Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Научное обоснование поиска индукторов устойчивости для защиты растений томатов от патогенов

ВАК РФ 06.01.11, Защита растений

Автореферат диссертации по теме "Научное обоснование поиска индукторов устойчивости для защиты растений томатов от патогенов"

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ _ _ , ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ

Р г б С ft-—

1 6 RUB 199b На "Равах рукописи

ДОРОФЕЕВА Татьяна Борисовна

НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПОИСКА ИНДУКТОРОВ УСТОЙЧИВОСТИ ДЛЯ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ ТОМАТОВ ОТ ПАТОГЕНОВ

Специальность 06.01.11 — Защита растений от вредителей и болезней

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1991

Работа выполнена в лаборатории фитотоксикологни Всероссийского научно-исследовательского института защиты растений (ВИЗР).

Научный руководитель: кандидат биологических наук С. Л. Тюте-

рев.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Ю. И. Власов, кандидат биологических наук, доцент В. В. Костицин.

Ведущее учреждение: Всероссийский научно-исследовательский институт растениеводства.

Защита диссертации состоится С/К > 199-П-. в «/О» ча-

сов на заседании Специализированного совета Д.020.01.01. при Всероссийском научно-исследовательском институте защиты растений по адресу: 189620, Санкт-Петербург, Пушкин-6, I шоссе Подбельского, д. 3, ВИЗР.

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

Автореферат разослан « У » ¿"а/г/Д? 199 -А года.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат биологических наук

Г. А. Наседкина

- 1 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. В настоящее время использование химических средств защиты растений в закрытом грунте резко ограничено. Между тем, среди районированных сортов и гибридов томатов чрезвычайно мало устойчивых к болезням. Наиболее часто встречаются при выращивании томатов в закрытом грунте такие заболевания как мучнистая роса, фузариоз, вертициллез, серая гниль, фитофтороз, вирусные заболевания, вызываемые вирусом аспермии томатов (ВАТ), Х-вирусом картофеля, вирусом огуречной мозаики (ВОЮ, вирусом табачной мозаики (ВТМ), ряд бактериальных заболеваний. Это обуславливает необходимость совершенствования технологии защиты культуры томатов. Наряду с.биопрепаратами, альтернативой химическим средствам защиты растений могут быть индукторы устойчивости. Индукторы устойчивости - это вещества биологического происхождения или соединения, синтезированные (модифицированные) химическим путем. Их антипатогенное действие обуславливается изменениями, происходящими в обмене веществ обработанного ими растения и/или патогена. Профилактическое применение веществ такого типа позволяет сдерживать развитие болезней на экологически и экономически 'приемлемом уровне. Ассортимент таких веществ находится в стадии разработки, механизм их действия изучен слабо. Особо перспективны индукторы устойчивости,действующие против комплекса патогенов. Данные о таких соединениях в литературе практически отсутствуют. В то же время, именно индукторы устойчивости комплексного действия способны стать основой беспестицидной технологии выращивания сельскохозяйственных культур, в частности, растений томатов.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Основной целью работы являлось теоретическое и экспериментальное обоснование поиска индукторов устойчивости и возможности использования их в качестве средств защиты растений томатов от грибной и вирусной инфекции. Для осуществления этой цели предстояло решить следующие задачи:

- создать систему фитопатологических,.биохимических и физиологических критериев, позволяющих проводить скрининг индукторов устойчивости;

- провести фитопатологическую и биохимическую оценку группы веществ и отобрать среди них эффективные индукторы устойчивости для применения на томатах против комплекса патогенов;

- изучить особенности воздействия индукторов устойчивости на не-

- г -

которые ферментативные системы растения томатов, имеющие определенное значение в развитии защитных реакций протиб патогенов;

- показать принципиальную возможность использования отобранных индукторов устойчивости в . качестве средств защиты растений томатов в производственных условиях закрытого грунта.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ заключается в разработке фитопатологи-ческих и биохимических критериев отбора индукторов устойчивости, познании некоторых механизмов их действия и обосновании принципи- ' альной возможности создания на базе этих веществ экологически безопасных технологий защиты растений томатов от комплекса патогенов. Показано, что индукторы болезнеустойчивости активизируют ферменты фенольного и нуклеинового обмена, а также стимулируют нитратный обмен. Обработка растений такими веществами приводит не только к снижению развития заболевания, но и к активизации у них репродуктивных функций. •'

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Найдены вещества, повышающие устойчивость вегетирующих растений томатов к грибным и вирусным патогенам. Из 30 веществ, взятых в изучение, выделено четыре наиболее перспективных, которые повышают устойчивость томатов к комплексу патогенов грибной и вирусной природы. На основе этих веществ. -АВП (антивирусный препарат), монифолина, фузаксина и фумара расширен ассортимент перспективных индукторов устойчивости для этой культуры и предложена методика их использования в защищенном грунте. Эти препараты могут быть элементом интегрированной защиты растений томатов в закрытом грунте. Обработки растений предложенными индукторам« (8-3 раза до фазы цветения) снижает развитие заболеваний и повышает продуктивность растений.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертации представлены на научно-практическом семинаре в Ростове-на-Дону (1989) и на научной конференции, посвященной 100-летию со дня открытия вирусов Д.н.ивановаким, Ростов-йа! Дону (1992).

ПУБЛИКАЦИЙ.- Йо1 Материалам диссертации опубликовано 4 печатных работы. Получай йШент на вещество МВ-5 (диоктилфосфинилбутилал-лофанат), о&ладйвщее фунгицидной активностью.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация изложена на 1ба страницах йайинописного текста и состоит из введения, пяти глав, основШх выводов, практических рекомендаций И приложения. Список исйШ-ййШМйой литературы включает 169 наименований, из них 99 на

иностранных языках. Диссертация проиллюстрирована 4 таблицами. 18 рисунками и 5-ю фотографиями. Приложение включает таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Обзор литературы дан в главе: "Индукторы устойчивости' в защите растений от болезней". В ней обобщены литературные материалы. посвященные теоретическим основам использования индукторов болезнеустойчивости в защите растений. Обсуждены механизмы приобретенной устойчивости растений к возбудителям болезней. Представлен критический анализ методов и путей применения индукторов устойчивости в защите растений томатов от болезней.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ '

2. Обьекты и методы исследований. Основная часть исследований была проведена в лаборатории фитогоксикологии ВИЗР в течение 1988-1993 года. В работе использованы томаты сорта Волгоградский 5/95, гибридов Гренада, Вировский скороспелый и Ласточка. Производственная проверка полученных результатов осуществлена на базе П/0 "Лето" в совхозе "Ленинградский".

Индуцированную устойчивость растений томатов оценивали по' снижению развития заболеваний после искусственного заражения ВТМ и грибами Phytophthora infenstans и Golovinomyces orontll. Заражение патогенами осуществляли спустя 24-48 часов после обработки растений индукторами болезнеустойчивости. В качестве контроля использовали растения томатов, обработанные водой..

Заражение ВТМ проводили в фазу 3-4-х настоящих листьев методом механической инокуляции. Степень размножения вируса в растениях томатов фиксировали через три недели. В качестве индикатора использовали листья растения Nicotlana glutinosa.

В основу методики искусственного заражения растений томатов Ph.Infenstans был положен метод, предложенный для культуры картофеля (Федотова, Патрикеева, 1977).

Начиная с 1988 года в Восточной Европе в условиях открытого и закрытого грунта появилось новое для этих регионов заболевание томатов - мучнистая роса. Изучение возбудителя данного заболевания позволило нам классифицировать его как анаморфную стадию гриба Golovinomyces orontll Cast. Н. (Dorofeyva et al., 1994). Был

выяснен круг потенциальных хозяев возбудителя и определены сроки инкубационного периода при различных условиях. Нами был'разработан способ искусственного заражения растений томатов этим возбудителем.

Биохимические методы исследований включали определение в растениях томатов активности ферментов РНКазы, ФАЛ-лиазы, хитиназы. нитратредуктазы. а также количества растворимого белка.

Определение активности РНКазы осуществляли методом Чакроворти (Cakroworty, 1974). в нашей модификации. ФАЛ-лиазу определяли по методу Ксендзовой и Тютерева (1977). Активность хитиназы изучали по методу Пегг и Вези (Pegg. Vessy; Vessy, Pegg, 1973). Определение нитратредуктазы проводили по Яворски (Jaworski, 1974). Количество белка в растительных экстрактах определяли методом Бред-форда с куммаси R250.

Результаты лабораторных опытов подвергали дисперсионному анализу по Доспехову (1972).

Часть индукторов устойчивости, в том числе АВП, монифолин и фузаксин. впервые полученные в ВИЗР. нарабатывали самостоятельно. АВП получали по методике Ю.И. Власова и И.А. Катина (1981). Нами разработана препаративная форма АВП - АВП-1, состоящая из действующего вещества (89 %). сернокислого кальция (1 % ) и талька (10 %). Использование данной препаративной формы способствует повышению эффективности АВП на 10-15 % по сравнению с ранее известной. Препарат монифолин получали по методике Э.Н. Ксендзовой и С.Л. Тютерева (авторское свидетельство N 1525966,1980). Препарат фузаксин нарабатывали по методике С.Л. Тютерева и др. (авторские свидетельства N 1123127,1985, N 1345384, 1987). Установлено, что препараты монифолин и фузаксин могут храниться при температуре +10° без изменения активности до года, а АВП и АВП-1 до 2-х лет.

3. Потенциальные индукторы устойчивости растений томатов против грибных и вирусных патогенов. Теоретической базой отбора потенциальных индукторов устойчивости явились современые представления о биохимических механизмах индуцированного иммунитета. Мы исходили из положения о том, что в чувствительных к возбудителям болезней растениях имеются потенциальные механизмы устойчивости, которые по различным причинам не функционируют или функционируют слабо. С помощью индукторов устойчивости мы усиливаем работу "генов 'защиты", что приводит к накоплению веществ с защитными функциями. На основе литературных данных и разработок лаборатории фи-

тотоксикологии ВИЗР для изучения была отобрана группа из 30 веществ. как природного происхождения, так и химического синтеза. Из природных соединений были исследованы монифйлин, фузаксин (получены в ВИЗР на основе грибов Moni lia fructlgena и Fusarlum oxlsporum ). антивирусный препарат ( АВП, получен в ВИЗР из растений томатов, зараженных вирусами), цепсуидин (сесквитерпеновый лактон из растения Centaurea pseudomoculasa, получен в ИФАВ РАН), гидрированные камфены, димеры камфенов (природные терпены из хвои сосны, получены в ПИК), препараты водорастворимых целлюлоз - АС, ГГ-1, САМ-3 (получены в Ташкентском государственном университете). четыре аналога хитозана с различной кинематической вязкостью (получены в Камчатском государственном инженерном центре при ■ АН РФ и в ИНЭОС). Соединения химического синтеза были представлены фторироваными производными пировиноградной кислоты (ФФ-797.ФФ-789. ФФ-802, ФФ-806, синтезированы во ИНЭОС), производными фумаровой кислоты (фумар, фумар-М. фумаран, синтезированы в Днепропетровском химико-технологическом институте), препаратами с цитокинино-вой активностью (сульфет-1, сульфет-2, флороксан синтеза ИНЭОС), . биологически активными соединениями аллофанатного ряда (МВ-1, МВ-2. МВ-5. МВ-7. синтез МХТИ) и биологически активными полианионами -полиакриловыми кислотами.(ПАК, с молекулярной массой 3.6 и 30 кД, синтеза Нижегородского государственного университета).

Антипатогенное действие перечисленных выше соединений изучено в системах ln vltro и ln vivo. Ранее, в качестве индукторов устойчивости из этого набора испытывались против вирусов АВП, а против грибов - монифолин и фузаксин ( Власов, Катин, 1981,1983; Ксендзова, Тютерев, 1980; Тютерев и др., 1985,1987). Сведений о их прямом действии на патоген получено не было, что не давало возможности четко характеризовать эти вещества как индукторы устойчивости. Остальные - испытаны впервые. Установлено отсутствие прямого действия на патоген (ln. vltro) у основной массы изучаемых веществ, в том числе АВП, монифолина, фузаксина, фумара, гидрированных камфенов и димеров камфена, полиакриловых кислот и хитоза-нов (табл.1). Изученные вещества не останавливали вегетативный рост культуры гриба Ph. lnfenstans даже в концентрации в 2-5 раз превышающей использованную нами в экспериментах ln vivo. Исключение составил препарат МВ-5. Это соединение было отнесено нами к фунгицидам.

Таблица 1

Прямое действие на патоген Phytophthora lnfenstans ряда препаратов в концентрациях, используемых для обработки веге-тирувщих растений томатов (опыты в. культуре гриба In vitro)

1 1 | Вариант I опыта 1 содержание | 1 Размер колоний гриба |

в среде,по \ . д.в., % | 1 см I 1 1 % к контролю | 1 1

I контроль 1 6,9+0.1 1 1 1 100-1

I АВП 0,5 | 2. 6±0,3 1 37,7* |

1 монифолин 0.5 | 6,0+0.4 1 87,7 I

I фузаксин 0,5 | 6,2+0,3 1 89,9 I

I димеры камфена 0,5 | 6,9+0,3 1 100,0 |

I гидрированные 0,5 | 6,9+0.3 " i 100.0- |

I камфены 1 1" 1

1 ПАК 3.6 КД 0,1 | 6,4i0,4 1 92,8 |

| ПАК 30 кД 0.1 | 6.8+0,3 1 99.0 I

1 фумар 0.1 | 6,1±0,2 1 88.4 |

1 фумаран 0.1 | 5.1±0,2 1 73,9* |

1 хитозан 2700 0.1 | 6.5+0,4 1 94,2 |

1 хитозан

I (стандарт) 0.1 1 6,6+0.4 1 95,7 |

|арцерид (эталон) 0.07 | 0 1 0*|

1 МВ-5. 1 1 0,5 | ......... 1 0.5+0.1 1 7,3* | 1 1

* - варианты существенно отличаются от контроля с вероятностью 95 %.

Имеющиеся литературные данные свидетельствуют о том, что индукторы устойчивости обычно ограничивают поражение растений на 20-30 %. Мы проводили поиск более активных препаратов, способных при высоких инфекционных нагрузках снизить развитие болезни на 40-60 и более процентов. Такую активность против вируса табачной мозаики проявляли фузаксин. монифолин, АВП, АВП-1, фумар и ПАК (3,6 и 30 кД). в отношении возбудителя фитофтороза высокая актив- • „цость была у препаратов фузаксин, монифолин, АВП, АВП-1, гидрированных камфенов, димеров камфена, хитозана (2700 сст.), фумара М, фумарана, ПАК (3,6 И 30 кД). ФФ-789, ФФ-802, МВ-1, МВ-2, МВ-5,

MB-7. Снижение развития мучнистой росы более чем па 40 % отмечено для димеров камфена. хитозана (2700 и 240 сст.). фумара, фумара М, ПАК (30 кД), МВ-5. Результаты изучения индукторов устойчивости, действующих против двух или трех патогенов представлены в таблицах 2-4 для одной оптимальной концентрации. Препарат МВ-5, проявивший в системе In vitro свойства фунгицида, изучался нами отдельно.

Таблица 2

Антивирусная и антигрибная активность индукторов устойчивости природного происхождения (растения томатов, гибрид Гренада)

1 кон-1 ВТМ, * 1 I Ph. lnfenstans** 1 1 мучнистая |

I Вариант цен-1 1 — ..........- i роса, *** |

тра-| титр I количество I % к развитие I

1 опыта ция, | вируса. |зооспоранги- 1 конт- болезни, . I

% по | % к I ев с 10 лис- I ролю % 1

Д. в. | контролю |товых высечек!

I тыс. шт. /мл 1 1 I

1 контроль 1 100 1 1 1 18.4+1,7, I 100 85.9+2.9 |

1монифолин 0.5 | 51.8+1.8 1 11,4+1.0 I 62,2 80,5+3.1* I

1фузаксин 0,5 | 57.8+2.7 1 10,5+1; 8 | 57,з' 68,0+3,8 I

1 АВП 0.5 | 51, 8+1. 0 1 10,4+1.9 | 56.8 62,0+4.9 I

[АВП-1 0,5 | 43, 3±1, 9 1 8.3+0,9 I 44,9 53.3+4,2 |

1 гидрирован- 1 1

ные камфены 0,5 | 64,9+1,8 1 9.5+2,9 | 51,6 66. 6+5, 5 |

1димеры 1 1

1 камфенов | 0.5 | Г 71.8+3.4 1 7,0+1.4 | ■ 1 38,0 37.5+3,5 |

# - различия между опытом и контролем не достоверны; * - растения в фазу 3-4-го настоящего листа заражали ВТМ, учет

проводили через 21 день; ** - отделенные листья растения в фазу 1-2-го настоящего листа

заражали возбудителем фитофтороза, учет - через 5 дней; *** - растения в фазу 4-5-го настоящего листа заражали возбудителем мучнистой росы, учет - через 14 дней. Установлено, что против комплекса грибных и вирусных патогенов эффективны препараты АВП, АВП-1. монифолин. фузаксин. фумар, ПАК. Так, обработка растений томатов препаратами АВП-1 и фумаром

способствовала ограничению размножения ВТМ в 2.3 раза (табл. 2). Несколько меньшую активность против этого патогена проявляли АВП, фузаксин. монифолин и полиакриловые кислоты, ограничивая его размножение в 1.7-1,9 раза (табл. 2,3). Все эти препараты, за исключением фумара, практически вдвое снижали зооспорогенез РЬ.1п-Гег^апэ. Фумар и ПАК (30 кД) были эффективны против мучнистой росы (табл 2,3).

Таблица 3

Антивирусная и антигрибная активность химических индукторов устойчивости (растения томатов, гибрид Гренада)

1 1 KOH-I ВТМ,* 1 I Ph. lnfenstans** 1 1 I мучнистая |

I Вариант цен-1 1 i ^ роса,*** I

тра-| титр I количество I 55 к 1 развитие |

1 опыта ция. I вируса. |зооспоранги- 1 конт- I болезни, I

% по | % к I ев с 10 лис- | ролю 1 % 1

д. в. I контролю |товых высечек|

1 1 I тыс. шт./мл I

1 контроль 1 - 1 100 1 18,8+1,3 I 100 1 68.9+2.4 |

1 ПАК 3,6 кД 0. 1 1 53,3±4,5 1 9,9±2,8 | 52,7 I 59,5+3,5* I

I ПАК 30 кД 0,1 1 58,3±3,4 1 11.3+1,7 I 60,1 1 28.7+3.7 |

1фумар ' | 0,1 1 1 43.8+6.8 1 12,9+1,6 I | | 68,6 1 37.7+6.5 | 1 .....1

( обозначения - см. табл. 2)

Айтигрибное действие выявлено у димеров камфена и препаратов на основе хитозана. Димеры камфена снижали зооспорогенез Ph. in-fenstans в 2,6 раза и вдвое - мучнистой росы (табл. 2). Из хито-занов наибольшей активностью обладал препарат с кинематической вязкостью 2700 сст: Он снижал.уровень зооспорогенеза Ph. lnfens-tans в 1,8 раза и почти вдвое - развитие мучнистой росы (табл.3). В то же время, хитозан (Bioshell Inc., США), взятый как внутренний стандарт, снижал развитие изучаемых грибных заболеваний в 3,7 раза. Очевидно, столь высокая активность препарата на основе хитина связана с , более совершенной препаративной формой и более тщательным отбором действующего вещества по степени деацетилиро-.вания и молекулярной массе. Препараты на основе хитина могут быть перспективными экологически безопасными средствами защиты растений.

Таблица 4

Антивирусная и ' антигрибная активность хитозанов (растения • томатов, гибрид Гренада)

1 1 i KOH-I ... ВТМ, * Ph. lnfenstans«* i мучнистая |

| Вариант 1 цен-| роса, *** |

тра-1 титр количество | % К развитие |

I опыта | ция. 1 вируса. зооспоранги- | конт- болезни, |

% по | % к ев с 10 лис- | ролю % |

д.в. | контролю товых высечек! тыс. шт. /мл I

1 контроль I 1 100 29.6+2,4 I 100 62.4+5,0 |

|хитозан -240 " I 0,1 1 97,8+3.4# 20, 3+2. 8 I 68,'6 29.9+2,9 |

|хитозан 2700" | 0,1 ) 93,7+5,6# 16,8+2.6 • | 56,8 34,0+3.9 |

|хитозан I 0.1 1 91,2+3,6* 7.9+1.6 I 26,7 16.3+2,1 |

] (стандарт)! i t

(обозначения - см. табл. 2)

240" - показатель кинематической вязкости испытываемых, аналогов.

В целом, экспериментально подтверждены наши теоретические представления о критериях отбора индукторов устойчивости. Двадцать шесть из тридцати (за исключением производных целлюлоз и флороксана) проявили антипатогенное действие. Обнаружены различия по спектру действия на патогены. Установлена принадлежность изучаемых веществ к индукторам устойчивости. Они действуют на патогены эффективнее in vivo, чем In vitro. Исключение составил МВ-5, запатентованный нами как фунгицидное вещество. Найдены достаточно эффективные индукторы устойчивости, действующие против двух и более патогенов - АВП, АВП-1, монифолин, фузаксин. фумар, димеры камфенов и производные хитина. Некоторые из этих препаратов, как показали наши дальнейшие исследования, могут быть использованы в качестве средств защиты растений томатов от болезней.

4. Действие индукторов болезнеустойчивости.на Ферментативные системы растений томатов. При изучении влияния индукторов комплексного действия: АВП, АВП-1, фузаксина, монифолика и ПАК на ферментативные системы растений'томатов, мы определяли активность

РНКазы, ФАЛ-лиазы. хитиназы и нитратредуктазы. Установлено, что наиболее существенные изменения в активности этих ферментов (за исключением нитратредуктазы) происходят в 1-2-е сутки.после обработки растений индукторами устойчивости. Так, активность РНКазы в растениях гибрида Гренада в этот период повышается в 1,3-2,5 раза. хитиназы - в 10-30 раз, ФАЛ-лиазы - в 1,3-5.0 раз (рис! 1, 2. 3). Активность нитратредуктазы, под влиянием основной массы индукторов устойчивости, напротив, незначительно снижается (рис.4). Такая же тенденция отмечена для сорта Волгоградский 5/95 и гибрида Вировский ранний. Происходящие изменения могут отчасти свидетельствовать об активном накоплении в растениях защитных соединений небелковой природы. В этот период, между активностью ферментов. играющих определенную роль в реализации механизмов защиты и уровнем размножения патогенов в обработанных растениях наблюдается обратная зависимость.. Так, коэффициент корреляции между размножением ВТМ и уровнем активности РНКазы в растениях гибрида Гренада составил -0,85. а для ФАЛ-лиазы —0,91. Коэффициент корреляции между активностью хитиназы и уровнем спорообразования Р11. Шегтапэ на листьях обработанных растений составил -0,89, а по отношению к развитию мучнистой росы он равен -0,82. Выявленная закономерность свидетельствует о том, что для успешной реализации защитных механизмов растений существенное значение имеет высокий уровень активности так называемых ферментов защиты, в частности, ФАЛ-лиазы и хитиназы. Повышенная активность ферментов в обработанных растениях сохраняется, по крайней мере в течении 10-14-ти суток. Гак. для ФАЛ-лиазы было выявлено наличие второго пика активности, приходящегося на 10-14-й дни после воздействия индукторов устойчивости. В этот период активность фермента возрастала в 1,2-2,9 раза (рис.3). Коэффициент корреляции между размножением вируса и активностью ФАЛ-лиазы на' четырнадцатые сутки был выше (г=-0,97), чем в первые дни (г= -0.91). Обнаруженная закономерность свидетельствует о существенной роли данного фермента в реализации индуцированной устойчивости. Ряд препаратов, в частности, АВП, АВП-1 и фумар способствовали пролонгированному повышению активности нитратредуктазы. Однако, некоторые из них (ПАК), способны угнетать активность этого фермента.

Обнаружены существенные различия в действии индукторов устойчивости на растения. Они состоят в уровне активизации защитных систем, о чем можно судить по активности ключевых ферментов, име-

1 3 7 15 17 21(сутки-

Время после обработки растений препаратами

Рис.1. Влияние индукторов устойчивости на активность РНКазы в растениях томатов (гибрид Гренада)

Обозначения: растения обработаны - ___ водой

1 4 8 ' 11 15 (сутки)

Время после обработки растений препаратами

Рис.2. Влияние индукторов устойчивости на активность хитиназн в растениях томатов (гибрид Гренада)

Обозначения:

растения обработаны - ______водой

а АВП (0. 5 %)

о монифолином (0,1 %)

о фузаксином (0,5 %)

Рис.з. Влияние индукторов устойчивости на активность ФАЛ-лиазы в растениях томатов (гибрид Гренада)

Обозначения:

Время после обработки растений препаратами

Рис.4. Влияние индукторов устойчивости•на активность нитратре-дуктазы в растениях томатов (гибрид Гренада)

Обозначения:

растения обработаны - ------водой

а фумаром (0.1 %)

в АВП (0,5 %)

Д АВП-1 (0,5 %)

А ' ПАК (0,1 55)

ющих определенное значение в развитии защитных реакций против па тогенов. Показано, что индукторы устойчивости комплексного действия вызывают повышение активности гидролаз, непосредственно связанных с реализацией механизмов активной защиты растений томатов - ФАЛ-лиазы. хитиназы. РНК-азы. Они затрагивают и работу синте-таз, в частности, нитратредуктазы. Происходящие изменения носят длительный характер и продолжаются, по крайней мере, 10-14 дней. В этот период в растениях наблюдается повышенная активность Ферментов, связанных с реализацией защитных функций.

5. Производственная проверка отобранных индукторов устойчивости в качестве средств зашиты томатов от комплекса патогенов в закрытом грунте. Испытания монифолина, фузаксина, АВП, фумара и смеси ПАК (1:1) были проведены на базе фирмы "Лето" в 1989 году на площади 3,4- тыс.м2 и 1992 году на площади 3,6 мг. Первую обработку проводили в рассадной теплице из расчета 18 л жидкости на 8 тысяч растений. Вторая и третья обработка - после высадки рассады на постоянное место с расходом 150 л/ra. Контрольные растения обрабатывали водой.

Установлено, что все испытанные препараты проявляли значительную антипатогенную активность. Трехкратная обработка растений томатов гибрида Гренада препаратами фузаксин и АВП в три раза снижала распространение вирусных болезней и болезней увядания в сезоне 1989 года. Следует отметить, что четыре из пяти повторнос-тей контрольных растений на две недели раньше опытных окончили

Таблица 5

Влияние -двукратной обработки индукторами устойчивости на по-раженность мучнистой росой и урожай томатов гибрида Ласточка (П/0 "Лето", 1992 год).

1 I Вариант опыта i 1 концент-I рация, 1 % i Пораженндсть мучнистой росой |

i ■распространение, | %. | степень развития.| % |

I контроль 95.9+3.1 | 5.6+1.4 |

I фумар 1 0,1 78.5+5,1 | 2.8+0.7 1

Г монифолин 1 0,5 84,9+3,4 | 4,2+0,9 |

1 ПАК i Г 0,1 i 75.6+8,9 | 2.8+0.7 | i

вегетацию ввиду сильного поражения. Двукратная профилактическая обработка монифолином. фумаром и ПАК существенно снижала как распространенность,, так и пораженность мучнистой росой растений томатов гибрида Ласточка в сезоне 1992 года. Особенно эффективен оказался фумар, снижавший ее в 2 раза (табл.5).

В процессе работы, отмечена тенденция к увеличению урожая. В зависимости от типа индуктора, степени снижения развития заболеваний и генотипа обработанных растений томатов эта прибавка составила от 0,40 до 0,75 кг/м2 за учетный период.

Показано, что обработки вегетирующих растений томатов индукторами болезнеустойчивости целесообразно проводить два-три раза до фазы цветения при пониженной инсоляции. Применение этих препаратов более эффективно на чувствительных к болезням или относительно устойчивых сортах и гибридах, чем на иммунных. Обрабатываемые растения должны находиться в оптимальных условиях питательного, водного и температурного режимов. Мы полагаем, что применение индукторов устойчивости как средств защиты растений наиболее перспективно и обосновано в регулируемых условиях закрытого грунта.'в ходе работы установлено, что профилактические 2-3 кратные обработки индукторами устойчивости АВП, фузаксином, монифолином и фумаром поддерживают благоприятную фитосанитарную обстановку в производственных условиях. Эти препараты сдерживают развитие заболеваний на ранних стадиях развития в 2-3 раза-и способствуют повышению урожая томатов на 10-15 %. Наиболее перспективным препаратом для применения на томатах закрытого грунта можно считать фумар.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Предложены фитопатологическйе и биохимические критерии отбора индукторов болезнеустойчивости томата: снижение заболеваний не менее чем на 40-60 % при высоком уровне искусственной инфекционной нагрузки; - слабое фунгистатическое действие на патоген; - отсутствие фитотоксичности; - стимуляция, активности ферментов, участвующих в реализации защитных реакций растения, прежде всего ФАЛ-лиазы и хитиназы; отсутствие ингибирующего действия на активность нитратредуктазы в обработанных растениях.

2. На основе предложенных критериев проведен отбор'индукторов болезнеустойчивости для растений томатов. Препаратами комплекс-

ного действия, подавляющими развитие грибной и вирусной инфекции, являются: антивирусный препарат (АВП), монифолин, фузак-син, фумар и полиакриловые кислоты. Обнаружены соединения, эффективные против грибов Phytophthora lnfenstans и Golovlnomy-ces orontli, но не действующие на вирус табачной мозаики. К ним относятся хитозан и его аналоги, а также димеры камфена.

3. Показано, что под влиянием индукторов болезнеустойчивости активизируются определенные защитные, системы растений томатов: повышается активность РНКазы, ФАЛ-лиазы, хитиназы. Индукторы, эффективные против грибных и вирусных патогенов (АВП, монифолин. фузаксин, фумар, ПАК), вызывают в относительно устойчивых сортах и гибридах увеличение активности РНКазы в 1,3-2,0 раза, - хитиназы в 10-30 раз, - ФАЛ-лиазы в 1,3-5,0 раз. Резкое увеличение активности ферментов наступает через 24-48 часов, продолжается в течение 10-14 дней и зависит от природы индуктора, генотипа растения, условий окружающей среды.

4. Выявлена обратная зависимость между активностью ферментов, участвующих в реализации защитных механизмов растений томатов, и уровнем развития заболеваний. Повышение функциональной ак-

, тивности РНКазы, хитиназы и ФАЛ-лиазы может быть использовано в качестве биохимического критерия при отборе индукторов болезнеустойчивости растений томатов.

5. Предложена новая препаративная форма АВП - АВП-1, состоящая из действующего вещества (89 %), сернокислого кальция (1 % ) и талька (10 %). Препарат может храниться при температуре +10° С без изменения активности до 2-х лет. Использование данной препаративной формы способствует повышению эффективности АВП на 10-15 % по1 сравнению с ранее известной. ■

6. Показана принципиальная возможность использования индукторов устойчивости в производственных условиях на примере АВП, фу-заксина, монифолина, фумара и ПАК. Отмечена тенденция к снижению развития заболеваний ВТМ и мучнистой росой на 30-60 %, а также к повышению урожая томатов, на 10-15 %.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ .

1. Предложены биохимические и фитопатологические методы, позволяющие проводить отбор индукторов устойчивости для растений томатов к комплексу патогенов грибной и вирусной природы.

2. Предложена научно обоснованная методика применения индукторов устойчивости в закрытом грунте. Обработки растений препаратами фузаксин, монифрлин, АВП. фумар. должны проводиться 2-3 раза до фазы цветения. Эти препараты могут быть основой для беспес-тицидной технологии выращивания растений томатов.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:'

1. Тютерев С. Л., Небиеридзе Г.И., Ксендзова Э.Н.,'Дорофеева Т.Б. Физиолого-биохимические особенности устойчивости огурца к мучнистой росе при действии биологических индукторов //Сельскохозяйственная' биология. - 1994. Т 1. -С.110-117.

2. Тютерев С.Л., Дорофеева Т.Б. Биологические индукторы в защите томатов от грибных и вирусных болезней // Индукторы устойчивости с.-х. культур к фитопатогенам: Научно-практ. семинар Ростов-на-Дону сен. 1989. Тез. докл. Ростов-на-Дону. - 1989. -С. 29-30.

3. Тютерев С.Л., Дорофеева Т.Б. Индукторы болезнеустойчивости: перспективы использования против вирусных заболеваний томатов // Материалы научн. конф. поев. 100-ю со дня открытия вирусов Д.Е.Ивановским. 2-6 сент. Ростов-на-Дону. Тез. докл. -1992. -С.54-55.

4. Tomato powdery mildew m the West Part of SNG/_ Geluta V.P., Ivanova G. P., Dorofeyva T.B. et al. //Укр. бот. журнал. -1994. - 51, N 4. - С. 58-63.

5. 2-Диоктилфосфинилбутйлаллофанат, обладающий фунгицидной активностью/Колесова В. А., Тютерев С. Л., Дорофеева Т. Б: и др.// Патент РФ N 2007411 ОТ 15.02.94.