Зимовка гриба и образование сумчатой стадии

Образование перитециев. В условиях Северо-Запада, в частности в Ленинградской области, перезимовка гриба осуществляется в виде перитециев, вызревающих на мертвых листьях яблони. Перитеции могут закладываться равномерно на небольшом расстоянии в виде кольца вокруг пятен парши или неравномерно, независимо от расположения конидиальных пятен. Они образуются то рассеянно, то в виде небольших скоплений.

Образование перитециев на мертвых листьях яблони впервые описал Адерхольд (R. Aderhold, 1894). В литературе нет единого мнения по поводу закладки перитециев на той или иной стороне листа. Адерхольд (R. Aderhold, 1896) и Клинтон (G. W. Klinton, 1901) утверждают, что перитеции пробиваются наружу в основном на нижней стороне листа, причем в том случае, если нижняя сторона листа обращена кверху, т. е. гриб в данном случае обладает отрицательным геотропизмом. Гольц (W. Holz, 1937) объясняет такое поведение гриба положительным фототропизмом. Висман (R. Wiesmann, 1930) и Н. А. Наумов (1937) утверждают, что перитеции пробиваются одинаково как на нижней, так и на верхней стороне листа, но устьица перитециев обращены вверх независимо от того, какая сторона листа обращена кверху.

В естественных условиях мы проводили наблюдения за образованием перитециев на опавших листьях яблони. С этой целью листья располагали на земле как нижней, так и верхней стороной листа, а в третьем случае регулярно переворачивали листья.

Перитеции в одинаковом количестве образовывались как на нижней, так и на верхней стороне листа, причем всегда устьицем кверху. Если же, например, закладка перитеция в листе уже произошла, но лист после этого был перевернут, то перитеции все равно образуются с той стороны, где произошла их закладка, несмотря на то, что лист в данном случае был обращен перитециями к земле.

В случае регулярного переворачивания листьев перитеции закладываются как с нижней, так и с верхней стороны, т. е. с обеих сторон одновременно.

Наблюдения за образованием перитециев мы проводили путем анатомических исследований тканей мертвого листа.

Процесс образования перитециев в свое время был описан в работах Киллиана (К. Кillian, 1917), Фрея, Кейта (С. N. Frey, G. W. Keitt, 1925) и Висмана (R. Wiesmann, 1930, 1932). Поэтому в наших опытах исследование велось для изучения продолжительности развития этого процесса в определенных условиях нашего климата.

Для исследования процесса закладки перитециев в условиях зимы и сохранения жизнеспособности грибницы в зимующих листьях автором были собраны г сентября 1965 г. во время листопада до наступления морозов листья, пораженные паршой (сорт Пепин-китайка). Листья были помещены в проволочные сетки и оставлены для зимовки на земле в естественных условиях.

В течение поздней осени, зимы и ранней весны 1965 — 1966 гг. регулярно брались пробы этих листьев для исследования развития перитециев в природных условиях.

Для микроскопических препаратов изготовлялись поперечные срезы в различных местах листа яблони; толщина срезов — в один слой клеток. Затем срезы опускались в молочную кислоту для просветления, прогревались в ней и просматривались под микроскопом.

Рис. 4. Образование перитециев гриба в тканях мертвого листа

В сентябре и октябре срезы показали, что в листья проникли отдельные гифы гриба (рис. 4, 1). В конце ноября и начале декабря гифы гриба спирально закручивались, а спирали окружали толстостенные гифы (рис. 4, 2). В декабре изменений не наблюдалось. В конце января 1966 г. стенки оболочки перитециев стали многослойными, темно-зелеными. Размер перитециев 20 — 40 мкм (рис. 4, 3). В середине февраля в перитециях имелось большое количество парафиз, отчего внутреннее содержимое представлялось в виде стекловидной массы, а сами перитеции увеличились в размерах до 80 — 100 мкм и приобрели темно-коричневую окраску (рис. 4, 4).

В начале марта в перитециях имелись незрелые сумки, т. е. без спор, парафиз осталось очень мало. До того шаровидный перитеций приобрел шейную часть. Одновременно у шейки образуются коричневые, непостоянные по количеству и форме щетинки, характерные для перитециев рода Venturia (рис. 4, 5).

В середине марта в перитециях имелись незрелые сумки, а также перитеции на более низком уровне развития.

В конце марта в отдельных перитециях в сумках появились бесцветные аскоспоры (рис. 4, 6).

В первых числах апреля количество перитеций с незрелыми аскоспорами значительно увеличилось, и в середине месяца встречались единичные сумки с окрашенными в золотистый цвет аскоспорами (снег в садах в это время местами стаял, и плюсовые дневные температуры ускорили развитие перитециев и образование зрелых аскоспор).

В последней декаде апреля во многих перитециях встречались вполне зрелые сумки (рис. 4, 7). В это время в лабораторных условиях зрелые аскоспоры способны были вылетать из плодовых тел. Здесь примечателен тот факт, что листья, взятые на пробу 10 марта и оставленные в лаборатории при комнатной температуре во влажных камерах через 10 дней, образовали зрелые перитеции с аскоспорами, способными вылетать, в то время как в естественных условиях вылет аскоспор произошел в 1966 г. 9 мая, а созревание аскоспор — 20 апреля, т. е. на прохождение этой стадии развития потребовалось больше месяца. Следовательно, условия достаточной влажности и повышенных температур способствуют в оптимально короткие сроки дифференцировать внутреннее развитие аскоспор в перитециях.

Сохранение жизнеспособности грибницы в различных естественных условиях. В природных условиях перезимовка яблоневых листьев не всегда происходит на земле, где вероятность образования перитециев в зараженных листьях, опавших на землю, всегда велика. Бывают случаи, когда яблони уходят на зимний покой, не сбросив листья, или листья, опавшие с деревьев и отнесенные ветром, оказываются под навесом или в других укрытиях; в таком случае листья бывают защищены от влияния осадков. Интересно знать, как в таких случаях идет образование перитециев и идет ли оно вообще.

Для ответа на этот вопрос был поставлен ряд опытов по перезимовке листьев в различных условиях.

Зараженные листья сорта Пепин-китайка были собраны после листопада до наступления морозов и в начале октября были выставлены для перезимовки: 1) в проволочных сетках на земле под деревьями; 2) помещены в горшки с землей на глубину 5—10 см и выставлены в природные условия; 3) подвешены в пучках на деревьях и не защищены от влияния осадков; 4) подвешены в пучках на деревьях и защищены от влияния осадков.

Через определенные промежутки времени брались пробы листьев и исследовались под микроскопом.

Перитеции в листьях, помещенных на глубину 5 — 10 см, в течение зимы и весны не отставали в своем развитии от перитециев, формирующихся в листьях, находящихся на поверхности почвы. Весной в те же сроки в перитециях образовались аскоспоры. Следовательно, если опавшие зараженные листья осенью не сгребались и были во время пахоты занесены на некоторую глубину в почву, то при весенней обработке почвы, будучи вынесенными на поверхность, они станут источником первичной инфекции.

В листьях, находившихся в подвешенном состоянии и не защищенных от влияния осадков, срезы, сделанные в декабре и январе, показали развитие перитециев (рис. 4, 2) в феврале и марте, у большинства перитециев спиральные образования гиф приняли форму перитеция, и стенки перитеция стали многослойными и темно-зелеными. В конце марта и в начале апреля можно было обнаружить в перитециях образование парафиз, в мае — отдельных незрелых сумок, в июне наблюдалось много перитециев с большим количеством сумок без спор, в июле большинство перитециев имело сумки со зрелыми аскоспорами.

Срезы с листьев, находившихся в подвешенном состоянии, но защищенных от влияния осадков, показали следующую картину. В течение зимы и весны на срезах не было обнаружено образования перитециев, гифы гриба проникли в глубь листьев, но дальнейшего развития не произошло. Тогда в мае листья были выставлены из-под навеса и переведены в естественные погодные условия, и в середине лета можно было найти на срезах образовавшиеся перитеции.

Таким образом, из проведенных опытов явствует, что для развития перитециев парши яблони необходима влага. Так, в опытах, пока количество влаги было достаточным, перитеции образовывались нормально (опыт 1, 2), при недостатке влаги развитие перитециев задерживалось (опыт 3), а при полном отсутствии ее перитеции не образовывались. Продолжительно воздействующая влага ускоряет процесс развития перитециев. Лежащие на земле листья в результате незначительного испарения воды дольше остаются влажными, чем свободно висящие.

Процесс развития перитециев идет даже при неблагоприятных условиях, а в благоприятных успешно заканчивается. Место перезимовки перитециев сильно влияет на сроки созревания последних.

Сохранение жизнеспособности грибницы в лабораторных условиях. Для проведения опытов по изучению образования перитециев в условиях комнатных температур были также собраны до наступления осенних холодов опавшие зараженные листья яблони и помещены в следующие условия: 1) листья хранились в шкафу в сухом состоянии; 2) листья хранились во влажных камерах; 3) листья периодически смачивались.

В течение всего сезона храпения листьев в сухом состоянии вплоть до весны пятна парши яблони не увеличивались в размерах, а при исследовании срезов под микроскопом гифы гриба в глубь листа не распространялись, поэтому развития перитециев не происходило.

Однако нас интересовало, сохранили ли гифы гриба жизнеспособность, и с этой целью 15 апреля листья были разложены на земле под деревьями. В мае анализ срезов тканей листьев показал, что грибница в листьях жива и гифы проникли в глубь листа, на срезах зафиксировано начало образования зачаточных перитециев. В июне перитеции находились уже в стадии развития сумок, а еще через месяц — созрели.

Таким образом, несмотря на столь длительное сохранение гриба в сухом виде, грибница в пораженных листьях не отмирает, а при благоприятных условиях в сравнительно короткий срок — два месяца — образует перитеции.

С листьев, хранимых во влажных камерах — в тарелках, под стеклянными колпаками и в чашках Петри, через каждые 10 дней производились срезы. В первый месяц хранения гифы гриба очень интенсивно развивались, пронизывая всю толщу листа. Каждый день, чтобы предотвратить размножение бактерий и сапрофитных грибов, листья обмывали. Несмотря на это, через 2 мес они сгнили.

В других влажных камерах листья смачивались периодически. Во избежание размножения бактерий и сапрофитов листья ежедневно промывались, но после этого в течение 3 дней подсушивались (через каждые 3 дня менялись условия хранения). В этом случае нам удалось проследить за развитием гриба в тканях отмерших листьев вплоть до образования в перитециях стекловидной массы (см. рис. 4, 4). Перитеции имели размеры 100×120 мкм. Оболочка перитециев многоклеточная, черная. Однако дальнейшего развития и дифференциации внутреннего содержимого на сумки и аскоспоры не произошло. Данные этого опыта расходятся с исследованиями Висмана (R. Wiesmann, 1932), в опытах которого зрелые перитеции при комнатной температуре образовались через 90 дней. По-видимому, местный экотип гриба в своем развитии наследует требование к зимним морозам, т. е. низким температурам, как необходимое условие для своего развития.

Благодаря проведенным исследованиям зимующих источников инфекции можем сделать следующее заключение для сходных по климатическим условиям районов северо-западной зоны.

1. В условиях Северо-Запада, в частности в Ленинградской области, перезимовка гриба осуществляется только перитециями, образующимися в опавших, мертвых листьях яблони.

2. Для образования и созревания перитециев необходимыми условиями являются влажность в осенний и весенний периоды, перезимовки и зимние морозы, т. е. воздействие низких температур в течение продолжительного времени.

3. Место перезимовки пораженных паршой яблоневых листьев само по себе не имеет значения для образования и позднейшего созревания перитециев; иными словами, при смене неблагоприятных для образования перитециев условий па благоприятные перитеции образуются в кратчайшие сроки.