Индуцирование устойчивости огуречных растений (Cucumis sativus L.) к фузариозному увяданию в условиях защищенного грунта

 Таблице 6 - Эффективность антагонистических грибов на различных материалах носителях против фузариозного увядания.

носитель	Альгинат натрия		Парафиновое масло		тальк
изолят	% Увядание растений	% Здоровых растений	% Увядание растений	% Здоровых растений	% Увядание растений	% Здоровых растений
T.harzianum (1, 2,3)	15.00	75.00	12.00	88.00	14.00	86.00
T. viride (1,2)	5.00	95.00	3.00	97.00	8.00	92.00
Trichoderma spp.	30.00	70.00	5.00	95.00	27.00	73.00
Ch. bostrycoides	32.00	68.00	19.00	81.00	16.00	84.00
Penicillium spp.	35.00	65.00	17.00	83.00	19.00	81.00
контроль	89.00	11.00	89.00	11.00	89.00	11.00

 

 Рисунка 29 -  Различны материалы носителя инокулированы с антагонистическими  грибами изолятами.

Результаты таблицы 7 показывают, что обработка парафиновым маслом в качестве материала носителя антагонистических бактерий была также наиболее эффективной для снижения заболевания. Количество увядших растений в этом варианте колебалось от 3.00 до 31.00%. Наиболее эффективным на всех изолятах был B. megtela, который снизил количество увядших растений при использовании парафинового масла и талька с 89.00% в контроле до 3.00% и 8.00%, затем следует P. fluorescens до 5.00-12.00% соответственно.

Таблице 7 - Эффективность антагонистических бактерии на различных материалах носителях против фузариозного увядания.

носитель	Крахмал		Парафиновое масло		тальк
изолят	% Увядание растений	% Здоровых растений	% Увядание растений	% Здоровых растений	% Увядание растений	% Здоровых растений
B. subtilis (1,2,3)	19.00	81.00	11.00	89.00	17.00	83.00
B. megtela	31.00	69.00	3.00	97.00	8.00	92.00
P. fluorescens (1,2,3)	14.00	86.00	5.00	95.00	12.00	88.00
P.  putida	24.00	76.00	7.00	93.00	14.00	86.00
S. marcensens (1,2)	16.00	84.00	8.00	92.00	15.00	85.00
контроль	89.00	11.00	89.00	11.00	89.00	11.00

 

Рисунка 30 - Различны материалы носителя инокулированы с антагонистическими  бактериями изолятами.

ВЫВОДЫ

 

1. Возбудителем фузариозного увядания огурца в условиях защищенного грунта является гриб F. oxysporum f.sp. cucumerinum (FOC), который при плотности 1х107 показал самый высокий процент погибших растений, а при плотности 1х103 – наименьший.
2. Все протестированные антагонистические грибы и бактерии и их фильтраты при 50% концентрации, а также химические индукторы подавляли рост мицелия и прорастания спор FOC. Лучшие изоляты грибов Trichoderma spp., Т. harzianum3 и Trichoderma viride1 снижали рост мицелия на 91.50, 84.81 и 82.59% и полностью подавляли прорастания спор. Лучшие изоляты бактерий P. putida, S. marcensens2, B subtilis2 и Bacillus spp.2 снижали рост мицелия 80.74, 80.37, 79.63 и 79.26 % соответственно и полностью подавляли прорастание спор. Лучшие химические индукторы салициловая и аскорибиновая кислоты при концентрации 10 мМ подавляли рост мицелия на 75.9 и 62.59% соответственно и полностью подавляли прорастания спор.
3. Изоляты грибов Т. harzianum3, Trichoderma spp. и Т. viride1 были лучшими антагонистами и снизили степень заболевания на 90.27, 89.83 и 87.73% соответственно, а также способствовали увеличению урожая плодов на 3.58, 3.5 и 3.33 кг/растение.
4. Изоляты бактерий В. megtla S. marcensens2 и P. fluorescen3 снизили степень заболеваемости на 100, 91.37 и 90.67% соответственно и способствовали повышению урожая плодов на 3.64, 3.56 и 3.47 кг/растение.
5. Из химических индукторов салициловая кислота полностью предотвратила поражение болезнью, CaSO4 и KMnO4 также снизили степень заболеваемости на 93.24 и 92.41% соответственно, увеличение урожая плодов составило 3.57, 3.44 и 3.24 кг/растение соответственно.
6. Протестированные биотические и абиотические агенты значительно повысили активность пероксидазы, которая является основным маркером устойчивости растений к болезням, а также увеличили активность полифелооксидазы, хитиназы и содержание лигнина, фенола. Кроме того, они снизили содержание сокращенных, несокращенных и общих сахаров, а также аминокислот в составе огурцов.
7. Изо-энзимы пероксидазы в экстракте огурцов, обработанных биотическими и абиотическими агентами, содержат две изоформы, кроме Т. harzianum3, Bacillus spp., щавелевой кислоты, в которых, как в зараженном и незараженном контролях, содержится по одной изоформе.
8. Обработка семян огурцов антагонистическими грибными и бактериальными изолятами, а также химическими веществами индуцировала положительные изменения в водопроводящих структурах растений, что способствовало их сопротивляемости к болезням и поглощению достаточного количества повышения воды.
9. Использование различных материалов носителей инокулированных антагонистическими грибными и бактериальными изолятами, значительно уменьшило процент поражения фузариозным увяданием. Наиболее эффективным из них является парафиновое масло. Количество увядших растений в этом материале носителе составило от 3.00 до 35.00%. Наиболее эффективным грибным изолятом на всех носителях был Т. viride, который снизил поражение болезни с 89.00 в контроле до 3.00%. Из бактериальных изолятов самый эффективный B. megtela, который уменьшил количество больных растений от 89.00% в контроле до 3.00%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список трудов

 

1. Mahdy A.M.M., Sagitov A.O., Ahmed G.A. Efficacy of some antioxidants for control of cucumber fusarium wilt disease under greenhouses. Republican Scientific-theoretical conference from 23-25 April, 2009 in Republic of Kazakhstan pages 7. (2009)

2. Ahmed G.A., Mahdy A.M.M., Sagitov A.O. Efficacy of Bacillus spp. for control of cucumber fusarium wilt disease under greenhouses. Republican Scientific-theoretical conference from 23-25 April, 2009 in Republic of Kazakhstan pages 10-11. (2009)
3. Sagitov A.O., Mahdy A.M.M., Ahmed G.A. Pathological studies on cucumber (Cucumis sativus L.) fusarium wilt disease under greenhouses. Republican Scientific-theoretical conference from 23-25 April, 2009 in Republic of Kazakhstan pages 29. (2009)
4. Ahmed G.A., Mahdy A.M.M., Sagitov A.O.  Efficacy of some chemical inducers for control of cucumber fuarium wilts disease under greenhouses. Biological Diversity and Sustainable Development of Nature and Society conference,   from 12-13 May, 2009 in Republic of Kazakhstan pages 10-11. (2009)
5. Ahmed G.A., Sagitov A.O., Mahdy A.M.M., Rimsa V. Studying the efficacy of Pseudomonas and Serratia for controling of cucumber Fusarium wilt disease under greenhouses. The XIII. Czech and Slovak Conference of Plant Protection, Brno Czech Republic from 2nd to 4th September 2009 pages (43).
6. Ahmed G.A.; Sagitov A.O., Mahdy A.M.M. Biological control of greenhouses cucumber wilt caused by Fusarium oxysporum f. sp. cucumerinum by Bacillus spp. The XIII. Czech and Slovak Conference of Plant Protection, Brno Czech Republic from 2nd to 4th September 2009 pages 69. (2009)

7. Ahmed G.A. Sagitov A.O., Mahdy A.M.M. Induced resistance to Fusarium wilt of cucumber under greenhouses. Инновацинное развитие аграрной науки в исследованиях молодых ученых конференц (казнау). Almaty Kazakhstan Republic from 28 to 29 may 2009 pages 134-136. (2010).

8. Ahmed G.A. Biological control of greenhouses cucumber wilt caused by Fusarium Oxysporum f. Sp. Cucumerinum by some Cheatomium and Penicillium isolates. Republican Scientific-theoretical conference from 22-23 April, 2010 in Republic of Kazakhstan pages 3-4. (2010).

9. Ahmed G.A. Biological control of cucumber fusarium wilt using Cheatomium and Penicillium isolates. International scientific-practical conference "Introduction, conservation of biodiversity and the use of plants, Bishkek, Kyrgyztan Republic from 7th to 9th September 2010 pages 252-258. (2010)

10. Ahmed G.A. Studying the efficacy of Trichoderma for controlling of fusarium wilt of cucumber disease. International scientific-practical conference "Introduction, conservation of biodiversity and the use of plants, Bishkek, Kyrgyztan Republic from 7th to 9th September 2010 pages 258-266. (2010)

11. Ahmed G.A. Evaluation of Cheatomium and Penicillium isolates against Fusarium Oxysporum f.sp. Cucumerinum for biological control of cucumber wilt. Industrial and innovative development of agro-industrial complex: current state and perspectives Almaty Kazakhstan Republic from 22 to 23 October 2010 pages 5. (2010)

12. Ahmed G.A., Sagitov A.O., Mahdy A.M.M. Antagonistic properties of some trichoderma isolates against cucumber fusarium wilt fungus. Industrial and innovative development of agroindustrial complex: current state and perspectives Almaty Kazakhstan Republic from 22 to 23 October  2010 pages 6-8. (2010)

13. Ahmed G.A. Controlling of Fusarium Wilt of Cucumber by Antagonistic Bacteria. Journal of Life Sciences. 2010. V. 4(7) P. 16-21. (IF 3.30)

14. Mahdy A.M.M., Sagitov A.O., Ahmed G.A. Biological control of cucumber fusarium wilt disease using Chaetomium and Penicillium isolates under protected houses. Исследование результаты.2011. V. 1 (049). P. 90-95.

15. Sagitov A.O., Mahdy A.M.M., Ahmed G.A. Efficacy of some chemical inducers for control of cucumber fusarium wilt disease under protected houses. Исследование результаты. 2011. V. 1 (049). P. 95-100.

16. Mahdy A.M.M., Sagitov A.O., Ahmed G.A. Efficacy of trichoderma spp. in controlling fusarium wilt of cucumber under protected houses. Annals of Agricultural Science, Moshtohor.  2010. Vol. 48(4). - P. 183-191.

17. Sagitov A.O., Mahdy A.M.M., Ahmed G.A. Effect of some antioxidants on controllling cucumber fusarium wilt disease under protected houses. Annals of Agricultural Science, Moshtohor. - 2010. - Vol. 48(4). - P. 192-200.

18. Ahmed G.A., Sagitov, A.O., Mahdy A.M.M. Studying the efficacy of Pseudomonas and Serratia for controlling of cucumber fusarium wilt disease under protected houses. Republican Scientific-theoretical conference from 28-29 April, 2011 in Republic of Kazakhstan pages 5. (2011).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТҰЖЫРЫМ

 

ГАМАЛЬ АШУР АХМЕД МОХАММЕД

 

«Жабық алаң жағдайында қияр өсімдіктерінің (Cucumis sativus L.) фузариозды солуға төзімділігін индукциялау»

 

6D081100 - өсімдік қорғау мамандығы бойынша философия ғылымдарының докторы (Ph.D.) ғылыми дәрежесін алуға ұсынылған диссертациялық жұмыс

Зерттеу нысаны: қиярдың фузариозды солуын қоздыратын Fusarium oxysporum саңырауқұлағының уыттылығын зерттеу. Жабық алаң (жылыжай) жағдайында қиярдың фузариозды солуы қоздырғыштарына қарсы төзімділігін индукциялау үшін  биотикалық және абиотикалық агенттерді қолдану. Аса тиімді биотикалық агенттерді өндіру ашық және жабық алаңдарда қиярдың фузариозды солуына қарсы фунгицидтерді қолдануды шектеуге мүмкіндік береді.

Жұмыстың мақсаты: жабық алаңда қиярдың фузариозды солуына қарсы фунгицидтерді қолдануды шектеу үшін альтернативті тәсілдерді (фунгицидсіз) жасау.

Ғылыми зерттеулер әдістемелері: қиярдың фузариозды солуының симптомдарын анықтау және Fusarium oxysporum саңырауқұлағы қоздырғышының уыттылығын тексеру. Ауруға қарсы кейбір биохимиялық қорғау құралдарының әсерін зерттеу және индукторлардың реакциясын тексеру жұмыстары зертхана мен жабық алаң жағдайларында жүргізілді. Өңделген өсімдіктердегі белсенді көрсеткіштерді (фенолдар, литикалық энзимдер, қышқылдандыратын энзимдер, Iso-энзимдер, тамырларды лигнификациялау және қиярдың өңделген өсімдіктеріндегі анатомиялық өзгерістер) анықталды. Аса тиімді қорғау құралдарын сынау жабық алаңда жүргізілді.

 Ғылыми зерттеулердің негізгі нәтижелері. F. oxysporum f.sp. cucumerinum (FOC) қиярдың фузариозды солуының қоздырғыштары болып табылады. FOC егу тығыздығы 1x 107 болғанда өсімдіктердің жойылуының ең жоғарғы пайызы байқалды. Барлық Trichoderma және Cheatomium bostrycoides саңырауқұлақтар мен бактериялар изоляттары 50%-ды концентрацияда FOC спораларының өсуі толық тоқтатты. 10 мМ қымыздық қышқылы FOC мицелийлерінің өсуін толық тоқтатты, ал салицил, қымыздық, лимон және аскорбин қышқылдары 5 және 10 мм концентрацияда FOC спораларының өсуін толық басты.  Trichoderma harzianum3, Trichoderma spp. және Cheatomium bostrycoides қиярдың солу ауруымен залалдануын және оның деңгейін төмендетуде ең жақсы антогонисттер, Bacillus megtla, Pseudomonas fluorescens3 және Serratia marcensens2 ең жақсы изоляттар,   салицил қышқылы мен CaSO4 ең жақсы химиялық құрал болып табылды. Жабық алаңда Trichoderma harzianum № 3, Trichoderma spp. және Trichoderma viride № 1 изоляттары ерекшеленіп, ауру деңгейін сәйкесінше 90.27, 89.83 және 87.73% төмендетті, сонымен қатар қияр жемісінің салмағы да (кг) 3.58, 3.5 және 3.33 сәйкесінше жоғарылады. Bacillus megtla аса тиімді изолят болып, Serratia marcensens2 және Pseudomonas fluorescens3 қоздыратын ауруларды толығымен жойып, ауру деңгейін 91.37 және 90.67% төмендетіп, жеміс салмағын сәйкесінше 3.64, 3.56 және 3.47 жоғарылатты. Салицил қышқылы аурудың деңгейін 93.24 және 92.41% төмендетіп, жеміс салмағын сәйкесінше 3.57, 3.44 және 3.24 арттырды. Ал биотикалық агенттер мен химиялық индукторларға келер болсақ, олар пероксидазаның, полифенол-оксидазаның, хитиназаның, сонымен қатар лигнин мен фенолдың белсенділігін бақылаумен салыстырғанда әлдеқайда жоғарылатып, қияр жемісінің құрамындағы қанттар пен амин қышқылдарын төмендетті. Қияр сығындысындағы пероксидазаның изоферментті үлгісі екі жолақтан тұрады. Тағы бір топ өсімдіктерді иммунизациялау барысында табылды. Иммунизацияланған өсімдіктер тобының көлемі залалдандырылған және залалдандырылмаған өсімдіктерге қарағанда тығыз болды. Қияр тұқымдарын саңырауқұлақ және бактерия изоляттарымен және химикаттармен өңдеу оларды егуге дейін қуаттандырады, әрі ауруға қарсы тұруға мүмкіндік береді. Антогонисті саңырауқұлақ изоляттарымен өңделген материалдарды қолдану барысында қиярдың солған өсімдіктерінің пайызы бақылаумен салыстырғанда біршама төмендеді. Ауруды төмендетуде парафин майы да аса тиімді болып, солған өсімдіктер 3.00-35.00% құрады. Trichoderma viride ең тиімді саңырауқұлақ изоляты болып табылды және өсімдіктердің солуын 89.00% дейін қысқартты, ең тиімді бактерия изоляты Bacillus megtela болып шықты, ол да өсімдіктердің солуын 89.00% төмендетті. Бақылау нұсқасында бұл көрсеткіш 3.00% болды.

Қолдану аймағы: Бұл диссертациялық жұмыстың нәтижелерін жоғары оқу орындарында «Өсімдіктер патологиясы», «Өсімдік ауруларын биологиялық бақылау», «Өсімдік ауруларын бақылаудағы жаңа тенденциялар», «Өсімдіктердің ауруларға төзімділік динамикасы» бойынша жалпы және арнайы курстарда дәрістік материал ретінде, сонымен қатар биохимиялық қорғау құралдарын өндіру үшін қолдануға болады. Ұсынылып отырған диссертация нәтижелері өсімдік ауруларына қарсы индукциялы төзімділікке байланысты зерттеулерді жалғастыру үшін қажетті ақпарат базасы мен жүйелерін толықтырады.

Экономикалық тиімділігі немесе жұмыстың маңыздылығы: Бұл зерттеулер Қазақстанда қиярдың фузариозды солуын зерттеу жөніндегі алғашқы жұмыс. Коммерциялық өнімдердегі биотикалық агенттерді өндіру жылыжайдағы қиярдың фузариозды солуын бақылау үшін және фунгицидтердің қолданылуын шектейтін антиоксиданттарға және химиялық индукторларға байланысты. Себебі фунгицидтердің адам денсаулығына  және қоршаған ортаға тигізетін зияны баршаға аян. Бұл диссертациялық жұмыстың  нәтижелерінің маңызы зор және жабық алаңдарда өсірілетін көптеген өсімдіктердің ауруларын бақылау үшін қолданылатын антиоксиданттар мен химиялық индукторларды өндіретін коммерциялық өнімдерді қолдану жөнінде зерттеулерді жалғастыру үшін аса қажет.

 

SUMMARY

Of the autoreferat submitted to the academic degree of Philosophy Doctor (Ph.D.) in Plant protection by the specialty “Plant Pathology”

Gamal Ashour Ahmed Mohamed

Induction resistance of cucumber plants (Cucumis sativus L.) against the fusarium wilt disease under protected houses conditions

Subject of investigation: Studying pathogenicity of fusarium oxysporum that cause fusarium wilt of cucumber. Using biotic and abiotic agents to induce resistance of cucumber under greenhouses and protected houses against attack by fusarium wilt pathogens. Production the most effective biotic and abiotic agents in commercial products as alternatives to reducing use of fungicides in the control of cucumber fusarium wilt disease under protected houses.

The aim of present work: the use of biotic and abiotic agents to induce resistance to Fusarium wilt of cucumber, and study their mechanism of action on the biochemical and anatomical indices of cucumber plants under protected houses.

Research techniques: Isolation and identification of fusarium causative wilt fungus of cucumber plants and testing the pathogenicity of isolated wilt fungi. Studying the effect of some bio-control agents and resistance-inducers against the selected wilt fungus in laboratory. Studying the efficiency of selected bio-control agents and resistance-inducers on inducing cucumber plants resistance against fusarium wilt fungi under green houses and protected houses. Studying the expressive indicators of resistance in treated plants as (phenols, lytic enzymes, oxidative enzymes, Iso-enzymes, lignifications in treated plant roots and anatomical changes in treated cucumber plants). Production the most effective bio-control agents in commercial products and test the commercial products against wilt disease under protected houses.

Basic scientific research results. F. oxysporum f.sp. cucumerinum (FOC) was the causal agent of cucumber fusarium wilt. inoculum density of 1x 107 of FOC showed the highest percentage of dead plants, while, inoculum densities of 1 x 103 and 1 x 104 caused the least.  All Trichoderma and Cheatomium bostrycoides filtrates of the fungal and bacterial isolates at 50% concentration completely inhibited spore germination of FOC and inhibiting the linear growth of FOC. Oxalic acid at 10 mM completely inhibited mycelial growth of FOC, while, salicylic acid, oxalic acid citric acid and Ascorbic acid at concentration 5 and 10 mM completely inhibited spore germination of FOC. Trichoderma harzianum3, Trichoderma spp. and Cheatomium bostrycoides were the best antagonist in reducing disease incidence and disease severity of the wilt on cucumber, Bacillus megtla, Pseudomonas fluorescens3 and Serratia marcensens2 were the best isolates and completely prevented the disease incidence, Salicylic acid and CaSO4 were the best chemicals in reducing disease incidence and disease severity of the wilt on cucumber under greenhouse. Under protected houses Trichoderma harzianum No.3, Trichoderma spp. and Trichoderma viride1 were the best isolates and reduced disease severity by 90.27, 89.83 and 87.73% respectively and increased the fruit weight (Kg)/plant by 3.58, 3.5 and 3.33 respectively, Bacillus megtla was the best isolates and completely prevented the disease incidence followed by Serratia marcensens No.2 and Pseudomonas fluorescens No.3 and reduced disease severity by 91.37 and 90.67% respectively, also  increased fruit weight (Kg)/plant was induced by 3.64, 3.56 and 3.47 respectively. Salicylic acid completely prevented the disease followed by CaSO4 and KMnO4 their reducing the disease severity by 93.24 and 92.41% respectively, increased fruit weight/plant by 3.57, 3.44 and 3.24 respectively. As for the effect of biotic agent and chemical inducers it is clear that they increased activity of peroxidase, polyphenol-oxidase, chitinase and also lignin content, phenols content compared with control treatment. On the other hand, they decreased the reducing, non-reducing and total sugars content and also amino acids in cucumber plants. Isozyme pattern of peroxidase in cucumber extract contained two bands expect Trichoderma harzianum3, Bacillus spp.1, oxalic acid, non-infested and infested control. One additional band was found in case of immunized plants. Bands volume of immunized plants was denser than non-infested and infested control. Treating cucumber seeds with fungal and bacterial isolates or soaking seeds in chemical inducers solutions, before transplanting induced positive changes in their water conductive elements, reasonably they resist the wilt disease development by facilitating absorbing more water as the plants are need. The percentage of wilted cucumber plants were significantly reduced by using different carrier materials inoculated by antagonistic fungal isolates as compared with control. Paraffin oil was the most effective for decreasing incidence of disease. Wilted plants were ranged 3.00-35.00%. Trichoderma viride on all carriers was the best effective fungal isolates and reducing wilted plants from 89.00% in control to 3.00% in treated plants.  Bacillus megtela was the best effective bacterial isolates and reducing wilted plants from 89.00% in control to (3.00%) in treated plants.