Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ИЗУЧЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ЗАЩИТНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ У СОРТОВ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ ПРОТИВ БУРОЙ РЖАВЧИНЫ НА ПЕРВЫХ ЭТАПАХ ИНФЕКЦИОННОГО ПРОЦЕССА И НАСЛЕДОВАНИЕ ИХ ПРИ ГИБРИДИЗАЦИИ

ВАК РФ 06.01.11, Защита растений

Автореферат диссертации по теме "ИЗУЧЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ЗАЩИТНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ У СОРТОВ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ ПРОТИВ БУРОЙ РЖАВЧИНЫ НА ПЕРВЫХ ЭТАПАХ ИНФЕКЦИОННОГО ПРОЦЕССА И НАСЛЕДОВАНИЕ ИХ ПРИ ГИБРИДИЗАЦИИ"

А -1ТІЗР МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи

МАРКЕЛОВА Тамара Сергеевна

УДК 632.4 :633:п : 631.52

ИЗУЧЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ЗАЩИТНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ У СОРТОВ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ ПРОТИВ БУРОЙ РЖАВЧИНЫ НА ПЕРВЫХ ЭТАПАХ ИНФЕКЦИОННОГО ПРОЦЕССА И НАСЛЕДОВАНИЕ ИХ ПРИ ГИБРИДИЗАЦИИ

Специальность 06.01.11. — фитопатология и защита растений)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

м Г\г»~

Работа выполнена в лаборатории защиты растений и иммунитета ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательского института сельского хозяйства Юго-Востока.

Научный руководитель — доктор биологических наук, профессор |Э. Э. Гешеле.{

Официальные оппоненты: доктор биологических наук Ю. Т. Дьяков, кандидат биологических наук 3. М. Архангельская.

Ведущее предприятие — Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центральных районов Нечерноземной зоны.

Защита состоится « » 1983 г. в часов

на заседании Специализированного совета К-120.35.03. в Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева,

Адрес: 127550, г. Москва, И-550, ул. Тимирязевская, 49 Ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан « 4 » срг&рсися 1983 г.

Ученый секретарь Специализированного совета — кандидат биологических наук, доцент

|(Н. К. Торянская)

бБІДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В свете решений XXVI съезда КПСС об .увеличении валового сбора зерна и в современных'усло^ виях высокой, интенсификации сельского хозяйства возрастает значение возделывания в производстве стабильно устойчивых к болезням сортов пшеницы и, в частности, к бурой ржавчине. В настоящее время основное внимание селекционеров уделяется сортам, обладающим, высокоэффективной расоспе-цифнческой устойчивостью. Такие сорта способны полностью защитить посевы от поражения болезнями, но они теряют свое защитное свойство при появлении новых, вирулентных к ним рас патогена,

В связи с частой потерей устойчивости у сортов пшеницы к новым, расам ржавчины многие ученые предлагают использовать в селекции неспецифическую защиту, которая действовала бы против расового разнообразия патогена.

В резолюции Средиземноморской конференции о ржавчине хлебных злаков (Прага, 1972) указано: «Конференция, учитывая, что до сих пор основное внимание уделялось так называемой расоспецнфической или вертикальной устойчивости и что получено относительно мало данных по так называемой неспецифической, горизонтальной или полигенной устойчивости, предлагает, чтобы фитопатологи разработали практические методы выведения сортов, обладающих неспецифической устойчивостью».

Такая постановка вопроса неизбежно заставляет исследователей обратить внимание,на значение тех защитных особенностей, растения, которые, ограничивая инфекционный процесс, обусловливают умеренную устойчивость, а в некоторых случаях и умеренную восприимчивость сортов пшеницы к ржавчинным.заболеваниям. ...

Цель и задачи исследований. Основной целью настоящей работы являлось изучение, роли -некоторых морфо-фнзиологи-ческих признаков сортов яровой пшеницы, таких, как опушение листьев, наличие на них воскового налета, фитонцидность инфекционной, капли и клеточного сока,, количество устьиц л

Цшр, Езучагз Cr.5n QTE.ita Кзсз. еря. Лежа емьш.

ритм их раскрытия 6 ограничении развития бурой ржавчины.

■В связи с этим в задачу исследований входило решение следующих вопросов:

1) Выявить коррелятивную связь между интенсивностью поражения сортов пшеницы бурой ржавчиной и количественными показателями изучаемых признаков.

2) По степени коррелятивных связей выявить роль этих признаков как факторов неспецифической защиты.

3) Определить роль сортов, обладающих такими фактора-ми,в развитии бурой ржавчины в специфических условиях Юго-Востока. - •

4) Изучить вредоносность бурой ржавчины на сортах с неспецифической защитой.

5) Исследовать характер наследования наиболее четко выраженных-защитных особенностей для получения сведений о возможности целенаправленного создания форм с комплексом защитных факторов против бурой ржавчины.

Научная новизна результатов исследований. Данная научная работа по изучению действия сортовых особенностей, ограничивающих развитие бурой ржавчины, проводилась впервые в специфических условиях Юго-Востока.

В результате была выявлена коррелятивная связь между пораженностью сортов и наличием у них факторов неспецифической защиты.

Установлена-способность таких сортов противостоять массовому развитию заболевания в условиях, свойственных Юго-Востоку, и не снижать урожай.

Изучен характер наследования признаков опушения листа . и числа устьиц на единице поверхности.

Практическая ценность. Полученные результаты по изучению действия защитных особенностей у сортов яровой пшеницы против бурой ржавчины позволяют проводить научно обоснованную оценку селекционного материала на наличие у него, факторов нерасоспецифической защиты.

Обоснована- возможность целенаправленного создания форм с комплексом защитных особенностей против ' бурой ржавчины.

Реализация результатов исследований. Основные практические рекомендации диссертационной работы используются в институте при оценке селекционного материала яровой и озимой пшеницы.

Гибридный материал передан в отдел селекции сельскохозяйственных культур Ершовской:опытной станции.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на конференции «Молодые ученые и специалисты сельского хозяйства в борьбе-за претворение в жизнь решений XXV съезда и октябрьского (1976 г.)-Пленума ЦК КПСС

(г.-¿аратов, декабрь — 1976 г.), на научно-производственной конференции профессорско-преподавательского состава аспирантов и специалистов сельского и лесного хозяйства Саратовского СХИ но итогам научно-исследовательской работы за 1978 год, на расширенном заседании лаборатории защиты растений и иммунитета НИИСХ Юго-Востока в . апреле 1982 года. ...

Публикация. По теме диссертации опубликовано 5 научных работ, отражающих основные ее результаты.

Объем работы. Диссертация .изложена на 127 страницах машинописного текста и состоит из введения, 3-х глав, заключения, выводов, практических рекомендаций. Работа содержит 30 таблиц, 4 рисунка и приложение на 30 страницах. Спи-.сок использованной литературы включает 188; источников, в том числе 74 иностранных. . •

Место, условия, материал и методика исследований. Рабо-.та -выполнена в Научно-исследовательском ."институте сельского хозяйства Юго-Востока. Исследования проводили с 1975 "по 1977 г. в -полевом- инфекционном питомнике лаборатории .иммунитета. ; .... -

Годы исследований резко различались по погодным условиям. Погодные условия вегетационного периода 1975 года, характеризующиеся повышенным температурным режимом и большим дефицитом осадков, были крайне неблагоприятными для развития бурой ржавчины.. Вегетационный период .1976 года отличался неустойчивой погодой с пониженным температурным режимом и большим количеством осадков ливневого характера. Значительное поражение посевов бурой ржавчиной наблюдалось в фазу молочно-восковой спелости. Вегетационный период 1977 года характеризовался неустойчивой погодой с повышенным температурным режимом и неравномерным распределением осадков. Условия для развития бурой ржавчины складывались благоприятно.

Для создания искусственного фона использовали местную популяцию Puccinia recóndita Rob. ex. Desm., состоящую из бйотипов:77 расы саратовского экотипа. Заражение растений проводили в фазу кущение — выход в трубку.

Материалом для выявления сортов с различным характером поражения бурой ржавчиной послужила коллекция яровой пшеницы ВИРа, включающая 524.образца. Изучение защитных особенностей проводили на 17 сортах, различающихся по степени устойчивости и восприимчивости..

Интенсивность поражения пшеницы бурой ржавчиной определяли по шкале Петерсона и др. (Peterson R., а. а., 1948), тип реакции по шкале Мэйнса и Джексона (1959). ,. Для определения опушенности листьев, числа' устьиц на единице поверхности и- ритма их раскрытия, использовали ме-

•тбдику снятия отпечатков: быстровысыхающим ацетоновым лаком (Сказкин Ф. Д. и др., 1958).

Оценку влияния интенсивности покрытия листьев восковым налетом в ограничении величины инфекционной нагрузки проводили по методике Гешеле Э. Э. (1964), Бабаянца Л. Т. (1970).

Фитонцидность инфекционной капли определяли, проращивая уредоспоры в каплях росы, собранных с листьев. Анализ фитонцидности клеточного сока проводили по методике Вердеревского Д. Д... (1957).

Для установления роли отдельных элементов защиты в снижении развития бурой ржавчины рассчитывали коэффициенты корреляции между этими признаками.

Изучение поражаемости сортов яровой пшеницы при раз' личных инфекционных нагрузках и экологических условиях проводили в камерах искусственного климата.

Для изучения вредоносности бурой ржавчины закладывали вегетационный опыт но методике Чумакова А. Е. и др. (1973).

Для изучения характера наследования гибридами отдельных-защитных особенностей использовали комбинацию скрещивания восприимчивого сорта Саратовская 29 с умеренно восприимчивым сортом Janus.

Статистическая обработка опытных данных сделана дисперсионным методом на ЭВМ «Проминь-М». ' '

Оценка доминантности гибридных растений Fi проведена по формуле Бейла и Аткинса (1965), а расщепление F2 — по критерию соответствия х2 .(Доспехов Б. А., 1973).

Результаты исследований

1. Изучение роли отдельных морфо-физиологических признаков в снижении поражаемости сортов бурой ржавчиной

У сортов, взятых в изучение, ежегодно учитывали интенсивность поражения бурой ржавчиной и сопоставляли с количественными показателями изучаемых признаков с тем, чтобы определить их роль и ограничении развития болезни.

По результатам изучения за 3 года выделили две основные группы сортов: устойчивые и восприимчивые, но в различной степени'(табл. 1). Сорта Дмитровка 5—14, Верлд Сидз 1877 и Saga проявили высокую устойчивость к популяции бурой ржавчины -расосиецифического - характера. Тип реакции по шкале Мэйнса и Джексона — 0—2.

Довольно, высокую устойчивость расоспецифического характера проявили сорта PV-18 и F-k-.Ya 25. Уредопустулы на них были средней величины, окаймленные некрозом. Тип реакции по шкале Мэйнса и Джексона — 2—3. • : •■'••■ -4

Сорта Orofen, Janus, Саратовская 46 проявили слабую восприимчивость к бурой ржавчине без видимого проявления расоспецифической зашиты. Накопление инфекции на них происходило медленно. Тип поражения 3—4.

Сорта Bledsoe, Narino 59, Саратовская 45, Penjamo 62, Остистая 609, Rex проявили умеренную восприимчивость. В годы с умеренным развитием бурой ржавчины поражение их к концу вегетационного периода не превышало 20—30%. Лишь на сильном инфекционном фоне поражение таких сортов, как Narino,59, Саратовская 45, Penjamo 62, Остистая 609, Rex к Концу вегетационного периода возрастало до 35—45%. - .Сильную восприимчивость к бурой ржавчине показали сорта Саратовская 29, Саратовская 38, Альбидум 43. Ежегодно первые уредопустулы, появлялись на этих сортах. Уже к моменту колошения поражение их было значительным и к концу вегетационного периода они успевали накопить большое количество инфекции. Пустулы на листьях развивались крупные, сильно порошащие. Балл поражения — 4.

С целью выявления корреляции между опушением листьев сортов яровой пшеницы и устойчивостью их к бурой ржавчине проводили анализ опушенности листьев и сопоставление полученных данных с поражаемостью сортов. Исследования показывают, что признак опушенности.листьев не является стабильным и может варьировать по годам в зависимости от погодных условий и особенностей сорта. Тем не менее ежегодно отмечалась коррелятивная связь между интенсивностью поражения сортов и опушением листьев (от.г =+0,48±0,23 до г =+0,67±0,25). .....

Для определения роли воскового налета в способности сортов удерживать инфекционные капли]определяли вес инфекционных капель, удерживаемых листьями с восковым налетом и без него. Вычисленные коэффициенты корреляции между снижением веса инфекционных капель за счет воскового налета и интенсивностью поражения их бурой'ржавчиной указывают на наличие коррелятивной связи, между этими признаками (от г==—0,52±0,27 до г=—0,80±0,17).

В подтверждение предыдущих выводов о том,- что интенсивное покрытие листьев восковым налетом является защитным фактором против бурой ржавчины, исследовали прямое влияние воскового налета на пораженность.- Для этого производили инокуляцию растений суспензией уредоспор популяции бурой ржавчины.в двух вариантах: с восковым налетом.и без него.

В результате установлено, что пораженность отдельных сортов снижается-за-счет воскового налета в 6—8 раз.

• Исследования-показали, что.инфекционные капли сортов, обладающих .той .или иной степенью .устойчивости против .бу-.

рой ржавчины,'оказывают ингибирующее действие на-прорастание урелоспор. Наиболее сильно токсическое действие инфекционных капель проявляется во влажные годы, когда экспозиция их более длительная.

Расчет коэффициентов корреляции между пораженностью сортов бурой ржавчиной и фитонцидностью инфекционной капли показал наличие коррелятивной зависимости между этими признаками (от г=+0,73±0,20 до г= +0,76±0,19).

Почти все устойчивые и умеренно восприимчивые сорта обладают повышенной фитонцидностью клеточного сока. Между степенью прорастания уредоспор в клеточном соке ли-

Таблнца 1

Результаты оценки сортов яровой пшеницы на устойчивость к популяции бурой ржавчины

• Пораженность бурой ржавчиной

1975 г. 1976 г. 1977 г. • . я •. о ,

. " • ' Сорт й 2

: тип % тип % тип % У G.CO ■

реак- реак- резк- _ «в 2

ции ции ции И.Р)

Высокоустойчивые

Дмитровка 5-14 . . . 0 . 0,1 0 0,00 0 0,00 0,0.

. Верлд Сидз 1877 . . 0 0,0 0 0,00 0 0,00 0,0

' Saga ....... 0 0,0 1—2 0,05 0 0,00 0,0

Умеренно устойчивые 3,00

РУ-18...... 0 0,0 2-3 0 0,00 1,0

F-k-№ 25 . : . . . 0 ' 0,0 2-3 3,00 2—3 0,05 1,0

Слабовосприимчивые 7,50 *

Orofen ...... 3—4 1,0 3—4 3—4 8,70 5,7

' Janus ....... 3—4 1,7 3—4 7,50 3—4 5,20 4,8

• Саратовская 46 . . . 3—4 0,2 3—4 20,00- 3—4 5,00? 8,4-

Умеренно восприимчивые Bledsoe . . ... . 0 0,0 3—4 3,00 3—4 30,10 11,0

' Narino 59..... 3—4 1,0 3—4 35.00 3—4 3.10 /30

Саратовская 45 . . . 3—4 1,0 3—4 33,00- 3—4 S30 th.S

Penjarno 62.. . . . . 3—4 0,6 i 3—4 45,00 3—4 7,50 17,7

Остистая'609' . . 3—4 0,3 3—4 35,00 3—4 36,60 20,6

Rex . . . . . . 3—4 10,1 3—4 40,00- 3—4 30,90 27,0

Восприимчивые 75,00

' Саратовская 29' . . . 4 ' • 17,7 4 4 75,00 55,9

Саратовская 38- . . . 4 16,7 4 75,00. 4 75,00 55,6-

. Лльбидум-43 . . . 4 50,6 4 75,00 4 85,00 70,2

стьев сортов пшеницы и пораженностью их бурой ржавчиной' установлена положительная корреляция (от г=+0,43±0,26; до г=^+0,55±0,24). : " - -

Как показали' данные анализов, меньшее количество устьиц имеют сорта, обладающие той или иной степенью устойчивости. Восприимчивые к бурой ржавчине сортам имеют б .

самое большое количество устьиц. Между интенсивностью поражения сортов пшеницы бурой ржавчиной и . количеством устьиц на единице поверхности листьев выявлена коррелятивная связь (от г = +0,63±0,22 до г=+0,85±0,15). . Для беспрепятственного проникновения ростков уредоспор в ткани растения-хозяина важно не только большее количество устыш, но и открытое состояние их, особенно в утренние часы.

По нашим наблюдениям наиболее четкие различия в состоянии «ворот инфекции» у сортов яровой пшеницы наблюдались в 4 часа утра. Коэффициенты корреляции между интенсивностью поражения сортов бурой ржавчиной и количеством открытых устьиц у них в 4 часа утра колебались от г =+0,49±0,25 до г = +0,84±0,15..

Подводя итог результатам исследований по изучению роли некоторых защитных особенностей в ограничении развития бурой ржавчины на яровой пшенице, можно сказать, что все изученные морфо-физиологическне признаки- в какой-то степени снижают интенсивность развития болезни, о чем свидетельствуют рассчитанные коэффициенты корреляции (табл. 2). То есть все они являются факторами неспецифической защиты. .......

Таблица 2

Коррелятивная зависимость между поражаемостью сортов яровои_пшеницы бурой ржавчиной и отдельными признаками • ~ ". неспецифической защиты

Коэффициент корреляции по годам

-„ . Фактор 1975 1976 1977

Количество волосков на 1 мм2 листа .......■ . . . . Снижение веса инфекционных капель за счет воскового налета . Прорастание уредоспор в инфекционной капле- . . . • . ■. . . Прорастание уредоспор в клеточ-. ном соке . . . . ... . . . Количество устьиц на 1 мм2 листа Количество открытых устьиц в 4 часа утра на 1 мм2 листа"... +0,53±0,24 —0,54±0,24 -0,05±0,29 +0,55 ±0,24 +0,63±0,22 +0,84±0,15 + 0,48 ±0,25 —0,80 ±0,17 +0,76±0,19 +0,51 ±0,25 +0,65±0,22 +0,49 ±0,25 +0,67 ±0,25 —0,52±0,27 +0,73 ±0,20 +0,43 ±0,26 +0,86±0,15. 1 +0,73 ±0,27

• Следует подчеркнуть, что в расчет коэффициентов корреляции не были включены-сорта,, обладающие высокоэффективной , расоспецифической- защитой против местной популяции бурой ржавчины. Для этих сортов факторы неспецифиче-' ской .защиты не .будут иметь; значения, ¡пока популяции-нет

вирулентных к ним рас. Коэффициенты корреляции рассчитывали для 12 сортов, не имеющих видимой расоспецифической устойчивости. ' . "

Значимость отдельных факторов может меняться в зависимости от экологической обстановки года и сортовых особенностей образцов. Это хорошо прослеживается на результатах наших опытов, где в исследование был взят набор сортов из разных экологических групп, с различной реакцией на изменение погодных условий. Количество «работающих» факторов у отдельных сортов по годам разное (табл. 3). Этим можно объяснить тот факт, что в отдельные годы отмечена слабая корреляция по некоторым элементам защиты. "• Однако имеются сорта (Дмитровка 5—14, Saga,' F-k- № 25, Janus, Остистая 609) со стабильным проявлением элементов защиты в меняющейся экологической обстановке. По-видимому, такие сорта будут иметь наибольшую ценность для производства.

• Более четкая коррелятивная зависимость .отмечалась в том случае, когда в изучении находились сорта, близкие в экологическом отношении. В 1978 году нами были проведены исследования по выявлению связи изучавшихся ранее факторов неспецифической защиты с развитием бурой ржавчины. В опыты были включены 10 сортов селекции НИИСХ Юго-Востока. Коэффициенты кррреляции между интенсивностью поражения сортов бурой ржавчиной и факторами неспецифической защиты в этом случае оказались выше * (от г = '+0,58±0,31 до г = +0,92±0,15). • •

Наиболее объективные данные о значении факторов неспе-цифическон защиты в развитии бурой ржавчины пшеницы, вероятно, можно получить на материале, более близком не только в экологическом, НО И В генетическом плане (изогенных Л1Г-ннях).

2. Развитие бурой ржавчины на сортах, обладающих факторами неспецифической'защиты, при различных, ' ' ' инфекционных нагрузках и экологических условиях

Развитие первых уредопустул и накопление - инфекции в зоне Юго-Востока происходит, как правило, при' кратковременных периодах увлажнения, при. пониженном температур: ном режиме (+10—15°С) и от небольшого количества уредо-спор. • ' • _

В" специальных опытах, проводившихся-в. климатических камерах, исследовали способность сортов, различающихся-по наличию у них защитных особенностей против-бурой ржавчины, усваивать различные по силе инфекционные нагрузки, поражаться -при- различных -температурах-и-периодах -увлаж-8

• :.*' " Таблица. 3

Количество факторов неспецифической защиты против бурой ржавчины у сортов яровой пшеницы

■ Количество факторов по годам*

Сорт 1975 1976 1977

Высокоустойчивые

Дмитровка 5-14....... 6 ' 6 6

Верлд Сидз 1877 ....... 3 6 5

Saga »...•■•.«. 5 6 . 5

Умеренно устойчивые

PV-18 . . ........ о 5 . 5 .

F-k-Мг 25......... 5 6 5

Слабовосприимчивые

Orofen.......... 4 о о

. Janus . . . . . . .... 4 6 6

Саратовская 46 ...... 5 3 5

Умеренно восприимчивые

5 4 •4

• "Narino 59 ........ . о 3 3

Саратовская 45 ....... 5 3 3

Penjamo 62.....'. . . о 3 3

Остистая 609 ....... 5 5 5

Rex ........•. . . 4 5 6

Восприимчивые ....... 1 1

. Саратовская 29 . . . . . . 0 .

Саратовская 38 ....... 0 1 0

' Альбидум 43 . ......' . 1 0 0

*— Наличие фактора считали установленным, если количественные показатели его существенно отличались от соответствующих средних значений в опыте.

нения. Для заражения использовали популяцию клонов 77 ра-сы^вирулентных ко всем изучавшимся сортам.

Результаты показывают, что при температуре +5° заражения бурой ржавчиной не произошло. При температуре + 10° поразились все сорта. Сорта с неспецифической защитой поразились очень слабо. При повышении температур до +15, 20, 25°. наблюдалось небольшое увеличение пораженности сортов, обладающих неспецифической защитой. Не наблюдалось различия в пораженности сортов, не обладающих такой защитой..Это значит,-что при пониженных температурах воздуха сорта с неспецифической защитой не смогут полностью усвоить имеющуюся, инфекционную нагрузку .в отличие от сортов,. не. имеющих такой:зашиты..

Причем, чем больше, факторов'пассивной защиты имел образец,*.тем. слабее он поражался* и тем медленнее.происходило: нарастание'инфекции на нем в зависимости:от температуры. Отмечено также, что на сортах, с хорошо выраженной неспецифической защитой;: инкубационный период. развития бу-

.а

рой; ржавчины, длинее, особенно при пониженных температурах. Следовательно,: в условиях пониженного температурного режима такие сорта будут играть положительную роль в сдерживании развития заболевания и"сокращении числа.уредоге-нераций. , > . . •

Опыты по изучению влияния величины инфекционной-нагрузки на иораженность сортов бурой ржавчиной выявили тенденцию к усилению пораженности'всех сортов при увеличении количества миллиграммов уредоспор в суспензии. Но сорта с неспецифической защитой обладали ¿пбсоб'но'ртью лучше выдерживать повышенные инфекционные нагрузки.. При увеличении числа уредоспор п суспензии в*2—2,5 раза количество уредопустул на них увеличивалось в -среднем'на 2—3, тогда как на сильновосприимчивых coptaJc количество уредопустул возрастало на 7—13. .........

Следовательно, при незначительном .количестве-перезимо-| вавшёй инфекции эти сорта будут-препятствовать ее накоплению.

Анализ пораженности сортов ppji различных периодах увлажнения показал, что в трехчасовой, период увлажнения смогли зафиксировать инфекцию лишь сильно восприимчивые сорта (Саратовская 29, Альбидум 43). Увеличение периодов увлажнения до 6, 9, 12, 24 часов j{e! сказывалось существенно на усилении пораженности сортов. Следовательно, кратковременные увлажнения растений недостаточны* для заражения

сортов с неспецифической защитой........

• Так как зоне Юго-Востока чаще-всего,свойственны'..именно такие условия первоначального заражения посевов пшенн-цы (небольшие количества инфекции, кратковременные периоды увлажнения растений, пониженный температурный режим), то сорта с неспецнфической защитой будут служить барьером для эпифнтотий бурой ржавчины.

3. Вредоносность бурой ржавчины на некоторых сортах ■ яровой пшеницы

Для определения роли сортов, имеющих элементы неспецифической защиты, в получении устойчивых урожаев в годы эпифитотнй был заложен опыт по изучению вредоносности бурой ржавчины. В исследование были взяты образцы Саратовская 46 и Janus, обладающие факторами пассивной защиты, и сорт Саратовская;29, не имеющий таких факторов.

Полученные результаты показывают, что при одинаковой величине инфекционной нагрузки в оптимальных температурных условиях заражения развитие бурой ржавчины на изучаемых сортах происходило неодинаково. К моменту созревания сорт Саратовская 29 в опытном варианте имел поражение в среднем 89,5%. Сорт Janus в тех . же-, условиях поразился

ьо

лишь на- 34,2%, а поражение сорта Саратовская 46-составля-л о 26,8%. • - . .

Определение массы 1000 зерен показало, что различия между • контрольным и опытным'вариантамн значимы лишь у восприимчивого сорта Саратовская 29 на уровне Р = 0,05. У сортов Саратовская 46 и Janus различия оказались в пределах ошибки опыта. Только за счет снижения массы 1000 зерен потери урожая от бурой ржавчины на сорте Саратовская 29 составили 20,9%, тогда как на сорте Janus— 5,5%, а на сорте Саратовская 46—1,7%.

• "Эти данные свидетельствуют о том, что сорта Janus и Саратовская 46, обладающие факторами неспецифической защиты; способны противостоять; массовому развитию заболевания в годы эпифитотий и не снижать урожай.

4. Характер наследования устойчивости и некоторых защитных особенностей против бурой ржавчины при гибридизации и формообразование у гибридов по. .. ■ . . . . ' ' этим признакам

'Для обоснования возможности использования наиболее эффективных ограничителей инфекции (опушенность листьев, количество устьиц на единице площади листа) в селекции на устойчивость изучали характер наследования их при гибридизации. .....

В исследование была взята гибридная комбинация JanusX ХСаратовская 29: Она интересна тем,' что в качестве источника устойчивости в ней взят сорт Janus, имеющий слабое опушение листьев, небольшое количество устьиц на 1 мм2 площади листа и не имещий внешне видимой расоспецифической защиты Отцовский сорт Саратовская 29 имеет" сильноопушенные листья, с большим количеством устьиц на единице площади листа, восприимчив к бурой ржавчине. : •

" У гибридных растений Fj, F2, F3 определяли пораженность' листьев бурой ржавчиной, количество устьиц и волосков на Ilmm2 листовой пластинки. Кроме того, рассчитывали коэффициенты-корреляции между поражаемостью растений F2, F3 бурой ржавчиной и наличием у них факторов неспецифической защиты."

В Ра спределяли,степень доминирования, а в F2 — характер расщепления по этим признакам.

Результаты-показывают, что в Fi наблюдался промежуточный тип: наследования устойчивости к бурой ржавчине.

В F2 52,6%, а в Fj 32,0% растений поражались по типу устойчивого родителя, что указывает на возможность получения форм стаким типом устойчивости. ..... . :

П

\

У гибридов Fi отмечено доминирование слабой опушенно? сти листьев и пониженного количества устьиц на 1 мм2 листовой поверхности. -

При анализе гибридной популяции F2 растения делили на две группы: растения, имеющие количество устьиц и волосков, близкое к материнской:форме, н растения с количеством устьиц и волосков, близким к отцовской форме.

Результаты анализа показывают, что расщепление гибридов по количеству устьиц и волосков происходит в отношении 3:1. .

• • -Данные, полученные при изучении гибридов Fi — F2 в скрещивании JanusХСаратовская 29,- дают • основание предположить,. что каждый из изучаемых признаков контролируется одним доминантным геном.

Для определения связи устойчивости гибридных растений, к бурой ржавчине с количеством устьиц . и интенсивностью опушения листьев рассчитывали коэффициенты корреляции между этими признаками.

Коэффициенты корреляции (г=+0,34±0,08; г = +0,74± ±0,07) свидетельствуют, что и-у гибридов устойчивость к бурой ржавчине связана с наличием факторов неспецифической

защиты. : • • . ........

•" Примерно половина гибридных растений. (56,3—59,0%) и в F2, и в F3 сочетают слабое опушение листьев с малым количеством устьиц, то есть имеется возможность получения форм с комплексом защитных особенностей. ■ • "

выводы ,

1. В результате изучения большого объема образцов из мировой коллекции ВИРа и местного селекционного материала, установлено, что в генофонде яровой пшеницы имеются сорта, слабопоражаемые бурой ржавчиной, без видимого проявления расоспецифической устойчивости. К таким сортам относятся Janus (К-46608), Orofen (К-44449), Narino 59 (К-45396), Penjamo 62, (К-45159), Остистая 609 (К-43093), Rex (К-45644), Bledsoe (К-44405), Саратовская 45, Саратовская 46. Кроме того, есть образцы Дмитровка 5-14 (К-45198), Вердл Сидз" 1877 (К-46969), PV-18 (К-45933), F-k-№.25 i(K-44401), Saga (К:44600) с ярко выраженным типом расоспецифической устойчивости, • но' с незначительным количеством мест внедрения патогена. \ ■

2. Огранйчёниё развития болезни на этих сортах происходит в результате, действия-таких факторов неспецифической защиты,- как. слабая опушенность/листьев, значительно , меньшее по: сравнению .с восприимчивыми сортами количество устьиц на единице площади,листа;замедленный ритм.раскрыта

тиЯ'"их в утренние часы,- фитонцидность клеточного сока и инфекционной капли,слабая удерживаемость инфекционных капель.за счет интенсивного покрытия листьев восковым налетом. Такими же ограничителями инфекционного процесса обладают и слабопоражаемые сорта с расоспецифическнм типом устойчивости— Дмитровка 5-14, Верлд Сндз 1877, Saga, PV-18, F-k-№ 25. Для них действие этих факторов будет иметь большее значение при появлении в популяции вирулентных к ним рас возбудителя заболевания. : 3. Выраженность факторов пассивной защиты против бурой'ржавчины меняется у некоторых сортов по годам в зависимости от погодных условий вегетационного периода. Но есть образцы'с более стабильным проявлением защитных особенностей. К ним относятся Дмитровка 5—14, F-k-№ 25, Saga, Jánus, Остистая 609. Такого типа сорта будут иметь наибольшее значение в ограничении развития болезни.

•4. Сорта, обладающие факторами общей защиты, в меньшей степени снижают урожай и препятствуют развитию эпи-" фитотий.

Так, в условиях, оптимальных для заражения и развития бурой ржавчины, сорт Janus поразился на 34,2%, а Саратов-ская"29, не имеющий ограничителей инфекции, на 89,5%. Потери урожая соответственно составили 5,5 и 20,9%.

5.'В специальных опытах, имитирующих условия 'начала вегетации яровой пшеницы в зоне Юго-Востока, показано, что сорта с факторами пассивной защиты плохо усваивают небольшие'количества инфекции, не успевают поразиться при кратковременном увлажнении листьев, плохо заражаются при пониженных температурах воздуха, имеют более длинный инкубационный период, и в результате они в-несколько раз по сравнению с восприимчивыми сортами задерживают развитие заболевания.

6. В результате изучения характера наследования таких ограничителей инфекционного процесса, как опушение листьев и количество устьиц на единице площади листа, отмечено доминирование слабой опушенности листьев, малого количества устьиц и моногенный тип наследования этих признаков.

' • 7. Между пораженностью гибридных растений бурой ржавчиной и наличием у них- отмеченных элементов пассивной защиты выявлена положительная коррелятивная связь. Коэффициенты корреляции между опушенностью листьев и разви-

■тнем болезни составляли для растений F2--1-0,64±0,07; для

F3 — +0,74гЬ0,07, а по признаку «количество устьиц» соот-■ ветственно +0,34±0,08 и +0,64±0,08. Это еще раз подтверждает значимость этих факторов в ограничении развития бурой ржавчины. . .. •• ...

J3

/

••: 8. 56,3%¡гибридных форм-Р2 и 59,9% — Рз сочетают слабое опушение листьев с малым количеством устьиц, что указывает, на возможность придания; сортам в процессе селекции комплекса защитных факторов против бурой ржавчины.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Настоящая работа, проведенная в соответствии с тематическим планом лаборатории иммунитета НИИСХ Юго-Востока, направлена на, оказание практической помощи селекционерам в деле создания сортов" пшеницы со стабильной устойчивостью к бурой ржавчине. .'..,.'

" На основании проведенных исследований можно рекомендовать следующее: .' ■

1. При проведении оценки на устойчивость кбурой ржавчине обращать особое внимание на слабо- или умеренновос-приимчивые сорта, способные сдерживать накопление инфекции и не снижать заметно урожай.

'2. Проводить анализы на выявление у особо ценного селекционного материала элементов из системы нерасоспецнфиче-ской устойчивости.

3. В камерах искусственного климата исследовать способность отдельных сортов или наиболее ценного селекционного материала противостоять развитию бурой ржавчины в условиях, свойственных зоне селекционной деятельности.

4. Вовлекать в селекционный процесс сорта или селекционный материал, обладающие хорошо выраженными, стабиль-

"но" действующими по годам, элементами нерасоспецифической .устойчивости, с целью придания будущим сортам комплекса защитных особенностей против бурой ржавчины.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

' 1. Веденеева М.. Л., Маркелова Т. С. Влияние некоторых элементов пассивной защиты на развитие бурой ржавчины пшеницы. — В кн. :Всесоюз. конф. «Проблемы и пути повышения устойчивости растений к болезням и экстремальным условиям среды в связи с задачами селекции». Тез. докл., Л., . 1981, с. 53—54.

2. Веденеева М. Л., Маркелова Т. С. Роль отдельных элементов пассивной защиты в развитии бурой ржавчины на пшенице и наследование их при гибридизации:— В кн.: VII Все. союз, совещ! по иммунитету с.-х. растений к болезням и вредителям. Тез. докл., Новосибирск, 1981, с. 93—94.

3. Веденеева М. Л., Саранчина Т. С. Некоторые элементы

.И

неспецифической защиты пшеницы против бурой ржавчины. — В сб. науч. работ — Саратовский СХИ, 1980. (Генетика, селекция и семеноводство), с. 69—78.

4. Гешеле Э. Э„ Саранчина Т. С. Роль устьиц в ограничении развития бурой ржавчины на некоторых сортах яровой пшеницы. — Научн.-техн. бюл. Всесоюз. селекц.-генет. инта, 1979, вып. 33, с. 59—61.

51 Маркелова Т. С. Изучение некоторых факторов неспе-цифйческой защиты растений: против патогена на первом этапе инфекционного процесса при исследовании вопроса устойчивости пшеницы к бурой ржавчине. — В сб. науч. работ — Саратовский СХИ, 1980. (Генетика, селекция и семеноводство) , с. 62—68. •

Л 102599 б/ХН—82 г. Объем 1 п. л. Заказ 2760. Тираж 100

Типография Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 44