Путь проникновения семенного патогена Fusarium в семена костра кровельного, не находящиеся в состоянии покоя

Род Fusarium поражает широкий круг растений и вызывает различные заболевания, в том числе гниль семян и полегание всходов культурных растений. Болезни, вызываемые Fusarium у дикорастущих растений, изучены хуже. В рамках более широкого исследования массового выпадения травостоя однолетнего злака костра кровельного (Bromus tectorum) мы изучили развитие вызываемого Fusarium sp. n заболевания на семенах, вышедших из состояния покоя. Ранее в почве на участках с массовым выпадением травостоя был выделен неописанный вид из комплекса видов F. tricinctum; было показано, что он патогенен для семян. Он способен вызывать высокую смертность семян костра кровельного, не находящихся в состоянии покоя, особенно при водном стрессе, но редко поражает семена в состоянии покоя. В настоящем исследовании с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) изучали способ заражения этим патогеном. Семена костра кровельного, не находящиеся в состоянии покоя (то есть колоски с зерновками), инокулировали макроконидиями изолята Skull C1. Затем семена в течение 7 дней выдерживали в условиях водного стресса (−1,5 МПа), после чего переносили в воду. Последовательные снимки здоровых и заражённых семян, полученные с помощью СЭМ, показали, что при водном стрессе гифы росли по направлению к слою отделения у рубца прикрепления колоска и сосредоточивали там атаку. В течение 48 ч после инокуляции формировалась выраженная инфекционная подушка, видимая невооружённым глазом как белый пучок мицелия у конца семени со стороны зародышевого корешка. Семена без инфекционной подушки прорастали после переноса в воду, тогда как семена с подушкой почти всегда погибали. Кроме того, на семенах, не начавших прорастать, гифы росли ненаправленно и инфекционная подушка не формировалась. Это убедительно свидетельствует о том, что грибная атака запускается выделениями семени, которые выходят через рубец прикрепления колоска при начале прорастания. На поперечных срезах заражённых семян было видно, что гифы сначала проникали через оболочку зерновки, затем — в зародыш, а позднее распространялись по эндосперму, полностью разрушая семя.