В статье авторы исследуют возможности прорастания склероциев спорыньи после длительного лабораторного хранения в различных экспериментальных условиях.
Ключевые слова: спорынья, склероции, мицелий, прорастание, сахароза, строма.
Спорынья ( Claviceps ) — представитель отдела Аскомицеты ( Ascomycota) (Класс Pyrenomycetes, порядок Clavicipitales, род Claviceps), характеризующийся сложным циклом развития, и наличием в цикле развития покоящейся стадии склероциев. [2] Паразитирует на хлебных злаках, в частности на рже, пшенице, ячмене, тритикале. В свое время этот гриб являлся достаточно серьезной проблемой для зернового хозяйства, поэтому борьбе со спорыньей посвящено немало работ. Благодаря агротехнике в современном сельскохозяйственном производстве удалось практически избавится от этого гриба, хотя эпизодически спорынья встречается в в совхозных, фермерских и частных хозяйствах. Случается это после попадания в семенной материал склероциев либо при благоприятных экологических условиях для уже имеющихся в почве склероциев.
Цель: Исследование влияния раствора сахарозы на прорастание склероциев спорыньи ( Claviceps sp .) после длительного лабораторного хранения. Материалы и методы: склероции спорыньи, хранившиеся в течение 20 лет, 5 % раствор сахарозы, дистиллированная вода, лабораторная посуда, микроскоп, при лабораторных условиях +18°C и влажности 60 %.
Предмет исследования — склероции спорыньи: рожковидной формы, размерного ряда от 1,5 до 2,5 см., темно-коричневого цвета, с характерным запахом. Образуются в результате тесного сплетения гифов гриба на базе зерновок хлебных злаков. Предназначены для сохранения покоящейся стадии пережидания неблагоприятных условий. [1] Склероции хранились в лабораторных условиях, при 45–50 % влажности, в закрытой стеклянной таре в течение 20 лет. Рабочая гипотеза эксперимента ставит вопросы перед исследованием:
- Выживаемость склероциев в условиях лабораторного хранения;
- Возможность прорастания склероциев в условиях, приближенных к природным;
- Возможность прорастания склероциев в условиях стимуляции роста раствором сахарозы 10 %.
Актуальность и практическая значимость: спорынья — паразит хлебных злаков, борьба с которым не теряет актуальности. Про положительном ответе на рабочую гипотезу выясниться, что спорынья способна сохранять свойства жизненности весьма длительное время, поэтому утилизация склероциев любых сроков давности может быть обязательной рекомендацией при очистке семенного фонда хранения от склероциев спорыньи.
В начале эксперимента были сформированы две группы склероциев: Экспериментальная группа (10 шт.): склероции помещали в 10 % раствор сахарозы. Раствор сахарозы-10 % приготавливался общеизвестным способом: смешивали 45 г. воды 5 г. сахара. В чашку Петри помещался раствор сахарозы, помещались склероции. Дополнительно на лабораторный поднос заливалось некоторое количество воды для поддержания влажности. Чашка Петри была закрыта и хранилась при стационарной температуре в пределах +18°C. Наблюдение за прорастанием проводили в течение 3 суток. Микроскопическое исследование проводили для подтверждения прорастания и определения наличия мицелия и стромы.
Контрольная группа (10 шт.): склероции помещали в дистиллированную воду. Контрольная группа склероциев размещалась в тех же условиях, но вместо раствора сахарозы использовалась дистиллированная вода. Содержание и результаты представлены в таблице 1.
Таблица 1
Особенности прорастания склероциев спорыньи после длительного лабораторного хранения в различных экспериментальных условиях
|
Параметр |
Экспериментальная группа (10 % раствор сахарозы) |
Контрольная группа (дистиллированная вода) |
|
Материалы |
Склероции спорыньи, 10 % раствор сахарозы |
Склероции спорыньи, дистиллированная вода |
|
Условия хранения |
+18°C, 60 % влажности |
+18°C, 60 % влажности |
|
Время хранения склероциев |
20 лет |
20 лет |
|
Наблюдения (1 сутки) |
Начало эксперимента |
Начало эксперимента |
|
Наблюдения (3 сутки) |
Признаки прорастания (вторые сутки, рис.1), наличие жизнеспособного мицелия (третьи сутки) |
Признаков прорастания не наблюдалось |
|
Результаты |
Склероции проросли, образовали мицелий — плотная масса гифов светло-палевого цвета, занимающая всю площадь чашки Петри (рис.2) |
Склероции не проросли |
|
Образование стромы |
Не было обнаружено (наблюдение продолжалось в течении 3-х недель) |
Не было обнаружено |
|
Выводы |
10 % раствор сахарозы стимулирует прорастание, но не образование стромы |
Дистиллированная вода не способствует прорастанию |
|
Дальнейшие исследования |
Варьирование концентрации сахарозы, добавление питательных веществ, характерных для почвенных растворов, изменение условий инкубации для получения стромы |
Необходимы дополнительные эксперименты |
|
|
|
|
Рис. 1. Микроскопия мицелия проросшего склероция Claviceps на 2-е сутки |
Рис. 2. Мицелиальная масса Claviceps 10-е сутки |
Выводы:
- Склероции, помещенные в 10 % раствор сахарозы, продемонстрировали признаки активного роста мицелия в течение трех суток. Это указывает на то, что сахароза служит эффективным источником углеводов, способствующим развитию мицелия.
- Отсутствие стромы: Несмотря на успешное прорастание, в экспериментальной группе строма не была обнаружена. Это может свидетельствовать о том, что избыток питательных веществ создает условия для быстрого роста мицелия, но не инициирует процесс спорообразования. Строма не была обнаружена при продолжении эксперимента в течении 30 дней.
- Склероции контрольной группы (в воде) не проросли, строма не образовалась.
Для более глубокого понимания механизмов прорастания и формирования стромы у спорыньи после длительного хранения необходимо:
- Изменение концентрации сахарозы: Провести эксперименты с различными концентрациями сахарозы для определения оптимального уровня, способствующего образованию стромы.
- Добавление других питательных веществ: Исследовать влияние солей азота, фосфора и других макро- и микроэлементов на процесс роста и развитие стромы.
- Изменение условий инкубации: Экспериментировать с различными режимами освещения, влажности и аэрации, а также увеличить продолжительность инкубации для наблюдения за долгосрочными эффектами.
Литература:
- Ботаника: Курс альгологии и микологии: Учебник / Под ред. Ю. Т. Дьякова. — М.: Изд-во МГУ, 2007. — 559 с.
- Лемеза Н. А. Альгология и микология. Практикум: Учеб. пособие / Н. А. Лемеза — Мн.: Вышэйшая школа, 2008. — с. 125–126
