Взаимосвязи насекомых-вредителей и патогенных организмов и ответные реакции древесных растений северо-запада европейской части России: мониторинг и методы контроля плотности популяций вредителей и патогенов.

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 24-16-00092

НазваниеВзаимосвязи насекомых-вредителей и патогенных организмов и ответные реакции древесных растений северо-запада европейской части России: мониторинг и методы контроля плотности популяций вредителей и патогенов.

Руководитель Селиховкин Андрей Витимович, Доктор биологических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова" , г Санкт-Петербург

Конкурс №92 - Конкурс 2024 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 06 - Сельскохозяйственные науки; 06-101 - Лесное хозяйство

Ключевые слова насекомые-вредители древесных растений; фитопатогенные грибы и нематоды, леса, парки, серо-запад

Код ГРНТИ68.47.37

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Размножение насекомых-дендрофагов и распространение фитопатогенных организмов – одна из важнейших причин, приводящая к гибели древесные растения на огромных площадях. Именно взаимодействие вредителей и патогенных организмов во многих случаях определяет масштаб потерь. Изменение климата, увеличение антропогенной нагрузки, интенсивная хозяйственная деятельность и увеличение товарных потоков круглых лесоматериалов из латентных очагов инфекции снижают резистентность древесных растений и ускоряют образование вторичных очагов вредителей и болезней в лесных экосистемах, городских и пригородных насаждениях. Знание функциональных связей в тройственной ассоциации «жук-нематода-гриб», а также жизненных циклов позволит создать научно-обоснованную модель риска эпифитотий, вызываемых стволовыми нематодами и их взаимодействием с грибами и насекомыми. Несмотря на многочисленные исследования в этой области, во многих случаях остаётся неясным какие именно организмы вызывают развитие заболевания, не установлены конкретные пути трансмиссии инфекции даже для весьма распространённых патогенов и заболеваний. Большинство исследований посвящено изучению связи между доминирующими видами вредителей и широко распространёнными патогенами. Четырёхкомпонентные комплексы (ассоциации) – «насекомое-гриб-нематода и дерево-хозяин» практически не исследовались. Затрудняет понимание роли патогенов в ослаблении и гибели древостоев лабильность связей грибов, нематод и стволовых вредителей. Большинство исследований ответных реакций растений (хозяина) на повреждения насекомыми и патогенами (паразиты), а также насекомых и грибов на защитную реакцию хозяина проводится на организменном уровне. Исследуются не ассоциации или комплексы вредителей и патогенов, а отдельные или филогенетически близкие виды. Изучение ответных реакций древесных растений на популяционном уровне обычно ограничивается описанием и анализом формирования очагов массового размножения или эпифитотий. Тем не менее, латентные процессы ослабления деревьев за счёт деятельности ассоциаций насекомых, грибов и нематод могут способствовать появлению небольших участков древостоев – микроочагов вредителей и патогенов, реализующихся в ближайшей перспективе во вспышку размножения и развитие эпифитотии. Изучение структуры и динамики ассоциаций насекомых-дендрофагов, фитопатогенных грибов и нематод и их роли в ослаблении деревьев, формировании очагов размножения вредителей и развития заболеваний, предшествующего вспышкам массового размножения вредителей и развития эпифитотий в условиях северо-запада европейской части России – важнейшая научная и практическая задача. Знание структуры и изменений взаимосвязей в этих ассоциациях создаст основу для понимания эволюционно значимых процессов патогенеза древесных растений. В практическом плане полученные результаты позволят повысить эффективность системы оценки и прогнозирования устойчивости лесных экосистем, городских и пригородных насаждений северо-запада европейской части России.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Нами была поставлена амбициозная задача – исследовать структуру и пространственную динамику ассоциаций насекомых-дендрофагов, фитопатогенных грибов и нематод и их роль в ослаблении деревьев в условиях северо-запада европейской части России. Распространённая гипотеза предполагает, что взаимодействие короедов, грибов (прежде всего офиостомовых) и фитопатогенных нематод может привести к ослаблению дерева до начала массовой атаки короедов. Проведённый анализ литературы и предварительные данные, полученные в ходе экспериментов, показали неоднозначность распространённых взглядов об устойчивости связей короедов с патогенами и существенной роли патогенов, ассоциированных с короедами в ослаблении и гибели деревьев-хозяев. В ходе предыдущих исследований нами были создана сеть пунктов постоянного учёта (ППУ) характеристик состояния хвойных древостоев, состоящая из 157 ППУ (14 447 деревьев) расположенных в Ленинградской обл., республиках Карелия и Коми, и в Мурманской области. В 2024 г., используя полученные данные, мы оценили изменение состояния древостоев в разных географических зонах, выявили видовой состав доминирующих видов вредителей и патогенов и оценили их роль в ослаблении и гибели деревьев. Язвенный рак ели – наиболее распространённое заболевание, которое оказывает негативное воздействие на состояние древостоев вне зависимости от их географического положения. Дополнена и проанализирована наша база данных по вспышкам массового размножения вредителей древесных растений на северо-западе Российской Федерации и, в особенности, по сосновым пилильщикам. С помощью феромонных ловушек мы провели уточнение северной границы ареалов опасных вредителей ассимиляционного аппарата – непарного шелкопряда Lymantria dispar и шелкопряда-монашенки L. monacha. Проведён анализ динамики численности некоторых минирующих чешуекрылых, в частности, моли-пестрянки Phyllonorycter populifoliella. Эта группа вредителей стала доминировать. Возникли масштабные вспышки массового размножения некоторых видов молей, минирующих листья древесных растений. Плотность популяций большинства открытоживущих хвоелистогрызущих насекомых напротив, резко снизилась. В разных районах Карелии и Ленинградской области мы провели сборы жуков, куколок, личинок и ходов двух видов короедов – короеда-типографа Ips typographus и большого соснового лубоеда Tomicus piniperda на разных стадиях жизненного цикла. Из этого материала мы выделяем нематод и грибы и затем формируем культуры этих организмов для проверки их возможного взаимодействия и роли в ослаблении и гибели растения-хозяина. Уже сейчас получены весьма интересные данные. В галереях большого соснового лубоеда вблизи г. Кемь (Республика Карелия) в заболони сосны нами обнаружен типовой вид группы нематод Bursaphelenchus hofmanni. Этот вид впервые выявлен в России. Используя методы молекулярной филогении и морфотаксономии, был описан новый вид ксилобионтных мико-фитопаразитических нематод распространённого рода Sychnotylenchus. В пионерном комплексе грибов на елях, подвергшихся атаке короеда-типографа Ips typographus, присутствует значительное количество различных грибов, включая офистомовые и пионерные ксилосапротрофные базидиомицеты Amaropostia stiptica, Armillaria ostoyae, Dacrymyces stillatus, Exidia nigricans, E. saccharina, Fomitopsis pinicola, Gloeophyllum sepiarium, Heterobasidion parviporum, Phlebiopsis gigantea, Pleurotus abieticola, Stereum sanguinolentum и Trichaptum abietinum. Проводится дальнейший анализ видового состава микобиоты и выделение офиостомовых грибов в культуры для экспериментов для оценки их возможного взаимодействия с нематодами. Короед-типограф Ips typographus вместе с ассоциированным с камбием комплексом микромицетов полностью разрушает камбий и прилегающие ткани коры. Исследуя видовой состав и встречаемость видов в этом комплексе базидиомицетов, нам неожиданно был обнаружен редкий вид – Pleurotus abieticola. И этот вид оказался доминирующим. Почему он стал доминировать – не ясно, но мы попытаемся выяснить, изучая возможный перенос пропагул P. abieticola короедами. В лабораторных условиях проверена возможность культивирования разных видов нематод на офиостомовых грибах, переносимых короедом-типографом. Первая серия экспериментов (5 видов нематод) показала высокую видоспецифичность трофических связей нематод и грибов. На мицелии гриба Bjerkandera adusta размножение Bursaphelenchus willibaldi происходило наиболее интенсивно и даже лучше, чем в контрольном варианте на грибе Botrytis cinerea. Нематоды B. ulmophilus успешно размножались, но несколько меньше, чем в контроле. Размножение B. mucronatus ограничивалось выживанием. Два других вида не размножились. Гриб Beauveria bassiana вызывал гибель всех видов нематод. Это подтверждает оценку B. bassiana как возможного агента биологического контроля фитопатогенных нематод. Предварительные фитотесты по патогенности нематод по отношению к клёну Acer platanoides, ясеню Fraxinus excelsior и ели Picea abies показали, что протестированные растения не подходят для развития на них неспецифичных видов нематод B. ulmophilus, B. michalskii и B. willibaldi и не могут служить резервуарными хозяевами и источником риска заражения этими нематодами других растений. По результатам исследований представлено 15 докладов на 5 конференциях, проходивших в Санкт-Петербурге, Красноярске, Апатитах и Красноуфимске. В 2024 г. опубликовано или находится в печати несколько статей в ведущих изданиях: Мартирова и др., 2024. Пространственная динамика состояния и комплексов болезней и вредителей таёжных лесов северо-запада европейской части России. Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. № 251; Ryss et al., 2024. In vitro tests on the suitability of entomochoric fungi vectored by the beetle Ips typographus for feeding and reproduction of five species of the genus Bursaphelenchus (Aphelenchoididae). Russian Journal of Nematology, 32, 181 – 192; Ryss et al. Sychnotylenchus kulinichi sp. n. (Nematoda: Anguinoidea) from the Primorsky Krai of Russia with a tabular key to the genus Sychnotylenchus Rühm, 1956 Nematology 2024, 26, 1055-1076, http://dx.doi.org/10.1163/15685411-bja10358; Kirichenko et al., 2024. Native insect on non-native plant: phylogeography of the leafmining moth Phyllonorycter populifoliella (Lepidoptera: Gracillariidae) attacking North American balsam poplar in North Asia. Forests; Shishlyannikova et al., 2024. Results of the mycological investigation of the shoot system of “Irinovsky Oak” tree (Leningrad Oblast, Russia). Doklady Biol. Sci. V. 518; Shabunin, Zmitrovich, 2024. Pleurotus abieticola (Agaricales, Basidiomycota) as a pioneer xylosaprotroph associated with spruce sites dieback caused by Ips typographus. Микология и фитопатология. Т. 58. № 5.

Публикации

1. 11. Мартирова М.Б., Мамаев Н.А Использование методов международной программы ICP-Forest в мониторинге вспышек массового размножения короеда типографа Ips typographus на территории Ленинградской области Дендробионтные беспозвоночные животные и грибы и их роль в лесных экосистемах (XIII Чтения памяти О.А. Катаева) / Материалы Всероссийской конференции с международным участием. Санкт-Петербург, 28 октября – 01 ноября 2024 г., Дендробионтные беспозвоночные животные и грибы и их роль в лесных экосистемах (XIII Чтения памяти О.А. Катаева) / Материалы Всероссийской конференции с международным участием. Санкт-Петербург, 28 октября – 01 ноября 2024 г. / под редакцией А.В. Селиховкина, Ю.Н. Баранчикова, Н.Н. Карпун, М.Ю. Мандельштама и В.И. Пономарёва. – Санкт-Петербург: СПбГЛТУ, 2024. –С.72-73 (год публикации - 2024)

2. Мамаев Н.А. Вспышка массового размножения тополевой нижнесторонней моли-пестрянки Phyllonorycter populifoliella в Санкт-Петербурге. Многолетние наблюдения за численностью вредителя. ЛЕСА РОССИИ: ПОЛИТИКА, ПРОМЫШЛЕННОСТЬ, НАУКА, ОБРАЗОВАНИЕ Материалы IX Всероссийской научно-технической конференции. Санкт-Петербург, 2024, С. 487-489. ISBN 978-5-9239-1486-3 (год публикации - 2024)

3. Селиховкин А.В. Потепление климата и размножение вредителей в насаждениях Европейской части России Леса России: политика, промышленность, наука, образование : Материалы IX Всероссийской научно-технической конференции, Санкт-Петербург, 22–24 мая 2024 года. – Санкт-Петербург: , С. 497-499. – EDN TISEJF. (год публикации - 2024)

4. Мандельштам М.Ю., Седихин Н.В., Поповичев Б.Г., Селиховкин А.В Опыт использования феромонных ловушек для союзного короеда Ips amitinus (Eichhoff, 1872) (Coleoptera: Curculionidae: Scolytinae) в Ленинградской области и Карелии Материалы Всероссийской конференции с международным участием. Санкт-Петербург, 28 октября – 01 ноября 2024 г. / под редакцией А.В. Селиховкина, Ю.Н. Баранчикова, Н.Н. Карпун, М.Ю. Мандельштама и В.И. Пономарёва. Санкт-Петербург: СПбГЛТУ, 2024.С.68-69 (год публикации - 2024)

5. Селиховкин А.В., Рысс А.Ю. Ассоциации дендрофильных насекомых, нематод и грибов древесных растений: постановка задачи Лесные экосистемы бореальной зоны: биосферная роль, биоразнообразие, экологические риски. Материалы международной конференции. Красноярск, 16–20 сентября 2024 г. Красноярск: ИЛ СО РАН, 2024. – 463 с., Лесные экосистемы бореальной зоны: биосферная роль, биоразнообразие, экологические риски. Материалы международной конференции. Красноярск, 16–20 сентября 2024 г. Красноярск: ИЛ СО РАН, 2024. – С. 348-350 (год публикации - 2024)

6. Антонь В.В. Распространенность и вредоносность серно-желтого трутовика на территории Российской Федерации и в прилегающих странах ЛЕСА РОССИИ: ПОЛИТИКА, ПРОМЫШЛЕННОСТЬ, НАУКА, ОБРАЗОВАНИЕ Материалы IX Всероссийской научно-технической конференции. Санкт-Петербург, 2024, С. 479-480. – EDN HSYOGQ. (год публикации - 2024)

7. Мартирова М.Б. Состояние еловых насаждений на территории Учебно-опытного лесничества Ленинградской области Леса России: политика, промышленность, наука, образование : Материалы IX Всероссийской научно-технической конференции, Санкт-Петербург, 22–24 мая 2024 года. – Санкт-Петербург, С. 489-491. (год публикации - 2024)

8. Рысс А.Ю., Мандельштам М.Ю., Полянина К.С., Селиховкин А.В. Энтомохорные нематоды как потенциальные агенты биоконтроля короедов хвойных лесов: мониторинг трансмиссивных личинок нематод, переносимых Ips typographus на северо-западе европейской части России Дендробионтные беспозвоночные животные и грибы и их роль в лесных экосистемах (XIII Чтения памяти О.А. Катаева) / Материалы Всероссийской конференции с международным участием. Санкт-Петербург, 28 октября – 01 ноября 2024 г. / под редакцией А.В. Селиховкина, Ю.Н. Баранчикова, Н.Н. Карпун, М.Ю. Мандельштама и В.И. Пономарёва. – Санкт-Петербург: СПбГЛТУ, 2024. – 128 с., Дендробионтные беспозвоночные животные и грибы и их роль в лесных экосистемах (XIII Чтения памяти О.А. Катаева) / Материалы Всероссийской конференции с международным участием. Санкт-Петербург, 28 октября – 01 ноября 2024 г. / под редакцией А.В. Селиховкина, Ю.Н. Баранчикова, Н.Н. Карпун, М.Ю. Мандельштама и В.И. Пономарёва. – Санкт-Петербург: СПбГЛТУ, 2024. – С. 98-99. ISBN 978-5-9239-1493-1 (год публикации - 2024)

9. Рысс А.Ю., Селиховкин А.В. Первая находка Bursaphelenchus hofmanni в России Дендробионтные беспозвоночные животные и грибы и их роль в лесных экосистемах (XIII Чтения памяти О.А. Катаева) / Материалы Всероссийской конференции с международным участием. Санкт-Петербург, 28 октября – 01 ноября 2024 г. / под редакцией А.В. Селиховкина, Ю.Н. Баранчикова, Н.Н. Карпун, М.Ю. Мандельштама и В.И. Пономарёва. – Санкт-Петербург: СПбГЛТУ, 2024. – 128 с., Дендробионтные беспозвоночные животные и грибы и их роль в лесных экосистемах (XIII Чтения памяти О.А. Катаева) / Материалы Всероссийской конференции с международным участием. Санкт-Петербург, 28 октября – 01 ноября 2024 г. / под редакцией А.В. Селиховкина, Ю.Н. Баранчикова, Н.Н. Карпун, М.Ю. Мандельштама и В.И. Пономарёва. – Санкт-Петербург: СПбГЛТУ, 2024. – С. 100-101. (год публикации - 2024)

10. Рысс А.Ю., Чалкин А.А., Субботин С.А. Sychnotylenchus kulinichi sp. n. (Nematoda: Anguinoidea) from the Primorsky Krai of Russia with a tabular key to the genus Sychnotylenchus Rühm, 1956 Nematology, Brill, Nematology, 26(9), 1055-1076 (год публикации - 2024)
10.1163/15685411-bja10358

11. Рысс А.Ю., Казарцев И.А., Керчев И.А. In vitro tests on the suitability of entomochore fungi vectored by Ips typographus for feeding and reproduction of five species of the genus Bursaphelenchus (Aphelenchoididae) Russian Journal of Nematology, Москва, Институт проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова РАН, 32 (2), 181 – 192 (год публикации - 2024)

12. Шишлянникова А.Б., Змитрович И.В., Зарудная Г.И., Перелыгин В.В., Жариков М.В. Results of the mycological investigation of the shoot system of “Irinovsky Oak” tree (Leningrad Oblast, Russia) Doklady Biological Sciences , Doklady Biological Sciences, Mikologiya i Fitopatologiya, 2023, Vol. 57, No. 6, pp. 456–461. (год публикации - 2024)
10.1134/S0012496624701266

13. Шишлянникова А.Б., Змитрович И.В Дуб черешчатый в различных условиях произрастания: фитопатологический аспект Леса России: политика, промышленность, наука, образование: материалы IX Всероссийской научно-технической конференции 22-24 мая 2024 г. Ред. А.А. Добровольский. Санкт-Петербург: СПбГЛТУ, Леса России: политика, промышленность, наука, образование: материалы IX Всероссийской научно-технической конференции 22-24 мая 2024 г. Ред. А.А. Добровольский. Санкт-Петербург: СПбГЛТУ, 2024. С. 506-509 (год публикации - 2024)

14. Мартирова М.Б., Мамаев Н.А., Варенцова Е.Ю., Поповичев Б.Г., Пахучий В.В., Пахучая Л.М., Селиховкин А.В. Пространственная динамика состояния и комплексов болезней и вредителей таёжных лесов северо-запада европейской части России ИЗВЕСТИЯ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКОЙ АКАДЕМИИ Учредители: Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова , Мартирова М.Б., Мамаев Н.А., Варенцова Е.Ю., Поповичев Б.Г., Пахучий В.В., Пахучая Л.М., Селиховкин А.В. Пространственная динамика состояния и комплексов болезней и вредителей таёжных лесов северо-запада европейской части России. Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2024. № 251. (год публикации - 2024)

15. Селиховкин А.В., Мамаев Н.А., Мартирова М.Б., Варенцова Е.Ю. Пространственная динамика состояния северотаёжных лесов: климат, вредители, болезни Экологические проблемы северных регионов и пути их решения. Материалы VIII Всероссийской научной конференции с международным участием, посвященная 300-летию Российской Академии наук и 35-летию Института проблем промышленной экологии Севера КНЦ РАН. Апатиты, С. 91-91 (год публикации - 2024)

16. Шабунин Д.А., Змитрович И.В. Pleurotus abieticola (Agaricales, Basidiomycota) as a pioneer xylosaprotroph associated with spruce sites dieback caused by Ips typographus Микология и фитопатология. 2024, МИКОЛОГИЯ И ФИТОПАТОЛОГИЯ, 2024, том 58, № 5, с. 391–399 (год публикации - 2024)
10.31857/S0026364824050075

17. Мартирова М.Б., Мамаев Н.А., Пахучий В.В., Пахучая Л.М., Поповичев Б.Г., Селиховкин А.В Сравнительный анализ состояния таежных лесных экосистем на северо-западе в европейской части России Лесные экосистемы бореальной зоны: биосферная роль, биоразнообразие, экологические риски. Материалы международной конференции. Красноярскк, 16–20 сентября 2024 г., С. 234-235 (год публикации - 2024)

18. Селиховкин А.В., Шабунин Д.А., Антонь В.В., Мартирова М.Б., Мандельштам М.Ю. Ассоциации дендрофильных насекомых и грибов – фатальный фактор городских и пригородных насаждений? Изучение и сохранение биоразнообразия природной и антропогенной микобиоты: материалы международной научной конференции. Красноуфимск, 25–31 августа 2024 г. Екатеринбург: Редакционно-издательский отдел ГАУК СО "СОУНБ им. В. Г. Белинского", 2024. , Изучение и сохранение биоразнообразия природной и антропогенной микобиоты: материалы международной научной конференции. Красноуфимск, 25–31 августа 2024 г. Екатеринбург: Редакционно-издательский отдел ГАУК СО "СОУНБ им. В. Г. Белинского", 2024., С. 103-108 (год публикации - 2024)
10.5281/zenodo.14182136