CC BY
96
УДК: 632.938.1:632.4:634.2
Экспресс-методы оценки устойчивости вишни и черешни к коккомикозу
А.П. КУЗНЕЦОВА,
старший научный сотрудник
Северо-Кавказского
зонального НИИ
садоводства и виноградарства
e-mail: anpalkuz@mail.ru
М.С. ЛЕНИВЦЕВА,
научный сотрудник
Всероссийского НИИ
растениеводства
имени Н.И. Вавилова
Одним из основных заболеваний вишни и черешни на юге России является коккомикоз (Blumeriella jaapii (Rehm) Arx), отрицательно влияющий на урожайность, зимостойкость и засухоустойчивость растений. В отдельные годы деревья бывают поражены на 80-100 %. Иммунных сортов вишни и черешни нет. В связи с этим разработка методов ускоренной оценки устойчивости интродуцированных и новых отечественных растительных ресурсов с помощью современных методов весьма актуальна.
Перспективным направлением является оценка устойчивости растений на самых ранних этапах онтогенеза. Преимущество метода незрелых зародышей в том, что значительно сокращаются сроки оценки растений на устойчивость к болезни.
Традиционно на одну комбинацию скрещивания требуется 2000 цветков, через три месяца остается до 10-20 плодов, косточки которых высаживаются через год после опыления в селекционную школку, из них через 3-4 месяца остается не более 2 сеянцев. На одну комбинацию скрещивания при использовании метода незрелых зародышей требуется от 150 до 400 цветков.
Зародыши (40-50 шт.) прорастают через 5-8 дней после высадки на питательную среду.
При дальнейшем микроклональ-ном размножении зародышей возможна оценка устойчивости к популяциям и клонам (монопустульным изолятам) гриба в течение 6-12 месяцев. То есть, максимум за 1 год in vitro можно не только получить гибриды, но и оценить их на устойчивость к популяциям, клонам гриба, что невозможно в полевых условиях.
Предыдущие исследования показали, что для создания форм черешни и вишни с долговременной устойчивостью к коккомикозу рекомендуется при оценке использовать биотипы патогена 1КС, 3КС, 5КС, 8КС и наиболее вирулентные - 1 МС и 3 КМ. Это особенно важно для юга России, так как установлено, что в Краснодарском крае популяция наиболее вирулентна (88,4 %) [8]. Поэтому в тест-клоно-вый анализ гибридных комбинаций in vitro были включены все рекомендуемые биотипы.
Исследовали гибридные комбинации Достижение х Padellus Maximowiczii (БГ-2), C. lannesiana (№ 2) х Вишневая ранняя, Исполинская х C. lannesiana (№ 2), C. lannesiana (№ 2) х Французская черная. Иммунологические исследования проводили по методике, разработанной М.С. Чеботаревой [9].
В результате за очень короткий срок были выявлены гибриды с высокой устойчивостью к заболеванию.
С этой же целью для прогнозирования поражения хозяйственно-
ценных форм рода Cerasus Mill нами с 2003 г. ведется изучение содержания биохимических веществ в листьях подвоев до и после поражения коккомикозом, а также у устойчивых и неустойчивых к коккомикозу форм вишни в разные годы.
Объектами биохимических исследований служили поражаемые коккомикозом сорта вишни Любс-кая, Малышка, Краснодарская сладкая, сорт черешни Франц Иосиф и непоражаемые сеянцы от свободного опыления образцов C.lannesiana Carr., С. serrulata Halle Tolivetto, гибриды из семьи С. lannesiana Carr. (С. lannesiana № 2) х Франц Иосиф, производные от С. incisa, а также подвои косточковых ВП1, ВСЛ-2. Биохимический анализ листьев, взятых с приростов текущего года в разных зонах Краснодарского края, проводили весной, летом и осенью 2003-2009 гг. Содержание калия, натрия, магния, кальция, фенольных соединений и органических кислот в экстракте листьев определяли с помощью СВЧ-минерализатора «Минотавр-1», рН-метра «рН 410», системы капиллярного электрофореза «Капель-103Р» [2, 5, 6, 10].
Для математической обработки данных был использован дискрими-нантный анализ, обеспечивающий объективное сравнение (разделение) групп [1, 7].
Установлено, что генотип,год выращивания и время года (весна, лето и осень) статистически достоверно влияют на все изучаемые химические показатели (содержание магния, кальция, калия, натрия, лимонной, яблочной, янтарной кислот и фенольных соединений).
В идентификации устойчивых и неустойчивых сортов были задействованы все признаки, но некоторые стабильно различались каждый год. По многолетним данным выявлено, что надежными идентификаторами устойчивости, показавшими статистически достоверные раз-
личия три года подряд, являются в мае - содержание янтарной и лимонной кислот, магния и кальция; в июле - содержание хлорогеновой, кофейной и яблочной кислот, калия; в сентябре - содержание лимонной кислоты.
При изучении содержания биохимических веществ в листьях до и после поражения коккомикозом (их сравнение проведено с помощью ^критерия Стьюдента) доказано влияние на эти показатели условий года вегетации. Стабильно различались такие показатели, как содержание яблочной кислоты, натрия и кальция (их количество всегда растет после поражения) (см. рисунок).
Учет и прогноз фенологии вредных организмов является важнейшей предпосылкой для оценки степени благоприятности для них сложившихся условий вегетации. Одновременно фенологические данные служат критерием для выбора сроков проведения защитных обработок. Обнаруженная сезонная изменчивость биохимических признаков позволяет разрабатывать новые методы прогнозирования развития инфекции.
По многолетним данным установлен этап онтогенеза (май - период активного роста растений), когда обнаруживаются статистически до-
1. Содержание яблочной кислоты в плодах вишни и черешни в 2009 г.
Примечание. Сорта вишни Любская и черешни Франц Иосиф поражаются коккомикозом (соответственно до 4 и 2 баллов). «Иммунная» — среднее по четырем устойчивым формам
стоверные различия по наибольшему числу биохимических показателей. Сравнение средних значений химических показателей с помощью ^критерия Стьюдента по годам подтвердило, что устойчивые и неустойчивые к коккомикозу формы статистически достоверно различаются по четырем признакам (содержание магния, кальция, кофейной и янтарной кислот). В результате дис-криминантного анализа были также получены функции классификации и неравенство, позволяющее выделить из неизвестных форм устойчивые образцы на самом раннем этапе развития растения.
Для отнесения генотипа к устойчивому или неустойчивому следует определить его классификационное значение (КЗ) по формулам:
КЗ и ф = 0,0101 х содержа-
устойчивые формы 7 *
ние кофейной кислоты + 5,2659 х содержание янтарной кислоты + 0,0122 х содержание магния + 0,0277 х содержание кальция — 12,1629;
КЗ и ф = 0,01997х содержа-
неустойчивые формы 7 г
ние кофейной кислоты + 7,46984 х содержание янтарной кислоты + 0,0095 х содержание магния + 0,02763 х содержание кальция — 5,90917.
Генотип относят к тем формам, для которых классификационное значение будет максимальным.
При изучении фенольных соединений методом капиллярного электрофореза были найдены и качественные различия между устойчивыми и неустойчивыми формами. На электрофореграммах устойчивых форм имеется характерный пик производной галловой кислоты со временем выхода 11 мин 97 сек - 12 мин 28 сек (время выхода может незначительно изменяться при изменении температуры, но форма и последовательность выхода очень четкие).
В дальнейших исследованиях найденный признак устойчивости
был подтвержден на образцах, которые не поражались болезнью с 1994 г. Мы предполагаем, что выбранные для анализа образцы обладают долговременной устойчивостью, так как отобраны при заражении 77 изолятами гриба из разных эколого-географических районов [9].
В дальнейшем использование вышеописанного метода на образцах, имеющих различное происхождение, - производные от Oerasus maacki - ОВП-2; C. lannesiana № 2 - АИ1 (Студенческая х C. lannesiana № 3), АИ3, АИ4, АИ5, АИ6, АИ7, А5 (C. lannesiana № 2 х Франц Иосиф), ВСЛ-2, сеянец C. serrulata № 3; от O. incisa -10-15, 10-18, позволило выявить наличие у них производной галловой кислоты, предположительно являющейся индикатором долговременной устойчивости, что подтверждает высокую эффективность и достоверность метода [3].
Исследования по выявлению биохимических признаков, коррелирующих с долговременной устойчивостью, были проведены на однолетних сеянцах и формах разного возраста (от 2- до 20-летних), причем образцы отбирали с разных участков Усть-Лабинского и Крымского районов, г. Краснодара.
В результате был разработан более быстрый способ определения устойчивых к коккомикозу косточковых, отличие которого от предыдущего заключается в проведении листовой диагностики (СВЧ-экстракты фенольных соединений из высечки листьев) с помощью амперометрического анализатора. Об устойчивости форм к инфекции судят по наличию сигнала детектора при потенциале 0,4 В на стеклоуглеродном электроде, патент [4].
Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ и администрации Краснодарского края № 09-04-96601, 09-04-99142.
ЛИТЕРАТУРА
1. Клекка У.Р. Дискриминантный и кластерный анализ. - М.: Финансы и статистика, 1989, с. 78-137.
2. Комарова Н.В. Практическое руководство по использованию систем капиллярного электрофореза «Капель». -СПб: ООО «Веда», 2006, с. 79-93.
3. Кузнецова А.П, Якуба Ю.Ф. Способ определения устойчивых к коккомикозу форм вишни и черешни // Патент РФ № 2316951 от 20.2.2008, Бюл. № 5.
4. Кузнецова А.П, Якуба Ю.Ф. Способ определения устойчивых к коккомикозу форм вишни и черешни // Патент РФ № 2349079 от 20.03.2009, Бюл. № 8.
5. Кузнецова А.П. Способ определения устойчивых к коккомикозу форм вишни и черешни // Патент РФ № 2343697 от 20.01.2009, Бюл. № 2.
6. Кузнецова А.П. Методика ускоренного выделения иммунных и высокоустойчивых форм рода Cerasus Mill к коккомикозу по электрофореграммам феноль-ных соединений / Методическое и аналитическое обеспечение исследований по садоводству. - Краснодар: Россель-хозакадемия, ГНУ СКЗНИИСиВ, 2010, с. 236-242.
7. ЛакинГ.Ф. Биометрия. - М.: Высшая школа, 1990, 293 с.
8. Ленивцева М.С. Внутривидовая дифференциация и структура популяций коккомикоза / Международная конференция «Информационные системы диагностики мониторинга и прогноза важнейших сорных растений, вредителей и болезней сельскохозяйственных культур» - Шведский университет аграрных наук, ВИЗР РАСХН, Санкт-Петербургский аграрный университет, 2008 г., с. 54-55.
9. Чеботарева М.С Состав генофонда родов Cerasus Mill., Padus Mill., и Microcerasus Webb emend. Spach по устойчивости к коккомикозу в связи с задачами селекции / Автореф. дисс. канд. с-х. наук. - Л., 1986, 18 с.
10. Якуба Ю.Ф. Применение СВЧ-экст-ракции и высокоэффективного капиллярного электрофореза для анализа ве-
гетативных органов растений / Материалы II Международной конференции «Современное приборное обеспечение и методы анализа почв, растений и с/х сырья». - М.: ВНИИА, 2004, с. 71-74.
Аннотация. С применением современных генетико-статистических и биохимических методов проведены исследования годовой и сезонной динамики концентраций биохимических показателей при поражении коккомикозом в системе хозяин-возбудитель-среда, найдены качественные и количественные различия в составе экстрактов листьев у устойчивых и не устойчивых к коккомикозу форм растений.
В результате многолетней работы, которая включает изучение как самого патогена, так и механизмов устойчивости растений, найдены новые подходы и способы оценки форм к болезни на самых ранних этапах развития растения.
Ключевые слова. Экспресс-оценка, Blumeriella jaapii (Rehm) Arx, формы рода Cerasus Mill. биохимические показатели, фенольные соединения, устойчивость к коккомикозу, генетико-статистические методы.
Abstract. With application of modern genetic-statistical and biochemical methods at defeat Blumeriella jaapii researches of annual and seasonal dynamics of concentration of biochemical indicators are carried out in system the owner-activator-environment, qualitative and quantitative distinctions as a part of extracts of leaves at steady and unstable to Blumeriella jaapii forms of plants are found.
As a result of long-term work which includes studying both most pathogen, and mechanisms of stability of plants, new approaches and ways of an estimation of forms to illness at the earliest stages of development of a plant are found.
Keywords. The express estimation, Blumeriella jaapii (Rehm) Arx, forms of sort Cerasus Mill., biochemical indicators, phenolic connections, resistance to disease, genetiko-statistical methods.
УДК 632:633.16
Химическая
Т.П. САДОХИНА, ведущий научный сотрудник Сибирского НИИ земледелия и химизации сельского хозяйства
В Западно-Сибирском регионе наряду с пшеницей значительные площади отводятся под овес и ячмень [4]. В фитосанитарном отношении возделывание этих культур менее проблематично по сравнению с пшеницей, они несколько уступают последней по числу видов, наносящих существенный ущерб их урожайности [6]. Кроме того, современные сорта зерновых, районированные в Сибирском регионе, характеризуются относительной устойчивостью к отдельным видам вредных организмов. Учитывая данный факт, следует стремиться к созданию необходимых условий для полной реализации сортового потенциала культуры при помощи агроприемов. Однако полагаться только на агротехнический способ поддержания фитосанитарного благополучия посевов пока не приходится. Потери ячменя от вредных организмов нередко достигают 50 % [7].
В 2005-2009 гг. в ОПХ «Элитное» Новосибирской области нами была проведена серия краткосрочных опытов по испытанию современных средств химической защиты ярового ячменя от вредных организмов. Исследованиями установлено, что основным заболеванием,от которого страдает ячмень в условияхлесостепи Приобья, является обыкновенная корневая гниль (возбудитель - Bipolaris sorokiniana Shoem.). В отношении листостебельных инфекций не выявлено стабильной опасности. Зачастую уровень развития этих болезней не превышает критических порогов, что позволяет проводить обработки посевов фунгицидами по вегетации эпизодически. Протравливание же семян ячменя, даже при выполнении агротехни-
В связи с тем, что журнал распространяется во всех государствах СНГ и Балтии, где установлены разные регламенты применения химических и биологических средств защиты растений, необходимо при выборе того или иного препарата сверяться с Государственным каталогом пестицидов и агро-химикатов, разрешенных к применению в данной стране.
