Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Состояние насаждений вишни и сливы в ЦЧР и выращивание безвирусного посадочного материала

ВАК РФ 06.01.07, Плодоводство, виноградарство

Автореферат диссертации по теме "Состояние насаждений вишни и сливы в ЦЧР и выращивание безвирусного посадочного материала"

МИЧУРИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

¡~Т и од

На правах рукописи

ЦУКАНОВА ЕЛЕНА МИХАЙЛОВНА

СОСТОЯНИЕ НАСАЖДЕНИЙ ВИШНИ И СЛИВЫ В ЦЧР и ВЫРАЩИВАНИЕ БЕЗВИРУСНОГО ПОСАДОЧНОГО МАТЕРИАЛА.

Специальность 06.01.07 - плодоводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Мичуринск - 1998

Диссертационная работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте садоводства им. И.В.Мичурина в 1989 -

1998 гг.

Научный руководитель - кандидат сельскохозяйственных наук

НЛ.Семина Официальные оппоненты -Доктор сельскохозяйственных наук, заслуженный деятель науки России, академик МАИ, профессор М.И. Болдырев Кандидат биол. наук Ю.И. Приходько Ведущее предприятие - Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и селекции плодовых растений.

Защита диссертации состоится /3. 1998 года в /(У час. -%лин.

на заседании диссертационного совета Д. 120.18.01 то адресу: 393740, Тамбовская обл., г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101, Мичуринская государственная сельскохозяйственная академия. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии.

Автореферат разослан" -3 " 1998 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные и скрепленные гербовой печатью, просим направлять ученому секретарю совета.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д.120.18.01, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Ю.В. Трунов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы. Центрально-Черноземный район Российской Федерации является важной зоной промышленного производства таких косточковых культур, как вишня и слива. Их несомненное достоинство заключается в скороплодности и раннеспелости. Плоды вишни и сливы обладают целебными свойствами -способствуют быстрому удалению из организма вредной микробиоты и продуктов радиоактивного распада, улучшают свертываемость крови, предупреждают развитие малокровия. Однако в последние годы произошло существенное снижение их производства. Одной из причин этого является значительное распространение микозов -таких как клястероспориоз, цитоспороз, коккомикоз и массовое поражение вирусными болезнями (Метлицкий, 1996; Метлицкая, Приходько, 1998).

Вирозы снижают всхожесть семян и урожайность, ухудшают качество плодов, нарушают физиологические процессы, подавляют рост и сокращают срок жизни деревьев. Использование больных растений для вегетативного размножения приводит к низкой приживаемости глазков в питомнике, несовместимости привоя и подвоя. У пораженных вирусными патогенами растений повышается восприимчивость к другим возбудителям болезней, в частности к грибам и микоплазмам. (Бивол, 1980;Семина, Бивол, 1980; Блинов, 1988).

Число выявленных возбудителей вирозов довольно велико, однако широко распространены и наносят ощутимый экономический ущерб лишь некоторые из них. Для вишни и сливы - это некротическая и хлоротическая кольцевые пятнистости и шарка сливы, (Вердеревская, Кеглер, 1985; Метлицкая, 1993; \Vustenberghs, Кеиктапв, 1998).

Создание долговечных и высокопродуктивных насаждений косточковых культур не возможно без внедрения системы производства безвирусного посадочного материала. (Семина, 1973 - 1996; Степанов, Семина, 1986; Метлицкая, Приходько, 1998).

В связи с этим актуальным остается определение вирусологического состояния насаждений косточковых культур в ЦЧР, изучение вредоносности, степени и характера распространения вирусов в различных насаждениях Центрального Черноземья. Одной из проблем в системе производства сертифицированного посадочного материала косточковых культур является получение безвирусных подвоев.

Необходимость решения данных вопросов явилась основанием для проведения исследовательских работ.

Цель и задачи исследований. Цель - разработка рекомендаций по выращиванию безвирусного посадочного материала вишни и сливы. Для этого были поставлены и решены следующие задачи:

• определить видовой состав, степень распространенности и типы сопряжения патогенов, поражающие косточковые культуры в средней зоне промышленного садоводства;

• выявить наиболее надежные сроки и органы растения-хозяина для эффективной индикации вирусов, поражающих косточковые культуры;

• оценить скорость накопления вирозов в зависимости от типа насаждения и восприимчивости сорта;

• изучить различные аспекты влияния вирусных патогенов на инфицированные растения на уровне внутриклеточных органелл и целого организма;

• заложить СЭ маточник зимостойкого и хорошо совместимого с районированными сортами клонового подвоя (вишни Владимирской);

• выделить в банк ССЭ безвирусные клоны сортов и подвоев вишни и сливы с целью дальнейшего размножения и закладки СЭ маточников;

Научная новизна и практическая значимость работы.

Впервые в ЦЧЗ создана база для производства безвирусного посадочного материала косточковых культур. Заложен СЭ маточник корнесобственной вишни Владимирской. Определено вирусологическое состояние насаждений косточковых культур с помощью массовой диагностики методом иммуноферментного анализа. Установлены тенденции развития заражения в пределах насаждения. Выявлена сортовая вариабельность характера восприятия моновирусов, определены органы растения-хозяина с наибольшей концентрацией активных вирионов НКП, ХКП, ШС и хлоротической пятнистости листьев яблони (ХПЛЯ) у вишни. Обнаружены внутриклеточные аномалии при поражении вишни вирусами НКП и ХКП. Определены наиболее вредоносные вирусные ассоциации. Установлено патогенное воздействие вирусов на агробиологические показатели растений вишни и сливы при размножении методом зеленого черенкования и выход стандартного посадочного материала. Выделено в банк ССЭ и передано на размножение 480 безвирусных

клонов сортов и подвоев вишни и сливы, которые используются при размножении безвирусного посадочного материала (список безвирусных сортов в приложении).

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на конференции молодых ученых ВНИГИСПР им. ИВ.Мичурина, Мичуринск, 1994г.; Научном совещании в Воронежском СХИ «Экология и промышленное садоводство и овощеводство» Воронеж, 1996 г. На ежегодных отчетных сессиях и ученых советах ВНИИС им. И.В.Мичурина.

Структура и объем работы. Диссертационная работа содержит: введение, литературный обзор, экспериментальную часть, результаты исследований, выводы, практические рекомендации и список литературы. Общий объем диссертации составляет 145 страниц, включая 19 таблиц и 28 рисунков, список литературы - 291 наименование.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ.

Материалы и методы исследований.Работа выполнена в 1988-1997г.г. на базе лаборатории вирусологии ВНИИС им. И.В.Мичурина Проверено на вирусоносительство 84 сорта и 17 форм подвоев вишни и сливы. Для детального исследования отобрано 5 сортов вишни и 1 сорт сливы. Основные опыты данной работы были заложены по стандартной методике, которая изложена в «Рекомендациях по выращиванию безвирусного посадочного материала плодово-ягодных культур и винограда», (1980) и «Технологии производства безвирусного посадочного материала плодовых, ягодных культур и винограда», (1989).

Для идентификации вирусов, поражающих косточковые культуры, использовали метод иммуноферментного анализа (ИФА), разработанный Д. Кларком и А. Адамсом (Clarke, Adams, 1977), уточненный в лаборатории вирусологии Молдавского НИСТИП и оптимизированный нами, применительно к условиям ЦЧР. Тест-системы наработаны в Молдавском НИСТИП. Результаты ИФА регистрировали на спектрофотометре фирмы "Dinatech" на длине волны 405 нм. Биотесг проводили по стандартной методике, предложенной в "Технологии производства безвирусного посадочного материала плодовых, ягодных культур и винограда", (1989).

Интенсивность транспирации листьев определяли методом

з

подсушивания при комнатной температуре в четырех повторностях (метод предложен И.П. Хаустовичем). Изменение веса регистрировали через один и два часа после взятия проб на аналитических весах "ВЛТК -500".

Цитологическое изучение морфологических изменений пыльцы и внутриклеточных аномалий под влиянием вирусной инфекции осуществляли по методике З.П. Паушевой (1974) и Ю.А. Смирнова (1976). Препараты анализировали с помощью микроскопов "МБИ - 3" и "МБИ - 9".

Обработку статистического материала выполняли методами дисперсионного и корреляционного анализа и F- критерия, используя пакет статистических программ Mathcad 7 Professional и Microsoft XL, а также, "Методику полевого опыта" Б.А.Доспехова, (1979).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Состояние насаждений вишни и сливы в средней зоне плодоводства. Вирозы. как Фактор, определяющий потери в садах

и питомниках. Изучение фитосанитарного состояния черенковых и подвойных маточников, селекционных, коллекционных и промышленных насаждений Тамбовской, Липецкой, Воронежской, Саратовской и Волгоградской областей позволило выявить широкое распространение вирозов на вишне и сливе.

С целью идентификации возбудителей визуально обнаруженных аномалий и латентной инфекции ежегодно проводили серологическое тестирование методом ИФА. Наличие поликлональных сывороток к различным вирусным антигенам позволило достаточно полно оценить видовой состав вирусных патогенов, поражающих вишню и сливу в средней зоне плодоводства и определить их распространенность (табл. 1).

За период с 1988 по 1997 гг. проверено на вирусоносительство 1600 образцов 48 сортов вишни, 605 образцов 36 сортов сливы и 225 образцов 17 форм подвоев косточковых культур. Выделено в банк ССЭ и передано на размножение 480 безвирусных клонов сортов и подвоев вишни и сливы.

Общий вирусологический фон Центрального Черноземья составил 56%.

1.Видовой состав и распространенность вирусов, поражающих косточковые культуры в ЦЧЗ (данные 1988 - 1997гг.)

Частота

i" с 2 £ И О. С и" Наименование вирусного патогена встречаемости, (%)

„ я Некротическая кольцевая пятнистость вишни (NRSV) 27-100

Хлоротическая кольцевая пятнистость вишни (CRSV) 17-90

< а 5 ю Шарка сливы (PPV) 16-67

Ы Хлоротическая пятнистость листьев яблони (CLSV) 4-20

ш С Бороздчатость древесины яблони (SGV) 4-23

Ямчатость древесины яблони (ASPV) 3-18

6 Л Латентная кольцевая пятнистость земляники (LRSV) 10-15

русы НЕП <УКУМО- v БАМО-rpyi Кольцевая пятнистость малины (RRSV) 6-9

Арабис мозаика (AMV) 5-7

Черная кольцевая пятнистость томатов (TRSV) 5-7

m ¡5 Табачная мозаика (TMV) 0

Огуречная мозаика (CSV) 0-3

*Вирусы НЕПО-, КУКУМО- и ТАБАМО-групп идентифицированы совместно с научным сотрудником ВНИИС им. И.В.Мичурина Лукьяновой Е. А

Анализ полученной информации позволяет судить о доминировании в зоне вирусов НКП и ХКП (пораженность ими некоторых насаждений достигает 90 - 100 %).В определенной степени, это объясняется возможностью данных вирусов передаваться пыльцой и семенами. До недавнего времени считалось, что карантинный вирус шарки сливы распространен только в южных регионах. Нами обнаружено широкое (до 67%) распространение данного патогена в средней зоне плодоводства. Сорта и подвои косточковых культур Россошанской зональной плодово-ягодной станции (Воронежская область), Жердевского плодопитомника (Тамбовская область), ВНИИС им. ИВ.Мичурина в разных долях поражены вирусом ШС. Эти данные согласуются с результатами, полученными К.В. Метлицкой (1993, 1995 гг.) о степени распространенности этого вируса в насаждениях Нечерноземья и ЦЧЗ.

Совместно с научным сотрудником ЕАЛукьяновой, выявлено присутствие вирусов НЕПО-,ТАБАМО-и КУКУМО-групп на вишне. О возможности поражения данными патогенами косточковых культур

сообщают многие исследователи (БсЫтаг^к!, 1971; Уа1ШеШ й а1.,1981; Вердеревская, 1985; Федотина, Сургучева, Чирков и др., 1990 и др.). Нами установлено незначительное (3 - 13%) распространение данных вирусов на вишне. Следует отметить, что обнаруженные НЕПО- и КЛОСТЕРО- вирусы чаще всего встречаются в комплексе с основными вирусами косточковых культур.

Анализ видового состава патогенов, участвующих в заболеваниях вирусной этиологии, свидетельствует о значительном распространении комплексных инфекций. На многолетних древесных растениях они являются скорее правилом, чем исключением (Помазков, 1985;Семина, 1995; Метлицкая, 1995).

Анализ результатов наших исследований выявил повсеместное преобладание сопряженной инфекции в различных сочетаниях, (табл. 2)

2.Доля комплексной инфекции от числа зараженных растений вишни и сливы в ЦЧЗ (данные 1990 -1997 гг.)

Общая доля комплексо в от числа больных Доля разновидности сопряжения от общего числа комплексов,

НКП+ХКП НКП+ШС ХКП+ШС НКП+ХКП +И1С комплексы, одержащие ХПЛЯ и БДЯ

60 27 23 7 25 18

Широкая распространенность сопряженной инфекции на плодовых культурах связана, по-видимому, с возможностью многократных заражений растений различными возбудителями и накоплением их при свободном опылении, гибридизации и постоянном вегетативном размножении.

В нашей зоне трудно выявить доминирующий комплекс. Практически, в равных долях присутствуют НКП+ХКП, НКП+ШС и НКП+ХКП+ШС. Редко встречается лишь комплекс ХКП+ШС. Обнаружено значительное распространение сопряжений, содержащих вирусы ХПЛЯ и БДЯ - 18% всех имеющихся комплексов включают эти вирусы. Вирусологический анализ образцов вишни и сливы в насаждениях ВНИИС им. И.В. Мичурина (от 100 до 400 растений ежегодно) позволил предположить наличие общей закономерности характера заражения растений сопряженной инфекцией: с ростом инфекционной нагрузки насаждения постоянно увеличивается количество растений, содержащих поливирусные ассоциации. Доля

moho - и биинфицированных объектов колеблется в определенных пределах, (рис.1)

- -д- -о

- - -ж

Общий вирусологический фон

Моновирусная инфекция Бивирусные комплексы

Поливирусные ассоциации

ж

т-г

I-1-1-1-1

годы исследований (1992 - 1997)

Рис.1.Характер распространения моно- и поливирусной инфекции в насаждениях вишни и сливы ВНИИС им. И.В.Мичурина.

Расчет корреляционной зависимости характера накопления различных типов сопряжения показал выраженную положительную корреляцию между ростом общего инфекционного фона и доли поливирусных комплексов (кК = 0,97 при уровне надежности 95%),и отрицательную зависимость роста инфицированное™ насаждения и изменения долей моно- и биинфицированных растений (кК= -0,80 и-0,88, соответственно, при 95% уровне надежности результатов).

Динамика увеличения зараженности в зависимости от типа насаждения. Оценка восприимчивости сорта к различным вирусным

патогенам. Методом экспресс диагностики (ИФА) с 1989 года проводился ежегодный мониторинг изменений уровня инфекционной нагрузки в различных насаждениях Тамбовской области. Для сравнительного анализа были выбраны три типа насаждений: промышленный маточно-черенковый сад вишни в плодопитомнике

«Жердевский» (закладка 1984 г), черенковый маточник вишни в НПХО ВНИИС им. ИВ.Мичурина (закладка 1983 г) и коллекционный участок вишни ОПХ ВНИИС им. И.В.Мичурина (закладка 1983 - 1984 гг.). Все они заложены в одно время и расположены в одной климатической зоне. Различия заключаются в сортименте, исходном вирусологическом состоянии посадочного материала и предназначении -т.е. типе насаждения. Выборка при ежегодном тестировании составляла не менее 45 сортообразцов в год.

Суммируя полученные данные, можно с достаточной долей уверенности констатировать, что коллекционные насаждения наиболее уязвимы в вирусологическом отношении и имеют самую высокую интенсивность нарастания инфекционной нагрузки. В определенной степени это связано с пополнением их нетестированными сортами из различных регионов страны и зарубежья. По-видимому, именно они вносят в агроценоз новый набор штаммов возбудителей, возможно, большей агрессивности. Эффект переноса вирусной инфекции пыльцой при самоопылении усиливается проводимыми в насаждении гибридизационными работами. Подбор вирусологически-здорового посадочного материала, высокий уровень агротехнического ухода и ежегодная короткая обрезка, исключающая цветение, может продлить существование черенкового маточника вишни в пригодном для использования состоянии.

Общая тенденция развития заражения имеет положительный эксцесс (от 0,98 в черенковом маточнике до 3,9 в коллекционном), что указывает на остроконечность распределения т.е. наличие выраженных пиков, однако, эксцесс 0,98 черенкового маточника говорит о некоторой сглаженности и растянутости во времени данного процесса.

С целью определения сортовой восприимчивости проведено сравнительное изучение накопления вирусов НКП, ХКП и ШС на сортах вишни в условиях Жердевского плодопитомника за период с 1989г. по 1994г. В ежегодный вирусологический анализ включено не менее 45 образцов каждого сорта. Достаточно ярко сортовую вариабельность восприимчивости можно проиллюстрировать на сортах Жуковская, Студенческая и Ровесница. К 1994 году перечисленные сорта были на 95 - 100% поражены одним из этих вирусов, остальные патогены присутствовали в различных долях

(рис 2.). 8

рис..2 Зависимость динамики накопления вирусов НКП, ХКП, ШС от сорта вишни (п/к "Жердевский", 1989 -1994 г.г.)

Материалы, полученные в результате проведенных исследований, свидетельствуют об определенной сортовой вариабельности восприимчивости к отдельным вирусам. Однако, несмотря на разнообразие характера заражения каждого сорта, прослеживается общая тенденция конкурентности накопления моновирусов. Корреляционный анализ восприятия вирусов НКП и ХКП показал, что между ними существует отрицательная корреляция в значении, - 0,55, при уровне надежности 95%..

Наиболее ярко выражена конкуренция между двумя близкородственными вирусами ИЛАР-группы НКП и ХКП, имеющими общий тип переноса (нематоды, пыльца). Возможно, это связано с тем, что помимо сортовой избирательности восприятия, присутствует фактор избирательности переноса. По-видимому, увеличение нагрузки одним вирусом может, в какой-то мере, препятствовать одновременному проникновению в растение другого.

Неродственный им ПОТИ-вирус ШС имеет собственных переносчиков (три вида тлей), и некоторая конкурентность заражения связана скорее с избирательной восприимчивостью сорта. Однако, впоследствии, растения, несущие в себе один из вирусов, быстрее заражаются и остальными, присутствующими в агроценозе, патогенами.

Сроки и органы растения-хозяина, наиболее пригодные для индикации Фитовирусов у вишни методом ИФА. Оптимальные сроки проведения анализа для ЦЧЗ сдвинуты и растянуты по сравнению с южными регионами, где рекомендованы апрель - май. В нашей зоне наиболее четкие результаты получены с начала мая до начала июля. Более ранние сроки взятия проб не позволяют достоверно оценить вирусологическое состояние тестируемых объектов, в более поздние наблюдается затухание положительной реакции и индикация методом ИФА не эффективна.

Наиболее удобный объект для получения инокулюма при массовом анализе - молодые листья с верхушки побега. Однако ,для проведения теста в середине июля (при длительных высоких дневных и ночных температурах) рекомендуем использовать листья со средней части побега,с затененной стороны.

Цветки дают достоверный результат при выявлении всех вирусов,но возможность их использования очень краткосрочна. Почки -слишком трудоемкий объект для выполнения большого объема тестирования.

Инокулюм , полученный из коры, помимо высокой трудоемкости в применении, сопровождается обилием артефактов.

Нами проведены исследования по определению органов локализации вирусов НКГТ, ХКП, ШС и ХПЛЯ на вишне с целью выявления частей растения с максимальной концентрацией активных вирионов для повышения надежности идентификации патогенов методом ИФА на различных этапах онтогенеза.

Объектом для получения инокулюма служили: молодые листья,плоды разной степени зрелости,зародыши без эндокарпия. .Ежегодно тестировали не менее 10 изолятов каждого сорта. Контроль - здоровые растения.Критерии оценки: отношение экстинции объекта к экстинции контроля (ЭО/"ЭК) > 2 считается положительной реакцией, т.е. в тестируемом образце сосредоточено достаточное для «узнавания» количество активных вирионов; ЭО/ЭК >1,3<2 - реакция сомнительна, т.е. концентрация активных вирионов невелика; ЭО/ЭК <1,3 -отрицательная реакция, т.е. активные вирионы отсутствуют или находятся в единичном количестве.

Установлено,что активность вируса НКП в околоплоднике и зародыше достаточно высока. Индикация его в этих органах возможна даже на стадии зрелого плода,когда в листьях уже произошла частичная или полная маскировка этого патогена (табл.3).

З.Изменение экстинции для вируса НКП в различных органах вишни Россошанская Черная в зависимости от стадии онтогенеза

Показатель ЭО/ЭК

№ по порядку №образ ца стадия зеленого плода стадия зрелого плода

лист околопло дник. зародыш лист околопло дник зародыш

1 2 3 4 5 6 7 8

1 3-5 2,7 3,5 3,5 0,9 3 3

2 3-7 2,9 3 3,3 1,3 2,7 3,1

3 3-16 3 3 3,3 1,5 2,9 3

4 3-18 2,8 3,5 3,3 1,3 3,1 3,3

5 3-19 2,8 3,5 3,5 1 3 3,3

6 3-20 3 3,5 4 1,2 3,1 3,5

1 2 3 4 5 6 7 8

7 3-25 2,7 3,5 4,1 1,7 2,9 3,5

8 3-26 2,9 3 3,3 0,9 2,7 3

Среднее 2,85 3,31 3,54 1,19 2,92 3,21

Стандартная ошибка 0,04 0,09 0,11 0,11 0,06 0,08

Стандартное отклонение 0,12 0,26 0,32 0,29 0,16 0,22

Дисперсия выборки 0,01 0,07 0,11 0,09 0,03 0,05

Уровень надежности(95,0%) 0,09 0,22 0,28 0,25 0,13 0,18

На основании анализа материалов исследований установлено, что на стадии плода начальной степени зрелости (середина - конец июня) наибольшая концентрация активных вирионов вирусов НКП, ХКП и ХПЛЯ отмечена в зародыше вишни. Об этом свидетельствует возможность выявления данных вирусов методом ИФА с вероятностью 99% при уровне надежности 0,95%. Одновременное тестирование листьев и околоплодников с тех - же изолятов давало менее достоверный результат. Доля ЭО/ЭК > 2 по вирусу ХПЛЯ составила: лист -77%,околоплодник - 0%; по вирусу ХКП - 60% и 70% соответственно. Возможность выявления вируса НКП в околоплоднике почти также высока, как и в зародыше: доля ЭО/ЭК > 2 - 94%, (при уровне надежности 0,95% Р критическое 0,26),в листе - 88%.

Вирус ШС в зародыше практически не идентифицируется, тогда как в листе и околоплоднике вероятность его обнаружения составляет 99%.

На основании вышеизложенного можно заключить, что наибольшая концентрация активных вирионов вирусов НКП, ХКП, ХПЛЯ отмечена в зародыше вишни, вируса ШС - в листе и околоплоднике. Содержание активных вирионов вируса НКП в зародыше и околоплоднике, необходимое для индикации методом ИФА, константно до конца июля. Распределение вируса и места максимальной локализации его активных вирионов на разных стадиях онтогенеза растеши в достаточно высокой степени зависит от вида патогена и способа его передачи.

Вредоносность вирусной инфекции на вишне.

Изменение клеточных и внутриклеточных структур. С целью выявления изменений вызываемых вирусами НКП и ХКП на клеточном уровне, нами в 1997 году начато изучение образцов вишни Владимирской, пораженной данными патогенами.

В исследования включены почки, бутоны и первичные корешки, а также, срезы живых молодых листьев с выраженной симптоматикой и безсимптомные. Контролем служили здоровые растеши. При использовании метода световой микроскопии (увеличение 20 х 40; 20 х 60) обнаружен ряд патологических отклонений.

¡.Микроскопический анализ срезов живых листьев вишни Владимирской, пораженной вирусом НКП, выявил аномальное расположение хлоро пластов.

В 50 произвольно выбранных полях зрения микроскопа на срезе визуально-безсимптомной листовой пластины выявлены скопления хлоропластов, образование, в отдельных случаях, единого конгломерата этих органелл в одних клетках и отсутствие хлоропластов в соседних. Подобное явление отмечено у 15 - 30% клеток в поле зрения. На срезах листовой пластины с хорошо выраженной симптоматикой, при том - же увеличении, клетки часто не дифференцированы, ядра не видны, вакуоли отсутствуют или сильно деформированы, скорее напоминают пузырьки.

2.Анализ зрелых пыльников вишни Владимирской, пораженной комплексом вирусов НКП + ХКП, выявил многочисленные изменения пыльцевых зерен.

Микроскопирование показало, что до 30% зерен имеют аномальную форму: вытянутые и уплощенные полумесяцы, редуцированная

половина зерна, в отдельных случаях они полностью некротизированы (рис.3).

З.Микроскопирование вегетативных и генеративных почек вишни Владимирской, пораженной вирусом НКП и комплексом НКП + ХКП, позволило выявить два вида вирусных включений:

а) в зачаточных листочках обнаружены включения в форме неправильных кристаллов и звездчатых образований. При окраске

Рис. З.Пыльцевые зерна вишни Владимирской, пораженной НКП+ХКП

основным фуксином они полупрозрачны и хорошо видны при увеличении контрастности на фоне сиренево - окрашенной цитоплазмы. Наибольшее скопление клеток с включениями обнаружено вблизи устьиц. Подобные включения выявлены и при микроскопировании бутонов, особенно в пыльцевых зернах;

б) в межклеточном

пространстве, вблизи клеток жилок

листочка обнаружены трубчатые

включения.

4. Предварительные результаты изучения митотического деления в меристематических клетках и клетках первичных корешков вишни Владимирской, пораженной вирусом НКП, свидетельствует о

некоторых нарушениях этого процесса. Объекты для исследований были фиксированы в уксусном алкоголе (1 : 3). Изучение редукционного деления на временных препаратах по методике Ю.А. Смирнова (1976) выявило отдельные аномалии на стадии поздней анафазы и ранней телофазы. Просмотр 70 произвольно выбранных полей зрения показал образование дополнительных полюсов при расхождении хромосом (подобное явление обнаружено у 3 - 5 % клеток из просмотренных) (рис.4). Обнаружены клетки с двумя дополнительными мелкими ядрами и клетки с отсутствующим нормальным ядром, но имеющие пять - семь мелких ядрышек.

Укореняемость и качество зеленых черенков. В 1996 - 1997 г.г. изучали влияние вирозов на корнеобразование и качество зеленых черенков сливы и вишни, укорененных в условиях искусственного тумана. В опыт включено: 7 вариантов по сливе сорта Комета и 9 вариантов по вишне сорта Владимирская. В варианте 3 повторности по 80-100 черенков в каждой.

Изоляты для заготовки черенков отобраны по результатам предварительного тестирования в черенковых маточниках.

Рис.4. Аномалии расхождения хромосом при вирусном поражении

Материал высаживали в пленочные теплицы по стандартной методике (1988) и выращивали в условиях искусственного тумана. Изучали следующие варианты:

моновирусная инфекция - НКП, ХКП, ШС (для обеих культур);

бивирусные комплексы - НКП+ХКП, НКП+ШС (для сливы);

НКП+ХКП, НКП+ШС, ХКП+ШС (для вишни); поливирусные комплексы - НКП+ХКП+ШС (для обеих культур), НКП+ХКП+ШС+ХПЛЯ+БДЯ (для вишни);

Контроль - черенки со здоровых растений.

После осенней выкопки учитывали регенерационную способность и выход по сортам укорененных зеленых черенков в каждом варианте, (рис.5 а,б)

На основании выполненных опытов правомочно сделать некоторые заключения:

1.Наличие вирусной инфекции существенно снижает успех размножения вишни и сливы методом зеленого черенкования. Выход растений первого сорта в среднем по всем вариантам составил 8% по сравнению с 20% в контроле для сливы и 20% по сравнению с 44% в контроле для вишни (различия достоверны, при уровне надежности 95%)

2.Выявлена вариабельность влияния моновирусов НКП,ХКП и ШС в зависимости от культуры. Поражение вирусом НКП снижает укореняемость черенков вишни на 35%,а выход стандартных растений на 65% по сравнению с контролем. Вредоносность этого вируса для сливы выражена лишь в снижении выхода стандартных растений (разница с контролем составила 45%). Влияние данного патогена на укореняемость зеленых черенков сливы не зарегистрировано (рис.5).

Противоположная картина наблюдается по вирусам ХКП и ШС.Эти патогены более вредоносны для сливы, чем для вишни. Укореняемость черенков сливы, пораженной вирусов ХКП,составила 67%,а ШС - 30% от контрольной, тогда как для вишни эти показатели 78% и 88% соответственно. Выход укорененных растений первого сорта сливы, инфицированной ХКП, составил всего 10% от контроля (это самый низкий показатель по всем вариантам), ШС - 40%. Качество укорененных черенков вишни,пораженной вирусами ХКП и ШС, снизилось,по сравнению с контролем на 63% и 54% соответственно (рис.5).

о

Вв о и

8"

Б &

а-

а)слива 0

о*-

В-

э £

б)вишня

вирусологическая нагрузка

100

7 вирусологическая нагрузка

рис. 5. Влияние вироэов на укореняемость и качество зеленых черенков в условиях искусственного тумана (1996 -1998 г.г.)

1-НКП 2-ХКП 3-ШС 4-НКП+ХКП 5-НКП+ШС 6-НКП+ХКП+ШС

7-НКП+ХКП +ШС +ХПЛЯ+БДЯ

3 Анализ укореияемости и качества полученного материала при размножении растений,инфицированных бивирусными комплексами, подтверждает мнение Ю.И.Помазкова (1986), Р.КСиниярв (1988) и др. о взаимодействии вирусов при сопряженной инфекции. Наиболее ярко это явление можно проиллюстрировать на примере комплекса НКП+ШС. Для сливы вирус ШС значительно более вредоносен,чем НКП, а в случае сопряженного инфицирования, влияние ШС сглаживается присутствием вируса НКП (различия достоверны при уровне надежности 95%) (рис.5а). Для вишни этот комплекс оказался более вредоносным, чем каждый из патогенов в отдельности (достоверность различий при 95% уровне надежности) (рис.5б).

4. Комплексы, состоящие из трех и более возбудителей одинаково вредоносны для обеих культур и, существенно, снижают как укореняемость зеленых черенков,так и качество растений на 60 - 97%.

Анализ полученного материала позволяет констатировать,что при размножении методом зеленого черенкования в условиях искусственного тумана наиболее вредоносными являются вирусы ХЕШ, ШС и комплекс НКП+ХКП+ШС для сливы и НКП+ХКП,НКП+ХКП+ШС+ХПЛЯ+БДЯ для вишни.

Агробиологическая характеристика однолетних растений вишни. В 1996 - 1997гг. изучали влияние моноинфекции, а также, определенных комбинаций возбудителей на отдельные агробиологические показатели однолетних растений вишни Владимирской.

Материалом исследования служили зеленые черенки вишни Владимирской, укорененные весной 1996 года и высаженные осенью того же года в перешколку для доращивания. Посадку производили блоками. В опыт включено 4 варианта в 4-х повторностях, по 80 - 100 растений в каждой:

моновирусная инфекция - НКП; бивирусный комплекс - НКП+ХКП;

поливирусные комплексы -

НКП+ХКП+ШС;НКП+ЖП+ШС+ +ХПЛЯ+БДЯ;

контроль - здоровые растения.

Оценку влияния вирозов проводили в 1997 г. по следующим показателям: высота растения, диаметр штамба на Ь - 5см, количество побегов, общая длина прироста, диаметр побега у основания. Кроме

того, учитывали поражеиность растений коккомикозом в этих же вариантах.

Установлено, что присутствие вирусных возбудителей существенно влияет на состояние вегетативно размножаемых однолетних растений. Отмечено снижение диаметра штамба, толщины побегов и суммарного прироста.

Наиболее выражено патогенное воздействие комплекса, состоящего из трех вирусов и смешанной инфекции. В этих вариантах наблюдается значительное отставание саженцев в росте (средняя высота саженца на 30 - 35% ниже контрольной), причем ствол часто искривлен. Побеги тонкие, короткие.

В вариантах с моно - и бивирусным поражением материал отличается большой разнородностью (встречаются саженцы от 30 до 130 см высотой), в целом, однолетки более тонкие, вытянутые с укороченными побегами.

Установлено массовое (от 3 до 5 баллов) поражение коккомикозом больных растений во всех вариантах. В середине сентября они на 80 - 90% сбросили листья, тогда как в контрольном варианте однолетки были хорошо облиственны.

Сравнительный дисперсионный анализ параметров саженцев во всех вариантах позволил выявить различия степени влияния каждого набора патогенов на отдельные качественные характеристики однолеток, (табл.4).

4.Дисперсионный анализ параметров однолеток вишни при

Параметры саженцев НКП / контроль (НКП+ХКП) / контроль (НКП+ХКП+ШС) / контроль (НКП+ХКП+ШС+ ХПЛЯ + БДЯ)/ контроль

F расчет ное Р значение F расчет ное Р значение F расчет ное Р значение F расчетное Р значение

Высота растения 1,4 0,25 20,8 0,002 44,8 6,5 Е 71,2 3,1 Е

Диаметр штамба 107,0 1.3Е 56,5 5,ЭЕ 104,6 1,8Е 145,3 1,5Е

Количеств о побегов 78,7 8,5Е 86,3 1,7Е 24,5 1.6Е 173,9 9,ЗЕ

£ длина побегов. 57,9 3,8Е 38,7 5,6Е 80,7 6,2Е 150,9 8,4Е

F табличное 4,098

Следует отметить, что вирусному воздействию наиболее подвержены процесс образования побегов и толщина штамба растения.

Основным критерием степени патогенного влияния вирусов в питомнике служит качество выращенного материала. Установлено, что выход корнесобственных однолетних растений вишни Владимирской первого сорта в вариантах несущих вирусную инфекцию падает по сравнению с контролем на 48 - 95% в зависимости от состава и сочетания возбудителей (рис.6.).

контроль

В1 сорт Ш2сорт □нестандарт

рис.6 Влияние вирозов на качество корнесобственных однолетних растений вишни Владимирской.

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВЫРАЩИВАНИЯ БЕЗВИРУСНОГО ПОСАДОЧНОГО МАТЕРИАЛА ВИШНИ.

Значительное место в разработке приоритетных направлений в садоводстве занимает создание интенсивных технологий производства высококачественного посадочного материала плодовых культур с использованием новейших достижений биотехнологии. Успехи, достигнутые в совершенствовании методов массовой диагностики (применение иммуноферментного анализа и высокоспецифических диагностических сывороток) позволили в десятки раз сократить время

и стоимость выделяемых безвирусных растений. Подобные мероприятия и программы принятые в большинстве стран, полностью оправдали себя и обеспечили успешное развитие садоводства.

Согласно Федеральной программе развития садоводства в России, для восстановления площадей под садами до 2000 года необходимо ежегодно закладывать 93 тыс. га садов и ягодников. В том числе, производство суперэлитных саженцев вишни и сливы должно составлять не менее 100-150 тыс. в год.

15-30% этого объема будет получено за счет повышения качества посадочного материала при использовании безвирусных технологий, (табл. 5,6)

5.ОЖИДАЕМАЯ ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА ¡СЛОНОВЫХ ПОДВОЕВ И КОРНЕСОБСТВЕННЫХ САЖЕНЦЕВ ВИШНИ, (при эксплуатации разных типов безвирусных маточников)

ПОКАЗАТЕЛИ ТИПЫ ТЕХНОЛОГИЙ

Нетестированн ый маточник по базовой технологии Безвирусный маточник по типу "живой изгороди" Безвирусный маточник полулугового типа с зеленой выгонкой побегов под пленкой

Подвои саже нцы Подвои саже нцы Подвои саже нцы

1 2 3 4 5 6 7

Выход укорененных зеленых черенков, тыс. шт./га 1000 600 1200 900 1250 840

Выход корнесобственных саженцев или клоновых подвоев после 2-летнего доращивания, тыс. шт./га 600 180 940 420 1050 490

Себестоимость продукции, руб./шт. 4 б 3,5 5,5 3,2 5,3

Производственные затраты на выращивание, т.р.* 2400 1080 3290 2310 3360 2597

Реализационная цена, руб./шт. б 15 б 15 б 15

1 2 3 4 5 6 7

Стоимость продукции, тыс.руВ. 3600 2700 5640 6300 6300 7350

Чистый доход, тыс. руб. 1200 1620 2350 3990 2940 4753

Уровень рентабельности, % 50 150 72 173 87 183

*Для безвирусных саженцев: выделение СЭ + выращивание Для рядового материала: выращивание + доращивание нестандарта

6. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВЫРАЩИВАНИЯ БЕЗВИРУСНОГО ПОСАДОЧНОГО МАТЕРИАЛА

ВШНИ.

ЭТАПЫ ВЫРАЩИВАНИЯ НЕТЕСТИРОВАН НЫЙ МАТЕРИАЛ БЕЗВИРУСНЫЙ МАТЕРИАЛ ДОБАВОЧНЫЙ ВЫХОД ПРОДУКЦИИ, %

Продуктивность черенкового маточника, тыс.шт./га 90 115 28

Выход укорененных зеленых черенков тыс.шг. 54 95 27

Приживаемость укорененных черенков в перешколке тыс. шт. 38 85,5 20

Выход корнесоб-ственных саженцев 1 сорта 12 62 43

Приживаемость окулянтов (% от количества заокулирован-ных) 35 68 33

выводы

¡.Насаждения вишни и сливы Центрального Черноземья в среднем на 56% поражены вирозами. Идентифицированы вирусы ИЛАР-, ПОТИ-, КЛОСТЕРО-, НЕПО-, КУКУМО- и ТАБАМО - групп, а также, соконепереносимый вирус ямнатости древесины яблони. Доминируют вирусы НКП и ХКП (до 90 - 100 %), обнаружен карантинный вирус ШС (до 67%).

2.В насаждениях преобладает сопряженная вирусная инфекция. Доля комплексно - пораженных от числа инфицированных растений составила 60%. Имеет место положительная корреляционная зависимость роста общего инфекционного фона насаждения и доли поливирусных ассоциаций (кК - 0,97) и отрицательная зависимость изменения доли моно и биинфицированных растений (кК -0,80 и -0,88 соответственно). С ростом вирусологической нагрузки в агроценозе увеличивается количество растений, содержащих поливирусные ассоциации.

3.Тенденция развития заражения в насаждениях различного типа имеет положительный эксцесс, (от 0,98 в черенковом маточнике до 3,9 в коллекционном), что указывает на наличие выраженных пиков, определяющих степень годичного роста вирусологической нагрузки.

4.Имеет место вариабельность характера сортовой восприимчивости к отдельным моновирусам. Установлена отрицательная корреляционная зависимость в значении -0,55 между одновременным заражением вирусами НКП и ХКП.

5,Оптимизированы методики проведения ИФА для вирусов НКП, ХКП, ШС, ХПЛЯ, применительно к качеству используемых антисывороток: увеличена концентрация иммуноглобулинов (с 1:1000 до 1:500) и коньюгата (с 1:1000 до 1:750), изменен режим инкубации с ними. Снижение концентрации 6-нитрофенилфосфата в субстратном буфере позволило увеличить точность визуальной оценки реакции на микроплатах. Оптимальные сроки тестирования вишни: в условиях ЦЧЗ май - начало июля.

б.Наибольшая концентрация активных вирионов вирусов НКП, ХКП, ХПЛЯ отмечена в зародыше вишни, вируса ШС - в листе и околоплоднике. Содержание активных вирионов вируса НКП в зародыше и околоплоднике, достаточное для индикации методом ИФА, константно до конца июля.

7.Цитологический анализ клеток листовых пластинок, бутонов и первичных корешков растений вишни Владимирской, пораженной вирусами НКП и ХКП выявил следующие аномалии:

• образование конгломератов хлоропластов и смещение ядра к клеточной стенке;

• нарушения митотического деления на стадии анафазы и телофазы (образование дополнительных полюсов при расхождении хромосом, отсутствие нормального ядра и наличие мелких ложных ядрышек);

• наличие внутриклеточных вирусных включений в форме неправильных кристаллов, звездчатых образований и тяжей;

• многочисленные изменения морфоструктуры пыльцевых зерен (редукция, некроз) ведущие к стерильности пыльцы вишни.

При идентификации включений вирусов НКП и ХКП методом световой микроскопии - наиболее результативна окраска основным фуксином и увеличение 20x40; 20x60 при максимальной контрастности.

8.Наличие вирусной инфекции существенно снижает успех размножения вишни и сливы методом зеленого черенкования: выход растений первого сорта в среднем по вариантам составил 40% от безвирусного контроля для сливы и 45% - для вишни. Имеет место вариабельность влияния моновирусов НКП, ХКП и ШС в зависимости от культуры. Наиболее вредоносны ХКП, ШС и комплекс НКП+ХКП+ШС для сливы и НКП+ХКП+ШС, НКП+ХКП+ШС+ХПЛЯ+БДЯ - для вишни.

9. Патогенное воздействие вирозов на состояние корнесобственных однолетних растений вишни выражено в снижении выхода саженцев первого сорта в вариантах, несущих вирусное поражение на 48 - 95%, (в зависимости от состава и сочетания возбудителей), а также, в существенном увеличении восприимчивости к коккомикозу (пораженность больных растений составила 3-5 баллов, контрольных безвирусных растений не превышала 1 балла)

Ю.Проведенные исследования позволили создать базу для производства безвирусного посадочного материала косточковых культур. Выделено в банк ССЭ и передано на размножение 480 безвирусных клонов сортов и подвоев вишни и сливы (список сортов в приложении). Заложен СЭ маточник корнесобственной вишни Владимирской, пригодной для использования в качестве зимостойкого клонового подвоя для вишни и черешни в ЦЧЗ.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ и НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИМ УЧРЕЖДЕНИЯМ.

1.Выполненные исследования позволяют рекомендовать для закладки интенсивного маточника вишни во ВНИИС им. И.В.Мичурина отобранные безвирусные клоны 7 районированных и перспективных сортов: Апухтинская, Жуковская, Быстринка, Люсиновская, Морозовка, Тамарис и Десертная Морозовой.

2. Суперэлитный черенковый маточник корнесобственной вишни Владимирской, следует использовать в качестве зимостойкого клонового подвоя вишни и черешни в ЦЧЗ. Материал размножен методом зеленого черенкования в пленочной теплице после предварительного тестирования методом ИФА и свободен от вирусов НКП, ХКП, ШС, ХПЛЯ и БДЯ

3.Следует приступить к размножению выделенных нами в банк ССЭ 480 безвирусных клонов сортов и подвоев вишни и сливы (список в приложении).

4.Рекомендуем проведение иммуноферментного анализа косточковых культур с использованием оптимизированной нами методики, предложенной в данной диссертационной работе. Наиболее удобный материал для получения инокулюма при массовом тесте -молодые листья с верхушки побега; оптимальные сроки для ЦЧЗ - май-начало июля.

5.Цитологическим лабораториям НИУ для идентификации включений вирусов НКП и ХКП рекомендуем использовать окраску препаратов основным фуксином - при усилении контрастности включения имеют ярко - розовый цвет на фоне бледно-сиреневой цитоплазмы и темно-фиолетовых органелл и хорошо просматриваются при увеличении 20x40,20x60.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1. Семина Н.П., Лукьянова Е.А., Цуканова Е.М. Вирусные болезни плодовых и ягодных культур в ЦЧО и методы их идентификации.// Современные проблемы плодоводства (Тезисы докл. научн. конф. поев 70-летию ВНИИП) - Минск - 1995 - с.241.

2. Семина Н.П., Цуканова Е.М. Производство безвирусного посадочного материала яблони.// Тез. докл. научн, конф. НИЗИСНП, 1995 -с. 37.

3. Семина Н.П., Цуканова Е.М. Использование иммуноферментного анализа (ИФА) для диагностики вирусных болезней плодовых культур.// Сб. научн. тр. «Методы эффективного ведения садоводства» - 1996 - с. 102 -110.

4. Цуканова Е.М. Распространенность сокопереносимых вирусов на плодовых культурах в ЦЧЗ.// Экология и промышленное садоводство и овощеводство. Тез. докл. к совещ. - Воронеж - 1996 - с.46.

5. Семина Н.П., Цуканова Е.М. Вирусные болезни вишни и сливы в средней зоне плодоводства России.// Слаборослые клоновые подвои в садоводстве. Сб. научн. тр. - 1997 - с. 146 -147.

6. Семина Н.П., Цуканова Е.М. Диагностика виру сных болезней груши методом иммуноферментного анализа (ИФА). //Совершенствование сортимента и технологий выращивания груши. Тез. докл. и выступлений а научно-произв. конф. Орел. - 1997 - с. 97 - 100.

7. Цуканова Е.М. Вариации сортовой восприимчивости вишни к отдельным вирусным патогенам. (В печати.)

8. Семина Н.П. Цуканова Е.М. Особенности передачи и локализации вирусных патогенов у вишни. (В печати.)

9. Семина Н.П., Цуканова Е.М., Лукьянова Е.А. Система производства безвирусного посадочного материала плодово-ягодных культур в средней зоне садоводства. // Реф. статьи в сб. научн. тр. ВНИИС им. И.В.Мичурина - 1997. (В печати).

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Цуканова, Елена Михайловна, Мичуринск

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ САДОВОДСТВА ИМ. И В. МИЧУРИНА

На правах рукописи ЦУКАНОВА ЕЛЕНА МИХАЙЛОВНА

СОСТОЯНИЕ НАСАЖДЕНИЙ ВИШНИ И СЛИВЫ В ЦЧР и ВЫРАЩИВАНИЕ БЕЗВИРУСНОГО ПОСАДОЧНОГО МАТЕРИАЛА.

специальность 06.01.07-плодоводство

ДИССЕРТАЦИЯ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

Научный руководитель кандидат сельскохозяйственных наук Н.П.СЕМИНА

МИЧУРИНСК 1998 год

Содержание:

стр.

ВВЕДЕНИЕ..................................................................... 4

I. Роль безвирусного питомниководства в повышении эффективности производства косточковых культур, (состояние вопроса)............................................. 9

1.1. Вирозы, как фактор, лимитирующий производство косточковых культур............................................................ 9

1.2. Методы идентификации вирусов.................................... 21

1.3. Научно - организационные принципы безвирусного питомниководства.............................................................. 26

II. Условия, обьекты и методы исследований..................... 30

II. 1. Агроклиматические характеристики района...................... 30

II.2. Место и обьекты изучения............................................ 35

И.З. Методика исследований............................................... 36

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

III. Состояние насаждений вишни и сливы в средней зоне плодоводства. Вирозы, как основной фактор, определяющий потери в садах и питомниках......................... 38

111.1. Степень и характер зараженности культуры вишни и сливы

в ЦЧР...................................................................... 38

111.2. Проявление вирозов в связи с комплексным поражением..... 52

IV. Динамика увеличения зараженности в зависимости от типа насаждения. Оценка восприимчивости сорта к различным вирусным патогенам..................................... 58

V. Проблема идентификации фитовирусов. Календарь тестирования Органы растения-хозяина наиболее пригодные для индикации фитовирусов у вишни.................... 68

V.l. Оптимизация методики идентификации фитовирусов с помощью ИФА, на основе поликлональных антисывороток..... 68

V.2. Календарь тестирования..............................................................................................72

V.З. Особенности передачи и локализации вирусных патогенов у вишни..................................................................................................................................75

VI. Вредоносность вирусной инфекции на вишне................................83

VI. 1. Клеточные и внутриклеточные изменения у пораженных

растений....................................................................................................................................83

VI.2. Изменение отдельных биологических характеристик растений при вирусном воздействии............................................................................94

VI.2.1. Интенсивность транспирации листьев..........................................................95

VI.2.2. Укореняемость и качество зеленых черенков..........................................98

VI.2.3. Агробиологическия характеристика однолетних растений

вишни.......................................................................................102

Экономическая эффективность выращивания безвирусного посадочного материала вишни........................................................115

ВЫВОДЫ...........................................................................................................................117

Рекомендации производству и научно-исследовательским учреждениям.............................................................................................................120

Список использованной литературы................................................................................121

Приложение 147

ВВЕДЕНИЕ

Центрально-Черноземный район Российской Федерации является важной зоной промышленного производства таких косточковых культур, как вишня и слива. Их несомненное достоинство заключается в скороплодности и раннеспелости. Пищевое значение определяется содержанием ценных питательных веществ: Сахаров, органических кислот и растворимых солей. Плоды вишни и сливы обладают целебными свойствами - способствуют быстрому удалению из организма вредной микробиоты и продуктов радиоактивного распада, улучшают свертываемость крови, предупреждают развитие малокровия. Однако, в последние годы произошло существенное снижение их производства. К лимитирующим факторам, можно отнести недостаточную зимостойкость и урожайность, которые во многом связаны с значительным распространением микозов (кляетероспориоз, цитоспороз, коккомикоз, млечный блеск) (Гончарук, 1976; Рубина, 1978; Метлицкий, 1996) и массовым поражением вирусными болезнями (Метлицкая, 1995). Число идентифицированных возбудителей вирозов довольно велико, однако широко распространены и наносят ощутимый экономический ущерб лишь некоторые из них. Для вишни и сливы - это некротическая (НКП) и хлоротическая (ХКП) кольцевые пятнистости и шарка сливы (ШС) (Метлицкая, 1993; Метлицкая, Приходько, 1998; "й^епЬе^ЬБ, Кеи1еташ, 1998).

При поражении вирусной инфекцией снижается всхожесть семян и урожайность, ухудшается качество плодов, нарушаются физиологические процессы, подавляется рост, деревья преждевременно погибают (Келдыш, 1982; Семина, 1995;). Использование больных растений для вегетативного размножения приводит к низкой приживаемости глазков в питомнике, несовместимости привоя и подвоя (Бивол, 1980; Блинов, 1988; Вехов, 1998).

Степень влияния инфекции зависит от вируса или комплекса, состава патогенов, устойчивости сорта и подвоя (Помазков, Мишина, 1970; Дунин и др., 1973). Даже при позднем заражении ВХКП в возрасте полного плодоношения размеры потерь у вишни в фазе шока достигают 70%. Поражение

ВНКП приводит к снижению урожая до 94 - 96%, шарки - до 95% . Особенно страдают молодые растения: прекращается рост побегов, усыхают ветви, отмирают листовые почки (Ахмет и др., 1977; Бондаренко, Лукица, 1983).

При комплексной инфекции воздействие на много сильнее, чем при заражении только одним вирусом. При этом повышается восприимчивость растений к другим возбудителям болезней и проявляется стимулирующее воздействие на определенных вредителей и переносчиков вирусов, на развитие и размножение тлей (Шапиро, Вилкова, Слепян, 1986).

Борьба с вирусными болезнями на косточковых осложняется высокой скоростью их распространения. Это связано с возможностью передачи инфекции семенами (до 90%), пыльцой, а также, наличием большого числа переносчиков (тлей, цикадок, нематод) (Амбросов, Полякова, 1977; Косаков-ская, 1980). Больной материал тиражируется при вегетативном размножении. Положение усугубляется массовой латентной инфекцией, временной инактивацией вируса и маскировкой симптомов под воздействием высоких летних температур. Толерантные сорта в насаждениях, также, служат дополнительным источником заражения. (Семина, Цуканова, 1997).

Один из основных путей создания долговечных и высокопродуктивных насаждений косточковых - внедрение системы безвирусного питомниковод-ства.

Современные технологии производства высококачественного посадочного материала, несмотря на имеющиеся породные и зональные особенности, одинаковы и включают в себя следующие этапы:

> визуальный отбор исходных маточных растений,

> тестирование,

> оздоровление полностью зараженных сортов и подвоев,

> выделение безвирусных клонов,

> размножение их в культуре ин витро или традиционными способами,

> закладку изолированных ССЭ, СЭ, Э маточников,

> промышленное размножение безвирусного посадочного материала.

Обязательным элементом этой системы является строгий вирусологический контроль за чистотой растений на всех этапах производства.

Эта технология сложна, трудоемка и дорогостояща. Так, для выделения супер - суперэлиты (ССЭ) при полевом тестировании с использованием древесных индикаторов, термотерапии больных клонов с повторным тестированием требуется 7-10 лет, для последующего размножения традиционными способами - еще 2-4 года (Семина, 1980). Следует иметь в виду, что тест в полевых условиях в средней зоне для косточковых затруднен из - за низкой зимостойкости древесных индикаторов. Это, как правило, южные формы и сорта, непригодные для выращивания в открытом грунте (Метлицкая, 1995).

Совершенствование системы возможно при использовании современных достижений биотехнологии: экспресс-диагностики, высокоэффективных ингибиторов вирусных инфекций, культуры органов и тканей, физических факторов, экологически чистых методов оздоровления почв от патогенов (Косаковская, 1981; Глушак и др., 1996; Семина, Цуканова, 1996; Цубера, Приходько, 1998).

Успехи, достигнутые в применении методов массовой диагностики (применение ИФА и высоко специфических диагностических сывороток), позволили в десятки раз сократить время и стоимость выделяемых безвирусных растений. Подобные мероприятия и программы, принятые в большинстве стран, полностью оправдали себя и обеспечили успешное развитие садоводства. (Билкей, 1992;Семина, Соловьев, 1995; Семина, Цуканова, 1995).

Актуальность темы. С 1986 года во ВНИИС им. И.В. Мичурина широко применяется экспресс-диагностика - иммуноферментный анализ (ИФА) с использованием высоко специфических сывороток, созданных на основе поли- и монокло-нальных антител. Параллельно- биотест на травянистых индикаторах.

Несмотря на проводимую работу по изучению патогенов, целый ряд вопросов остается нерешенным:

• не идентифицированы вирусные болезни косточковых культур в отдельных регионах, в частности, в средней зоне промышленного садоводства;

• неизвестна степень заражения сортов и насаждений различных категорий качества;

• не определена скорость накопления и сортовые особенности восприятия отдельных вирусов, органы максимальной и минимальной локализации их активных вирионов;

• не изучено влияние некоторых моновирусов, комплексов и, особенно смешанных инфекций на инфицированное растение;

• отсутствуют СЭ маточно - черенковые сады и маточники клоновых подвоев косточковых культур.

К настоящему времени в ЦЧЗ проблема получения высококачественного сертифицированного посадочного материала, практически, решена для яблони - создан банк ССЭ насчитывающий 53 сорта, ведется промышленное размножение безвирусных клоновых подвоев, внедрена технологическая система производства (Семина, 1973 - 1996; Степанов, Семина, 1986) По косточковым культурам эти вопросы мало изучены. Задача осложняется наличием широко распространенных переносчиков вирусов (нематод, тлей), передачей инфекции пыльцой и семенами. Одной из актуальных проблем в системе производства сертифицированного посадочного материала косточковых культур является получение безвирусных подвоев. В настоящее время в качестве подвоев, в основном, используют сеянцы районированных культур-

ных сортов, что, при наличии широкого распространения семенной инфекции, приводит к низкой прорастаемости семян и большим потерям в питомнике. Решение данного вопроса возможно при использовании клоновых подвоев, в часности, вишни Владимирской, которая получила мировое признание из-за высокой зимостойкости, совместимости с большинством районированных сортов и возможностью укореняемости зелеными черенками. Применение данного типа подвоя позволяет уйти от семенного размножения и, при условии правильного ведения черенковых маточников (избегающих цветение), исключить необходимость ежегодного дорогостоящего тестирования и создания изолированных насаждений.

Глава I. Роль безвирусного питомниководства в повышении эффективности производства косточковых культур.

(состояние вопроса) 1.1. Вирозы, как фактор лимитирующий производство косточковых культур.

Вирусные заболевания плодовых культур стали объектом интенсивного изучения только к 40 - 50-м годам. К началу 30-х годов было известно лишь 5 вирусов персика в Северной Америке и одно заболевание в Европе -шарка сливы. Распространение этих болезней приводило порой к опустошению насаждений.

За первые 10 лет эпифитотий в графстве Беррия штата Мичиган (США) площади персиковых садов уменьшились в 12 раз (Вердеревская, Марине-ску,1985).

В Европе вирус шарки нанес серьезный ущерб сливоводству ряда стран. В Югославии к 1960 году зарегистрировано не менее 11 миллионов больных деревьев (Pobegajlo,no Кляйнхемпелю,1985).

В Чехословакии широкое распространение вируса шарки наблюдалось с 60-х годов, что привело к снижению продуктивности сливовых насаждений на 85%. Общие потери в стране от вируса шарки оценивались в 2 млн.крон (Blattny, Heger, 1965).

Высокая вредоносность вирозов явилась главной причиной их изучения.

В 50-е годы резко возросло число обнаруженных и описанных заболеваний; причем, часто болезни, вызываемые одним и тем же вирусом, у разных плодовых пород описывались как самостоятельные. Так,вирус некротической кольцевой пятнистости косточковых (НКП) был описан на персике,вишне,миндале,черешне,как самостоятельный возбудитель. Это объяснялось отсутствием надежных методов идентификации. Вирусологи того периода располагали крайне ограниченным набором способов подхода к данному вопросу: описание внешних симптомов и установление инфекционно-

сти путем заражения прививкой, передачей соком или насекомыми - переносчиками (Вердеревская,1985).

Важнейшим открытием этого времени стала работа Ю.Мооге, У.8.Воу1е, перенесших в 1948 году вирус некротической кольцевой

пятнистости вишни на семядоли огурцов. Этот метод позволил перевести изучение сокопереносимых вирусов плодовых культур на новый уровень. Стало возможным разделение сходных, но самостоятельных вирусов и выделение отдельных возбудителей из смесей. В соке травянистых индикаторов исследовали различные свойства патогенов: термостойкость, концентрацию в зараженных тканях, время сохранения их инфекционности "ин витро", возможность очистки и изучения биохимических свойств, морфологию и ультраструктуру.

Дальнейшее подробное изучение вирусов плодовых привело к выделению нескольких групп, обладающих сходными свойствами. По современной классификации выделено 11 групп, в каждой из которых от 1 до 10 видов вирусов. К наиболее многочисленным относятся ИЛАР- и НЕПО- группы.

Группа ИЛАР-вирусов объединяет возбудителей, вызывающих симптомы кольцевых пятнистостей у большинства косточковых пород (Фул-тон,1968). Позднее вирус шарки сливы был отнесен к группе ПОТИ - вирусов, хлоротическая пятнистость листьев яблони - к группе КЛОСТЕРО - вирусов (табл.1).

Из большого числа вирусных и микоплазменных заболеваний, описанных у косточковых культур, лишь некоторые, вследствие широкого распространения и причиняемого ущерба, имеют большое экономическое значение. (Шмыгля, Атабеков,1995).

На вишне и сливе это:

- некротическая кольцевая пятнистость (НКП);

- хлоротическая кольцевая пятнистость (ХКП);

- шарка сливы (ШС);

- хлоротическая пятнистость листьев яблони (ХПЛЯ).

1 .Классификация вирусов, поражающих косточковые

культуры (по Фултону, 1970)

Таксономическая группа Наименование вируса, криптограмма Международный синоним, аббревиатура Впервые описан, классифицирован Поражаемые культуры Вызываемые заболевания

1 2 3 4 5 6

Некротическая Prunus ne- Описан в Вишня, че- Некротическая кольцевая пятнистость ли-

кольцевая пят- crotic ring 1948 г., решня, слива, стьев вишни и черешни; усыхание вишни;

нистость кос- spot virus, Классифици- персик, анг- кольцевая пятнистость персика; розеточ-

О точковых NRSV- рован в 1970 лийские изо- ность персика; кольцевая пятнистость сли-

11/1:0,27- НКП ляты - яблоня вы, английские изоляты: мозаика яблони;

> Ри К СП 1,3/16:8/8:8/* ленточный узор сливы и отмирание сливы.

Хлоротическая Cerry chlo- Описан в Вишня, че- Хлоротическая кольцевая пятнистость ли-

1 I Кольцевая пят- rotic ring 1948 г. решня, слива, стьев черешни; желтуха вишни; карлико-

Он С нистость кос- spot virus Классифици- персик, абри- вость сливы; зеленая карликовость персика;

точковых CRSV - рован в 1970 кос гуммозное усыхание абрикоса; скручивание

К */*:*/*:8/8:8/* XKII листьев сливы; желтая мозаика черешни; некоторые штаммы: кольцевая крапчатость черешни; плоскость ствола и ямчатость древесины черешни.

I-1

н>

1 2 3 4 5 6

КЛОСТРО -ВИРУСЫ 1 Хлоротическая пятнистость листьев яблони Ш1:2,3/5,2:Е/Е Apple chlorotic liaf spot virus CLSV - xrura Описан на яблоне-1959, на вишне-1963 г. Классифицирован в 1970 Яблоня, груша, айва, слива, вишня, миндаль, черешня Хлоротическая пятнистость листьев яблони; мозаика груши; кольцевая пятнистость плодов и точечная болезнь саженцев; псевдо-шарка; линейная мозаика и растрескивание коры сливы; некротическое поражение плодов вишни и черешни; розеточность абрикоса; зеленая пятнистость листьев персика

поти - ВИРУСЫ Вирус оспы (шарки) слив М:3,5/5,2:Е/Е :8/Ар Plum pox virus PPV - fflC Описан в 1932 г., Классифицирован в 1971 Слива, алыча, персик, абрикос, вишня Шарка сливы, абрикоса, персика, алычи, мирабели; некрозы и каменистость плодов сливы и вишни; растрескивание коры и камедетечение косточковых; мозаичный узор сливы, вишни, алычи, абрикоса.

to

Некротическая кольцевая пятнистость вишни (НКП).

ч/

Описано большое разнообразие симптомов, вызваемых вирусом НКП на вишне. Это объясняется многими факторами: штаммом вируса, восприимчивостью сорта, временем, прошедшим с момента заражения, влиянием климатических и погодных условий. Вирус термолабилен (точка термической инактивации 55-62° С). Передается семенами и пыльцой, вег