Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Биологическое обоснование скрининга устойчивых форм пшеницы и тритикале к вирусным болезням в Краснодарском крае

ВАК РФ 06.01.11, Защита растений

Автореферат диссертации по теме "Биологическое обоснование скрининга устойчивых форм пшеницы и тритикале к вирусным болезням в Краснодарском крае"

я

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧШ-ЙСОЩОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЗАЩТЫ РАСТЕНИЙ

На правах рукописи

ЗАБАЕННА ЕЛЕНА СЕРГЕЕВНА

УдК 633:1Г:524.86:632.38(470.62)

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СКРИНИНГА УСТОЙЧИВЫХ ФОРМ ПШЕНИЦЫ И ТРИТИКАЛЕ К ВИРУСНЫМ БОЛЕЗНЯМ В КРАСНОДАРСКОМ КРАЕ

06.01.11 - защита растений от вредителей и болезней

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Ленинград - Пушкин 1991

Работа выполнена в Краснодарском научно-исследовательском институте сельского хозяйства ем. П.П.Лукьяненко.

Научный руководитель - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Н.В.Панарин.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

Д.020.01.01 во Всесоюзном научно-исследовательском институте защиты растений по адресу: 188620, Ленинград-Пушкин-6, шоссе Подбельского,3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВИЗР.

профессор Н.Н.ГУСЕВА;

кандидат биологических наук В.Г.ПАРШИН.

Ведущая организация - Университет Дружбы Народов им. П.Лумумбы.

Защита диссертации состоится

в часов на заседании специализированного Совета

Автореферат разослан

г

Ученый секретарь специализированного Совета

Г. А.. Наседкина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность тецы. Рост производства товарного зерна озимой шюшг-' сильных и денных сортов в Краснодарском крае осуществляется путем освоения интенсивных технологий.

При возделывании озимой пшеницы по интенсивным технологиям создаются благоприятные условия не только для роста и развития растений, но и для появления патогенов, а это'способствует более сильному поражению пшеницы многими болезнями, в том числе и вирусными. Районированные в настоящее время сорта озимой пшеницы не обладают устойчивостью к вирусным болезням. В селекции этого растения методы оценки исходного и селекционного материала на устойчивость к вирусам не были разработаны, а источники устойчивости - не идентифицированы.

Однако известно, что вредоносность вирусных болезней в годн массового поражения посевов очень высока. Так, в 1961 г. в крае из пораженных вирусами 100 тыс. га шюнищ погибло 1000 га. В 1965 году потери урожая зерна только в Кущевском и Павловском районах составили 35 тыс. ц, или свыше 230 тыс. рублей.

Агротехнические меры борьбы, позволяют значительно снизить вредоносность вирусов, однако они не обеспечивают надежную защиту посевов от вирусных болезней, особенно в условиях эпифи-тотий. Наиболее надежным, эффективным, экологически безопасным методом защиты является использование в производстве устойчивых сортов (Вавилов, 1935; Лукьяненко, 1955; Якубцинер, 1959; Сухов, 1965; Вердеревский, 1966; Власов, 1975; Summers et al. , 1948; .Volker ,1959; Toderi ,1959). В СССР селекция сортов пшеницу на устойчивость к вирусам до начала наших работ не велась, несмотря на высокую актуальность проблемы.

Цель и задачи. Цель исследований заключается в разработке биологических основ идентификации устойчивых к вирусам форм пшеницы и тритикале и практическое их применение в селекции на иммунитет к вирусным болезням в условиях Краснодарского края. В задачи исследований входило:

- изучить распространение, биологические особенности и вредоносность вируса мозаики костра (ВМК) и вируса полосатой мозаики пшеницы (BIMI) в Краснодарском крае;

- разработать методику оценки устойчивости сортов зерновых культур к вирусным болезням;

- изучить устойчивость коллекционных и селекционных образцов пшеницы и тритикале к варусаа s бшшяь доноры устойчивости;

- создать исходный катериал Епешщы и тритикале, устойчивый к вирусыш болезням.

Рзд-чнзр иоргзгл ;нбсяело;ва.ет§. Впервые в Краснодарской крае установлены взаииоотЕоаешш; ES с переносчиков - вукш Ьеша meianopus ь. « nsxaHEss приобретения вкруса и передача его реципиенту. Подучена новые даннко о распространении ВМК и ЕГЕШ в 'различных почвиннс-глшлатических гонах края и вредоносности их на злаковых культурах. Изучена сопряЕенность БЖ с бу рой рдавчшой на озшой ж яровой шонще, тритикале н ран. Pas работала методика оценки устойчивости ксаодаого s селекционного щдеризла зерновых еолосовых культур в условиях теплицы с искусственным заражением, а также критерии отбора устойчивых к вирусам фора. Оценено 2938 образцов озимой и 5012 ярово! ваг налу, 3345 - тритика, ,, 7 - рзи, 19 видов пшеницы и 46 гидов дакорастущах злаков. В качестве доноров устойчивости вндэлены Еслушшэ и обладающие высокой устойчивостью к вирусным болезням форян. Впервые предложены принципы селекции шганвды и тритикале на ишунитет к вирусам. Совместно с селекционерами А.М.Бурдуноы и В.Б.Тшофеевыи получены Ездушые и высокоустоВ-чивые линии яровой пшеницы и тритикале, которые иогут послужи родоначальниками новых сортов, устойчивых к вирусным болезняа

Практическая ценность таботы. Результаты исследований а теие диссертации позволяют значительно повысить эффективность технологий создания высокопродуктивных, устойчивых к вирусам сортов пшеницы и тритикале, снизить затраты на производство единицы продукции и уровень загрязнения окружающей среды. Cos данные в процессе исследований линии являются ценным исходным материалом в селекции зерновых колосовых культур на устойчивость к вирусам ыозаики костра и полосатой мозаики пшеницы.

Аптюбапия работы. Основные полоаения диссертации долоке-ны на заседаниях методической кокке сии и Ученого совета КЕШС (г. Краснодар, I976-ÏS86 гг.), на Всесоюзной совощанин по вирусным беяезнш (г. Ленинград, 1978 г.), на УП Всесоэзнои совещании по шгаунитету сельскохозяйственных растений к болоз-

ияа д вредителям (г. Новосибирск, IS8I г.), на Всесоюзной ксгфэренциз "Проблшлы п луга повышения устойчивости растений к болезням и экстремальным условиям среда в связи с задачами селшщии" (г Ленинград, 1981 г.).

Лубдлк-шта. По материалам диссертации опубликовано 15 работ.

С** "ч д стртатуоа работы. Диссертащш изложена на 161 страницах машинописного текста и состоят из введения, 6 глав, выводов, прэдяозэннй для внедрения в селекционную практику я списка литературы, втшчащего 224 наименования, в том число 78 иностранных авторов, содержит 30 таблиц и 17 рисунков.

Автор внрагает благодарность научному руководителю кандв-дату йиологических наук И.В.Панарзну, а так&е всем соавтора!! за методическую и практическую помощь в проведении этоЗ работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ВВЕДЕНИЕ

Показана актуальность выбранной темы, сформулированы цели и задачи исследований.

I. ВИРУСНЫЕ БОЛЕЗНИ К УСТОЙЧИВОСТЬ К НШ ЗЛАКОВЫХ РАСТЕНИЙ

Вспышки вврусннх эшфгсотий на Северном Кавказе в 19601970 гг., нанеспиэ значительный ущерб сельскому хозяйству (Сухов и др., 1962; Дубоносов, Панарнн, 1963; Дубоносов, 1964; Развязкипа, 1975; Дубоносов и др., 1975; Панарнн, 1978),позволили установить наиболее распространенные и вредоносные виды вирусов: вирус полосатой мозаики пшеницы (ВПМП) и вирус мозаики костра (ЕЖ).

Биология ВПМП была основательно изучена в СССР (Развязки-на, Проценко, 1963; Дубоносов, Панарян, 1963; Развязкша, Кап-кова, 1964; Московец, Олейник, 1966; Олейник, 1968; Белянчи-кова, 1969; Панарин, 1970). Его переносчиком является клещ Acería tritici Schev. (Шевченко, 1964; Шевченко и др., 1970). В системе мер борьбы борьбы с ВПМП наиболее слабым звеном бш£а'

низкая устойчивость к нему районированных сортов пшеницы. (Бе-лянчикова, Рабинович, 1968, 1969; Дубоносов, Панарин, 1971, 1974, 1975).

ВМК в СССР обнаружен Ю.И.Власовым в 1963 году (Власов и др., 1965), на Кубани идентифицирован в 1970 году (Дубоносов, Панарин, 1970). В Краснодарском крае выявлены переносчики ВМК - Lema meianopus l. ■ (Каневчева и др., 1972) и хлебные блохи chaetocnema aridula (Gull) u Phylotreta vittula (Redt) (Панарин, 1977).

Вредоносность вируса зависит от многих факторов, но в первую очередь от времени заражения растения и устойчивости сорта. Потери урожая зерна достигали 35-65%. Отдельные поля пшеницы при заражении растений в фазе всходов полностью погибали. Из-за поражения ЕМК возделывание яровой пшеницы в Краснодарском крае стало нерентабельным. ВМК в отличие от ВПМП сильно поражает рожь и тритикале. Защита посевов от ВМК сопряжена с защитой от жуков Lema melanopus Ъ. - ПврвНОСЧИКОВ В*руса.

2. МАТЕРИАЛЫ, METOjv- И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

' Работа выполнена в Краснодарском научно-исследовательском институте сельского хозяйства имени П.П.Лукьяненко (КНИИСХ).

Уточнение ареала ВМК и ВПМП в Краснодарском крае проводили путем маршрутных обследований посевов зерновых культур и злаковых трав по общепринятым методикам (Развязкина,1965; Дубоносов,Панарин,1965,1970; Артемьева,Лытаева,1967; Ларина, Родина, 1967, 1974; Артемьева, 1971; Ларина, 1971, 1972; Каневчева и др., 1972; Панарин, 1978).

Физические и биологические свойства вирусов определили по методикам, описанным Ярвуд (1958), Власовым, Лариной (1963), Проценко (1966), Кирай и др. (1974). В электронно-микроскопических исследованиях руководствовались методиками Проценко, Легунковой (1962) и Уикли (1975). Серологические исследования выполнены совместно с И.С.Каневчевой. Идентификация вирусов проводилась с помощью растений-индикаторов.

Вредоносность вирусов определяли в полевых опытах с искусственным заражением по методикам Артемьевой (1971), 11Ьшгля (1978), Доспехова (1979).

Методику оценки исходного и селекционного материала пшеницы и тритикале на устойчивость к вирусным болезням разрабатыва-

ли в условиях теплицы с искусственным заражением ВМК, BIMI и смесью этих вирусов. Достоверность полученных результатов проверяли с помощью перезаражения восприимчивых растений, растений-индикаторов, электронной микроскопии и серологии (по реакции преципитации).

Методику апробировали на многочисленном материале пшеницы « тогггикале (свыше 10. тыс. образцов). Выделенные иммунные и • устойчивые образцу включали в программу скрещиваний под руководством селекционеров А.М.Бурдуна и В.Б.Тимофеева. Устойчивость к ВШС и ВШП полученных гибридных форм контролировали в процессе селекции по разработанной методике (Панарин, ЗабавинаД978).

Типы устойчивости селекционного материала к вирусам устанавливали ПО классификации Burling (1973), cooper, Jones (1983). По ним подбирали пары для скрещиваний. Изучение наследования устойчивости к вирусам проводили в опытах, заложенных по диаллельной схеме. Результаты опытов анализировали с помощью математических методов ( Griffini ,1956; науаап .1961; Aksal, Johnson ,1963; Турбин и др., 1974; Снедекор, 1961; Волъф, 1966; Рокицкий, 1973; Доспехов, 1985).

3. РАСПРОСТРАНЕНИЕ, БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И ВРЕДОНОСНОСТЬ ВИРУСОВ В КРАСНОДАРСКОМ КРАЕ

3.1. Распространение, биологические особенности и вредоносность вируса мозаики костра

Обследования посевов зерновых в Краснодарском крае, проведенные в 1975-1980 гг. показали, что заболевание отмечено во всех почвенно-климатических зонах края. Поражение растений пшеницы достигало 5-50%.

ВМК отмечали на пырее ползучем, овсянице луговой, восточной и красной, тимофеевке луговой, мышее сизом и зеленом, просе' курином, костреце безостом, полевом, райграсе многолетнем и высоком, мятлике луговом, щетиннике сизом, "еже сборной, диких видах ячменя и других злаковых травах. На просе курином и мышее зеленом в посевах КНИИСХ было.обнаружено от 25 до 50£ больных растений.

Вирус хорошо передается механически соком. Установлено, что чем выше концентрация сока, тем быстрее проявляется симптомы.

Разведение сока 1:50 и 1:100 не сникало эффективности.инокуляции. Частичное снижение отмечено начиная с разведенЬя 1:500. Инкубационный период вируса при температуре +18°С был на 10-13 дней короче, чем при температуре +Ю°С (рис. I).

Поражение растений

100 . 80 . 60 40 20

10

15

20

25

дней после заражения

Рис. I. Эффективность заражения ВМК озимого ячменя сорта Завет разных температурах выращивания растений и разных концентрациях инфекционного сока.

_+18°С____+Ю°С;

1 - инфекционный сок; разведение сока водой:

2 - 1:50; 3 - 1:100; 4 - 1:500; 5 - 1:1000; 6 - 1:5000;

7 - 1:10000.

Установлены взаимоотношения ВМК с переносчиком - жуком Lema meianopus l • Для приобретения вируса жукам достаточно питаться на больных растениях в течение 5 мин. Они оставались ви-рофорными в течение 28 ч. Через 28 ч. снижалась концентрация вируса и вероятность заражения уменьшалась.

При увеличении инфекционной нагрузки проявление симптомов происходило быстрее, но конечные результаты были практически одинаковы (рис. 2).

Исследования на овсе показали, что распространение вируса, пьявицей происходило равномерно во все стороны от очага инфекции. Скорость распространения от 0,1 до 10 м в сутки.

На озимой пшенице вредоносность ВМК была большей при осен-

Поражение растений, %

Рис. 2. Эффективность передачи ВМК пьявицей в зависимости от количества вирофорных дуков на I растение.

0,5; I; 2; 3 - количество вирофорных жуков на растение.

нем заражении растений в фазе всходов, чем при весеннем в фазе кущения (табл. I).

Таблица I

Вредоносность ВМК на озимых в зависимости от срока инокуляции

Культура ! Сорт ! Срок ! Коэффициент

! '.инокуляции ! вредоносности, 1......... | ! _! ____

Плегшпд Краснодарская 46 Осень 41

Весна 29

Тритикале АД-206 Осень 16

Весна 17

Роль Саратовская 4 Осень 7

Весна 8

НСР =1,4

У яровой пшеницы вредоносность ВМК в опытах колебалась от 28 до 75$. Потери урожая зерна озимых и яровых колосовых культур на производственных посевах достигали 10-40$.

Поражение растений БМК ведет к увеличению развития бурой ржавчины у озимо! пшеницы на 70-80$, у яровой мягкой - на 20$, у яровой твердой - к уменьшению на 30%.

3.2. Распространение, биологические особенности и вредоносность вируса полосатой мозаики пшеницы

ВПМП распространен во всех зонах Краснодарского края. Уточнен крут поражаемых растений. Установлено, что вирус кроме клещей А> tritici schev. передается семенами кукурузы (Пана-рин, Забавина, 1978).

В годы эпифитотий потери урожая составили 15-20 ц/га. Величина коэффициента вредоносности зависит от времени заражения растений и устойчивости сорта. Так, при заражении в фазе 2-3 листьев вредоносность составляла 11%, в фазе трубкования 32$. На относительно устойчивых сортах ковффицнент вредоносности составлял 25-37/Ü, на восприимчивых - 86-89$. Рожь и тритикале оказались более устойчивыми & вирусу, поэтому массового поражения посевов не наблюдалось.

4. РАЗРАБОТКА. МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ИСХОДНОГО И СЕЛЕКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА ПШЕНИЦУ И ТРИТИКАЛЕ НА УСТОЙЧИВОСТЬ К ВИРУСАМ

Известная методика оценки устойчивости пшеницы на инфекционном фоне к комплексу вирусных болезней в полевых условиях (Дубоносов, Панарин, 1967, 1972) не позволяет вести отбор генотипов на устойчивость к определенным вирусам.

Наш предложена методика оценки устойчивости генотипа к оцределенному вирусу в контролируемых условиях при искусственном заражении, отличающаяся простотой в применении и не требующая больших затрат. Суть ее заключается в следующем.

4.1. Выделение вирусов и подготовка инокулюма к заражению

Для выделения ВМК из отобранных в природе растений с характерными симптомами заболевания готовят сок и подвергают его термической обработке при +70°С в течение 10 мин. для инактивации

низкотемпературных вирусов в случае смешанной инфекции донора. После охлаждения сока им заражают изолированные проростки озимого ячменя сорта Старт.

Другим ci.. зобом выделения ВГЖ служит заражение проростков ячменя с помощью жуков пъявицы, предварительно получивших вирус при питани^на больных растениях.

Контроль идентичности ВМК ведут с помощью электронного микроскопа и серологии, определением физических констант вируса' и заражением растений-индикаторов.

Максимальная концентрация вируса в растениях ячменя наблюдается через две недели после появления симптомов. Зараженные растения срезают и готовят из них инокулюм. Сок можно заготавливать впрок и сохранять в холодильнике.

Выделение ВПШ и подготовку инокулша проводят в теплице, где под изоляторами выращивают озимую пшеницу сорта Безостая I. В фазе 2-3 листьев на растения подсаживают собранных с мозаичных растений падалицы пшеницы клещей Aceria tritio! Schev. , так как они являются переносчиками только ВПМП. После появления симптомов проверяют идентичность вируса с помощью электрон-' ной микроскопии и серологии. ВПШ размножают на озимой пшенице Безостой I путем механической инокуляции. Сок из больных растений готовят на 10-й день после появления симптомов вируса.

Для инокуляции смесью вирусов инфекционные соки смешивают в равных объемах. Все последующие работы проводят так, как и при инокуляции одним вирусом.

4.2. Выращивание растений пшеницы и тритикале для оценки на устойчивость к вирусам в условиях теплицы

Растения выращивают в деревянных ящиках размером 30x40x15 см, которые заполняют смесью почвы, песка и торфа в соотношении 3:1:1. В каздом ящике размещают четыре образца сдвоенными рядками по 10 растений в рядке. Расстояние между рядками 3 см, между образцами - 6 см. На ящиках ставят порядковый номер, который заносят в журнал.

Для контроля уровня инфекционной нагрузки и условий произрастания через каждые 20 номеров высевают стандарт (тест) с известным уровнем устойчивости: для озимой пшеницы - сорт Безостая I,

для яровой - Сете Церрос 66, для тритикале - АД-206. Набор испытуемых образцов высевают в четырех повторениях. Растения одной повторности не заражают, их используют в качестве контроля.

Опыт обычно включает 100-150 номеров и продолжается 1,52 месяца. За это время растения подкащшшают азотом из расчета 20 г мочевины на 10 л воды 1-2 раза в месяц. При защите от мучнистой росы и тлей используют фунгициды и афвдоциды.

4.3. Инокуляция растений, учет пораженности и критерии оценки устойчивости образцов к вирусным болезням

Для заражения используют растения в фа^з 2-3 листьев. Ино-кулируют самый молодой, но вполне сформировавшийся лист.

Учет пораженности проводят визуально по симптомам. Количество больных растений выражают в процентах, что служит первым критерием оценки устойчивости образца. Вторым критерием является степень поранения растений, выражающаяся в баллах: 0 - здоровые растения, I - слабая глозаичность, 2 - симптомы четкие, 3 -- се.!1ггомы яркие на всех листьях, 4 - кроме указанных симптомов наблвдается угнетение и гибель растений. Для кавдого образца степень поражения определяют по повторениям и подсчитывают средний балл.

Замечено, что первые симптомы болезни на разных образцах появляются неодновременно. При заражении БМК они отмечены на одних образцах на 3-4-й день, на других - только через 10-20 и более дней. Симптомы ВПМП начинали появляться на 6-7-й день, а на некоторых образцах только спустя 20-30 дней. Установлено, что величина инкубационного периода в какой-то мере характеризует уровень устойчивости. У восприимчивых образцов она была мини-шльной, у устойчивых - максимальной. В связи с изложенным .величина инкубационного периода может служить третьим критерием'устойчивости.

Полевая оценка на устойчивость к вирусам, как правило, давала совпадающие результаты (табл. 2).

Методика широко апробирована в КНИИСХ на пшенице, тритикале и рай.

Таблица 2

Сравнительные данные устойчивости некоторых образцов зерновых колосовых культур к ВМЕС, полученные различными методами

Образец

Опенка устойчивости

iполевая!сероло-! в теплице (новая методика)

.'гичес !кая

I I

.'заболе-!ло рас-!тений,

%

степень поражения, балл

Froment nabi шеп. ) В -Н-+ 100 3,0

Краснодарская 39 " В ++ 100 2,0

Норин 10 " У + 36 2,0

Леукурум 85Н496 " УУ + 25 1,0

АД-206 (тритикале) УУ +- 17 1,0

Манычскач (рожь) УУ +- 40 1,0

Примечание: У - устойчивый, В - восприимчивый;

+ положительная реакция, - отрицательная.

5. УСТОЙЧИВОСТЬ ПШЕНИЦЫ И ТРИТИКАЛЕ К ВИРУСАМ

5.1. Оценка пшеницы на устойчивость к вирусам

Сорта озимой пшеницы восприимчивы к ВМК и ВИЛЛ в различной степени. Это дает основание вести поиск устойчивых форм.

За годы исследований было оценено на устойчивость к ВПМП 1996 образцов озимой пшеницы, к ВМК - 1000. Из них выделились сорта, обладающие относительной устойчивостью к ВШИ: Краснодарская 33, Ранняя 12, Ранняя 12/2, Скороспелка 35 (СССР), Но-рин 10, Норин 44 (Япония), Русалка (Болгария), Триумф, Бизон (США). Остальные, в том числе и районированные в Краснодарском крае сорта Безостая I, Аврора, Кавказ, Краснодарская 39, Краснодарская 46, Краснодарская 57, Партизанка, Олимпия, были восприимчивы.

На инфекционном фоне в поле относительную устойчивость к комплексу вирусных болезней проявили виды:х. топоооссшл

(K-I4237, К-20398, К-29603, К-38079, K-64II5), т. ápelta (К-24724), Т. macha (К-38547), Т. timopheevi (К-29554), т. boeoticum (K-27I55); сорта: Ранняя 12/2, Ранняя 47, Краснодарская 33, Jukschaba , Бизон, Триумф, Норин 10, Русалка, Ао takomugi , Загреб 5994/66, Форте, Мартонвашари •, Форнезе.

Яровая пшеница сильнее других зерновых культур страдает от БМК. Оценкой 2152 образцов на устойчивость-к этому вирусу выявлено - 1% иммунных, устойчивых -' 5%, промежуточных - 6%, восприимчивых - 88/5. К иммунным относятся сорта Пнротрикс 28 в Скала, а также гибридные линии, полученные на их основе: Лмес-ценс 2I2H45, Госгинаум 530Н8, Велютинум 548Ш, Эритроспермум I40HI, I40H5 и другие. Устойчивыми оказались: Лазаревская 39, Dixon (США), Альбидум 56HI8I/458, Лютесценс I9IHI9, Эритро-сперыум ISH47/67, Велютинум 513Ш7, Гостинаум 566Н4, Мутант I. Среда восприимчивых отмечались сорта, районированные в Краснодарском крае: Мелянопус 7, Краснодарская 362, Сете Церрос 66.

Как правило, сорта, устойчивые к одному вирусу, оказывались восприимчивыми к другому. При оценке на устойчивость к ВПШ из 2860 образцов не выделилось ни одного иммунного. Относительно устойчивых было 15,8/2. Пшенично-пырейный гибрид (линия 3-202-3), полученный из Канады, оказался иммунным к В13МП, а к ВМК восприимчивым. *

К комплексу вирусов устойчивость проявили сорта мягкой: пшеницы Полтавка, Гирка, Мильтурум 321, Барнаульская 29, Безен-чукская 98, Саратовская 29, Артемовна, Башкирская 4, Бурятская 34, Новосибирская 67, Целинная 20 и другие; сорта твердой пшеницы: Харьковская 46, Краснокутская 5, местная из Азербайджана (K-04775I); виды пшениц: т. monococcum (K-I4237, К-20383, К-20985, К-20970, K-I05), Т. dicoccum (K-2I007), Г. timo-feevi (к-29540).

Реакция отдельных образцов на поражение вирусами была различной (табл. 3).

Вирусы вызывали снижение высоты растений у всех образцов. Снижение урожая зерна не наблюдалось лишь у линии Альбидум 56HI8I/458, что говорит о ее высокой толерантности к вирусам. • Выносливыми оказались также Салют и т. monococcum (K-I4237).

Пшенично-эллмусные ам$идиплоиды, полученные Н.В.Цициным (1963, 1976), показали разную устойчивость к вирусам (табл.4).

Таблица 3

Реакцш; "¡разцов яровой шеницы на поражение комплексом вирусов (инфекционный фон, 1977 г.)

Образец ! Поражено растений | В % к контролю '

! ! ! % ! балл ! ! ¡высота ¡растений, 'масса зерна !с I растения

Сете Церрос 66 97 2 70 37

Салют 28 2 61 80

Саратовская 29 98 3 67 14

Альбидум 56НГ81/

458 100 2 81 100

Мелянопус 207НЗ 100 4 58 2

Т. топососоиш

(К-14237) 84 I 72 76

Таблица 4

Поражение пшенично-элимусных ам$идиплоидов вирусами при искусственном заражении

Номер ! ВМК ВШП

амфидиплоида ! ; % 1 балл % 1 балл

587 75 3 О О

585 25 2 25 I

506 100 3 25 I

584 100 3 25 2

294 100 3 100 3

Амфидиплоида более устойчивы к ВШП, чем к ВМК, а номер 587 оказался иммунным к этому вирусу. Приведенные данные показывают, что дикие виды могут служить источниками устойчивости пшеницы к вирусам.

5.2. Оценка тритикале на устойчивость к вирусам

Всего оценено 3435 сортов и селекционных линий озимого ге-ксаплоидного тритикале на устойчивость к вирусам при искусственном заражении в условиях теплицы. Симптомы заболевания появлялись у различных образцов при инокуляции ВМК через 4-19 дней, ВШП - через 6-32 дня, смесью этих вирусов - через 4-27 дней. У восприимчивых образцов инкубационный период длился 4-6 дней, у устойчивых - 19-32 дня.

Результаты оценки представлены в таблице 5.

Таблица 5

Дифференциация образцов тритикале по устойчивости к вирусам, %

_Дощатеди_! Ж_' . ЭЩ ! ВЩ + ВДМД , ,

Иммунные 1,04 77,14 22,59

Устойчивые 4,57 14,32 8,35

Восприимчивые 94,39 8,54 69,06

Большой процент образцов, иммунных к ВШП, объясняется иммунностью к этому вирусу рзси. Комплексно иммунных к двум вирусам и их смеси было выделено 23 сортообразца, что составляет 0,64$, и среди них только один сорт инорайонной селекции (Пана-рин, Тимофеев, Забавина, 1991).

При оценке тритикале было замечено, что в зависимости от уровня устойчивости образцов в отдельности к каждому вирусу реакция их на смесь была различной - от синергизма до интереференции (табл. 6).

Таблица 6

Реакция образцов тритикале на заражение ВМК, ВШШ и их смесью (1983-1986 гг.)

Образец ! ВМК 1 ВПШТ ! ВМК + ВПМГТ

I % ! балл ! % ! балл ! % ! балл

397Т61-37 0 0 0 0 0 0

257Т1-26 0 0 0 0 ■ 23 1,5

1910Т16-28 0 0 100 . 2,5 31 1,5

888И0 80 1,5 0 0 100 . 1,5

15069Т81 100 1,5 0 0 82 1,5

834Т2 82 1,0 18 • 1,0 0 0

П56Т6-38-5 100 1,0 100 1,5 0 0

линий. Линии типа Велютинум 19Ш9 ( ï^Red Hiver 68 х Предгорная 2) х Пиротрикс 28) за счет опушения листа имеют дополнительную векторную устойчивость. Линии Велютинум 513Ш7, Лютес-ценс 5I3HII, Пиротрикс 530Н8 и другие (более 25 линий) созданы с использованием различных типов устойчивости - иммунности, толерантности, векторной устойчивости.

Векторной устойчивостью обладают новые сорта яровой пшеницы: Спектр, Дружина, Будамир, Альтаир 12, Коммунар, Коммунар -2 и ряд линий, созданных на основе донора Саратовская 29. Линии Спектр вс, кроме устойчивости к пьявице, имеют выполненный стебель, что обеспечивает защиту от хлебного пилильщика (вирусная рекомбинация генов Соналики).

Оценка яровой пшеницы в условиях теплиц на иммунитет к ВМК позволила за небольшой период отобрать хозяйственно ценные формы, иммунные к данному заболеванию. За 6 лет частота иммунных форд в селекционном материале КНИИСХ возросла с 0,013 до 0,1, т.е. почти в 10 раз (Бурдун и др., 1984). Результаты наших работ используются и другими селекционерами ( НШСХ Юго-Востока) .

Сорт Салют, районированный в Краснодарском крае, высокото-лерантен к комплексу вирусов и в условиях Краснодара дает 6080 ц/га. Впервые созданы перспективные линии яровой твердой пшеницы с урожайностью 40-45 ц/га, выдерживающие естественный уровень инфекционной нагрузки вирусных болезней в центральной зоне Краснодарского края.

Полевые испытания яровой пшеницы показали, что устойчивые к вирусам и переносчикам образцы незначительно снижали урожай зерна даже без химической защиты от переносчиков, в то время как у восприимчивых это снижение было существенным (табл. 7).

Среди устойчивых ж толерантных образцов яровой пшеницы было 50$ раннеспелых, 37$ среднеспелых и 13$ позднеспелых форм. Это значит, что поиск устойчивых к вирусам форм нужно вести в первую очередь среди скороспелых линий и сортов.

6.2. Создание исходного материала тритикале, устойчивого к вирусным болезням

Сорта тритикале, рекомендуемые для внедрения в производство, кроме высоких хозяйственных качеств должны обладать устойчивостью и толерантностью к вирусным болезням.

Таблица 7

Урожай яровой пшеницы в зависимости от уровня поражения вирусными болезнями на естественном инфекционном фоне

Сорт ! Вариант ! Поражение вирусами и урожай зерна

] ! 1980 г. ! 1981 г. ! 1982 г. _{_( % {ц/га | % } ц/га { % } ц/га

Дружина Контроль 10 36,7 10 35,5 10 43,3

Опыт 0. 43,0 0 42,5 10 43,3

Радант Контроль 74 35,0 65 33,5 68 13,3

Опыт 10 46,0 0 42,2 10 32,8

?,% 4,8 3,2 2,9

НСР, ц/га 3,0 3,4 2,5

Примечание: контроль - без обработки, опыт - двукратная

обработка фозалоном против пьявицы.

Установлено, что устойчивые формы чаще возникают в гибридных популяциях, полученных путем межвидовой или отдаленной гибридизации. Так, в популяции № 397 от скрещивания тритикале 3439 х Садово I х Томжи х Кубанец наш выделено II иммунных линий, причем линия 397Т61-37 в течение 3 лет неизменно подтверждала иммунитет к обоим вирусам и их смеси. Линия 570Т89-Ю6 (Н-120ДЦ х 6980 х АД-206) изучалась в течение 4 лет и

ежегодно подтверждала свой иммунитет к ВПШ и высокую устойчивость к ВМК и смеси этих вирусов.

Десять линий Краснодарского ШЙСХ, иммунные к вирусам и их смеси, включены в мировой фонд в качестве доноров устойчивости к ВМК и ВПШ.

6.3. Оценка экономической эффективности возделывания устойчивых сортов

Экономическая эффективность возделывания устойчивых сортов обеспечивается "самозадитой" посевов, избавляющей производство от дополнительных затрат на специальные мероприятия. Так, возделывание устойчивого к комплексу вирусов сорта яровой пшеницы Дружина по сравнению с восприимчивым сортом .Радант обеспечивает

более низкую себестоимость продукции, болев высокий чистый доход и уровень рентабельности (табл. 8).

Таблица 8

Экономическая эффективность возделывания сортов яровой пшеницы, устойчивых к вирусам (1980-1982)

Сорт

| Вариант

]Уро-!жай-!но-!сть J (ср. !за 3.

!Стое-

!мость

!вало-

!вой

!про-

'.дукши,

¡года), !руб/га !ц/г '

!п/га !

Шроизвод- ! Себ е-! Чис-! Норма ¡ственные !стои-!тый !рен-!затраты, !мо- !до- ¡табель-|Р.уб/г&.....!сть !ход,!ности,

всего1в т ч ИР0- %

всего в т.ч. !дас_ ,г ,

! ® „!да, ! !

Дружина Контроль 38,5

Опыт 43,6

Радант Контроль 27,3

Опыт 40,3

404,2 235,9 -

457,8 268,4 23,8

286,6 216,9 -

423,2 262,8 23,8

6.1 168,3 71

6.2 189,4 71 7,9 69,7 32 6,5 160,4 61

Исключение борьбы с переносчиками на устойчивых сортах является также положительным фактором с точки зрения улучшения экологической обстановки.

ВЫВОДЫ

1. В Краснодарском крае широко распространены ВМК и BIMI. Они поражают зерновые культуры и многие злаковые травы.

Коэффициент вредоносности составлял: ВМК - на озимой пшенице - 24-41$, на яровой - 28-75$, на тритикале - 16-17$, на ржи - 7-8$; В1ЖП - на относительно устойчивых сортах озимой пшеницы - 25-37$, на восприимчивых - 86-89$.

2. Механизм передачи ВМК жуками Lema melanopus.L. включает приобретение вируса в течение 5 мин. и без инкубационного периода передачу его реципиенту. Жуки остаются вирофорными в течение 28 часов.

3. ВПМП передается не только клещами Aceria tritioi Schev. и соком, но и семенами кукурузы. Процент передачи у зубовидной кукурузы - 0,01, у сахарной - 0,03.

4. Методика оценки зерновых колосовых культур на устойчивость к ВМК и ВПМП с искусственным заражением в условиях теплиц

включает выделение вируса, его размножение и подготовку иноку-лша; способ выращивания растений и их инокуляции; учет и критерии оценки устойчивости образцов к вирусам.

5. Относительной устойчивостью к ВПМП обладают сорта озимой пшеницы Краснодарская 33, Ранняя 12, Ранняя 12/2, -Скороспелка 35 (СССР), Норин 10, Нория 44 (Япония), Русалка (Болгария), Бизон, Триумф (США), устойчивостью к ВМК - сорт.а Диштровка 9-14 (Болгария), Бизон (США), Леукомелян 842Н63/20 (СССР). К комплексу вирусов относительно устойчззы Ранняя 12/2, Ранняя 47, Краснодарская 33, Эритроспермум 313НГ29, -460Ш28, 46Ш44, Лютесцеиз 224Н332, 460Н315, 461Н223, 641НГ81, Леукомелан 842Н 2584, 842Н2744 (СССР).

6. Яровая пшеница сильнее поражается ВМК, но отмечено более широкое варьирование устойчивости по этому признаку. Среди иммунных были сорта Пиротрикс 28, Скала и линии Эритроспермум 140Н1, 140Н5. Относительно устойчивых к ВПМП выделено 16$. К комплексу вирусов устойчивы в полевых условиях сорта мягкой пшеницы: Полтавка, Гирка, Мильтурум 321, Барнаульская 29, Безенчук-ская 98, Саратовская 29, 45 и 210, Артемовка, Башкирская 4, Бурятская 34, Грекум 114, Новосибирская 67, Тулун 14, Катунь, Целинная 20; сорта твердой пшеницы - Харьковская 46, Краснокут-ская 5, местная из Азербайджана (К-047751); отдельные образцы ВИДОВ пшеницы: гаопососсит, Г. а.хсоссша, Т. 1;1ио£ееу1.

7. У тритикале отмечено иммунных к ВЧК - 1$, к ВПМП - 77$, к их смеси - 23$. Впервые на тритикале при заражении отдельных образцов смесью вирусов обнаружена реакция интерференции, а в полевых условиях - устойчивость типа толерантности.

8. В селекции на иммунитет к вирусам следует использовать комбинации различных типов устойчивости, отдавая предпочтение неспецифическнм (полигенным), таким как устойчивость к заражению, толерантность, векторная устойчивость, устойчивость к распространению вирусов в инфицированном растении.

9. Сорт Салют, районированный в Краснодарском крае, толе-рантен к комплексу вирусов и дает урожай до 60-80 ц/га. Впервые созданы перспективные линии яровой твердой пшеницы с урожайностью 40-45 ц/га, выдерживающие естественный уровень развития вирусных болезней. В селекционном материале КНЙИСХ за 6 лет частота форм яровой пшеница, иммунных к ВМК, возросла почти в 10 раз.

10. Путем направленной селекции при планомерной оценке устойчивости получены 23 линии тритикале, обладающие иммунитетом к ЕМК, ВПМП и их смеси. Десять из них включены в каталог ВИР в качестве доноров устойчивости к вирусам.

ПРВДОЖЕНИЯ Ш ВНЕДРЕНИЯ В СЕЛЕКЦИОННУЮ ПРАКТИКУ

1. В селекции пшеницу и тритикале на иммунитет к вирусам предлагается использовать "Методику оценки пшеницы на устойчивость к вирусу мозаики костра в условиях теплицы", позволяющую на всех этапах селекции с минимальными затратами труда и времени вести эффективный отбор устойчивых к вирусам форм.

2. Использовать принцип подбора пар, основанный на учете различных типов устойчивости доноров к основным вирусам в зоне, для которой создается сорт, таких как устойчивость к заражению, толерантность, векторная устойчивость, устойчивость к распространению вирусов в инфицированном растении.

3. В селекции на иммунитет к вирусам предлагается использовать доноры устойчивости, выявленные в мировой коллекции и созданные в КНИИСХ с нашим участием (сорта пшеницы Пиротрикс 28 и Скала, линии Лштесценс 5I3HII, 697Н28, Эритроспермум I40HI, Пиротрикс 248HI9, иммунные к ВМК; линию Лютесценс 794Н28, иммунную к ВМК и ВПШ; тритикале-линию 740HI/2, иммунную к ВПМП, 23 линии, иммунные'к ВПШ, ВЖ и их смеси).

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУШКОВДНЫ В РАБОТАХ:

1. Панарин И.В..Забавина Е.С. Взаимоотношения вируса мозаики костра безостого с переносчиком Cuiema nelanopa ь.// Вопросы земледелия к защиты растений:Сб.:Краснодар, 1977. - С.156-157.

2. Панарин И.В..Забавина Е.С. Критерии оценки устойчивости пшеницы к вирусу мозаики костра в условиях теплицы// Вопросы земледелия и защиты растений: Сб. .-Краснодар, 1977. - C.I60-ISI.

3. Панарин И.В.,Забавина Е.С. К вопросу о передаче вирусов семенами кукурузы// Технология выращивания зерновых культур в Краснодарском крае: Сб.: Краснодар, 1978. - С.167-170.

4. Панарин И.В..Забавина К.^. Методика оценки пшеницы на устойчивость к вирусу мозаики костра в условиях теплицы// Селекция и физиология растений:Сб.:Краснодар,1978. - C.2CI-207.

5. Панарин И.В.,Бурдой A.M., Забавина Е.С., Хамзин М.С. Устойчивость яровой пшеницы к вирусам и перспективы селекции// Вирусные болезни с.-х. растений и меры борьбы с ниж. - ,".!., 1978. - С.27-28.

6. Панарин И.в., Забавина Е.С. Вирусные болезни кукурузы в Краснодарском крае// Кукуруза. - 1979. - is I. - С.30-31.

7. Панарин И.В., Бурдун A.M., Забавина Е.С., Хамзин М.С. Исходный материал яровой пшеницы в селекции на иммунитет к вирусам// Вирусные болезни с.-х.растений// Сб.ВАСХШЛ.-М.,1980.

- G.10-16.

8. Бурдун A.M., Панарин И.В., Гуйда А.Н., Забавина Е.С. Селекция пшеницы на иммунитет к вирусам // Проблемы и пути повышения устойчивости растений к болезням и экстремальным условиям среда в связи с задачами селекции: ч.Ш. Устойчивость растений к болезням / Тез.докл.Всесоюзн. конф. - Л.,1981. - С.92.

9. Панарин И.В., Бурдун A.M., Забавина Е.С. Проблемы селекции пшеницы на устойчивость к вирусам // УП Всесоюз. совещ.

по иммунитету с.-х. растений к болезням и вредителям: Тез.докл., 4-7 авг.-1981. - Омск, - Новосибирск, 1981. - C.I70-I7I.

10. Забавина Е.С., Панарин И.В. Реакция пшеницы на зара-яение ее вирусом мозаши костра // Защита зерновых культур от вредителей и болезней в условиях интенсивного земледелия.:Сб.: Краснодар, 1983. - С.18-26.

11. Забавина Е.С. Распространение вируса мозаики костра из искусственного очага инфекции// Защита зерновых культур от вредителей и болезней в условиях интенсивного земледелия.:Сб.: Краснодар, 1983. - С.27-30.

12. Панарин И.В., Забавина Е.С. Способы заракения растений кукурузы вирусами и пригодность их для оценки устойчивости селекционных образцов// Селекция кукурузы: Сб.: Краснодар, 1984.

- C.I7I-I75.

13. Бурдун A.M., Панарин И.В., Забавина Е.С. Устойчивость пшеницы к вирусам и ее эволюция в условиях интенсивного селекционного процесса // С.-х. биология. - 1934. - JS I. - С.86-92.

14. Панарин И.В., Тимофеев В.Б., Забавина Е.С. Генетический полиморфизм тритикале по устойчивости к вирусам// Генетика и селекция растений и зшвотных: Сб. ¡Краснодар, 1991. - C.I76-? 185.

15. Панарин И.В., Забавина Е.С. Вирусные болезни пшеницы

и борьба с ниш при интенсивных технологиях// Защита сельскохозяйственных культур от вредителей и болезней: Сб.: Краснодар, 1991. - С.158-160.

Подписано к печати 25.04.91 г. формат бумаги 60x84^ Объем I п.л. тираж 100 «кч. Печатно-мнолштельный цех КНИИСХ