Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПАТОГЕНЕЗА ПУЗЫРЧАТОЙ ГОЛОВНИ И ПОВЫШЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ КУКУРУЗЫ К БОЛЕЗНИ БИОЛОГИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

ВАК РФ 06.01.11, Защита растений

Автореферат диссертации по теме "НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПАТОГЕНЕЗА ПУЗЫРЧАТОЙ ГОЛОВНИ И ПОВЫШЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ КУКУРУЗЫ К БОЛЕЗНИ БИОЛОГИЧЕСКИМ МЕТОДОМ"

Я -2903?

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

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

На правах рукописи МАРОАМ ДИПЛАЛ

УДК 633.15+632.451 +632.937

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПАТОГЕНЕЗА ПУЗЫРЧАТОЙ ГОЛОВНИ И ПОВЫШЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ КУКУРУЗЫ К БОЛЕЗНИ БИОЛОГИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

Специальность 06.01.11 — защита растений от вредителей и болезней

Автореферат диссертации на' соискание ученой степени кандидата биологических'наук

МОСКВА 1988

Диссертационная работа выполнена в 1985—1988 гг. в лаборатории микологии и фитопатологии кафедры физиологии и биохимии растений Харьковского государственного университета им. А. М. Горького.

Научные руководители: доктор биологических наук, профессор | Т. В. Ярошенко), кандидат биологических наук, доцент В. И. Глущенко.

-Официальные оппоненты: доктор биологических -наук, профессор Ю. И. Шнейдер, кандидат сельскохозяйственных наук Л. В. Редькина.

Ведущее учреждение — Всесоюзный научно-исследовательский институт кукурузы. О

^щита состоится « ) 14 » . Ц^У^^гЧ . 1988 года в часов на заседании специализированного совета

К.120.35.03 в Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева по адресу: 127550, Москва, И-550, Тимирязевская ул., 49. ,

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан » . / . 1988 г.

"Ученый секретарь .специализированного совета —

доцент ——Н. К. Торянская

;.- Общая характеристика работы .

Актуальность теми. Б решениях ХЛУП съезда КПСС и в Продовольственной. программе,.утвержденной майским /1982 гада/ Пленумом ЦК КПСС,: подчеркивается, ^ что ускоренное' наращивание производства зерна является ключевой.проблемой сельского хозяйства, К 1990 году валовой'сбор зерна предстоит довести до 250-255 млн, тонн. В вы- , полнении поставленных задач большое значение.предается кукурузе» В настоящее время валовой сбор кукурузы составляет около 17 млн* тонн, а до конца пятилетки намечено.увеличить его до 20 млк.тонн.

К сожалению,-получению высоких и стабильных урожаев кукурузы препятствуют Заболевания. Одним из самых распространенных и вредоносных является пузырчатая головня. Потери урожая достигают 40-50$ семян. Изучение пузырчатой голое)« начато евд в конце прошлого столетия, однако, до сих пор еце нет радикальных мер борьбы. В. производстве/отсутствуют высокоустойчивые сорта;гибриды к -линии кукудузы» Пузырчатую головню/кукурузы обстоятельно изучали целый рад авторов ■УНемлиенко', 1941,1947,1957; Мещерякова,1959;Яко-влева^1959; Салунская»1962,1664; Шелехова,1965; Каратыгин,1971; 1981; Hanna . ,IS29; Holliday' ,1961; Chriotcnsen ,1963 и др./, ^ однако.многие вопросы до настоящего времени остаются противоречивши или малоизученными.", -'„-V/,'-./-;г-■.'■'; Цель к задачи исследовании. Целью исследований' было' выяснить некоторые, особенности патогенеза пузырчатой■ головни и провести поиск эффективного биологического метода "повышения устойчивости.кукурузы' к заболеванию. ■.дг.'.;//' *'- ■

В задачу исследований входило: изучение некоторых морфологов культуральшх особенностей возбудителя пузырчатой головни, кукует зы; изучение проявления болезни в онтогенезе растений и уточнение ' диагностических признаков заболевания; изучение влияния факторов ' среды на развитие заболевания; изучение характера развития и рос; лространения'патогена; в тканях.растения-хозяина; изучение некото-.: рых физиолого-биохимических и ультраструктуркых особенностей вза-

■ нмоотношения патогена с тканями питающего растения; ■ разработка ' ■,

■ биологического метода повысгенкл устойчивости. кукурузы к пузырчатой головне. ^ '.-''v^''/- ■'/'

; Научная 'новизна '■ результатов. Уточнены диагностические признаки в онтогенезе растений на контрастных по устойчивости линиях кукуру-Лзы. Отмечено, что с молодом;возрасте растения проявляют большую устойчивость в силу лучсеЯ механической эо::иггы молодых меристема' : -^'290,9? '

nk\y HJii £(;эл>;агева 1 п „рл'Б?. Лвнлая. 1

i, KCi't-'t-oi^Rt.Hi's. эя jfii«

тических тканей, а фазой наибольшей восприимчивости является период трубкования растений» Уточнены критические, периоды наибольшего влияния температуры и осадков на пораженномь. Гистологически дополнены цитологические данные о спорагенезе, галкогенезе и состоянии мицелия в тканях контрастных по устойчивости линий кукурузы. Сизиолого-биохимическими исследованиями установлена важная роль окислительно-восстановительных ферментов и впервые показано значение фенолов в патогенезе пузурчатой головни. Впервые изучена ультраструктура взаимоотношений патогена с тканями контрастных ло устойчивости линий кукурузы. Установлена и физиолого-биохимически обоснована объективность биологического метода в повышении устойчивости кукурузы к пузырчатой головне с применением метаболитов грибов-антагонистов. Впервые изучено иммунизирующее действие метаболитов гриба-возбудителя пузырчатой головни в качестве ивдуктора устойчивости.

Практическая ценность работы. Результаты исследований по диагностике и экологии заболевания, гистологии,-физиологии и ультраструктуре патологического процесса вносят определенный вклад в расширение познаний о патогенезе одного из наиболее вредоносных оаболе-ваний кукуруза - пузырчатой головне. Установленная фаза наибольшей восприимчивости кукурузы к пузырчатой головне и решающее влияние температуры и осадков на заражение в эту фазу вполне могут быть использованы при оценке растений на устойчивость и краткосрочном прогнозе заболевания.' Данные об активности1 окислительно-восстановительных ферментов и содержании фенолов можно использовать а качестве косвенного ускоренного метода оценки эффективности индуцирования устойчивости кукурузы к пузырчатой головне в лабораторных условиях. Результаты эффективности биологического метода индуцирования устойчивости кукурузы к пузырчатой головне при соответствующем материальном н методическом обеспечении вполне могут быть использованы в селекционной работе и производственных условиях»

Апробация работы. Материалы диссертационной работы были доложены на совместном заседании кафедры физиологии и биохимии растений, специализации ло микологии и фитопатологии-и отдела экологии, физиологии и иммунитета растений института биологии XI'У /июнь, 1988/ « на 1У Всесоюзной конференции по изучению грибов в биогеоценозах /Нермь,1&08/.

Публикации результатов исследований. По материалам диссертации

опубликована X работа и Z роботу находятся в.печати.. Обт-см рпботн» ¿лссортащщ состоят из введения, 6 глав с разделами, рекомендаций/производству и списка литература, UC^níl объем 210 страниц. Текстовая часть с оставляет 129 страниц маЕмиописно-го текста. В работе 31 таблица,3 графика, 14 макрофотографий, УО микрофотографии, из них 14 электронных* Список литератур« содержит 230 работ, из них 60 работ иностранных авторов* Ь1атериад» и ноходи исследований. Полевые опьти проводились в опытно «хозяйство "Элитное" Украинского научно-исследовательского института растениеводства, селекции и генетики им. В.Я,Юрьева. Распространенность и степень развития пузырчатой головни изучались на контрастных по устойчивости линиях кукурузы: восприимчивых -foblaoion ШУ и 7018; устойчисюс 7023 и 502. Пораженность растении учитывали по об^епршштой методике» У. у ! . . . "

/.•¡я разработки биологического метода в качестве индукторов устойчивости использовались культуралыше жидкости грибов-антагонистов rricboâorcia'lignórun (Todo) Hars ; ïcnicilliur» cyclopluia (Weotlinr,) ', а также гриб а-воз будит с ля болезни Ustilago wiydio (DC) Cdíí. Семена замачивались в культуральних жидкостях в течение,24 ч0соп.Контролем служили вода и среда Флерова. Посев . семян проводился по производственной технологии.Каждый вариант включал по50 гнезд. По вторяоеть трехкратная .Искусство i шыЯ шфек-циошшй фон создавался в фазу наибольшей восприимчивости кукуруз и . ! вприекивонием0,2Й' водной суспензии спор возбудителя в листовую, спираль.Початки 'заражали, на седьмой день после появления рылец Увводением.суспензии под обертку .Учет порожен ноет и проводился в фа--; эу молочной и полной спелости. : ; : ' ' , . • С ¡Изучение:лузцрчягой головни.в лабораторных условиях проводи-,/ . лось :на 'восприимчивой линии РоЫао1оп.:ч ХХХУ и устоЙчивой линии 502, Заражение 'трехдневных, проростков о свести ля лось вакуумным у- '-У методом; шфш>трации ^üowoll, De Vóy , 1У53/. • /

Корфолого-культуральше особенности возбудителя пузирчатоЯ

■ ' головни изучолн на' пнтотельньк средах:^ Слеровае агаром, Фле-

■ v рова жидкая,-'Чапека,,сусло'с агаром.прп разных температурных У

- ;■■ ' режимах. У''/<'/У'-/;V. у • У-///' У;/'-/ '//^/УУ;/'/"/

■■у-Л'." ; Гистологические исследования проводились но фиксированном ''-'.'/материале, восприимчивых линий ГоЪ1ае1оп;.;сОСУ и, 70IG,:устойчивых - ;У

',.-■'.' 7023 и 502 : и, кд-жи вбм материале - проростков ' лннийРоЫ ас i on ХХХУ .

V и 502 в инкубационном периоде и Упри' развитии заболевания, Анализи-

/■'■-"■ '■ v;--1'".'':. L'-.y^ • ' -- -S/' -V-' ■.*■.-"■:'-■'-'■■'■''■■■ ¡ '

ровались порайонная и прилегачаек здоровая ткань всех органов растения. По каждому варианту аиализ.фовалосьI0-i5 растений и ■'■ по анализируемому органу растения просматривалось ручных '

орозов. Среза окрашивали по Кобелю в моли£/к»вди O.E.пихаловской /1966/. М«крофо?огр:4ироваш*о проводилось с помопьп $отонасадки HiH-I на микроскопе-МБЛ-Х

Активность охисдительио-вэсстсноЕктедышх ферментов определяли биохимлчоеккм кетодон: аероксидазы и полифоЕголоксндазц по Боя- ' ркину /1951,19 5<»/; каталазы - по количеству разлокиззсПся перекиси /Плesков,1966/. Сумма фенол ышх совдипоииЯ определялась титрз-метрическим методоы Лйвенталя /Запрометов, 197*1/.

Изучение ультраструктурц взаимоотношений и.коуйЮ с тканями растения-хозяина просочилось на проростках контрастних по устойчивости линий кукуруза / ГоМосЮа ХХХУ и 502/ в инкубационном периоде к при развитии заболпвания d следующих вариантах: пораженная тчань листа; внеане здоровая ткань, прилегающая к поражен- ■ ной и ткань листа нвзарахенного проростка. Материал фиксировался по методике Г.1-(иллонга 0illloiig,I96I) и заключался г эпоксидную смолу Зпон 8-2. Срозы готовились на УКТП ЭК, контрастировали по Рейнольдсу (ввупо1<Зв,1У63). Просмотр и фотографирование, проводились на электронном микроскопе .

Результат» лаборагорных и полевых исследования натематически обработаны по Стьпденту-Фкзеру С Плох и не кий, IS7Q).1

Содержание диссертационной работы

В первой главе "Состояние изученности пузырчатой головни кукурузы" изложено литературное данные об истории изучения заболевания, его распространенности и вредоносности, биологии и генетике возбудителя, устойчивости сортов к возбудители и мерах борьбы с заболеванием.

Ьо второй главе "Объект и методы исследования" описываются ' метеорологически о и почвенные условия проведения опитоп, методы !П0Ябвых и лабораторных исследований. .'.'.■■ ■

. Глава третья "Мор^олого-культуралыше особенности возбудителя пузырчатой голоэни кукурузы". Излагштгея синонимика и систематическое ^пололение возбудителя пузырчатой голорни кукурузы. Приводятся экспериментальные данные о влиянии состава питательных сред н температурного рвхима на разеигие U.Kaydle в чистой культуре, Установлено, что развитие гриба на различных питательнчх

средах и при разных теилоратурних условиях вызывает-морфологическую изменчивость;гриба и обусловливает разную продолжительность формирования спор* Оптимальными условия™ для роста.'и развития и. r.nyöio в чистой культуре являются среда Слерова с 3% огарок и температура 26°С. . ..й.

Глава четвертая "Еиоэкология пузырчатой голоони кукурузи". Описываются диагностические признаки пузырчатой головни кукурузу. ■ Установлено,что поражаются все .надземные оргаш растений. На пораженных участках образуются Голли различной величины. На початках, во.время их полного созревания, они могут : достигать 20-25 см в диаметре..Отпечено, что наиболее вредоносная Зорка проявления заболевания - поражение початков и стебля. '

Приводятся экспериментальные данные о характере проявления и развития' заболевания, на разных по. устойчивости линиях кукурузы. Выло отмечено, что у. устойчивых линий:7023 й 502 признаки заболевания нередко появляются на листьях в ввде ^молотового антоциано-■ вого пятна.неправильной форкв, которое расположено отдельно или в видо характерной сгриховатости на листовую пластинку. В стих участках галлы .обычно' не-розвивоются. У восприимчивых линий РоЬ- . .. lncion ХХХУ « 7018 .первые признаки заболевания. ча^е проявляются в акде'хлороза шифрованного участка.1 Кроме того, установлено, что у восприимчивых линий болезнь на растениях развивается более' . интенсивно.- Так,': у линий Pobloeion ,- ХХХУ и ,7018 инкубационный т-рйод.возбудителя составляет 10,дней, т.о.^на 5 дней меньше, чем у." линий 7023 « 5Ü2.1IÖ размеру йколичеству галлы в 2-3 раза болыэт на. растениях - восприимчивых линий, .чем у'устойчивых линий.; Л ' , , Описываются "особенности Проявле(Шя пузырчатой головни я онтогенезе.растений'кукурузы. Установлено,что. в полевых условиях на естественном инфекционном фоне устойчивость^.¡значительной степени ■ обусловливается .механической застой"поражаемых.тканей,которая изменяется в зависимости от фазы развития растений. На ранп;ос Стадиях онтогенеза растений поражаеуыхткэнеЯ больше,но чем моложе рас-4 те)п10,тем более затруднен доступ.шфетрщ к молодим тканям,Зараже-ив9 осуществляется только в тсм;случае,';если телиоспори проникают'/ ,к меристематическкм тканям конуса нарастания.По накиы набляденинм . ото и есть фаза наибольшей восприимчивости кукурузы к,пузырчатой . головне,которая" обычно наступает:дней,'за 10-14-до выметывания ме-: телок. Во"; epeiäfl г цветения' верхняя часть растения уке, но -заражается -'" из-за отсутствйя 'молодых!тканей.Уязвимым остается!-лиаь' основание^

оси нетолки в месте прикрепления влагалица верхнего листа, где имеется меристсматическая ткань.Ü ото время аорадешся только ■ початки и пазусные почки.

Излагсатся результаты исследований о развитии пузкрчатой головки в зависимости от факторов среди.Проведеиными в I986-IS67 гг. наблюдениями установлено,что несоответствие а пореженности кукурузы в разные роды определяется количоетвом осадков не за вегетационный период,а только в фазу наибольшей врспрйймчивости растений.В 1587 г. в эту фазу cunado значительно больше осадков /1В.6 км против 1,6 в 1986 г./ и пораженноств на естественном и Секционном фоне составила 25,6^ .против 13,в Iv8ô г.

Отмочено,что условия повоенной тсудерату^ и пониженной относительной влажности воздуха более благоприятны для развития заболевания.В i960 г., когда средняя температура воздуха в течение вегетационного периода была К2,4°С и относительная влажность пораженность линии Poblaclon ХХХУ на искусственном фоне составила 56,3jS,a инкубационный период возбудителя - 10 дней. В 1987 г. при средней температуре воздуха но 3-*1°С ниже,а относительная влажность на 7-Й& сызе.чем в 1986 г.,пораженность данной линии снизилось пойти на ХЗД, а инкубационный период был больше на 2 дня. В лабораторных условиях при температуре ни«е 21°С заражения проростков пузырчатой головней ite происходило»

Гляоа пятяч -"Взакмоотноиюния U . r.aydia с тканями питающего растения". Приводятся данные о характере развития и распространения и . coydiо в тканях реетоний кукурузы.Установлено,что разрастание мицелия и .naydie в тканях растения-хозяина является наиболее длительным периодом индивидуального развития патогена,в точение которого он находится в тесных паразитических взаимоотношениях с питающим растением»Начиная с момента внедрения,мицелий вступает в структурно-функциональные связи с растением,тонко реагируя на условия внутритканевых изменений.

Анализ пораженной ткани растений позвата л установить наличие шцеляя Патогена только на небольшом расстоянии /1,0-2,0 см/ от места проявления признаков заболевания,Мицелий распространяется внутриклеточно и ыежклеточно.Внутриклеточные гифы первого порядка имеют 3,4-3,8 мкм в диаметре,гифы'второго порядка 1,9-2,4 мкм.Межклеточный, мицелий уступает в диаметре внутриклеточному на 0,2-0,4 мкм.Не выявлены гаустории у и . пнуdio . Трофические функции у отого вида головневых скорее ксего асу-аостаяяются внутриклеточным мицелием.

: В тканях листовой пластинки гриб.в основном распространяется в клетках зпедермиеа ив паренхимной обкладке сосудистых пучков.По ноотму 'имени» интенсивное;развитие мицелия в клетках обкладки. оеролтно связано с особенностями фотосинтеза кукурузы.Это ток называемый "С-4П путь фотосинтеза,при котором в крутшх хло-ропластах обкладки идет синтез легкодоступных для патогена углеводов. ■■■ /.У-':- ■"■''.■:'--■' : ■'. ' \ •>,■ ; ■■..■-' ■"■ ■

В стебле мицелий встречается в основном в клетках первичной коры,в обкладочних клетках проводящих пучков,режо о самих пучках. ■

Иногда,в местах соприкосновения гифы'с клеточной стснкой,на внутренней' стороно последней формируется незначительное, утолщение, которое'позднее преобразуется в футляр.Некоторые исследователи рассматривает ; формирование футляра как проявите защитных реакций клетей н$ внодрент автогена /Руде«ко, 19Ш; Каратыгин, 1971, It8I/. Однако,в'катк исследовзвдях достовер(щх разли«11Й в образовании футляра вокруг'В11утриклеточ[аяс таф u'.Weydio в тканях устойчивых и восприимчивых линий но установлено. - 7"

Налагаются дашшо о развитии мицелия U . mydia в тканях контрастных^по устойчивости линий iqr куру зы.Установлено, что у устойчивых; линий 7023 и Ь02 развитие М1щелия в тканях проходит бо-. лее ограничено. За пределом 1,5 см.вокруг нароста мицелий отсутствует.Количество и размер гиф мешьш, чем в тканях восприимчивых ;.".■ линий Pobiacion ХХХУ к 7018. В тканях устойчивых линий диаметр т*> кеньэа на 0,3-0,4 ккм,чем в тканях восприимчивых линий .к в ■ большинстве случаев плазма находится а■вакуолизцрованном,мелкозернистом состоянии,В тканях восприимчивых линий ^ртдеяыио гифы выявлены на1расстоянии до 2 см от галла.' Они более разветвленные и. . пересекают., клетки в различна направлениях. Плазма гомогенная.

; Приводятся'данные о цитологических особенностях латологичес- -кого процесса.Установлено,что сначала в пораженных листьях происходит, разрастание клеток эпидермиса и мезофилла,появляются отдельщице меристекатические очажки,в.результате!которых образуется разрастающаяся пшерпластическая ткань.В.протоплазме клеток появляется вакуоли различного очертшшя.Увеличиваотся клетки обкладки про. водящих пучков¿Клетки;эпидермиса,покрывающие молодые наросты ло-пастные,тонкостенные,их устьичныё аппараты вномальные. "

Основной паренхима порайонного стебля .состоит "из крупных ■тон- ■" костеннькг клеток округлей или угловатой фориы.В-центральной части -клетки паренхимы,становятся мельче и оболочка'тоньше»Нередко па-ренхиииуо клетки обнаружилавтея' мстду "проводящими злемшггайн,пуч-.

ки фрагментпровалы.Отмечено аномальное строение ядер.Они в 1,82,0 раза увеличивегатсл в объеме и пеняют г^орму.Нередко в междуч-ковей паренхиме встречаются клетки.содержащие дна или больше ядер. В них четко различимы ддрыаки.В клетках инфицированных тканей ку-куруэи накапливается большое количество крахмала.

Описывается ультраструктура взаимоотношений гг. аауй1о с тканями питавшего растения.В инкубационном периоде отмечена начальные изменения в ультраструктурной о;: типизации клеток.Хлороиласты при- ■ обретают более круглую форвд,граны ламеллярноЛ сети имеют неправильные контуры,наменяетсл их характер расположения в стромо.Отпечены наруиения оболочки хлоропластов.В.них обнаруживайтел крахмальные зерна.Увеличиваются количество и размеры митохокарий.

При образовании первых признаков заболевания отмечены более существеннее деструктивные изменения органоидов глетки.Усиливается разрушение хлоропластов.Тилакоцдная система и, граны ламедлярной сети распадаются,В хлоропластах клеток здоровой ткани,прилегающей к пораженной,отмечено накопление крахмальных зере н.Митохондрии теряют свсю внутреннюю структуру,разруаиштся кристы и происходит просветление их матрикса.В цитоплазме увеличивается развитие элементов андепдазмагического ретикулума.Он более рихлиИ,с крупными мешковидными рессирениими,ноличио которых вероятно связано с об-е;им нарушением мембранного комплекса .Увеличивается количество свободных рибосом. Ядра приобретают аномальные формы,чаг;о лопает кие.

Процесс разрушения клеточках органоидов происходит не одновременно во всех участках инфицируемой части листовой пластинки. В клетках,находящихся на расстоянии 1,0-1,Ь см от хлоротичного. участка,установлены нору ею ник ультраструктурноЯ организации клеток, однако органоиды ес;е сохраняют нормальное строение.Ча^е 'всего это отмечалось у устойчивой линии ЬСЙ.

Внутриклеточные ги^ы и. поперечном разрезе округлые,

но очень часто лопастные или образуют боковые .сирости.Иногда внутриклеточные гнфц обнаруживаются за пределами цитоплазмы между' клеточной стенкой и плазмслеммо;т.

При внедрении гк^ы в клетку происходит инвагинация плазмолем-мы.Кечду инвагинированной плаатолеммой и ги'-оЯ образуется электрон-шпдотш'А слой-то^к ной до 0|2. 1дкм - иона энкапсудяцли.Иногда в цитоплазме хозяина вблизи энкапсуляционноЯ зоны обнаруживаются пу-зцрьки-везикули.Наредко отмечалось разрубе >ше их оболочки и как би слияние в единый матрикс их содержимого и энкшеуляцнонной ооны. По-иидимому ,он;1 принимают участие в образоьонии капсулы. Кап сули

можно рассматривать как продукт совместной деятельности патогена и хозяина. Различии в образовании капсулы вокруг внутриклеточных гиф в клетках восприимчивой линии Población XXXJ' и устойчирой линии &02 не установлено.

Излагаются некоторые физиолого-биохш/ические особенности взаимоотношений U .naydis с тканями растения-хозяина,Установлено ,что среди окислительно-восстановителышх ферментов более существенную роль в устойчивости играет пороксидаза.У восприимчивой линии ГоЫпсюп ХХХУ в инкубационном периоде активность фермента повышалось почти В 1,5 роза по сравнению о контролем, а у устойчивых 7023 и 602 - в 2,0-2,0 роза.С началом заболевания активность формента ослаблялась,Повышение активности кэталазы более существенным было у восприимчивых линий Población ХХХУ и 7018 /Зэ-40$/, у устойчивой линии 502 повышенно составляло лиаь Изменение активности полифенолоксидазы у всех линий было несущественным.

Изучение содержания фенольных соединений показало, что в инкубационном периоде происходит их повышение на 35-405 у устойчивой лиши 502 к на 13-10$ у восприимчивой линии Población ХХХУ, С началом заболевания содержание фенольных соединений значительно снижалось. -

Глава вестая "Повисение устойчивости кукурузы к пузырчатой головне биологическим методом".В последние годы все большее значение приобретает биологический метод зартты растений. Для внутритканевого паразита и. r.aydis наиболее вероятная эффективность бискетода может быть получена путем иммунизации растений биологически активными метаболитами микроорганизмов. Нами сделана попытка более сыроко изучить роль метаболитов Г. llcaorua и Р . сус-1ор1ил в индуцировании устойчивости кок ужо известных грибов-антагонистов для и. rcaydio /¿едос е ева,}£62;Сод осеева и др., 1583/. Кроме того, применить в качестве индуктора устойчивости метаболиты самого возбудителя пузырчатой головни и. r.ayd 1 о . В главе приводятся результаты лабораторных исследований по влияний метаболитов грибов нз посевные качества cowih, развитие проростков и их пораженность.Устоноодено, что предпосевная обработка семян метаболитов ? .lignorun и Р. cyclopiua улучшает их всхожесть,энергию прорастания, рост проростков и до 10£ снижает их пораженность. Луч^иП эффект по всем показателям подучен на восприимчивой линии Población ХллУ верзвнешш с устойчивой линией 502. Езолы:(ую эффективность в снижении поражен ¡ости показали метаболиты

IT . maydia : '•"'.-"'■ ■'."."■vvi ''' ■ "L~'' • " i ■.■ ■..;V - ■'■".■!''' Ивдуцирование,'устойчивости доказало значительное влияние на активность окис лит ёльно-восстановительшх ферментов и содержание " фенолъных-соединений¿/особенно1в"инкубационном периоде. Так, у восприимчиво It линии ' robiecion- ЮИУ по варианту с-'О . r.aydla ' активность пероксидазы увеличивалась 'почти.в два раза. У'вариантов , ст. lignonra и cyolopiua активность фермента возрастала лигш в 1,5 раза» Аналогичная Закономерность отмечена и. по: активности каталазы у ;ицдуцированнщ; проростков. ; ^

Иная картина получена при изучении поли^енолоксидазы, В контрольных опытах; ¡т.е."-ивду шзация метаболитами,без последующего = заражения, повсем-вариантам грибов.происхЬдило значительное ак- •'. тивирование . фермента/у'- в-диевныхи особенно 9-дневных'пророетков'■'-. /в 1,5-2,0 раза/* В инкубационном периоде и в качало развитип, болезни /что соответствовало, возрасту 6^-гб и 9-го дня контрольных^" вариантов/,активность фермента сохранялась почти на уровне контрольных тсдунизированных растений без^заражения, : Отмечено значительное повышение, содержания фонояьных соединений' как у контроль-них вариантов /в 1,5-2,0 раэа/,такн, при заражении. Наиболее а к-, ткшшй гас синтез отмочек у восприимчивой линии по варианту с и. ■

Eiaydio • ' , • i'" -.1 ■■■"• ■■ ,'*■Я v'-' :' ■'

Приводятся результаты исследований индуцированной устопчи- -вости в лолеоьос условиях. Установлено, что метаболиты T.Ugno-пв .и Р.cyclepiunоказывали положительное .влияние на'всхожесть . семян' /увеличение на 5-8$/ и средние показатели продукт явности: . на 7-8 ' см больое высота'растений,.на-0,3-0,9 см больее'длина початка и на. 0»3-0;5'.--его диамсгр;;на 10-25 г.больсе вес 1000ое- . ■ рен в сравнении с неим^глэированными растениями. В снижении по-ражснности и степени развития заболевотщ более элективным бол и .caydls . " Лроявл of ще - первых прйзнаковб олеэ ни задериивалось;; на 3 дня у восгфиимчивь« iiticifl Pobiacion ХХХУ и 7018,и на 2 дня 1 у устойчивых - 7023 и 502; В молочной спелости на бы-

ла ниже порвженвость". вегетативных органов /табл. I/. У восприимчивой линии, roblaeion ХХХУ "почти' в 2 раза' менызе размер ■ и кош-.чество галлов на одном' растении. Галлы в основном встречались; на листьях, реже на початках. В контроле поражались все; органы. Влияние " r.lignorua' '. и cyolopi.ua '""на снижении поракенности и •: \ интенсивности бмеэни/ было менее:. выраженкым. Аналогнчная; закономерность отмечена" при учете пораженности: початков в фазу . полной спелости» Почти на 50$ меньве лоракеиность, п также количество и ■'-,■■

Таблица I

Влияние штабайтов грибов на порахешшсть восприимчивых линий кукурузы пузырчатой головной

! Всгототайкт опгани Початки

Варианты опыта ; Поражен-¡Количество ; вдеть, ¡галлов, •: Диаметр галлов, см Поражон-. ность, •¡Количество ; галлов, : шт. Диаметр галлов, см

?оЪ1ас1ш

ШУ

7018

Т.11епоги2

и.Едг^в 1 Среда Флерова Сода

г.Иепогиг: Р.сус1ор1иг

Среда Фверова Вода

19,311,9 18,0 ¡1,7 10,4+1,1 23,5+2,1 21,9+1,6

16,1+1,6 16,3+2,1

10,&Т1,1

19,1+1,6 19,6+1,8

6*2,6 69,6+3,6 48,9+4,8 96,1+3,1 88,5+2,1

59,8+3,1 74,6+3,4 41,3»2,8 74,1^2,6 69,6+3,1

25,9+1,5 £3,6+1,6 16,2+2,6 26,9+1,6 26,4^3,5

14,6+1,4 18,6+3,5 9,6+0,9 26,912,8 24,6+3,1

35,6+2,6 37,2+2,1 21,1+2,2 45,йз,1 43,3+2,6

36,5+2,1 36,1+2,1 20,3+1,6 46,5+3,4 42,2+3,1

6,0+0,9 6,1+0,6 3,1+0,4 6,1+0,8 6,9+0,6

6,5+0,1 6,4+0,1 3,0+0,6 10,81.0,1 6,4+0,1

36,3+2,3 33,4+1,6 19,7+0,9 39,5+3,I 36,£¿3,6

39,4+2,5 49,5+4,8 19,1+2,1 38,2+1,6 31,6+2,1

диаметр галлов"/табл.1/по варианту с и. 1=пу(ио.

Проведенными гистологичосюига исследованиями контрольных и ■. иммуннаированных растения отмечено! что по варианту с и . кпу^в . болео значительно выражены регрессивные изменения мицелия гриба.

Таким 'образом,обоОзая результаты гистологических, физиолого-биохи.члческих, .лабораторных и полевых исследований по индуцированию устойчивости;кукурузы, к адзырчатой головне: метаболитами /.' ™ . Непогиа ; , Г.сус1ор1иа ' ии. гг.ауй1з ;в целом можно отметить их положительное влияние на.улучшение продуктивности растений, более значительную роль'- и.глу<Ио в снижении пораженностй и сте-. пени развития болезни. Это дает осносакиа заключить, что.индуци- . ровоние устойчивости кукурузы.биологически активными метаболита- , ми грибов-ашагонистов^и самого: возбудителя болезни является вполне пр;юмлс»ад1 методом.;:рледует~иметь:в"веду, что при правильном . с е во с б орот схороаеДа грот ехнике эффективность биометода, по на-: 1 иему мнению, будет ег;е высс,' поскольку.^ наги исследования.проведены в условиях монокультуры и на жестком инфекционном фоне.

■ ' • Выводы ' '. ■.'-.'■"■"' ■ , ■

X. Дультивйртвашю.и различных питательных сре- ;

дах при розгшх температурных режимах'визывает морфологическую из-, кенчивость гриба"и влияет на продолжительность цикла развития.Оп-тимальники условиями для роста и развития гриба явлется среда .. Сдсроиа с ¿¡Тагором и температура 26°С. . Г . • •

2. Пузырчатая головня поражает-все' надземные органы росте 1В1Й кукурузы,"Наиболее вредоносным является поражение початков и стебля» Процесс галлообразования.менее выражен у устойчивых линий.7023 и 502., Ч.;/;-:-^

3. В'полевых условиях веяу^ш фактором б устойчивости кукурузы к пузырчатой .головне.'явллется'механнческая: защита молодых раз-. виваю23«:ся ■ органов. В-разных ^ фазах онтогенеза растения' поражаются ^ неодинаково; Наиболее"уязвимая фаза заражения '-.период.Ю-14.дней■ до выметывания метелок,- .-.. V • .'.•'.' ;.'"'. •',-"•'.

1 4. На заражение ку куру зыпузырчатой головнёй ресаш;ео в дня-ние оказывает температурный фактор. В лабораторных условиях при ' температуре нижо21?С заражение не происходит. Наибольшая зовксл-мость заражения от/оседковв полевьк условиях наблюдает ея в? наи-' более уязвимо (^зу расте'гай. . ' ; " • .. ^ V •

5, Развитие'^мицелия;^ о. пау<ио -.^в].тканях питающего■растения■>

имеет локальный характер» Установлены цитологические особенности пораженных тканей: более интенсивное развитие мицелия в клетках обкладки сосудистых пучков; патологические изменения трофических, механических и проводящих тканей; увеличение количества ядер в клетках пораженных тканей и их реакция »а патогена.

6. Установлены некоторые физиолого-биохимическке и гистологические отличия в патогенезе пузырчатой головни на устойчивой линии кукурузы 502 и восприимчивой линии Población ,ШУ, Устой- . чивая линия 502 характеризуется больгей активностью пероксидазы, поверенным содержанием фенольных соединения, а также значительным количеством мицелия в регрессивном состоянии.

7. Изучена ультра структура взаимоотношений U.maydia с тканям питающего растения. 3 инкубационном периоде происходит увеличение гранулярного ретнкулума, количество и размеров митохондрий, нарушается £орма и структура отдельных хлoponластов. При развитии заболевания и внедрении патогена в клетку органоиды подвергаются необратимым деструктивным изменениям. Начаяыше этапы внедрения и развития патогена в клетке вероятно сопровождаются только инвагинацией плазмолеммы с образованием капсулы, в последующем может происходить разруаение.плазмолеммы и тонопласта клетки-хозяина.

В. Иредпосёвная обработка семян кукурузы культуральными жидкостям! Грибов ï.ligaorwa , p.cycloplua и D.aaydis в целом оказывает положительное влияние на посевныз качества семян, роет и продуктивность растений, а также на снижение пораженности и интенсивности развития пузырчатой головни. Более эффективное иммунизирующее действие в повышении устойчивости растений оказали метаболиты гриба-возбудителя u.jsaydis . Значительно подавлялся процесс галлообразования и на 40-55$ снижалась порайонность растений. .

9. Индуцирование устойчивости кукурузы биологическим методом с применением.метаболитов T.Ugnoruc , P.cyclopium и U.œay-dia значительно активизирует окислительно-восстановительные ферменты, усиливает синтез фенольных веществ. Эти процессы более выражены в инкубационном периоде болезни*

10. Лабораторные и полевые данные о пораженности и интенсивности развития пузырчатой головни, а также физиолого-биохимичес -кие исследования показали, что болькую отзывчивость на индуцирование устойчивости биологически активными метаболитами грибов проявляет восприимчивые линии кукурузы.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ-

I* Для оценки сортов, гибридов и линий кукурузы на устойчивость к пузырчатой головне искусственный инфекционный фон необхо- ■ , диыо создавать в фазу'ноибольсеЛ восприимчивости кукурузы, т.е. . за 10-14 дней'до-выметывания метелок,впрыскиванием суспензии-те- / лиоспор возбудтеад в . листовую'спираль ,' а початки заражать на 68 день после появления нитей. 1 ' 2. При составлений■краткосрочного!прогноза о развитии пузырчатой головни необходимо прежде'всего'учитывать количество осадков в фазу наибольшей восприимчивости. ; -' ' ^ 3. В качество иццуктора устойчивости кукурузы к пузырчатой

головне следует^применять;метаболиты гриба-возбудителя кау<31а / путем замачивания семян перед посевом в-культуральной жидкости, в;: *. - ' течение 24 часов. • : ' •'••'•' Л ■: > ' .

4. При оценке кукурузы на устойчивость к пузырчатой головне в качестве ускоренного метода в'лабораторных условиях можно использовать косвенные показатели¡активность пероксидаэи, каталазы и содержание фенольных соединений. ; %

5. Линии 7023 из ГДР и 502 из СПЛ вполне пригодны для даль-нейюей селекционной работы в качестве исходного материала. . ■ !

СШСОК РАК)Т,;ОПУБЙШВА10ШХ'ПО ДЮСЬРГА^И

I. Глушенко В.И^*Г(юшкоТ.Н.; ; чивости щбрадов кукурузы к возбудителю пуаырчатой головш иате- ' ■ go тауНа (ВС) ,Сй& - А//. Весптк Харгьк. ун-та.-Харьков,1987.-№308, ■> ' -С.91-94. —

' 2. Йароам Диплал, Глуценко В.И.:Влияние экологических ф-акто—: • ров на онтогенез и. паусИз (ЮС) Сда. //.Тезисы докл. 1У Всосоюз. '." конф. по микологии: Грибы в биогеоценозах.-Пермь,1988. В печати.. • :

3. Кароам Диплал, Гад^енко В.И. Индуцирование устойчивости :•'•;•• кукуруоы к пузырчатой. головне // Вести. Харьк. ун-та. В печати. /

Объем I л. л.

Заказ 2591.

Тираж 100

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