Задание 11. Биологические особенности головневых грибов

Головню зерновых культур вызывают грибы класса базидиальные, порядка головневые. В России встречается более 300 видов. Пораженные органы растений (завязи, колоски, метелки, початки, стебли) превращаются в темную пылящую или мажущую массу, состоящую из скопления телиоспор (хламидоспор) гриба.

Для закрепления знаний по биологии головневых грибов выполните следующее задание. В табл. 8 приведена характеристика трех основных групп головневых патогенов в зависимости от типа заражения и способов сохранения инфекционного начала. Вы должны включить в соответствующую группу все виды головни, приведенные ниже. Примеры заполнения графы в таблице.

Виды головни:

1. Пыльная головня пшеницы;

2. Твердая или мокрая головня пшеницы;

3. Пыльная головня ячменя;

4. Твердая или каменная головня ячменя;

5. Пыльная головня овса;

6. Твердая или покрытая головня овса;

7. Твердая головня ржи;

8. Пыльная головня ржи;

9. Стеблевая головня ржи;

10. Головня проса;

11. Пыльная головня кукурузы.

Таблица 8. Группы головни с учетом типа заражения растений и способов

сохранения инфекционного начала

№ п/п	Типы заражения и способы сохранения инфекционного начала	№ п/п	Виды головни хлебных злаков
1	Тип заражения – цветковый (растения заражаются в период цветения). Инфекционное начало сохраняется в виде покоящегося (зачаточного) мицелия внутри семян	1 2 3
2	Тип заражения – ростковый (заражение молодого проростка происходит при прорастании семян). Инфекционное начало сохраняется в виде покоящихся спор (телиоспор) на поверхности семян	1 2 3	Твердая или мокрая головня пшеницы Твердая или каменная головня ячменя
3	Тип заражения – смешанный. Головневые споры прорастают в период цветения злаков. Гриб проникает в околоцветники и сохраняется под пленками в виде гемм. Внедрение патогена в молодой проросток (заражение) происходит в фазу прорастания семян	1 2 3

Задание 12. Биология ржавчинных грибов

Ржавчинные грибы класса базидиомицеты имеют сложный цикл развития. Для них характерны несколько следующих друг за другом стадий (весенняя, летняя, зимняя), в течение которых образуются последовательно 5 форм спороношения (спермации, эциоспоры, урединиоспоры, телиоспоры, базидиоспоры). Если гриб формирует все формы спороношений, то цикл называется полным, если какие-то формы выпадают – неполным. Ржавчинные грибы могут развиваться на двух растениях-хозяевах (разнохозяйные) или на одном (однохозяйные). В случае разнохозяйности основным хозяином считается растение, на котором развиваются урединио- телио- и базидиоспоры.

Промежуточными хозяевами считаются растения, на которых развиваются спермогонии со спермациями и эции с эциоспорами.

Чтобы закрепить основные знания по ржавчинным грибам, заполните табл. 9.Виды ржавчины для изучения даны в соответствии с вашим шифром. Примеры записи показаны в таблице.

Виды ржавчины для изучения

Шифр заканчивается четной цифрой (0, 2, 4, 6 …..) 1.Бурая листовая ржавчина пшеницы. 2.Желтая ржавчина злаков. 3. Карликовая ржавчина ячменя. 4. Ржавчина подсолнечника. 5. Столбчатая ржавчина смородины. 6. Ржавчина яблони.

Шифр заканчивается нечетной цифрой (1,3, 5, 7 …) 1. Бурая листовая ржавчина ржи. 2. Стеблевая ржавчина злаков. 3. Ржавчина кукурузы. 4. Ржавчина гороха. 5. Бокальчатая ржавчина смородины. Ржавчина малины.

Задание 13. Методы защиты растений

Защита растений является важнейшим элементом интенсивного земледелия. Научно обоснована так называемая интегрированная защита, в которой сочетаются селекционные, семеноводческие, агротехнические, биологические и другие методы.

Таблица 9. Биологические особенности ржавчинных грибов

№ п/п	Виды ржавчины	Одно- хозяйный	Разно- хозяйный	Хозяин		Цикл развития		Сохранение инфекции
				основной	промежуточ-ный	полный	неполный
1	Стеблевая ржавчина злаков	-	+	Злаки 2, 3,4	Барбарис, магония 0, 1	0, 1, 2, 3, 4	2	Телиоспоры на стерне Урединиомицелий на озимых и многолетних злаковых травах
2	Желтая ржавчина злаков	-	+	Злаки 2, 3	Не известен	-	2, 3	Урединиомицелий в посевах озимых Мицелий на семенах

Примечания: «+» – наличие признака;

«-» – отсутствие признака;

0 – спермогонии со спермациями – весенняя стадия;

1 – эции с эциоспорами – весенняя стадия;

2 - урединии с урединиоспорами – летняя стадия;

3 – телии с телиоспорами – зимняя стадия;

4 – базидии с базидиоспорами – весенняя стадия.

Прочтите приведенный в прил. 4 перечень мероприятий по защите растений от болезней. Перед вами стоит задача упорядочить этот список, распределив все меры по логически оправданным группам. Примеры смотрите в табл. 10.

Таблица 10. Методы (способы) защиты растений

№ п/п	Методы	Мероприятия
1	Селекционно-семеноводческий	Фитопатологическая экспертиза семян 2 3 4 5
2	Агротехнический	Внесение минеральных удобрений 2 3
3	Биологический	Использование микробов-антагонистов 2 3 4
4	Химический	Протравливание семян фунгицидами 2 3 4
5	Физический, и механический	Термическое обеззараживание семян Браковка больных клубней перед закладкой на хранение
6	Карантин	1 Запрет ввоза продукции из стран, имеющих очаги опасных для России заболеваний

Задание 14. Схемы инфекционных циклов патогенов и разработка

системы защитных мероприятий (индивидуальное задание)

Индивидуальное задание, которое вам предстоит выполнить, связано с разработкой системы защитных мероприятий против заболеваний на отдельной культуре. В прил. 5. задание зашифровано на начальную букву вашей фамилии.

Чтобы грамотно подойти к разработке защитных мер, необходимо четко представлять себе, на каких растениях паразитирует возбудитель болезни, как он размножается, как сохраняется в течение зимы, как распространяется и т.д. Механическое переписывание информации из учебника дает очень мало пищи для ума. Предлагаю подойти к работе творчески. Максимум сведений о патогене и болезни можно перенести на бумагу не в виде унылого текста или таблиц, а представить в форме картинки–схемы.

Посмотрите, как могут выглядеть готовые схемы по спорынье злаков и бурой ржавчине (рис. 7, 8). Ваш рисунок может быть менее выразительным. Главное, чтобы цикл был нарисован правильно и подписи читались. Предлагаю следующий порядок выполнения работы:

1. Озаглавьте ваш будущий рисунок (внизу):

Рис. 1. Схема инфекционного цикла возбудителя (название болезни, культура).

Вам предстоит воспроизвести циклы трех патогенов (в соответствии с шифром). Начтите с любого.

2. Найдите в учебнике описание внешних симптомов болезни и рисунок (если есть). Изобразите на пустом поле листа (чуть в стороне от его центра) пораженное растение (или его часть) с характерными признаками заболевания.

3. Справа и слева от больного растения нарисуйте здоровые экземпляры и сделайте сверху соответствующие надписи.

4. От больного растения к здоровым проведите две жирных стрелки и обозначьте их, как указано на схеме.

5. Найдите в учебнике информацию о том, какие культуры может заражать патоген. Запишите эти данные в нижней части листа.

6. Чтобы грамотно заполнить схему по передаче инфекции на следующий год (правая часть листа), внимательно прочтите особенности биологии патогенного микроорганизма. Сложность на этом этапе заключается в том, что термины, используемые разными авторами, несут, порой противоречивую информацию. Запомните:

а) источник инфекции – это больное растение, где идет массовое размножение патогена (а не почва, не растительные остатки, как часто пишут в учебниках);

б) средой-передатчиком (фактором передачи) следует называть все то, что может переносить (содержать) возбудителя болезни (в той или иной форме). При передаче инфекции на следующий год такими средами могут быть:

• почва, грунты в теплицах;

• семена;

• посадочный, прививочный, выгоночный и прочий материал (клубни, луковицы, черенки, саженцы и т.д.);

• растительные остатки в поле и хранилищах;

• многолетние сорняки;

• озимые культуры;

• многолетние культурные растения;

• зимующие стадии насекомых (в некоторых из них могут зимовать возбудители болезней);

• и некоторые другие.

Выберите среды-передатчики, характерные для патогена, и впишите их в схему.

7. Каждая среда-передатчик (из тех, что вы написали) несет зимующую стадию возбудителя болезни. У вирусов, бактерий, микоплазм и некоторых других микроорганизмов нет особых зимующих структур, поэтому можно написать просто «вирус» или «бактерия». Сложнее обстоит дело с паразитическими грибами. В качестве зимующих стадий у грибных патогенов могут быть:

• мицелий, зачаточный мицелий;

• склероции, микросклероции, мумии;

• вегетативные споры (хламидоспоры, геммы);

• споры полового размножения (цисты, ооспоры, телиоспоры);

• плодовые тела (клейстотеции, перитеции, иногда апотеции, псевдотеции, аскостромы);

• конидии (в том числе пикниды с пикноспорами).

Выясните, что свойственно конкретному микроорганизму и смело вносите данные в графическое «досье». Будьте внимательны. Очень часто у одного гриба бывают разные зимующие структуры в разных средах-передатчиках. Не перепутайте, что и где сохраняется.

8. После перезимовки паразит должен попасть на живое растение (если он еще не сидит внутри) и заразить его. То, чем возбудитель болезни заражает растение после зимних холодов, называется первичной инфекцией.. Среди всех патогенных микроорганизмов грибы в этом отношении самые изобретательные. Функцию первичной инфекции могут выполнять:

• мицелий;

• зооспоры;

• конидии (пикноспоры в том числе);

• базидиоспоры;

• эциоспоры;

• урединиоспоры:

• и некоторые другие структуры.

Вам нужно найти в учебнике соответствующие сведения и записать их.

9. Несколько слов о передаче инфекции в течение вегетации. Средами-передатчиками (факторами передачи) могут быть:

• ветер воздушно-

• дождь } капельная

• роса передача

• поливная вода

• орудия труда при уходе за растениями контактно-

• механический контакт больных } механическая

растений со здоровыми передача

(надземной части или корневых систем в почве)

• насекомые (тли, цикады, и др.), клещи, нематоды и прочие;

• почва, почвенная влага и др.

Вторичную инфекцию у грибов могут осуществлять:

• мицелий;

• зооспоры;

• конидии (в том числе пикноспоры);

• сумкоспоры;

• урединиоспоры;

• и некоторые другие структуры.

Дополните схему инфекционного цикла информацией о факторах, способствующих развитию болезни и повышающих устойчивость растений.

Теоретические заключения о способах защиты культуры удобнее разместить в таблице. (Примеры записи см. в табл. 11).

Таблица 11. Система защитных мероприятий против заболеваний на ………………(культура)

№ п/п	Методы защиты	№ п/п	Мероприятия	Против каких болезней эффективно
1	2	3	4	5
1	Селекционно-семеноводческий	1 2 3	Очистка семенного материала	Спорынья
2	Агротехнический	1 2 3	Минеральные удобре- ния с повышенной дозой фосфора и калия	Бурая ржавчина
3	Биологический	1 2	Не разработаны
4	Химический	1 2 3 4	Обработка посевов фунгицидами Протравливание семян контактными фунгицидами	Бурая ржавчина Твердая головня пшеницы
5	Физико-механический	1 2 3 4	Обкашивание полей	Спорынья
6	Карантин		Заболевания не карантинные

При заполнении таблицы не спешите заглядывать в учебник, где даны готовые меры борьбы. Попытайтесь выстроить систему защиты самостоятельно. Это гораздо интересней и полезней во всех отношениях. Чтобы легче ориентироваться в перечне возможных мероприятий, откройте составленную ранее табл. 10. После выполнения задания сверьте ответы с учебником.

В заключение хочу сказать следующее. Не принимайте предложенные мною схемы инфекционных циклов за догму. Вы можете нарисовать свои, оригинальные. Или внести разумные дополнения и изменения. Любые замечания и советы в отношении контрольных заданий приму с благодарностью.

С уважением Никитина С.М.

Приложение 1

Перечень заболеваний меняется ежегодно и выдается студентам во время начиточных (установочных) лекций. Приведенные списки действительны на 2005/2006 учебный год.

Список 1 (для тех, у кого шифр заканчивается четной цифрой – 0, 2, 4, 6 …)	Список 2 (шифр заканчивается нечетной цифрой – 1, 3, 5, 7 …)
1. Спорынья злаков	1. Вымерзание озимых
2. Гниль сердечка свеклы	2. Слизистый бактериоз капусты
3. Мокрая гниль клубней картофеля	3. Белая гниль моркови
4. Мучнистая роса злаков	4. Корончатая ржавчина овса
5. Карликовость растений из-за недостатка элементов питания	5. Бактериоз огурца
6. Морщинистая мозаика картофеля	6. Искривление и скручивание листьев пшеницы при медном голодании
7. Сосудистый бактериоз капусты	7. Септориоз томатов
8. Серая гниль земляники	8. Мучнистая роса бобовых
9. Стрик томата	9. Столбурное увядание картофеля
10.Головня проса	10.Мозаика томата
11.Обыкновенная парша картофеля	11.Красно-фиолетовое окрашивание и отмирание листьев зерновых при недостатке фосфора
12.Фитофтороз томата	12.Кила капусты
13.Бурая листовая ржавчина пшеницы	13.Ложная мучнистая роса лука
14.Хлороз листьев из-за азотного голодания	14.Черная бактериальная пятнистость томата
15.Аскохитоз гороха	15.Потемнение мякоти клубней картофеля от неблагоприятных условий хранения
16.Морозобойные трещины на деревьях	16.Пыльная головня ячменя
17.Рак картофеля	17.Бактериальный рак томатов
18.Пятнистость листьев, вызванная кислотным дождем	18.Фузариоз бобовых