CC BY
50
УДК 635.61:632.4
Поиск источников устойчивости арбуза к фузариозу
М.В. ПАЛКИН,
научный сотрудник
Приднестровского
НИИ сельского хозяйства
e-mail: [email protected]
Н.А. КУНИЧЕНКО,
заведующая кафедрой
защиты растений
Приднестровского
государственного университета
имени Т.Г. Шевченко
e-mail: [email protected]
Почвенные патогенные грибы р. Fusarium могут вызывать значительные потери урожая арбуза, особенно в годы с прохладным летом и частыми дождями, при резких перепадах температур, когда естественный иммунитет растений снижается и создается благоприятная среда для проявления различных инфекций [6].
Эти микроорганизмы являются одновременно почвенными сапрот-рофами и патогенами, продуцирующими фитотоксины. Вид F. oxy-sporum Schlecht. имеет два типа конидий (микроконидии и макроконидии), образует конечные и промежуточные хламидоспоры, зимует в виде хламидоспор и мицелия в почве и на растительных остатках. Арбуз поражает F. oxysporum f.sp. niveum [8].
Максимум популяции фузариу-мов расположен в поверхностном слое почвы, в ее пахотном горизонте на глубине 0-30 см. Микрофлора почвы оказывает на патоген ин-гибирующее влияние, только проникновение в ткани растения-хозяина освобождает гриб от почвенного антагонизма [4].
Растительные остатки, наряду с семенами и почвой, являются одним из главных источников фузари-озной инфекции. Сохранение и на-
копление патогенных форм фузари-ев может проходить и в корневой системе растений, для которых эти грибы не патогенны. Нарушение фитосанитарных и агротехнических условий возделывания бахчевых культур, неправильное обращение с растительными остатками способствует значительному накоплению инфекции в почве [1].
Изучение фузариозного увядания арбуза и селекционная работа по выделению линий арбуза, устойчивых к фузариозному увяданию, проводятся в Приднестровском НИИСХ с 2003 г Видовую принадлежность патогенов определяли по В.И. Би-лай [3]. Стерилизованные части пораженных растений помещали во влажную камеру в термостат при температуре 24-26 °С. Через 3-5 дней на срезах тканей из сосудов появлялся белый пушистый мицелий грибов, который пересевали на сусло-агар и спустя 15 дней определяли морфолого-культуральные признаки возбудителя увядания.
Патогенность выделенных штаммов изучали методом биопроб - определение фитотоксической активности (Аф, %) штаммов на проростках арбуза [2].
Предварительно штаммы гриба выращивали на жидкой среде Ричарда при 24-26 °С, через 10 суток культуральную жидкость отфильтровывали. Семена арбуза промывали и замачивали в теплой воде в течение 1 часа, затем раскладывали в кюветы на влажную фильтровальную бумагу и проращивали в термостате при 28 °С до появления проростков. В опыте использовали проростки с длиной корешков 12 см. При определении фитотоксической активности (А %) кореш-
ки проростков погружали на 1 час в культуральную жидкость. В контрольном варианте их помещали в чистую питательную среду на тот же срок. Затем проростки раскладывали на влажную фильтровальную бумагу в кюветы и помещали в термостат с температурой 28 °С. Через 24 ч измеряли длину корешков в опыте и контроле и определяли процесс фитотоксической активности по формуле:
А. =100-1 Д-Дн -100%
^ I Дк - Дн
где Аф - фитотоксическая активность (% ингибирования роста корней); Д - средняя длина корней проростков через 24 ч в опытном варианте; Дк - то же в контроле; Дн - начальная длина корней в контроле.
Штаммы с наиболее высокой па-тогенностью использовали при искусственном заражении образцов арбуза в лабораторных опытах и при создании инфекционного фона.
В Приднестровье поражение растений арбуза болезнью проявляется в период плодоношения в виде увядания и усыхания отдельных плетей и всего растения. Из более 200 образцов пораженных растений нами выделено 57 штаммов. Проверка части растений без внешних признаков поражения показала, что некоторые из них тоже содержали возбудителя фузариоза.
Большинство штаммов имело морфологические признаки, характерные для Fusarium oxysporum Schlecht. (табл. 1).
Штаммы гриба условно дифференцировали по характеру формирования мицелия: рыхло-пушистый, пушистый с тяжами (28 штаммов), плотно-пушистый, паутинистый (19), пленчато-паутинистый, порошистый (10).
При лабораторной оценкетоксичных свойств выделенных штаммов показатель их фитотоксической активности на проростках арбуза был преимущественно высоким и очень высоким.31 штамм из 44 вызывал
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА
Таблица 1
Характеристика основных групп выделенных штаммов Fusarium oxysporum
Мицелий Субстрат Микроконидии Хламидоспоры Макроконидии
тип цвет
1 Белый, Потемневший, Овальные, Мицелиальные Веретеновидно-серповидные, эллиптически изогнутые,
бело-розовый бурый или округлые, в цепочках или прямые. С 3-5 перегородками - 23-50 х 3-5 мкм.
с фиолетовыми тяжами неокрашенный 1-2-клеточные клубочках Базальная клетка коническая, короткая.
Ножка выражена или слабо выражена
2 Белый, серый, Темный Овальные, Мицелиальные, Прямые или веретеновидно-серповидные, параболи-
бело-желтый с розовым с бордовым 1-2-клеточные иногда ческие или эллиптические, с 3-5 перегородками -
или фиолетовым или фиолето- отсутствуют 23-50 х 3-5 мкм. Базальная клетка суженная,
оттенком вым оттенком удлиненная или короткая. Ножка выражена или
слабо выражена
3 Бело-розовый, Потемневший Овальные, Мицелиальные, Прямые или эллиптически-изогнутые. С 3-5 пере-
розовый, с различными 1-2-клеточные одиночные или городками, 25-50 х 3-5 мкм. Базальная клетка
розово-фиолетовый, оттенками в цепочках коническая. Ножка выражена
желто-белый
51-100 % ингибирование роста корешков, что соответствует очень сильному поражению и свидетельствует о преобладании в нашей зоне возбудителей фузариозного увядания с высокой степенью токсичности (табл. 2).
Некоторые исследователи пытались выявить связь между морфоло-го-культуральными признаками и патогенностью штаммов возбудителя фузариоза. Отмечено, что штаммы, выделенные из устойчивых форм хлопчатника, характеризуются крупными конидиями и бесцветным стелющимся мицелием [7], штаммы с более мелкими спорами и яркой окраской воздушного мицелия были менее патогенными [5].
Несмотря на различия выделенных нами штаммов по пигментации и характеру роста мицелия, интенсивности образования макроконидий и хламидоспор, величине макроконидий, корреляция между морфологической характеристикой гриба и его токсичностью не установлена, штаммы, обладающие сходными признаками (схожие по характеру мицелия), проявляли разную степень фитотоксич-ности. Выращивание возбудителя на качественно разных питательных средах изменяет его морфологические характеристики, доступность питательных веществ может отражаться на его патогенных свойствах. Так, при культивирова-
нии на обедненной питательной среде гриб формирует тонкий слаборазвитый мицелий, лишенный конидий, но патогенные свойства возбудителя значительно возрастают.
Для подбора оптимального способа заражения растений арбуза при создании инфекционного фона испытывали внесение инфицированных зерен ячменя при посеве в лунки и замачивание семян арбуза перед посевом в суспензии спор гриба. Наиболее эффективным оказалось замачивание семян в суспензии спор гриба (5х106 спор/мл) в течение 12 ч.
Внесение инфицированного субстрата в лунки обеспечивало стабильное заражение, но было весьма трудоемким и зависело от влажности почвы в начальный период заражения. В 2002 г. при внесении 20 и 30 инфицированных зерен в лунку наблюдали усиление фузариозной
Таблица 2 Фитотоксическая активность основных групп выделенных штаммов на проростках арбуза сорта Радость
Аф (%) Фито-токсичность Число штаммов Тип мицелия
1 2 3
0-10 Очень 5 + + +
слабая
31-50 Средняя 8 + + +
51-70 Сильная 9 + + +
71-100 Очень 22 + + +
сильная
инфекции. Однако в 2003 г. более засушливые периоды посева и всходов и отсутствие поливов отрицательно повлияли на процесс заражения и в целом на развитие растений. Инфицированный субстрат впитывал влагу, необходимую для прорастания семян арбуза, что привело к неравномерному появлению всходов и не эффективному заражению. Метод можно рекомендовать лишь при соблюдении агротехники.
Таблица 3
Устойчивость селекционных форм арбуза к фузариозному увяданию
Селекционная форма Поражаемость фузариозом (балл) Продуктивность (%)
2004 г. 2005 г. 2006 г. 2004 г. 2005 г. 2006 г.
Роза Юго-Востока, st. 2 3 3 82 73 107
Л.41/04 1,7 2 2 75 90 97
Л.59/04 1,5 2,5 2 95 87 100
Л.51/04 0,7 2 2,5 60 75 85
Л.48/04 0,6 2 2 110 85 117
нср05 4,4 5,3 2,8
Предварительное замачивание семян арбуза в суспензии гриба при неблагоприятных засушливых условиях способствовало его прорастанию и успешному заражению. Существенное уменьшение продуктивности наблюдали при 12- и 24-часовом замачивании семян, но поскольку длительное замачивание может снизить всхожесть, экспозиция 12 ч была признана оптимальной.
Этот метод применяли при испытании образцов арбуза в коллекционном питомнике. Возбудитель фу-зариоза помимо явных признаков поражения (увядание и усыхание вегетативной массы растения) вызывает снижение урожайности. Поэтому наряду с фитопатологичес-кой оценкой учитывали продуктивность. В связи с различиями образцов арбуза по хозяйственно-ценным характеристикам (вес и количество завязываемых плодов) была определена схема заражения и оценки, которая включала чередование для каждой селекционной формы контрольных и опытных делянок. В качестве основных показателей использовали продуктивность и изменение процента продуктивности, который рассчитывали как отношение показателя продуктивности в опыте к контролю. В результате было выделено несколько перспективных линий, толерантных и относительно устойчивых к фузариозу (табл. 3).
Оценку проводили в первой декаде августа, когда проявление болезни наиболее интенсивное. В период всходов и цветения отмечали лишь единичные пораженные растения. Из-за высокого естественного инфекционного фона поражение селекционных форм на искусственном фоне визуально не было достаточно контрастным. Однако по продуктивности выделились несколько линий, сохранивших толерантность. Линии Л.48/04 и Л.59/04 в течение 3 лет проявляли относительную устойчивость. В опытном варианте показатель продуктивно-
сти этих линий превысил контроль (без заражения). Отборы на устойчивость улучшили характеристики всех перспективных линий.
С 2009 г. отборы на устойчивость по комплексу основных болезней ведутся на стационарном инфекционном фоне. Для его создания в первый год измельченные растительные остатки больных растений предыдущего года, предварительно увлажнив, вносили в лунки при посеве. В дальнейшем инфекционный фон поддерживали за счет монокультуры арбуза и дыни.
За последние 15 лет удалось выделить по комплексу признаков селекционные формы арбуза, отличающиеся высокими вкусовыми качествами и относительной устойчивостью к фузариозу и пероноспорозу (среднеранний сорт Радость, сред-неранний сорт Бриз).
Выделенные на естественном высоком инфекционном фоне перспективные линии находятся в конкурсном сортоиспытании.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ангелов Д. Фузарийното увяханя по динитенова болест у нас. - Ратс. защита, 1976, 24, № 6, с. 32-33.
2. Берестецкий О.А. Определение фи-тотоксической активности культур микроскопических грибов. В кн. Методы экспериментальной микологии. - Киев, 1973, с. 165-175.
3. Билай В.И. Фузарии. - Киев, 1977, 442 с.
4. ГребенюкИ.Н. Микрофлора растений
и почв. - Новосибирск, 1973, с. 220-230.
5. Климова А.П., Кошкелова Е.Н. Специализация возбудителя вертициллез-ного вилта по отношению к сортам тонковолокнистого хлопчатника и изменение его вирулентных свойств под влияние растений. В Сб.: Агроэкологические методы по борьбе с фузариозным вил-том хлопчатника. - Ашхабад, 1971, с. 189-195.
6. Лебедев С.И. Физиология растений. - М.: Агропромиздат, 1988, с. 524527.
7. МенлекиевМ.Я. Фузариозное увядание хлопчатника. - Душанбе, 1976, 143 с.
8. KistlerH.C. Evolution of host specificity in Fusarium oxysporum - The American Phytopathological Society, St. Paul, MN, 2001, p. 70-82.
Аннотация. Изучен состав и морфологические признаки возбудителей фуза-риоза арбуза. Установлено отсутствие связи между морфологическими признаками и токсичностью штаммов Fusarium oxysporum sp. Выявлены перспективные селекционные формы, обладающие свойствами толерантности к фузариоз-ному увяданию.
Ключевые слова. Арбуз, фузариоз, патоген, штамм.
Abstract. The composition and morphological characteristics of Fusarium pathogens of watermelon are studied. The absence of communication between the morphological characteristics and toxicity of strains Fusarium oxysporum sp. is set up. Promising selection forms with the properties of tolerance to Fusarium wilt are identified.
Keywords. Watermelon, fusarium, pathogen, strain.
Вниманию читателей
В некоторых статьях журнала излагаются опыт или результаты исследований химической защиты растений с применением препаратов, которые не зарегистрированы в России или имели регистрацию в прошедшие годы, но в данный момент в Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов не вошли.
Такие статьи не следует рассматривать как рекомендацию к применению. Выбирая препарат или способ его применения, сверяйтесь, пожалуйста, с действующим Государственным каталогом пестицидов и агрохимикатов.
