Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

"Ведьмина метла" люцерны в Поволжье и пути повышения устойчивости растений к болезни

ВАК РФ 06.01.11, Защита растений

Автореферат диссертации по теме ""Ведьмина метла" люцерны в Поволжье и пути повышения устойчивости растений к болезни"

Ц'1 ''

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ _ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ_

На правах рукописи УДК 632.8:633.31

ХОРОШЕВА Татьяна Михайловна

«ВЕДЬМИНА МЕТЛА» ЛЮЦЕРНЫ В ПОВОЛЖЬЕ И ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ РАСТЕНИЙ К БОЛЕЗНИ

Специальность: 06.01.11 — Защита растений от вредителей

и болезней

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

1992

Работа выполнена в период прохождения аспирантской подготовки ' в лаборатории вирусных, микоплазменпых и нематодных болезней Всесоюзного института защиты растений.

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор Ю. И. Власов.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор И. И. Минкевич; кандидат с.-х. наук А. Е. Цыпленков.

Ведущее учреждение: Среднеазиатский научно-исследовательский институт фитопатологии.

/? /С

Защита состоится « X » ¿¿а-^с^Х'- 1992 года в Ю

часов на заседании Специализированного совета, шифр Д.020.01.01 при Всесоюзном научно-исследовательском институте защиты растений по адресу: 189620, г. Санкт-Петербург—Пушкин, шоссе Подбельского, д. 3, ВИЗР.

С диссертацией можно ознакомиться "в библиотеке ВИЗР. Автореферат разослан « » СитрсиЯ^ 1992 г.

Учений секретарь Специализированного совета

ВИЗР г. А. Наседкина

| - з -

! ОБШЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГАБОН!

ъ '

■■■ Актуальность темы. Среди основных культур, имеющих первостепенное- значение в укреплении кормовой базы и увеличении производства растительного белка, люцерна занимает ведуче»? место.

Однако люцерна относится к числу культур, сильно повреждаемых сельскохозяйственными вредителями и болпэнтт. Одной из наиболее вредоносных и распространенных болезней лоцерны в Лонопль« является ведьмина метла. Начиная с 1905 года в регионе наблюдается развитие эпи|>итотии этого заболевания, наносящая значительный урон кормопроизводству. При сильном поражении уке на первом году жизни фуражная люцерна способна дать всего один полноценный /•кос, а на семенных посевах второго года -кизни и старее практически невозможно получение семян.

Заболевание вначале относили к числу вирусных. Поз:х>э, используя методы электронной микроскопии, микробиологический, расте--Шй-индикаторов, а также показав терапевтическое действие анти-5иотиков тетрациклиновой группы на зараженные растения, исследо-затели доказали микоплазменную природу ведьминой метлы /Богаты-эенко, 1977; Горбунова и др., 1973; Власов и др., 1990/. Тем не ленее, в' литературе все еще появляются сведения о том, что опи-:анный тип поражения относится к заболеваниям с неясной этиологией /Бгашев, Ломтев, 1990/. Поэтому природа заболевания люцерны ! Поволжье требовала уточнения.

Рекомендации ученых по защите люцерны от ведьминой метлы сво-1ятся, в основном, к профилактическим приемом и борьбе с перенос-(иком.

Однако особое место в настоящее время отводится экологически >езопасным мерам борьбы с болезнями растений: выведению и возде-^ ' шванию устойчивых сортов, а также повышению устойчивости расте-шй путем.применения химических и биологических индукторов устой-швости.

Цель и задачи исследований. Цель настоящей работы - изучить тифитотиологию ведьминой метлы люцерны в Поволжье, и на ее ос-юве разработать экологически безопасные способы повышения устой-[ивости люцерны к,болезни. В связи с этим были поставлены следуйте задачи:'

- изучить особенности распространенности и вредоносности ведь-

миной метлы в Среднем Поволжье;

- установить природу заболоиания в итом регионе, используя метода растений-индикаторов и электронной микроскопии;

- изучить источники инфекции ведьминой метлы, путл ее распространенна, и такке роль районированных сортов и агротехнических мероприятий с точки зрения зпифитотиологии;

- провести оценку сортообразцов люцерны на устойчивость к ведьминой метле и ее переносчику - люцерновой псиллиде;

- провести испытание некоторых биологически активных веществ и способов их применения в целях повышения устойчивости люцерны к болезни и для терапии ведьминой метли;

- изучить некоторые биохимические аспекты устойчивости люцерны к ведьминоП метле и возможность их использования при оценке образцов люцерны на устойчивость к болезни.

Научная новизна исследований. Впервые разработана опифитотио-логическан модель ведьминоП метлы, показаны всесторонние связи в системе патоген-переносуик-растение-хозяин. Разработаны методические подходы к оценке люцерны к переносчику - люцерновой псиллиде". Показана возможность использования пероксидазного теста для выявления устойчивых к ведьминой метле форм в селекции.

Практическая значимость работы. В результате проведенных исследований выделены в условиях Поволжья сортообразцы люцерны, устойчивые к возбудители ведьминой метлы и к переносчику. Предло-' жены практические рекомендации, направленные на повышение устойчивости люцерны к ведьминой метле. .

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы изложены на Всесоюзной научно-Практической конференции "Индуцированная устойчивость с.-х.культур к фитоиатогенам" /Рйстов-на-Дону, 1989/, на семинаре по проблемам "ведьминой метлы" люцерны /Саратов, 1990/, на научно'-практической конференции профессорско-преподавательского состава Саратовского СХИ /Саратов, 199.1/.

Публикации. Основные положения диссертации изложены в четырех работах. • ■

Структура и объем .работы. Диссертационная работа состоит, из , введения, б глав, выводов и практических рекомендаций. Список литературы включает 162 названия', из них 107 на русском языке. ■ Работа изложена на /63 страницах, машинописного текста, иллюстрирована 3? таблицами и -/8 рисунками.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации.

Глава I. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВЗДЬМИНОП МЕТЛЫ ' ЛЮЦЕРНЫ

Приведены литературные сведения о распространенности,_ вредо-:осности и природе заболевания. Дана характеристика биологических собенностей возбудителя заболевания и переносчика - Суа-порЬИа ted.ioaginiз Ап&г. , Изложены пути распространения инфекции и ос-овные направления борьбы с ведьминой метлой.

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Для идентификации возбудителя использованы общепринятые в фи-омикоплазмологии методы тест-растёний и электронной микроскопии льтратонких срезов /Власов Ю.И. и др., 1903/.

При оценке люцерны на устойчивость к ведьминой метле использо-али образцы из коллекции ВИР. Размещение делянок проводили по етодике ВИР /1985/. Оценка коллекции проведена на естественном нфекционном фоне, в условиях эпифитотии, по шкале, разработанной ВИЗР /Власов, Самсонова, Елеусызова, 1939/ в нашей модификации, етодические подходы к оценке люцерны,на устойчивость к переносику изложены в гл.4. Биохимические исследования выполнены совестно с к.б.н. Т.А.Сусловой.

Для определения активности пероксидазы и ее изоферментного сос-ава материалом служили молодые верхушечные части растений в пе-иод отрастания после перезимовки или после укосов.

В качестве субстрата для определения активности пероксидазы ыл выбран О-фенилендиамин /гидрохлорид/ /Комарова, Матюшевская, алиновский, 1969/. Методика определения активности пероксидазы О-фенилендиамином использована в модификации Т.А. Сусловой 1992/. '

Для определения изоферментйого состава пероксидазы готовили ермёнтную вытяжку с трис-глици .новым буфером /рН 8,3/. Электро-юрез пероксидазы прозодили в тонком слое ПААГ, в 5%-ноы концент-ирующем /рН 6,9/, 65£-ном и 23%-ном градиентном разделяющем рН 8,48/, гелях / БЫтоп!, Нешгеп! , 1988/.

Определение аминокислотного состава проводили на аминокислот-ом анализаторе ААА 339 /ЧССР/. Условия гидролиза стандартные: .4 часа при 105-И0°С в 6н НС1. •■

Статистическую обработку полученных материалов проводили обще-

принятыми методами /Доспехов, 1985/,

Глава'3. ВЕДЬМИНА МЕТЛА ЛЮЦЕРНЫ Б ПОВОЛЖЬЕ

3.1. Симптоматика заболевания

При обследовании производственных посевов люцерны нами выявлено две формы проявления болезни: израстание и карликовая метла.

Первая форма присутствует, главным образом, на посевах второго года жизни до укоса, иногда в конце вегетации на первогоднай люцерне. Растения по высоте не отличаются от здоровых, но из пазушных почек вырастают тонкие побеги второго порядка с мелкими, округлыми листочками, или по нескольку листочков на длинных нитевидных черешках. Цветки деформированы, тычинки с пестиком по длине превышают лепестки, образующие лодочку.

Вторая форма проявляется на растениях второго года жизни и старше, после укосов,и представляет типичную карликовую метлу: от корневой шейки отрастает множество тонких стеблей с мелкими округ лыми листьями. Клон люцерны приобретает вид кочки высотой Ю-40 см, цветки отсутствуют. '

Проявление болезни в то1 или иной.форме определяется прежде всего хозяйственным, назначением. Нам удалось наблюдать на клоне старовозрастной люцерны, скошенном не полностью,.одновременно обе формы проявления болезни: карликовую метлу на скошенной части кло ны и израстание на оставшихся нескошенными стеблях. Это однознач-г но доказывает, что карликовая метла и израстание являются разными формами проявления одной болезни. . '

3.2. Распространенность ведьминой метлы . Фитосанитарное обследование производственных.посевов люцерны,

проведенное в 1987-1990 годах, показало широкое распространение ве.дьмшо'й метлы в Среднем Поволжье. Первогодние посевы, как правило, не имеют симптомов ведьминой метлы, или поражены незначительно, но с возрастом посевов распространенность заболевания существенно увеличивается. Так, в ОПХ "Волга" люцерна; первого года бь ла поражена на 0,2%, второго на третьего - № 85,0%,,

пятого - на 100%,

Кроме возраста посевов на расгфоетрбшштп »едьмииой штлы влияют условия произрастания, особенности агротехники, густота ' посевов. Отмечена более высокая распространенность заболевания в хозяйствах,'специализирующихся т 'рнращивании люцерны, у,к. в условиях узкой специализации невозможно соблюдать пространственную

изоляцию новых посевов люцерны от старовозрастпых, являющихся основным резерватором инфскЯции. Также установлено, что широкорядные беспокровные посевы поражаются сильнее смешанных сплошных по-' севов, что по-видимому, связано с создающимися здесь благоприятными условиями для миграции переносчиков.

В Казахстане показано, что летние посевы люцерны "уходят" от заражения /Казанский, Качанова, 1952/. В условиях Среднего Поволжья мы также отметили незначительную распространенность /4,4%/. ведьминой метлы на второгодней Люцерне летнего посева, в то время как на весенних посевах она составила 36,6$. Более того, на третьем году жизни люцерны отличия в распространенности ведьминой метлы на весенних и летних посевах-сохранились и составили.соответственно 65,5 и 28,5%.

3.3. Вредоносность ведьминой метлы люцерны .Установлено снижение урожая зеленой массы пораженной люцерны

более чем в 4 раза по сравнению со здоровой, а урожай семян соответственно снизился в 7 раз. Показано, что кроме того, болезнь значительно ухудшает кормовую ценность люцерны: количество протеина в ней снижается в 2 раза. Выявлены значительное снижение содержания незаменимых аминокислот: аргинина, гистидина, лейцина, изолейцина, фенилаланина, валина. При этом наблюдалось увеличение содержания в белке треонина с 5,&fo в здоровых растениях до 13,7% в пораженных ведьминой метлой.

3.4. Идентификация возбудителя ведьминой метлы люцерны

. Инфекционная природа ведьминой метлы в Поволжье доказана нами экспериментально, путем передачи инфекционного начала прививкой и с помощью повилики - Cuscuta campestris i. с больных растений ■ на здоровые. Возбудитель заболевания передан также на растения барвинка / Cataranthus гозеиз (L) G. üon . /, вигну /ílgna elnen-eis Ь. / и донник желтый / Melilotus ofrícinalia Ders./.

У 'инфицированных ведьминой метлой тест-растений наблюдали симп» томы, характерные для микоплазменных заболеваний.

Микоплазменная природа ведьминой метлы люцерны в Поволжье подтверждена нами электронномикроскопическим исследованием ультратонких срезов тканей больных растений. Особенности морфологии исследованных микроорганизмов свидетельствуют о принадлежности возбудителя к классу Mollicute3.

3.5. Эпифитотиол'огия ведьминой метли люцерны Ранее было установлено, что возбудители ведьминой метлы не передаются механическим путем и семенами. Однако в последнее время, появились сведения о передаче инфекции ' семенами /Бгашев, Ломтев, 1990/. Проведенные нами в течение полутора лет наблюдения за ста растениями, выращенными в теплице из семян пораженной ведьминой■ метлой люцерны, не' выявили ни одного случая развития болезни. Не удалось передать возбудителя ведьминой метлы в наших опытах и механическим путем.

В результате проведенных исследований в Казахстане установлен переносчик ведьминой метлы - люцерновая псиллида /Cyamophila ше-dicaginla / /Казанский, Качалова, 1952/.

Нами отмечена высокая численность переносчика на посевах лю-.церны в годы эпифитотии в Поволжье - 450-480 особей на 100 взмахов сачком. Можно предположить, что увеличение популяции Cyamopi-la medicaginia в Среднем Поволжье явилось одной из Главных причин развития эпифитотии ведьминой метлы люцерны. Другой, не менее важной причиной эпифитотии явилось длительное выращивание в регионе одних и тех же восприимчивых сортов: Зайкевича,.Ленинской местной, Куйбышевской, Краснокутской пестрогибридной. Немаловажную роль играют в развитии эпифитотии условия произрастания и особенности агротехники.Тщательный анализ взаимосвязей в системе патоген-переносчик-окружающая среда-растение-хозяин позволяет разомкнуть инфекционные цепи и разработать меры борьбы с болезнью. С этой целью нами разработана эпифитотиологическая модель ведьми- . ной метлы люцерны /рис.1/.

При поиске растений-резерваторов в Среднем Поволжье нами обнаружены дИкая фалькатная люцерна / Medicago falcata L. /, клевер красный и-полевой / Trifolium repens L. и . Tr.pratenae L. /, вьюнок полевой Л"опуо1у111иа arvensls L. /, а также культурные растения козлятник восточный / Galega orientalis L. .; / и горох посевной /Р1зшп satiwam L. /с симптомами микоплазмоза.

Кроме того-, можно предположить наличие скрытых резерваторов - бессимптомных сорных растений.. ■

Однако главным источником инфекции являются старовозрас'тные посевы люцерны. В них происходит накопление инфекции и сохранение ее в зимнее' время. .Здесь же, в поДстилке из старых листьев и стерневых остатках зимуют псиллиды - переносчики ведьминой метлы.

5имуюцие 'реносчихи

\си.АлиЬы)

ЗИМИНЕ рсирпаторы микоплаьны

Сорняки Культу РЫ

ДесИсадо {а£са(а. \гЦойит Бр. СоптСьи1и$ тиеп.515 /ШИМиэ зр. Люцерна КЛЕБЕР Козлятник

Зимующие переносчики

(псиллц'дн)

ИсиллиЬы.

^силлиЪм

ОДНОЛЕТНЫЕ СОРНЯКИ Ц БОБОВЫЕ. КУЛЬТУРЫ

Инсектициды Агр.от ехкика /

1_

Устойгибне. сорта | |

Ындукторн посебоб . исгпойъиоосг

усгпоиъиоости

J '

Люцерна

(новые посевы)

■

Рис.1. Эппфмтотиолопгческая модель ведьминой метлы

люцерны '•

Отсюда весной и летом инфекция переносится ими на молодые посевы люцерны.

Ведьмину метлу люцерны по классификации,предложенной Ю.И.Вла-; совым /1974/, можно отнести к группе природноочаговых болезней с устойчивой циркуляцией возбудителя среди культурных растений.

Глава 4. ОЦЕНКА СОРТООБРАЗЦОВ ЛЮЦЕРШ НА УСТОЙ' ЧИЗОСТЬ К ВЕДЬМИНОЙ МЕТЛЕ

4.1. Полевая устойчивость сортообразцов люцерны к ведьминой метле

В течение 1938-1991 гг. изучали полевую устойчивость 100 сортообразцов люцерны из мировой коллекции ВИР к микоплазмозу.

Оценка проведена на Приволжском опорном пункте ВИЗР, на естественном инфекционном фоне. Выражаю благодарность директору опорного пункта А.И.Силаеву за организационную помощь и сотрудни- . чество.

Устойчивость люцерны оценивали в баллах: по 9-бальной шкале. На первогодней люцерне все сортообразцы при визуальном осмотре не имели симптомов ведьминой метлы. Во второй год изучения коллекции только у 19.сортообразцов отсутствовали симптомы поражения.

На третьем и четвертом году изучения коллекции ни один из изу чаемых сортообразцов не проявил абсолютной устойчивости .к ведьми ной метле. .

Четырехлетние наблюдения показали, что пораженнасть микопяаз-мозом значительно повышается с увеличением возраста люцерны. Так если в коллекции люцерны во второй и третий годы изучения преобладали сортообразцы с баллом поражения 1-3, то на люцерне'четвер того года жизни подавляющее большинство образцов имели балл пора жения 5-7 /табл.1/. .

На четвертом году жизни люцерны в группу со слабой поражен-ностью /менее 35,1%/ вошло 8 сортов, отнесенных „нами к высокоустойчивым /табл.2/.

Большинство устойчивых сортов из изучаемой нами коллекции выведено отбором из гибридов от переопыления желтых местных форм с сортам» азиатской и европейской люцерны. Они характеризуются высокой устойчивостью к грибным болезням, зимостойкостью /Синская, 1950; Лубе'нец, 19?2; Иванов, 1980/. ■

Таблица I.

Распределение сортообразцов люцерны по поражен-ности ведьминой метлой

Пораженность, балл Количество сортообразцов, ПТ.

2-1 год З-tl год 4-й год

) /поражение от- 19 0 0

сутствует/

: /менее 10,1%/ 31 10 0

! /10,1-35,0%/ 48 73 0

> /35,1-60,0%/ 2 • 16 44

' /60,1-85,0%/ 0 0 47

) /более 85,0%/ 0 0 0

Таблица 2

Сорта люцерны, выделившиеся по устойчивости к ведьминой метле /ОПХ ВОЖШГиМ, I9B9-I99I гг./

i по катологу Сорт Вид Распространенность, % ВИР_^__2 год 3 год 4 год

26330 Онохойская изменчив. 6,3 10,0 24,3

29660 Омская пестро-

гибридная 192 к 6,7 6,2 35,0

20I3I Омская 8893 10,5 13,0 34,3

31783 Шортандинская 2 н 7,1 0,2 25,3

36611 ■Кокше ti 7,1 9,5 33,0

33682 Tallent 0 13,8 32,5

37223 Alfa II ti 0 7,2 30,6

27063 ' Дединовская северная 0 7,7 22,8

28372 Зайкевича* изменчив. 35,7 41,4 68,2

54 Сорт - стандарт

4.2. Устойчивость 'сортообразцов люцерны к пере-.носчику возбудителя ведьминой метлы - люцерновой псиллиде

В случае трансмиссивных заболеваний,к которым относится ведьми-на метла люцерны, наряду с устойчивостью к патогену имеет место и определенная устойчивость к переносчику. В отношении переносчика ведьминой метлы люцерны сортовая избирательность псилЛид при яйцекладке отмечена Д.Б.Еаськиным и др. /1989/. Мы также проводили исследования в указанном направлении, сосредоточив внимание на разработке методических подходов к оценке люцерны на устойчивость к Cyainophila medioaglnia.

Оценку коллекционных образцов люцерны на устойчивость к переносчику в полевых условиях целесообразно проводить в фазе яйца, через 7-10 дней после лета имаго первого и второго поколения на люцерне 1-го и 2-го года мизни, при высокой численности Cyamophi-la medicaglnl3 в окружающих коллекцию посевах люцерны. Листья с кладками остаются сомкнутыми вдоль главной.жилки и хорошо заметны в верхушечной части побегов. Учет яйцекладок проводят в поле, сор. том-стандартом могут служить сорта Зайкевича, Куйбышевская, Маныч. екая, Зарница, Мироновская 7, Луиинская I, Красноводопадская, наи> более предпочитаемые переносчиком для откладки яиц.

На сорте Дединовская за два года наблюдений не обнаружено яйцв' кладок исиллид. Хотя полное отвержение псиллидами этого сорта при питании нами не доказано, можно говорить об устойчивости растений к переносчику. По-видимому, она обусловлена морфологическими особенностями этого сорта.

В группу относительно устойчивых к переносчику образцов нами о несены сорта с количеством яйцекладок, но превышающем 24. на, I м^, в то время как на сорте-стандарте их было 104 на I м*\ Относитель ную устойчивость к переносчику проявили 15 сортообраЗцов, среди . них Краснокутская 4009, Оранжевая 115, Коше, Вахшская 233, Флора 4, Дикорастущая из Калмыкии /К—35013/, а также несколько сортов зарубожной селекции. .

Глава 5. ЗАЩИТА ЛЮЦЕРНЫ ОТ ВЕДЬМИНОЙ МЕТЛЫ ЭКОЛО- .

ПИЕСКИ БЕЗОПАСНШИ МЕТОДАМИ

Борьба с заболеваниями растений типа желтух до установления ю микоплазменной природы предусматривала прежде всего профилактиче< кие приемы. Тонкий Мзханизм взаимодействия микоплазмы с клеткой

растения-хозяина, их внутриклеточный паразитизм вынуждает вести иоигм тагких препаратов для борьбы с ними, которые бы не действовали отрицательно на клетку хозяина.

В связи с этим для повышения устойчивости люцерны к болезни в 1987-1989 гг. испытывали биологически активные вещества растительного и микробного происхождения: стероидный гликозид пурпуреаги-тозид, фитогормон гиббереллин и антибиотик макролидной группы ти-лозин.

Испытания биологически активных веществ показали, что применение их для обработки семян люцерны перед посевом повышает устойчивость растений к ведьминой метле. Люцерна, выросшая из обработанных семян,в 2-4 раза реже поражалась микоплазмозом по сравнению с необработанными растениями. Наиболее эффективным в качестве индуктора устойчивости оказался пурпуреагитозид в концентрации 0,1$ /табл.3/. Гиббереллин в концентрации 0,00136 и 0,002$, кроив того, повысил выносливость люцерны к болезни, выживаемость растений в период вегетации повысилась на 26$ по сравнению с контролем.

В опытах по испытанию антибиотика тилозина в задачи исследований входил подбор наиболее эффективного способа обработки. Наиболее эффективным оказался способ опрыскивания по свежему срезу 4$-ным раствором препарата. Первые симптомы выздоровления появились уже через 10 дней. ' '

Применение тилозина оказывало терапевтическое действие на пораженные ведьминой метлой растения люцерны. Наблюдали увеличение •площади листовых пластинок, высоты растений. Последействие препарата оказалось длительным - около года. После перезимовки обработанные растения, ранее карликовые, приобрели нормальный габитус, .цвели и образовали семена. Однако через,год на модельных растениях вновь появились симптомы ведьминой метлы.. _

Таким образом, тилозин в концентрации 2-4% /промышленная форма/ оказывает на микоплаэму - возбудителя ведьминой метлы люцерны бактериостатическое действие. '

При производственных испытаниях на фуражной люцерне 3-го года жизни,'пораженной ведьминой метлой на 65$, тилозин при двукратном опрыскивании после укосов обеспечил увеличение.урожая зеленой массы на 24 ц/га, при этом пораженность люцерны снизилась на 42$.

Таблица 3

Влияние иммунизации семян люцерны БАВ на пора-женность ведьминой метлой /ОПХ "Волга", ХЭШ-ХЭШ гг./

Вариант об- Пораженность, % Выживаемость в период работки ___вегетаиии, %_

2-й год 3-й год фактичес- к контролю ~_ жизни жизни кая_

Пурпуреагнтозид

0,05% 19,0 56,5 76,0 96,2

0,03%■ 20,0 44 ,'2 89,3 . 113,0

0,1% '9,5 51,6 97,7 123,7

Гиббереллин 1

0,001% 20,9 41,4 100,0 126,6

0,002% 16,3 44,1 .100,0 ' 126,6

Контроль'/вода/ 36,6 65,5 79,0 100,0

Глава б.' БИОХИМИЧЕСКИЕ АСГЕКТЫ УСТОЙЧИВОСТИ ЛЮЦЕРНЫ К ВЕДЬМИНОЙ МЕТЛЕ

6.1. Изменение активности пероксидазы и ее изоферментного состава в здоровых и пораженных микоплазмозом сортообразцах люцерны, различных по устойчивости .

Изучение активности и изоэнзэшого состава пероксидазы у люцерны выявило существование определенных различий в ферментных системах здоровых и пораженных ведьминой метлой растений. ■

Многолетние наблюдения за различными по устойчивости сортами ' люцерны показали, что при поражении микоплазмой у восприимчивых сортов наблюдалась активация пероксидазы более чем на 100%, в то время как у устойчивых сортов активность фермента повысилась незначительно /на 7-15%/, чю возможно объясняется их более стабильной энзиматической системой /табл.4/.

Показано, что изоферментные спектры пероксидазы люцерны, а также происходящие в них изменения под влиянием микоплазменной инфекции имеют существенные различия у образцов, отличающихся по устойчивости к ведьминой метле. Различия эти касаются,' в основном, зоны со средней электрофоретической подвижностью /Ш /.

Таблица 4

Изменение активности пероксидазы под влиянием мико-плазменной инфекции у разных по устойчивости сортов люцерны

Активность пероксидазы, уд. ■ В % к здо-Сорт ед./ЮО г сырого вещества ровому

здоровое расте- больное рас-ние_тение_

Устойчивые

Оранжевая 115 . 818 • 912 • 107,5

Краснокутская 4009 1630 1875 115,0

Восприимчивые

Зайкевича 892 3125 355,2

Куйбышевская ш ■ 1040 162,5

Калмыцкая дикорас- 624 1696 271,8 t

тущая

Так, для всех устойчивых сортообразцов выявлены активные изо-формы с Hf 0,37 и 0,33, а такие среднеактивные с Rf 0,40 и 0,41, В спектре пероксвдаз восприимчивых образцов изоформы с Rf 0,37 и 0,38 не обнаружены, а изоформы с Rf 0,40 и 0,41 были слабоактивными. .

Под влиянием патогена в спектре устойчивых'образцов исчезли высокоактивные изоформы с Rf 0,37 и 0,38, но в то же время оначи- ' тельно активизировались изоперокс'идазы с Bf 0,40 и 0,41. Реакцией на поражение у восприимчивых образцов явилась чрезвычайно высокая активизация изопероксидаз с Rf 0,40 и 0,41 и синтез de novo изоформы 'c'Hf 0,28. Кроме того, под влиянием инфекции как у устойчивых, так и.у восприимчивых образцов люцерны появилась изоформа с Bf 0,26.

Таким образом, изучение особенностей спектров пероксидазы у форм с .различной устойчивостью к заболеванию, а также контроль за •изменением спектра и активности ферментов в присутствии патогена могут быть использованы для выявления устойчивых к ведьминой метле образцов люцерны.

6.2. Влияние БАВ на-активность и изоферментный состав пероксидазы у люцерны

С целью изучения механизма действия БАВ, применяемых в качестве индукторов устойчивости, были проведены исследования активности

пероксидазы и ее изоэнзимного состава у люцерны, выросшей из обработанных препаратами семян.

В результате лабораторных опытов установлено, что активность пероксидазы в проростках возросла по сравнению с контролем во всех вариантах, особенно существенно в вариантах с 0,002$ гиббе-реллином и 0,03$ - 0,1% пурпуреагитозидом. В этих же вариантах существенно снизилась пораженность люцерны ведьминой метлой в полевых опытах.' .

Проведенное сопоставление спектров изопероксидаз растений 2-х сортов люцерны, обработанных БАВ, показало значительные различия между изученными образцами по лзоферментному составу.

В вариантах с пурпуреагитозидом в различных концентрациях у восприимчивого сорта Зайкевича появляются de novo активные форма с Rf 0,43; 0,44 и 0,45, отсутствующие в контроле. Обработка семян этого сорта гиббереллином вызвала синтез изоформи с Rf 0,26. Ранее ми наблюдали образование этой изоформы под действием мико-плазменной инфекции. Наличие активной изоформы с Rf 0,43 отмечали у устойчивых сортов.

Очевидно, что эти изоформы играют определенную роль в защитных механизмах у растений люцерны, обеспечивающих достаточный уровень устойчивости у устойчивых сортов и включающихся под действием ВАВ или патогена у восприимчивых.

У устойчивого сорта Краснокутская 4009 в основном набор и активность изоферментов в обработанных растениях не отличалась от контроля. Отмечено повышение активности, изоформы с Hf 0,26 и появление в некоторых вариантах изоформ с Rf 0,42-0,44 с довольно низкой активностью. Это подтверждает сделанное ранее предположение о стабильности ферментной системы у устойчивых сортов люцерны.

ВЫВОДЫ '

I. В результате проведенных в 1937-1990 годах фитосанитарных обследований производственных посевов люцерны показано широкое распространение ведьминой метлы в Среднем Поволжье. . 2. Однозначно доказано, что ведьмина метла и ичрастание - два комплекса симптомов одной болезни, проявляющиеся в зависимости от возраста люцерны и хозяйственного назначения.

3. Показано, что длительное бессменное выращивание восприим^и-

вцх сортов люцерны явилось главной причиной эпифитотии ведьминой м$тлы в Поволжье.

4. Вьщелено 8 высокоустойчивых к ведьминой метле сортообраэ-цов люцерны: Омская 8893, Омская 192, Онохойская 6, Дединовская, Шортандинская 2, Кокше, Alfa П /Швеция/, Talient /США/.

'5. Впервые разработаны методические подходы к оценке люцерны на устойчивость к переносчику ведьминой метлы - Cyamopila medica-glnia , выделен сорт люцерны - Дединовская /M.borealia /, устойчивый к переносчику ведьминой метлы.

6. Показана эффективность предпосевной обработки семян 0,1% р-ром пурпуреагитозида и 0,002$ р-ром гиббереллина в целях повышения устойчивости люцерны к ведьминой метле. Растения, выросшие из обработанных биологически активными веществами семян, в 2-4 раза менее поражались ведьминой метлой по сравнению с контрольными. Гиб-береллин повысил на 20,0$ выживаемость растений в период вегетации.

7. Установлен в опытах in vivo терапевтический эффект антибиотика тилозина. Опрыскивание пораженных ведьминой метлой растений 4$ раствором антибиотика после подкашивания привело к оздоровлению люцерны.

8. Показано значительное увеличение активности пероксидазы у проростков люцерны под действием ЕАВ, особенно сильно повысилась активность фермента в вариантах с 0,002$ гиббереллином й 0,1-0,08$ пурпуреагитозидом. Именно в этих Вариантах наблюдали значительное снижение пораженности люцерны ведьминой метлой.Это свидетельствует о повышении устойчивости люцерны под действием биологически активных веществ -.через усиление активности пероксидазы.

9. Установлен синтез изоформ de novo с Rf 0,43; 0,44; 0,45 под действием пурпуреагитозида и' с Kf 0,26 под действием гиббереллина. Синтез изоформы с Rf 0,26 наблюдали и в растениях, пораженных ведьминой метлой. По-видимому, эти изоформы играют определенную роль в защитных механизмах люцерны.

10. Установлены различия в спектре изопероксидаз у сортов, устойчивых и восприимчивых к ведьминой метле. У устойчивых форм в спектре имеются активные изоформы с Rf 0,37-0,38, отсутствующие у восприимчивых сортов, а также активные изоформы с Rf 0,40-0,41, имеющие у восприимчивых сортов очень слабую активность.

' ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. В целях снижения распространенности ведьминой метлы люцерны в Поволжье необходимо провести смену районированных сортов, сильновосприимчивых к заболеванию: Зайкевича, Краснокутской пестро-гибридйой, Ленинской местной, Куйбышевской.

2. Рекомендуем для-районирования и внедрения в производство, а также для использования в селекции следующие устойчивые сорта люцерны: Омская 8893, Омская 192, Кокше, Шортандинская 2, Онохой-ская 6¿ Дединовская и сорта зарубежной селекции: Tallent /США/ и Alfa П /Швеция/. •■

3. В целях повышения устойчивости к ведьминой метле рекомендуется проводить предпосевную обработку семян люцерны 0,05%-ным t. раствором пурпуреагитозида /фуражной/ и 0,1%-ным раствором этого препарата /семенной/. Способ ¡обработки: замачивание семян в течение 12 часов с последующим подсушиванием перед посевом, в этих же 'целях рекомендуется применять 0,002%-ный раствор гиббереллина.

4. На элитных, селекционных посевах люцерны в терапевтических' И профилактических целях рекомендуется применять антибиотик немедицинского назначения тилозин. Способ и сроки обработки:

а/ при получении семян со 2-го укоса - опрыскивание посевов- • •сразу после 1-го укоса 4%-ным раствором антибиотика. Норма расхода рабочего раствора - 600 л/га;

б/ при получении семян с первого укоса - 2-3-х кратное опрыс-'кивание 2%-ным раствором антибийтика с интервалом в 5 дней веге-тирующих растений в фазу весеннего отрастания, в период лета перезимовавших псиллид /1-2 декада мая/; и повторное опрыскивание в фазу цветения, в период лета имаго псиллид первого, поколения /2-я декада июня/.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы: •

1. Хорошева Т.М. Влияние биологически активных веществ на развитие карликовости люцерны// Тез. докл. научн.-практ. семинара "Индуцированная устойчивость сельскохозяйственных культур к фито-náToreHaM" - Ростов-на-Дону, 1989. - С. 17-18.- '

2. Хорошева Т.М., Суслова Т.А., Грязева О.Н. Активность пероксидазы листьев люцерны при действии биологически активных веществ

и поражении карликовостью. Там же. - С.16-17.

3. Хорошева Т.М. Изучение устойчивости сортообразцов люцерны •к ведьминой метле /в печати/.

4. Суслова Т.А., Хорошева Т.Н. К вопросу о биохимических аспектах устойчивости люцерны к микоплазменному заболеванию ведьми-на'метла /в печати/.