Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Индуцированная грибными метаболитами устойчивость озимой пшеницы к возбудителям корневой гнили

ВАК РФ 06.01.11, Защита растений

Автореферат диссертации по теме "Индуцированная грибными метаболитами устойчивость озимой пшеницы к возбудителям корневой гнили"

МОСКОВСКАЯ ОРЕЗЛА ЛЕВИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СНЛЬСКОХОЗЛЖТВЕННАЯ АКАДВМЯ ,та.К.А.ТК?,№ЯЖВА

На правах рукописи

ГАВРИЛОВ АЛЕКСЕЙ АНАТОЛЬЕВИЧ

УДК 633.И"324":632.938,2:632.937

1ЩУДИРОЕАНШЛ ГРИБНЫМИ МЕТАБОЛИТАМИ

устойчивость озгаой пшшш

X ВОЗБТдаТЕШ КОРНЕВОЙ ГНИЛИ. ;

Специальность - 06,01.11 - аащита растений о? вредителей и болезней

Автореферат

диссерйщкя на ссискэняе ученой степени кандидата бяологяческях наук

Ь'.ХКВА 1393

Работа выполнена в Ставропольском каучко-паследовзтелг,- . ском институте сельского хозяйства ШО "Низа Ставрополья".

Научный руководитель - кандидат сельскохозяйсстенш« наук,доцент Л.П.Сокирко'.

Официальные оппонента:доктор сельскохозяйственных наук, профессор ;).И.Помазков,кандидат биологических наук,доцент Т.Б.Карнаухова.

Ведущая- организация - Всероссийский иаучно-исоледователь ский институт йитопзтологии, л

Защита состоится "//" .ЯЦфМА . . ISS3 г'в " " час на заседания специализированного совета Iii20.35.03 в Московской сельскохозяйственной академия имени К.А.Тимирязева. ■ • Адрес: 127о50, Москва, ул. Тимирязевская, 49, корп. 8. Учёный, созет ЬСХА.

С диссертацией могло ознакомиться в ЦКБ ЖХА.

' Автореферат разослан " iO . IS92 г.

Ученый секретарь специализированного согета,

доцент ' , . З.А.Екаликоэ

ОЩШ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОШ

Актуальность теш. Озимая пшеница является одной из. основных зерновых культур России.В настоящее время очевидно, что получение стабильных урожаев невозможно без совершенствования комплекса мер борьбы с фитопатогенами.

Среди,-наиболее вредоносных болезней озимой пшеницы кор-.невая гниль занимает особое место.Возбудители заболевания, ■ объединяемые под этим названием,представляют собой гетерогенную дане в пределах одного агробиоценоза группу микроорганизмов, характеризующуюся широким распространением.Основу системы защитных мероприятий составляет агротехнический метод, однако в условиях современного зернопроизводства этот способ не в состоянии обеспечить защиту от болезни на долп-ном уровне (Буга, 1984;Рудаков,Титова', 1989).Существующие фун гициды,обладая низкой эффективностью,вызывают все. большее беспокойство в связи с проблемой загрязнения окружающей среды .Разнообразие видового состава патогенов и высокая степень ■их адаптивноети.полигешшй характер наследования признака резистентности крайне усложняют создание сортов с комплексной невосприимчивостью к возбудителям корневой гнили.Более полная реализация иммунного потенциала сорта может быть обеспечена регуляцией защитных механизмов растения-хозяина посредством различных экзогенных воздействий.Одним из перспективных путей индуцирования устойчивости к болезням следует признать биотическую иммунизацию, которую можно рассматривать как экологически безопасный способ биологической защити .Известны примера создания приобретенной резистентности пшеницы к офиоболёзу гиповирулентными штаммами возбудителя -t Augustin ,1989; revetall ' et ai..¿1979. bernait et al.

1979; ®on£ ,1980 и др.);0днако в большинстве случаев работы в этой о'бласти остаются на уровне лабораторного и полевого эксперимента,а многие стороны индуцированного иммунитета озшой пшеницы к корневой гнили 'изучены явно недостаточно. ...

' Несомненный интерес представляет вакцинация кукурузы метаболитами некоторых почвенные грибов в борьбе с плесне-вением семян и корневыми гвилнш (Оокирко,1985,1987,1890). Показана возможность пошаения устойчивости и к йузариозу колоса пшеницы с помощью к^льтуральной яидкости штамма Aspergillus sp. (С окирко,Г-а лиева, 1990).

В связи с высокой вредоносностью -корневой гнили и не- , обходимоетью разработки экологически безопасных методов завдты изучение иммунизации озимой пшеницы посредством биогенных индукторов представляется весьма актуальный.

■ Цель к., задачи исследований. Цель работы-изучение метаболитов упомянутых микромицетов в качестве индукторов устойчивости озимой пшеницы к рузариозной корневой гнили. Ü соответствии с этой репались следуэдие задачи:

1.Установить возможность вакцинации культуральными жидкостями этих грибов против возбудителей фузариозной гнили in vitro .

2.Исследовать свойства самих индуцирующих агентов с цель а разработки методов тестирования их биоактивности и совершенствования способов получения иммунизаторов.

3.Изучить С-изиолого-биохимические процессы,происходя-1дие в растении-под действием индукторов и патогена,выявить ответные реакции хозяина,которые могу.т" быть использованы в

качестве показателей приобретенной устойчивости.

4. Оценить элективное ть и целесообразность, применения вакцинации,а такяе перспективных, биопрепаратов и других ' биологически активных веществ в защите озимой пшеницы от возбудителей корневой гнили в полевом эксперименте "и производственных условиях.

'Научная новизна исследований. Б представленной .диссерта ционной работе показана "возмоннооть создания Ь помощью про дуцентов активных штаммов, микромицегов приобретенной устой чивости озимой лиеняцЫ к возбудителям рузариозной корневом < гни ли .Впервые получены элиситрр-активнь'е фракция индукторов и' определена их"иммунизирующая -способность''.

Изучены изменения-, ряда физиолого-биохимических процессов, происходящих й растении под действием вакцинации и па* тогена¡-активноеть ощсли'тельно-восстановительных ферментов, проницаемость клеточных,мембран,интенсивность перекисного окисления липидов.З условиях естественного инфекционного фона исследовано влияние биологически актив них веществ на ' содержание зеленых пигментов.и.прочность связи хлорофилла с "белком пластид в лййтьях озимой пшеницы..

В целях совершенствования системы защиты культуры от корневого' патогенного комплекса проведены полевые испытания биотических йммунизаторов, регуляторов рос та, бактерий-антагонистов и выявлены наиболее перспективные препараты для рекомендации производству.

Практическая ценность работы. Результаты исследований могут быть использованы для обоснования и разработки экологически безопасного способа борьбы с фитопатогенами, основанного'на активации естественных защитных механизмов-

растения-хозяина.

Установлена целесообразность широких производственных испытаний грибных метаболитов и их баковых смесей с гума-том натрия,а также препарата симбионт-2 для повышения устойчивости и вынесливости озимой пшеницы к корневой гнили.

• Внедрение рекомендаций,изложенных в диссертации,в 2-х хозяйствах Петровского района Ставрополье кого края,показа - ло достаточную биологическую и экономическую эффективность разработанных приемов (акты о внедрении).

Апробация работы. Основные положения диссертации били доложены на Всесоюзном семинаре"Индуцированная устойчивость сельскохозяйственных культур к фитопатогенам" .(Чегет,1989),У научной конференции Ставропольского ШИСХ (1990) »Республиканской конференции"Методы интенсификации селекционного процесса"(Одесса,19ЭО) ,на расширенном засе дании лаборатории семеноводства пшеницы и отдела физиоло гаи растений ВСГИ (1990),межвузовской конференции молодых учёных и специалистов Ставропольского СХИ (1991), Всесоюзной конференции молодых учёных "Современные проблемы генетики'и селекции сельскохозяйственных растений" (Одесса,1991).региональной конференции "Актуальные вопросы экологии и охраны природа Ставропольского края и сопредельных территорий"(Ставрополь,1991),яа Всероссийском научно-координационном совещании по фузариозу ко -лоса зерновых злаковых культур (Краснодар, 1992).

Публикации. Г1о теме диссертационной .работы опубликовано 7 статей,отражающих её основные положения.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 214 страницах машинописного текста и состоит из вве-

дения,5 глав, заключения, выводов и предложений произвол- . ству,включает 49 таблиц,20 рисунков и 3 таблицы, в прило нении.Список использованной литературы насчитывает 408 наименований,в том числе 202 иностранных авторов.

СОДЕКШШЕ РАБОТЫ ВВЕДЕНИЕ.Обоснована актуальность проблемы,сформулированы цель и задачи исследования.

I .МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДЫ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ» Исследования проводились в лаборатории защиты растений Ставропольского НИИ сельского, хозяйства и в лаборатэ рии биохимии Селекционно-генетического института УААН„

Основными объектами исследований служили здоровые и инфицированные возбудителями фузариозной гнили растения озимой пшеницы сорта Безостая 1.В ряде экспериментов использовали сорта Обрэй и Альбатрос.В большинстве случаев растения выращивали в стерилизованное песке в усдош . ях искусственного климата.В качестве инфекционного нэтз риала использовали изоляты РизагХии срр. (Ставропольская популяция) и штамм К? Р. £гиз1пеагио (СГИ),

Выделение грибов в чистые культуры и идентификация возбудителей проводили по общепринятым методикам (Вг -лай, 1977;й1лай, Элланская, 1975 ;Райлло, 1950) .Инфекционный материал размножали способами,предложенными А.Е.Чумаковым с соавт.(1979) и А. ЕгеягегЬоЕ? (1074).Инокуляция л лабораторная оценка устойчивости растений к фузариозной гнили осуществлялась несколькими методами (БенкенДрус-товскак,1977;1ГлечкОЕСкаяЛ9Е5; йвв^эг^йз- ,1978) „Пря определении концентрации споровых суспензий использовали счетную камеру Горяева» -

Обработку семенного материала проводили замачиванием в .0,01-0,1/2-ном водном растворе культуральных жидкостей., ыикроыицетов,получивших условные названия"Комплексин" и "Фузарин",которые нарабатывали по оригинальной методике.

При получении элиситор-активннх фракций пользовались элементами методики,описанной В. моегбсЬЪаоЬег е! а1.' (1986).0чис,тка препаратов проводилась методами гелъ-филь трации с использованием хроматографии низкого давления. При исследовании химического состава ишу ни за торов белок определяли методом Кьелдаля,свободнее аминокислоты-нин-гидриновым,а сахара-колориметрическим антроновым методом. Полный аминокислотный состав исследовали с помощью ионообменной хроматографии.

Определение активности пероксидазы и полиуенолоксида зы проводилось по способу А.Н.Бояркина (1951,1954). Содержание ингибитора трипсина исследовали ЕАШ1А-амида зннм методом(Адамовская и да., 1980).О состоянии растительных мембран судили по выживаемости .электролитов (Осипов, 1968) и интенсивности перекисного окисления липидов (Лукаткин, Голованова,1988).Экстракция зеленых пигментов проводилась методом Я.11.Милаева,И.П.11римак (1969) .Прочность связи хлорофилла-с белком пластид определяли по степени, извлекаемое™-пигмента'петролейным эфиром.

Полевые опыты .закладывались на естественном инфекционном фоне.Размер учётной плоцади делянки составлял 18?

24 м яри четырехкратной повторяоети и рендошзированном размещении.Агротехника-обцепринятая для,зоны неустойчиво го увлажнения Центрального.Предкавказья.,

На бессменном посеве (3-5-й год возделывания) изуча

лось влияние предпосевной обработки семян фу зарином (0,18 л/т),ко/.шлексином (0,18 л/т) и агрофилом (3 кг/т) на прояв ' ление и вредоносность корневой пили.За эталон било принято протравливание зерна бенлатом (3 кг/т).

I В экспериментах по влиянию биологически активный ве -, ществ на устойчивость пшеницы к корневой гнили посредством опрыскивания вегетирующих растений изучалось действие сле-'. дующих соединешш:оузария (0,1 л/га),комплексйн (0,1 л/га), ркзоплан (I л/га),симбионт (0,001 л/га),гумат натрия,30$' р.п.(0,С7 кг/га),а "такие баковне-смеси фу зарина И комплек-сина с гуматоы натрия .(0,1 л + 0,07 кг) .Обработку посевов осуществляли в стадиях 26 и 55 развития культуры ( по шка-' лё ЕУКАРПИА).На вариантах с гриййли метаболитами опрыскивание проводили также в фазу 30-31.За эталон была принята обработка растений фундазолом,50 % с.п. (0,6 кг/га) в фазе 26 и тилтом,25^ к.э.(0,5 л/га) в фазе 55.Расход рабочей ■ жидкости составлял 200 л/га. ,

• Для оценки поражения корневой системы и прикорневой части стебля фитопатогенами применяли модифицированную ' шкалу ВНКИЗР' (1981).Степень развития заболевания вычисляли по формуле МсЮ-гшеу (1923) .При .отборе .проб руководство вались, методическими рекомендациями Л.И.Кудрина с соавт. (1982). '

Важнейшие показатели качества зерна анализировали в соответствии с общепринятыми требованиями ГОСТа .Статистическую обработку полученных данных проводили по методам, описанным в руководствах И.И.Минкевича,Т.Н.Захаровой (1977) и В.Ф.Пересыпкина с соавт. (1989).

Автор приносит благодарность за помощь к консультации при выполнений работа д.б.н.ВовчуБуС.В.,к.б.н.Адамовской В.Г, и к.с.-х.н.Клечковской S.A.

2.ИЗУЧЕНИЕ ВОЖОШТОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА ВАКЦИНАЦИИ В ЗАЩИТЕ ОЖМО'Л НШЕНИЦЫ ОТ КОРНЕВОЙ ГНИЛИ.

Первоначальным этапом оценки биологической эффективное-' ти любого препарата является его испытание в лабораторных условиях.

В первой серии опытов определяли устойчивость растений озимой пшеницы,выросших из вакцинированных семян,к возбудителям йузариозной гнили.Всходи опрыскивали суспензией кони-.дай патогенов в количестве 25 мл на 100 проростков,а затем инкубировали до появления третьего листа.Отобранные для опытов штаммы обладали высокой степенью агрессивности -на искусственном фоне около 50-60 % пораненных проростков имели ярко выракенные некрозы тканей .В токе время обработка семян метаболитами на ¡23-41$ уменьшала распространение заболевания.Особенно заметно иммунизирующий эффект проявлялся' в снижении интенсивности поражения растений.Иркчем вакцинация комплексном оказалась верьма эффективной в отношении р. moniliforme ,а наибольшее повышение устойчивости К grwainearumll Р. oxysporum вызывал фу зарин.

Установлено такке„что при заражении F. graninearua (10 г инокулша на вазон) иммунизированных фу зарином семян п." всхоаость уменьшается на 20 %,тогда как без вакцинации -на 44 % (табл.1).Распространенность болззни. сниналась в 1,8, а степень развития в 3 раза.Индукция устойчивости сопровождалась сохранением биомассы проростков.При инокуляции F.mo-(

nilifonae рас тения,выросшие из необработанных семян,те-

Таблица I

Проявление иммувизирующей способности грибных метаболитов на озимой пшенице в фазе 3-х листьев (1989-1391 г.г.)

¡Лабораторная ! ! {Биомасса,^ 'всхожесть./з Щораяев- ¡Степень¡к контролю Варианты I ,—*-¡Но6ть,$ ¡развито}-и-

; опыт ; | /» j листья'.корни

32.6 62,3 56,1 10,9 120,8 94,1

39.7 44,6 58,3' 14,0 . 90,0 91,0

ряли до половины веса своих органов,но на варианте с кош -.. лексином этот показатель снижался незначительно.

Таким образом,обработка семян грибными метаболитами повышает устойчивость озимой пшеницы к возбудителям фузариозной гнили .Вакцинация не ухудшает всхожесть семян, способствуя .её сохранению на инфекционном фоне,а также положительно влияет на ростовые процессы растения-хозяина.

" 3.ВЫДЕЛЕНИЕ,»ИДЕНТИФИКАЦИЯ И ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ЭЛИСИТО-РОВ УСТОЙЧИВОСТИ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ К ФУЗАРИОЗНОЙ ГНИЛИ.

Испытание иммунизирующей способности злиситор-активных фракций.- Проведение этого исследования требовало получения относительно гомогенных препаратов идентифицируемых соединений с последующ™ изучением их биологической активности и' физико-химических свойств.В серии экспериментов была подобрана процедура,состоящая из первичной очистки культуралвных жидкостей через фильтр Шотта и дифференциального центрифуги

Инокуляция

Фу зарин + инокуляция

Инокуляция

Комплексин + инокуляция

95,2 51,8 88,9

93,6 74,1 50,0

96,0 73,8 78,5

97,5 90,7 52,1

-рования с последующей лиофилизадней полученного осадка, количество которого составляло 0,008-0,01^ от объема фильтратов.Инокуляцию семенного материала проводили суспензией конидий I?.£гаи1паагип (штамм К7) из расчета 1С спор на I мл.

Обнаружено,что на вариантах с осадком,полученным при разделении комплексина,интенсивность поражения снизалась в 1,5-1,8 раза,а величина сухого веса проростков находилась в-обратной зависимости от концентрации данной фракции (табл.2).

Таблица 2

Влияние обработки семян фракциями комплексина на устойчивость, пшеницы к фузариозной гнили

-варианты

■Концент-!Степень! Энергия'Сухой вес 100 пророс

¡рация, ¡разви,- !прорас-,!ков.мг__

! % !тяя,/Ь ! тапия.%!^5я? 5 ^

¡липх- ¡ ош.т ¡копыта к !родь ! ¡контролю

Куль туралыш£ фильтрат т

Суперна тант

Осадок

10' 10' ICIO"

-2

•6

10' 10 '

Ьс-да

ЮР,

О „05

43,4 43,9 66;5 49 s 6 47,0 41,8 73,4 238

91

93 87 S0

94 90 80

4,8

67.7 83 ^ S 96,9

88.8 68,4 78,4 65,3

52,7 52,7 51,7 36,7 43,6 58,9 26,3

7;,8 56,1 53,4 41,3 63, 7 75,1 40,3

Супернатант (0,01$) не уступал в активности исходному препара ту,но при равведении 'на порядок восприимчивость к заболеванию во врастала.Необходимо отметить,что в контроле супернатант обладал выраженным стимулирующим дейстзием.

Степень.агрессивности патогена в опыте по изучению имму-нязпру вицей способности фракций фу зарина приблизилась к абсолютной (табЛоЗ),,

Таблица 3

Проявление иммунизирующих свойств фракций фу зарина на проростках пшеницы

Варианта

!Конце/нтра-!Степзнь " 'Энергия прорастания.$

|ция,> |развития, }контро:

ОПЫУ

Культуральный фильтра': Ю-2 Ю-3 а,2 35,6 96 96 44 22

Супернатант - Ю-3 - 94,6 99 18

— п _ 10^ 95,6 95 17

Осадо:: 83,8 97 45

ю-'/ 55,4 96 21

Ю"8 -95,2 99 19

Вода - 99,5 97 4

ТТ'Р 0,05 3,9 2е7 5,4

Однако дата в этих условиях осадок (10~°) несколько снижал развитие заболевания и увеличивал в II раз энергию прорастания семян,не уступая в активности эталону»

Основываясь на приведенных данных можно предположить, что при центрифугировании исходных препаратов элисптор-ак--тивяне фракции седиментируготся в осадке и обладают иммунизирующим действием в крайне низких уонцеатрациях.

Разработка метода получения фу зарина в очищенном виде. Проведено немало исследований с целью выделит» и охарактеризовать продукты метаболизма микроорганизмоа,которые участвуют во взаимоотношениях паразита с хозяином.Эти соединения подразделяя? ка пептида,полисахарида,гликопептада п лапогливояротеида (Бейлп, 19©¿Метлицкпй я др.,1984;Тютерев, Ксендзова,1981).

Изучение биологической активности фуззрика после ав?о~

клавирования (121°С ;0,09807 Ша)показало высокую персистент-ность вакшны "к данным физическим воздействиям^ другой стороны, эго свидетельствует о небелковой природе индуктора устойчивости.На сегодняшний день одним из наиболее эффективных приемов очистки хтмкеских соединений является гель-шильтра-ция с использованием молекулярных сит.С помощью этого метода' (сефадекс Г-75) установлено,что все вещества,содержащиеся в препарате,локализованы в области низкомолекулярных соединений „С целью более полной характеристики элиситора была-проведена дальнейшая очистка на сефадексе Г-Ю.В результате получено два хорошо отделившихся друг от друга пика веществ. При этом первый пик выходил в широкой зоне,что говорит о присутствии в его составе, значительного количества неоднородных соединений.Вторая,более нязкомолекулярная группа выходила в виде симметричного острого пика.Это.указывает на наличие в нем веществ с близкими по своей молекулярной массе свойствами.Оказалось,что наиболее выраженным иммунизирующим действием обладают соединения второго пика (табл.4).

Таблица 4

Фятопатологическая оценка фракций,полученных при гель-фильтрации Фу зарина на сефадексе Г-10

,„„ ¡Развитие бо- ! .Биомасса, Фракции _!лезни, % !мг/30 проростков "

Контроль (вода) 32± 3,8 . 13 t 0,8

Патоген , 91 - 8,8 3 + 0,5

Патоген + Фракция .И 45 ^ 4,8 ' 22 1 3,5

Патоген + Фракция .1» 2 37 - 2,9 29 t 2,5

Фракция &1 33 ± 4,4 " ' 18 ± 1,1

Фракция & 2 25 - 1,8. : 27 £ 2,9

Следует отметить,что определенную активность проявляют и вещества первой фракции.Однако фракция й 2 имеет более выракеи ное стимулирующее действие» ;

11а основании полученных результатов моино предположить, что одним из факторов регуляции .устойчивости являются вещества фятогормональной природы. '

Физико-химические характеристики соединений.обладающих • элиситорной активностью. Одной из основных характеристик какого-либо вещества является его сяектр~поглощенля*Получешше данные показывают,что максимум поглощения для второй фракции расположен в ультрафиолетовой'области при 261,4 нм,Следовательно, в элиситор-активном. комплексе могут находиться веще- N

ства типа фитогормонов,нуклеиновых кислот и соединений,содержащих циклические и гетероциклические группировки.В дальнейшем в изучаемой фракции были обнаружены азотосодеряащие вещества небелковой природа,в состав которых входят и свободные аминокислоты,некоторое количество Сахаров и минераль них веществ.Из идентифицированных аминокислотнаибольший удельный вес. имеет глутаминовая кислота, значительно ниже содержание пролина,Лейцина и аланина.

Индукторы устойчивости долены быть низкомолекулярными соединениями,чтобы проникать в растительную ткань - (Иванюк, 1988;Метлицкий,0зерецковская,1985), тогда как большинство известных к настоящему времени элиситоров обладавт большой молекулярной массой.В нашем случае частично охарактеризованный' элиситор представляет: собой хотя и многокомпонентное,но низкомолекулярное вещество,обладающее высокой биоло гической активностью,а использованные в работе методы могут явиться эффективным способом получения' иммунизатора.

Приведению доводы позволяют надеяться на перспективность данного индуктора как коммерческого соединения,

. 4.ФИЗЮЛ0Т0-БЮЛШЕ0Ж- АСПЕНШ ШТУДИРОВАННОЙ

УСТОЙЧИВОСТИ ОЗШОЙ ПШШЦН к ФУЗАРИОЗНОЙ ИНФЕКЦИИ

Изменение активности оксидаз, В результате проведенных исследова1ш11установлено,что ири заражении егаттввгии _ активация перокси.пазы в растении не предотвращает прогрес-сирования патогенеза,тогда как вакцинация сникает активность фермента до значений,близких к уровню.протекания данного процесса в здоровой тканы (табл.5).Это согласуется с данными многих авторов о том,что устойчивым растениям свойственна стабильная энзиматическая система,не изменяющаяся под влиянием инфекции,а возрастание активности перокспдазы коррелирует со степенью проявления симптомов-заболевания. На начальной этапе патологического процесса наблюдалось такге резкое повышение активности полвЬенолокаидаза, однако затек происходило ее ингибированяе (табл.6).В изменении данного показателя у здоровых проростков наблюдалась та Ее закономерность, как и в случае с пероксидазой.Еа инфекционном фоне'препараты повышали энзиматкческув активность,которая' приближалась к значениям контроля (здоровые "проростки) Ла« яш образом,у инокулировашшх растений пшеницы,выросших в» ' иммунизированных семян,происходит нормализация активности оксида г.

Взаимосвязь активности пероксидаза к уровня с.ояеркани;; ингибитора трипопдв.Обварунено.что фу зарин, пвдуцируя болезнеустойчивость, не только нормализует активность фермента,но и повышает уровень ингибитора трипсина в растении.Исследованиями последнего.времени установлено,что увеличение биосик-

Тяблгцэ 5

Изменение активности пероксидазн под влиянием лзкцянация и фузариозной ишуектя (Л табл.= 2,5? при Р а® 0.05 )

">рег.!Я после инокуляции ■ ' относит.единицы га I г сырого п-ва

; Вариант ! ; здооовне : растения 1 гкоетт- рола ¡гшокулиропан. -! растения ! нош:

1 Г : роли

С сут. контроль (БОда)4^7^0,04 100 опо.зз :л2

йузаряп 3.78-/.03 9.1 л. 48^0,. 15 £Л

Комллексян 2,5110.24 60 3,0610,12

6 сут. Контроль 3.23-0 ДО 100 7,0410 „10 ш

Оу зарин 3.95^,04 91 3.55'10,06 119

Комплексна 2,74- 0,08 85 3,6210,24 112

0 сут. Контроль 1.0010,01 100 1.64Ю, 10 л 64

••/у зарин 0» 88-0,01 о 8 1,34-0,03

Комялекоин 0,2610,07 1,0410,02 104

Таблица 6

Изменение активности лолийеяолоксидазы под влиянием вакиинавди и фузариозной инфекции (•Ь табл.= 2,57'при Р ^0,05 )

Время после инокуляции

г

| Вариант

!

здорс рас тения

инокулирован, к

о5(Ш1о:ооз~

08 070-0,002

0,056^0,002

050С4^0г002

0,053-0.002

0.046X0,001

0,052-0,002 ,

0,04710,003

0,041^0,001

дицы

I й II

!коят-!пас тения

в-ча

■К0НТ-

3 сут. 6 су2,

8 079.

Контроль Оу зарин Комплексин Контроль су зарин Комплексен Контроль Сузарин Комплексин

100 137 ПС ТОО 83

72 100

РО

73

0,082^0,005 0,073^0.004 0„0'65^0.003 0.037^0.001 О,052-0,006 0,058-0.001 0*-040-0гС02 0.050^0.002 0,05610,006

161 143 127 58 92 31

рч-

56 108

теза ингибиторов протеиназ во многом определяет иммунитет злаков к фузариозу ДБезлюдшй,Гордей,1991;Вовчук,1992;Вол- '*

чевская,1991).Вероятно,индукция'ингибиторов трипсина является' одной из сторон механизма защитного действия фузарина,а также подтверждает возможность использования пероксидазного-теста л оценке -приобретенной резистентности.

Интенсивность перекисного окисления липидов. К настоящему •времени имеются достаточно противоречивые сведения ои активности протекания перекисных процессов при сходном патологическом состоянии в различных видах растений (Полищук,Жуков- • ская,1991).На наш взгляд,интенсивность перекисного окисления 'липидов (ПОЛ) может являться одним из биохимических маркеров индуцированной устойчивости пшеницы к фузариозной инфекции (табл.7). * • '

Таблица 7.

Влияние вакцинации на интенсивность ПОЛ в тканях

'ОЗИМОЙ ПШеНИЦЫ при Заражении Р. graminearum

( t табл = 2,45-при Р ss 0,05 )

„ ! ' 1 мкмоль ЗД А г"1 сырой массы ремя n0CJIS !дарИант ¡здоровые ! % к !инокулирован- ! % к инокуляции i ¡растения !конт-!ные растения !конт-_ !__!_ ! ролю !_- !ролд

,7 сут. Вода 5,39t 0,23 100 3,42 t 0¿09 63

.■••*•'. Су зорки 3,92¿ 0,21 73 2,76 t 0,11 - 51

8 сут.'. В ода .. 5,17- 0,28 100 3,80 t о,36 ' 74

Фузарин . 3,6I¿ 0,08 70 1,86 ± 0,23 36

Ю сут. Вода 5,29t 0,30 100 4,780,17 90

Фузарин 4,3S± 0,30 83 ' 4,17 i 0,33- 79

- II сут. Вода "5,55Í 0,20. 100 6; 13 i 0,12 .110

Фузарин 3,33Í 0,26 60 3,31.± 0,23 60 Тенденция к интенсификации ПОЛ в пораженном растении является

неблагоприятным ивменением приводящим к нарушению структуры

клеточных мембран.Вакцинация фу зарином перестраивает процессы

ПОЛ на другой уровень.Это,возможно,служит свидетельством того,

что иммунизация индуцирует способность растения-хозяина лиги бироцать неблагоприятное .для него превращение липидов клеточных мембран.

'Пигмент фотосинтетического аппарата и прочность связи хлорофилла с белком пластид.IIолучепше в полешх условиях 1990 г.данные свидетельствуют о положительном влиянии вакцинации,а так;;се ризоплана и симбионта-2 на содержание зеленых пигментов в листьях озимо;" пшеницы в присутствии уузариознои инспекции (корневая гниль) и облитатшх паразитов.Так,количество обеих бори хлорофилла на этих вариантах колебалось в пределах 114-148$ к контролю.Однако в следующем году,когда л корневом патогенном комплексе преобладал гриб ойиоболюс, значимого воздействия препаратов от;.ючено ле было.Однако иммунизирование растения сохраняли прочность связи хлорофилла с белком пластид на протяжения всего периода исследований, что, возможно, явилось о дней из факторов, обеспечивавших большую сопротивляемость ошкоЗ пгаошр к пораяеки-о возбудителями корневой таяла,

5,ПРИМЕНЕНИЕ ВЮЛОГИЧЕСКИ АКТИЬШХ ВЕЩЕСТВ В ЗАЩИТЕ ОЗИМОЙ ПШЕЙЗД ОТ КОРНЕВОЙ ПШИ-В результате проведенных исследований установлено,что основными возбудите ля.1;ш корневой гнили озимой пдаяицн в опытах являются грибы рода ривагХим »частота виделешш которых яз пораженных органов в -основной зависши ст предшествующей культуры и стадии развития растения-хозяина,На повторном по севе, особенно .на заключительных этапах органогенеза озимой' пшеницы,8начительное распространение в корневом патогенном комплексе получает орЫоЪоГла егвкйхиз.

Предпосевная-обработка семян указанными препаратами (табл.8) повышала устойчивость пшеницы к корневой гнили на протяжения большей части вегетации.Несмотря на то,что различия в пораааемости нивелировались к уборке,урозайность на защищенных делянках превосходила контрольную. .

' - , • Таблица 8

Злхсяние обработки семян биологически активными * веществами на проявление корневой гнили и про-, дуктивность озимой пшеницы на бессменном посеве

--------:----------—-------------------——■■■

(Индекс развития болезы1;,%--}Еаологическая!В. сред Вариант ^виьнние ку щи г кодошенИе ;у.ро^ос ть,. {неп за

Контроль Бенлат Агрофш£ Фузарин -Комплексин

НСР,

05

10,2 4,'8 7,1 7,7

6,3 2,7

13,4 •6,3.

я й

27,9 57,4 268 I07-. 188 12j9 . 54,0 310 . 136. 223 20,5 4 7,8. 305" " 129 , 217 : 6,6 19,5 .. '52,3 30S 127- 218 4,4" 11,1 . 49,4 320 : 130 ■ 225 1,0, • 2,4 1,6 19,0 - 20,.8' Данные табл.9 указывают на возможность индуцирования устойчивости озимой пшеницы к корневой гнили и с помощью опрыскивания вегетируэщих растений биологически активными -ве-пгестаами.Причем визуально/индуцирующий аффект наиболее за-т ! .метно проявлялся при умеренном развитии заболевания на предшественнике-горохо-оьсяная смесь,что отмечалось в ряде иссл< дований по данной проблеме( "0ПЕ ,1980; Won€» Southwell | 1980).В условиях крайне, жесткого, инфекционного фона с..преобладанием поражения офиоболезом на вариантах с вакцинацией . глазомерными методами также отмечено снижение развития за б о левания.Однако меньшая поракаемость не всегда коррелировала с увеличением продуктивности (табл.10).

Таблица 9

Влияние опрыскивания растений биологически1 активными вещеетвами на индекс развития корневой гнили озимой пшеницы в фазу колозения,^

" ' ~ ■■ Г~ _ Л1редшест5спник _

Зариант ! горохо-овсяная смесь !• озимая гпе'ница

! 1990г. ! 1991г. ¡в соеднем! 1969г. ! 1990г. ! 1991г. !в соеднем

,_;_!__! ■! за 2 года!_А_!____! за 3 года

Контроль • ' 26,8 12,9 19,9 14,2 ■ 34,8 50,4 33,1

Фундазол ' 20,4 , 7,1 13,8 ' 6,1 35,1 40,6 27,3

Гумат натрия 22,2. 8,0 15,1 7,6 " 50,6 39,4 32,5- '

Фузария 11,8 4,2 8,0 9,6 32,4 35,9 ' 26,0

Оузарин + гумат натрия 17,2 -6,4 11,8 ' 4,3 43,7. 39,7 29,2

Комплексин ' 12,1 5,3 8,7 11,2 32,1 40,2- 27,8

Комплексин+гумат натрия 19,8 5,1 12,5 7,5 32,9- 45,6 28,7

Ризоплан ' « ' . 24,0 11,4 1 7,7 11,3 45,9 - 40,2 32,5

Симбионт ' 15,1 6,6 10,9 10,0 ' 55,0 . 47,4 37,5

ШР05 1,9 1,5 1,9 3,2 2,7

Таблица 10

Влияние биологически активных веществ на продуктивность озимой пшеницы на повторном посеве, г/м"0

Вариант I98DT ] 1990г 1991г !В сред! нем за !3 года 1 <1 V ! К ¡контролю

Контроль ■ 446. 302 187 ' 312 100

Л*,,, „ж . Тггтгп ПД<3 OUV1T XkiJX х • ^ гго . <_» ы OfJfi «_» V» ООП (•j^i KJ / ОПЛ «-» v^« ТО/?

Гумат натрия 480 . : 303 220 . 334 107

Фу зарин 539 331 • 226 365 117"

Фузарин + гумат. натрия ,. 504 ■ ' 339 217 353 : ИЗ

Комплексин ' 504 343 231 359 .115

-Комплексен + гумат натрия 526 352 225 368 118

Ризоплан 462 304 ' 192 • 319 102

Симбионт 484 315 '239 346' ' III

. ®Ро5 . 22,0' 26,1 29,6

Так,в среднем за три года симбионт вызывал увеличение урожайности на Нехотя за тот не..период интенсивность пораке^-ния на этом варианте даже несколько, превышала уровень контроля. В данном случае,на наш взгляд, более объективным .критерием биологической эффективности изучаемых соединений,чем визуальная оценка устойчивости,является выносливость растений пшеницы к поражении корневой гнилью.Максимальный эффект был получен при иммунизации фу зарином и баковой смесью комп-лексияа с гуматом натрии.

Производственные испытания авиационного применения фу-зарина (0,1 л/га) с нормой расхода рабочей жидкости 50 л/га

Л колхозе имени Ленина и госплен зав оде "Ставрополь-Кавказ-ский"Петровского района,проведенные в 1990 г с .целью ограничения вредоносности фузариозной корневой.гнили,обеспечил!! прибавку урокая 3,7 ц/га и более.Окупаемость дополнительных затрат при иммунизации оказалась в 2,4 раза выше химической защиты (тилт, 25/4 к. э.) .Уровень рентабельности на 19,7 % превысил базовый вариант и не отличался от такового при использовании фунгицида.

ВЫВОДЫ

1.Вакцинация семян грибными метаболитами положительно сказывается на устойчивости озимой пшеницы к возбудителям фу зариозной гнили при искусственном заражении с высокой инфекционной нагрузкой.Иммунизирующее действие индукторов проявляется в сохранения жизнеспособности семян и меньшей интенсивности поражения заболеванием.

2.Индукция устойчивости связана со стимуляцией ростовых процессов,что указывает на участие веществ фитогормо-. нальной природы в определении биологической активности

препаратов, элиситор-активные фракции которых обладают гипсовой иммунизирующей способностью в концентрациях 10 -Ю"7 %.

3.Биологическая активность фугарина. не изменяется при автоклавировании и определяется наличием низкоыолекуляр-ных соединений:свободных аминокислот,Сахаров и минеральных веществ. • .

Метода центрифугирования и гель-фильтрации являются эффективными способами выделения элиситрра и могут быть-использованы при разработке технологического регламента

получения ¿? 11 iy.ни за тора. . ' ;

4,Патологический процесс,шзваняий возбудителем фузари-озной' гшш1,оуцестаенно изменяет- характер протекания окис-;и:тельн0-Е0сста,'юг;:тельш;: процессов в растении озимой nine (УВД.Одной 23 сторон деструктивных нарушений метаболизма • , хозяина являётся увеличение ^активности пероксидазы и её ; ингибиронание у полауенолоксида ян»У инокулированных рас те ни^,выросших из вавдпнярованрых семян,происходит нормализация -активности указанных ферментов,что мо:::ет служить показателем приобретенной устойчивости. _ , •

'б.Однш'из механизмов защитного действия фу зарина является индукция, .содержания-ингибитора трипсина в*рас тении, которая моает быть цсп'ользовава в определении биологяаес-.Koib активности элиситора. j ' ,

б.Под влиянием вакцинации и фузариозной инфекции'про-< • исходят' структурные и 'функциональные изменения .раститель-

' * 1 а

ных мембран.Развитие заболевания сопровождается увеличением их проницаемости,а вакцинация изменяет этот процесс в сторону,очевидно,неблагоприятную для патогена. ■

Ткани здорового и пощаженного растения различаются по ; интенсивности перекисного окисления липидов.При инокуляции иммунизированных проростков содержание малоново_го диальде--.тгида на этапе, невротического отторжения, ткани приближается, к таковойу у не зараженных,что свидетельствует об .ограничении влияния патогена на .метаболизм хозяина. . .-

7.11овышение болезнеустойчивости озимой пшеницы при иммунизации может также „объясняться сохранением прочности свя зи хлорофилла с белком пластид.

■ 8.Обработка семян озимой пшенвды фу зарином {2%),комп-

леке ином (2£) и агооонлом (3 кг/т) с ЙаКМЦ (1%) огранпчи-вает развитие и вредоносность корневой гнили .Продуктивность растений возрастает па 15-19/» и ..сравнима .с таковой у эталона (50% с.п.бенлат).

9.Большинство биологически активных вещестЕ в испытанных концентрациях при двух-, трехкратном оирискйшнии растений также оказывает положительное действие на продуктивность озимой пшеницы.Наибольшее увеличение урояая (И-.ТС/б) достигается применением симбионта-2 (0,0005$),фу зарина ' (0,05^),коыплексина (0,-05^) и баковой смеси комплексипа с ЗО^р.п.гумата натрия (0,05/2) .3 то же время применение системных фунгицидов (5Сй с.п.фундазола и 25 % к.э.тилта) обеспечило прирост урогкашюсти 26%.'

1С .Полученная эффективность - объясняется иы.унизируюци пи свойствами изучавшихся соединении,которые способнн по-! илдать устойчивость растения к фузарпозп-ой гнили на разлпч нкх этапах его онтогенеза,обладая,вероятно,системном действием. Обнаружено такке индуцирование толерантности озимой пиенкда при поражении офкоболёзом.

Иммунизация способствует сохранению на 5-15 количест ва продуктивных стеблей и озерненностп г.олоса в условиях высокого инфекционного фона.

11.Производственные испытания фу зарина (0,2%), прове- ' денкые методом авиационного опрыскивания,показали,что его применение способно ингпбироЕать интенсивность порапения озимой пшеница корневой гнидыо,повышая урожайность посева до 11%.

12.Аналйз экономической эффективности показал,что окупаемость дополнительных затрат'припишунизации в "

2-,4 раза превышала уровень варианта с химической защитой ( 25$ к.э.тилт),урожайность которого составила 115$ к . контролю.Рост. рентабельности был равен 19,7 % а не отличался от такового при использовании фунгицида.

. П Р Е Д Ш о'к Е Н И Я ПРОИЗВОДСТВУ В'целях разработки экологически безопасной технологи] воаделывашч иашлой пшеницы и совершенствования биологического .метода защиты от корневой гнили рекомендуется широкое производственное испытание следующих препаратов:

I.Предпосевная обработка семян фузарином (2$),комплектном (2$),агройилом (3 кг/т),

,2.Опрыскивание растений в фазы развития конец кущения - начало трубкования фузарином (О,05$),комплексином (О,05$),их баковыми смесями с гуматом натрия (0,05$),а также препаратом симбионт - 2 ( 0,0005$). .•

Список работ,опубликованных по теме диссертации} Г.Гаврилов А.А.,Сокирко В.П.Использование индуцированной устойчивости для защиты озимой пшеницы от корневой гнили//Индуцированная устойчивость с.-х.куль тур к'фитопатогенам.-Ростов-на-Дону,1989.-е.9-10.

2.Гаврилов А.А.,Борисенко Л.Ф.Повышение полигенной устойчивости озимой пшеницы путем сенсибилизации//Мето-ды интенсификации селекционного процесса.-0десса:ВСГИ,. 1990,.-с. 73-74. , ' ■ "

3.Теребиленко И.Н.,Гаврилов А.А .Возможный экономический эффект защитных мероприятий при использовании индуцированной устойчивости//Проблема научного обеспечения агропромышленного .комплекса Ставропольского

края.Сс[.прут. тр ./С тавроп. -1390. -з. Г; ?.

4.Черкаткн й.Н.,Бориоенко.Л№.,Гяярпло? Л.А.'!у -уельнпя эффективность применения хишиеспо: л с'по :: -ческрс препаратов в борьбе с болезням; озчмт г.-./,•' Та;,, ж - с.307-309.

•З.Гакргийв А'.А.Бакцкнацкя растений и усто£чкг>х:-;:> ож.:си г.-жшз» фузариозно-церкоспореллезнок е: о' гплля //Лкаад молодых учёных я специалистов в ппушо-техническкй грогресс с.-х.производства - Ттп."-, О .051-1,1991.-с.57-58. :

,._агрплов А.А.,Сокйрко 3Л.Толерантность паеняцй к фузаркозно-офиоболезному комплекс-: - иоюсчк тез инфицированного растения//Зовре.пеянке .-■ро1лг.,:г :<ет;-ки и селекции с.-х.рясте як! - Одесса:.-Г1,1991 .-с.97-98.

7.Гаврйлов А.А.,Сокирко В.П.,йзбер пероксвдазы.как показатель биотической гпеяпца при факультативном '

озимой пзеницы при интенсивно:': техг.о тг-7. -п. яЕЯ.Об.кауч.тр./Стзвроп. К - ПХ, -1992.

З.З^Д (Сч1 ^ Иг,.,. ■{ сс X и