Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Инфекционная стерильность хмеля и меры борьбы с нею

ВАК РФ 06.01.11, Защита растений

Автореферат диссертации по теме "Инфекционная стерильность хмеля и меры борьбы с нею"

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи МУЖ Галина Васильевна

УДК 578.869.632.38

ИНФЕКЦИОННАЯ СТЕРИЛЬНОСТЬ ХМЕЛЯ И МЕРЫ БОРЬБЫ С НЕЮ

Специальность 06.01.11 —защита растений от вредителей

и болезней

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА 1990

Работа выполнена на кафедре вирусологии Киевского ордена Ленина и ордена Октябрьской революции государственного университета им. Т. Г. Шевченко и на опытной базе Научно-исследовательского и проектного технологического института хмелеводства (г. Житомир).

Научный руководитель — доктор биологических наук, профессор А. Л. Бойко.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук М. Э. Тальянский, кандидат биологических наук В. А. Шмыгля.

Ведущая организация — Украинский НИИ сельскохозяйственной микробиологии.

Защита состоится « $» ..... 1990 года.

•в «У'1 » час. на заседании специализированного совета К 120.35.03 в Московской сельскохозяйственной академии имени К- А. Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва И-550, ул. Тимирязевская, 49. Сектор защиты диссертаций ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан «'/&»

1990 г.

Ученый секретапь специализирована доцент

Н. К. Торянская

Л

Общая характеристика работы

г . Актуальность теш : Вирусные болезни растений наносят зна-■ - чительный ущерб урожайности сельскохозяйственных культур. Изменив возбудителей этих болезней дает возможность раскрыть причины появления эпифитотий в биоценозах.

На ХШ1 съезде КПСС наряду с теоретическими исследованиями в области биологической и сельскохозяйственной наук в&тлое место ЦК КПСС уделяет научным направлениям, которые должны разработать новые эффективные средства защиты растений от вредителей и болезней.

Основным поставщиком сырья хмеля в нащей стране является Украинская ССР. Различные вещества шишек хмеля содержат в себе огромные потенциальные возможности по диапазону их использования в медицине и других отраслях народного хозяйства страны. В шижах хмеля содердатся горькие вещества, эфирные масла и другие компоненты, которые используется в пищевой промышленности, медицине и napira.se-рии. Горькие вещества хмеля применяются также в бродильных процессах.

До начала наших исследований в Украинской ССР среди вирусных болезней хмеля были в основном изучены: хлорозно-мозаичное заболевание, скручивание листьев, меясжилковая мозаика. Практически не изучалась инфекционная стерильность хмеля - опасное по вредоносности заболевание этой культуры. Позтоцу исследования, направленные на изучение инфекционной стерильности и разработку мер борьбы с нею, являются актуальными для современного периода развития хмелеводства.

Цель и задачи исследований: Целью работы являлось изучение распространенности, вредоносности заболевания инфекционной стерильности хмеля, выделение возбудителя заболевания и изучение его

основных свойств, разработка эффективных мер борьбы, перспективных для практики.

В задачи исследований входило:

1. Установить эпифитотическое состояние инфекционной стерильности хмеля в хозяйствах Украины.

2. Исследовать основные свойства возбудителя болезни и выявить способы его передачи.

3. Провести идентификацию вируса, вызывающего инфекционную стерильность, в экологических условиях выращивания хмеля.

4. Дать оценку генофонду растений хмеля на восприимчивость к вирусу.

5. Разработать и предложить для производства технологические приемы борьбы с инфекционной стерильностью'.

Научная новизна результатов исследований состоит в следующем: I. В условиях Украинской ССР выявлена инфекционная стерильность хмеля и выделен ее возбудитель. Пораженность хмеля болезнью в различных экологических зонах его выращивания составляет от 1,1 до 18,0 %. При сильном /балл 3/ проявлении заболевания на инфицированных растениях полностью отсутству&г урожай. Установлено прогрессирующее распространение болезни в культурных биоценозах.

2. Изучена морфология, антигенные свойства и способы передачи вируса. Впервые исследована локализация возбудителя в клетке растения. Отмечена его взамосвязь с грибом Р^ецоЬрггспсзрыаЬлуй

3. Впервые показано, что растением-индикатором для возбудителя инфекционной стерильности является хмель Клон-72. Среди генофонда растений выделены устойчивые сорта, линии, клоны и номера хмеля.

Практическая значимость: Впервые путем фитосанитарного отбора по результатам визуальных наблюдений, серологических анализов,

метода электронной микроскопии и тестирования посредством растений хмеля Клон-72 из 119 исходных форм, номеров, клонов и сортов выявлены устойчивые к вирусу представители.

Отмечено, что санитарно-профилактические мероприятия с использованием обработки посадочного материала физфакторами /ГШ, ^-облучения/, опрыскивания микроэлементами /солями ¿¡¡л/ дают возможность уменьшить патологические изменения у больных растений и повысить в 1,5-2 раза их продуктивность и качество урояая.

Реализация результатов исследования: Результаты оценки номеров, линий, клонов и сортов хмеля на вирусоносительство переданы в НШ1ПШ для использования их в селекционной работе. Устойчивость к вирусу сортов хмеля Украинский 38, Северный Д., Галлертау, Серебрянка используется в опытах по выполнению республиканской программы "Биотехнология".

Профилактическая обработка растений физфакторами и солями /0,02 %/ испытана в хмелесовхозе "Дубовая" Житомирской области, на опытных участках ШИГГШХ и агробиологической станции естественного факультета Житомирского государственного педагогического института им.И.Я.Франко. Результаты исследований вошли в "Рекомендации по мерам борьбы с вирусными болезнями хмеля" и спец1сурсы "Вирусы растений", "Экология вирусов", читаете на кафедре вирусологии Киевского госуниверситета, а также в отдельные лекции для преподавателей ШЛИ и УСХА, что подтверждено актами и сцрав-ками по внедрению.

Аппобация работы: Основные результаты исследований автором представлены и доложены: на заседаниях кафедры вирусологии, на Совете биологического факультета и конференции молодых исследователей и аспирантов КГУ /1982-1986 гг./, на конференции "Вирусы микроорганизмов и растений" /Ташкент, 1986 г./, научно-практическом совещании "Вирусология - народному хозяйству" /Киев,1987г./,

на Всесоюзном симпозиуме "Объем и методы генетической оценки и побочных агентов биологически активных веществ /Ленинград, 1989 г./.

Публикации : по материалам диссертации опубликовано 7 работ и одна находится в печати.

Структура и объем работы: Диссертация состоит из введении, обзора литературы /I глава/, экспериментальной части /4 главы/, обсуждения результатов, выводов, предложений производству, списка основной использованной литературы. Работа изложена на 140 страницах машинописи, иллюстрирована 22 таблицами и 19 рисунками. Список основной использованной литературы включает 174 источника литературы, в т.ч. 83 - иностранных.

Содержание работы

Материалы и методы исследований: Первичным материалом исследований служили растения хмеля, поратенные возбудителем инфекционной стерильности на хмелеплантациях. Заболевания вирусной природы определяли -прежде всего по "внешним симптомам, в различных экологических районах УССР-., а также'в природных биоценозах на дикорастущем хмеле.

'Распространение болезни и ее вредоносность устанавливали в течение 1983-1986 гг. На протяжении вегетационных периодов проводили 2 учета: -первый ~ в начале проявления симптомов заболевания /апрель-май/, 'второй - в период массового проявления болезни /июль-август/. Количество больных растений учитывалось в каждом ряду плантаций хмеля 'По 3-х бальной шкале /I балл-до 102! симптомов на пораженном растетш; 2 балла-свыше 10^ и 3 балла-свыше 265ь//А.Л.Бойко, 1982/.

Отбор инфицированных растений первоначально проводили визуально по габитусу пораженного куста хмеля, а в последующих отборах с учетом серологических тестов, электронно-микроскопических анализов и с помощью индикаторных растений хмеля Клон-72 / Чехословацкой селекции/, которые реагируют ышггомамн израсгания, скручивания и "шапковидностью" поело прививки на иселодуемнх привоях и после ин-

фицирования молодых сеянцев хмеля.

Изучение комплексного поражения хмеля вирусом инфекционной стерильности и грибом Рш&риопо^рсьа Житий У. проводили по разработанной нами методике: содержимое гриба /ооспоры из "колосовидных" побегов хмеля/ измельчали в фосфатном буфере /рН -7,3/,а затем смесь центрифугировали в течение 15 минут при 2500 об/мин. Надосадо-чнуто жидкость использовали для изучения методом электронной микроскопии, для инфицирования молодых растений хмеля и постановки серологических реакций.

Опыты по передаче возбудителя через посадочный материал, прививками, семенами, механически инокуляцией соком проводили по общепринятым методикам как минимум в 10-и повторностях.

Для проведения опытов по возможной передаче вируса инфекционной стерильности семенами, последние проращивали по следующей методике. Стратификацию семян проводили в холодильнике при температуре О- +2°С. Для этого семена помещали в сосуды, заполняли влажным песком и выдерживали их на холоде 24 дня. Затем семена проращивали в термостате /+24 - +25°С/ до появления ростков, которые затем выращивали в торфоперегнойных горшках или полиэтиленовых пакетах с почвой. Контролем в опытах служили растения, выращенные из здорового посадочного материала.

Наблюдения за растениями, отбор проб в хозяйствах проводил;! от растения, при выращивании которых соблюдались все агротехнические приемы: обрезка корневищ, рамовка, заводка стеблей, пасынкование, пинцировка, чеканка, своевременное внесение удобрений, борьба с вредителями и болезнями /В.П.Прочаев, К.И.Прошек, 1064./.

Общее количество горьких веществ определяли объемным методом, а содержание ¿С-кислоты /гомулока/ кондуктометсически /ГОСТ 8473-57/.

Анализ по определению азота, фосфора, калия в листьях хмеля проводили по общепринятым методам /А.П.Ермаков и др., .

Для изучения вируса инфекционной стерильности хмеля /ВЛСХ/ мо-

тодом просвечивающей электронной микроскопии препараты готовили из

разбавленной суспензии инфекционного сока листьев, а также из очищенных вирусных препаратов методом погружения /А.Е.Проценко, 1961;А.Л.Бойко, 1966;1976/. Препараты контрастировали фосфорно-вольфрамовой кислотой /ФВК/, а также уранилацетатом. В работе использовали коллодиевые сетки-подложки.Ультратонкие срезы готовили из молодых листьев хмеля, пораженных В'ЛСХ/сорта Сильный и Клон-72/. Срезы готовили на ультрамикротомах УМТА-2 по общепринятым методам /Б.Уикли,1975/. Препараты вируса и срезы просматривали и изучали в электронных микроскопах УМВ-100 Б, УМВ-125,рЙ%-7. Препарирование объектов для сканирующей микроскопии включало: выделение образца /лупулиновых зерен/,нанесение его на покровные стекла и крепление на медные пластинки с последующим напылением платиной, золотом и просмотром препаратов на микроскопе.

Для изучения патологических изменений в клетках инфицировании? растений использовали метод люминисцентной микроскопии/А.Л.Бойко, 1966/.Очистку вируса проводили, в основном, методом дифференциального центрифугирования иногда с последующей доочисткой в градиенте плотности сахарозы/Н.А.Кисилев и др.,1965; АсЬ^п^да^а.^й. , 1982/.

Очищенный вирус применяли для получения диагностической антисыворотки. При этом вирус вводили кролику внутривенно. Для получения антисыворотки к вирусу инфекционной стерильности хмеля проводили реиммунизацию. Забор крови у животных проводили на 7-й день после последней иньекции. Для диагностики вирусов и изучения их ан тигенного родства использовали реакцию агглютинации в пробирках и на предметных стеклах,преципитацию в агаре. Для постановки последней В'/.СХ разбивали ультразвуком /А.И.Гусев, 1968/.

Для оценки генофонда на вирусоносительство у растений исполь-

I

зовали также и ША/Р. В. Гнуто ва, 1985/. В опытах обработку посадочного материала ^-облучением проводили на установках с использованием Со®®. Для изучения влияния постоянного магнитного поля /ПМП/

на В11СХ в условиях и1 использовали установку ФЛ-1. Калибров-

ку увеличения электронного микроскопа проводили на препаратах ВТМ. Количественную обработку результатов осуществляли с использованием статистических методов /В.Ю.Урбах, 1984/.

Результаты исследований

I. Эпифитотическое состояние инфекционной стерильности хмеля на Украине

В результате обследований хмелеплантаций в различных экономических районах республики было отмечено, что инфекционная стерильность хмеля имеет тенденцию к интенсивному распространению на различных сортах и клонах этой культуры. Выяснено, что в начале вегетации /апрель/ симптомы практически проявляются очень слабо. Начиная с мая и до сентября месяца симптомы усиливаются. Листья приобретают уродливый вид, мелкие, иногда хлоротичные.С возрастом гофрировка листьев,задержка роста основного стебля и боковых ветвей сильно заметны. Инфекционные кусты хмеля недоразвиты, побеги иногда с мелкими листья!ли и скручиваются. При сильном проявлении заболевания шишки на больных кустах не образуются. Такие растения /около 503»/ на плантациях поражаются и грибом РКас(срггопо^х>го^ '\[г. При этом часто из маточного корня вырастают побеги с тонкими ветками.

Наиболее часто очаги инфекционной стерильности встречаются на старых плантациях хмеля в Житомирской, Винницкой и Львовской областях. Болезнь поражала до 12-18% растений. Возбудитель инфекционной стерильности оказывает негативное влияние на урожайность и качество шишек хмеля. Снижение урогкал шишек наблюдается у пораженных растений, произрастающий на различных типах почв /табл.1/.

Выход горьких веществ и оС -кислоты из шток больных растений сильно снижается. Няпрммер.на хмеле Клон-19 у ядоровых растений количество горьких веществ составляло 16,65?'-, ¿¿-кислоты 5,47^, я у растений, пораженных в слабой и средней степени сютг.етсттэино -1Я,30?': л 3,07?. .

Таблица I

Урожайность хмеля, пораженного ВИСХ и . грибом р£(иае[> сноп с ¡рр г а, АитцЬ (I/.

№ п/п

Варианты / растения хмеля/

Урожайность, ц/га

1983г.' 1984г.' 1985г.

1. Здоровые 9,72+1,02 . 10,20+1,68 10,44+1,64

2. Пораженные псевдопероно-

спорой в слабой степени 9,03+0,63 8,89+0,79 8,74+0,76

3. Пооаленные псевдопероно- .

спорой в средней степени 7,63+0,61 7,46+0,92 7,45+1,30

4. -"- -"-в сильной степени 3,21+0,41 3,85+0,89 3,11+0,78

5. Поршне! 1ние ВИСХ в слабой степени 11,21+0,66 9,26+0,92 9,06+0,60

6. -"- в средней

степени 3,08+0,42 3,41+0,37 2,90+0,53

7. -"- в сильной

степени 2,35+0,75 1,74+0,75 1,51+0,82

8. Совместное поракение ВИСХ и псевдопероноспорой

в.слабой степени 5,78+0,54 5,47+0,73 4,92+0,78

9. -"- в средней ~ ~

степени 2,52+0,37 1,84+0,94 1,74+0,69

Ю. -"- в сильной

степени 0 » 0,06+0,095 О

Нашими многолетними исследованиями отмечено, что рост и развитие хмеля, пораженного ВИСХ и грибом сильно заторможены. Значительные нарушения в росте и развитии хмеля были отмечены у растений, которые выращивались в специальных опытах из черенков, пораженных ВИСХ. Большинство таких ^черенков были с почерневшей сердцевиной, зашивали и но давали всходов. Высота больных кустов, размер шишек заметно отличались от здоровых.

Изучение морфологии лупулиновых зерен показало, что они сильно редуцированы, мелкие у больных растений /рис.1/. Поверхности их,как правило, не имеет еид усеченного конуса с круговым основанием, как у зерен шишек здорового хмеля.

Рис.1. Размер /мм/ лупулиновых зерен шишек хмеля

I. При слабом поражении ВИСХ /балл I/

II.При среднем поражении /балл 2/ III.При сильном поражении /балл 3/

Анализ листьев хмеля, пораженного ВПСХ, показал снижение количества азота, фосфора и калия - веществ, имеющих важное значение для нормального метаболизма в организме растения. Такие изменения . были хорошо выражены и всегда коррелировали с патологией всего растения: в анатомоморфологическом строении листьев, шишек, лупулиновых зерен, корневища. Патологическое состояние у растений хмеля было как постоянным, так и неустойчивым. Устойчивые наблюдения наблюдались в редукции листьев, стеблей, лупулиновмх зерен. Маточный корень всегда был с израстаниями, знациями. Анализируя данные этих исследований, необходимо отметить, что возбудитель инфекционной стерильности приобретает значительное распространение на плантациях. Отмечена значительная вредоносность заболевания на пораженных растениях.

2. Способы передачи возбудителя инфекционной стерильности хмслч

Исследования по установлении природ:.! болезни хмеля, которая

проявляется в сильной недоразвитости растений, отсутствии шишек, крапивовидности куста, основывались на возможной передаче возбудителя через посадочный материал, прививками, механически инокуляцией соком, семенами, беспозвоночными и грибом Риис/ераспо!ро1а-' "¡иипиНН- При этом, исследования по выявлению возбудителя осуществляли с помощью возможных растений-индикаторов, серологических тестов и.электронной микроскопии. Было установлено, что возбудитель инфекционной стерильности довольно легко передается через посадочный материал /одногодичные черенки/,отобранный от растений,инфицированных возбудителем болезни. Отчетливые симптомы инфекционной стерильности проявились уже в первый год вегетации растений на протяжении июня-июля месяцев. Больные кусты хмеля обладали постоянством в проявлении симптомов и в последующие■вегетационные периоды. Они отставали в росте и, как правило, не образовывали шаек. Такие растения склонны разрастаться латерально и на них трудно проводить измерения стеблей, боковых веток. Корневая система таких кустов формируется своеобразно. Маточный корень часто весь в израстаниях с обилием мелких побегов. На 2-м и 3-м году корни загнивают и вырождаются. •

Установлено, что возбудитель инфекционной стерильности передается также прививками. При этом привои, отобранные от инфекционных растений и привитые на здоровые подвои, всегда развивались очень медленно. При осуществлении прививок не удалось получить ЮОр приживаемость подвоя и привоя. Кроме того, количество привившихся растений в опытах с инфекционным материалом было всегда значительно меньше, чем в контроле. Объясняется это тем, что побеги больных растений всегда были более хрупкие, чем здоровые и легко поьротдаются при проведении различных видов прививок. При этом нами не исключается и несовместимость тканей привоя и подвоя. Инфекционные

привои, содеру.<ацие ВИСХ, могут влиять на функциональные свойства клеток и тканей подвоя /табл.2/.

Таблица 2

Способы передачи возбудителя инфекционной стерильности хмеля

Варианты /% передачи/

через noca- : привив- : механически : семе- : гомогена-

дочныл : киз: ■: инокуляцией : нами : том гриба

материал соком

63-75*/ до 72,3 15,2 - 45,6**/ 19,4 17,8

к/ 63% - посадочный материал от растений,произраставших на темко-серой оподзоленной почве;

к/ ЧЬ% - посадочный материал от растений, произраставших на черноземе;

хх/ 15,2% - кативный инфекционный сок листьев хмеля Клон-72;

45,6% - очищенная вирусная суспензия.

Анализируя данные опытов, можно отметить, что EÍCX слабо передается через семена и механически инокуляцией соком. Последняя значительно повышается при частичной очистке сока дифференциальным центрифугированием и разбавлением осадка в 0,1 м фосфатном буфере, рН = 6,8 - 7,2 /табл.2/.

Представляло интерес выяснить вопросы о возможности передачи ВИСХ грибом PfiuclcpttcncSpcia. fiumuti И'- Необходимо отметить, что в биоценозах нами всегда отмечались 50-55°') растений, пораненных ВИСХ и грибом совместно. Такое сооттельство двух патогенов позволяло осуществить ряд опытов по возмопской передаче ВИСХ грибом Pscuclcpcic"espeta.humu& llr. • Учитывая биологические свойства гриба и вируса для инфицирования растений хмеля нами готовились специальные гомогенаты гриба, снятого с пораженных органов растений /совместное поражение/. Суспензию гриба готовили в I/I5 и фос-

фатном буфере, рН - 6,8 - 7,2 путем измельчения гриба с карборундом на протяжении 20-25 минут /+4 - +6°С/. Непосредственно после получения гомогената им инокулировали молодые листья хмеля. Самый большой процент поражения растений вирусом из такой суспензии составлял 17, 8%/Табл.г/.

Не удалось передать возбудитель инфекционной стерильности с помощью переносчиков, которые мы использовали в опытах: Р'Ьсьсс?сп Литий /хмелевой тлей/; РЗуШе^И С&СпьЬй КссЬ

/хмелевой блохой/; <7'ett(l/tycAuS игЬсвЛб ^сс^/паутинным клещем/. Практически во всех вариантах нами получены отрицательные результаты.

Таким образом, установлено, что возбудитель инфекционной стерильности передается через посадочный материал, прививками. Отмечена передача патогена через семена, механически инокуляцией соком, а также через гомогенат гриба Р{еис(ср1'1сп0{рсча^ /¡игний I^

3. Диагностика,идентификация и локализация в клетках ВИСХ

Установлено, что возбудитель ВИСХ не имеет такого арсенала растений-индикаторов или резерваторов как, например, вирус хлороз-но-мозаичной болезни, мекиилковой моз&ики и некоторых других оабо-' леваний хмеля.

Отмечено, что ВИСХ можно заразить многие сорта и клоны хмеля. Индикатором является хмель Клон-72, который реагировал после заражения деформацией и хлоротичностью листовых пластинок. Такие симптомы наблюдаются на привоях Клона-72 или же после инфицирования его молодых листьев механически инокуляцией соком. Необходимо отметить, что деформацией листовых пластинок на ШСХ реагирует и хмел: / Иити£и{ ^ацсп+Ы! /'¿/-«Зиг/, крапива жгучая / ^¿lt<■'Ccь иип5 X осот полевой /-¿СНСАЩ Лггг-е/Ы^ £/, слива Венгерка /Рьили^ ¿с -Таким образом, можно отметить, что только отдельные виды растений инфицируются ВИСХ.

Исследована локализация ВИСХ в клетках. Методом электронной микроскопии возбудитель, вызывающий инфекционную стерильность, выявлен в почке« корневищ, молодых листьях хмеля и листьях, которые прорастают.' на шишках /рис.2/.______________

Рис.2. Морфология ВИСХ и места его локализации в органах растений хмеля: а/ - ВИСХ /электронная микроскопия,х 90000; б/ - места локализации ВИСХ

В почках корнев:пц, подземной части растений хмеля вирус удается обнаружить в период с марта до июня месяца. Необходимо отметить, .что наиболее отчетливо вирус обнаруживается в нативном соке и вирусной суспензии с применением методов разбавленной суспензии и погружения. В результате проведенных исследований было показало, что вирусные частицы из очищенных препаратов, а также препаратов приготовленных непосредственно из сока имеют нитевидную форму. Модальная длина этого вируса около 700+П им, поперечник - 19 нм. Значительные скопления вирионов возбудителя инфекционной стерильности хмеля обнаруживаются в цитоплазме клеток пораженных растений, в особенности растений следующих клонов и сортов: Клон-72, Клон-18,

¿13 V .

б/

Заяц, Зпитопирский -8, Клон-74. При этом ультратонкие срезы удается изготовить только из молодых листьев и почек верхушек стеблей. При сильном поражении в ультратонких срезах наблюдаются различные наруыения в строении клеточных органелл. Происходит сильное увеличение крахмальных зерен, хлоропласты теряют свою форму, приобретают рыхлость. Эти изменения наблюдаются иногда дане в тех листьях, которые ке проявляли явных симптомов поражения, но являлись носителями Е1СХ. Показано, что вирус в клетке, в основном, расположен диффузно, однако наблюдается скопление частиц и более упорядоченное.

Совместное обнаружение ВИСХ и гриба /Vс(ор^СП(и

микроскопии выявить БИСХ в гомогенатах гриба. Вирусные частицы по величине и ыорфологии были идентичны с возбудителем, выделенным из инфекционного сока листьев хмеля.

Показало, что возбудитель инфекционной стерильности хмеля наиболее отчетливо обнаруживается в индикаторном сорте хмеля Клон-72 реие в растениях других видов: крапиве жгучей, осоте, вишне, которые после инфицирования их вирусом проявляли симптомы деформации и >эротичности листовых пластинок. Важно, что нитевидные частицы ШСХ обнаруживали к в растениях, выращенных вследствие прививок, при этом в опытах использовали инфицированный привой, а также в растениях, гцрагцениых из инфекционного посадочного материала и семян.

' К вирусу инфекционной стерильности нами была получена диагностическая антисыворотка с титром 1:256 - 1:512. Используя ее для обнаружения вируса, ш выясняли, что не все сорта хмеля инфицируются ВИСХ. Практически К'СХ не поражались красностебельные сорта, линии, клоны, номера хмеля.

Ц/г/"на растениях дало возможность методом электронной

Антисыворотка к вирусу не давала реакции с В1ТЛ, х-вирусом

картофеля, а также с вирусом скручивания и хлорозно-мозанчного заболевания хмеля.

Таким образом, индикатором для ВИСХ служит хмель Клон-72. Возбудитель имеет нитевидную форму и отличается по морфологическим и антигенным показателя!.! от других вирусов хмеля.

4. Разработка технологических приемов борьбы с возбудителем

инфекционной стерильности хмеля Разные мнения высказывались о природе ряда болезней пшеницы, картофеля, хмеля, плодовых и других культур. Только на хмеле за последние 15 лет в нашей стране выделено и идентифицировано около 7 вирусов. Нам потребовалось несколько вегетационных периодов, чтобы Еыделить, а затем и изучить возбудитель инфекционной стерильности - опасной болезни хмеля. Было исследовано, что возбудитель инфекционной стерильности является вирусом. Само название инфекционная стерильность свидетельствует о том, что вирус этой болезни зачастую приводит к полной потере урожая. Исходя из этого, перед нами была • поставлена задача выяснить причины, способствующие распространению и развитию болезни в культурных биоценозах Украины, разработать конкретные ¡/.еры борьбы с вирусом инфекционной стерильности. При этом решались следующие вопросы: изучить и предложить профилактические мероприятия, используя различные тесты и методы, выявить устойчивые к ВИСХ сорта хмеля, изучить действие микроэлементов /солей«?/;/, постоянного магнитного поля /ГМП/, ^-облучения на развитие инфекции.

Одним из выводов, вытекающих из наших опытов, является то, что отбор посадочного материала необходимо вести только от заведомо здоровых растений. Органы надземной и подземной части растений должны контролироваться на вирусоносительство, а затем использоваться в опытах. Следующая причина, которая связана с возможным увеличением

числа больных растений'на плантациях, моает быть та, что ВИСХ передается с помощью гриба Р4Шгс(с/)СЛ0по4/?»Ъ(1- /¡иотбс ¡К, успешная борьба с которым монет сократить распространение вируса.

По нашим многолетним данным одной из главных причин в распространении ВИСХ в хозяйствах является посадка хмеля одного сорта на больших площадях для унификации агротехники и дальнейшего возмогшего использования машинной уборки. Однако, селекционное и генетическое однообразие привело к тому, что ВИСХ довольно легко и быстро преодолевает устойчивость хмеля.

Из 119 различных сортов, клонов и номеров хмеля генофонда НИЖНИХ нами были отобраны и такие, которые практически не инфицировались ВИСХ. Интересно и ваяно для производства и селекционной работы то, что многие сорта поражались вирусом только латентно, а у других проявление симптомов болезни на селекционных участках и производственных плантациях отмечались более чем у 18-202! растений.

Было изучено, что такие сорта хмеля как Серебрянка, Полесский, дикий ршель природных биоценозов инфицировались ВЯСХ, в основном, только скрыто, а Украинский 38, Северный Д, Галлертау, Ноордгаард не проявляли восприимчивости к вирусу далее после инфицирования возбудителем в специальных опытах /табл.3/. Все эти растения хмеля, в основном, являются красностебельннми сортами, которые, по-видимому, имеют значительное количество лигнина, препятствующего проникновению вируса в клетки.

Таблица 3

к/

Устойчивость некоторых районированных и перспективных сортов хмеля к вирусу инфекционной стерильности

Сорта, клоны, номера : % поражения : Примечания

СоветскоГ селекции

Клон-18 35-59

Продолжение таблицы 3

Сорта, клоны, номера

пооаяения

Ппимочшоте

Украинский 33 0

Житомирский -8 1,1 - 3,0

Серебрянка 0 - 20 Поражается толь-

ко* латентно

Северный Д 0

Полесский 1,0 - 2,2 Часто инфицируется ла-

тентно

Зарубежной селекции

Клон-114 5 - 16

Клон-72 18 - 21 Реагирует отчетливая!

симптомами при инфици-

ровании. Использовался

в работе как индикатор

для ВИСХ.

Заяц 10 - 28

Челенаер 0 - 10

КАУ 0 - 5

Галлертау 0

Ноордгаард 0

Дикий хмель 0 Иногда поражается ВИСХ

латентно

** Выборочные сорта, клоны из 119 проверенных /1983 -1966гг/ по материалам визуальных наблюдений, серологических тестов, электронной микроскопии, методов прививок, инокуляции.

В настоящий период трудно еще анализировать механизмы устойчивости и сильного поражения отдельных сортов хмеля ВИСХ, но не исключено, что у дикого хмеля скрытое вирусоносительство связано с определенными взаимоотношениями, которые елолились между возбудителями и растением на протяжении длительного эволюционного пути. Природный отбор к вирусу мог происходить у диких растений без вмешательства человека. Для возделываемых сортов такая способность утрачена.

%

Таким образом, полученные данные позволяют рассматривать устойчивость сортов хмеля к ВИСХ в более широком диапазоне. По-новому монет быть интерпретирован вопрос о выведении и внедрении в производство устойчивых к ВИСХ сортов хмеля, импорт и экспорт посадочного материала этой многолетней культуры.

Было изучено, что цродуктивность хмеля, пораженного ВИСХ, могшо увеличить цри частичном "блокировании" репродукции возбудителя в результате обработки посадочного материала постоянным магнитным полем /0,15 тд/ или ^-облучением /150 рад/ с последующим опрыскиванием вегетатирующях растений хмеля солями цинка /0,02$ -/рис.3/. При этом наблюдается повышение урожайности и выхода горьких веществ шишек хмеля у больных растений на 10-14$.

Рис.З. Основные элементы технологических процессов борьбы с инфекционной стерильностью хмеля

Рекомендации по реализации результатов исследовании

1. Материалы по биологическим свойствам ВИСХ используются

в спецкурсах "Вирусы и вирусные болезни растений","Экология вирусов", читаемых в КГУ для студентов по специализации "вирусология'.' Отдельные данные по инфекционной стерильности хмеля излагаются в лекциях для студентов УСХА, ЖГПИ, учителей, специалистов сельского хозяйства соответствующего профиля.

2. Импорт и экспорт посадочного материала различных сортов хмеля всегда должен контролироваться на наличие в них ВИСХ. При этом особое внимание необходимо обращать на селекционно-генетические линии сортов и клоное Заац, Клон-72, Клон-18, Клон-114, которые сильно поражаются ВИСХ. В производство необходимо внедрять устойчивые к вирусу сорта. Централизованно использовать клоны, сорта и номера хмеля, которые поражаются вирусом латентно.

3. При обновлении ГОСТа на сырье хмеля в показателях необходимо учитывать морфологию лутгулиновых зерен, которые сильно деформированы при поражении растений ВИСХ, а также при комплексной инфекции вирус-гриб ! Р-Иис1ор1>1опо1р,&1а- Аими& Ж/.

4. Используя серологические тесты, визуальные наблюдения для выбраковки растений, а также применяя обработку растений микроэлементами можно, как показа.1 расчет, получить в хозяйствах значительный экономический эффект на I га. Результаты этих исследований проверены в опытах на- хмелеплантациях.

. 5. Впервые изучено, что для проведения технологических мероприятий для борьбы с ВИСХ необходимы дополнительные затраты на I га - основное удаление больных растений - 7 руб.16 коп., дополнительное удаление больных кустов - 7 руб.18 коп., одноразовая обработка растений микроэлементами - 6 руб.90 коп., ^-облучение или обработка ГОШ посадочного материала - 10 руб.50 коп., про-

ведение серологических гнализов - 8 руб. 20 коп.

Экономический эффект, полученный за счет повышения урожайности хмеля при использовании мер борьбы с В'ЛСХ, рассчитанный по формуле, предложенной 1ГЛЧ и кафедрой вирусологии КГУ/1986-1987 гг/ Э = П/Чд/ = /Пн - Си/ х Ан - /Пб - Сб/ х Аб - Соб, где

П/Чд/ - прирост прибыли или чистого дохода,руб;

Пн,Сн - закупочная цен?, и себестоимость единицы продукции по новому варпанту,руб;

Пб,Сб - закупочная цена и себестоимость единицы продукции по базовому варианту,руо;

Ан,Аб - объем продукции с I гг., производимой по новому и базовому варианту;

Соб - стоимость обработки I га.

Экономическ?л эффективность, рассчитанная по этой формуле составляет:

Э = /1212 - 569,3/ х 15,1 - /1212 - 569,3/ х 12 - 22 = = 1970,4 руб.

При этом цикле работ использовали обработку растений солями цинка /двухразовую/ и серологические тесты для бонитировки больнш кустов. Прибавка урожая составляет 3,1 ц/га.

Выводы

1. В хмелесовхозах Украины выявлена и изучена инфекционная сторчльность хмеля - болезнь, вызываема" вирусом /ВМСХ/. Установлено, что количество больных рпстений на плантациях достигает свыше 15 процентов.

2. Исследовано, чго В!!":; передается через посадочный материал, прививкой /евьгае 702? /, через семена пораженных растений и механически инокуляцией соком. Отмечена передача возбудителя болезни гомогенг.том гриба / Piiudepwc/^ena ßiumc-UU IV, /,

3. На больных растениях возбудитель снижает урожай на 95 •• 100?. При слабом и средни:.: порагении растений вирусом отмечено снижение качества скрмг - г-нго.-; oi- -кислоты, горьких веществ. У

пораженного хмеля нарушается метаболизм азота, фосфора, калия.

4. ВИСХ инфицирует растения других семейств. Индикатором для возбудителя болезни является хмель Клон-72, который реагирует на инфицирование вирусом хлоротичными кольцам, деформацией листьев, "шапковидностью" стеблей с образованием опухолей и трещин.

5. Впервые изучено, что размер ВИСХ составляет по длине около 700/+П нм/, вирус локализуется в цитоплазме клеток растений, вызывая в них нарушение структуры органелл. К возбудителю получена диагностическая антисыворотка с титром 1:256-1:512, которую' использовали в лабораториях и производственных условиях путем постановки серологических тестов / ЕА/.преципитации в агаре, кольцепрецигатацин.

6. Исследовано на устойчивость к ВИСХ 119 сортов, клонов и номеров хмеля отечественной и зарубе;июй селекции генофонда НИИГГШХ. Выявлены сильно поражаемые сорта: Заац, Клсн-72,Клон-П4. Латентными носителями вируса являются сорта и номера хмеля - Серебрянка, дикий хмель. Устойчивыми являются сорта Полесский, Укра- . инский 33, Северный Д., Галлертау, Ноордгаард, "> 3367, 2933.

7. Для борьбы с инфекционной стерильностью необходимо: использовать в селекции выявленные устойчивые линии, формы хмеля, тщательно выбраковывать сильно пораженные растения на плантациях, отбирать здоровые маточные растения для выращивания посадочного материала, внедрять в производство устойчивые к Елрусу сорта и выполнять своевременную обрезку растений для формирования полноценных кустов хмеля.

8. При поражении растений в слабой и средней степени рекомендуется обработка их микроэлементами /0,02$ раствором/. Как профилактическое мероприятие посадочный материал хмелл /черешен/

необходимо обрабатывать ^-облучением /150 рад/, ШП /0,15 тл -экспозиция 20 минут/.

1. Бойко А.Д.,Мук Г.В. 1нфекц1йна стерильн1сть хмелю.- В1сник оГльськогосподарсько! науки, 1983, й 6, с.35.

2. Бойко А.Л.,Литвинов Г.С.,Кондратюк Е.А. .Ромашев С.А.,Мук Г.В, Полищук В.Д. .Бадамшана Л.П. Вирусы и вирусные болезни хмеля, способы борьбы с ниш.Хмелеводство:Г л.меквед.науч.сб.Киев:Уроасай,1985, вып.7, с.32-37.

3. Мук Г.В. Д1агностика та профГлактика 1нфекц1Ено1 стерильнос-т1 хмелю.В1 сник с1льськогосподарсько1 науки, 1986,К 8,с.82-83.

4. Литвинов Г.С..Байтева В.Г. Докарчук Л.В. Дайкова Н.В., Мук Г.В.,Ромашев С.А.,Полищук В.П..Бойко А.Л. Структура и функции фитовярусов и бактериофагов в- естественных условиях и под воздействием экстремальных физических факторов.Тез.докладов научно-практического совещания "Вирусология-народному хозяйству",КГУ,1987,с.13.

5.Мух Г.В. Учням початкових клас1в про в1русн1 хвороби рослин.-в сб.Еляхи удссконалення ко:/.уя1стичного виховання молодой* школяр1в у св1т1 р1шекь ХХУП з'1зду КПРС.Китокир.Облвидав, 1989, с.48-50.

с. Бойко А.Л. Дайкова В.В. .Аль-Каддах В. .Шарова А.О.,Куа Г.В., Молча нец О.В. Индуцируемые вирусом опухоли у растений при различной экологической ситуации.Тез.докладов Всесоюзного симпозиума "Объем и методы генетической оценка и побочных эффектов биологически активных веществ. ЬЗ СССР, ГКНТ СССР, Ленинград, 1989, с.19.

7. Бойко А.Л. .Литвинов Г.С. .Кондратюк Е.А. .Кормильцев Б.Ф., Ромашев С.А. .Смирнова С.А.»,Муж Г.В. Эпифятотическоо состояние вирусных болезней хмеля в различных почвенно-климатических зонах УССР,- Сб.Проблемы общей и молекулярной биологии. Вирусы Жиеотных и растений. Изд-во при КГ/, Киев, 1989, в.8, с.83-87.

Список работ,опубликованных по теме диссертации