CC BY
67
УДК 633.112.9:632.3(470.32)
Искусственный инфекционный фон бурой ржавчины в селекции тритикале
И.В. ЕФРЕМОВА, Е.А. МЕЛЬКУМОВА, В.Г. ДЕДЯЕВ, В.Н. ГОРБУНОВ
e-mail: irina.v.efremova@mail.ru; niish1c@mail.ru
В НИИСХ ЦЧП имени В.В. Докучаева разработана и в 1975 г начата селекционная программа по селекции тритикале. К 2006 г создано и включено в Госреестр селекционных достижений РФ 8 сортов для 5 регионов России (озимые Курская Степная, Тальва 100, Привада, Разгар, Рондо, Доктрина 110 и яровые Укро, Дагво). Посевная площадь под сортами Доктрина 110, Привада, Тальва 100 и Укро в этих регионах на 2014 г составляет около 40 тыс. га [2].
Кроме Курской Степной, сорта создавались путем индивидуального отбора из внутривидовых гибридных комбинаций. Высокая эффективность таких отборов обеспечивается благодаря устойчивому полиморфизму по многим селекционным признакам.
За время изучения (2006-2010 гг.) отечественных и зарубежных сортов из коллекции лаборатории селекции тритикале на искусственном инфекционном фоне бурой листовой ржавчиной поражались практически все образцы. По характеру специфической реакции и степени поражения патогеном сортообразцы четко дифференцировались на классы: восприимчивый (тип реакции 4), степень поражения 90-100 %), иммунный (без признаков поражения), х - (минус) гетерогенный (с преобладанием типов реакции 1-2, степень поражения 5-30 %), х + (плюс) гетерогенный (тип реакции - 3-4, степень поражения 30-90 %), а также растения с единичными уредини-ями 1-, 2-, 3-, и 4-го типов, что указывает на широкий полиморфизм и по генам устойчивости тритикале к
бурой ржавчине [4]. Это дает возможность использовать искусственные инфекционные и провокационные фоны при отборе иммунных и высокоустойчивых растений в селекционной работе. В нашем регионе болезнь на посевах тритикале обычно проявляется в конце налива зерна и вредоносность ее незначительна.
В 2006 г на искусственном инфекционном фоне бурой ржавчины в гетерогенных по устойчивости сорто-образцах отбирали иммунные растения. Из 78 испытанных образцов 10 поражались на 100 %, тогда как восприимчивый сорт-индикатор Та-расовская 29 - на 79,3%. У 9 сорто-образцов (табл. 1) было отобрано по 20 колосьев с иммунных и пораженных растений.
В 2007-2010 гг. исследовали эти образцы на делянках (3 ряда по 1 м). В ряду высевали по 20 зерен. Расстояние между рядками и делянками 20 см. Такой разреженный посев (100 зерен на 1 м2) давал возможность длительного сохранения нижних листьев с урединиями после инокуляции бурой ржавчиной, а в дальнейшем и всего листового аппарата, и позволял провести под-
счет числа растений, измерение их высоты, а также оценку поражаемо-сти болезнью.
Инокуляцию растений осуществляли в вечерние часы в начале фазы выхода в трубку опыливанием смесью уредоспор гриба с крахмалом (1:100), из расчета - 2 г жизнеспособных спор на 100 м2 посева. Предварительно увлажняли верхний слой почвы и опрыскивали растения водой. Для создания благоприятных условий для внедрения патогена делянки на 13-14 ч укрывали полиэтиленовой пленкой [5].
Степень поражения растений оценивали визуально в фазе налива зерна по шкале Петерсона, тип ра-соспецифической реакции определяли по шкале Мейнса и Джексона [1]. Для изучения вредоносности и эффективности отбора высокоустойчивых форм сортообразцы высевали на искусственном, естественном инфекционных фонах, а также на защищенном химическим фунгицидом. В качестве индикаторов использовали восприимчивый сорт-стандарт Тальва 100 и устойчивый Идея. Изучаемые образцы высева-ли,чередуя устойчивые, восприимчивые и исходные. Подсчитывали число взошедших, сохранившихся к уборке растений и продуктивных побегов, измеряли высоту растений. В фазе полной спелости срезали по 25 колосьев с делянки и определяли селектируемые признаки (длину, массу колоса, число и массу зерен в нем, а также массу 1000 зерен). Ма-
Таблица 1
Пораженность бурой ржавчиной селекционного материала тритикале на искусственном фоне (2006 г.)
Сортообразец Растений (шт.) Тип реакции Степень поражения (%)
всего иммунных
Водолей 120 32 0, 4 73,3
21620/97 111 56 0, 4 44,2
Двуручка 94 125 91 0, 3, 4 8,1
Рондо 116 90 0, 1, 2, 3, 4 15,7
АДМ-2 104 22 0, 4 78,8
АДМ-4 118 16 0, 4 86,4
Виктор 99 10 0, 3 80,8
Блик 81 96 87 0, 4 3,1
Л-14 114 51 0, 1, 2, 3, 4 13,2
ТРИБУНА ИММУНОЛОГА
тематическую обработку результатов исследований проводили по Доспехову [3].
В течение 4 лет число растений в группах не зависело от фона. Устойчивая группа имела низкую всхожесть семян -1,3 (1,8 %) растения на 1 м2. На искусственном инфекционном фоне при степени поражения устойчивых образцов 3 % к уборке у них сохранилось на 7 побегов (5,6 %) больше, чем у исходных, поразившихся бурой ржавчиной на 39,9 %. В естественных условиях степень поражения исходных форм была в 4,6 раза ниже (8,6 %), а число сохранившихся к уборке растений было на 3 (2,6 %) меньше, чем на искусственном фоне. При химической защите различий по этим показателям практически не отмечали (0,5 побега, 0,4 %). В 2006 г колосья отбирали с более низкостебельных устойчивых растений, поэтому при химической защите устойчивые образцы оказались короче исходных в среднем на 5 см (5,7 %), на естественном фоне при степени поражения исходных образцов 8,6 % различия в высоте составляли 3,1 см (3,6 %), на искусственном - всего 1,5 см (1,7 %). Из этого следует, что с увеличением степени поражения, устойчивые формы продолжают интенсивно расти, сохраняя при этом больше продуктивных побегов на делянке, чем исходные. Отмирание побегов после максимального кущения у злаковых форм обусловлено, главным образом, недостатком влаги и питательных веществ [6]. В засушливом 2010 г. на искусственном инфекционном фоне пораженная листовая поверхность не смогла обеспечить интенсивный рост и выживаемость продуктивных побегов, к тому же часть ассимилянтов ушла на развитие патогена. Сохранившаяся поверхность листьев у растений устойчивых образцов обеспечила им существенное превосходство над исходными по числу продуктивных побегов на делянке - 13,3 шт. (12,2 %).
Число зерен в колосе, их масса, а также масса 1000 зерен у устойчи-
вых образцов в первый год изучения (2007 г.) на искусственном инфекционном фоне были ниже, чем у исходных. При дальнейшем отборе эти показатели улучшились. Фактически единственным недостатком устойчивых форм является их более низкая озерненность, которая снижала массу зерна с колоса, растения и делянки.
Число зерен в колосе у устойчивых образцов при химической защите в среднем было меньше на 2,6 (4,8 %). На естественном фоне эта разница уменьшилась до 1,7 шт. (3,1 %), тогда как на искусственном у устойчивых форм этот показатель был выше на 1,9 шт. (3,7 %). Наибольшее различие по этому признаку наблюдалось также в 2010 г., когда у устойчивых образцов на искусственном фоне было на 5,1 зерновки/колос (13,8 %) больше. На естественном фоне при степени поражения исходных образцов 19 % (в 2 раза ниже, чем на искусственном), число зерен/ колос у устойчивых образцов было больше в среднем на 1,9 шт. (4,6 %).
Сравнение продуктивности устойчивых образцов с исходными свидетельствует об их широком полиморфизме. Так, на защищенном фоне по числу зерен в колосе устойчивый образец сорта Двуручка 94 превзошел исходный на 4,7 шт. (8,7 %). По массе 1000 зерен Виктор у. усту-
пил исходному 8,3 г (16,8 %), а Блик 81 у. превзошел исходный на 3,8 г (9,4 %). Масса зерна с делянки у Двуручки 94 у. оказалась выше на 13 г (4,8 %), а у АДМ-2 у. - ниже на 111 г (26,5 %). Такие различия по признакам продуктивности дают возможность на искусственном инфекционном фоне бурой ржавчины проводить отбор растений как по признаку устойчивости, так и по продуктивности в гетерогенных по устойчивости сортах и гибридных комбинациях.
С 2010 г. на искусственном инфекционном фоне бурой ржавчины в первый год отбирали непоражаю-щиеся растения, во второй и последующие - непоражающиеся, наиболее короткостебельные, с высоко озерненным колосом и крупным зерном. Образцы семян весом более 1 кг передавались в лабораторию селекции тритикале для изучения в предварительном сортоиспытании. Образцы Алтайский 4 х 93-389Т-15 (двукратный отбор непоражающихся растений -2у.) и (Блик 81 х Союз) 2у., достоверно превысившие районированный сорт-стандарт Доктрина 110 по комплексу основных селектируемых признаков (продуктивность, зимостойкость, устойчивость к полеганию и др.) (табл. 2), были высеяны в 2013 г. в конкурсном сорто-
Таблица 2
Эффективность использования искусственного инфекционного фона бурой ржавчины в селекции тритикале
Сортообразец Урожайность зерна (ц/га)
предварительное сортоиспытание конкурсное сортоиспытание
2013 г. 2014 г. 2014 г.
Доктрина 110, стандарт 50,1 45,2 43,7
(Привада х Виктор) 2у. 55,2* - -
(Алтайский 4 х 93-389Т-15) 2у. 61,3* - 47,1
(Алтайский 4 х 90-101Т-19-34) 2у. 61,4* - -
(Блик 81 х Союз) 2у. 66,4* - 49,6*
Блик 81 х Союз (139) 2у. - 47,8 -
Блик 81 х Союз (140) 2у. - 52,7* -
[(Алтайский 4 х 93-389Т-15) х (Кентавр х Л.8)] 2у. - 52,2* -
НСР„ (ц/га) 4,58 4,69 4,81
* Различие со стандартом достоверно.
испытании. (Привада х Виктор) 2у. и (Алтайский 4 х 90-101Т-19-34) 2у. из-за полегания забракованы. В 2013 г. в лабораторию селекции тритикале поступили 8 образцов. Из них 3 превысили по урожайности стандарт. Сортообразец [(Алтайский 4 х 93-389Т-15) х (Кентавр х Л.8)] 2у. в 2014 г. был высеян в конкурсном сортоиспытании.
При эпифитотиях бурой листовой ржавчины устойчивые образцы тритикале благодаря сохранившейся ассимиляционной поверхности формируют к уборке большее число продуктивных побегов, имеют большую высоту растений и более высокие показатели продуктивности, которые в засушливые годы становятся еще лучше.
Единственным недостатком устойчивых форм можно считать низкую озерненность колоса, что снижает массу зерна с колоса, растения и делянки, и требует проведения отбора растений как по устойчивости, так и по признакам продуктивности.
Многократное использование искусственного инфекционного фона бурой ржавчины при отборе высокоустойчивых и высокопродуктивных растений ускоряет селекционный процесс при создании сортов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гешеле Э.Э. Основы фитопатологи-ческой оценки в селекции растений. - М.: Колос, 1978, 206 с.
2. Горбунов В.Н. Лаборатория селекции тритикале - Селекция в Каменной степи. К 100-летию организации селекционных работ. - Воронеж: Истоки, 2011, вып. 1, с. 52-54.
3. Доспехов Б.А. Методика опытного дела (с основами статистической обработки результатов исследований) - М., Агропромиздат, 1985, 350 с.
4. Ефремова И.В, Дедяев В.Г., Мельку-мова Е.А. Особенности развития бурой листовой ржавчины при выращивание тритикале на инфекционных фонах в условиях юго-востока ЦЧР России // Вестник Воронежского государственного аграрного университета, 2013, вып. 2(37), с. 69-73.
5. Методика оценки сортов зерновых культур на устойчивость к ржавчине с применением искусственного зараже-
ния. - Рот. бюро МСХ СССР, 1977, 48 с.
6. Формирование урожая основных сельскохозяйственных культур. - М.: Колос, 1984, 367 с.
Аннотация. В условиях юго-востока Центрально-Черноземного региона на искусственном инфекционном фоне изучено влияние бурой ржавчины на признаки продуктивности озимого тритикале. Показан путь создания устойчивых к болезни сортов.
Ключевые слова. Тритикале, бурая листовая ржавчина, искусственный и естественный инфекционные фоны, химическая защита, устойчивый селекционный материал.
Abstract. In the context of the south-east of the Central Black Earth region on artificial infectious background the effect of leaf rust drown signs is studied to productivity winter triticale. The way of creation varieties which are resistant to the disease is showed.
Keywords. Triticale, brown leaf rust, artificial and natural infectious backgrounds, chemical protection, sustainable breeding material.
Воронежский государственный агроуниверситет имени Петра I, НИИ сельского хозяйства Центрально-Черноземной полосы имени В.В. Докучаева
«Фундаментальные и прикладные аспекты развития актуальных направлений в генетике, биотехнологии и вирусологии садовых растений»
Всероссийская научно-практическая конференция на эту тему состоится 20—22 октября в Научно-информационном центре ФГБНУ ВСТИСП (Москва, ул. Загорьевский проезд, д. 4).
В рамках конференции будут рассмотрены следующие вопросы:
генетические ресурсы и эффективные методы создания и сохранения селекционного материала садовых растений;
генетические аспекты контроля и управления адаптивным и продуктивным потенциалом садовых культур;
достижения в генетике и селекции садовых культур;
биотехнологические методы ускорения селекционного процесса;
Справки по тел. (495) 329-45-55, 329-51-44.
Оргкомитет
создание и поддержание коллекции ценных генотипов in vitro;
клональное микроразмножение ценных генотипов;
распространенность и вредоносность вирусных болезней, современные достижения в системах защиты от вирусов;
защита от болезней и вредителей, современные методы оздоровления и тестирования растений.
