CC BY
53
ISSN 0202-5493.МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып.1 (150), 2012
Селекция и семеноводство
С.В. Гончаров,
доктор биологических наук
Т.С. Антонова,
доктор биологических наук
Н.М. Арасланова,
кандидат сельскохозяйственных наук
Е.Н. Рыженко,
научный сотрудник
ГНУ ВНИИМК Россельхозакадемии Россия, 350038, г. Краснодар, ул. Филатова, д. 17 тел. (861) 254-23-33, факс (861) 254-27-80 e-mail: [email protected]
СЕЛЕКЦИЯ ГИБРИДОВ ПОДСОЛНЕЧНИКА НА УСТОЙЧИВОСТЬ К НОВЫМ РАСАМ ЗАРАЗИХИ
Ключевые слова: подсолнечник, заразиха, устойчивость, линия, гибрид, селекция
УДК 633.854.78:631.52
Введение. Заразиха (Orobanche cumana Wallr.) - цветковое растение, паразитирующее на корнях подсолнечника [1]. Селекция на устойчивость к эволюционирующим расам заразихи - неотъемлемая часть истории селекции подсолнечника в России.
Бороевич С. выделял четыре основных способа борьбы с патогенными организмами, из которых для селекционера актуален лишь один - создание устойчивых сортов и гибридов. Остальные - химические и биологические меры борьбы с паразитами и разработка агротехнических приемов - не относятся к сфере прямого влияния [2].
Успехи в селекции на устойчивость приводят к нарушению сложившегося равновесия в системе паразит-хозяин и стимулируют расообразовательный процесс у паразита [3]. Характерным примером может служить эволюция рас заразихи на подсолнечнике. В 20-е годы
прошлого века после успешного внедрения в России сортов, устойчивых к расе А, была обнаружена раса Б, преодолевшая их устойчивость. Впоследствии обнаружилось, что под этим обозначением существуют разные по вирулентности биотипы заразихи, названные комплексом рас Б. Эта гетерогенность комплекса рас Б свидетельствовала о продолжающейся дифференциации новых рас. После созд ания устойчивых к этому комплексу Б сортов, появился преодолевший их устойчивость высоковирулентный молдавский биотип заразихи, быстро распространившийся в бывшем СССР во всех регионах возделывания подсолнечника и названный расой С (в латинской транскрипции). По ряду признаков этот биотип соответствовал испанской расе Е [4]. В 90-е годы в Испании появилась и распространилась новая раса Б, преодолевшая существующую устойчивость [5; 6]. И уже в нынешнем тысячелетии новые расы (Б, О и Н) начали стремительно распространяться в Турции, Румынии и других регионах, включая Россию, где наиболее тяжелая ситуация с заразихой на подсолнечнике сложилась в Ростовской области [7].
Вопрос классификации рас заразихи довольно сложен, особенно при сравнении популяций из изолированных друг от друга регионов. Возможно, дальнейшее развитие методов молекулярной идентификации поможет окончательно разобраться в этом вопросе.
Целью нашей работы был поиск доноров, изучение устойчивости подсолнечника к новым расам заразихи и создание линий, сочетающих устойчивость к ней с комплексом хозяйственно ценных признаков.
Материалы и методы. Материалом для работы служили линии и гибриды подсолнечника селекции ВНИИМК и образцы семян заразихи, собранные на территории Краснодарского края и Ростовской области.
Методика оценки - принятая в лаборатории иммунитета и электорофореза ВНИИМК. Оценку проводили в осенне-зимний период в теплице. Семянки подсолнечника высевали в короба с почвен-но-песчаной смесью, в которую добавляли семена заразихи из расчета 200 мг на
1 кг смеси. Через 30-35 дней после появления всходов растения выкапывали и подсчитывали количество клубеньков и побегов заразихи на корнях каждого отдельного растения подсолнечника.
Результаты и обсуждение. Предварительный анализ устойчивости существующих в коммерческом производстве линий и гибридов подсолнечника селекции ВНИИМК к новым расам заразихи показал, что все они являются восприимчивыми.
При использовании семян заразихи из Испании в 2002 г. была выделена устойчивая линия ВК-623. В тот же период были проверены гибриды первого поколения с участием ВК-623 (3 комбинации) и весь исходный материал, созданный с участием этой линии, показавший устойчивость к заразихе расы Е. Гибриды первого поколения продемонстрировали восприимчивость к испанской заразихе со степенью поражения от 9,2 до 16,3 побегов заразихи на одно растение подсолнечника. Растения без поражения в выборке отсутствовали. Это указывает на рецессивный характер наследования устойчивости к испанской популяции заразихи, тогда как устойчивость к расе Е контролируется доминантным геном. На основе лучших гибридных комбинаций с ВК-623 было создано несколько линий, устойчивых к испанской популяции заразихи, содержащей, по-видимому, расу F [8; 9]. Однако, по мнению ряда исследователей, под расой F в разных странах мира, в частности, Испании и Румынии, подразумевают отличающиеся по вирулентности биотипы [10].
Начиная с 2004 г., поражаемость линии ВК-623 (и созданных на ее основе линий) начинает резко возрастать при использовании семян заразихи, собранных в регионах Южного федерального округа. Это указывает на появление и распространение у нас новых рас заразихи.
Рост степени поражения линий нашей селекции заразихой, собранной в регионах Юга России, представлен на рисунке. Все три линии - ВК-623, ВК-680 и ВК-734 -устойчивы к расе Е. Для анализа брали среднее значение по поражению самой устойчивой и самой восприимчивой семьи каждой из этих линий за каждый год.
Использовались семена заразихи разных лет и мест сборов. Тем не менее тенденция увеличения доли рас заразихи, превосходящих по агрессивности расу Е, очевидна.
Рисунок - Степень поражения заразихой (шт./растение) линий подсолнечника, устойчивых к расе Е
В качестве альтернативного источника устойчивости к заразихе использовали гибрид селекции фирмы Пионер PR-64A-71. В результате длительной работы (20042011 гг.) были выделены линии, устойчивые к новым агрессивным расам заразихи (табл. 1). Успех обеспечило использование оценки на инфекционном фоне открытого грунта в сочетании с тепличным в сочетании с лабораторной оценкой.
Таблица 1
Оценка линий подсолнечника по устойчивости к популяции заразихи из Тацинского района Ростовской области (Краснодар, теплица, 2010 г.)
Линия Происхождение Поражение, % Степень поражения, шт./раст.
СЛ-11-4-1 14В x (ВК-623 х ВК-616) 29 1
СЛ-3468 Бз PR-64A-71 0 0
СЛ-3470 Бз PR-64A-71 5 1
СЛ-3472 Бз PR-64A-71 4 1
СЛ-3457 Бз PR-64A-71 0 0
ВК-680 (контроль), устойчива к расе Е 100 25
Следует отметить, что гибрид PR-64A-71, использовавшийся как донор признака,
единично поражается в условиях Ростовской области, хотя и является на сегодняшний день одним из лучших по устойчивости к заразихе из всех гибридов мировой селекции.
Степень поражения линий, устойчивых только к расе Е, в данном опыте превышала 20-30 побегов заразихи на одно растение подсолнечника.
В 2011 г. полученные линии (линии-восстановители фертильности) были размещены на участке гибридизации для получения экспериментальных гибридных комбинаций. В осенне-зимний период 20112012 гг. оценка на фоне популяции заразихи из Тацинского района Ростовской области показала устойчивость всех полученных гибридов (наблюдались единичные случаи поражения), что подтвердило доминантный характер устойчивости.
Повторная оценка тех же гибридных комбинаций была проведена на более вирулентной популяции заразихи, собранной с инфицированного участка Донской опытной станции ВНИИМК. В этом случае результаты были менее оптимистичными. Степень поражения линии, устойчивой только к расе Е, в данном опыте превышала 20-30 побегов заразихи на одно растение подсолнечника (табл. 2). Таким образом, внедрение таких гибридов возможно лишь как временная мера.
Таблица 2
Оценка гибридов подсолнечника по устойчивости к популяции заразихи, собранной с инфицированного участка Донской опытной станции ВНИИМК (Краснодар, теплица, 2012 г.)
Выводы. Созданы линии-восстановители фертильности и экспериментальные гибридные комбинации подсолнечника,
устойчивые, вероятно, к заразихе расы F. В то же время более вирулентные расы (вероятно, G и H) из Ростовской области эту устойчивость преодолевают. Тем не менее, внедрение таких гибридов представляется целесообразным, как временная мера, пока не будут созданы коммерческие гибриды, обеспечивающие полную устойчивость ко всем новым расам заразихи.
Список литературы
1. Бейлин, И.Г. - Цветковые паразиты и полупаразиты / И.Г. Бейлин. - М.: Колос, 1968. - 68 с.
2. Бороевич, С. Принципы и методы селекции растений / С. Бороевич. - М.: Колос, 1984. - 344 с.
3. Дьяков, Ю.Т. - Механизмы сопряженной эволюции растений-хозяев и их паразитов / Ю.Т. Дьяков // Генетические основы селекции растений на иммунитет. - М.: Наука, 1973. - С. 150-180.
4. Антонова, Т.С. Подсолнечник и заразиха в Краснодарском крае и в мире / Т.С. Антонова // Материалы межд. конф., посв. 90-летию ВНИИМК. - Краснодар, 2003. -С. 49-54.
5. Alonso, L.C. Resistance to Orobanche and resistance breeding: a review / L.C. Alonso // Current problems of Orobanche researches / Proc. of the fourth Intern. Workshop on Orobanche. K. Wegmann, L.J. Musselman, DM. Joel (Eds.). Albena, 2326, September, Bulgaria, 1998. - P. 23-38.
6. Alonso, L.C. New highly virulent Sunflower broomrape (O. cernua Loefl.) pathotypes in Spain / L.C. Alonso, J. Fernandez-Escobar, J. Zopez, M.J. Rodriguez-Ojeda, F. Sallaqo // In: Advances in parasitic plant research, Proc. Sixth Intern. Parasitic Weed Symposium (Eds. M.T. Morena and J.J. Gu-bero). Junta de Andalucia, Spain. 1996. - P. 639-644.
7. Антонова Т.С. Распространение и вирулентность заразихи (Orobanche cuma-na Wallr.) на подсолнечнике в Ростовской области / Т.С. Антонова, Г.М. Ситало, Н.М. Арасланова, С.З. Гучетль, С.А. Рама-занова, Т.А. Челюстникова // Масличные культуры: Научн.-техн. бюл. ВНИИМК. -2009. - Вып. 1(140). - С. 31-37.
8. Гончаров, С.В. Селекция подсолнечника на устойчивость к новой расе зарази-
Гибридная комбинация Поражение, % Степень поражения, шт./раст.
ВК-934 А х СЛ-3488 75 13
ВК-905 А х СЛ-3487 80 3
ВК-934 А х СЛ-3484 50 7
ВК-905 А х СЛ-3486 83 2
ВК-934 А х СЛ-3487 90 2
ВК-680 (контроль), устойчива к расе Е 100 28
ISSN 0202-5493.МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып.1 (150), 2012
хи / С.В. Гончаров, Т.С. Антонова, Н.М. Арасланова // Актуальные проблемы генетики / Материалы 2-й конф. МОГиС. - М.: Изд-во МСХА, 2003. - Т.1. - С. 49-51.
9. Gontcharov, S.V. Sunflower breeding for resistance to the new broomrape race / S.V. Gontcharov, T.S. Antonova, N.M. Araslanova // Helia. - 2004. - V. 27. - N. 40. - P. 193-198.
10. Honiges A. Orobanche resistance in Sunflower / Honiges A., Wegmann K. and Ardelean A. // Helia. - 2008. - № 49. - C. 1-12.
