1

На правах рукописи

Ахматович Николай Алексеевич

ЛЕСОВОДСТВЕННОЕ ЗНАЧЕНИЕ СТВОЛОВЫХ ДРЕВЕСНЫХ

НЕМАТОД И БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ФИТОНЕМАТОДЫ

BURSAPHELENCHUS MUCRONATUS

Специальность 06.03.03 - Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Санкт-Петербург 2007 2

Работа выполнена в Санкт-Петербургской Государственной Лесотехнической академии им. С.М.Кирова (СПбГЛТА) Научный доктор биологических наук, профессор руководитель Селиховкин Андрей Витимович Официальные доктор биологических наук, профессор оппоненты Мозолевская Екатерина Григорьевна доктор сельскохозяйственных наук, профессор Мельников Евгений Сергеевич

Ведущая организация ФГУП «Северо-Западное государственное лесоустроительное предприятие»

Защита состоится 28 декабря 2007 г в 11 часов на заседании диссертационного совета Д212.220.02 при Санкт-Петербургской Государственной Лесотехнической академии им. С.М. Кирова по адресу:

194021, Санкт-Петербург, Институтский пер., д. 5, главное здание, зал заседаний. факс (812) 550-08-15.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургской Государственной Лесотехнической академии им. С.М. Кирова.

Автореферат разослан «27» ноября 2007 г.

Учёный секретарь диссертационного совета И.А. Маркова доктор сельскохозяйственных наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы Актуальность выбранной темы обусловлена большой практической значимостью стволовых нематод рода Bursaphelenchus группы видов xylophilus, как патогенов деревьев хвойных пород, и необходимостью разработки стратегии и методов борьбы с заболеваниями, вызываемыми этими организмами. Выбор в качестве объекта исследования B. mucronatus Mamiya & Enda, обусловлен таксономической близостью этого вида к высокопатогенному B. xylophilus (Steiner & Buhrer, 1934) Nickle, 1970 и вместе с тем безопасностью экспериментальной работы с данном видом для окружающей среды (он не является карантинным объектом), недостаточной изученностью биологии этого вида и возможностью аппроксимации и сравнения результатов экспериментального исследования с остальными видами группы xylophilus.

Работ, посвященных исследованию патогенности B. mucronatus в климатических условиях Северо- Запада Российской Федерации и изучению трансмиссии данного вида нематод при дополнительном питании насекомых, практически нет. Довольно много работ посвящено изучению ареала, биологии и патогенности карантинного вида B.

xylophilus. По исследованию патогенности B. mucronatus имеются сведения о проведенных экспериментах в ряде стран (Франции, Норвегии, Германии) и на Дальнем Востоке Российской Федерации (Panesar, Sutherland, 1989; Mamiya, 1999; Schauer-Blume, 1990; Kulinich et al., 1994;

Круглик, 2001). Экспериментальных исследований биологии B.

mucronatus совсем немного (Mamiya, 1984; Wingfield et al., 1982; Wingfield, 1987; Ахматович, 2005; Кулинич, Рысс, 2006).

Экспериментальный анализ биологии B. mucronatus позволяет поновому взглянуть на опасности эпифитотий, вызываемых стволовыми нематодами рода Bursaphelenchus группы видов xylophilus.

Цель исследований – оценка лесоводственного значения стволовых древесных нематод и изучение биологии и патогенности B. mucronatus в условиях Северо-Западного региона Российской Федерации и при экспериментальном заражении сосны Pinus sylvestris.

Для достижения намеченной цели были поставлены следующие задачи:

1) Изучить видовое разнообразие фитонематод при выборочном взятии проб на анализ зараженности лесонасаждений и лесоматериалов деревьев хвойных пород Российской Федерации стволовыми древесными нематодами;

2) Исследовать факторы (растения-хозяева, переносчики, климатические факторы и др.), способствующие инвазии и вредоносности нематод рода Bursaphelenchus группы видов xylophilus на территории России;

3) Изучить на экспериментальной модели часть жизненного цикла нематод B. mucronatus, связанного с насекомымипереносчиками рода Monochamus в части трансмиссии нематод при дополнительном питании жуков;

4) Выявить особенности проявления патогенеза B. mucronatus в условиях Северо-Запада РФ при искусственном заражении нематодами деревьев сосны обыкновенной Pinus sylvestris в Научная новизна 1. Дана оценка потенциальной опасности В. xylophilus для хвойных насаждений в Северо-Западном регионе Российской Федерации.

2. Получены новые данные о встречаемости нематод в лесах Европейской части Российской Федерации. Выявлены новые популяции нематод B. mucronatus на сосне обыкновенной P.

sylvestris L. в Липецкой области и в Республике Карачаево-Черкесия.

3. При фитосанитарном обследовании доказана возможность распространения нематод рода Bursaphelenchus группы видов xylophilus с лесоматериалами из Восточной Сибири в Европейскую часть России.

4. Изучена распространенность нематод рода Bursaphelenchus, включающего опасные и карантинные виды, на четырех хвойных породах в 15 регионах России.

';

5. Впервые экспериментально доказана передача нематод вида B.

mucronatus при дополнительном питании насекомого-переносчика Monochamus urussovi (Fischer von Waldheim, 1806) на молодых ветках здоровых деревьев.

6. Впервые изучена патогенность широко распространенного вида стволовой древесной нематоды B. mucronatus в климатических условиях Северо-Запада России в открытом и закрытом типах грунта по отношению к сосне обыкновенной P. sylvestris.

Теоретическое и практическое значение Усовершенствованы методы мониторинга состояния лесонасаждений и лесоматериалов в части выявления их зараженности фитонематодами опасных и карантинных видов. Дополнены методы по экстракции, культивированию и фиксации фитонематод, изготовлению постоянных коллекционных препаратов.

Обоснованы и усовершенствованы методики постановки эксперимента по трансмиссии фитонематод насекомыми-переносчиками и методики проверки изолятов стволовых древесных нематод на патогенность.

Полученные данные о биологии B. mucronatus, позволяют оценить потенциальную опасность фитонематод в лесных биогеоценозах.

Исследования, проводимые при выполнении данной работы, использовались в нескольких НИР, а также являются частью одного из научных направлений кафедры зоологии и охотоведения СПбГЛТА по изучению беспозвоночных, сохраняющегося на протяжении длительного периода.

Положения, выносимые на защиту 1. Новые сведения по распространенности, морфологии и диагностике B.

mucronatus на территории России.

2. Выявленная возможность передачи нематод рода Bursaphelenchus группы видов xylophilus с пиломатериалами из Сибири в Европейскую часть Российской Федерации.

3. Патогенность B. mucronatus в климатических условиях Северо-Запада РФ в открытом и закрытом типах грунта для сосновых лесов.

4. Трансмиссия B. mucronatus на интактное растение при дополнительном питании жука- переносчика M. urussovi.

докладывались на ежегодной научно- практической конференции молодых ученых, проходившей в Санкт- Петербургской государственной лесотехнической академии им С. М. Кирова по результатам научных исследований, на секции «Лесное хозяйство, экология и биоэкологические науки» (Ахматович, 2006), на международной конференции, проходившей в Финляндии по теме «Фитосанитарный статус лесов Финляндии и России» (Ахматович, 2005).

Публикации результатов исследований По материалам диссертации опубликованы 1 статья и 7 тезисов.

Структура и объём работы Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы, приложения. Диссертация изложена на страницах машинописного текста и содержит 29 таблиц, 15 рисунков.

Список цитируемых работ включает 207 наименований, в т. ч. иностранных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ И РАЙОНА

ИССЛЕДОВАНИЙ

Основная работа над темой выполнялась автором в аспирантуре при кафедре зоологии и охотоведения СПбГЛТА (2004-2007 гг.). Кроме того, в диссертации использованы некоторые материалы, полученные ранее (2001-2003 гг.) и архивные материалы кафедры (1997-2000 гг.).

Объектами исследования были: при обследованиях - лесонасаждения и лесоматериалы Российской Федерации; при экспериментальном исследовании - сосновая древесная нематода B. mucronatus, потенциальный переносчик нематод M. urussovi, сосна обыкновенная P.

sylvestris.

Основные обследования лесонасаждений проводились в административных регионах России: Ленинградской, Псковской, Новгородской, Тверской, Московской, Тульской, Липецкой, Воронежской, Калужской области и Республике Карачаево - Черкесия. Обследования лесоматериалов проводились на складах транзитной древесины в СанктПетербурге и Ленинградской области.

Экспериментальная часть исследования проводилась в лаборатории кафедры зоологии и охотоведения СПбГЛТА и в лаборатории паразитических червей ЗИН РАН, полевые эксперименты - на специально изолированных участках леса Ленинградской области.

В главе 1- состояние вопроса, содержится обзор литературы по тематике работы. Рассмотрены публикации отечественных и зарубежных исследователей по исследованию биологии нематод группы видов B.

xylophilus в России и за рубежом. Проведен анализ литературных данных о насекомых - переносчиках нематод, о патогенности фитонематод и обоснована практическая значимость исследований биологии B.

mucronatus. Кратко рассмотрены климатические, почвенно-грунтовые и лесохозяйственные характеристики района исследований.

2. ОБЪЕМ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Обследование лесонасаждений и лесоматериалов на зараженность их нематодами группы видов B. xylophilus проводились в 2001- 2007 гг.

Рекогносцировочные обследования лесонасаждений были проведены по общепринятой методике лесопатологических исследований (Мозолевская и др., 1984; Катаев, Поповичев, 2001), лесоматериалов - по методике проведения фитосанитарного досмотра экспортной лесопродукции (Орлинский, 1999). Обследования на наличие нематод проведены в хвойных и смешанных древостоях, в пределах европейской части РФ, а также на складах временного хранения транзитных лесоматериалов СанктПетербурга и Ленинградской области. Объектом исследования и взятия проб были следующие хвойные породы деревьев: сосна обыкновенная Pinus sylvestris L., ель европейская Picea excelsa Lam., лиственница сибирская Larix sibirica Led. и сосны кедровой сибирской P. sibirica L.

Всего было отобрано 127 проб в 19 пунктах. Помимо исследования древесины на наличие нематод, проводилось обследование жуков: усачей рода Monochamus. Всего собрано и исследовано 32 имаго Monochamus.

Нематод выделяли по методу Бермана в нескольких модификациях при экспозиции от 6 до 24 часов, в зависимости от способа выделения, при комнатной температуре. Обнаруженные после экстракции из древесных проб нематоды рода Bursaphelenchus помещались на культуру грибов Botrytis cinerea (споровую и бесспоровую) с целью размножения и дальнейшего изучения этих изолятов. Контейнеры с пробами и размноженные культуры хранились в холодильнике при температуре до +5 С.

В опытах по постановке трансмиссии сосновой древесной нематоды, собирали емкости для получения зараженного фитонематодами жукапереносчика по методике, предложенной японскими учеными (Maehara, et al., 1997). Сбор личинок усача M. urussovi производили в естественных еловых лесах Ленинградской и Псковской областей. Предварительно полученной путем экстракции по методу Бермана суспензией нематод производили заражение личинки M. urussovi в искусственной куколочной камере. Личинки заражали B. mucronatus из популяций BmIrc, 2KR-2, BmKCHR.Объем инокулюма составлял 1000 нематод/личинку за одну повторность. Заражение насекомых повторяли с периодом в 1 неделю до выхода имаго из искусственной куколочной камеры. Жукам-переносчикам нематод, с периодичностью в неделю, предлагали для прохождения дополнительного питания свежесрубленные ветки хвойных деревьев (Naves et al., 2007). Далее, для подтверждения факта передачи имаго усача личинок нематод, через раны, нанесенные жуками в древесине веток со здорового дерева, погрызенные ветки ставили на экстракцию по методу Бермана и исследовали полученные результаты. Всех выделенных в процессе эксперимента нематод фиксировали в 4% формалине и исследовали под микроскопом.

Патогенность различных популяций B. mucronatus изучали в климатических условиях Северо - Западного региона РФ в открытом и закрытом типе грунта. В эксперименте на открытом типе грунта деревья сосны обыкновенной P. sylvestris были заражены нематодами B.

mucronatus из дальневосточной популяции (BmRFE). Объем инокулюма составлял 2000 нематод/растение. Эксперимент неоднократно проводили на заложенных опытных участках в течение вегетационных периодов 2002-2004 годов. Для проверки приживаемости и патогенности нематод в закрытом типе грунта использовали тест на патогенность, описанный японскими учеными (Kishi, 1995). Данная методика позволила в короткие сроки (в течение одного вегетационного периода) провести проверку на патогенность всех нематод из популяций, выявленных и размноженных на культурах B. cinerea в ходе исследований лесонасаждений и лесоматериалов. При исследовании патогенности сосновой древесной нематоды в закрытом грунте 2-х летние сеянцы сосны P. sylvestris заражали нематодами из популяций, обнаруженных при обследованиях: B.

mucronatus из Иркутской области, выделенной из L. sibirica(BmIrc);

Красноярского края - из L. sibirica(2KR-1), P. sibirica(2KR-2), P.

excelsa(2KR-3); Липецкой области (BmLpc)- из P. sylvestris, Республики Карачаево - Черкесия - из P. sylvestris (BmKCHR). Объем нематодного инокулюма составлял 1000 нематод/растение. Тест на патогенность проводили в заложенной опытной теплице в течение вегетационного периода 2007 года.

Поддержание и размножение изолятов из популяций живых нематод осуществляли пересевами червей на новые стерильные культуры грибабазидиомицета B. cinerea. Размноженные культуры сохраняли в течение нескольких месяцев при температуре до +5С. Для исследования под микроскопом нематод фиксировали в 4% формалине, а затем изготовляли постоянные коллекционные глицериновые препараты. Использовался как традиционный метод препарирования нематод, так и экспресс-метод разработанный А.Ю. Рыссом (Ryss, 2003).

При камеральной обработке использовались стандартные методы математической статистики (Калинина, 2001) и программы обработки данных разработанные для персональных компьютеров.

Более подробно отдельные методики будут рассмотрены в разделах, где приводится описание полученных результатов исследования.

3.1. Мониторинг лесонасаждений и лесоматериалов 3.1.1. Морфологическое описание и анализ обнаруженных популяций B.

mucronatus Идентификация нематод рода Bursaphelenchus до вида требует большого опыта таксономической работы, для практического работника точный диагноз вида может быть поставлен при сочетании морфологического исследования и ДНК- анализа. Последним методом можно выявить более 26 видов нематод рода Bursaphelenchus, включая В.

xylophilus, В. mucronatus и В. fraudulentus (Hoyer et al., 1998; Burgermeister et al., 2005; Leal et al., 2007). При этом для идентификации достаточно одной особи нематод, даже личиночной стадии (Hoyer et al., 1998; Braasch et al., 1999). Так как ДНК - анализ требует специального оборудования и лаборатории и является очень материалоемким, в данной работе он не был применен. Все обнаруженные фитонематоды определялись по морфологическим характеристикам, в соответствии с литературными описаниями видов (Ryss et al., 2005) (рис.1).

Рис. 1. Bursaphelenchus mucronatus Mamiya & Enda, 1979 (ориг.) А – самка, Б – самец, В- передняя часть нематоды; Г- задняя часть самки нематоды; Дхвост со спикулами самца; Е- бурса самца; Ж- спикулы самца; З- хвост самки с мукро.

Шкала = 40 мкм (А, Б, В, Г); 10 мкм (Д, Е,Ж,З).

ан- анус; бу- терминальная бурса; вщ- вульварный щиток; го- губная область; капкапитулюм; кл- клоака; кон- кондилюс; кук- кукуллюс; лам- ламина (лезвие спикул);

лж- лопасть желез глотки (расположена с дорсальной стороны); мб- медиальный бульбус глотки; нк- нервное кольцо; пап- папиллы; пум- постутеральный мешок; росрострум; ст- стилет; эп- экскреторная пора.

Идентификацию видов нематод производили в постоянных коллекционных препаратах.

В процессе обследований обнаружены, выделены и размножены изоляты из 6 популяций древесной стволовой нематоды Bursaphelenchus mucronatus Mamiya & Enda, 1979 (рис.1). Часть изолятов обнаружена в пиломатериалах, поступивших с Азиатской части РФ, часть - при обследованиях лесонасаждений Европейской части РФ. Соответственно популяции B. mucronatus условно можно подразделить на азиатские и европейские изоляты.

Популяцией нематод условно считали нематод, выделенных из проб древесины из отдельной партии лесоматериалов или из проб древесины, взятых при обследовании лесонасаждений, имеющих один регион происхождения и одну породу дерева-хозяина.

Приведенные в данном разделе результаты исследований посвящены сравнительной морфологии указанных популяций нематод с целью выявления дифференцирующих признаков и определения их таксономического статуса, проведен сравнительный анализ изолятов нематоды.

Обнаруженные популяции по ряду выявленных признаков отнесены к виду B. mucronatus. Исследованные изоляты имеют общее сходство и проявляют различие лишь в размерах тела и некоторых органов, которые допускаются исследователями при определении данных видов.

3.1.2. Результаты обследований лесонасаждений на наличие древесных нематод Обследованию на наличие нематод подвергались хвойные и смешанные древостои, выборочно, в пределах европейской части РФ в следующих административных регионах: Ленинградской, Псковской, Новгородской, Тверской, Московской, Тульской, Липецкой, Воронежской, Калужской областях и Республике Карачаево - Черкесия. Объектом исследования и взятия проб послужили следующие хвойные породы деревьев: сосна P. sylvestris, и ель Picea excelsa Lam.

Карантинный вид B. xylophilus при исследованиях не обнаружен. В 2 пробах из 2 регионов РФ был зарегистрирован и размножен в культурах на грибе B. cinerea близкий вид нематод В. mucronatus (см.

табл. 1). Нематода В. mucronatus на территории Европейской части России, по результатам наших исследований, обнаружена только на породе: P. sylvestris. В собранных имаго рода Monochamus древесных стволовых нематод рода Bursaphelenchus обнаружено не было.

Характеристика популяций сосновых древесных нематод Bursaphelenchus mucronatus Mamiya & Enda, 1979, биологические особенности которых исследованы в данной работе * Kulinich O.A. et al., Таким образом, по результатам проведенных обследований, регистрировался только один вид - В. mucronatus. Обнаруженные популяции В. mucronatus были выделены в обоих случаях из древесины поваленных деревьев. В древесине содержались ходы стволовых вредителей, в том числе и личиночные ходы усачей рода Monochamus.

Плотность популяций была небольшой и не превышала 10 нематод/г древесины.

В то же время, при обследовании лесонасаждений, периодически обнаруживали большие плотности популяций нематод - представителей других таксономических групп: Nothotylenchus, Sychnotylenchus и др.

Следует отметить, что пробы древесины деревьев без внешних повреждений не содержали нематод. Все нематоды были обнаружены только в древесине ветровальных деревьев на разных стадиях деструкции, в которой, кроме нематод, всегда присутствовали стволовые насекомые и дереворазрушающие грибы.

3.1.3. Результаты обследований лесоматериалов на наличие древесных нематод Проведено выборочное обследование пиломатериалов, поступающих в Ленинградскую область и г. Санкт- Петербург, как один из основных пунктов транзита древесины, из следующих регионов страны: Пермская область, Иркутская область, Красноярский край, республика Хакасия, республика Бурятия, Свердловская область. Исследованию подвергались пиломатериалы следующих хвойных пород: лиственница Larix sibirica Led., сосна Pinus cembra L., и ель P. еxcelsa. В результате в четырех пробах обнаружены нематоды B. mucronatus (см. табл. 1).

Вид B. mucronatus обнаружен в материалах из Красноярского края в пиломатериалах из лиственницы L. sibirica, сосны P. cembra, и ели P.

excelsa, а также в древесине из Иркутской области в пиломатериалах L.

sibirica.

Находки нематоды B. mucronatus, таксономически близкой к опасному карантинному виду B. xylophilus выявили один из возможных путей проникновения опасных организмов на территорию Северо Западного региона РФ. Выяснилось, что по территории Российской Федерации без специальных ограничений могут транспортироваться лесоматериалы, не прошедшие обеззараживание. Вследствие обширности территории РФ такая транспортировка часто носит трансконтинентальный характер (из Азиатской в Европейскую часть), что создает угрозу распространения инвазивных видов.

Обследованные пиломатериалы содержали опасных вредителей леса:

стволовых нематод рода Bursaphelenchus и их переносчиков – жуков усачей. Об этом свидетельствуют выявленные 4 популяции стволовой нематоды B. mucronatus в пиломатериалах, следующих из Иркутской области и Красноярского края; две популяции от L. sibirica, одна популяция от P. excelsa, и одна популяция от P. sibirica, а также обнаруженные личинки усача рода Monochamus (Coleoptera: Cerambycidae) в пиломатериалах из Красноярского края.

В сделанной выборке поступивших лесных грузов лишь около 10 % пиломатериалов проходили обработку методом камерной сушки, а подавляющая часть древесины имела естественную влажность (20-50%). В обследуемых лесоматериалах фитосанитарное состояние транспортируемых лесных грузов можно назвать удовлетворительным (они проходят внутренний контроль фирм-поставщиков); состояние же транзитной древесины: стоек в вагонах, прокладочной древесины (реквизит) с точки зрения карантинного контроля проблематично.

Зачастую для реквизита используется древесина с личиночными ходами стволовых вредителей и грибными поражениями. Это создает потенциальную угрозу заражения, как коммерческой древесины, так и лесонасаждений в местах выгрузки леса.

3.2. Результаты эксперимента по трансмиссии B. mucronatus при дополнительном питании усачей Monochamus urussovi Согласно экспериментальным методикам из литературных данных, по изучению взаимоотношений нематод рода Bursaphelenchus и жуков рода Monochamus в лабораторных условиях, были собраны емкости с искусственными куколочными камерами для проведения эксперимента по получению зараженного фитонематодами жука- переносчика (Maehara et al., 1997). В искусственную куколочную камеру помещали личинку усача Monochamus urussovi и производили заражение личинки насекомого водной суспензией нематод. Личинки нематод проникали внутрь жука усача, концентрируясь в дыхательной системе (Mamiya et al., 1972;

Maehara et al., 1996, 1997; Togashi, 2004).При обнаружении в куколочной камере куколки жука, в закрытую емкость с куколочной камерой немедленно помещали свежую ветку сосны P. sylvestris или ели P. excelsa.

Сразу после появления имаго жука усача деревянный блок искусственной куколочной камеры удаляли из экспериментальной емкости.

Эксперимент проводили в период с 2006 по 2007 гг. Всего собрали и определили 285 личинок M. urussovi. В процессе постановки опыта по получению зараженного нематодами имаго усача, у личинок насекомого выявлена достаточно большая смертность: из 100 личинок выживали и превращались в имаго не более 10.

Проверка факта передачи нематод при дополнительном питании насекомого- переносчика произведена по трем популяциям нематод:

BmIrc, 2KR-2, BmKCHR. Во всех случаях отмечен факт передачи нематод усачом при дополнительном питании (табл. 2).

Результаты эксперимента по трансмиссии B. mucronatus при дополнительном питании усачей Monochamus urussovi Код популяции B. Количество Количество веток, Количество веток, Вероятность В полевых условиях исследовали дополнительное питание усачей рода Monochamus в сосновых лесах Ленинградской области (табл. 3).

Распределение деревьев сосны с повреждениями усачами рода Monochamus при дополнительном питании (в % от общего числа поврежденных деревьев) в спелых и приспевающих древостоях Ленинградской области (тип леса сосняк брусничный) приходится на деревья средней ступени толщины (20-32 см). При увеличении и уменьшении диаметра стволов доля повреждений деревьев снижается. Анализ архивных материалов кафедры зоологии и охотоведения СПбГЛТА по Братскому району Иркутской области подтверждает этот вывод. Кроме того, доля повреждений полога у сосны была больше на южной стороне стены леса и по периметру вырубки, чем внутри массива.

3.3. Патогенность B. mucronatus для хвойных пород в условиях 3.3.1. Эксперимент по выявлению патогенности в открытом грунте Одним из важнейших моментов исследования биологии B.

mucronatus стало экспериментальное изучение возможности приживаемости нематод этого вида на местной сосне P. sylvestris и проявления патогенеза к растению - хозяину при искусственном заражении в Северо - Западном регионе РФ. Для этого в 2002 - 2005 гг. было проведено несколько экспериментов.

Материал для опытов составляли нематоды вида B. mucronatus (смесь самок, самцов и личинок). Первичная популяция собрана сотрудником Института Паразитологии РАН на Дальнем Востоке из сосны P. koraiensis и размножена в лаборатории на грибе Fusarium sp. Данную популяцию размножили в последствии во Всероссийском Институте Защиты Растений (Санкт- Петербург, Пушкин) на споровой (черной) культуре гриба Botrytis cinerea для получения нематод в большом количестве для проводимого эксперимента.

Опытные участки по изучению развития нематод в стволах сосен в природных условиях Ленинградской области были заложены в 2-х местах:

Лисинском учебно-опытном лесхозе Санкт- Петербургской Государственной Лесотехнической академии им. С. М. Кирова, расположенном в Тосненском районе Ленинградской области и в естественном хвойном лесу в пос. Лемболово во Всеволожском районе (Карельский перешеек).

Полевые опыты были организованы таким образом, чтобы исключить распространение нематод за пределами экспериментального участка. Места проведения эксперимента подбирались территориально отграниченные от основных массивов леса; после опытов – все зараженные деревья уничтожены.

Всего экспериментально заразили по 20 деревьев сосны на каждом пробном участке.

В течение всего периода эксперимента производился ежемесячный мониторинг за зараженными деревьями. С деревьев с признаками увядания брали пробы, для анализа причины отмирания.

Осенью каждого года, когда проводили эксперимент по заражению сосен P. sylvestris нематодами дальневосточной популяции B. mucronatus в природных условиях Ленинградской области, проводили взятие проб древесины. Анализ на наличие нематод в стволах на разном расстоянии от почвы проводили в средней пробе древесины, составленной из 8 кернов.

Анализы проб древесины показали отсутствие нематод во всех стволах вегетирующих сосен (табл. 4). Появление признаков увядания у нескольких деревьев не являлось следствием нематодного заражения и имело другие причины (механическое повреждение, смена хвои и др.). Ни одно дерево сосны не погибло за весь период проведения эксперимента.

Приживаемость и патогенность B. mucronatus по результатам полевого эксперимента в климатических условиях Ленинградской области 2002-2005 гг.

Место проведения Количество Количество деревьев с симптомами усыхания и наличие опытного участка 1.1. п. Лемболово, Всеволожский район Экспериментальный участок 1.2. п. Лемболово, Всеволожский район Контрольный участок 2.1. Лисинский УОЛХ, Тосненский район Экспериментальный участок 2.1. Лисинский УОЛХ, Контрольный участок *Количество деревьев с признаками увядания хвои **Число деревьев, в которых обнаружены B. mucronatus по результатам взятия проб На основании полученных результатов опытов можно заключить, что нематоды, искусственно внесенные в стволы сосен, не размножались в них в погодных условиях 2002 - 2005 г. В условиях Ленинградской области при достаточно благоприятных летних погодных условиях развитие нематод в стволах вегетирующих деревьев сосны обыкновенной не установлено.

3.3.2. Тест на патогенность в закрытом грунте Проверку на патогенность нематод в закрытом грунте проводили в тепличных условиях при возможности регуляции температуры и влажности в течение всего эксперимента. Материал для эксперимента составляли нематоды B. mucronatus (смесь самок, самцов и личинок), обнаруженные в процессе мониторинга лесонасаждений и пиломатериалов из 6 популяций (Табл. 1), размноженные и сохраненные в культурах на грибе Botrytis cinerea.

Данные популяции размножили в Зоологическом Институте РАН на бесспоровой (белой) культуре гриба Botrytis cinerea для получения нематод в большом количестве для проводимого эксперимента. В тесте на патогенность использовали около 250 сеянцев 2-3 летних сеянцев сосны обыкновенной P. sylvestris, выращенных в питомнике Лисинского учебноопытного лесхоза Санкт-Петербургской Государственной Лесотехнической академии им. С. М. Кирова, расположенного в Тосненском районе Ленинградской области.

Опытную теплицу для изучения патогенности нематод в закрытом грунте поставили в Выборгском районе Ленинградской области (Карельский перешеек). Тест на патогенность, с условием возможности поддержания оптимальных температурных условий для B. mucronatus, составляющих 26 °С, осуществляли в период с середины мая по середину сентября, т. е. в течении четырех месяцев.

распространение нематод за пределы экспериментального участка. Место заложения теплицы подобрали территориально отграниченное от основных массивов леса, плотное покрытие из полиэтиленовой пленки экспериментальным посадкам; после проведения исследования – все зараженные сеянцы P. sylvestris уничтожили.

Эксперимент проводили на заложенном опытном участке в течение указанного теплого периода 2007 года. Всего заразили по 20 сеянцев сосны в расчете на каждую популяцию.

В течение всего периода теста производился еженедельный мониторинг за посадками сосны. Сеянцы с признаками увядания убирали из теплицы до их полного засыхания для анализа причины отмирания сеянцев.

Результаты теста показали, что популяции B. mucronatus не проявляли патогенности по отношению к сеянцам сосны (табл. 5).

Из таблицы 3 следует, что только в 9 случаях, т. е. в 30 %, происходил рост численности популяции, но и в этом случае он не превышал размера 2000 нематод/сеянец.

Расчет коэффициента репродукции нематод по результатам теста на патогенность по трем популяциям, вызвавшим наибольшее количество признаков увядания зараженных 2-х летних сеянцев сосны *Mean- среднее арифметическое значение; STD- стандартное отклонение; Min, Max- минимальное и максимальное значение, соответственно.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Стволовые нематоды рода Bursaphelenchus группы видов xylophilus имеют важное лесоводственное значение, как патогены деревьев хвойных пород.

2. В настоящее время имеется информация о десяти видах нематод рода Bursaphelenchus, обнаруженных на территории России или зарегистрированных в российских лесоматериалах.

3. Опасный карантинный вид фитонематод Bursaphelenchus xylophilus отсутствует на территории Российской Федерации. Проведенное изучение фитосанитарной ситуации в лесонасаждениях европейской части РФ и обследования транзитных материалов лесоматериалов из азиатской части РФ по зараженности стволовыми древесными нематодами группы видов B.

xylophilus выявили повсеместное присутствии только B. mucronatus.

4. Стволовая нематода Bursaphelenchus mucronatus имеет широкое распространение в лесной полосе РФ: выявлено: 4 популяции в пиломатериалах из Восточной Сибири: из древесины лиственницы Larix sibirica, ели Picea excelsa, и сосны Pinus sibirica; а также 2 популяции из сосновых лесов (Pinus sylvestris) Липецкой области и Республики Карачаево- Черкесия. Анализ морфометрических данных азиатской и двух европейских популяций определил их сходство по признакам, имеющим отношение к одному виду сосновых древесных нематод- B.

mucronatus. Однако и между популяциями выявлены некоторые различия.

В частности размер нематод азиатского изолята в среднем больше, чем европейских популяций.

5. Черный еловый усач M. urussovi, широкораспространенный в РФ вид насекомого - потенциальный переносчик нематод рода Bursaphelenchus группы видов xylophilus.

6. При дополнительном питании жука Monochamus urussovi, экспериментально зараженного B. mucronatus, происходит трансмиссия стволовых нематод на здоровое растение. Результаты проведенного эксперимента по трансмиссии нематод B. mucronatus жуком М. urussovi показали возможность передачи им нематод при прохождении усачом дополнительного питания. Анализ веток сосны, погрызенных имаго М.

urussovi при дополнительном питании, показал присутствие древесных нематод в исследуемой древесине. Присутствие нематод в большинстве проверяемых проб древесины, подтверждает факт трансмиссии нематод.

7. Выявленные пути передачи нематод B. mucronatus с пиломатериалами из Сибири указывают на потенциальную опасность заноса в Европейскую часть Российской Федерации опасного вида B. xylophilus. На безвредном виде Bursaphelenchus mucronatus из группы xylophilus, к который относится карантинный вид Bursaphelenchus xylophilus доказана возможность трансконтинентального переноса вредных организмов с лесными грузами, в частности, из Азиатской в Европейскую часть РФ.

8. Нематоды рода Bursaphelenchus группы видов xylophilus выживают в условиях Северо - Запада РФ при благоприятных сочетаниях температуры и влажности, но не показывают сильного размножения в древесине хвойных пород.

9. Сосновые нематоды B. mucronatus не будут проявлять патогенность в климатических условиях Северо-Запада РФ при заражении сосны P.

sylvestris. Результаты проведенных исследований патогенности сосновой древесной нематоды показали возможность выживания В. mucronatus в климатических условиях Северо - Запада РФ, но только при благоприятных сочетаниях температуры и влажности. Нематоды размножились лишь в 35% случаев от проведенных заражений, как показал анализ популяции проявившей наибольшее количество внешних признаков увядания у сеянцев сосны. Но результат с приживаемостью нематод удался лишь в эксперименте с закрытом типом грунта, что позволяет сделать вывод о малой пригодности климатических условий Северо - Западного региона РФ для приживаемости, а особенно для проявления патогенности нематод группы видов B. xylophilus. Можно допустить выживание этих популяций, однако эпифитотии хвойных насаждений, вызываемые этим патогеном, в регионе не будут проявляться.

10. Необходима разработка специальных мер контроля межрегионального транспорта пиломатериалов и мониторинг лесных массивов южных областей РФ во избежание заноса на территорию РФ опасного карантинного вида нематод B. xylophilus. Удаленность заготовки леса от мест реализации создает опасность переноса при транспортировке с древесиной опасных вредителей леса: стволовых нематод рода Bursaphelenchus и их переносчиков – жуков-усачей, поскольку подавляющая часть лесопродукции транспортируется без прохождения специальной обработки; это особенно касается упаковочной древесины. В связи с глобальным потеплением создается угроза акклиматизации и размножения патогена на более широкой территории, включающей Дальний Восток и юг Европейской части РФ.

Список работ опубликованных по теме диссертации 1. Ахматович Н. А. Изучение биологии нематод// Известия СанктПетербургской Лесотехнической Академии.– Вып. 9.– СПб: СПбГЛТА, 2005- С. 35- 2. Ахматович Н. А. Особенности биологии Bursaphelenchus mucronatus и влияние на состояние деревьев сосны обыкновенной в лесах Ленинградской области // Современные проблемы и перспективы рационального лесопользования в условиях рынка.- Сборник тезисов Международной научно-практической конференции молодых ученых, проходившей 16-18 ноября 2004 года в Санкт- Петербургской государственной лесотехнической академии. – Под общей редакцией Егорова А.А. – СПб: СПбГЛТА, 2005- с. 29- 3. Akmatovich N. Quarantine species research in Sankt Petersburg Forestry Academy. 2005 http://www.metla.fi/julkaisut/muut/forest-health-2005/index.

htm(веб-сайт) 4. Ахматович Н. А. Изучение биологии и распространения Bursaphelenchus mucronatus в насаждениях сосны обыкновенной в Северо- Западных и Центральных областях Европейской части РФ // Современные проблемы и перспективы рационального лесопользования. – Сборник тезисов ежегодной научно- практической конференции молодых ученых, проходившей 4- 5 октября 2005 г. в Санкт- Петербургской государственной лесотехнической академии. – Под общей редакцией Егорова А.А. – СПб: СПбГЛТА, 2006- с. 7- 5. Ахматович Н.А., Котлярская О.Б., Рысс А.Ю. Новые находки древесных нематод родов Bursaphelenchus и Aphelenchoides в коммерческих хвойных породах России // Современные проблемы и перспективы рационального лесопользования в условиях рынка.– Сборник материалов Международной научно-практической конференции молодых ученых, проходившей 15- ноября 2006 года в Санкт- Петербургской государственной лесотехнической академии. – Под общей редакцией Егорова А.А. – СПб:

СПбГЛТА, 2007- с. 48- 6. Котлярская О.Б., Ахматович Н.А., Рысс А.Ю. Планируемое исследование жизненного цикла древесной стволовой нематоды Bursaphelenchus mucronatus (Nematoda: Aphelenchida), а также ее жуков переносчиков Monochamus sp. (Coleoptera: Cerambycidae), в лабораторных условиях// Современные проблемы и перспективы рационального лесопользования в условиях рынка.– Сборник материалов Международной научно-практической конференции молодых ученых, проходившей 15- ноября 2006 года в Санкт- Петербургской государственной лесотехнической академии. – Под общей редакцией Егорова А.А. – СПб:

СПбГЛТА, 2007- с. 66- 7. Ахматович Н.А., Котлярская О.Б., Рысс А.Ю. Постановка эксперимента по получению зараженного стволовой сосновой нематодой Bursaphelenchus mucronatus Mamiya, Enda, 1979 (Nematoda: Aphelenchida) имаго жука рода Monochamus sp. (Coleoptera: Cerambycidae) // Достижения энтомологии на службе агропромышленного комплекса, лесного хозяйства и медицины.– Тезисы докладов XIII съезда Русского энтомологического общества. Краснодар, 2007- с. 16- 8. Котлярская О.Б., Ахматович Н.А., Рысс А.Ю. Передача сосновой стволовой нематоды Bursaphelenchus mucronatus (Nematoda: Aphelenchida) при дополнительном питании жука переносчика рода Monochamus (Coleoptera: Cerambycidae). // Достижения энтомологии на службе агропромышленного комплекса, лесного хозяйства и медицины.– Тезисы докладов XIII съезда Русского энтомологического общества. Краснодар, 2007- с. Просим принять участие в работе диссертационного Совета Д 212.220. или прислать Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями по адресу: 194021, Санкт – Петербург, Институтский пер., д.5, Лесотехническая академия, Ученый Совет.