CC BY
20
Козаева М.И. ©
Кандидат с-х.наук, старший научный сотрудник, лаборатория новых генетических методов и биотехнологии, ВНИИ генетики и селекции плодовых растений им. И.В. Мичурина
ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ РАЗЛИЧНЫХ СОРТОВ
ЗЕМЛЯНИКИ
Аннотация
Статья посвящена определению экологической устойчивости различных сортов земляники на основе особенностей развития эндофитной микробиоты,отражающей состояние здоровья растительного организма.
Ключевые слова:эндофитная микробиота,экологическая устойчивость. Keywords:endophytic microbiota,ecological stability.
Взаимосвязь развития производства плодово-ягодных культур с климатическими условиями вызывает необходимость учета адаптивности сортов. Основным и общепринятым критерием адаптивности выделяемых сортов считается уровень урожайности в различных условиях среды.Адаптивный сорт экологически пластичен,то есть приспособлен ко всем внешним факторам среды [2,126;3,2].При неблагоприятных условиях среды формы с высоким уровнем адаптации будут нормально развиваться в отличие от сортов с низким уровнем адаптации [4,3].
В связи с этим,выбором направления исследований явилось определение экологической устойчивости различных сортов земляники на основе особенностей развития эндофитной микробиоты, отражающей состояние здоровья растительного организма.
Объектами наших исследований явились следующие сорта земляники:
1.Редгонтлит (Нью Джерси 1051 х Клеймекс)-США
2.Кама (Зенга Зенгана х Кавалер)-опытная плодоводческая станция им.В. Филевича,Синоленц,Польша
3.Кардинал (Earlibelle x Ark.5063)-США
4.Марышка (Георг Зольтведель х Спарки)-Чехия
5. Флора-сорт лесной земляники английской селекции
6.Кимберли (Gorella x Handler-Голландия
7.Вима Тарда (Вима Занта х Викода)-Голландия
8. Фестивальная (Обильная х Премьер)-Павловская опытная станция ВИР им.Н.И.Вавилова,Россия,
а также сорта ВНИИ генетики и селекции плодовых растений им.И.В.Мичурина:
1 .Урожайная ЦГЛ (Зенга Зенгана х Редкоут)
2.Фейерверк (Зенга Зенгана х Редкоут)
3.Рубиновый кулон (Зенга Зенгана х Фейерфакс)
4.Привлекательная (Рубиновый кулон х Олбриттан).
Тестирование различных сортов земляники на наличие эндофитной микробиоты проводилось путем посева дважды простерилизованных листовых эксплантов на стерильную питательную среду в пробирки в 10 повторностях.Результат тестирования на тот или иной показатель (бактерия,грибы,смешанная микробиота,отрицательный тест,то есть отсутствие роста микроорганизмов) выражали в процентах от общего количества тестов.
Проведенные нами исследования экологической устойчивости различных сортов земляники выявили заселенность их тканей бактерией, относящейся к роду Pseudomonas^ грибами.При этом следует отметить значительное преобладание бактериальной микробиоты
© Козаева М.И., 2016 г.
над грибной и смешанной,что указывает на ее фунгицидное и фунгистатическое действие и симбиотическую функцию.
Согласно полученным данным,из исследуемых сортов по частоте тестирования бактерии выделяются сорта Урожайная ЦГЛ (98,0%),Фейерверк (96,3%),Редгонтлит (93,4%) и Кама (91,2%).Также высокие показатели бактериальной микробиоты отмечались у сортов Марышка (88,3%),Флора (85,4%) и Кимберли (81,6%).Промежуточное положение заняли сорта Привлекательная (63,1%) и Рубиновый кулон (60,3%).Наименьшее количество положительных тестов на бактерию отмечено у сортов Вима Тарда (57,7%),Кардинал (52,3%) и Фестивальная (50,1%).
Грибная микробиота на всем протяжении тестирования как сортов отечественной,так и зарубежной селекции имела нулевые значения.
При тестирования внутренних тканей бессимптомных растений земляники установлено также наличие эндофитной микробиоты,представленной смесью бактерий и грибов.Смешанная микробиота отличается наибольшей вредоносностью по причине ее высокой адаптации к условиям среды.Её токсины являются наиболее опасными,так как в силу антагонистического взаимодействия грибов и бактерии,они усиливают стрессорную нагрузку на растительный организм.Невысокие показатели смешанной микробиоты говорят о том,что действие микробиальных токсинов на растительный организм снижено.Благодаря показателям смешанной микробиоты можно определить,какие сорта и формы испытывают наибольший биотический стресс.
По показателям смешанной микробиоты исследуемые сорта расположились в определенном порядке.Наименьший процент выхода смешанной микробиоты,а значит и наименьший биотический стресс был отмечен у сортов Урожайная ЦГЛ (0%),Фейерверк (1,3%) и Редгонтлит (2,3%).За ними следовали сорта Кама (5,3%),Марышка (6,3%),Флора (7,1%),Кимберли (10,3%),Кардинал (10,3%),Вима Тарда (11,0%) и Фестивальная (11,2%).Самые высокие показатели смешанной микробиоты принадлежали сортам Привлекательная (21,7%) и Рубиновый кулон (23,7%).
Кроме частоты тестирования бактериальной, грибной, смешанной микробиоты важным показателем состояния растений является также процент отрицательных тестов,отражающий уровень окислительного стресса у растительного организма.При интенсивном и продолжительном воздействии на растение стрессовых факторов антиоксидантная система не способна предотвратить разрушительное действие свободных радикалов,в результате чего нарушается динамическое равновесие и развивается патологический процесс,получивший название «окислительный стресс» [1,74].Это ведет к подавлению роста микроорганизмов и увеличению процента отрицательных тестов. Поэтому высокий процент отрицательных тестов свидетельствует о повышении уровня окислительного стресса и снижении адаптационной способности.И,наоборот,низкий показатель отрицательных тестов соответствует высокой адаптивности тестируемого растения.
Ведущее положение по адаптации заняли сорта Урожайная ЦГЛ,Фейерверк,Кама и Редгонлит,что отражают самые низкие показатели отрицательных тестов (2,0%;2,4%;3,5% и 4,3%, соответственно).Достаточно адаптированными оказались сорта Марышка (5,4%),Флора (7,5%) и Кимберли (8,1%).Несколько ниже уровень адаптации был у сортов Привлекательная (15,2%) и Рубиновый кулон (16,0%).Наименьшей адаптационной способностью характеризовались сорта Вима Тарда,Кардинал и Фестивальная,у них отмечались максимальные показатели отрицательных тестов (31,3%;37,4% и 38,7%, соответственно).
Таким образом, при тестировании различных сортов земляники было установлено наличие эндофитной микробиоты, включающей бактерии, грибы, смешанную микробиоту, а также отрицательный тест, контролирующий защитную реакцию, а следовательно-окислительный стресс. При этом ведущее место в составе эндофитной микробиоты земляники занимает бактерия, системно присутствующая в растительном организме и
значительно преобладающая над грибной и смешанной микробиотой и сдерживающая их развитие.
Бактерия, обладая фунгицидными и фунгистатическими токсинами, угнетает или убивает грибы, в том числе наиболее опасные для растительного организма- некротрофные грибы.Это особенно важно потому, что они оказались составной частью внутренней (эндофитной) микробиоты.Грибы этого типа нападают лишь на ослабленные растения, которые при стрессе оказываются в паранекрозном состоянии.Поселяясь на них и воздействуя на растение мощной системой экстрацеллюлярных ферментов, некротрофные грибы некротизируют ткани, а затем питаются ими.
В связи с этим, присутствие бактерии в растительном организме компенсирует возникший в результате абиотического стресса иммунодефицит и ослабляет биотический стресс, содействуя тем самым выживанию растения-хозяина в экстремальных условиях среды.Поэтому показатели эндофитной микробиоты отражают физиологическое состояние растений.
Проведенные нами исследования свидетельствуют о том, что для оценки экологической устойчивости различных сортов земляники необходимо использовать показатели эндофитной микробиоты, поскольку эндофитная микробиота, находясь в тесном контакте с растением и отражая его состояние, является надежным индикатором для диагностики адаптивного потенциала различных форм и сортов.На основе её тестирования можно проводить отбор форм для селекции и производства.
Литература
1. Гудковский В. А., Каширская Н.Я., Цуканова Е.М.-Стресс плодовых растений.-2005.-128 с.
2. Жученко А.А.-Адаптивное растениеводство (эколого-генетические основы).-1990.-443 с.
3. Егоров Е.А.-Основные направления адаптивной интенсификации плодоводства //Садоводство и виноградарство .-2004. -№3 .-С .2-3.
4. Кичина В.В.-Селекция малины: природа признаков адаптации //Ягодоводство в Нечерноземье.-1993.-С.3-9.
