Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

СЕЛЕКЦИОННО-ИММУНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ УСТОЙЧИВОСТИ ПШЕНИЦЫ И ТРИТИКАЛЕ К ВОЗБУДИТЕЛЮ SEPTORIA TRITICI ROB. ET DESM.

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "СЕЛЕКЦИОННО-ИММУНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ УСТОЙЧИВОСТИ ПШЕНИЦЫ И ТРИТИКАЛЕ К ВОЗБУДИТЕЛЮ SEPTORIA TRITICI ROB. ET DESM."

На правах рукописи

Мохова Любовь Михайловна

СЕЛЕКЦИОННО-ИММУНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ УСТОЙЧИВОСТИ ПШЕНИЦЫ И ТРИТИКАЛЕ К ВОЗБУДИТЕЛЮ SEPTORIA TRITICJ ROB. ЕТ DESM.

Специальность 06.01.05 — селекция и семеноводство

Автореферат диссертации иа соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Краснодар-2008

Работа выполнена в ГНУ «Краснодарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства им, ГШ. Лукьяненко» в 200N2007гг.

Научный руководитель: академик РАСХН, доктор с.-х. наук, профессор,

заслуженный деятель науки РФ Б« г нал о па Людмил ¡1 Андреевна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

Лвакян Эльмнра Ру беновна

кандидат сельскохозяйственных наук Серкип Николай Викторович

Ведущая организация ГНУ «Кабардино-Балкарский научно-

исследоватсльскнй институт сельского хозяйства»

Зашита состоится 29 апреля 2008 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 006. 026. 01 во Всероссийском научно-исследовательском институте риса по адресу: 350921, г. Краснодар, п/о Белозерное тел. (861)229-49 91 222-73-85 222-11-20

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт р не а».

Автореферат разослан 28 марта 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук

Гончарова Ю, К,

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Урожайность и сС стабильность у пшеницы определяются множеством признаков и с во неге, среди которых важнейшее значение имеет продолжительность функционирования листового аппарата. Ухудшение фотосинтетической деятельности растений вызывают болезни, особенно сенторнозпой этиологии. □ последние десятилетия на территории Краснодарского края участились массовые вспышки листовых пятнистостей, вызываемые несовершенными грибами из рода Зерк>гт /•/■. Септориоз занял прочное место в списке экономически важных болезнен пшеницы в Краснодарском крае.

Выведение устойчивых к септориозу сортов является наиболее действенным способом защиты посевов пшеницы, особенно если учесть, что химические методы вызывают загрязнение окружающей среды и самой продукции, а также се удорожание. Немногочисленность сведений но генетике устойчивости пшеницы к септориозу и необходимость этих знаний для получения резистентных сортов позволяют считать данные исследования актуальными.

Цели и задачи исследовании. Цель работы заключалась в создании септориозо-устойчмвых сортов на основе изучения резистентности селекционного и коллекционного материала в условиях искусственного заражения. Для достижения данной цели предполагалось решить следующие задачи:

- уточнить видовой состав возбудителей септориозной пятнистости листьев и шеи и цы в Краснодарском крае;

- изучить биологические особенности грибов рода 5ер1ог<а\

- создать полевой инфекционный фон по септориозу;

- провести оценку коллекционных образцов, сортов, селекционных линий па устойчивость к патогену, определить иммунологические показатели, которые наиболее полно характеризуют устойчивость растений к заболеванию;

- показагь связь устойчивости к септориозу с морфолопмескимк признаками и биологическими свойствами пшеницы;

- определить тип наследования устойчивости к септориозу у гибридов Р| и Рг;

- создать сорта пшеницы и тритикале, характеризующиеся достаточной для ус-ло1н1(1 эпифитотнй степенью самозащиты.

рГАУ-МСХА имени К.А- Тимирязсна Щ1Б имени Н.И. Железное Фонд научно» литерагу:.м

-^-^-Ой-Ш........

Научная новизна исследований:

— уточнен видовой состав грибов рода Seploria Fr. на пшенице в Краснодарском крае, выделено 3 основных вила: Seploria tritici Rob, ct Desm., S. nodorum Ilerk >i S, triticicofa Lobik.;

— изучена зависимость длительности инкубационного периода гриба от фазы инокуляции, температуры и влажности воздуха в условиях Краснодара;

— подобран набор сортов-дифференциаторов для анализа популяции S. tritici по признаку вирулентности в Краснодарском крае за счет включения в него сортов Победа 50, Дея и Скифянка;

— дана всесторонняя иммунологическая оценка устойчивости и толерантности к септориозу современных районированных и перспективных сортов, селекционных линий пшеницы и тритикале селекции КНИИСХ им. П,П. Лукьяненко;

— в результате изучения 2295 коллекционных образцов на искусственном инфекционном фоне и в различных зонах Краснодарского края и Республики Адыгея в естественных условиях, значительно расширен сортимент источников и доноров резистентности;

— созданы сорта и выделены перспективные линии с повышенной устойчивостью к заболеванию.

Практическая значимость работы. Установлены распространение и степень развития септориозных пятнистостей пшеницы в разных агроклиматических зонах Краснодарского края. Усовершенствован метод создания искусственного инфекционного фока в зависимости от сроков инокуляции, формы инокулюма и основных метеорологических факторов. Представлена характеристика сортов пшеницы и тритикале по устойчивости к септорнозу, на основании которой дается заключение об экономической целесообразности проведения защитных мероприятий. Дана оценка устойчивости к септориозу 2295 образцам пшеницы и тритикале из мировой коллекции. На основе использования оценок и отбора на искусственном инфекционном фоне в соавторстве созданы устойчивые и толерантные к септориозу сорта, переданные в государственное сортоиспытание: Падл ад а, Уля, Вершина, Ласка, Творец.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на научно-методических советах Краснодарского НИИСХ им. П.П. Лукьяненко в 2002-2007 гг.; Международной научно-практической конференции «Бнолоптсская

защита растений — основа стабилизации шроэкосистем», «Технологии создания биологических средств зашиты растений на основе энтомофагов, энтомонаггогенов, микробов-атогоннстов и применения их в открытом и закрытом грунта*» (Краснодар, 2006); научно-практической конференции, посвященной 70-летию со дня рождения академика Ю,М, Пучкова (Краснодар, 2007); IV Международной научно-практической конференции «Агротехнический метод защиты растений от вредных организмов» (Краснодар, 2007); Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы нммужггета и защиты сельскохозяйственных культур от болезней и вредителей (Одесса, 2307).

1]ублик~лцш1. По материалам диссертации опубликовано 12 работ, в том числе в реферируемых паданиях, утвержденных ВАК - две.

Структура объем и диссертации. Диссертационная работа изложена на 185 страницах машинописного текста, иллюстрирована 48 таблицами и 37 рисунками. Список использованной литературы включает 237 (наименований, из iihx 80 работ иностранных авторов.

На защиту выносятся следующие положения;

- распространение и установление видового состава возбудителей сенториоза пшеницы в Краснодарском крае;

- влияние агрофакторов на степень поражения сортов септориозом и их толерантность;

- тестирование резистентности к септорнозу сортов, селекционных линий и коллекционных образцов на искусственном инфекционном фоне;

-тип наследования устойчивости к септорнозу у гибридов Ft и F3;

- сорта пшеницы и триггикале, характеризующиеся высокой степенью самозащиты.

УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ Исследования выполнялись в Краснодарском НИИСХ им, П.П. Лукьяненко в 2001-2007 гг. в лаборатории селекции пшеницы на устойчивость к болезням огдела селекции и семеноводства пшеницы и тритикале.

Почвы опытных полей представлены в основном сверхмощным малогумусным выщелоченным черноземом. Погодные условия за период выполнения работы были типичными для зоны проведения опытов н отличались разнообразием - от

острозасушливых в 2003 и 2007 гг. до избыточно увлажненных. Условия 2006 г. оказались благоприятными для возникновения эпифиготийной ситуации во многих районах край.

Эксперименты проводились также на Адлерском ускорительном пункте и на Майкопской опытной станции ВИР им. 1Ш. Вавилова (поселок Шунту к, Республика Адыгея), Климатические условия в этих пунктах характеризуются мягкими зимами, обильными осадками, высокой влажностью воздуха, частыми туманами и росами, обусловленными выносом теплого воздуха из района Черного моря. Перечисленные выше факторы создают идеальные природные условия для возникновения естественных энмфитотий сспторноза.

Объектами исследований служили: сорта и селекционные линии озимой мягкой, твердой пшеницы и тритикале, созданные в КНИИСХ, коллекционные образны отечественной и иностранной селекции, природные изоляты грибов рода Seplorio F>\, собранные в течение вегетационного периода озимой пшеницы в различных зонах Краснодарского края. Идентификацию возбулягелем септориоза проводили по определителю М.Н. Пндонлнчко (1977). Выделение и размножение изолятов грибов рода Septóría осуществляли по методикам ВИЗР (1978), ВПИИФ (1987).

Искусственный инфекционный фон создавали путем равномерного нанесения раствора водной суспензии спор на растения. Суспензию готовили из чистых культур и из свсжесобранных листьев пшеницы, пораженных септориозом. Инфекционную нагрузку споровой суспензии устанавливали при помощи камеры Горяева, концентрация еЗ составляла М7 спор/мл.

Распространенность и интенсивность развития болезни определяли по рекомендациям С.С, Санина (2002). Тестирование устойчивости к патогену проводили в поле в условиях искусственно созданной элнфнтотии по проценту пораженной поверхности листьев по шкале Saari и Prcscott (1975). Кр|ггсриями оценки резистентности и толерантности являлись площадь под кривой развития болезни (уел, ед.), снижение массы 1000 зерен относительно контроля н урожайность. По степени поражения септориозом сорта, селекционный и исходный материал распределяли на группы:

Устойчивые (0-25%); Среднеустойчнвые (26-40%);

Средневосприимчивые (41-65%); Восприимчивые <> 65%),

Для определения вредоносности болезни высевали восемь сортов в трехкратной повторности на делянках площадью 5 м1« трех вариантах: искусственная иноку-

ля чия; искусственная инокуляция с защитой фунгицидом фалъкон (0,6 л/га); контроль (без искусственной инокуляции и без защиты фунгицидом).

При определении типа наследования устойчивости у гибридов Рі степень доминирования кр определяли но формуле Густафсова - Дормлинга. Статистическую обработку экспериментальных данных проводили по Б.А. Доспехову (1985) с использованием компьютерных программ.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Видовой состав возбудителей сспториоза пшешщы и трігтнкаяе в Краснодарском крае

Видовой состав возбудителей септориоза пшеницы и тритикале в Краснодарском крае разнообразен и динамичен. Так, в начале 90-х годов прошлого столетня годов в рапных соотношениях встречались виды — & ігііісі и 3, поііогчт. За годы исследований нами выявлено три вида: 5! ігііісі, 5 лос/огнт и Я ігШсІсоІа, причем последний не встречался в условиях региона более 40 лет. Средняя частота встречаемости илентифшшрованных за 2001- 2006 гг. видов составила: 71,5% ігііісі, 16,1% ІгШсісо/а и 12,5% — 5. посіотт. Наметилась тенденция увеличения частоты появления видов по(1огат и 51 тйсісоїа (рисунок 1).

□ 5. ІгіІіСІСОІі Я 3. пойошт □8. ІгіИсІ

2001 2002 2001 »04 20OS 2006 2001-

20Q6

Гады

Рисунок 1 - Динамика распространения видов Seploría Fr. на пшенице

в Краснодарском крас за 2001-2006 гг., % Патогенный комплекс возбудителей септориоза меняется не только по зонам, голам и месту обитания, но и по периодам вегетации. На всхолах пшеницы с осени обнаруживаются пикниды только S. iriiici, которые зимуют и являются весной первичным источником заражения, Осеныо и весной, в период кущение — выход в трубку

также существенно преобладает 5 (п(Ш (до 91,4%). В дальнейшем, по мерс повышения температуры воздуха, происходит увеличение представленности более теплолюбивых видов 5. <пИс'1Со1а и 5. по<!огит (рисунок 2).

100

SD Pj

во

го і

во V' ■ ■

во *

до

зо -- "ÍTTjr'

20 :л. .

ю

о л Tiffriniti

200-4 |;

Кущение-еыиод а трубку

2004 | 2006 [ 200Є Цветение •

2004 І 200Б J 200S

Молочна« - восковая соелость

I о S. tritici

колошение i S.nodorum a S.trílicicola

Рисунок 2 - Распределение видов рода Scptoria Fr. но периодам вегетации озимой пшеницы, 2004-2006 гг.

При определении видового состава нами проводился микологический анализ микроструктур возбудителей болезни. Размер и форма плодовых тел (гтикнид) не используются микологами для идентификации видов, так как они меняются в зависимости от многих средовых факторов. По мнению А,Т. Марланд (19-18) величина пикннд не может служить признаком вида, скорее, они являются показателем физиологического состояния возбудителя, восприимчивости растения или окружающих условий (рисунок 3).

Seploria ¡rít ¡ricota

Septana tritict

Seploria nodorttm

Рисунок 3 — Микроструктуры грибов рода Septorin Fr.

За основу определения вида принимается форма и размер пикноспор. Микро-мицет 5. (гШс! формирует макро- и микроконидии, в основном это очень тонкие, нитевидной формы, прямые или слабонзогнутые конидии, имеющие от 3 до 7 перегородок.

& *ю(!огит по симптомам поражения, способу сохранения и культурально-морфологическнм признакам значительно отличается от 5. /«л«". Его пнкноспоры в 2 раза короче, чем у 3. 1гШс1, имеют эллипсоидальную форму и 1- 3 перегородки.

Симптомы поражения озимой пшеницы фитопатогеном Я 1п!Шсо!а схожи с проявлением пиренофороза, Конидии Я. (гШс}со!а с 3-6 перегородками, неравнокле-точные, слабо изогнутые, с закругленным верхним и тупым нижним концами. От основания к вершине они утончаются. Имеют более широкую вторую от основания клетку.

Для изучения патогенных свойств гриба Я ггМШ нами были отобраны шесть штаммов, различающихся по культуральным свойствам. Растения в поле заражали опрыскиванием каждым из штаммов в отдельности, затем изолировали на сутки (таблица I).

Таблица 1 - Оценка степени поражения сортов пшеницы штаммами гриба Septoria í/ ilici, КНИИСХ, 2005 г.

штамм Степень поражения растений, %

Миронове кая Í08 Одесская 51 Безостая 1 Победа 50 Дс* Скифяика Среднее

М-72-03 30 40 20 50 0 70 35

М-23-02 20 30 20 60 30 60 36,6

М-27-02 10 20 5 40 5 30 18,3

М-75-03 20 20 30 40 10 50 28,3

М-36-02 30 40 20 70 30 70 43,3

М-77-03 20 10 5 30 0 40 17,5

□ качестве тест-сортов в исследования включали рекомендованные A.A. Саниной (1991) сорта озимой пшеницы Мироновская 808, Одесская 51, Безостая 1 и предложенные нами районированные в Краснодарском крае сорта пшеницы Победа 50, Дея и Скифяпка, значительно различающиеся по устойчивости к септориозу. Критерием оценки патогенности изолятов служила степень поражения растений. Ca-

мой высокой патогенностью обладал изолят М-Зб-02, выделенный из листьев сорта

озимой пшеницы Победа 50.

Подобранный нами набор сортов - дифференциаторов более полно и надежно

выявляет внутривидовое разнообразие гриба лчУ/с/ по признаку патогеиности.

Методы создании инфекционного фона в селекции 113 устойчивость к ссгпорнозу При создании эффективного искусственного инфекционного фона по сенторио-

зу продолжительность периода скрытого течения болезни является основополагающим критерием оценки устойчивости. Определяется она комплексом генотнп-средовых взаимодействий. В условиях Краснодарского края продолжительность латентного периода у 5. /п/(С( ранее не изучалась. Нами исследовано влияние сроков инокуляции, температурь| воздуха и количества осадков на продолжительность инкубационного периода на сорте Победа 50 (таблица 2).

Таблица 2 - Влияние сроков инокуляции на продолжительность инкубационного

периода возбудителя БерШна 1гШс1, КНИИСХ, 2004 г. (сорт Победа 50)'

-1-1-1-1-!-:—I--~-—|

Фаза вегетации Дата заражения Дата появления симптомов болезни Продолжительность инкубационного периода, дней Температура воздуха в период инкубации^ .л А Ч й Я § к и я Ї о Й* Я § 5 ^ Л п § п ь ° ^ Ї Конечная степень поражения, %

Кущение 25 III 18 IV 24 11,8 43,8 30

Трубкование 21 IV 16 V 25 13,2 39,9 40

Колошение 7 V 23 V 16 17,4 14,4 85

Колошение 14 V 3 VI 20 14,8 15,2 70

Цветение 22 V 3 VI 12 18,3 82,3 50

Формирование зерна 28 V 4 VI 7 18,0 102,6 30

Выявлена большая вариабельность этого показателя (от 7 до 25 дней) в зависимости от фазы развития растений и температуры воздуха. Так, при заражении в апреле латентный период составлял 24-25 дней. При заражении в период цветения и формирования зерна продолжительность инкубационного периода снизилась до 7—12 дней. Но конечная степень поражения была максимальной при инокуляции в начале

колошения. Этот срок мы рекомендуем для заражения пшеницы и тритикале, что согласуется с мнением Э. А. Гешеле (1976), к. КадаЫпеп (1985), Л. Т. Бабаянца (1988).

При соблюдении рекомендаций по срокам заражения, концентрации ннокулю-ма, увеличению продолжительности влажного периода для создания искусственного инфекционного фона, степень поражения растений была максимальной; сорт-индикатор восприимчивости поражался иа 80-90%. Сильное поражение септориоэом оказывало влияние на снижение в первую очередь массы 1000 зерен. В среднем при инокуляции она снизилась на 2,4% по сравнению с контролем. Ряд сортов проявили толерантность, среди них - умеренно устойчивые - Веда, Москвич, Нота и Есаул и восприимчивые — Дока, Победа 50 и Фортуна (рисунок 4),

I —•— Без И 30 ЛИЦ И И —»— С изоляцией -п*— Контроль ]

Рисунок 4— Изменение массы 1000 зерен у сортов озимой пшеницы при

заражении септориозом (п=100), искусственный инфекционный фон

Влипмне некоторых агрофлкторов иа вредоносность болезни В борьбе с септориозом пшеницы важное значение имеют агротехнические приемы, направленные на повышение устойчивости растений против болезни и препятствующие развитию инфекции.

В опытах по паспортизации сортов нами изучено влияние шести агро<|»акторов на развитие септориоза озимой пшеницы. Степень поражения растений септориозом в этих опытах варьировала от 5 до 50%.

Максимально влияли иа развитие болезни на растениях: подкормка в фазу кущения аммиачной селтрой. предшественник и срок ссва. Степень поражения в контроле (без подкормки) была в 5 раз меньше, чем в варианте с подкормкой. При посеве

по предшественнику эспарцет восприимчивость сортов в 2 раза выше, чем по подсолнечнику. Основное удобрение и подкормка азотом в фазу выхода в трубку практически не оказали влияния на интенсивность развития септориоза (рисунок 5).

40

*

{ 30

с

с

§

1 20

X

2 10

і

і о

-

- 1 / :

0 г Л 1 1 0 л ! 1 0

■ .і -

— —

ІІрГдиїН^ вшннк Срок Ос*1«ВІІО* улоІЦ^ммс 1 А » 1<> ГНМЧ 2 и ріфтнря ПОЛКОрМКЯ Зяіцні« ОТ

Р* КМйрПП 0-«яГнчАгА'ЬиН 0- МітР^ "Р" ПН»( о-эв 0* 2 >щ||»»м

- «. ПМПШЦк •І-МЛК. -1-в и-« - А?» ИП«1Ы

1 » ИМ« 1Ц*ИОТН4«К 1 — КЛИЩ «ЙІЯН, 1 - ТО 1 .70 1*1 ЧЯ1ІІЯГ*

Рисунок 5 - Влияние агрофакторов на степень поражение озимой пшеницы септориозом, КНИИСХ, 2001-2002 гг.

Ежегодно, в течение 7 лет, в условиях искусственно созданных эпнфитотин мы изучали вредоносность септорноза. Средний е£ показатель на сортах с разным уровнем устойчивости и восприимчивости составил 10,7% при варьировании от 2,4% в острозасушливом 2007 г. до 18,6% в благоприятном для развития 5.1п<Ш 2006 г.

Таблица 3 — Вредоносность септориоза на искусственном инфекционном фоне

Год Урожайность, и/га Недобор урожая, ц/га Вредоносность, болезни %

Инокуляция Контроль

2002 71,2 83,4 12,2 13,8

2004 69,6 75,7 6,1 7,7

2005 90,2 101,5 1 1,3 11,2

2006 69,5 85,9 16,4 18,6

2007 90,6 92,8 2,2 2,4

Среднее 78,2 87,8 9,6 10,7

В научной литературе существуют различные мнения о влиянии листовых болезней на качество зерна. Нами выявлено и подтверждено результатами дисперсионного анализа достоверное снижение содержания белка в зерне в ответ на поражение септорнозом у сортов Москвич, Сораггнииа, Ласточка, Нота, Есаул, Фортуна, Крошка. Группа восприимчивых сортов Русса, Фишт, Вита, Виза и Кума не показали изменения в содержании белка. Сорта Дея, Старшина, ПалПич, Восторг, Кавказ и Коллега даже увеличили количество белка (рисунок 6),

Рисунок 6 - Влияние поражения септориозом на содержание белка в зерне

пшешшы, искусственный инфекционный фон, КНИИСХ, 2004-2005 гг.

Сравнительная устойчивость пшенннм к тритикале к 5. ¡гШЫ За годы исследований на искусственном инфекционном фоне была изучена устойчивость около 6 тысяч селекционных линий озимой мягкой, твердой пшеницы и тритикале. Установлено, что озимая мягкая пшеница более уязвима к 5. ¡п1к(, чем твердая озимая пшеница и тритикале (рисунок 7), что совпадает с результатами исследований Л, Л, Ко5)е11е (1972), Л. М. Я мал ее в и др. (1990), О. В, Гоктарснко (1998), Н. МЫЬе Н. (2002).

Рисунок 7 - Распределение образцов зерновых культур по устойчивости к септориозу искусственный инфекционный фон, К1ШИСХ, 2001 -2007гг.

В результате тестирования сортов на фоне искусственного заражения лучшими по устойчивости к септориозу являются: Соратница, Дельта, Дся, Южанка, Веда, Нота, Файл, Ласточка, Айви на, Лебедь, Зимтра, степень поражения которых не превышает 25%, К восприимчивым относим сорта Скифянка, Победа 50, Крошка, Дока, Пал Пи ч (рисунок 8),

Нами установлено, что сенториозом в меньшей степени поражаются среднерос-лыс сорта. Наиболее подвержены вредоносному действию патогена полу карликовые сорта, так как они формируют урожай за счет увеличения продуктивного стеблестоя, что приводит к созданию в посеве специфического микроклимата с повышенной влажностью, благоприятного для развития и распространения инфекции. Кроме того, растения с укороченной соломиной являются более доступными для заражения, так как они максимально приближены к источнику иннфекцни.

Однако необходимо отметить, что многие полукарликовые сорта селекции КНИНСХ, особенно Крошка, Победа 50, Таня, Восторг, Дока и др, обладают толерантностью, т.е. при значительном поражении септорнозом практически не снижают урожайность или отдельные элементы ее структуры, например, массу 1000 зерен.

Степень поражения септориоэом. %

Краснодарская в Файл Ввдл Ай&ииа Дея Догы» Ссрат^ицв Лебедъ Ласто-ка

____ Зимт га

Лира

ПШ

МБ

Шарада Креси $9 Иртиде Бита Усхорянка ЮбипвАяя 100 Патриарх Гра»« Юпи^л Купала Первица Фортуна ^сса Батьио Память Теня Кума Кроила Юнэ

"Восторг

Пал ГМч ФМШГ

Дона

ГТоОедо 50 Копнете Осифянка

Рисунок 8 - Дифференциация сортов пшеницы по устойчивости к септориоэу, искусственный инфекционный фон, КНИИСХ> 2001-2007 гг.

Для создания устойчивых сортов пани систематически гфоводкпея поиск источников и доноров резистентности срсли - ппп щпг..........т*;-----

Абсолютно иммунных образцов к гемибнотрофному патогену £ ¡гШа не выявлено.

Группа устойчивых форм со степенью поражения до 25% составила в среднем 22%, Доля восприимчивых образцов была максимальной, превысив 30% (рисунок 9).

Рисунок 9 — Дифференциация коллекционных образцов озимой пшеницы (п=2275) по степени поражения септориозом, искусственный инфекционный фон, КНИИСХ, 2002-2007 гг.

Следует оггметить, что устойчивость к септорнозу многих источников, описанных в мировой научной литературе, не подтвердилась в наших агроклиматических условиях. Q Краснодаре лишь немногие из них оказались устойчивыми. К ним относятся: Безенчукская 380, Лавина, Заря, Волжская 22, Донсимб, Губерния, Престиж, Бадулинка, Немчиновская 24, Новоснбирсская 32 (Россия); Раставица, Экспромт (Украина); XIAO Y AN 107 (Китай); NE 84557 (США); Flecliedor (Франция); Arina (Швеция); PI OP IО 4 (Мексика); Livius (Австрия); Buck Palenque (Аргентина); Taisetsukomugi (Япония). Проверенные нами источники рекомендованы селекционерам для использования в селекционных программах на устойчивость к септорнозу.

С целью создания идеатипа септорнозоустойчивого сорта изучали сопряже-ность резистентности к болезни с хозяйственно-биологическими признаками. Корреляционный анализ показал, что степень поражения септориозом находится в слабой разнонаправленной связи с урожайностью зерна(г = 0,01; г = - 0,22), в отрицательной зависимости с датой колошения (г = -0,16; t = - 0,58) и с высотой растений (г = - 0,23; г = - 0,58), Памп установлена положительная корреляционная связь между степенью поражения септориозом и степенью поражением фузариозом колоса (г = 0,48)(таблица4).

Таблица 4 - Коэффициенты корреляции между степенью поражения

ссгггориозом и хозяПственно-бнологичсскнми признаками пшеницы

Признак Урожайность 2004 г. оХз 2005г. """ 0,01 2006г.

-0,22

Дата колошения -0,16 -0,28 -0,58

Высота растений -0,23 -0,33 -0,48

Масса 1000 зерен 0,06 0,02 0,02

Содержание белка -0,10 -0,03 0,13

Содср-нис клейковины 0,03 0,25 0,28

Твердозерность 0,19 -0,05 0,07

Устойчивость к болезням:

твердой головне 0,00 0,39 0,16

бурой ржав чипе 0,27 -0,03 0,20

фузарнозу колоса 0,28 0,29 0,48

Наследование признак;) устойчивости озимой ншешшы к & ігіїісі Анализ пораження гибридов позволил установить, что резистентность к

5. іґігісі детерминирована как доминантными, так и рецессивными генами. Гетерозис по устойчивости проявился в Р, в комбинации скрещивания среднеустойчивого сорта Смуглянка со средневоспрнимчивым образцом Первина. Степень доминирования составила—0,25 (таблица 5).

Таблица 5 - Наследование устойчивости к септориозу пшеницы у гибридов Fb200í> г.

Гибрид Тил устойчивости. 9 x±S* Fl <3 XASX h„ Тип НаСЛСДО- ВЯПНЯ

Смуглянка /Писк Palenque M R/R 25±2,l 12,7±l,9 M,7±l,3 0,77 Неполное доминирование устойчивости

Вига / Duck Palenguc MS/R 38±2,25 2 7,3 ±2,2 1 1,7*1,3 0,59 1,9 Частичное доминирование восприимчивости

241к2-4/1)осторг MR/S 29±2,6 42,5±2,3 36*2,1 ГеїСрОЗНС вое-прнимчнветн

Смуглянка /Пер-вица M R/MS 25±2,1 2l,S±2,l 39*4.2 -0,25 Свсрхдоми-шрошшне устойчивости

Впек Palenque / 13осторг R/S M,7±l,3 17,5±2,S 36*2,1 0,23 Частичное доминирование устойчивости

Зсрнмраака 11/ Blick Palenque MR/R 33i2,7 35±2,7 11,7*1,3 l.t J Доминирование восприимчивости

Зсриоградкп 1)/ Смуглянка MR/MR 33*2,7 20,6±2,0 2S*2,t -0,55 Гетерозис устойчивости

В F2 гибридной популяции Vasco / ПалПич степень поражения болезнью на инфекционном фоне варьировала от 0 до 100% (рисунок 10). При этом 68% гибридных растений поражались от 10 до 70%. Высокую степень устойчивости, превышающую лучшую исходную родительскую форму имели 13% растений. Обнаружено появление 7% восприимчивых форм, превышающих худшую по признаку устойчивости родительскую форму. Таким образом, мы наблюдали эффект трансгрессии, который свидетельствует о полигенном типе наследования устойчивости взятых в скрещивание сортов. В F3 гибрида Batís /ПалПич мы установили классическую картину по типу моногенного расщепления.

Таким образом, удалось установить, что доноры септорноэоустойчивости из южноамериканской и австралийской экологических групп относятся к разным генным пудам. У сорта Batts рези стеїгги ость обусловлена одним геном; у сорта Vasco обнаружен полигенный контроль устойчивости (рисунок 10).

Рисунок 10 — Расщепление по признаку устойчивости к сспториозу пшеницы

в популяциях Р2

Эксперименально установлено и статистически подтверждено, что в расщепляющихся популяциях Рг определены связи между высотой растений и степенью

поражения патогеном. В обеих гибридных популяциях с увеличением высоты растений частота встречаемости устойчивых особей возрастала. Как правило, с увеличением высоты степень поражения септорнозом снижается (рисунок 111

У^ко/ПалИнч

60-80 61-100 >100 Высота, см

Рисунок 11 —Влияние высоты растений пшеницы на степень поражения септориозом в гибридных популяциях Ра

На основе изученных нами методов создания инфекционных фонов, проведения оценок и отбора, усовершенствованной схемы селекции па устойчивость к септорно-зу, созданы слабо поражаемые сорта пшеницы, соавтором и участником которых является соискатель: Творен, Вершина, Уля, Паллада, Утриш, Ласка, Калым, Протон, Сила. Степень поражения указанных сортов значительно меньше, чем у стандарта Победа 50 (таблица 6),

Таблица б — Устойчивость к септориозу сортов озимой пшеницы, соавтором и участником которых является соискатель

Сорт- Синоним Степень поражения флагового листа септориозом, %

2004г. 2005г. 2006г. 2007г.

Вершина Об - 12 т 40-2 25 30 30 25

Ласка Л сук, 2242Ь42 10 20 20 10

Пал лада 1341 я 18 30 30 30 20

Творец Л .2173 И 69 5 5 5 10

Удя 9Ы86а1262-5-1-3 35 40 35 30

Сила Л.000 к 1 5 5 15 10

Нота Л .592-90к29-4-3 10 15 20 10

Калым 115 кг 1 5 10 10 5

Прогон 182-97к 1-8 10 20 30 10

Зимтра Л,7278Ь 111 20 10 20 15

Южанка Л.94-409а898-4-8 5 5 20 10

Айвина Л.98-179 а 1 10 15 30 30

Афина Л. 1120 я 16-28 10 10 30 20

Скифянка, 51. 80 90 70 50

ВЫВОДЫ

1. Септориоз является одним из наиболее распространенных и вредоносных заболеваний озимой пшеницы и тритикале в Краснодарском крае н вызывается комплексом грибов рода Зер(опа. В результате проведенного микологического анализа видовой структуры возбудителей листовых пятнистостей на озимой пшенице выявлено три основных вида рода Зер1огм: 5. 1гШс1, пологим и Л /гШс1со!а. Доминирующим видом является А", ггШс», частота встречаемости которого варьирует от 51,2% до 90,6%.

2. Подобран набор сортов-дифференциаторов, позволяющий идентифицировать популяцию гриба 5. и ШЫ по признаку вирулентности в Краснодарском крае,

3. Апробирована и признана наиболее эффективной методика создания инфекционного фона с использованием свежесобрапных листьев пшеницы, пораженных септориозом. Агрессивность такого инфекционного материала значительно выше, чем выращенного в лабораторных условиях на питательных средах.

4. В полевых условиях выявлена зависимость продолжительности латентного периода возбудителя ссгггориоза от температуры и влажности воздуха, а также от ко-

лебаний дневных и ночных температур: разница более 10°С приводит к депрессии патогена,

5. Экспериментально подтверждена важная роль влияния агрофакторов на вредоносность болезни. При посеве в начале оптимальных сроков средняя поражснность сортов увеличилась на 18% в сравнении с поздним. Максимальных значений степень поражения пшеницы септорнозом листьев достигала при внесении аммиачной селитры (N70) в подкормку в фазу кущения (2 ц/га) и при посеве по предшественнику эспарцет.

6. Выявлена достоверная отрицательная корреляционная взаимосвязь между степенью поражения септорнозом и массой 1000 зерен (г = - 0,28). Установлена средняя отрицательная связь резистентности к септорнозу с высотой растений (г = - 0,39) н датой колошения (г = — 0,34), Статистически доказано достоверное отрицательное влияние заражения растений септорнозом на содержание белка в зерне. Обнаружена положительная корреляционная связь между степенью поражения септорнозом и степенью поражения фузарнозом колоса {г = 0,48).

7. Изучены иммунологические особенности 5685 сортов и линий селекции К11ИИСХ к септорнозу в полевых условиях на искусственном инфекционном фоне. Устойчивую реакцию к возбудителям болезни за период исследований показали линии: 514-94к8-5-7, 291-96к31, 22J-97kI4, 4-98к)-4, 228Ы77-33, 714ЬПЗ, Ih 185, 9J-205а2-4-360-8, 96-192а74-33, 98-189а85, !247я22, 1251я9, 1614я2, 2055ММ, 2131Ы21, 2I34h 303, 2134Ы21, 97-П4Г5, 0-ПЗТ12, 91-9т11, 99-99тЗ, 93-14тЗ-14 н сорта Дея, Соратница, Дельта, Веда, Файл, Айвина. Сорта Ласточка, Зимтрп, Москвич, Первица, Красота обладают замедленным типом развития болезни; copra Фортуна, Грация, Юнона, Восторг и Дока показали толерантность к патогену.

8. На жестком искусственном инфекционном фоне по септорнозу проведено тестирование септориозоустойчивостн 2295 образцов мировой коллекции, в результате чего значительно расширен сортимент источников устойчивости. Стабильно высокой резистентностью характеризуются Краснодарская 6, Смуглянка, Экспромт, Бе-зенчукская 380, Волжская 22, Донсимб, Заря, Немчиновская 24, Престиж, Элегия, Рас-тавнца, Мир.чад, Крыжинка, Buck Paíengue, Livtus, 7303-60, P10PI04, Х1ЛО VAN 107, Даре, Tinamou, Colt, NE 84557, Alana, Taiset&ukomugi, Capo, Flecbcdor, Majoro.

9. Изучено наследование устойчивости к септориозу у гибридов Установлено, что резистентность к S. iriliei может быть как доминантной, так и рецессии по Л в зависимости от места происхождения сорта,

10. Установлено, что доноры септориозоустойчнвостн из южноамериканской н австралийской экологических групп имеют разные типы наследования искомого признака. У сорта Batts резистентность обусловлена одним геном; у сорта Vasco обнаружен полигенный контроль устойчивости.

П. На основе отработанных н усовершенствованных нами методов создания инфекционных фонов, оценок н отбора на устойчивость к септориозу созданы слабо-поражаемые сорта пшеницы, соавтором и участником которых является соискатель: Утриш, Творец, Вершина, Уля, Паллада, Ласка, Калым, Протон н Сила,

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ СЕЛЕКЦИИ И ПРОИЗВОДСТВУ

1, Селекцию озимой пшеницы и тритикале на устойчивость к септориозу необходимо проводить на искусственном инфекционном фоне, используя для заражения растений свежесобранные пораженные листья пшеницы или, при нх отсутствии — агрессивные изоляты возбудителя болезни, распространенного в зоне возделывания.

2. При создании новых сортов и линий, устойчивых к септориозу, рекомендуем использовать выделенные нами слабо поражаемые линии: 514-94 к 8-5-7, 291-96 к 31, 221-97 к 14, 4-98 к 1-4, 228 h 177-33,714 h Г !3, I h 1S5, 91-205а2-4-Зб0-8,96-192 а 7433, 98-189а85, 1247 я 22, 1251 я 9, 1614 я 2, Леук.2055 h 91, Леук.2131 h 121, Ле-ук.2134 h 303, Леук.2134 h 121,97-114 Т 5, 0-113 Т 12, 91-9тП, 99-99 т 3, 93-14 т 314 и коллекционные сорта Смуглянка, Экспромт, Безенчукская 380, Волжская 22, Донсимб, Заря, Немчнновская 24, Престиж, Элегия, Раставица, Мирхзд, Крыжннка, Buck Palengue, Livius, 7303-60, РЮР10 4, XIAO VAN 107, Ларе, Ti ñamo u, Colt, NE 84557, Alana, Taisetsukomugi, Capo, Flechedor, Mejoro и Vasko.

3, С целью оптимизации фитосанитарной обстановки следует избегать посева озимой пшеницы в ранние сроки, особенно по лучшим предшественникам, которые формируют мощную биомассу, являющуюся питательным субстратом для возбудителей септориоза.

4. Для повышения иммунного статуса сортов, поражаемых септориозом, рекомендуется сбалансированное минеральное питание. Так как ранневесенние подкормки по

лучшим предшественникам стимулируют развитие н распространение патогенов, то дозы азотных удобрений не должны быть завышенными, и предпочтение следует отдавать дробному их внесению.

5, Рекомендуем шире использовать районированные сорта, устойчивые к септорно-зу: Дея, Дельта, Знмтра, Ласточка, І Іота, Юнона, Есаул, Старшина, Веда; сорта с замедленным типом развития болезни - Москвич, Первнца, Красота; толерантные сорта - Фортуна, Грация, Восторг и Дока.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1. Тарасенко, Т. Ф. Изучение устойчивости к выносливости сортов озимой пшеницы и тритикале к корневым гннлям и церкоспорсллсзу/Т. Ф. Тарасенко, Л. М. Мочова // Селекция и генетика пшеницы: сб. науч. тр. /КНИИСХ. - Краснодар, 1085, - С, ] 19-123.

2. Котляров, В. В. Возбудители корневой пінлн шнешщм в Красі юдарском крае/В. В. Кот-ля ров, Л. М. Мохова //Микология и фитопатолог ия. - 1990. -Том 24. - Вып.2. - С. 155-156.

3. Котляров, В. В. Отбор на устойчивост ь к фузариозной іншій корней в селекции пшеницы / В, В. Котляров, Л. А. Беспалова, Л. М. Мохова // Зашита зерновых кулыур от бапезней и вредителей при интенсивной технологии подделывания: сб. науч. пр. КНИИСХ. - Краснодар, 1990,-С. 22-25.

4. Озимая пшеница/Я. В, Губанов, А.В. Загорулько, A.M. Кравцов...Л. М. Мохова и (др.]// Агроэкологнчсскин мониторинг в земледелии Краснодарского края; юб. вып., лосвяш, 80-летию со дня основания Куб.ГАУ-Краснодар, 2002,- Вып.2.-2.3. - С. 108-135.

5. Горьковенко, B.C. Изменение популяции рода Septinia Fr. на озимой пшенице в Краснодарском крас / В. С. Горьковенко, Л. М. Мохова, И. М Смоляная И Интегрированная за-ішгга с.-х. культур и фитосаинтарн. мониторинг в соврем, земледелии: материалы Всерос. конф., Ставрополь, 16-18 ноября 2004 г. - С. 116-18.

6. Мохова, Л At. Новый вид іриба роді Septurki на озимой пшенице в условиях Кубани / Л.М. Мохова//Заі ціп а растении в Красі юдар. крас: Регион, прнлож. -2004.-№ 10,- С, 7.

7. Горьковенко, B.C. Изменения в популяции сслгориозов озимой пшеницы на Кубани / B.C. Гррьковснко, Л.М, Мохова, Н.М. Смоляная //Проблемы зашты растений, агрохимии и почвоведения: тр. / Куб.ГАУ. - 2004. - Вып. 409 (437) - С. 98-99

8, Горьковенко, B.C. Изменение видового состава грибов рода Sepiai'/n на Кубани / B.C. Горьковенко, Л.М, Мохова, Н.М. Смоляная // Защігта и караіггин растений. — 2005, — № 3 - С.57.

9. Аблова, И. Б. Устойчивость пшеницы к сспториоэной пятнистости листьев /И, Б, Аблова, Л. М. Мохова// Материалы Мсждунар. ігауч.-практ. конф. «Технологии создания биологических средам зшциты растении на основе зіггомофагов, онтомолатогеиов, микробов-антогонистов и применения их в открытом и закрытом гру і гтах»: Краснодар, 20-22 сентября 2006 года. - Оып. 4. Бі юл отческая защита растений - основа стабилизации агроэкосистем, -2006. - С. 123-130.

J0, Аблова, И.Б, Диверенфикацця сортов пшеницы по устойчивости к септорнозу (Septoria iriiici Rob, Et, Desm.) /И. Б, Аблова, Л. А, Беспалова, Я, М. Мохова//Агротехнический метод защиты растений от вредных организмов. Материалы IV межд.науч.-практ.конф, -Краснодар, 2007. -С. 326-329.

11. Мохова, Л. М. Видовой состав возбудителей некрозов листьев озимой пшеницы / J1. М. Мохова // Материалы Науч.-нракт. конф., посвящ. 70-летию со дня рождения акад. Ю. М. Пучкова, - Краснодар, 2007. - С. 41-54.

12. Мохова, Л. М, Полиморфизм сортов пшеницы по устойчивости к Scptoria iiitici Rob. et, Desm-ЛІ, M, Мохова, В, С.Горьковенко, И. Б. Аблова// Актуальные проблемы иммунитета и защигы сельскохозяйственных культур от болезней и вредителей. Тезисы докладов межд. науч.-прлкт. конф, Одесса, 11 -14 сентября 2007.-С. 11-12.

13. Пшеница мягкая двуручка Паллада //№47312/9360100 от 21.12,2006г.

14. Пшеница мягкая озимая Уля // заявка № 47313/9360101 от 21.12.2006г.

14. Пшеница мягкая озимая Вершина//заявка №49612/9253791 от21,12.2007г,

15. Пшеница мягкая озимая Творец//заявка №49614/9253792 от 21.12.2007г.

16. Пшеница твердая озимая Ласка //заявка № 49748/92538Й0 от 21,12.2007г