Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Иммунохимическая оценка устойчивости пшеницы к бурой ржавчине

ВАК РФ 06.01.11, Защита растений

Автореферат диссертации по теме "Иммунохимическая оценка устойчивости пшеницы к бурой ржавчине"

ВСЕСОЮЗНЫЙ НШ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ

. /I Мл ппдоа,

На правах рукописи

УДК: 619:616.34 — 0.85.37

ДО

МИРГОРОДСКИЙ

Сергей Валентинсзич

ИММУНОХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ ПШЕНИЦЫ К БУРОЙ РЖАВЧИНЕ

(06.01.11 — згщита растений от вредителей и болезней)

Автореферат диссертации на соискание ученей степени кандидата биологических наук

Санкт-Петербург, 1992

Работа выполнена в Северо-Кавказском научно-исследовательском институте фитопатологии Российской академии сельскохозяйственных наук

Научный руководитель:

доктор биологических наук А. М. Умнев

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

И. П. Гаврилюк кандидат биологических наук Б. Б. Громсша

Ведущее учреждение: Институт биохимии им. Баха АН СССР

¿7^7 мин, на заседании специализированного совета Д.020.01.01

во Всесоюзном научно-исследовательском институте защиты растений по адресу: 189620, Санкт-Петербург, Пушкин-6, шоссе Подбельского, 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всесоюзного научно-исследовательского института защиты растений.

Защита состоится « ¿Р » ^ г£г 1992 года в час.

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного созета

Г. А. Наседкина

СШ1Я XtP АКТ ЭРИСТИКА РАБОТУ

¿5S2£2£íE22JE2LSSJ£!í« 2 настоящее врзмя ооновнка споообок защити пезезц.4 от ряевчпнных вабогзванай является вывадзниз устойчя -енг к э?ш латогзнаы сортов. При этой воз болызвй актзрзо прога -лязтоя к сортам, обладавшем тек называемой частичной устойчивое -?ьэ, которая вырвгззтоя в замедленной развитии заболевания пря вооярияичазом типе рзакция иа паразита. Поскольку во многих олу -чаи частичная устойчивость иызет расонзспецигччзскиЭ характер, она иохет сохраняться в течзназ значительно Coses длительного периода врзивкн, чззц раооопеця$ячеокая устойчивость.

Зыпвлгаяз осртообразцсв, облэдаюках частичной устойчивостью, прадстозлязт собой довольно оложную задачу. Во-пераых, в полевых эколеркинтах необходимо убедиться, что при вооаравичяьои типе реакция на патоген заболевание розЕгааетоя замедяенно.во-зторах, нукно выяснить причина замедленного развития болезни или факторы частичкой устоЯчзвооти, к которым относятся интенсивность заболевания, продолжительность латактного периода и, в ряде случаев, спорообразовзтзльная способность пустулы о единицы плозази ик{з -дарованного листа.

Необходимость проведения всех зт:;х измерений делает работу по отбору и ОЦЗНК8 частично уотоЯчирчх сортов геоига слогной.

Млкду геи, .'«¿сцизоя в литературе сведения (НаРгёяова,1988; Гр;шчевкоД569) показывает ясзисзнссть суцзстгзнного упрочена я и ускорения таких исследований путём использования некоторых биохи-иичеоких критериев степени колонизации растения поразитои, например, путём ииыунофвривнтного анализа грибных антигенов в инфицированной растительной ткани. Изучение возможностей дапного методического приёма при исследовании процессов взаимодействия воз -будитзля бурой ржавчины с растениям) пшеницы и стало основной задачей настоящей работы.

Цель я задачи исследований. Цель исследования: предложить изтод выявления в условиях Нолевого экоперииента оортов н линий пшеницы, ПРОЯВЛЯВШИ частичную УСТОЙЧИВОСТЬ К Puccinia recóndita путём количественного определения антигенов гриба во флаговых лиотьях раотений. Исходя из этой целя, был поставлен ряд оле-дувщих задач:

1. Изучить возможность с достаточной точностью, специфичностью и воспроизводимостью количественно определять белки иицелип Р. re condita в инфицированных флаговых листьях пшеницы с nouo -шью иммуноферментного анализа.

2. Изучить характер накопления грибной биомассы а инфицированных возбудителей бурой ржавчины растениях пшеницы, разлмных по степени частичной устойчивости сортов.

3. выяснить взаимосвязь меаду количеством грибных антигенов в зараженных листьях и фитопатологичесвими показателями, общепринятыми при выявлении сортов с частичной устойчивостью (площадь под кривой развития болезни, продолжительность латентного периода).

Установить степень взаимосвязи между накоплением грибных антигенов в тканях флагового листа и изменениями отдельных эле -ментов структуры урожая.

Научная новизна работы. Предложен метод, позволяющий на основе количественного иммуноферыентного определения антигенов recóndita проследить динамику роста патогена в тканях растения-хозяина и получить количественные различия, используемые для вы -явления сортов с частичкой устойчивостью к возбудителю бурой ржавчины. Показано наличие корреляционной взаимосвязи между количе -ством грибных антигенов во флаговых листьях инфицированных растений и степенью их частичной устойчивости.

Практическая ценность работы. Данные диссертационной работы были использованы при подготовке методических рекомендаций:"Био -химические методы оценки степени частичной устойчивости пненицы к стеблевой и бурой ржавчине? Методы определения грибных антигенов в инфицированной растительной ткани и оценки степени частичной устойчивости по содержанию грибной биомассы в инфицированных растениях используются в работах НЛО "Кубаньзерно" по выведению но -вых сортов пшеницы, (акт о внедрении).

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на Всесоюзном совещании "Физиолого-биохимические основы иммунитета растений к грибным болезням для целей прикладной селекции", Уфа, апрель, 1У88 г.; на Всесоюзном совещании "Индуцированная устойчивость сельскохозяйственных культур к фитопатогенам", Чегет, сен -тябрь, 1989 г.; на Республиканской конференции "Методы интенсификации селэкцжонного процесса", Одесса, апрель, 1990 г.; на Всесоюзной конференции, посвященной памяти К.М.Степанова "Впифнтогиа,

их прогноз и профилактика", Анапа,март,1991 г,; на IX Всесовзпса совещании по иммунитету растений болезням я врздите";тм, Ц'илсз, сентябрь, IS&I г.

Публикация. По материалам диссертации опубликовано 5 сообщений.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит кз введения, обзора литературы, материалов и методов, экспериментальной части, включающей изложение результатов исследования и их обсуждение, заключения, выводов и списка цитированной литера -туры. Работа изложена на IU9 страницах машинописного текста, со -держит 4 рисунка и 23 таблицы. Список литература включает 173 наименования, из них 144 работы зарубежных авторов.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ. ИССЛЩШАШШ

Объектами исследования слухили проросши и флаговые листья 24-х сортов и линий пшеницы, относящихся к виду Triticua aesti-vui l. Растения выращивали з контролируемых и полевых условиях. в качестве инфекционного материала использовали уредоспоры рас 77, IÜ5 и северокавказскол популяции Puccinia recóndita ЕэЬ.ех.

Deca.f .gp.tritici Ег1кзз . Величина инфекционной нагрузки соста-р »

вляла 2,5 и 15 иг/и . Тип порааапия растений определяли по модифицированной икале Miins,Jockaen (IP2I). Оценку степени поранения растений проводили при помощи сдали Петерссна (IS48). Зелн -ч'лну латентного периода оценивали согласно методическим рекомендациям по составлению прогноза бурой рзавчияы и защита посзесв пшеницы (1982). Критерий оценки площади под кривой развития бо -лезни рассчитывали на ЭЕ.1 (Андрейченко л др. ,1982). Явличну массы IGUO зерен я массу зерна с колоса определяли по методу Горина и др. (1963). Для получения антисывороток использовали стандартную схему иммунизации аивотных. Иммуноглобулины выделяли путём сульфатно-ршзанольного осаадения ( Eejnek et al., 1969 ). Конъ-югирование противоржавчинных антител с пероксидазой проводили по методу Wilson, иакапа (1978). Содержание грибных антигенов в инфицированных растениях определяли при помощи прямого твердофазного конкурентного варианта HíA с прединкубацией меченных пероксидазой антител и анализируемого антигена. Хлорофилл в образцах определяли в соответствии с методом stavenson (1963), белол -по методу Лоури (1951). Математические обработки полученных данных осуществляли согласно Доспехову (197У), Плохинскому (1961).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСШЗНЙЗ

Разработка ст^глхвсячйдкого метод.» ко.'.,;чссттекного оиреуз-лензя антигенов возбудителя о;,;-о С О' чиг;; к раотсипях ла?1ч?щ;.

Решение этой задачи ¡требовало получения вксокоактимшх еягя-сывороток против внтягакоЕ Бозбудитекв бурой ркавчинц ггаепицы и приготовления на их ооноге шауизфариентных препаратов. Кроне го-го, било иаобхогиао подобрать пригодный для намвх целв£ вариант постановки киауноферыснткого анализа. Для этого мы проводи опта -ыизацзп двух различиях модификаций ишгуно'*зраенткого анализа в частности, "сз!да;!чп-вйриапта к прямого конкурентного анализа, определив оптимальные концентрации сеноабялкзаруювдх полистирол антптел я шыуко&зрцанткого коиььгата. Подобранна; условия праве— давня аналгза сил;! попользованы для сравнительного изучения воз -иогностай 02ЕХ вариантов И®А прп количественной определа яви антигенов бурог ргавчики. Результаты проведенного исследования (табл. I) полазали, что чувствительность пряного конкурентного варианта почти в 10 раз превосходила тс;созую "оэндЕИч"-аналпзе.

Таблица I

Срегнаиаз вф^вктивноотя различных вариантов ИФА при определении аятЕГвнов возбудителя бурой рмачикы паенвца

Вариант : Лч-92К пря яояадкграциг^аналвзируакого епткгеио,

опита

0,1_1_1_1—5_;ю

"СЭНДВИЧ" 0,061±0,С62КЙ 0,394*0,03 0,482*0,09 0,617^0,12 Прямой кон- , ^

курантний 0,257^0,04 0,485^0,01 0,781*0,08 0,963*0,01

*разнооть опичзоких плотностей при анализа опытного и контрольного образцов;

*яотлячи от контроля недостоверно при Р=0,05

На основании данных табл.1 во всех дальнейшие зкеперииентвх использовала именно этот вариант ИФА.

Последняя этап работы Сил связан о дальнейшей оптиаизаця-еЯ услсзвЯ проведения и выяснения воэиожносгей этого ¡¿зтода. Пря внполпзнга парвой части згой задача было изучено влияние на ре -зулмат анализа продолжительности сорбции антигена на полистироле, а также температуры и рН среди, при которой проходила оенся-бвлязацяя антигена. Результаты проведенного иооледованля показали, что ^мобилизация грибного антигена практпчзокз полностью замачивалась в течение 2-х чаоов при 3?°С и рН 9,6. Существенное внеизн^э удалено и определению оптимального временя проведения иммунологии окой реакции между иммобилизованным антигеном и меченными ферментом антителами. В результате установлено, что эта реакция практически полностью завзрпзется в течение I часа. Кроме того, была изучена возможность увеличения чувствительности данного варианта ИФА путем раздельного провгдения реакций мечзнкых ферментом антител о анализируемыми а тгмобилизированными антигена -ма. Результаты проведенного анализа показали, что предварительная инкубация меченных фзрмантом антител о анализируемый антигеном в течения 30 иин. почтя вдвое увеличивает степень ингибирования их реакций о иммобилизованным антигеном по сравнения о варявнтом, в которой обе реакции проходят одновременно.

Для выяснения возможности количественного определения возбудителя бурой ржавчины пяеница, а такге чувствитгльноста и точности этого анализа, мы изучили зависимость степени конкурентного ин-гябярсванал роакцая меченных ферментом антител о имиобализирован-ЕШ1 антагзноа (У) от концентрации анализируемых антигенов (X). Было установлено, что данная зависимость носит нелинейный характер. Уатематнчеокая обработка получзнных данных показал^, что эта зави-онмсоть хорошо апрокоимируетоя функцией: a.2l0s" , где а - эц-

пиричаокий коэффициент, значения которого завиоят от партия полистироловых плапаетоз я иммуноферментЕого препарата, прячзм в пределах одной партви коньягата и плаяяетов он практически не изме -няэтоя. Концентрация внтигена в анализируемых образцех определяли по формула: т

х = ю10^-^ •

Относительная пограпнооть варьировала от 5 доЗ^ при анализе грибного белка в концентра паях 100-5000 нг/мл. Таким образом,нижний предел чувствительности разработанного метода соотавлял 100 -200 нг грибного бзгка/ил при ошибке определения до 20$.

Так как целью работы был количественный анализ ржавчинных антигенов непосредственно в тканях инфицированных растений , то необходимо было выяснить не меняется ли характер взаимодействия грибных антигенов с меченными антителами в приоутотвии раотитель-ных экстрактов. Сравнительное определение различных концентраций ржавчинных антигенов в буфере и растительном экстракте не выявило значительной разницы между результатами анализа обоих образцов. Соответственно еоть все основания считать, что присутотвие рас -тигельного акстракта не оказывает влияния на определение ргавчин-ных антигенов.

Таблица 2

Определение концентрации антигенов возбудителя бурой ржавчины о помоцью прямого конкурентного варианта ИОД

Внесено анти-ге.ва ,нг/цд_

Конкурентное инги- Юпределенса ан-:Отноовтелышя бированге реакции.% :тиганаи,нг/мл :погрезн:ость«%

100 20и 400 600 еоо юоо

5000

16.3

19.1 23,9

29.2 30,5

31.4 53,е

116*22 178*16 360*32 740*103 050*106 336*76 5615*512

16,0 10,9 5,0 23,4 6,3 6,3 12,3

*прадставлзны средние значения 8-ми определений * среднее квадратичеокое отклонение

Другой важной характеристикой серологического методе служит его специфичность. Поскольку в литературе имеютов данные о эави -оимости степени серологического родства белков паразита и его хозяина от характера их взаимоотношений ( сьатс1а«;ап, Бе Уау, 1972) мы испытала как вооприамчааые сорта паенищ, так и сорта, обладающие устойчивостью разных типов. Результаты проведенного исследования (табл.3) показали, что экстракты здоровых раотенкй всех изученных сортов не взаимодействовали с антителами против антигенов возбудителя бурой ржавчины пааницы. Существенное значз-. нее, особенно при работе о полевыми образцами инфицированных рао-тений, имело место и угадайке возможных перекрестных реакцйй ко-

здз полусэнзоа пена оыэорояяй я вототэтиз дрггзх гаг,сз грзбсз, когорчз зогзз ^а ярзоутвгзоззта э азгзгзгрувпсв когаркеяз. Про -ззг.ззг.-з (ггЗл.З) гзг.:г.-п, ':го зззглис-ззз^з з

р.:?згэ аягзхагз пз вэавиодзаогЕСГзлз о г::гпг:г.-.:г= гозбудзтэлзй иучазо^оа роза я свпгоряоээ пхзгацн, по облвдвяэ нксотнгм ород -зтгг! к ает::гзпп всзбудгггэля «збгзгоЗ рза^чки.

Теблзвд 3

■ Сагся?Тй:оегь антатаз, получзвгл к безгип рзеэчзкззх грзбсз,яря оярадзлзняа козданзрэсзэ этзх бзлгоз сзгогом

ноккурзнтного ЕФА

:Рззездипз экс?- «Коняуззп- ¡"ггг^аг.зпгпзя Ч,...,Г8-,:Р8333 зла кэнтаз-язсз ангз-гпозснгггзцза ^ ^трагэя азшгвнз, {бгрозаша ¡вагииз раеэ-¡рзаагдз, ! таяние гряоол,

• !> ■ пг/цд ,

пг/и.тг

Г-чзостая I

Колоз

Хая

Зсщка

Культур?

Бэр+;ог1а пейегчи. Риос1гЛз 5геи1п1з Рисс1п1а гэсопйЗ^а

¿четья г.ззгзг:-!

(зораЗЗЕИЗ) Егув1рЬз егеп1п1з Рисс1п1а Бгпп1п1я

1:1 1:1 1:1 1:1

1:1

10000 1СС00

1:1 1:1

1,7»

О О

3,7й 60,1 63,0

1,3=3 37,2

О

о о о

о

8155 ог^О

О

1643

"развзденгз 1:1 - гсаогзна? I г лзотьвз пезезцн ига няцзлэя грпба дальнайсану раггзцзнпэ нз подЕзргалоя; гз

огаячяа от контроля, нз оодзрззпзго попкурактггл впгпгзнов,

ВЗДООТОЕЗрНО.

Тгзса обрззеи, данный изтод гдз? вогаозпозть проводить коля-чзст^нгай анолзз возбудителя буроЗ рзззчппы з раотагаях, порз-яянпах наряду о этоз богзанью сзптораозои а иучппзмй росоЭ, од -пззо пз погволязз взотя рездалгкоз спрадзлэг.гз различите видов

с -

ргавчинных грабов nps оогмеогкзы еореаеккз. Для проварка соспрскз-водансога uosoAa всвлзчлшя грпбаах антЕгансз кз раатитолькых тканей «a сравнила paojJibtaïa акаляеа 6-ти Езаоваопцз подученных зко-трактов 8арааанных растений одного срока с срока развитая Енфокздв

<18бл-4>- Табляда 4

СнрадалзЕйз воспроизводимости IШ раавчяшых антигенов в растениях пшеница

Повтор- ; ность : Определено антигена, икг/гх Отклонение от среднего значания, %

I 11,1*1,9 17,2*2,4

2 10,4*2,4 22,4*4,0

3 15,6*5,1 16,4*2,4

4 12,7*2,3 5,3*0,0

5 15,2*2,5 1,5*0,2

6 17,4*3,2 29,6*2,8

Среднзе 13,4*2,5 15,4*2,0

^представлены среднгз значения восыщ определений * сродное

квадратичгокое отклонение

Результата этого эксперимента показала достаточно высокуи отапень воспройзводаыоота «пользованного ыетода опрздолзнзя гра-бнах антигенов в растительных образцах: иакокгальнсо отклоняй.': результатов одного анализа от орадпзго эначаиии 6-зя опрадахшй на праззызало 20$, а ope дняя. величине составила 15£. Ёта валзчзса иохно очатать лэранетрахв точности разработанною ustosa щга работа о внфацвровсаЕнаи ростапиякв пленяця.

Диагностика частичкой зото?.^;востп ппеис:; к возбзлзгото бурой рзазчика нето^ои щлу еэ рае нт кого пяапэя.

Цзлыз данного раздела paCotu стало вы явление возшапоогз а путей использования разработанного изтода К5Д ргазчзашх огеегс -нов в тканях инфицированного раатапйя для ваявтапая сортов пгзпз-ци, обладавших хозяйственно значит уровлзи частичной усгоЕчгвс-сте к Еозбудитела бурой ргавчина паз наци. Учитывая ¡возисанооть ез-ыапенпя характера взащ&зза^зкй паразита а раизная-хезнзпа на

разных этапах онтогенеза, било ;аяно установить фазу развития исследуемого растения, наиболее четно отрг^аглэго в уэдзльпых зке -лэрментах его поведение б реальных полевых условиях, а тагсхе выяснить загиспкость подученных при этом данных от условий эяепнеП среды и количественных характеристик инфекционного материала. Для решения первой части поставленной задачи ми провели ::ссдедовалнв характера ггаимосвязи менду скоростьв накопления грпЗпых антиге -но; з инфицированных растениях и степенью кг частичной устойчивости на стадиях проростков, цветения и молочной спелости. Результаты изучения взаимосвязи чвгду степенью частичной устейчивостя, показателен которой являлась плезздт под кривой рззз.:?гя болезни(ПК13>\ полученная на основе учётов интенсивности сорагзнпостз, проводон-ных и полевых условиях указанных сортов ппеиы-ц к - Р.гесопсШга , и количестве:.! гребных антигенов, накопленных в проростках тех ге сортов, инфицированных двумя расами атого патогена, представлены в табл.5.

Табллца 5

Накопление грибных антигенов в проростзат: гсеницц, разлзчных по степени частичной устойчивости к возбудитадю бурой рзазчины

• Раса 105 : Га с а 77

Сорт пшеницы :т?п рэ- : ¡акции на5 :зараже- : 'ние ; ШПЪ™ с-,2 ¡Содержа- ! ¡ние гриб-; :ншс ант::-; ¡генов, ; ': мкг/г ; Тип ре- : акции на: заразе- : пие : 1 ПХРГг~Е } : С оде к:: ;ппе гр-:кых ан: ¡генов, • иг г/г

Спартанка (1*3)15 85,0 60,5 299,0 133,1

Пазловка 3 №,0 7,9 43,1 37,5

Лабинка та 33,0 10,5 МЗ 44,0 39,5

Русалка- 44,0 19,1 113 37,5 48,6

Исток Э 49,5 9,3 хз«я

Бачванка 58,0 6,5 ЦЗ 67,5 41,9

2621Ь2482 а 103,2 73,5 133 144,0 27,9

2621Ь2485 кхк уу-гк 3 78,7 143,1

* 3 - восприимчивые растения; ''3 - умеренно восприимчивые рзстеия;

плогдадь под кривей развития болезни, определенная на основа учетов интенсивности поражения, проведенных стандартна методой

з полевых условиях;

со|т^проявляет рассслэцифаческую устойчивость к данной расе па-

Из табл.5 видно, что, хотя растения сортов Лабинка н Из -ток, сбладахшке частичкой устойчивостью в стадии взросших растений, о чем свидетельствует малая величина ПКРБ, и в стадии проростков, характеризовались очень низкой по сравнеига с восприимчивыми растениями сорта Спартанка, скоростью накопления антигенов, коэффициенты корреляций между плокадью под кривой развития болезни и количеством накопленных грибных антигенов в инфицированных проростках были относительно невысокими как в случав расы 105, так и при использовании расы 77 патогена

(0,58*0,13 и 0,5'А),П соответственно). В связи с этим в дальнейших вкспериментах мы провели исследования по выявления той фазы раэвитиг. взрослых растений, в которой содержание грибных антигенов белое адекватно отображает степень его частичной устойчивости .

Для втого было прозедено изучение взаимосвязи мевду основным фятолатологпосним параметром оценки устойчивости растения (площадь под кривой развития болезни; и количеством грибшх антигенов, накопленных в инфицированных растениях в фазу полного цветения и фазу молочной спелости (табл.6).

Математическая обработка всей суммы полученных данных по -казала довольно выоокий уровень корреляции между ПКЕБ и содер -наниен грвЛшх антигенов в обо фазы развития растения как при анализе абсолютных значений этих параметров, так и при сравнении -рангов каждого сорта, определенных по результатам фитопатологи-ческой оценки и данными ЮА. Коэффициент корреляции абсолютных значений составил 0,70*0,06 и 0,82*0,09 для фаз цветения и мо -лочной спелости соотвзтственно. При сравнении рангов он был равен 0,66*0,06 и 0,80*0,13 для фаз цветения "и молочной спелости соответственно. Учитывая болев высокий уровень корреляция с ПКЕБ, наблюдаемый при ищуноферконтисм анализе растоний на стадии молочной спелости, о также отсутствие каких-либо принципиальных прэкиутдесгв пра проведении анализа в болое краткий срок, иа выбрсгв фазу молочной спелости как наиболее удобную при проведение диагностики частичкой устойчивости методом П1А.

Таблица б

Накопление грибных антигенов го флэгогом л.тсте гзрссгги растений шеницн различных по степени устойчивости сортов

Фаза г ' Ран-

Сорт.пшеницы и полного цветения |молочной спелсстя !шб {си2 • жиров -ка по ПКЕ5

тип реакции на заражение содерганкэ грабних антигенов, мкг/г •ранжировка ; по : ИФА содержание» ¡грибных : ¡антигенов,: : мкг/г ! ранжировка по ИФА

Безостая I ( з)* 4,9*0,9 6 925,6*127,5 I 1137 2

Дарица (КЗ) 2,1*0,4 12 377,5*30,3 6 509 II

Замена (шз) 2,1*0,9 13 272,9*34,2 10 279 13

Зирка (ж) 1,'7*0,9 14 108,9*40,0 15 248 14

Краснодарская 5? (из) 0,2*0,1 . 16 185,0*35,5 13 179 15

Краснодарская 70 ( из) 4,7*0,3 8 557,2*27,0 3 876 5

Колос ( з) 4,6*0,2 10 418,8*28,1 5 760 8

Одесская 51 ( мз) 4,7*0,3 9 315,8*68,9 7 807 7

Павловка (ИЗ) 1,4*0,1 15 94,0*6,4 16 123 16

Спартанка-эталон ( К8) 12,4*2,3 2 512,2*76,8 4 908 4

Партизанка ( КЗ) 5,1*1,0 5 168,6*32,9 14 476 12

Поток ( лз) 8,1*1,2 3 195,3*62,7 12 5ЗД 10

( из; 20,8*2,1 I 878,4*22,3 2 1300 I

Криница ( ш) 4,4*0,1 II 247,2*30,1 II 950 3

Тарасов-ская 29 ( ыа) 4,8*0,4 7 304,6*20,0 9 870 6

0лкшгая 2 ( из) 5,4*0,3 4 315,4*70,3 8 606 9

х 3 - восприимчивые растения; кз - умеренно восприимчивые растения

Полученныо данные позволяют также определить критерий для выявления сортов, обладающих хозпйствонно-значии-л« уровнен частичной устойчивости. По данным селекционных учреждений (Воронцова, 1980), к тазовым ложно отнести сорта, величина ПКРБ которых нэ превышает 50% от восприимчивого эталона. Аналогичным образец в случае ИФА основным показателем устойчивости можно, по-видпиоьд', считать отнссительнсо (по сравнении с эталоном) содержание гркб-

ной биомасоы (си.табл.6). Ыы установили существование мекду этилу параметрами довольно тесной взаимосвязи (г =0,78*0,05), описываемой регрессионным уравнением У = 0,95Х + 5,3, где У - относительное значение ПКРБ; X - относительное содержание грибной биомассы. Использование этого уравнения для определения относительной величины ПКРБ, по данным ИФА, показало достаточно хорошие совпадения истинных и прздоказанвых значений этого параметра.

Нзосновании этих денных можно считать содержание грибных антигенов критерием устойчивости, вполне пригодным для опреде -ления такого веяного фитопатологического параметра как ПКРБ.

Изучение зависимости оценки степени частичной уотойчивоотл методом ИФА от факторов внешней среды.

Оценивая результаты предыдущего раздела работ, следовало иметь в виду, что они были получены при одной инфекционной нагрузка а одном генотипа вирулентности. Возможность фекотипичзокой изменчивости процессов взаимодействия хозяина к паразита, связанная о этим фактором, требовала проверки выявленной закономерности в варьирующих условиях внешней ореды и инфекционного фона. Быяо -иениз зависимости результатов оценки атепени частичной устойчивости методом КфА от климатических факторов проводили путем сравнения трехлетних испытаний одного и того Ее набора сортов пшеница (табл.7). Исследования трех лет отличались меаду собой по целому ряду изучена)х климатических факторов, таких как: относительная влажность воздуха, количество ооадков, ереднеоуточная температура воздуха.

Математическая обработка полученных данных показала относи -тельно невысокий уровень корреляции между результатами фитопата -логических исследований 1987, 1988 и 1989 годов как при использовании относительных значений ПКРБ, так и пра сравнении рангов изучаемых сортов. Коэффициенты корреляции этих параметров были равны 0,51*0,11; 0,48*0,13 и 0,23*0,06 для 1987, 1988 и 1989 годов со -ответственно. Существенно, что аналогичным образом изменились и результаты оценки степени частичной устойчивости тех же сортов пиеницы методом ИФД, причем характер взаимосвязи меацу рззулыа -тама иммукохимичеокого и фитопатологичеокого методов оставался постоянны». Коэффициент корреляции между этими параметрами для 1987, 1988 и 1989.годов ооетавил 0,72*0,16, 0,80*0,03 и 0,68*0,14 соответственно. Использование приведенной ранее формулы позволило оценить относительное значение ПКРБ по данным '.".ФА о достаточно

Таблица 7

Завкяиосгь оценки степзии частичной устойчивости растений паенпщ я p.racindita цзтсдса ИГА от погодных условий

Сор? пзепзцы и тлп реакции па зараяснпз 1987 гол 1989 гол 1989 гол

аатлгеп'" ШЗ^прсгиоз •HSffi1,2 антиген53 ПКЕБ5* прогноз ПХЕБ** антиген32*; ПЯРБ" jгрсгпоз ; ; ШШЗ—

Бсзезь'ая : [ ( В )» : 68,2(3)— э125,0(3) 70,4(3) 166,5(1) 163,0(3) 163,5(1) 185,6(1) 75,0(3) 102,4(1)

2ги.:зда (аз ) 54,3(5) 50,9(7) 57,6(5) 0,3(8) 6,6(8) 5,6(8) - - -

Zjzac ' ( s ) 61,3(2) 83,7(4) 83,4(2) 60,6(3) 170,0(2) . 82,2(3) 130,1(2) 125,0(1) 123,4(2)

Павловка (из) 18,5(8) 13,5(8) 22,8(8) 59,3(5) 38,0(5) 61,9(5) 27,7(6) 50,0(6) 31,8(6)

Спартанка эталон "(КЗ) 100,0(1) 100,0(2) 100,3(1) 100,0(2) « 100,0(4) 100,3(2) 100,0(3) 100,0 (2) ICO,3(3)

ÜOBOB ( ш) 33,1(6) • 59,5(5) 41,7(6) 76,4(4) 171,0(1) 78,2(4) 37,9(5) 50,0 (5) «,5(5)

ОЛИМПЕЯ 2 (KS) 61,5(4) ез,в(з) 64,0(4) 18,5(6) 12,3(7) 23,0(6) 1,8(7) 37,5(7) 7,1(7)

ОасИимЯ (кз) 23,5(7) 57,5(6) 27,8(7) 7,0(7) 23,3(6) 12,0(7) 69,5(4) 75,0(4) 71,6(4)

U I

s - восприимчивые растения, из - умеренно восприимчивые растения; ^процент от эталона; абсолютна значения концентрации антигенов и величины ПКИ5 по эталону составила 3415 iíiír/r и 908 су2; 423 ист/г и 228 см2; 1224 мкг/г И 474 см2 за 1987, 1988 и 1939 гг. соответственно;

^"цифра в скобках - ранг сорта по? результатам изучения соответствующего параметра.

высокой точности. Корреляции рангов частичной устойчивости изученных сортов,определенными фитопатологвчаскипи в икнунохииичео-киав нетодаии,составила для 1987, 1988 и I9C9 годов О,80*0,09, 0,76*0,08 и 0,¡3*0,03 OOOTE3TOIB8HEO. На оснозанив этих данных иоако ааклвчать, чго разработанный usus шиукохвмйчэокий метод оцашсв огвпаии частичной устойчивости пшеницы к возбудителя бурой ржавчина ногат бы il использован в лвбых климатических уело -ввяз.

■Другва атепоы выяснения возиогноотай и ограничений явную -хвикчаского метода диагностики отвисни частичной устоя« вости пезпици к возбудителе Сурой раазчакы стаю изучение аавиоииоотк результатов анслиэа os плстнооти инфекцаоккого £опа (тебл.8).

Таблица О

Воввошоогь розулывхоа оценка степени устойчиво оха раотзнаЕ шевпцы к p.rocondita ивтодом ИФД от деличики пифокдзоанса Еагрузкз

|быоокий кзФзкциопвкЯ fciir*; Ниакздй аифзкцкодкчб itogr"k

С ODS •-—. --!- -! --;--;

знаЬа jaaireH*«:ЕРБ^ nP°r£Sïj aHisreu^:ПКРБЖ:«! ПР™ « • inKPB«8! : ; ПКРБйй~

Безостая I ВсивЕз

Еолоо

Павловка

Спсртелка -эталон

Исток

Олимпия 2

Олиапвя

79,4(2)кгкгШ,3(1) 80,7(2) 97,3(2)

63,2(5) 29,7(7) 65,3(5) 1,2(0)

75,3(3) 79,4(4) 76,8(3) 71,2(4)

14,4(8) 12,2(8) 18,9(8) 61,3(5)

92,1(4) 5,3(8) 95,4(3) -48,2(5)

loa,0(1) 100,0(2) 100,3(1) 100,0(1) 100,0(2)

41,3(6) 51,2(5) 44,5(6) 81,9(3) 128,3(1)

69,1(4) 91,2(3) 70,9(4) 15,3(6) 12,4(7)

31,2(7) 47,8(6) 34,9(7) 7,9(7) 33,1(6)

97,7(2) 6,4(8) 72,9(4) 63,5(5)

100,3(1) 83,1(3) 19,8(6) 12,8(7)

^величина инфакцгонЕСй нагрузки - 15 иг опор/и2;

82елатана кзфэкцаонцой вагрузка - 2,5 иг спор/и ;

продает от еталоиа;

цяС-ра » скобках - ранг аорта по результатБа ваучаная соответствующего параметра.

Несмотря на довольно существенные изавизная э проязленаи частичной устойчивости различных сортов при ííсitsин -Секционной нагрузки, иицунохимичеокяЯ метод практически во всех случаях четко отраяал реальный характер взаимоотношений ыезду партнерами. Определенные :::гцунохкмическим нзтодоа значения относа -тельной ПКРБ, как правило, хороао совпадали о таковыми, получен -нима в результате фитопатологического анализа (табл.8). Хорошо выдергивалась при зтем а ранжировка болыаянсгвс изученных сортов. Коэффициенты корреляции частичной устойчивости, определенные еш -ыунохимачаеза и фитопатологически, составила 0,83*0,03 а 0,89*0,05 для высокого а низкого инфекционного фона соответственно. На оо -нсваниа зтих данных мозао эаяличзгь, !"5А пригоден для диагноста -кк степени частичной устойчивости пракгячвока при любой плотности заражения.

Для пыяо'гапия возможностей И5А при использовании различного по набору генов вирулентности инфекционного материала мы провели сравнительное изучение растений, инфицированных в одних и тех же условиях различными расами патогена (табл.9).

Таблица 9

Зависимость результатов оценка степени частичной устойчивости пгеницы к Р.recóndita цетодом КФА от генотипа вирулентности патогена

..Рроа 77*

Раоа 105*

1/UpiU пшеницы • ~« ¡антиген ПК?Б*2 ; прогноз: ПКРБ** 1 антиген" Чпшм:врош)8 : . : ПКРБ

Колос 47,5(3)*** 61,5(3) 30,4(3) 109,1(2) 80,2(3) 108,50

Спартанка _ 100,0(2) 1005(4)

эталон 100,0(1) 100,0(1) 100,3(1) 100,0(4)

Павловка 33,7(4) Н,7(5) 37,3(4) ?1,8(5) 56,2(5) 73,5(5)

Лабанка 3,1(6) 1,3(6) 8,2(6) 16,9(7) 20,5(7) 21,3(7)

Бзчванка ХЖй* »KSK 49,2(6) 31,4(6) 52,0(6)

262Ih2482 27,7(5) 48,2(4) 31,6(5) 228,8(1) 122,3(1) 2226(1)

Кавказ 70,0(2) 99,0(2) 71,8(2) 106,3(3) 75,1(4) 10^2(3)

^генотипы Еирулентноста рас: 105/ 1,2о,3,10,143,1^ ,16,18,23;

77/ 1,2а,2Ь ,2с,3,11,14а, 14Ъ,18,20,26; яя

процент к эталону; яхн

цифра в скобках - ранг сорта, определенный по результатам изучения соответствующего параметра;

со^т^п^оявляет раооспецифичзскую устойчивость к данной расе

Резулматы проведенного всслздованаа показала, что а в втом случае И5А грибных антигенов в лзстьях вкфацярованных раотений позволяет довольно точно оцанлвать вела чану ПКРБ. Козффацаент корреляции рангов изученных сортов со данный фитопатологачаокого анализа в нммуЕОхамзческого метода составил 0,94*0,03 и 0,89*0,05 для рас 77 а 105 соответственно. Uoxho отметать, что разработан -ный иммунохимаческий метод оценки степени частичной устойчивости позволяет получать надёжна результаты вне завиоамооти от генотипа вирулентности патогена, а такзз при оцзнка уровня спецафичноо-та (или неспзцифзчпости) устойчивости атого типе.

Нзучевке взаииоовяза между содержанием грибных антигенов в инфицированных листьях пзеницы и продолжительностью латентного пегпода эеболзваная.

Другим важным фатоаагологичаскан параметром устойчивости, определисщы возможность и скорость развития эпафатотив, являет— он продолжительность латентного периода эаболеваная. Результат сравнительного Езученая содержания антигенов во флаговых листьях растений, ИЕфзцаровавных возбудителей популяции Р.recóndita в

фагу молочшй спелсста, и продолжительности латентного периода показал, что, хота в бользннстве случаев раотения , хврактзраоу-ччаеоя коротким латентным периодом развития заболевания, накап -лвваят £ анализируемому периоду значительно большее количество гребных антигенов, чгм та которым свойственен продолжительный латентный период, могло нейти в немало исключений из этого правила. В целой уровень корреляция между siими параметрами оказался довольно низкам (га -0,61*0,18) в на позволял надеятьоя на прогно.-зироваивэ прододжвтельноагя латентного периода по даннш ESA.Прове даниа сравнительного азученая этой взашгоовяэа на значительна более ранней стадаа заболевания, в фазу цветения растения, не показало существенных различай в случае кооледованай раотенай в фалу молочной опалоотв ( г « -0,39*0,09). Вадкыо, воэраотает роль других факторов, воздействувздх на развитие гриба в раотвнаях, что в приводит к появления ссртса, схожхх по латентному периоду, но накапливав яих разлзчавдееоа в насколько раз количаотво грибного маце лаа.

И в ааклаченва работы мы провела изучение возможности использования предлагаемого методического призма для прогнозирования воздействия ржалчзняой вяфеадзв на некоторые элементы структуры уро-

as я больного раотаняя. 3 чвотлоотз, Снля взучвня взаамсзлязь 'п-лду ксдлчзогвои грибных оятагвнез s аа^звзросвянса ¡Тлаг-лиат-е а

тсс) Ч -пега з з колосз. 5pCI,S нЗШЖЗ

аоодедовввзе яог-азало оярздвлянзув гангзнщ-з к такой гзгвиоозпзи, одсэко ''coi ;.-jlu!3í.'?.' корреляция и азу язучввнниз яара'мгряиз Сил ошооательно нзвисок:« ( г я 0,3-0,5) в позволяет иэг,злгьоя на прогнозирований азмзпзния гпх злзиеатоз структура урозея по деянии

йуадствея-о, что столь я9 H3BUCOK33 коэ^яздзяги коррвляцзэ бала полу ча ни а пра срвЕКзииа тех sa элементов структуры урозая ч ПКРБ.

Ояоячзтзлхасз зскляигназ по эточу вокрооу трабуат, по-вида-ясчу, ог,з:ш1 Зольного чяола элзизнтов структура уроаая я з пар -вуи очзрздь уро::ая с единицы плоаоди.

.выводи

1. Разработан онбЦи$ачзокиЙ метод количественного ишлуно -iopuduiHoro анализа антигенов luccinia recóndita а зараазнних растениях пшзнппу, вкрацепннх в полевых уоловаях, позволеткнй оп-рздглять ::з мене 5 0,5 икг на I г сирой uaccu ¿лэгетчле ластьзв с точности , причел спаца^мчносгх, чувствительность и точное?!, спрзделзния грибного балггз не запасах от условий эират^ггванпя ,ия-Í опционной нагрузка и генотипа патогана.

2. Покзззио суцесгЕогапге кэррзляцаокпоЯ взаисозязи иеаду количеством грабнкх антигенов во флаговой лиспе разных сортов зн-{ацаровзнпих растений границы а степени их частичной устойчквос-та к бурой рзавчана.

3. Вшзздепо уравнение линейной рзгрзеоиа, позволяющее оцзпн-вахь плозддь под криво Я развития болаэна по даянии однократного опрздзлавзя грибных антигенов в анкетированной флзг-листе.

í-. lía обнаружено существенной корреляция между накспланаеи гребного Сзлка в aspare иных листьях оортов два наци, обладаниях частичной устойчивости, и оняззниан uacoa I0U0 зёрен.

5. Разработанный иицуиохамичзский катод определения стзпзня частичной устойчивости пианици к Р.recóndita апробирован салак-цаонерана НПО "Кубаяьзврпо" и практически используется в работе по вавадению уотойчавих оортов.

- 1G -

ПРШ02ННИЯ ПРОИЗВОДСТВ;'

Оценивать огэпень частичной устойчивости пшеницы к бурой

ркавчике на взроолых растениях, выращенных в полевых уоловвях.

Спиоок работ по материалам диссертации

1. Чигрин В.В., Миргородский C.B., Алексеева Т.П. Использование иымуно^рнентного анализа при изучении инфекционного процеооа у раотений пшеницы // Тезисы докладов совещания "Физиолого-биохиыические основы иммунитета к грибным болезням растений", Уфа, 1988. - С.112.

2. Миргородский C.B., Чкгрин В.В. йшунохимичзская оценка степени частичной зотойчивоста пшеницы с бурой раввчвне // Тезисы докладов "Индуцированная устойчивость сельскохозяйственных куль -тур к $итолатогенан". - 19-23 оентября 19S9. - Чагат; Ростов -на-Дону, 1989. - С.64-65.

3. Миргородский С.Б., Чигрин В.В. Количественная оценка развития рковчинных грибов в тканях листьев пшеницы при поыоца щшуно -{зрмешгного анализа // Методы интенсификации селекционного процесса: Сборник научных трудов. ВсесосзЕЯй секзкцнокно-геиз-тическ*й институт (ВСГИ), - Одосоа, 1990. - С.60.

4. Биохимические методы оценка отепенэ чаотвчной устойчивости псзняцы к отеблзвдй в бурой ряввчкна. Цетодичеакае рзкоманда -циа // Д.И.Чкаников, Е.Н.Артеменко, А.и.Умнов, В.Н.Найденова, л.Г.Микитск, Ц.В.Стеколвдкоа, В.В.ЧиГран, С.В.Нвргородокяй, А.Н.Слвсарексо. - li.: 1990.

5. Миргородский C.B., Умнов A.M., Слюсаренко A.Q. Использование шшуноферментного анализа для количественной оценки устойчивости пшеницы к бурой ржавчина // Тезисы докладов IX Всесоюзного совещания по иммунитету растений к болезням и вредителям.Минск, 1991. - С.205-206.