Создание исходного материала томата и перца сладкого, устойчивого к вирусным и вирусоподобным заболеваниям, распространенным в Ростовской области

Барбарицкий, Андрей Юрьевич

Автореферат диссертации по теме "Создание исходного материала томата и перца сладкого, устойчивого к вирусным и вирусоподобным заболеваниям, распространенным в Ростовской области"

На правах рукописи

БАРБАРИЦКИЙ Андрей Юрьевич

УДК 635.64:635.649:632.38

СОЗДАНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ТОМАТА И ПЕРЦА СЛАДКОГО, УСТОЙЧИВОГО К ВИРУСНЫМ И ВИРУСОПОДОБНЫМ ЗАБОЛЕВАНИЯМ, РАСПРОСТРАНЕННЫМ В РОСТОВСКОЙ

ОБЛАСТИ

Специальность 06.01.05. - СЕЛЕКЦИЯ И СЕМЕНОВОДСТВО 06.01.11. - ЗАЩИТА РАСТЕНИЙ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва - 2005

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт овощеводства на базе Бирючекутской овощной селекционной опытной станции в 2001-2004 гг.

Научные руководители:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Игнатова Светлана Ильинична;

кандидат биологических наук, доцент Паршин Витольд Георгиевич

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Федорова Маргарита Ивановна;

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Келдыш Марина Александровна

Ведущая организация - ФГОУ ВПО Донской государственный аграрный университет

Защита состоится 19 мая 2005 года в 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д 066.022.01 во Всероссийском научно-исследовательском институте овощеводства по адресу: 140153 Московская обл., Раменский район, д. Верея, строение 500, ВНИИО

Тел./факс.: 8-(09646>243-64

С диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института овощеводства.

Автореферат разослан /£ апреля 2005 г.

Ученый секретарь

'466%

Введение

з

Томат и перец сладкий являются традиционными культурами на юге России и пользуются хорошим спросом у населения.

В Ростовской области томат занимает около 3500 га. На долю перца сладкого приходится не более 1000 га.

Одним из факторов снижающих урожайность и качество плодов томата и перца сладкого являются различные болезни. Особую группу составляют вирусные и фитоплазменные заболевания, распространенность и вредоносность которых за последнее время в Ростовской области резко возросла (БарбарицкийА.Ю. и др., 2003; Игнатова С.И. и др., 2004). В условиях открытого грунта заражение растений пасленовых культур смешанной инфекцией двух и более вирусов не является редким явлением, и поэтому вероятность потери урожая от такого взаимодействия вирусов довольно высока (Muiphy J.F., Kyle М.М., 1995; Alegbejo M.D., 1999).

Необходимо отметить трудность проведения мероприятий по защите от вирусных и фитоплазменных болезней. Поэтому поиск источников и селекция сортов и гибридов томата и перца сладкого генетически устойчивых (или толерантных) к вирусным и фитоплазменным заболеваниям является актуальным направлением в снижении вредоносности и распространенности этих болезней. В настоящее время в России недостаточно изучены вопросы иммунитета томата и перца сладкого к вирусным и фитоплазменным заболеваниям в открытом грунте, практически отсутствуют устойчивые сорта.

Это обусловило необходимость изучения наиболее распространенных вирусных и фитоплазменных заболеваний томата и перца сладкого в Ростовской области, идентификации возбудителей и поиска устойчивых образцов к этим заболеваниям.

Основной целью исследований являлось выявление возбудителя и селекция томата и перца сладкого, устойчивых к вирусным и вирусоподобным болезням в условиях открытого грунта Ростовской области.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Изучить симптоматику проявления вирусных и вирусоподобных заболеваний на посевах томата и перца сладкого, провести учет распространенности и вредоносности этих болезней.

2. Провести диагностику возбудителей выявленных заболеваний.

3. Изучить возможность резервации вирусов томата и перца сладкого среди видов дикорастущей и культурной флоры.

4. Оценить коллекционный материал томата и перца сладкого на устойчивость к вирусным и вирусоподобным заболеваниям.

5. Использовать в селекционном процессе выявленные устойчивые образцы для получения вирусоустойчивых гибридов томата и

перца сладкого

РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

Объектом исследований являлись вирусные и фитоплазменные заболевания томата и перца сладкого, их возбудители, растения образцов томата и перца сладкого различного эколого-географического происхождения.

Предметом исследований являлась идентификация возбудителей наиболее распространенных вирусных и фитоплазменных заболеваний томата и перца сладкого в Ростовской области, оценка образцов на устойчивость к выявленным болезням.

Научная новизна. В результате обследования более 500 га посевов томата установлено, что в Ростовской области наиболее распространенной болезнью томата (до 100%) является фитоплазменное заболевание - столбур. Методом ПЦР уточнено, что возбудителем этого заболевания является фитоплазмы группы желтухи астр.

На перце сладком с симптомами мозаики и узорчатого рисунка методами ИФА и биотестирования выявлен вирус огуречной мозаики (ВОМ), который может встречаться с другими вирусами: ВТМ, УВК, ВАТ, ВКПТ.

Кроме известного переносчика фитоплазмоза Macrosteles laevis, в качестве переносчика столбура пасленовых, также зарегистрирована цикадака Empoasca pteridis.

Установлено, что образцы томата с густым опушением листьев и плодов защищены от насекомых-переносчиков, что обеспечивает их толерантность к столбуру.

Установлено, что раннеспелые образцы томата меньше поражаются столбуром, чем более поздние. Установлена прямая корреляционная зависимость между потерями урожая от заболевания и периодом "всходы -созревание" (г=0,68).

Из 150 образцов перш сладкого выделены 2 образца устойчивые к вирусу огуречной мозаики. Отселектирован высокопродуктивный толерантный сорт перца сладкого Вальмонт.

Практическая значимость работы.

Для предохранения посевов томата от столбура необходимо во 2-3 декаде июня проводить 1-2 обработки инсектицидами против насекомых-переносчиков болезни.

Для выращивания в открытом фунте Ростовской области сорта и гибриды перца сладкого должны обладать устойчивостью к вирусу огуречной мозаики.

Установлено, что для выявления устойчивости томата к возбудителю столбура и устойчивости перца к ВОМ необходимо использовать искусственное заражение.

Морфологический признак у томата - сильное опушение листьев может использоваться как признак полевой устойчивости к столбуру.

Отселектированные линии перца сладкого 78 кбр 2001, 79 кбр 2001 устойчивые к ВОМ могут быть использованы в селекции на устойчивость к возбудителю.

1

Раннеспелый толерантный к ВОМ сорт Вальмонт, превышающий по урожайности раннеспелый стандарт Ьорт Ласточка и среднеспелый Беглицкий,

в условиях безрассадной технологии, следует использовать в производственных посевах.

Обоснованность и достоверность научных положений. Исследования выполнены по методикам, рекомендованным научными учреждениями. Выводы и положения подтверждены экспериментальными исследованиями, статистической обработкой данных.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены на заседаниях ученого совета Бирючекутской ОСОС, методической комиссии «Селекция и семеноводство» ВНИИО, Молодежной научной конференции «Актуальные проблемы экологии в сельскохозяйственном производстве» (п. Персиановский, 2002, 2004); Международной конференции посвященной памяти Б.В. Квасникова «Селекция, семеноводство и биотехнологии овощных и бахчевых культур» (Москва, 2003); III Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы и пути их решения в современном плодоводстве, овощеводстве и виноградарстве Дона» (п. Персиановский, 2004); III Международной научно-практической конференции «Экология и научно-технический прогресс» (Пермь, 2004); Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы и перспективы развития агропромышленного комплекса» (п. Персиановский, 2005).

Экономическая эффективность. Экономическая эффективность использования раннеспелого сорта перца сладкого Вальмонт при выращивании в открытом фунте по безрассадной технологии составила 123820 руб. с га за счет высокой урожайности образца.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 143 страницах компьютерного текста, содержит 25 таблиц, 17 рисунков, состоит из введения, 9 глав, выводов, рекомендаций селекционерам и производству, списка литературы, включающего 161 источник, из них 44 иностранных, и 4 приложения.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Симптоматика и диагностика возбудителей распространенных вирусных и фитоплазменных заболеваний в Ростовской области.

2. Выявление переносчиков фитоплазмоза пасленовых культур в Ростовской области.

3. Поиск исходного материала томата устойчивого к столбуру.

4. Скрининг исходного материала перца сладкого по устойчивости к вирусу огуречной мозаики.

Условия, материал и методика исследований

Исследования проведены на полях селекционного севооборота Бирючекутской овощной селекционной опытной станции. Обследовали посевы томата и перца сладкого в хозяйствах Багаевского, Октябрьского, Неклиновского, Семикаракорского, Матвеево-Курганского районов

Ростовской области.

Почвы в опытах представлены тяжелосуглинистым среднесолонцеватым обыкновенным черноземом. Мощность гумусового горизонта до 70 см. содержание гумуса в пахотном горизонте 3,1-3,5%. Реакция среды почвенного раствора слабощелочная. Глубина залегания грунтовых вод более 2 м. Климат зоны деятельности станции континентальный, засушливый, с частыми суховеями весной и летом, неустойчивой зимой. Безморозный период 220 дней. Период с температурой выше15°С около 120 дней. Среднегодовая сумма осадков 468,5 мм. Преобладающее направление ветров - восточное и северовосточное.

В качестве исходного материала использована коллекция сортов и гибридов томата и перца сладкого различного эколого-географического происхождения.

Распространенность вирусных болезней определялась согласно методическим указаниям по учету распространенности и оценке вредоносности вирусов табачной и огуречной мозаики на томатах (М., 1986).

Диагностика возбудителей вирусных и вирусоподобных болезней проведена по общепринятым методикам, описанным М. И. Гольдиным (1963), Р. В. Гнутовой (1985), М. С. Луниным и Н. Н. Поповой (1973), S. Deng, С. Hiruki (1991), D.E. Gundersen, I.-M. Lee (1996), Marcone С. et al. (2000), а также изложенным в Методике селекции сортов и гибридов томата, устойчивых к вирусу табачной мозаики в связи с его вариабельностью (М., 1984), Диагностике вирусных заболеваний овощных культур и мерам борьбы сними (М., 1974), в Типовых методиках диагностики вирусных болезней сельскохозяйственных культур, одобренных странами - членами СЭВ (JL, 1970).

В коллекционных и производственных посевах томата и перца сладкого изучали характер и динамику проявления симптомов вирусных и вирусоподобных заболеваний.

Идентификацию возбудителей проводили методами визуальной диагностики, биотестирования, включений, капельной агглютинации на предметных стеклах, иммуно-ферментного анализа (ИФА), полимеразно-цепной реакции (ПЦР).

Оценка сортообразцов проводилась согласно Методики селекции сортов и гибридов томата, устойчивых к вирусу табачной мозаики в связи с его вариабельностью (М., 1984), Методическим указаниям по оценке томатов на устойчивость к столбуру (JI., 1980).

Было изучено 300 сортов и гибридов томата и 150 перца сладкого в рассадной и безрассадной культуре. Сортообразцы оценивались в коллекционном и гибридном питомниках (питомник исходного материала) в сравнении с сортами стандартами Баклановский у томата и Беглицкий, Ласточка у перца сладкого по хозяйственно-ценным признакам.

Оценку образцов томата и перца сладкого на устойчивость к вирусным и фиюплазменным заболеваниям проводили при естественном и искусственном заражении.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Вирусные и фитоплазменные заболевания на томате, их распространенность и диагностика возбудителей

За период исследования на посевах томата было выявлено несколько типов патологии вирусной природы. Наиболее распространенное заболевание в 20012004 г.г. имело следующие симптомы: начало проявления, в основном, приходилось на фазу плодообразования - роста плодов. На верхних листьях растений томата появлялся слабый, иногда неравномерный хлороз листьев, затем начиналось массовое проявление болезни. В фазе начала созревания плодов листья верхнего яруса становились хлоротичными и очень мелкими: листья мельчали до 5 мм в длину и 2 мм в ширину.

Симптомы данного заболевания условно разделились на два типа. Хотя, нередко на больных растениях встречалось проявление сразу двух типов.

На одних растениях отмечалось резкое удлинение междоузлий и побегов, при этом соцветия сильно вытягивались, они также могли траста i ь, становились утолщенными и "ветвистыми" (1й тип). На других происходило укорачивание междоузлий, наблюдалось интенсивное развитие боковых побегов, растения кустились и были хлоротичными. Соцветия в этом случае зачастую были мелкими и недоразвитыми (практически без развитых цветков) (2й тип).

И в том и другом случае происходило видоизменение формы цветка. Чашелистики увеличивались в размерах, израстали или, не увеличиваясь в размерах, сильно утолщались. Лепестки были с прозеленью, зелеными или вообще отсутствовали. Завязь прорастала в мелкую зеленую ягоду, а иногда происходила пролиферация пестика и его трансформация в вегетативный побег. Плоды, на первых кистях сформировавшиеся до начала болезни, развивались нормально, а последующие были жесткими, мелкими, безвкусными, без семян, с утолщенной межкамерной стенкой. Встречались растения, которые совсем не имели плодов или имели только пораженные плоды.

Изученные нами симптомы сходны с симптомами двух форм столбура описанные ранее А.Е. Цыпленковым и В.Л. Федотиной (1973).

За период 2001-2004 года распространенность столбура на посевах томата в районах Ростовской области была высокой, в отдельных хозяйствах доходила до 100%.

Меньшую распространенность на растениях томата имели симптомы мозаики, курчавости и деформации листьев.

Диагностика возбудителей выявленных вирусных и фитоплазменных заболеваний томата

Для диагностирования возбудителя заболевания томата с симптомами столбура и доказательства того, что им являются фитоплазменные организмы, проводили заражение растений-индикаторов методом прививки и методом механической инокуляции соком (таблица 1).

Заболевание удалось передать путем прививки черенка больного растения томата на N. tabacum. Спустя 30 дней на индикаторе проявились следующие симптомы: листья стали хрупкие, произошло видоизменение генеративных органов (по сравнению со здоровыми растениями табака): соцветия приняли метельчатую форму, на цветках не образовывались лепестки, наблюдалась также пролиферация пестика. Семена на N. tabacum не образовывались. Заражение индикаторов путем механической инокуляции соком растений перца и томата с симптомами столбура не дало положительных результатов. Это подтверждает фитоплазмснную природу заболевания.

Методом полимеразно-цепной реакции в растении N. tabacum, искусственно инфицированном столбуром (прививкой с больного растения томата) были обнаружены фитоплазмы: 16SrI - группа фитоплазм возбудителей желтухи астр (подгруппа 16SrI-B - подгруппа фитоплазм желтухи астр).

На основании этих данных с высокой степенью достоверности можно предположить, что в нашем регионе возбудителем столбура (или одним из возбудителей) на пасленовых культурах, является фитоплазмы группы желтухи астр.

Серологическая диагностика (методом капельной агглютинации и ИФА) позволила выявить на растенях томата (но не на всех) с симптомами столбура и хлоротичной курчавости верхушки: Y- вирус картофеля, М - вирус картофеля, X - вирус картофеля. Эти вирусы не имели большого распространения.

На растениях с симптомами мозаики, курчавости и деформации листьев были выявлены вирус табачной мозаики (ВТМ), вирус огуречной мозаики (ВОМ).

В связи с преобладанием фитоплазменного заболевания работа была направлена на поиск доноров устойчивости и толерантности к столбуру томатов.

Таблица 1

Идентификация возбудителей заболеваний шмата методом биотестирования

Культура Симптомы на больных растениях Растение индикатор Симптомы на растениях-индикаторах Предполагаемый возбуди гель

Томат Хлороз и мельчание листьев, видоизменение соцветие, видоизменение цветков Micotiana tabacum Ке проявились Фитоплазмы

Nicotíana rustica

Xicotiana debney

Nicotíana tabacum (заражение путем прививки) Листья стали хрупкие, произошло видоизменение генеративных органов (по сравнению со здоровыми растениями табака), соцветия приняли метельчатую форму, на цветках не образовывались лепестки, наблюдалась также пролиферация пестика в вегетативный побег Коробочки с семенами не образовывались.

Хлороз верхушки, затем хлоротичность растения, листья поникаю г Nicotíana tabacum Мозаика листьев, отставание в росте, пузыревидные выросты на листьях (симптомы сходные с симптомами при заражении с перца сладкого, но симптомы здесь выражались наибопее сильно) ВОМ (один из штаммов)

Nicotíana debney

Nicotíana rustica

Capsicum annum Появление пятнистости переходящей в разлитую мозаику и узорчатый рисунок

Nicotíana glutinosa Узорчатый рисунок на листьях заметное отставание в росте, позже деформация листьев проявление мозаики

Деформация пистьев (узколистность), отставание в росте, слабое плодоношение Nicotíana glutinosa Появление узорчатого рисунка на листьях ВОМ (один из штаммов)

Nicotíana tabacum Мозаика листьев

Nicotíana rustica Мозаика листьев, отставание в росте

Capsicum annum Пятнистость, мозаика и уторчатый и кольцевой рисунок

Вирусные болезни перца сладкого, их распространенность и диагностика

возбудителей

Симптоматика доминирующих заболеваний перца сладкого

Одно из наиболее распространенных вирусных заболеваний на перце сладком характеризовалось следующими симптомами. В фазе бутонизации-начала цветения на молодых листьях верхнего яруса появлялись хлоротичные пятна диаметром от 2 до 5 мм. На листьях среднего яруса в это время наблюдались хлоротичные узорчатый рисунок и концентрические кольца, а иногда и дубовидный рисунок. Пятна на молодых листьях со временем переходили в разлитую хлоротичную мозаику, а затем в узорчатый рисунок и кольца. Часто наряду с этим присутствовала деформирующая пузыревидная мозаика. Начиная с фазы образования плодов, на таких листьях наблюдали некротические явления по краям пораженной ткани, образующие некротический дубовидный рисунок и кольца. Нижние листья могли опадать, при этом на них наблюдали зеленые кольца и дубовидный рисунок на желтом фоне. На больных растениях наблюдался некроз стебля. На плодах проявление симптомов начиналось в фазе их роста. На их поверхности появлялся узорчатый рельефный рисунок, который мог некротизироваться и впоследствии вызывал неравномерную окраску плодов, а часто и их деформацию (в различной степени). Симптомы на плодах могли проявляться не только в виде рельефных рисунков на поверхности, но и в виде узорчатых зеленых колец на желтом или красном фоне созревшего плода. Нередко также встречались растения без проявления симптомов на листьях, но с ярковыраженными симптомами на плодах.

Распространенность этого заболевания находилась на довольно высоком уровне и доходила до 95% в 2001, 2002 годах, в 2003 году снизилась до 65%. В 2004 году в условиях Бирючекутской станции распространенность описанной болезни резко снизилась и не превышала 10-12%.

Помимо описанных выше симптомов на пораженных растениях можно было наблюдать сильную деформацию листьев, а также сильное отставание в росте и развитии. Вероятно, в этом случае присутствовали другие вирусы, способные вызвать усиление симптомов, а также раннее заражение растений не позволяло этим растениям нормально развиваться.

В другом случае на перце сладком имелись симптомы, схожие с симптомами столбура на данной культуре. Растения начинали отставать в росте, приобретая общую хлоротичность. Больные растения выглядели кустистым. Листья становились гофрированными, сворачивались в "лодочку", нередко мельчали. На растениях цветки не имели лепестков, а их пестик превращался в маленькую зеленую ягоду. Образовавшиеся плоды на таких растениях не достигали нормальных размеров и были горьковатыми на вкус. Перикарпий их был тоньше, семян часто не образовывалось.

В 2001-2003 г.г. мы отмечали тенденцию к росту распространенности столбура перца на полях БОСОС. В 2001 году этот показатель находился на уровне 6%, в 2002 - 10%, в 2003 - 15-20%, в 2004 - 5-20%

Диагностика возбудителей заболевания перца сладкого с симптомами мозаики и узорчатого рисунка на листьях

По результатам биотестирования (таблица 2), мы склоняемся к мнению, что возбудителем заболевания перца (мозаика и узорчатый рисунок на листьях и плодах) является вирус огуречной мозаики (ВОМ), так как на растениях индикаторах (N. tabacum, N. glutinosa, N. silvestris, N. debney) наблюдались сходные симптомы при заражении соком огурца (с пятнистостью и мозаикой листьев) и перца сладкого. Кроме того, при заражении соком огурца с симптомами мозаики растений перца сладкого, на его листьях развивались симптомы, сходные симптомам в поле (т.е. хлоротичная пятнистость и мозаика на верхних листьях, узорчатый рисунок на листьях среднего яруса, который мог переходить в некротический дубовидный рисунок). В подтверждение нашего предположения, Д.Д. Тертяк, Ф.М. Базелюк (1984), Д.Д. Тертяк (1990) утверждают, что подобные симптомы на перце сладком вызывает мягкий штамм ВОМ, а В.Г. Паршин (1974) обнаруживает симптомы некротического дубовидного рисунка и некротических неполных колец при заражении перца сладкого штаммом N ВОМ, а также концентрических узоров - при заражении штаммом из Artemisia vulgaris. Подобные сведения приводят также И.В. Шафрановская и др. (1993), J. R. Edwardson, R. G. Christie (1997).

При диагностике возбудителей методом иммунно-фементного анализа на всех анализируемых растениях был идентифицирован вирус огуречной мозаики. Однако, на ряде исследуемых растений был также обнаружен вирус табачной мозаики, Х-вирус картофеля, а также вирус аспермии томатов и вирус кольцевой пятнистости томата.

Хотя на исследуемых растениях была выявлена смешанная инфекция, мы полагаем, что основным возбудителем, вызывающим симптомы мозаики и узорчатого рисунка на листьях и плодах перца сладкого является вирус о1уречной мозаики. Это объясняется тем, что при диагностировании методом биотестирования, на растениях-индикаторах не было выявлено симптомов, указывающих на вирусы табачной мозаики, аспермии томатов, кольцевой пятнистости томата. Вполне вероятно, что эти вирусы, а также Х-вирус картофеля мало распространены, или находятся в больных растениях в низкой концентрации.

Диагностика возбудителей заболевания перца сладкого с симптомами столбура

Методом полимеразно-цепной реакции в растениях С. аппит с симптомами столбура обнаружены фитоплазмы: 16Srl - группа фитоплазм возбудителей желтухи астр, подгруппа 16SrI-B - подгруппа фитоплазм желтухи астр.

Идентификация возбудителей болезней перца сладкого методом биотестирования

Таблица 2

Культура Симптомы Растение индикатор Симптомы на растениях-индикаторах Предполагаемый

Перец сладкий Пятнистость и мозаика листьев верхнего яруса, узорчатый рисунок на листьях среднего яруса Micotiana tabacum Мозаика и слабая деформация (в виде отдельных пузыревидных выростов) листьев ВОМ (один из штаммов)

Nicotiana debney Мозаика и деформация листьев отставание в росте

Nicotiana silvestns Мозаика листьев

Nicotiana rustica Мозаика листьев отставание в росте

Nicotiana glutinosa Хлоротичный узорчатый рисунок на листьях, затем мозаика

Datura stramonium Редкие кольца

Capsicum annum Хлоротичная пятнистость, мозаика, затем хлоротичный и некротический узорчатый рисунок

Cucumis sativus Слабовыраженная мозаика на молодых листьях, которая со временем исчезала

Хлороз, листья скручены в грубочку Nicotiana tabacum Capsicum annum Nicotiana debney Не проявились Фито-плазмы

Вирусоподобные заболевания на других овощных и сорных

растениях

Симптомы мозаики были обнаружены на листьях кабачка, огурца, дыни и тыквы.

В качестве резерваторов столбура были выявлены: вьюнок полевой (Convolvulus arvensis L.), цикорий (Cichorium intubis L.), различные виды осота (Sonchus arvensis L., Cirsium arvense (L.) Scop.).

Идентификация переносчиков столбура пасленовых

Обследования в различных хозяйствах Ростовской области показали, что на посевах томата и перца сладкого преобладают цикадки Empoasca pteridis и Macrosteies laevis. Empoasca pteridis в доступных нам литературных источниках не зарегистрирована как переносчик столбура пасленовых, Macrosteies laevis известна как переносчик желтухи астр, столбура картофеля (Власов Ю.И., Самсонова Э. И., 1982, Богоутдинов Д.З., 2ООО).

Методом полимеразно-цепной реакции в телах цикадок Empoasca pteridis, Macrosteies laevis обнаружены фитоплазмы 16SrI - группа фитоплазм возбудителей желтухи астр, 16SrI-B - подгруппа фитоплазм желтухи астр).

По нашим наблюдениям активное питание цикадок на пасленовых культурах, а следовательно и заражение столбуром в Ростовской области начинается во 2-3 декаде июня. У томатов, выращиваемых по безрассадной технологии, в зависимости от сорта, в этот период проходит фаза начало цветения - цветение 2-3 кисти. В этот же время в регионе происходит созревание как культурных злаков (пшеницы и ячменя), так и сорных и дикорастущих видов семейства Роасеае. Возможно, что при этом данные растения теряют свою пищевую ценность для цикадок-полифагов (в частности из родов Empoasca, Macrosteies) и переносчики столбура могут мигрировать на двудольные растения орошаемых полей, в том числе на сорняки резерваторы и на томат. Ряд авторов (Палий В.Ф., Макаренко Е.Е., 1956; Миноранский В.А., Логвиненко В.Н., 1968) также отмечают, что во второй половине июня наблюдается миграция цикадок с озимых культур на пропашные (свекла, кукуруза и т.д.).

Известно, что столбур это типичное природно-очаговое заболевание. В естественных условиях передача возбудителя насекомыми-переносчиками является единственным способом, который оказывает большое влияние на распространение и развитие заболевания и обеспечивает устойчивую циркуляцию патогена в природе (Власов Ю. И. Ларина Э. И., 1982; Власов Ю. И., 1992; Богоутдинов Д.З., 2000) . Таким образом, в патогенезе участвуют 3 обязательных объекта, а именно: растения (культурные и дикорастущие), насекомые-переносчики и непосредственно сам возбудитель (фитоплазменные организмы). А так как вредоносность цикадок определяется не столько в непосредственно наносимых ими повреждениях, сколько в возможности

передачи фитоплазмоза при питании, то устойчивость к переносчику может и должна рассматриваться, как один из факторов устойчивости к столбуру.

Изучение устойчивости томата к столбуру на естественном инфекционном фоне

В 2002 и 2003 годах проводили оценку образцов томата на естественном инфекционном фоне. Распространение заболевания по образцам находилось на уровне от 0 до 100%, балл поражения растений от 0 до 9.

В результате, были получены данные, которые поставили под сомнение целесообразность и достоверность использования естественного фона для оценки томата на устойчивость к столбуру (таблица 3). Одни и те же образцы давали разные результаты в разных повторностях и на разных участках.

Таблица 3

Устойчивость сортов томата к столбуру на естесвенном инфекционном _фоне (2002 г.)__

Сорт Место обследования Средний балл поражения Распространен ность, %

Бакланове кий БОСОС селекционный участок томата (разные повторности) 0,2 20

0,8 80

1,1 50

3,2 60

4 75

БОСОС фитоучасток 2,2 60

БОСОС производственные посевы 2,6 70-100

Аксайский госсортоучасток 4,8 50-100

Аделина БОСОС селекционный участок томата 1,0 10

БОСОС производственные посевы 5,2 до 100

Амулет БОСОС селекционный участок томата (разные повторности) 0,2 20

1,6 60

3,2 40

Любимец Дона 0,5 50

3,8 60

Из таблицы 3 видно, что сорт Баклановский имел балл поражения от 0,2 до 4,8, сорт Аделина от 1,0 до 5,2, сорт Амулет от 0,2 до 3,2, сорт Любимец Дона от 0,5 до 3,8. Такая разница в результатах оценки, предполагает неравномерное распределение инфекции в условиях естественного заражения, поэтому трудно выявить образцы, обладающие той или иной устойчивостью к столбуру.

Результаты оценки на естественном фоне, могут свидетельствовать о возможности поражения образцов столбуром, но не об уровне его устойчивости. Поэтому в дальнейшем работа по поиску устойчивости проводилась при искусственном заражении, проводился также анализ потери урожайности при поражении растений столбуром, для выявления толерантности образцов и вредоносности заболевания.

Вредоносность столбура на образцах томата различных групп спелости

В 2002 и 2003 годах нами был проведен анализ вредоносности столбура различных по срокам созревания образцов томата в условиях естественного жесткого инфекционного фона по столбуру (при распространенности заболевания от 20 до 60-100% в 2002 году и от 60 до 100% в 2003 году). Результаты, приведенные в таблице 4, показывают, что наименьшие потери урожайности от столбура наблюдались у образцов имеющих наибольшую отдачу за первые 15 дней плодоношения, т.е. образцы с ранней закладкой урожая. Причем просматривается тенденция (хотя и нечеткая) прямой зависимости показателей потери урожая от раннеспелости, числа дней от всходов до созревания (г=0,68).

Необходимо отметить и то, что сорта и гибриды местной селекции Р1(К5хК283), Р1 (Баклановский х Яблочные), П (Баклановский х Перст), Баклановский, Аделина отличались более высокой урожайностью больных и здоровых растений в своей группе скороспелости. Это можно объяснить тем, что данные образцы более других приспособлены к природно-климатическим условиям региона и вследствие этого более устойчивы (толерантны) к столбуру.

Таким образом, высокопродуктивные раннеспелые образцы, с ранней закладкой урожая наиболее предпочтительны для выращивания в предполагаемые эпифитотийные годы. В нашем опыте по этим показателям лучшим был образец Р1(К5хК283).

Таблица 4

Анализ вредоносности столбура на образцах томата различных групп спелости

Название образца Число дней от всходов до созревания Урожай за первые 15 дней плодоношения, % Общий урожай растения, кг Потери урожая, %

здорового больного

очень ранний срок созревания

Дубок 78 71,4 0,5 0,85 42

Р1(К5хК283) 75 42 0,8 2,3 65,5

ранний срок созревания

Агата 85 42,9 0,4 0,85 42

Перст 82 45,5 0,35 0,7 49

Грот 84 33,3 0Л 0,55 59,5

Р1 (Баклановский х Яблочные) 85 29,4 0,75 2,05 62

среднеранний срок созревания

Гузловец 95 31,3 0,35 1,2 64

Персей 95 33,3 0,5 2,5 80

средний срок созревания

Амулет 100 31,3 0,35 1,2 64

Баклановский 102 21,4 0,5 2,5 80

Аделина НО 15,6 0,4 2,65 85

поздний срок созревания

Ермак 120 36,66 0,5 2,1 77,5

очень поздний срок созревания

Гибриде гт 21x9 125 19,2 0,4 1,8 | 77

Устойчивость томата к столбуру при искусственном заражении

Для выявления устойчивости образцов томата к возбудителю столбура мы проводили искусственное заражение методом прививки черенком больного растения.

В условиях искусственного заражения томата столбуром не удалось выявить устойчивые образцы. Через 25-30 дней после заражения практически на всех растениях началось проявление симптомов в виде хлороза верхушки, который быстро развивался, нижние листья скручивались, становились хрупкими. Заложившиеся соцветия не развивались, оставались мелкими и хлоротичными. Растения не цвели и не завязывали плодов. Минимальный балл оцениваемых растений был равен 7,5 (по 9 балльной шкале восприимчивости).

Устойчивость дикорастущих видов и полукультурных форм томата к

столбуру

В 2003 и 2004 годах был проведен поиск устойчивости среди дикорастущих видов томата. В результате оценки на естественном инфекционном фоне дикорастущих видов томата высокую устойчивость к столбуру показали образцы томата Ь. ЫгтЫт (таблица 5).

Таблица 5

Устойчивость различных видов томата к столбуру (2001-2004 г.)

Название образца (вид, подвид) № каталога ВИР Восприимчивость, балл (среднее) Происхождение

на естественном фоне Искусств заражение

Ь ИшиШт (К 5036) - 0,0 8,0 -

Ь ЬтШшп (К4175) - 0,0 8,8 -

1 (игешит 5044 0,0 - Великобритания

Ь. ЫгсиШт 5041 0,0 - Перу

1.. евсШепШт "Персиковый" - 0,0 8,5

Ь. рептапит 5018 1,3 7,8 Перу

Ь. сМепэе 5032 1,5 8,5 Нидерланды

Ь сИевтапН 5026 1,8 - Эквадор

Ь. рептапит 5023 1,9 7,5 Нидерланды

Ь сзсЫепШт "Титан" - 2,0 - -

Ь еБсЫептт "Дар Заволжья" 3,3 - -

Ь. ртртеШГоЬит 165 3,6 - -

I,. р1тртеШГо1шт 120 - 7,0 - -

Эти образцы не имели признаков поражения фитоплазмозом. Растения цвели и развивались нормально до гибели от заморозков. Балл восприимчивости в течение вегетации по всем растениям был равен 0.

Такую невосприимчивость I. ЫгзШит к столбуру мы объясняем тем, что листья, стебель и плоды растений этого вида имеют густое опушение. Вполне вероятно, что это мешает насекомым переносчикам нормально питаться на этих

растениях. Не исключено также, что резкий неприятный запах, типичный для L. hirsutum, может отпугивать насекомых.

Образцы L. hirsutum К 5036 и К4175 успешно заразились прививкой и имели балл поражения равный 8,0 и 8,8 соответственно (по 9-ти балльной шкале восприимчивости). Образец Персиковый также имеющий густое опушение листьев и плодов, не поражался столбуром на естественном фоне, а при искусственном заражении имел балл поражения равный 8,5.

Это указывает на то, что здесь мы имеем дело не с устойчивостью к возбудителю столбура, а с устойчивостью к его переносчику. Следовательно, густое опушение листьев может являться одним из признаков устойчивости к столбуру (насекомому-переносчику).

Устойчивость перца сладкого к ВОМ в условиях естественного инфекционного фона

В 2001 по полевой устойчивости в 2001 г. выделились образцы 78 кбр 2001, 64 кбр 2001, 80 кбр 2001, 37 кбр 2001, 65 кбр 2001, 79 кбр 2001 (таблица 6). Заболевание на этих образцах проявлялось менее интенсивнее, чем на других. Балл поражения был менее 2 - в третью оценку и в среднем по трем оценкам не более 1,1.

Таблица 6

Устойчивость к ВОМ перца сладкого в условиях естественного _ заражения _

Название образца 2001 г. 2002 г.

1я* 2я** Зя*** Сред нее 1я* 2я** зя*** Сред нее

78 кбр 2001 0 0,5 1,2 0,6 0 0 0 0,0

64 кбр 2001 0 0,6 1,5 0,7 0 од од 0,0

80 кбр 2001 0 0,6 1,4 0,7 0 0 0 0,0

37 кбр 2001 0,1 0,8 1,4 0,8 0 од од 0,1

65 кбр 2001 0 1,05 1,9 1 0 од од 0,1

79 кбр 2001 0,6 0,8 1,8 1,1 0 0,0 од 0,03

№20-2002 - - - - 0 од од 0,1

Вальмонт - - - - 0 0,5 1 0,5

Беглицкий, ст 0,1 2,2 3,1 1,9 0 0,5 2,6 1,0

Миусский, ст од 2,4 3,3 1,8 0 0,4 2,7 1,0

Примечание: 1я* - фаза цветения

2я * - фаза начала плодообразования Зя*** - фаза начала биологической спелости

В 2002 г оду при меньшем развитии заболевания эти образцы практически были устойчивы. Балл поражения не превысил 0,1 в среднем по трем оценкам. Выделенные образцы отличались также низкой поражаемостью плодов.

В 2002 году по устойчивости к поражению ВОМ листьев и плодов выделились также образцы Вальмонт, №20-2002, Pinar F1. Эти образцы не имели пораженных плодов, среднее значение по трем оценкам находилось на уровне 0,5.

Оценка образцов перца сладкого на устойчивость к ВОМ при искусственном заражении

Для выявления генетической устойчивости выделившиеся по полевой устойчивости в 2001 и 2002 году (78 кбр 2001, 64 кбр 2001, 80 кбр 2001, 37 кбр 2001, 65 кбр 2001, 79 кбр 2001, Вальмонт, №20-2000) был искусственное заражены методом механической инокуляцией соком с больных растений.

Результаты оценки выделившихся образцов перца сладкого по устойчивости к ВОМ на естественном фоне представлены в таблице 7. В качестве стандарта был использован сорт Миусский, который легко заражался при искусственном инфицировании.

Таблица 7

Устойчивость перца сладкого к ВОМ при искусственном заражении

(2003 г.)

Название образца Количество дней от заражения до проявления симптомов Оценка восприимчивости, на

22 день 32 день 52 день Средняя

78 кбр 2001 20 0,3 0,3 0,3 0,3

79 кбр 2001 12 1,7 1,8 1,8 1,8

Миусский (st.) 12 1,7 1,8 2,3 1,9

37 кбр 2001 12 2,0 2,1 2,1 2,1

80 кбр 2001 12 2,7 2,7 2,0 2,4

20 -2002 12 2,8 2,9 2,9 2,9

Вальмонт 12 3,0 3,2 2,8 3,0

64 кбр 2001 12 3,1 3,3 2,9 3,1

65 кбр 2001 12 3,4 3,4 3,1 3,3

Наибольшую устойчивость (наименьшую восприимчивость) имела линия 78 кбр 2003. Проявление первых симптомов на этом образце началось через 20 дней после заражения, тогда как у других образцов уже через 12. Из 10 растений этого образца заболело лишь одно, которое в 1ю и 2ю оценки получило 3 балла по шкале восприимчивости, а в Зю - 1 балл.

На зараженных образцах образовывались мелкие плоды, с различными симптомами. Они имели симптомы узорчатого рисунка, некрозов на плодах,

которые нередко деформировались. Исключением были линии 78 кбр 2001 и 61-2002 (кустарниковый). На их плодах не было зарегистрировано симптомов вирусного поражения. На линии 79 кбр 2002 также не было обнаружено некротизирующихся плодов и их деформации. Несмотря на относительно высокий балл поражения 3,0, у сорта Вальмонт плоды поражались в меньшей степени, чем у образцов баллом поражения 2,9 и 3,1.

В 2001 и 2002 годах на естественном инфекционном фоне были выделены образцы, относительно устойчивые к вирусу огуречной мозаики. Однако, при искусственном заражении подтвердили свою устойчивость только линия 78 кбр 2001, а линия 79 кбр 2001 поражалась слабее других образцов. Сорт Вальмонт отличался от других восприимчивых образцов тем, что его плоды имели более слабые симптомы поражения по сравнению с другими. Следовательно, на естественном инфекционном фоне можно делать предварительную оценку, достоверность которой зависит от естественной инфекционной нагрузки в поле. Поэтому, по нашему мнению, при поиске генетически устойчивых образцов к вирусу огуречной мозаики необходимо использовать искусственное заражение.

Предварительное сортоиспытание образцов перца сладкого, выделившихся по устойчивости к ВОМ

Лучшие образцы перца сладкого, выделившиеся по устойчивости к ВОМ, были оценены по урожайности и хозяйственно-ценным признакам в сравнении с лучшими сортами стандартами. Стандартом для сорта Вальмонт использован сорт Ласточка (раннеспелая группа), для линий №78 кбр 2001 и №79 кбр 2001 -сорт Беглицкий (среднеранняя группа).

Таблица 8

Название образца Урожайность, т/га Товарность, % Ранний урожай (среднее)

2003 2004 Среднее т/га %

Беглицкий ст. 48,2 64,0 56,1 90 8,4 15

Ласточка ст. 39,9 49,7 44,8 85 11,6 26

Миусский 44,5 57,6 51,0 88 14,3 28

№78кбр2001 41,8 55,6 48,7 89 8,3 17

№79кбр2001 39,7 53,4 46,6 82 7,5 16

Вальмонт 52,4 67,2 59,8 92 20,9 35

НСР05 0.49 0.29 - - - -

Из таблицы 8 видно, что линии №78 кбр 2001 и №79 кбр 2001 заметно уступают по урожайности и товарности сорту Беглицкий. Сорт Вальмонт (Г-6) по урожайности и товарности превосходит сорт-стандарт Ласточка и несколько превышает по урожайности стандарт Беглицкий.

Линии №78 кбр 2001 и №79 кбр 2001 по срокам созревания находятся на уровне стандарта Беглицкий, но имеют более мелкие плоды. Хотя, по толщине перикарпия и содержанию в плодах сухого вещества, Сахаров и витамина С находятся на уровне стандарта (таблица 9).

Сорт Вальмонт по срокам созревания не уступает стандарту

Ласточка, а по средней массе, толщине перикарпия и содержанию Сахаров, сухого вещества, витамина С превосходит его. За годы испытания в безрассадной культуре этот сорт по показателям средней массы плода и толщины перикарпия был лучше, чем среднеранний стандарт Беглицкий.

Таблица 9

Биологические и хозяйственные признаки образцов перца сладкого в _ безрассадной культуре (2003 - 2004 гг.)_

Название образна Дней до первого сбора Средняя масса плода, г Толщина перикарпия , мм Содержание в плодах

сухого вещества, % Сахаров, % витамина С, МГ%

Т СП * б СП" Т СП б CII Т СП б СП

Беглицкий, стандарт 92 128 100,6 110,3 4-6 5-7 6,8 3,4 150,2

Ласточка стандарт 78 110 78,2 90,1 4-6 5-7 6,4 3,2 110,6

Миусский 85 121 85,2 98,3 4-6 5-7 6,6 3.3 148,6

№78кбр2001 90 125 70,5 75,8 4-5 5-7 6.7 3,2 146,5

№79кбр2001 90 125 67.5 73,3 4-5 4-6 6,3 3,2 149,1

Вальмонт 76 112 107,9 121,3 4-6 6-7 до 10 6,9 3.4 135,9

Примечание: т.сп.* - техническая спелость; б.сп.** - биологическая спелость

Плоды сорта Вальмонт отличаются внешним видом за счет белой и желто-белой окраски плодов в технической и красной - в биологической спелости. Индекс формы - 2,1. Плоды конические, расположение на кусте -пониклое.

За высокую товарность, урожайность, раннеспелость, крупноплодность, привлекательный вид плодов и устойчивость к болезням сорт Вальмонт рекомендован для передачи на госсортоиспытание.

Линии №78 кбр 2001 и №79 кбр 2001 имеют мелкие плоды, поэтому должны дорабатываться или использоваться как доноры устойчивости к ВОМ.

ВЫВОДЫ

1. Наиболее распространенное заболевание томата имело характерные для столбура симптомы: угнетение растения, скручивание листьев в лодочку, хлороз или антоциановая окраска листьев, видоизменение цветков и соцветий. Методом биотиестирования и ПЦР подтверждена фитоплазменная природа возбудителя болезни с симптомами столбура. Установлено, что заболевание на томатах вызывает группа фитоплазм возбудителей желтухи астр (16SrI-B - подгруппа фитоплазм желтухи астр).

2. Возбудителем наиболее распространенного заболевания перца сладкого с симптомами хлоротичной пятнистости, мозаики и узорчатого рисунка с некротизацией на листьях, узорами, неравномерной окраской и некрозами на плодах является вирус огуречной мозаики, который также может встречаться в смеси с другими вирусами и вызывая более сильные симптомы.

3. На растениях томата и перца сладкого также выявлены картофельные вирусы, вирус кольцевой пятнистости томата, вирус аспермии томата, вирус табачной мозаики, вирус огуречной мозаики.

4. Растениями-резерваторами столбура являются вьюнок полевой (наиболее распространенный), цикорий, различные виды осота и другие. В качестве возможных резерватов ВОМ выявлены осот и вьюнок полевой.

5. Кроме известного насекомого-переносчика фитоплазмоза Macrosteles laevis, в качестве переносчика столбура пасленовых, также зарегистрирована цикадака Empoasca pteridis. В телах которых обнаружены фитоплазмы группы возбудителей желтухи астр.

6. Так как столбур является типичным природно-очаговым трансмиссивным заболеванием, то устойчивость к насекомым переносчикам необходимо рассматривать как один из факторов устойчивости к столбуру. Выявлены образцы: Licopersicon esculentum сорт "Персиковый" и дикорастущие виды L. hirsutum, имевшие густое опушение листьев, которое определяет высокую устойчивость к насекомым-переносчикам.

7. Наибольшую толерантность к столбуру имеют самые раннеспелые образцы томата, которые успевают заложить основную часть урожая до массового проявления болезни. Это образцы с коротким периодом "всходы - созревание".

8. Выделены линии перца сладкого с высокой устойчивостью к BOM: Jfe79 кбр 2001 и №78 кбр 2001.

9. Создан и рекомендован к передачи в ГСИ новый сорт перца сладкого В альм от толерантный к ВОМ, превышающий по урожайности и скороспелости сорта-стандарты.

РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ СЕЛЕКЦИОНЕРОВ

1. Для поиска генетической устойчивости к возбудителю столбура у томата необходимо проводить искусственное заражение методом прививки.

2. Для выявления генетически контролируемой устойчивости образцов перца сладкого к ВОМ рекомендуем использовать искусственное заражение, а результаты оценки на естественном фоне рассматривать как рекогносцировочные.

3. Отселектированые устойчивые к ВОМ линии перца сладкого №79 кбр 2001 и №78 кбр 2001 рекомендуются как доноры устойчивости к вирусу огуречной мозаики.

РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА

1. Сорт Вальмонт рекомендуется для выращивания в условиях открытого фунта Северного Кавказа, как толерантный к ВОМ, раннеспелый, высокопродуктивный сорт.

2. Мероприятия по защите пасленовых культур от столбура должны включать в себя: уничтожение сорняков-резерваторов инфекции, обязательные обработки против насекомых-переносчиков (во второй половине июня), подбор раннеспелых сортов и (или) выращивание их по рассадной технологии.

Список опубликованных работ по теме диссертации

По материалам диссертации опубликовано 8 работ:

1. Барбарицкий А.Ю., Игнатова С.И., Паршин В.Г. Эколо1 ические аспекты при селекции томата и перца сладкого на устойчивость к вирусным и фитоплазменным болезням // Актуальные проблемы экологии в сельскохозяйственном производстве. Материалы молодежной научной конференции., Персиановский: Дон ГАУ - 2002.- С. 46 (авторский вклад 90%)

2. Барбарицкий А.Ю., Игнатова С.И., Паршин В.Г. Вирусные и фитоплазменные болезни томата и перца сладкого в Ростовской области. // Селекция, семеноводство и биотехнологии овощных и бахчевых культур. Доклады III Международной конференции, посвященной памяти Б.В. Квасникова, М.: ВНИИО - 2003. - С. 55 (авторский вклад 90%)

3. Игнатова С.И., Боюутдинов Д.З., Паршин В.Г., Барбарицкий А.Ю. Столбур - опасное заболевание томата на Дону. // Актуальные проблемы и пути их решения в современном плодоводстве, овощеводстве и

виноградарстве Дона. Материалы международной научно-практической конференции. 4.1 Плодоводство и овощеводство, Персиановский: Дон ГАУ - 2004. - С.111 (авторский вклад 80%)

4. Игнатова С.И., Паршин В.Г., Барбарицкий А.Ю. Направления в селекции томата на устойчивость к столбуру // Гавриш. - 2004. - №4, -С.23-27 (авторский вклад 60%)

5. Богоутдинов Д.З., Паршин В.Г., Барбарицкий А.Ю., Трофимов С.Н., Вошедский H.H., Сорокин Н.С. Рекомендации по защите овощных культур от столбура. - Ростов-на-Дону, - 2004, 14 с. (авторский вклад 30%)

6. Барбарицкий А.Ю., Игнатова С.И., Паршин В.Г. Экологические аспекты при селекции перца сладкого на устойчивость к вирусу огуречной мозаики // Актуальные проблемы экологии в сельскохозяйственном производстве. Материалы молодежной научной конференции, Персиановский: Дон ГАУ 2004. - С.51 (авторский вклад 90%)

7. Барбарицкий А.Ю., Паршин Б.В., Гаврилова О.В., Паршин В.Г. Пути ограничения распространенности столбура томатов // Актуальные проблемы экологии в сельскохозяйственном производстве. Материалы молодежной научной конференции, Персиановский: Дон ГАУ - 2004. -С.50 (авторский вклад 35%)

8. Барбарицкий А.Ю., Игнатова С.И., Паршин В.Г. Экологические аспекты при борьбе со столбуром на посевах томата в условиях Ростовской области // Экология и научно-технический прогресс. Материалы III научно-практической конференции. Пермь, 2004. С. (авторский вклад 90%)

Подписано в печать 13.04.2005 г. Формат 60x84/16. Усл. печ. л. 1,2. Тираж 100 экз. Заказ №23.

Отпечатано в ООО "Полиграф-Бизнес"

»-755 1

РНБ Русский фонд

2006-4 4662

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Барбарицкий, Андрей Юрьевич

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Происхождение и народно-хозяйственное значение томата и перца сладкого

1.2. Ботаническое описание и биологические особенности томата и перца сладкого

1.3. Вирусные и вирусоподобные заболевания томата и перца

1.4. Селекция томата и перца сладкого на устойчивость к вирусным и вирусоподобным заболеваниям

1.4.1.Селекция томата на устойчивость к вирусной инфекции

1.4.2. Селекция перца сладкого на устойчивость к вирусным болезням

1.4.3. Селекция томата и перца сладкого на устойчивость к фитоплазмозу (столбуру)

2. УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Условия проведения исследований

2.2. Материал и методика проведения исследований ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3. ВИРУСНЫЕ И ФИТОПЛАЗМЕННЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ НА ТОМАТЕ, ИХ РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ И ДИАГНОСТИКА ВОЗБУДИТЕЛЕЙ

3.1. Симптоматика доминирующего заболевания на томате

3.2. Диагностика возбудителей доминирующего заболевания томата

3.3. Симптоматика малораспространенных заболеваний томата и диагностика возбудителей

4. ВИРУСНЫЕ БОЛЕЗНИ ПЕРЦА, ИХ

РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ И ДИАГНОСТИКА ВОЗБУДИТЕЛЕЙ

4.1.Симптоматика доминирующих заболеваний перца

4.2. Диагностика возбудителей заболевания перца сладкого с симптомами мозаики и узорчатого рисунка на листьях

4.3. Диагностика возбудителя заболевания перца сладкого с симптомами столбура

4.4. Симптоматика малораспространенных вирусных болезней перца

5. ВИРУСОПОДОБНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ НА ДРУГИХ

ОВОЩНЫХ КУЛЬТУРАХ И СОРНЫХ РАСТЕНИЯХ

6. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПЕРЕНОСЧИКОВ СТОЛБУРА ПАСЛЕНОВЫХ

7. ИЗУЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ТОМАТА К СТОЛБУРУ

7.1. Оценка устойчивости томата к столбуру на естественном инфекционном фоне

7.2. Вредоносность столбура на образцах томата различных групп спелости

7.3. Устойчивость томата к столбуру при искусственном заражении

7.4. Устойчивость дикорастущих видов и полукультурных форм томата к столбуру

7.5. Разработка мероприятий по защите пасленовых культур от столбура для условий Ростовской области

8. ИЗУЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ К ВИРУСУ ОГУРЕЧНОЙ МОЗАИКИ (изолят из Ростовской области) У ПЕРЦА

СЛАДКОГО

8.1. Разработка элементов методики по заражению и оценке перца сладкого для выявления устойчивых образцов к вирусу огуречной мозаики (изолят из Ростовской области)

8.1.1. Сбор инфекционного растительного материала для заражения и размножения вируса на растениях-накопителях

8.1.2. Заражение образцов перца сладкого и оценка на устойчивость

8.1.3. Оценка образцов на естественном инфекционном фоне

8.2. Устойчивость перца сладкого к ВОМ в условиях естественного инфекционного фона

8.3. Устойчивость перца сладкого к ВОМ при искусственном заражении

9. ИЗУЧЕНИЕ ХОЗЯЙСТВЕННО-БИОЛОГИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ ОБРАЗЦОВ ПЕРЦА СЛАДКОГО ВЫДЕЛИВШИХСЯ ПО УСТОЙЧИВОСТИ К ВОМ (изолят из Ростовской области)

9.1. Характеристика образцов перца сладкого №78 кбр 2001,

79 кбр 2001, Вальмонт

9.2. Предварительное сортоиспытание образцов перца сладкого выделившихся по устойчивости к ВОМ

9.3. Эффективность выращивания сорта перца сладкого Вальмонт

ВЫВОДЫ

РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ СЕЛЕКЦИОНЕРОВ

РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Создание исходного материала томата и перца сладкого, устойчивого к вирусным и вирусоподобным заболеваниям, распространенным в Ростовской области"

Томат и перец сладкий являются традиционными культурами на юге России и пользуются хорошим спросом у населения.

В Ростовской области томат занимает около 3500 га. На долю перца сладкого приходится не более 1000 га.

Одним из факторов снижающих урожайность и качество плодов томата и перца сладкого являются различные болезни. Особую группу составляют вирусные и фитоплазменные заболевания, распространенность и вредоносность которых за последнее время в Ростовской области резко возросла (БарбарицкийА.Ю. и др., 2003; Игнатова С.И. и др., 2004). В условиях открытого грунта заражение растений пасленовых культур смешанной инфекцией двух и более вирусов не является редким явлением, и поэтому вероятность потери урожая от такого взаимодействия вирусов довольно высока (Murphy J.F., Kyle M.M., 1995; Alegbejo M.D., 1999).

Необходимо отметить трудность проведения мероприятий по защите от вирусных и фитоплазменных болезней. Поэтому поиск источников и селекция сортов и гибридов томата и перца сладкого генетически устойчивых (или толерантных) к вирусным и фитоплазменным заболеваниям является актуальным направлением в снижении вредоносности и распространенности этих болезней. В настоящее время в России недостаточно изучены вопросы иммунитета томата и перца сладкого к вирусным и фитоплазменным заболеваниям в открытом грунте, практически отсутствуют устойчивые сорта.

Это обусловило необходимость изучения наиболее распространенных вирусных и фитоплазменных заболеваний томата и перца сладкого в Ростовской области, идентификации возбудителей и поиска устойчивых образцов к этим заболеваниям.

Основной целыо исследований являлось выявление возбудителя и селекция томата и перца сладкого, устойчивых к вирусным и вирусоподобным болезням в условиях открытого грунта Ростовской области.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Изучить симптоматику проявления вирусных и вирусоподобных заболеваний на посевах томата и перца сладкого, провести учет распространенности и вредоносности этих болезней.

2. Провести диагностику возбудителей выявленных заболеваний.

3. Изучить возможность резервации вирусов томата и перца сладкого среди видов дикорастущей и культурной флоры.

4. Оценить коллекционный материал томата и перца сладкого на устойчивость к вирусным и вирусоподобным заболеваниям.

5. Использовать в селекционном процессе выявленные устойчивые образцы для получения вирусоустойчивых гибридов томата и перца сладкого

Объектом исследований являлись вирусные и фитоплазменные заболевания томата и перца сладкого, их возбудители, растения образцов томата и перца сладкого различного эколого-географического происхождения.

Предметом исследований являлась идентификация возбудителей наиболее распространенных вирусных и фитоплазменных заболеваний томата и перца сладкого в Ростовской области, оценка образцов на устойчивость к выявленным болезням.

Научная новизна. В результате обследования более 500 га посевов томата установлено, что в Ростовской области наиболее распространенной болезнью томата (до 100%) является фитоплазменное заболевание - столбур. Методом ПЦР уточнено, что возбудителем этого заболевания является фитоплазмы группы желтухи астр.

На перце сладком с симптомами мозаики и узорчатого рисунка методами ИФА и биотестирования выявлен вирус огуречной мозаики (ВОМ), который может встречаться с другими вирусами: ВТМ, УВК, ВАТ, ВКПТ.

Кроме известного переносчика фитоплазмоза Macrosteles laevis, в качестве переносчика столбура пасленовых, также зарегистрирована цикадака Empoasca pteridis.

Установлено, что образцы томата с густым опушением листьев и плодов защищены от насекомых-переносчиков, что обеспечивает их толерантность к столбуру.

Установлено, что раннеспелые образцы томата меньше поражаются столбуром, чем более поздние. Установлена прямая корреляционная зависимость между потерями урожая от заболевания и периодом "всходы — созревание" (г=0,68).

Из 150 образцов перца сладкого выделены 2 образца устойчивые к вирусу огуречной мозаики. Отселектирован высокопродуктивный толерантный сорт перца сладкого Вальмонт.

Практическая значимость работы.

Для предохранения посевов томата от столбура необходимо во 2-3 декаде июня проводить 1-2 обработки инсектицидами против насекомых-переносчиков болезни.

Для выращивания в открытом грунте Ростовской области сорта и гибриды перца сладкого должны обладать устойчивостью к вирусу огуречной мозаики.

Установлено, что для выявления устойчивости томата к возбудителю столбура и устойчивости перца к ВОМ необходимо использовать искусственное заражение.

Морфологический признак у томата - сильное опушение листьев может использоваться как признак полевой устойчивости к столбуру.

Отселектированные линии перца сладкого 78 кбр 2001, 79 кбр 2001 устойчивые к ВОМ могут быть использованы в селекции на устойчивость к возбудителю.

Раннеспелый толерантный к ВОМ сорт Вальмонт, превышающий по урожайности раннеспелый стандарт сорт Ласточка и среднеспелый Беглицкий, в условиях безрассадной технологии, следует использовать в производственных посевах.

Обоснованность и достоверность научных положений. Исследования выполнены по методикам, рекомендованным научными учреждениями. Выводы и положения подтверждены экспериментальными исследованиями, статистической обработкой данных.

Апробации работы. Основные положения диссертации были доложены на заседаниях ученого совета Бирючекутской ОСОС, методической комиссии «Селекция и семеноводство» ВНИИО, Молодежной научной конференции «Актуальные проблемы экологии в сельскохозяйственном производстве» (п. Персиановский, 2002, 2004); Международной конференции посвященной памяти Б.В. Квасникова «Селекция, семеноводство и биотехнологии овощных и бахчевых культур» (Москва, 2003); III Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы и пути их решения в современном плодоводстве, овощеводстве и виноградарстве Дона» (п. Персиановский, 2004); III Международной научно-практической конференции «Экология и научно-технический прогресс» (Пермь, 2004); Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы и перспективы развития агропромышленного комплекса» (Персиановский, 2005).

Экономическая эффективность. Экономическая эффективность использования раннеспелого сорта перца сладкого Вальмонт при выращивании в открытом грунте по безрассадной технологии составила 123820 руб. с га за счет высокой урожайности образца.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 143 страницах компьютерного текста, содержит 25 таблиц, 17 рисунков, состоит из введения, 9 глав, выводов, рекомендаций селекционерам и производству, списка литературы, включающего 161 источник, из них 44 иностранных, и 4 приложения.

Заключение Диссертация по теме "Селекция и семеноводство", Барбарицкий, Андрей Юрьевич

выводы

1. Наиболее распространенное заболевание томата имело характерные для столбура симптомы: угнетение растения, скручивание листьев в лодочку, хлороз или антоциановая окраска листьев, видоизменение цветков и соцветий. Методом биотиестирования и ПЦР подтверждена фитоплазменная природа возбудителя болезни с симптомами столбура. Установлено, что заболевание на томатах вызывает группа фитоплазм возбудителей желтухи астр (16SrI-B - подгруппа фитоплазм желтухи астр).

2. Возбудителем наиболее распространенного заболевания перца сладкого с симптомами хлоротичной пятнистости, мозаики и узорчатого рисунка с некротизацией на листьях, узорами, неравномерной окраской и некрозами на плодах является вирус огуречной мозаики, который также может встречаться в смеси с другими вирусами и вызывая более сильные симптомы.

3. На растениях томата и перца сладкого также выявлены картофельные вирусы, вирус кольцевой пятнистости томата, вирус аспермии томата, вирус табачной мозаики, вирус огуречной мозаики.

4. Растениями-резерваторами столбура являются вьюнок полевой (наиболее распространенный), цикорий, различные виды осота и другие. В качестве возможных резерваторов ВОМ выявлены осот и вьюнок полевой.

5. Кроме известного насекомого-переносчика фитоплазмоза Macrosteles laevis, в качестве переносчика столбура пасленовых, также зарегистрирована цикадака Empoasca pteridis. В телах которых обнаружены фитоплазмы группы возбудителей желтухи астр.

6. Так как столбур является типичным природно-очаговым трансмиссивным заболеванием, то устойчивость к насекомым переносчикам необходимо рассматривать как один из факторов устойчивости к столбуру. Выявлены образцы: Licopersicon esculentum сорт "Персиковый" и дикорастущие виды L. hirsutum, имевшие густое опушение листьев, которое определяет высокую устойчивость к насекомым-переносчикам.

7. Наибольшую толерантность к столбуру имеют самые раннеспелые образцы томата, которые успевают заложить основную часть урожая до массового проявления болезни. Это образцы с коротким периодом "всходы - созревание".

8. Выделены линии перца сладкого с высокой устойчивостью к ВОМ: №79 кбр 2001 и №78 кбр 2001.

9. Создан и рекомендован к передачи в ГСИ новый сорт перца сладкого Вальмонт толерантный к ВОМ, превышающий по урожайности и скороспелости сорта-стандарты.

РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ СЕЛЕКЦИОНЕРОВ

1. Для поиска генетической устойчивости к возбудителю столбура у томата необходимо проводить искусственное заражение методом прививки.

2. Для выявления генетически контролируемой устойчивости образцов перца сладкого к ВОМ рекомендуем использовать искусственное заражение, а результаты оценки на естественном фоне рассматривать как рекогносцировочные.

3. Отселектированые устойчивые к ВОМ линии перца сладкого №79 кбр 2001 и №78 кбр 2001 рекомендуются как доноры устойчивости к вирусу огуречной мозаики.

РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА

1. Сорт Вальмонт рекомендуется для выращивания в условиях открытого грунта Северного Кавказа, как толерантный к ВОМ, раннеспелый, высокопродуктивный сорт.

2. Мероприятия по защите пасленовых культур от столбура должны включать в себя: уничтожение сорняков-резерваторов инфекции, обязательные обработки против насекомых-переносчиков (во второй половине июня), подбор раннеспелых сортов и (или) выращивание их по рассадной технологии.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Барбарицкий, Андрей Юрьевич, Москва

1. Авдеев Ю. И. Селекция томатов, Кишинёв: Штиница, 1982. - 284с.

2. Алпатьев А. В. Помидоры. М.: "Моск. Рабочий", 1976. - 240 с.

3. Антонюк С.И., Арешников Б.А., Васильев В.П. и др. Вредители сельскохозяйственных культур и лесных насаждений, в трех томах. Том I. Вредные нематоды, моллюски, членистоногие (часть первая). -К.: Урожай, 1973.-С. 496.

4. Аутко А. А. Томаты. Минск: Урожай, 1955. - С. 3 - 7.

5. Базелюк Ф.М. Вирусные заболевания перца в Молдавии. // Фитопатогенные микроорганизмы культурных растений Молдавии. -Кишинев: Штииница, 1981. С.46-53

6. Балашова Н. Н., Король М.М., Тимина О.О., Рущук B.C. Генетические основы селекции овощных культур на устойчивость к ВТМ. — Кишинев: Штииница, 1983. 115 с.

7. Бараш С.И. Мировое производство томатов. Тр. по прикл. бот., ген. и сел. 1983.-Т.81.-С.96-108.

8. Богоутдинов Д.З. Фитоплазмозы картофеля и методы их изучения. Науч. метод. Пособие. - Самара, 2000. - 35с.

9. Бондаренко А.Г., Ковырялов Ю.П. Промышленные технологии производства томатов. М.: Россельхозиздат, 1979 - С. 5 - 7.

10. Брежнев Д.Д. Томаты. М.: Сельхозиздат, 1955. - 356 с.

11. Вавилов Н. И. Иммунитет растений к инфекционным заболеваниям. -М.: Наука, 1986.-520 с.14