Микология и фитопатология

Исследование сообществ грибов и прокариот уникальных экосистем арктических морей является важным для понимания глобальных биогеохимических циклов и разработки подходов к биоремедиации этих экосистем. C помощью высокопроизводительного секвенирования вариабельных регионов ITS1/ITS2 (в геноме грибов) и V3–V4 гена 16S рРНК (в геноме бактерий) был изучен видовой состав и таксономическая структура сообществ грибов и гетеротрофных бактерий в поверхностных донных отложениях Карского моря с глубин от 16 до 417 м. В грибном биоме преобладали оперативные таксономические единицы (ОТЕ) отдела Ascomycota (более 50% прочтений ITS в каждом из 12 образцов), затем следовал отдел Basidiomycota (10–20%), для Сhytridiomycota этот показатель не превышал 2% прочтений ITS. Существенных различий в структуре микобиома донных отложений Карского моря в зависимости от глубины отбора не выявлено. Преобладали ОТЕ классов Sordariomycetes и Eurotiomycetes, среди последних – представители семейства Aspergillaceae. Базидиальные грибы представлены преимущественно дрожжевыми организмами семейств Filobasidiaceae, Malasseziaceae, Sporidiobolaceae, Tremellaceae. Общее количество грибных пропагул по данным флюоресцентной микроскопии было в диапазоне 207–546 тыс. спор и фрагментов мицелия в 1 г донного грунта, а минимальные их значения зафиксированы на больших глубинах. На всех исследованных станциях показано наличие многочисленных аэробных гетеротрофных бактерий, относящихся к различным семействам, порядкам и классам филумов Pseudomonadota, Actinomycetota, Bacteroidota, Verrucomicrobiota, Gemmatimonadota, Myxococcota и Acidobacteriota. Интересен факт обнаружения в этих верхних окисленных донных отложениях Карского моря нуклеотидных последовательностей, характерных для строгих анаэробов: сульфатредуцирующих бактерий из филума Thermodesulfobacteriota и хемогетеротрофных бактерий из класса Anaerolineae филума Chloroflexota. Полученные данные заметно расширяют знания о разнообразии грибов и бактерий, ключевых гетеротрофных агентов – деструкторов органических веществ в донных грунтах арктических морей.

Использование возобновляемых ресурсов в создании полимерных материалов – один из способов достижения целей устойчивого развития. Повсеместно применяемые в настоящее время пластики на основе углеводородного сырья деградируют в течение длительного времени, накапливаясь и вызывая загрязнение окружающей среды. Одним из способов решения проблемы пластиковых отходов является разработка полимеров на основе растительного сырья. Микополимеры – полностью биоразлагаемые полимеры, состоящие из лигноцеллюлозных частиц, связующим компонентом в которых выступает мицелий ксилотрофных базидиальных грибов. Получаемый материал может быть использован в качестве утеплителя и в создании биоразлагаемой упаковки – ложементов для хрупких изделий (электроники, стекла), создания предметов интерьера и мебели. В работе исследованы виды ксилотрофных агарикомицетов Pleurotus eryngii, P. ostreatus, Trametes hirsuta, T. versicolor, T. pubescens, T. ochracea, Phellinus igniarius, Fomitopsis pinicola, F. betulina, Ganoderma lucidum, G. applanatum, Fomes fomentarius и два вида субстратов на основе древесных отходов Populus tremula и Betula pendula. Наиболее прочные микополимеры получены на основе Ganoderma applanatum и Fomes fomentarius.

Семейство Didymellaceae – одно из крупнейших в порядке Pleosporales, объединяющее основные роды фомоидных грибов: Ascochyta, Didymella, Stagonosporopsis и др. Некоторые дикорастущие растения семейства Convolvulaceae являются одними из наиболее вредоносных сорных растений и выступают как уникальный источник биоразнообразия фомоидных грибов, в том числе видов Didymellaceae. Надежную и корректную идентификацию видов фомоидных грибов можно осуществлять только в рамках консолидированной концепции видов (CSC), анализируя в совокупности молекулярно-филогенетические, микроморфологические и культуральные признаки. В результате многолетнего фитосанитарного мониторинга посевов сельскохозяйственных культур, а также нарушенных и естественных местообитаний авторами были собраны листья сорных растений семейства Convolvulaceae с симптомами пятнистостей. В чистую культуру было выделено более 200 изолятов фомоидных грибов. Из данной коллекции были выбраны 28 штаммов, которые предварительно были идентифицированы как виды семейства Didymellaceae. Целью работы была идентификация этих штаммов согласно CSC. Мультилокусный филогенетический анализ, основанный на последовательностях областей внутренних транскрибируемых спейсеров (ITS) и большой (28S) субъединицы рДНК, а также участков, ответственных за синтез β-тубулина (tub2) и второй большой субъединицы фермента РНК-полимеразы II (rpb2) позволил идентифицировать штаммы как 18 видов Didymellaceae: Ascochyta erotica, Didymella americana, D. bellidis, D. glomerata, D. macrostoma, D. pomorum, D. pseudomacrophylla, D. segeticola, D. sinensis, D. tanaceti, Epicoccum convolvulicola, E. pseudoplurivorum, Nothophoma brennandiae, N. gossypiicola, Phomatodes nebulosa, Stagonosporopsis caricae, S. heliopsidis и S. inoxydabilis. Все эти грибы были впервые выявлены на растениях семейства Convolvulaceae. Семь видов были впервые выявлены на территории России: Didymella bellidis, D. segeticola, D. sinensis. D. tanaceti, Nothophoma brennandiae, Phomatodes nebulosa и Stagonosporopsis caricae. Вид S. heliopsidis был впервые обнаружен в Казахстане. Помимо детальных филогенетических данных, рукопись сопровождается подробным описанием культуральных и микроморфологических признаков выявленных видов.

Томат (Solanum lycopersicum) – одна из самых популярных овощных культур в России. Среди патогенов томата грибы рода Fusarium одни из самых опасных, они вызывают фузариозное увядание растений и гниль плодов. В настоящей работе молекулярными методами исследован видовой состав и определена патогенность изолятов рода Fusarium, выделенных из растений томата в разных регионах России. Органы томата с симптомами поражения грибными болезнями отбирали во время вегетации на коммерческих полях открытого грунта в Московской, Астраханской, Саратовской областях и в Краснодарском крае. Из анализируемых образцов было выделено 25 изолятов рода Fusarium: 19 из плодов, два с листьев, один из стебля и три из корней. Анализ видового разнообразия по специфичным участкам ДНК tef1α и β-tub показал, что анализируемые изоляты принадлежали к девяти видам из трех видовых комплексов: Fusarium incarnatum-equiseti species complex (F. citri, F. clavum, F. compactum, F. luffae), F. fujikuroi species complex (F. annulatum, F. proliferatum), F. oxysporum species complex (F. curvatum, F. fabacearum, F. nirenbergiae). Штамм F. curvatum был выделен из корней пораженного фузариозным увяданием куста; штаммы F. fabacearum были выделены из корней куста без видимых симптомов увядания и из плода, F. luffae – из стебля и плода. Два штамма F. clavum были выделены из листьев с темными некротическими пятнами. Штаммы видов F. citri, F. clavum, F. compactum, F. annulatum, F. proliferatum, F. nirenbergiae были выделены из плодов с симптомами грибного поражения. Все проанализированные штаммы успешно заражали плоды томата и клубни картофеля в тесте с инокуляцией уколом суспензией спор. Наиболее агрессивными видами оказались F. compactum и F. nirenbergiae, причем F. compactum заражал и здоровые плоды с ненарушенной кожурой. Штаммы F. clavum также заражали здоровые плоды томата, но инфекция в них развивалась медленнее, чем при заражении F. compactum. В работе впервые показана патогенность для томата видов F. compactum, F. annulatum, F. fabacearum, F. nirenbergiae. Полученные результаты предоставляют дополнительную информацию о разнообразии видов Fusarium, развивающихся на пораженных органах томата.