научная статья по теме СЕЗОННАЯ ДИНАМИКА ДРОЖЖЕВОГО НАСЕЛЕНИЯ ЛИСТЬЕВ OXALIS ACETOSELLA L Биология

Текст научной статьи на тему «СЕЗОННАЯ ДИНАМИКА ДРОЖЖЕВОГО НАСЕЛЕНИЯ ЛИСТЬЕВ OXALIS ACETOSELLA L»

МИКРОБИОЛОГИЯ, 2004, том 73, № 2, с. 226-232

= ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ

УДК 641.46:582.23.017.64

СЕЗОННАЯ ДИНАМИКА ДРОЖЖЕВОГО НАСЕЛЕНИЯ ЛИСТЬЕВ ОХАЬН АСЕТОЗЕЬЬА Ь.

© 2004 г. А. М. Глушакова, И. Ю. Чернов1

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, факультет почвоведения Поступила в редакцию 03.03.03 г.

Проведен анализ населения дрожжевых грибов на листьях летнезимнезеленого растения кислицы обыкновенной (Oxalis acetosella Ь.) в течение всего года. Показано, что численность и видовой состав эпифитных дрожжей закономерно изменяются в годичном цикле. Дрожжи практически отсутствуют на молодых весенних листьях. На листьях, завершивших период активного роста, численность дрожжей постепенно возрастает в течение осени, достигая максимума после установления снежного покрова, а затем снова снижается в весенний период. Осенью наблюдается также наибольшее видовое разнообразие дрожжей. Впервые обнаружены закономерные сезонные изменения обилия некоторых эпифитных видов дрожжевых грибов. Явно выраженный осенний пик численности наблюдался у видов Cystofilobasidшm capitatum, Rhodotorula fujisanensis, Leucosporidium scottii, Cryptococcus flavus. В то же время максимум обилия широко распространенных эпифитных дрожжей Cryptococcus ^ы^Ши приходился на январь. Относительное обилие наиболее типичных краснопигментных фитобионтов Rhodotorula glutinis и Sporobolomyces roseus достоверно не изменялось в течение года. Доля эврибионтного вида Cryptococcus albidus несколько варьировала по месяцам, но без определенной закономерности. Полученные результаты показывают, что выявить специфичность эпифитного микробного населения различных растений невозможно без детальных анализов в течение всего периода их роста и развития.

Ключевые слова: дрожжи, филлосфера, Oxalis acetosella, эпифитные микроорганизмы, сезонная динамика.

Листья большинства растений являются специфической средой обитания для многих микроорганизмов. Они представлены сапротрофами и фитопатогенами, комменсалами и мутуалистами-симбионтами, специализированными эндофита-ми и случайными, заносными видами [1]. В состав эпифитного комплекса входят бактерии, мицели-альные и дрожжевые грибы, потребляющие растительные экссудаты и, таким образом, выполняющие функцию эккрисотрофии [2].

Для многих видов дрожжевых грибов филлосфера является наиболее обычной средой обитания. Одной из первых на эпифитную специализацию некоторых видов дрожжей обратила внимание новозеландская исследовательница М.Е. ди Менна [3]. К настоящему времени накоплен значительный материал по численности и таксономическому составу эпифитных дрожжевых сообществ растений в разных природных зонах [4-11]. Имеющиеся данные позволяют очертить группу постоянно встречающихся в филлосфере видов. Наиболее часто с листьев различных растений выделяются дрожжи базидиомицетового

1 Адресат для корреспонденции (е-таП:уе$@$оЦ.т$и.га).

аффинитета, такие как Cryptococcus laurentii, С. flavus, Rhodotorula fujisanensis, Я. glutinis, Я. mucilaginosa, Я. graminis, Sporobolomyces roseus. Многие из них обладают адаптивными признаками, позволяющими им вести именно эпифит-ный образ жизни: наличием каротиноидных пигментов и полисахаридных капсул, способностью к образованию хламидоспор и хламидоспоропо-добных клеток, отстреливающихся и легко распространяемых токами воздуха баллистоспор. Дрожжи с таким набором признаков предложено выделять в качестве особой жизненной формы фитобионтов [12].

Очевидно, что развитие тех или иных эпифитных видов дрожжей на листьях растений должно определяться многочисленными факторами, такими как химический состав экссудатов, температура, влажность, солнечная радиация, физиологическая активность растения. Большинство этих факторов подвержено сильным сезонным и онтогенетическим колебаниям. Поэтому можно предположить, что состав эпифитов на листьях одного растения может существенно изменяться во времени [13]. Исследование

особенностей их динамики позволит ближе подойти к пониманию той роли, которую играют многочисленные микробные ассоциации в жизни высших растений. Особенно это касается микроорганизмов филлосферы летне-зимне-зеленых растений в умеренном климате, когда разные стадии онтогенеза листьев приходятся на сезоны, характеризующиеся резко контрастными значениями факторов среды.

Однако в многочисленных работах, посвященных эпифитным микроорганизмам, специальные исследования сезонных изменений микробных сообществ на листьях растений встречаются редко. Имеющиеся данные [10, 11, 14-16] противоречивы и не позволяют сделать общего заключения о характере сезонных изменений сообществ эпи-фитных дрожжей. Показано, например, что численность и разнообразие дрожжевых грибов на листьях листопадных деревьев существенно выше осенью, чем весной [11, 15]. В то же время, на листьях вечнозеленых растений достоверные колебания численности дрожжей не были обнаружены [11].

Цель настоящей работы - выяснить, как изменяется численность и состав эпифитных дрожжей на листьях растения одного вида в течение года при наличии резко контрастных сезонных колебаний факторов окружающей среды в умеренном климате.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В качестве объекта исследования была выбрана кислица обыкновенная (ОхаШ acetosella Ь.). Выбор этого вида обусловлен массовостью его произрастания в типичных хвойных и смешанных лесах умеренной зоны, а также тем, что зеленые листья кислицы нескольких летне-осенних генераций сохраняются под снежным покровом вплоть до летнего периода следующего года. Это дало возможность провести круглогодичные наблюдения за численностью и составом эпифитных дрожжей. Параллельно с исследованием зрелых перезимовавших листьев изучали также молодые, только что появившиеся листья текущего года.

Исследования проводили в березняке-волосис-тоосоковом на территории Лосиного острова в Москве. Образцы зеленых листьев кислицы отбирали 2-3 раза в неделю с 2 июля 2001 г. по 3 июля 2002 г. Всего за этот период было проведено 55 сборов. С 15 ноября по 7 марта образцы листьев отбирали из-под снежного покрова. Для анализа в каждый срок отбирали 8-10 смешанных образцов, каждый из которых включал около 10 листьев кислицы. Посевы листьев осуществляли непосредственно в день сбора.

Для учета дрожжей, находящихся на листьях, собранные образцы массой 0.1-0.6 г заливали

Численность дрожжей, КОЕ/г (логарифмы)

месяцы

I_11_I

2001 2002

Рис. 1. Годовая динамика численности дрожжевых грибов на листьях Oxalis acetosella; среднемесячные значения и доверительные интервалы (р = 0.95), плавная линия - сглаживание по всем данным методом скользящей средней.

таким количеством стерильной воды, чтобы получить разведение 1 : 50, и обрабатывали на ми-кроразмельчителе тканей в течение трех минут. В качестве питательной среды использовали сусло-агар, подкисленный для предотвращения роста бактерий молочной кислотой до рН 4-4.5. Каждый образец высевали в трех повторностях. Посевы инкубировали при 5-10°С в течение 714 сут. Выросшие колонии дрожжей с помощью бинокулярной лупы разделяли на морфологические типы, которые подсчитывали отдельно. По два-три штамма каждого типа колоний выделяли в чистую культуру, которые затем идентифицировали до вида по морфологическим и физиологическим признакам [17, 18]. Все необходимые тесты ставили по стандартным методикам [18] с использованием специализированных сред фирмы "БИ^ео".

По полученным данным для каждого проанализированного образца определяли общую численность дрожжей в колониеобразующих единицах на грамм сухого листа (КОЕ/г) и долю каждого вида от общей численности дрожжей в образце.

Так как период исследований охватывает все сезоны, принципиально различающиеся по температуре, световому режиму, влажности и т.д., измерения этих параметров непосредственно в момент отбора образцов не проводили. Очевидно, что для анализа сезонных изменений эпифитного дрожжевого населения достаточно сведений о среднегодовых изменениях важнейших экологических факторов.

Виды дрожжей, выделенные с листьев Oxalis acetosella, и показатели их обилия за весь срок наблюдений

Вид Встречаемость*, % Средняя численность, x103 КОЕ/г Частота доминирования**, %

Rhodotorula glutinis (Fresenius) Harrison 41.0 7.16 ± 1.60 9.54

Cryptococcus albidus (Saito) Skinner 35.3 9.64 ± 1.96 21.91

Sporobolomyces roseus Kluyver et van Niel 33.8 1.12 ± 0.18 6.44

Cryptococcus laurentii (Kufferath) Skinner 24.7 10.94 ± 2.30 18.81

Cystofilobasidium capitatum (Fell et al.) Oberwinkler et Bandoni 14.4 1.44 ± 0.46 1.55

Rhodotorula fujisanensis (Soneda) Johnson et Phaff 10.3 1.00 ± 0.30 3.87

Cryptococcus flavus (Saito) Phaff et Fell 9.0 1.45 ± 0.39 4.38

Cryptococcus terricola Pedersen 9.0 1.06 ± 0.33 4.90

Leucosporidium scottii Fell et al. 8.5 1.88 ± 0.61 4.38

Cryptococcus magnus (Lodder et Kregervan Rij) Baptist et Kurtzman 5.9 0.08 ± 0.06 2.06

Debaryomyces hansenii (Zopf) Lodder et Kreger-van Rij 4.1 0.39 ± 0.18 2.32

Rhodotorula minuta (Saito) Harrison 3.6 0.08 ± 0.05 1.03

Cryptococcus podzolicus (Bab'eva et Reshetova) Golubev 2.8 0.17 ± 0.08 1.55

Blastobotrys sp. 2.3 0.09 ± 0.05 1.03

Candida sake (Saito et Ota) van Uden et Buckley 1.8 0.06 ± 0.03 1.29

Cryptococcus diffluens (Ruinen) von Arx et Weijman 1.8 0.05 ± 0.04 -

Rhodotorula graminis di Menna 1.8 0.05 ± 0.03 0.77

Rhodotorula mucilaginosa (Jorgensen) Harrison 1.5 0.03 ± 0.02 1.03

Candida sp. 1.0 0.03 ± 0.02 -

Pichia membranaefaciens (Lodder et Kregervan Rij) Wickerham et Burton 1.0 0.05 ± 0.03 0.52

Rhodotorula sp. 1.0 0.38 ± 0.38 -

Trichosporon sp. 1.0 0.05 ± 0.02 -

Debaryomyces vanrijiae (van der Walt et Tscheuschner) Abadie et al. 0.8 0.05 ± 0.04 0.52

Metschnikowia pulcherrima Pitt et Miller 0.8 0.18 ± 0.18 0.26

Mrakia frigida (Fell et al.) Yamada et Komagata 0.5 0.01 ± 0.01 -

Cystofilobasidium infirmo-miniatum (Fell et al.) Hamamoto et al. 0.3 0.01 ± 0.01 -

Hanseniaspora occidentalis Smith 0.3 0.04 ± 0.02 -

Rhodotorula hinnulea (Shivas et Rodrigues de Miranda) Rodrigues de Miranda et Weijman 0.3 0.05 ± 0.02 -

* Доля образцов, в которых встречен данный вид, от общег

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком