CC BY
62
УДК 632.633
Источники устойчивости гороха к болезням и вредителям для практической селекции
Г.А. БУДАРИНА, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией (e-mail: [email protected]) Г.В. СОБОЛЕВА, кандидат
Для цитирования: Бударина Г.А., Соболева Г.В. Источники устойчивости гороха к болезням и вредителям для практической селекции // Земледелие. 2017. № 3. С. 43-45.
3. Коллекция мировых генетических ресурсов зерновых бобовых ВИР: пополнение, сохранение и изучение: метод. указ. / М.А. Вишнякова, Т.В. Буравцева, С.В. Булын-цев и др. СПб: ВИР, 2010. 142 с.
4. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур / под общ. ред. М.А. Федина. М., 1985. 263 с.
Orlovskaya
Krasnozernaya Variety Is a New Russian Standard
A.M. Zadorin, V.N. Uvarov, P.V. Yatchuk
All-Russian Research Institute of
Legumes and Groat Crops,
ul. Molodezhnaya, 10, korp. 1,
pos. Streletskii, Orlovskii r-n., Orlovskaya
obl., 302502,
Russian Federation
Abstract. It is presented a new variety of "red" lentil Orlovskaya Krasnozernaya, relating to the species Lens culinaris Medik, ssp. microsperma, var. persica. The cultivar was developed in the All-Russian Research Institute of Legumes and Groat Crops by the method of individual selection from splitting hybrid combination F3 Rausa x K-2846. Plant height of 'Orlovskaya Krasnozernaya' is 45-50 cm. Leaflets are elongated-oval, smooth-edged. Flowers are white with blue streaks in 1 -2 on the flower stalk. Beans are with 1 -2 seed with elongated beaks. The height of attachment of the lowest bean is 18-22 cm. Internodes are closed, so the position of the beans on the stem is compact. Seeds are of flattened shape, not large, 5-6 mm in diameter. The weight of 1000seeds is 37g. The color of the seeds is pink with a greenish tinge. Seed cover is thin, pale green, almost transparent. Cotyledons are orange. The grain of Orlovskaya Krasnozernaya has excellent culinary and technological properties: excellent taste, good cooking property (in the grinded form, the cooking time is 10-15 minutes), high level of uniformity (9.3 % higher than the standard) and nature (exceeds the standard by 20 g/l). During the years of competitive testing of the variety Orlovskaya Krasnozernaya the average yield of seeds was 2.06 t/ha, exceeding the standard 'Rauza' by 0.41 t/ha. The maximum yield, 2.79 t/ha, was obtained in 2012. The protein content in seeds of the new variety was 27.9 %, it was higher than that of the standard by 0.9 %. In 2015-2016 the new variety significantly exceeded the standards according to the productivity in Lipetsk, Orel and Tambov regions. The maximum yield of the new variety, 2.89 t/ha, was obtained at the Lipetsk State Variety Test Station in 2015. Variety 'Or-lovskaya Krasnozernaya' has been included in the State Register of Selection Achievements Admitted for Usage since 2017.
Keywords: lentil, variety, yield, seed quality, culinary and technological properties.
Author Details: A.M. Zadorin, Cand. Sc. (Agr.), head of laboratory (e-mail: office@ vniizbk.orel.ru); V.N. Uvarov, Cand. Sc. (Agr.), leading research fellow; P.V. Yatchuk, Cand. Sc. (Agr.), senior research fellow.
For citation: Zadorin A.M., Uvarov V.N., Yatchuk P.V. Orlovskaya Krasnozernaya Variety Is a New Russian Standard. Zemledelie. 2017. No.3. Pp. 41-43(in Russ.)
сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник
Всероссийский научно-исследовательский институт зернобобовых и крупяных культур, ул. Молодёжная, 10, корп. 1, пос. Стрелецкий, Орловский р-н, Орловская обл., 302502, Российская Федерация
Представлены результаты трехлетней (2014-2016гг.) иммунологической оценки регенерантных и селекционных линий гороха на искусственном инфекционном и провокационном фонах к основным патогенам и фитофагам (фузариозные корневые гнили, аскохитоз, ржавчина, гороховая тля и плодожорка) с целью выделения источников устойчивости для практической селекции. Исследования выполняли на базе Всероссийского научно-исследовательского института зернобобовых и крупяных культур (Орловская область) в лабораторных и полевых условиях, согласно общепринятым методикам, разработанным в лаборатории иммунитета. Инфекционные фоны к патогенам гороха создавали путем инокуляции семян, корней и вегетирующих растений чистой культурой возбудителей болезней. Материалом для исследований служили регенерантные и перспективные селекционные линии гороха зернового назначения. Эффективность идостовер-ность созданных жестких инфекционных и провокационных фонов подтверждена высоким уровнем заселения фитофагами и поврежденности болезнями сортов-индикаторов. Заселение восприимчивого сорта-индикатора Мопди1 гороховой тлей составляло 100 %, поврежденность семян сорта Ареал плодожоркой - 20,0 %, пора -жение фузариозными корневыми гнилями растений сорта Смарагд - 73,7 %. Выделены источники устойчивости: к корневым гнилям гороха - R-08-18 и R-08-29, с групповой устойчивостью к корневым гнилям и листостебельным пятнистостям - R-08-28 и Л-145-03, с комплексной устойчивостью к корневой гнили аскохитозу, ржавчине, гороховой тле и плодожорке - R-07-11. Исходный материал рекомендован для практической селекции в качестве ценных источников при создании новых сортов и гибридов гороха, устойчивых к наиболее опасным вредителям и болезням.
Ключевые слова: горох, источники устойчивости, регенеранты, инфекционный фон, патогены, фитофаги.
Первостепенная роль в решении проблемы растительного белка отводится культуре гороха. Однако реальные урожайность и качество продукции большинства допущенных к использованию сортов гороха значительно ниже потенциальных, вследствие поражения патогенами и повреждения фитофагами. Недобор урожая от болезней и вредителей может превышать 10 ц/га, а периодически повторяющиеся эпифито-тии таких болезней, как корневые гнили, аскохитоз, ржавчина могут привести к его снижению на 50 % и более [1, 2].
Идеальным и вместе с тем реальным методом сдерживания патогенов и фитофагов могут быть сорта гороха, устойчивые к экономически значимым вредным организмам [3]. При этом усилия селекционеров должны быть направлены на создание генотипов с длительной неспецифической устойчивостью, которая позволит долгое время использовать их как в производстве, так и в качестве доноров в селекционных программах. Поэтому стратегия селекции сельскохозяйственных культур на устойчивость к болезням и вредителям должна предусматривать, прежде всего, поиск эффективных генов резистентности и базироваться на наличии генетического разнообразия устойчивых хозяев и использовании их в качестве источников и доноров таких признаков [4]. Отбор подобного материала и оценка его на искусственных инфекционных фонах - главная задача современных селекционных центров.
Цель наших исследований - проведение иммунологической оценки селекционного материала гороха на е инфекционном и провокационном л фонах к основными патогенам и д фитофагами с последующим выде- е лением источников устойчивости для | практической селекции. №
Работу выполняли в 2014-2016 гг. 3 в лаборатории агротехнологий и м защиты растений Всероссийского ° научно-исследовательского ин- 7
1. Реакция стандартов устойчивости и восприимчивых к болезням индикаторов (Jnd) на инфекционных фонах, по сравнению с изучаемыми линиями гороха, среднее за 2014-2016 гг.
Фузариозная корневая гниль Аскохитоз Ржавчина
Сорт, линия развитие болезни, % индекс устойчивости* развитие болезни, % индекс устойчивости* (развитие болезни, %)
Фараон (st) 49,0 В 21,4 У 24,7
Dun-Dale (st. устойчивос ти к корневым гнилям) 31,0 СУ 24,2 У 27,0
Смарагд (Ind. восприимчи вости к корневым гнилям) 73,7 ВВ 26,0 С 46,0
Comet (Ind. восприимчи вости к аскохитозу) 46,9 В 32,8 С 34,2
Л-135-03 42,7 В 22,4 У 25,5
R-07-11 36,5 СУ 17,3 У 24,1
R-08-18 37,4 СУ 19,1 У 30,3
Л-145-03 33,7 СУ 19,2 У 19,4
R-08-28 34,1 СУ 18,9 У 23,0
R-08-29 40,6 СУ 17,3 У 20,1
R-08-38 42,4 В 14,5 У 27,6
*У - устойчивый; С - среднеустойчивый; В - восприимчивый; ВВ -сильновосприимчивый.
ститута зернобобовых и крупяных культур (ВНИИЗБК) в лабораторных и полевых условиях с использованием естественного и искусственного инфекционных фонов, стерильного бокса, микроскопов, ламинара, бинокулярной лупы и др. Материалом для исследования служили 5 реге-нерантных линий гороха (R-07-11, R-08-18, R-08-28, R-08-29, R-08-38), полученых in vitro из культивируемых каллусных клонов, а также две перспективные селекционные линии (Л-135-03, Л-145-03), которые были исходным материалом для получения культуры каллусов. В качестве инфекционного материала использовали чистую культуру грибов рода Fusarium sp; популяции возбудителей Ascochyta pisi и Ascochyta pinodes.
Чистые культуры возбудителей фу-зариозной корневой гнили гороха (F. oxysporum (Schlecht), тёмно- и блед-нопятнистого аскохитоза (Ascochyta pisi и Ascochyta pinodes) выделяли из местной популяции согласно разработанным в лаборатории методикам [5].
Инфекционные фоны к патогенам гороха создавали путем инокуляции корней и вегетирующих растений чистыми культурами возбудителей болезней. Для создания провокационных фонов участки с изучаемыми линиями обсевали восприимчивыми к вредителям сортами гороха Смарагд, Темп, Фараон. Эффективность инфекционных и провокационных фонов подтверждена высоким уровнем заселения фитофагами и N поврежденности болезнями сортов-о индикаторов. Индикаторами вос-^ приимчивости служили следующие ^ сорта: к аскохитозу - Comet, к кор-о невым гнилям - Смарагд, к гороховой | тле - Monigul, к гороховой плодожорке - Ареал. Стандарт устойчивости к ® корневым гнилям - сорт Dun-Dale. S Посев в полевых условиях осу-$ ществляли кассетной сеялкой СКС-А.
Почва опытного участка тёмно-серая лесная среднесуглинистая с содержанием гумуса 4,0-4,9 % (по Тюрину), фосфора и калия (по Кирсанову) -12,9-16,2 и 11,0-16,1 мг/100 г почвы соответственно, рН - 4,9-5,3.
' ^ сол ' '
Делянки четырёхрядковые, общая площадь - 3 м2 , учетная - 1 м2. По-вторность - трехкратная. В качестве стандарта использовали сорт гороха Фараон, широко распространенный в различных регионах РФ. Учёты, наблюдения, анализы и дифференциацию генотипов гороха к болезням и вредителям проводили в соответствии с методическими указаниями ВНИИЗБК [5].
Ранее [6, 7] было установлено, что наиболее значимые для гороха болезни и вредители, к которым необходимо проводить целенаправленную селекцию на устойчивость - это аскохитоз (бледно- и темнопятни-стый), корневые гнили, ржавчина, мучнистая роса, гороховая тля, плодожорка и гороховая зерновка. Перечисленные заболевания и фитофаги ежегодно наносят значительный вред урожаю культуры в условиях Центрального федерального округа России, Северного Кавказа и других регионов, а их численность и вредоносность во многом зависят от метеорологических факторов.
Погодные условия вегетационных периодов 2014-2016 гг. (с превышением средней многолетней температуры воздуха на 1,6-1,8 °С) были благоприятными для развития растений гороха, а также основных патогенов и фитофагов, что позволило достоверно оценить селекционный материал на устойчивость к ним.
Оценка регенерантных линий на устойчивость к отдельным видам, а также группам патогенов на жестких инфекционных (к корневым гнилям и аскохитозу) фонах показала высокую степень их повреждаемости
фузариозом - 73,8-100 % со степенью развития болезни от 33,7 до 49,0 % в среднем за три года. Учеты, проводившиеся дважды за вегетацию, позволили дифференцировать образцы по резистентности к фуза-риозной корневой гнили и выявить значительные различия в их реакции на заражение (табл. 1).
Из всего селекционного материла, изученного в течение трех лет, устойчивость регенерантных линий была в среднем на 31,0-40,0 % выше, по сравнению с восприимчивым сортом Смарагд, на 6,3-15,3 % выше, чем у сорта-стандарта Фараон, и незначительно отличалась от показателей устойчивого сорта Dun-Dale. К среднеустойчивым (развитие болезни не более 40,0 %) отнесены линии R-07-11; R-08-18; R-08-28; Л-145-03; R-08-29, к восприимчивым - Л-135-03 и R-08-38.
Учитывая жесткий инфекционный фон к корневым гнилям (более 50 % селекционного материала гороха погибло от болезни до фазы плодоо-бразования или совсем не образовали бобов), следует отметить, что изучавшиеся регенерантные линии выдержали максимальную инфекционную нагрузку и сформировали урожай на уровне стандарта (0,22 т/ га).
Особую роль в создании инфекционных фонов играют метеорологические условия, которые способствуют поддержанию инфекционной нагрузки и численности вредных объектов на растениях или, наоборот, тормозят развитие болезни. Так, пораженность гороха листостебельными пятнисто-стями из-за засушливых и жарких условий 2014 г нарастала медленно и достигла максимального значения (20,0 % - аскохитоз и 14,5 % - ржавчина) у сорта-стандарта Фараон только в фазе плодообразования, тогда как при теплой и влажной по-
2. Характеристика сортов и линий гороха по устойчивости к гороховой тле и гороховой плодожорке, среднее за 2014-2016 гг., провокационный фон
Гороховая тля Гороховая плодожорка
Сорт, линия численность, индекс устой- повреждено индекс устой-
экз./ растение чивости* семян, % чивости*
Фараон (st) 22,9 У 13,9 В
Monigul (Ind. восприимчивости к тле) 64,9 В 15,2 СУ
Ареал (Ind. восприимчивости к плодожорке) 17,4 У 20,0 В
Л-135-03 4,1 УУ 15,6 СУ
R-07-11 5,6 УУ 13,6 СУ
R-08-18 16,2 У 14,5 СУ
Л-145-03 9,8 УУ 19,6 В
R-08-28 8,0 УУ 17,9 В
R-08-29 17,3 У 17,3 В
R-08-38 2,1 УУ 15,9 В
*УУ - высокоустойчивый; У - устойчивый; СУ - среднеустойчивый; В - восприимчивый;
7. Зотиков В.И., Бударина Г.А., Голо-пятов М.Т. Опасные болезни гороха и особенности технологии возделывания культуры в условиях Центрального и Южного федеральных округов // Зернобобовые и крупяные культуры. 2014. №3 (11). С. 25-31.
Sources of Pea Resistance to Diseases and Pests
for Practical Breeding
G.A. Budarina, G.V. Soboleva
All-Russian Research Institute of Legumes and Groat Crops, ul. Molodezhnaya, 10, korp. 1, pos. Streletskii, Orlovskii r-n., Orlovskaya obl., 302502, Russian Federation
годе вегетационных периодов 2015 и 2016 гг. болезнями было поражено 100 % растений со степенью развития в этой фазе - 23,5 и 27,0 %; 20,7 и 32,7 % соответственно.
Учеты пораженности гороха аско-хитозом, проведенные в течение трех лет (2014-2016 гг.), выявили устойчивость к заболеванию всех регене-рантных линий (развитие болезни от 14,5 до 22,4 %).
Устойчивость к ржавчине проявили две линии - R-07-11 и R-08-29.
К гороховой тле устойчивость изучаемых линий была на уровне стандарта Фараон или выше, что свидетельствует о перспективности использования в селекции. Наибольшая численность гороховой тли на них не превышала за три года 4,117,3 особей на одном растении, или 6,3 и 26,7 % от заселённости сорта-индикатора МоЫди1 (табл. 2).
Повреждённость семян селекционных образцов гороховой плодожоркой в среднем за три года варьировала от 13,9 % (сорт Фараон) до 19,6 % (Л-145-03), что не позволило выделить устойчивые формы. Линии Л-135-03; R-07-11 и R-08-18 идентифицированы как среднеустойчивые, остальные отнесены к восприимчивым.
Особый интерес с точки зрения селекции на устойчивость представляют образцы, обладающие групповой и комплексной устойчивостью к патогенам и фитофагам. В качестве таких источников, способных формировать наиболее ценный селекционный материал, выделены линии гороха с групповой устойчивостью к корневым гнилям и листосте-бельным пятнистостям - R-08-28, Л-145-03, а также с комплексной устойчивостью к корневым гнилям, аскохитозу, ржавчине, гороховой тле и плодожорке - R-07-11.
Таким образом, в результате оценки перспективных селекционных и регенерантных линий гороха на устойчивость к основным па-
тогенам и фитофагам в условиях жесткого инфекционного и провокационного фонов выделен ценный исходный материал, который может быть рекомендован для практической селекции в качестве источников устойчивости при создании сортов и гибридов, обеспечивающих высокую продуктивность благодаря снижению пораженности болезнями и вредителями. Это линии устойчивые к корневым гнилям гороха -R-08-18 и R-08-29, с групповой устойчивостью к корневым гнилям и листостебельным пятнистостям -R-08-28 и Л-145-03, с комплексной устойчивостью к корневым гнилям, аскохитозу, ржавчине, гороховой тле и плодожорке - R-07-11.
литература.
1. Изучение селекционного материала гороха на устойчивость к патогенам и фитофагам и выделение источников устойчивости для практической селекции / Г.А. Бударина, А.Н. Зеленов, В.Н. Уваров, А.М. Задорин, Г.В. Соболева // Вестник ОрелГАУ. 2015. №6(15). С. 120-127.
2. Бударина Г.А., Зотиков В.И. Защита гороха // Защита и карантин растений. 2016. №1. С. 37-56.
3. Захаренко В.В. Итоги работы отделения защиты растений РАСХН в 2007 г. // Защита и карантин растений. 2008. № 2. C. 71-74.
4. Изучение генетических ресурсов зерновых культур по устойчивости к вредным организмам. Методическое пособие / под ред. Е.Е. Радченко. М.: Россельхо-закадемия,, 2008. 416 с.
5. Овчинникова. А.М., Андрюхина Р.М., Азарова Е.Ф. Методы ускоренной оценки селекционного материала на инфекционных и провокационных фонах. Методические рекомендации. М.: ВАСХНИЛ, 1990. 24 с.
6. Борзенкова Г.А., Азарова Е.Ф. Изучение исходного материала гороха на иммунитет к болезням для использования в практической селекции // Сборник научных материалов. Повышение устойчивости производства сельскохозяйственных культур в современных условиях. Орел. 2008. С. 368-372.
Abstract. The article presents the results of three-year (2014-2016) immunologic evaluation of resistance of regenerant and selection lines of pea against the artificial infectious and provocative backgrounds to the main pathogens and phytophages (Fusarium root rots, ascochyta-leaf spot, rust, pea aphid and seedworm) in order to select the sources of resistance for practical breeding. The researches were carried out on the basis of the All-Russian Research Institute of Legumes and Groat Crops (Orel region) under the laboratory and field conditions according to the standard procedures, created in the laboratory of immunity. The infectious backgrounds of pea pathogens were created by inoculation of seeds, roots and vegetating plants by a pure culture of diseases agents. Regenerant and perspective selection lines of pea of grain purpose were the objects for the research. Efficacy and reliability of the created severe infectious and provocative backgrounds proved to be true by high level of invading by phytophages and damages of varieties-indicators by diseases. The colonization of the indicator variety Monigul by pea aphid was 100 %, the damage of seeds of Areal variety by seedworm was 20.0 %, the damage of plants of Smaragd variety by Fusarium root rot was 73.7 %. It was selected the sources of resistance: to pea root rots - R-08-18, R-08-29 with group resistance to root rots and leaf and stem spottiness - R-08-28, L-145-03, with complex resistance to root rots, ascochyta-leaf spot, rust, pea aphis and seedworm - R-07-11. The initial material is recommended for practical breeding as valuable sources of resistance during development of new varieties and hybrids, resistant to the most dangerous pests and diseases.
Keywords: pea, sources of resistance, regenerates, infectious background, pathogens, ptytophages. 3 Author Details: G.A. Budarina, Cand. Sc. | (Agr.), head of laboratory (e-mail: budarina- ^ [email protected]); G.V. Soboleva, Cand. g Sc. (Agr.), leading research fellow (e-mail: ® [email protected]). s For citation: Budarina G.A., Soboleva ® G. V. Sources of Pea Resistance to Diseases 3 and Pests for Practical Breeding. Zemlede - 2 lie. 2017. No. 3. Pp. 43-45 (in Russ).
