Для выяснения возможного существования рас у A. solani и А. alternata нами был использован метод моноспорового анализа. На протяжении 20 лет выделено свыше 20 тыс. моноспоровых культур А. solani с пораженных органов картофеля, около 10 тыс. изолятов - с пораженных томатов и около 5 тыс. культур гриба A. alternata. Наблюдение и изучение в культуре моноспоровых изолятов показало их большое разнообразие по морфологическим, физиологическим и биологическим особенностям. Это дало возможность по комплексу признаков (окраска среды и колонии, способность к спорообразованию в искусственных условиях, отношение к температуре, влажности, реакции среды, образование токсинов, агрессивность) у гриба A. solani, паразитирующего на картофеле, дифференцировать 5 рас - М-10, М-30, М-40, М-69, М-78. Субкультуры этих рас стабильны в течение нескольких лет.
По культуральным особенностям расы A. solani разделены на три морфотипа: мицелиальный (М-69), спорообразующий (М-40) и промежуточный (М-10, М-30, М-76). Сравнительный анализ биологии рас позволил установить, что в состав популяции A. solani входят расы, проявляющие высокую жизнеспособность в широких пределах температуры и влажности. Это создает предпосылки для ежегодного поражения картофеля патогеном в той или иной степени.
Наиболее важным отличительным признаком рас, не дающих специфической реакции с сортами картофеля, является их агрессивность. В популяции A. solani выявлены высокоагрессивные (М-30), среднеагрессивные (М-10, М-40, М-78) и слабоагрессивные расы (М-69) (Ремнева, Ивашок, 1968; Дорожкин, Ремнева, Иванюк, 1975; Иванюк, 1983; Иванюк, 1992). Позднее результаты, полученные в Беларуси, были подтверждены работами Тэтэ Л.Г. на Украине (1972); Анненкова Б.Г. (1987) - в Приамурье; Дмитриевой Е.П. (1988) - в Центральных областях России.
В популяции A. solani расы М-10 и М-78 встречаются крайне редко, Кроме того, по основным показателям они очень близки к расе М-40, поэтому их количество в последующем нами не учитывалось.
Сравнение структуры популяций возбудителя альтернариоза, выделенных в различных агроклиматических зонах республики показало, что соотношение рас в разных областях не одинаково. В Витебской области в годы депрессивного и умеренного развития болезни преобладают средне- и слабоагрессивные расы (М-40, М-69); в годы эпифитотии - высокоагрессивная раса М-30. На остальной территории Беларуси независимо от уровня развития болезни наибольшее количество изолятов приходилось на расу М-30.
Анализ многолетних данных, полученных в 1968-2002 гг., позволил сделать заключение о том, что структура популяции гриба A. solani в Беларуси на протяжении 35 лет остается стабильной и представлена тремя основными расами - М-30, М-40, М-69. Количественное же их соотношение определяется уровнем развития болезни. Так, при депрессивном проявлении альтернариоза в Минской области преобладающей была среднеагрессивная раса М-40, па долю которой приходилось от 50 до 60% изученных изолятов. Довольно широким распространением характеризуется раса М-69 - 17-18%. Содержание расы М-30 не превышает 32%. В годы умеренного поражения картофеля количество изолятов расы М-30 значительно увеличивается (27-68%), а, начиная с 1968 года, уже постоянно превышает 50%. В такой же последовательности идет снижение содержания рас М-40 и М-69. При эпифитотийном развитии альтернариоза во все годы наблюдений в популяции A. solani доминирующей была раса М-30 - 57-87%.
Значительное влияние на соотношение рас патогена оказывают устойчивость сорта и фаза его развития. Исследования, проведенные нами на сортах картофеля с разным уровнем устойчивости к альтернариозу, позволили установить, что во время появления болезни преобладающее число изолятов на сортах всех групп устойчивости приходится на высокоагрессивную расу М-30.
В период массового развития заболевания увеличивается скорость нарастания количества среднеагрессивной расы, особенно на восприимчивых сортах; в конце вегетации - слабоагрессивной. Следует отметить, что на устойчивых сортах в течение всей вегетации преобладает раса М-30.
Динамика расового состава на сортах всех групп устойчивости имеет общие закономерности: по мере старения растений агрессивность популяции падает. В ней увеличивается содержание средне- и слабоагрессивной рас, способных поражать физиологически ослабленные ткани. Появление в первую очередь высокоагрессивной расы связано, прежде всего, с устойчивостью сортов. При наступлении периода возможного заражения растения-хозяина они обладают еще достаточно высокой устойчивостью к слабоагрессивной расе, которая может быть преодолена только агрессивной формой. Поэтому появление альтернариоза зависит не просто от наличия патогена в окружающей среде, а от наличия расы, приспособленной к поражению устойчивого хозяина. Во время массового развития болезни количество высокоагрессивной расы уменьшается, а слабоагрессивной увеличивается при общем нарастании болезни. Это связано с проявлением паразитических свойств рас. При усиленном оттоке ассимилятов в клубни картофеля растения физиологически ослабевают, создавая тем самым неблагоприятные условия для высокоагрессивной расы. В этом случае растения становятся хорошим питательным субстратом для средне- и слабоагрессивной рас, количество которых существенно возрастает.
Иная картина получена при изучении моноспоровых культур гриба A. alternata, дающего множество разнокачественных колоний, дробление которых продолжается и в субкультуре.
Значительные изменения морфологических признаков у этого вида наблюдаются при колебаниях температуры, влажности, смене питательного субстрата и др. Сильная фенотипическая изменчивость моноизолятов A. alternata очевидно связана со спонтанным обособлением (сегрегацией) генетически неоднородных ядер в местах ответвления гиф или в конидиях (Горленко, 1962; Тарр, 1975), ведущим к образованию секторов - сальтантов, которые отличаются от всей колонии темной окраской мицелия и среды, большей скоростью роста, слабым ветвлением воздушного мицелия, споруляцией и несколько повышенной агрессивностью. Образование сальтантов может происходить и внутри колонии гриба в виде псевдоколоний.
Способность к гетерокариозу у изолятов A. alternata, ведущая к постоянному скачкообразному возникновению сальтантов даже в моноспоровой культуре, указывает на то, что они не могут быть генетически чистыми и, следовательно, у вида отсутствуют расы. (Кваснюк Н.Я.,1985)
Цикл развития
Рисунок 4 Цикл развития альтернариоза картофеля (https://www.kartofel.org)