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 АКАДЕМу^ Им*нн К. А. ТИМИРЯЗЕВА

¡Напробах 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 1М0

.i. ^ ^ ■ Работа оаьгдэлненв да

- ..... ™ "

4-

'Киевского ор<

, дена Ленин? » ордена- тосударст-

ttfminm 1яитмшимч»'айо< > Г* fflfteMttn'.g т'ГпитвпА Лвл/>

» s,-11

- V ' " Научав» р А. лл

v.

S- ; -

, про-

ш

m. э,

В. A. ШМШУ1Я.

Ведущая организация гв0нной «икр0биологин,,

адук

ч V ív , V „"• i » - у .

"X'JЗащита оостоится

«M

' ' Г 1990 года,

?

в «7?>. час. на заседании. спездная К12« : , ; т Московской г мс Тимирязева.

'7550, Мое '«0, у^Шйрязевщ«^, 49. Сек

тор

/ГЧГл\ рГ'-" • • -UV"*"

А,

i . оматься в

Общая хармнуш >-работы

Актуальность темы : Вкусные болезни-растений наносят значительный ущерб урожайности сельскохозяйственных культур. Изучение возбудителей этих болезней дает возможность раскрыть причины появления зпи^итотий в биоценозах.

На ХХИ1 съезде КПСС наряду с теоретическими исследованиями в области биологической и сельскохозяйственной наук важное место ЦК КПСС уделяет научным направлениям, которые должны разработать новые эффективные средства защиты растений от вредителей и болезней.

Основньм 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 шишках хмеля содержатся горькие вещества, эфирные масла и другие компоненты, которые используются в пищевой промышленности, медицине и парфюмерии. 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, межжилковая мозаика. Практически не изучалась инфекционная стерильность хмеля - опасное по вредоносности заболевание этой культуры. Поэтому 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

ЦЕНТРАЛЬНАЯ • ЛУЧШАЯ БИБЛИОТЕКА •оск. сельскохоз академии

им. К. Тими|

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

В задачи исследований входило:

1. Установить эпи||итотическое 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 вкрусу.

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 отсутствует 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 взаимосвязь с грибом РЗеиоСо^гсгннрсгв/!и/>а&Ц

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 (|итосанитарного 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 фиэфакторами /ПМП, ^-облучения/, опрыскивания микроэлементами /солями ¿¡¡¿>/ дают возможность уменьшить патологические изменения у больных растений и повысить в 1,5-2 раза их продуктивность и качество урожая.

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

Профилактическая обработка растений фиэфакторами и солями /0,02 %/ испытана в хмелесовхозе "Дубовая" Житомирской области, на опытных участках НИИШИХ 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 спецкурсы "Вирусы растений", "Экология вирусов", читаемые на кафедре вирусологии Киевского госуниверситета, а также в отдельные лекции для преподавателей ЖГЛИ и УСХА, что подтверждено актами и справками по внедрению.

Апробация 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,19а?г./,

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

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

Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения; 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, пораженные возбудителем инфекционной стерильности на хмелеплантациях. Заболевания вирусной природы определяли прежде всего По внешним симптомам.в различных экологических районах УССР, а также'« 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 хмеяя яо 3-х бальной шкале /I балл-до 10% симптомов на поражённом ржсФвнии; 2 балла-свыше 10% и 3 балла-свыше 2Щ//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 симптомами израстания, скручивания и "шалковидностью" поело прививки на исследуемых привоях и после ин-

Зицирования молодых сеянцев хмеля.

Изучение комплексного поражения хмеля вирусом инфекционной стерильности и грибом Р*Иис(сре 1С/7с$рсЬа ^ити^С V. цроводили 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. Надосадэ-чную жидкость использовали для изучения методом электронной ми!фоско-пии, 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 проводили от растений; при выращивании которых соблюдались все агротехнические приемы: обрезка корневищ, рамовяа, заводка стеблей, пасынкование, пинцировка, чеканка, своевременное внесение удобрений, борьба с вредителями и болезнями /В.П.Прочаев, К.И.Прошек, 1964./.

Общее количество горьких веществ определяли объемным методом, а содержание об-кислоты /гомулона/ кондуктометрически /ГОСТ 8473-3?/.

Анализ по определению азота, фосфора, калия в листьях хмеля проводили по общепринятым методам /АЛ.Ермаков и др., 1952/.

Для изучения вируса инфекционной стерильности хмеля /ВИ.СХ/ ые-

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, 196б;197б/. Препараты контрастировали фосфорно-вольфрамовой кислотой /ФВК/, а также уранилацетатом. В работе использовали коллодиевые сетки-подложки.Ультратонкие срезы готовили из молодых листьев хмеля, пораженных ВИСХ/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,^/£#-7. Препарирование объектов для сканирующей микроскопии включало: выделение образца /лупулиповых 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 инфицированных 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. ,1£)65; А«¡Ат{}Вау^ама. ,. 1982/.

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

Для оценки генофонда на вирусоносительство у растений исполь-■

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

на ВДСХ в условиях in vivo использовали установку 4Л-1. Калибровку увеличения электронного микроскопа проводили на препаратах В"М. 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 стериль-t ность хмеля имеет тенденцию к интенсивному распространению на раз-

личных сортах и клонах этой культуры. Выяснено, что в начале вегетации /апрель/ симптомы практически проявляются очегнь 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 листьями и скручиваются. При сильном проявлении заболевания шишки на больных кустах не образуются. Такие растения /около 503»/ на плантациях поражаются и грибом PitueCcpetcnoi^ota, И/. 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 урожая шишек наблюдается у пораженных растений, произрастающий на различных типах почв /табл.1/.

«

Выход горьких веществ и «/-кислоты из шишек больных растений сильно снижается. Например,на хмеле Клон-18 у здоровых растения ко» личество горьких веществ составляло 16,65$, ¿¿-кислоты 5,47%, а у, растений, пораженных -в.-слабой и средней степени соответственно. - •

и 0,87«'. .

Таблица I

Урожайность хмеля, пораженного ВИСХ и . грибом Р{шс1срсыс/!с?реча- Аи»гц&

№№ : п/п:

Варианты / растения хмеля/

Урожайность, ц/га

1983 г.' 1984 г.'

1985 г.

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

2. Пораженные псевцопероно-

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

3. Пощаженные 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. Пораженные 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+0,57 2,90+0,53

7. в сильной

степени 2,35+0,75 1,74+0,75 1,51+0,82

8. ' Совместное поражение

ВИСХ я псевдопероноспорой

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

9. в средней ~ ~

степени 2,52+0,57 1,84+0,94 1,74+0,69

10. 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 выршдивались в специальных опытах из черенков, пораженных ВИСХ. Большинство таких черенков были с почерневшей сердцевиной,за-тивали и не давали всходов. Высота больных кустов, размер шишек заметно отличались от здоровых.

Изучение морфологии луцулиновых зерен показало, что они сильно редуцированы, мелкие у больных растений /рисЛ/. Поверхность их,как правило, не имеет вид усеченного конуса с круговым основанием, как у зерен шишек здорового хмеля.

0 2 <* о? о к «г а р/г о? о1 / ог оз ом

/ и III

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

I. При слабом поражении ШСХ /балл I/

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

Анализ листьев хмеля, пораженного ШСХ, показал снижение количества азота, фосфора и калия - веществ, имеющих важное значение для нормального метаболизма в организме растения. Такие изменения. били хорошо выражены и всегда коррелировали с патологией всего растения: в анатомоморфологическом строении листьев, шишек, лулулиновых зерен, корневища. Патологическое состояние у растений хмеля было как постоянным, так и неустойчивым. Устойчивые наблюдения наблюдались в редукции листьев, стеблей, луцулиновых 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 хмеля.

Исследования по установлению природы болезни хмеля, котор.оя

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 Р-!1и^срС1Спаро1ау ЖитиаиГ' 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 шишек. 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 ■е '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 ЮОЙ 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 повреждаются при проведении различных видов прививок. При этом нами не исключается и несовместимость ткан с;'. приЕОя и подвоя. Инфекционные

привои, содержащие БИСХ, могут влиять на функциональные свойства клеток и тканей подвоя /табл.2/.

Таблица 2

Способы передачи возбудителя инфекционной стерильности хмеля

Вари анты /£ передачи/

чеоез посадочный материал :. привив: нами : механически : семе-инокуляцией : нами соком : гомогена-: том гриба

63-75*/ до 72,3 15,2 - 45,б5®/ 19,4' 17,8

к/ 63% - посадочный материал от растений,произраставших на темко-с.ерой оподзоленной почзе;

*/ 75$ - посадочный материал от растений, произраставших на черноземе;

ш/ 15,2% - нативныП инфекционный сок листьев хмеля ' Клон-72; .

45,6% - очищенная вирусная суспензия.

Анализируя данные опытов, можно отметить, что ШСХ 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 ШСХ грибом. р/еае1с{?&1с/10!ре\а. Житий Н'- Необходимо отметить, что в биоценозах нами всегда отмечались 50-5525 растений, пораженных ВИСХ и грибом совместно. Такое сожительство двух патогенов позволяло осуществить ряд опытов по возможной передаче ВИСХ грибом Р{еис1сре*сяс£/Х*а.киг1ш6с №. . Учитывая биологические свойства гриба и вируса для инфицирования растений хмеля нзми готовились специальные гомогенаты гриба, снятого с пораженных органов растений /совместное поражение/. Суспензию гуиба готовили в 1/15 м фос-

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

Не удалось передать возбудитель инфекционной стерильности с помощью переносчиков, которые мы использовали в опытах: Р^егос^еп Аитий $сМ. /хмелевой тлей/; РЗу а#епаСа /СссА.

/хмелевой блохой/; <7е'£ы/гусАн! ия^Хспе. КсоА/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 Рми^сриспмрма^ Аигни£с №.

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-ыозаичной болезни, межжилковой мозаики и некоторых других забо-' леваний хмеля.

Отмечено, что ВИСХ можно заразить многие сорта и клоны хмеля. Индикатором является хмель Клон-72, который реагировал после заражения деформацией и хлоротичностыо 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 ВИСХ реагирует и хмель / Китихи!^¿ЛЗигЛ крапива жгучая / иипЗ Х.[

осот полевок /¿МСАщ £./% слива Венгерка /Рьили{ С^с -

/Ы^Ссл^ /.,/. Таким образом, можно отметить, что только отдельные виды растений инфицируются ШСХ.

Исследована локализация ВИСХ в клетках. Методом электронной микроскопии возбудитель, вызывающий инфекционную стерильность, выявлен в почках корневищ, молодых листьях хмеля и листьях, кото-

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

В почках корневищ, 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 показано, что вирусные частицы из очищенных препаратов, а также препаратов приготовленных непосредственно из сока имеют нитевидную форму- Мо- ' дальная длина этого вируса около 700+11 им, поперечник - 19 нм. I Значительные скопления вирионов возбудителя инфекционной стериль-

^ ности хмеля обнаруживаются в цитоплазме клеток пораженных растений,

) в особенности растений следующих клонов и сортов: Клон-72, Клон-18,

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

Совместное обнаружение ШСХ и гриба PiшdoptнcnoSf>6гa^

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

Показано, что возбудитель инфекционной стерильности хмеля наиболее отчетливо обнаруживается в индикаторном сорте хмеля Клон-72, реже в растениях других видов: крапиве жгучей, осоте, вишне, которые после инфицирования их вирусом проявляли симптомы деформации и укоротичности листовых пластинок. Важно, что нитевидные частицы ВИСХ обнаруживали и в растениях, выращенных вследствие прививок, при этом в опытах использовали шфщкрованныП привоЯ, а также в растениях, выращенных 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, мы выясняли, что не все сорта хмеля инфицируются ШСХ. Практически В11СХ не поражались красностебельные сорта, линии, клоны, номера хмеля;

Ц/,/ к& растениях дало возможность методом электронной

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

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

Таким образом, индикатором для ВИСХ служит хмель Клон-72. Возбудитель имеет нитевидную форму и отличается по морфологическим и антигенным показателям 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 выделить, 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 урояая. Исходя из этого, перед нами была • поставлена задача выяснить причины, способствующие распространению и развитию болезни в культурных биоценозах Украины, разработать конкретные меры борьбы с вирусом инфекционной стерильности. При этом реаллись 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 /ПМП/, у^-о б лучения на развитие инфекции.

Оаним 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, может быть та, что ВИСХ передается с помощью гриба Р-!и1с>1сре/1€>по{реЫь IV., успешная борьба с которым может со1фатить 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 возможного использования машинной уборки. Однако, селекционное и генетическое однообразие привело к тоцу, что ВИСХ довольно легко и быстро преодолевает устойчивость хмеля.

Из 119 различных сортов, клонов и номеров хмеля генофонда НИШШХ наш были отобраны и такие, которые практически не инфицировались ВИСХ. Интересно и важно 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 18-20$ растений.

Шло изучено, что такие сорта хмеля как Серебрянка, Полесский, дикий хмель природных биоценозов инфицировались ВИСХ, в основном, только скрыто, а Украинский 38, Северный Д, Галлертау, Ноордгаард не проявляли восприимчивости к вирусу даже после инфицирования возбудителем в специальных опытах /табл.3/. Все эти растения хмеля, в основном, являются красностебельндаи сортами, которые, по-видимо-цу, 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

Советской селекции Клон-18

35-59

Продолжение таблицы 3

Сорта, клоны, номера

% поражения

Примечание

Украинский 38- . Житомирский -8 Серебрянка

Северный Д Полесский

Зарубежной селекции

Клон-114

Клон-72

Заац

Челенжер КАУ

Галлертау Ноордгаард

Дикий хмель

1,1 - 3,0

0 - 20

Поражается только латентно

1,0 - 2,2 Часто дафщируется латентно

5 - 16

18 - 21 Реагирует отчетливыми симптомами при инфицировании. Использовался в работе как индикатор для ШСХ.

10-28 0-10 0-5 О О

О Иногда поражается ВИСХ латентно

Выборочные сорта, клоны из 119 проверенных /1983 -198бгг/ по материалам визуальных наблюдения, 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 сложились между возбудителями и растением на протяжении длительного эволюционного пути. Природный отбор к вирусу мог происходить у диких растениЛ без вмешательства человека. Для возделываемых сортов такая способность утрачена.

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

Было изучено, что продуктивность хмеля, пораженного ШСХ, можно увеличить цри частичном "блокировании" репродукции возбудителя в результате обработки посадочного материала постоянным магнитным полем /0,15 тл/ или ¿^-облучением /150 рад/ с последующим опрыскиванием вегетатирующих растений хмеля солями цинка /0,02% -4Ип10ч/ /рис.3/. При этом наблюдается повышение урожайности и выхода горьких веществ шишек хмеля у больных растений на 10-14%.

Рис.3. Основные элементы технологических процессов борьбы с инфекционной стерильностью хмеля

Рекомендации по реализации результатов исследований

1. Материалы по биологическим свойствам ШСХ 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, КГПИ, 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 иклоное Заац, Клон-72, Клон-18, Клон-114, которые сильно поражаются ВИСХ. В производство необходимо внед—' рять 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 луцулиновых зерен, которые сильно деформированы при поражении растений ШСХ, а также при комплексной инфекции вирус-гриб / Аи>»и&. М /.

4. Используя серологические тесты, визуальные наблюдения для выбраковки растений, а также применяя обработку растений микроэлементами можно, как показал расчет, получить в хозяйстве« 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 ШСХ 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 - б руб.90 коп., ^-облучение или обработка ПМП посадочного материала - 10 руб.50 коп., про-

ведение серологических анализов - 8 руб. 20 коп.

Экономический эффект, полученный за счет повышения урожайности хыеля при использовании мер борьбы с ВИСХ, рассчитанный по формуле, предложенной Ш1Ч 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■ цена и себестоимость единицы-продукции по новому.варианту,руб;

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

Лн,Аб - объем продукшш с I гг?., производимой по новому и базовому варианту;

Соб - стоимость обработки I га.

Экономическая 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 больных кустов. Прибавка урожая составляет 3,1 ц/г,а.

Выводы

1. В хмелесовхозах Украины выявлена и изучена инфекционная стерильность хмеля - болезнь, вызываемая вирусом /ШСХ/. Установлено, что количество больных растений на плантациях достигает свыше 15 процентов.-

2. Исследовано, что ВГ'.ОХ передается через посадочный материал, прививкой /свыше 709? /, через семена пораженных растений и механически инокуляцией соком. Отмечена передача возбудителя болезни гомогекатом гриба / Аи/>и-ь& IV. /,

3. Не. больных растениях :;меля возбудитель снижает урохспН на 95,- 100??. При слабом к среднем поракении растений вирусом отмечено снижение качества сьрья - выход оС -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 кольцами, 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 рартений, вызывал в них нарушение структуры органелл. К возбудителю получена диагностическая антисыворотка о титром 1:256-1:512, которую использовали в лабораториях и производственных условиях путем постановки серологических тестов / ЕЛЯ/.преципитации в агаре, кольцепреципитации.

6. Исследовано на устойчивость к ВИСХ 119 сортов, клонов к номеров хмеля отечественной и зарубежной селекции генофонда НИИГПМХ. Выявлены сильно поражаемые сорта: Заац, Клон-72,Клон-114. Латентными носителями вируса являются сорта и номера хмеля - Серебрянка, дикий хмель. Устойчивыми являются сорта Полесский,. Укра-.. инскиП 38, Северный Д., Галлертау, Ноордгаард, Э 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 вирусу сорта и выполнять своевременную обрезку растений для формирования полноценных кустов хмеля.

8. При■поранении растений в слабой и средней степени рекомендуется обработка их микроэлементами /0,02% раствором/. Как профилактическое мероприятие посадочный материал хмеля /черенки/

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

Список работ,опубликованных по теме диссертации

1. Бойко А.Л.,Муж Г.В. 1нфекц1йна стерилыйсть хмелю.- В1сник с1льськогосподарсько1 науки, 1983, й 6, с.35.

2. Бойко А.Л..Литвинов Г.С..Кондратюк Е.А.,Ромашов С.А.,Мук Г.В. Полищук В.Д.,Бадамтина Л.П. Вирусы и вирусные болезни хмеля, способы борьбы о ншди.1мелвводство:р.*оп.межввд.науч.сб.Кяев:Урокай,1985, вып.7, с.32-37.

3. Мук Г.В. Д1агяостяка та проф1лактяяа 1нфекц1йно1 стерильнос-т1 хмелю.В1сник с1льськогосподарсько1 науги,1986,й 8,с.82-83.

4. Литвинов Г.С.,Байтева В.Г.«Токарчук Л.В.,Тайкова Н.В., Муж Г.В.,Ромашев С.Д.,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",КУ,1987,с.13.

5.Муж Г.В. Учням початкових класХв про в1русн! хвороби рослин,-в сб.Шляхи удссконалення кокуйстичного ваховання молодших школяр1в у св1т1 р1теш> ХХУП з'1зду КПРС.Житомир.Облвидав, 1989, с.48-50.

в. Бойко А.Л..Тайкова Н.В.,Аль-Каддах В..Шарова А.О. ,№ух Г.В., Молчанец О.В. Индуцируемые вирусом-опухоли у растений щж различной экологической ситуации.Тез.докладов Всесоюзного симпозиума "Объем и метода генетической оценка и побочных эффектов биологически активных веществ. КЗ СССР, ГКНТ СССР, Ленинград, 1989, с.19.

7. Бойко А.Л. .Литвинов Г.С..Коадретюк Е.А. .Кормильцев Б.Ф., Ромашев С.А. .Смирнова С.А.«,Муяс Г.В. Эпифитотическое состояние вирусных болезней хмеля в различных почвенно-климатических зонах УССР.- Сб.Проблемы общей и молекулярной биологии. Вирусы Животных и растений. Изд-во при КГУ, Киев, 1Э89, в.8, с.83-87.