. Baranchikov

V. N. Sukachev Institute of Forest, Russian Academy of Sciences, Siberian Branch, Federal Research Center Krasnoyarsk Scientific Center, Russian Academy of Sciences, Siberian Branch

Email: baranchikov_yuri@yahoo.com
Krasnoyarsk, Russian Federation

T. Tarelkina

Institute of Forest - Separate Division of the Federal Research Center «Karelian Science Center of the Russian Academy of Sciences»

Email: karelina.t.v@gmail.com

A. Kopanina

Institute of Marine Geology and Geophysics, Far East Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: anna.kopanina@gmail.com

参考

  1. Астраханцева Н. В., Пашенова Н. В., Петько В. А., Баранчиков Ю. Н. Реакция тканей ствола пихты сибирской и пихты белокорой на инокуляцию фитиопатогенным грибом Grosmannia aoshimae (Ohtaka, Masuya et Yamaoka) Masuya et Yamaoka - ассоциантом уссурийского полиграфа // Изв. СПбЛТА. 2014. Вып. 207. С. 142-153.
  2. Баранчиков Ю. Н., Астраханцева Н. В., Щуров В. И., Александрова М. С., Мухина Л. Н., Серая Л. Г., Пашенова Н. В. Склереиды флоэмы как возможный фактор устойчивости пихт к атакам инвазийного короеда // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2014. Т. 3. № 2. С. 277-282.
  3. Баранчиков Ю. Н., Бибин А. Р., Демидко Д. А., Ефременко А. А., Пашенова Н. В., Перцовая А. А., Серая Л. Г. Предварительная оценка устойчивости видов пихт к компонентам инвазийного энтомо-микологического комплекса // Дендробионтные беспозвоночные животные и грибы и их роль в лесных экосистемах: X чтения памяти О. А. Катаева. СПб.: СПбГЛТУ, 2018. Т. 2: Фитопатогенные грибы: вопросы патологии и защиты леса. С. 4.
  4. Баранчиков Ю. Н., Ефременко А. А., Демидко Д. А., Титова В. В. Уссурийский полиграф Polygraphus proximus Blandford (Coleoptera: Curculionidae, Scolytinae) в Предуралье: где, откуда и когда? // Дендробионтные беспозвоночные животные и грибы и их роль в лесных экосистемах: XI чтения памяти О. А. Катаева. СПб: СПбГЛТУ, 2020. C. 74-75.
  5. Баранчиков Ю. Н., Петько В. М., Астапенко С. А., Акулов Е. Н., Кривец С. А. Уссурийский полиграф - новый агрессивный вредитель пихты в Сибири // Лесн. вестн. 2011. № 4 (80). С. 78-81.
  6. Барыкина Р. П., Веселова Т. Д., Девятов А. Г., Джалилова Х. Х., Ильина Г. М., Чубатова Н. В. Справочник по ботанической микротехнике. Основы и методы. М.: Изд-во МГУ, 2004. 312 с.
  7. Гниненко Ю. И., Чилахсаева Е. А., Клюкин М. С. Пихтовые леса европейской части России под угрозой // Защита и карантин растений. 2023. Вып. 2. С. 31-32.
  8. Деревья и кустарники СССР: дикорастущие, культивируемые и перспективные для интродукции. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1949. Т. 1: Голосеменные / ред. С. Я. Соколов. 463 с.
  9. Еремин В. М. Анатомическое строение пихты белокорой и пихты цельнолистной // ИВУЗ. Лесн. журн. 1973. № 3. С. 34-38.
  10. Еремин В. М. Сравнительная анатомия коры сосновых: дис.. д-ра биол. наук: 03.00.05. Воронеж, 1983. 547 с.
  11. Ерёмин В. М., Копанина А. В. Атлас анатомии коры деревьев, кустарников и лиан Сахалина и Курильских островов. Брест: Полиграфика, 2012. 896 с.
  12. Еремин В. М., Нитченко Н. Д. Структурные основы устойчивости интродуцированных видов Abies // ИВУЗ. Лесн. журн. 1980. № 1. С. 12-15.
  13. Керчев И. А. Экспериментальное исследование возможности возникновения новых трофических связей полиграфа уссурийского Polygraphus proximus Blandf. (Coleoptera: Curculionidae, Scolytinae) в Западной Сибири // Вестн. Том. гос. ун-та. Биол. 2012. № 3 (19). С. 169-177.
  14. Керчев И. А. Экология полиграфа уссурийского Polygraphus proximus Blandford (Coleoptera; Curculionidae, Scolytinae) в Западно-Сибирском регионе инвазии // Рос. журн. биол. инваз. 2014. Т. 7. № 2. С. 80-95.
  15. Кривец С. А. Заметки по экологии уссурийского полиграфа Polygraphus proximus Blandf. (Coleoptera, Scolytidae) в Западной Сибири // Изв. СПбЛТА. 2012. Вып. 200. С. 94-105.
  16. Кривец С. А., Бисирова Э. М., Керчев И. А., Пац Е. Н., Чернова Н. А. Популяционные характеристики и влияние уссурийского полиграфа Polygraphus proximus Blandf. на состояние пихтовых лесов Северо-Восточного Алтая // Изв. СПбЛТА. 2014. Вып. 207. С. 37-48.
  17. Кривец С. А., Бисирова Э. М., Керчев И. А., Пац Е. Н., Чернова Н. А. Трансформация таежных экосистем в очаге инвазии полиграфа уссурийского - Polygraphus proximus Blandford (Coleoptera: Curculionidae, Scolytinae) в Западной Сибири // Рос. журн. биол. инваз. 2015a. № 1. С. 41-63.
  18. Кривец С. А., Керчев И. А., Бисирова Э. М., Демидко Д. А., Петько В. М., Баранчиков Ю. Н. Распространение уссурийского полиграфа Polygraphus proximus Blandf. (Coleoptera: Curculionidae, Scolytinae) в Сибири // Изв. СПбЛТА. 2015б. Вып. 211. С. 33-45.
  19. Криволуцкая Г. О. Энтомофауна Курильских островов. Основные черты и происхождение. Л.: Наука. Ленингр. отд-ние, 1973. 315 с.
  20. Крылов Г. В., Марадудин И. И., Михеев Н. И., Козакова Н. Ф. Пихта. М.: Агропромиздат. 1986. 239 с.
  21. Куренцов А. И. Короеды Дальнего Востока СССР. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1941. 234 с.
  22. Лебедев В. Г., Шестибратов К. А. Генная инженерия биосинтеза лигнина в деревьях: компромисс между свойствами древесины и жизнеспособностью растений // Физиол. раст. 2021. Т. 68. № 4. С. 339-355.
  23. Лотова Л. И. Анатомия коры хвойных. М.: Наука. 1987. 153 с.
  24. Серая Л. Г., Пашенова Н. В., Мухина Л. Н., Дымович А. В., Александрова М. С., Баранчиков Ю. Н. Повреждаемость видов рода Abies Mill. в коллекции Главного ботанического сада РАН уссурийским полиграфом Polygraphus proximus Bland. и его грибными ассоциантами // Лесные биогеоценозы бореальной зоны: география, структура, функции, динамика: Материалы Всерос. науч. конф. с междунар. участ., посв. 70-летию созд. Ин-та леса им. В. Н. Сукачева СО РАН, Красноярск, 16-19 сент. 2014 г. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2014. С. 652-655.
  25. Ушанова В. М., Батура Н. Г., Воробьева З. К. Изучение влияния функциональных групп пектинов из коры хвойных пород деревьев на их студнеобразующие свойства // Хвойные бореал. зоны. 2008. Т. 25. № 3-4. С. 262-264.
  26. Чилахсаева Е. А. Первая находка Polygraphus proximus в Московской области // Бюл. МОИП. Отд. биол. 2008. Т. 113. Вып. 6. С. 39-41.
  27. Abies, Abies balsamea (L.) Mill., Abies fraseri (Pursh) Poir., Abies lasiocarpa (Hook.) Nutt. Encyclopedia of Life. The Smithsonian Inst. Nat. Museum Nat. History, 2023. https://eol. org/pages/13998, https://eol.org/pages/1061732/articles, https://eol.org/pages/1034953/articles, https://eol.org/pages/1061728/articles
  28. Adam C. I., Ostaff D. P. Balsam woolly adelgid // Nat. Res. Canada, Can. For. Serv., Atlantic For. Centre, Fredericton, N. B. 2006. Pest Note 3. 2 p.
  29. Bark and wood properties of pulpwood species as related to separation and segregation of chip/bark mixtures. Project 3212 report three. A progress report to members of group project 3212, June 15, 1975. The Inst. Paper Chem., Appleton, Wisconsin. 124 p.
  30. Erbilgin N., Ma C., Whitehouse C., Shan B., Najar A. Ю., Evenden M. Chemical similarity between historical and novel host plants promotes range and host expansion of the mountain pine beetle in a naïve host ecosystem // New Phytol. 2014. V. 201. Iss. 3. P. 940-950.
  31. Fengping J., Jiayan L., Ryosuke T., Chie U., Shinichi K., Satoshi K., Ung-Jin K., Takao I. Structure and chemical contents of mucilage cells in Pseudolarix and Abies bark // IAWA J. 2015. V. 36. Iss. 3. P. 300-310.
  32. Fink S. Microscopical investigations on wood formation and function in diseased trees // IAWA Bull. 1986. V. 7. N. 4. P. 351-355.
  33. Fowells H. A. Silvics of forest trees of the United States // Agr. handbook. For. Serv., Timber manag. res., 1965. N. 271. 762 р.
  34. Franceschi V. R., Krokene P., Christiansen E., Krekling T. Anatomical and chemical defenses of conifer bark against bark beetles and other pests // New Phytol. 2005. V. 167. Iss. 2. Р. 353-376.
  35. Hara H., Miyoshi H., Tokuda S. Forest decline at the damage by a typhооn in the Kubothinning experimente forest
  36. [Japan] of Todo-fir, Abies sachalinensis, and the occurrence of a fir bark beetles, Polygrahpus proximus // Bull. Hokkaido For. Res. Inst. 2008. N. 45. P. 21-27.
  37. Hay R. L., Eagar C. Stem morphology and physiology of Fraser fir in relation to balsam woolly aphid attack preference. Final contract report for regional chief scientist, Southeast reg. office, Nat. Park Serv., 1981. 60 p.
  38. Hrinkevich K. H., Progar R. A., Shaw D. C. A severity rating system for evaluating stand-level balsam woolly adelgid (Hemiptera: Adelgidae) damage in two Abies species in Western North America // For. Sci. 2016. V. 62. Iss. 2. P. 181-189.
  39. Kerchev I. A. Ecology of four-eyed fir bark beetle Polygraphus proximus Blandford (Coleoptera; Curculionidae, Scolytinae) in the west Siberian region of invasion // Rus. J. Biol. Invas. 2014. V. 5. Iss. 3. P. 176-185 (Original Rus. text © I. A. Kerchev, 2014, publ. in Ros. zhurn. biol. invaz. 2014. N. 2. P. 80-95).
  40. Krekling T., Franceschi V. R., Berryman A. A., Christiansen E. The structure and development of polyphenolic parenchyma cells in Norway spruce (Picea abies) bark // Flora. 2000. V. 195. Iss. 4. P. 354-369.
  41. Krivets S. A., Bisirova E. M., Kerchev I. A., Pats E. N., Chernova N. A. Transformation of taiga ecosystems in Western Siberia in invasion focus of four eyed fir bark beetle Polygraphus proximus blandford (Coleoptera: Curculionidae, Scolytinae)) // Rus. J. Biol. Invas. 2015. V. 6. Iss. 2. P. 94-108 (Original Rus. text © S. A. Krivets, E. M. Bisirova, I. A. Kerchev, E. N. Pats, N. A. Chernova, 2015, publ. in Ros. zhurn. biol. invaz. 2015. N. 1. P. 41-63).
  42. Krokene P. Conifer defense and resistance to bark beetles In: Bark beetles: Biology and ecology of native and invasive species // Bark beetles: biology and ecology of native and invasive species / F. E. Vega, R. W. Hofstetter (Eds.). Acad. Press, 2015. P. 177-207.
  43. Lebedev V. G., Shestibratov K. A. Genetic engineering of lignin biosynthesis in trees: compromise between wood properties and plant viability // Rus. J. Plant Physiol. 2021. V. 68. Iss. 4. P. 596-612 (Original Rus. text © V. G. Lebedev, K. A. Shestibratov, 2021, publ. in Fiziologiya rasteniy. 2021. V. 68. N. 4. С. 339-355).
  44. Lieutier F. Mechanisms of resistance in conifers and bark beetle attack strategies // Mechanisms and deployment of resistance in trees to insects / M. R. Wagner (Ed.). N. Y.: Kluwer Acad. Publ., 2002. P. 31-77.
  45. Lieutier F. Host resistance to bark beetles and its variations // Bark and wood boring insects in living trees in Europe, a synthesis / F. Lieutier, K. R. Day, A. Battisti, J.-C. Gregoire, H. F. Evans (еds.) Dordrecht, Netherlands: Kluwer Acad. Publ., 2004. P. 135-180.
  46. Martin D., Tholl D., Gershenzon J., Bohlmann J. Methyl jasmonate induces traumatic resin ducts, terpenoid resin biosynthesis, and terpenoid accumulation in developing xylem of Norway spruce stems // Plant Physiol. 2002. V. 129. Iss. 3. P. 1003-1018.
  47. Nobuchi A. Studies on Scolytidae IX (Coleoptera). Key to the subfamilies, tribes and genera of Japan // Bull. Gov. For. Exp. Sta. 1971. N. 238. Р. 149-164.
  48. Nobuchi A. Studies on Scolytidae XVIII. Bark beetles of tribe Polygraphini in Japan (Coleoptera, Scolytidae) // Bull. For. & For. Prod. Res. Inst. 1979. N. 308. P. 1-16.
  49. Tokuda M., Shoubu M., Yamaguchi D., Yukawa J. Defoliation and dieback of Abies firma (Pinaceae) trees caused by Parendaeus abietinus (Coleoptera: Curculionidae) and Polygraphus proximus (Coleoptera: Scolytidae) on Mount Unzen, Japan // Appl. Entomol. Zool. 2008. V. 43. N. 1. P. 1-10.
  50. Wainhouse D., Cross D. J., Howell R. S. The role of lignin as a defense against the spruce bark beetle Dendroctonus micans: effect on larvae and adults // Oecologia. 1990. V. 85. Iss. 2. P. 257-265.
  51. Wood S. L. The bark and ambrosia beetles of North and Central America (Coleoptera: Scolytidae), a taxonomic monograph // Great Basin Naturalist Memoirs. 1982. N. 6. Р. 1-1359.
  52. Wood S. L., Bright D. E. Hosts of Scolytidae and Platypodidae // Great Basin Naturalist Memoirs. 1992. V. 13. Article 12. Р. 1241-1348.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

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».