CC BY
104
ISSN 0202-5493.МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып. 2 (155-156), 2013
ШКАЛА ФИТОТОКСИЧНОСТИ ALS-ИНГИБИРУЮЩИХ ГЕРБИЦИДОВ У ПОДСОЛНЕЧНИКА
Я.Н. Демурин,
доктор биологических наук, профессор
А.С. Тронин,
аспирант
ГНУ ВНИИМК Россельхозакадемии Россия, 350038, г. Краснодар, ул. Филатова, д. 17 Тел.: (861)274-55-94 e-mail:yakdemurin@yandex.ru
Н.А. Пикалова,
кандидат биологических наук
Кубанский государственный университет
Использование 9-балльной шкалы фитоток-сичности для гербицида ПУЛЬСАР по отношению к имидазолиноно-устойчивым гибридам подсолнечника позволяет количественно оценить симптомы повреждения растений через 12-14 дней после обработки. Отечественные гибриды Имидж и Арими обладают одинаковой степенью устойчивости к ПУЛЬСАРУ при их сравнении с лучшими импортными гибридами. Все имидазоли-ноно-устойчивые гибриды выдерживают максимальную однократную (50 г/га д.в. имазамокс), а также двукратную (100 г/га) дозу ПУЛЬСАРА, показывая при этом умеренную толерантность по баллам шкалы фитотоксичности.
Ya. N. Demurin, A.S. Tronin, N.A. Pikalova. Phyto-toxicity index of ALS-inhibiting herbicides in sunflower.
Nine-score scale of phytotoxicity for PULSAR herbicide in relation to imidazolinone-resistance sunflower hybrids allows estimate quantitatively the crop injury in 12-14 days after the plants treatment. Russian sunflower hybrids Imidzh and Arimi possess the same level of resistance to PULSAR by comparison with the best foreign hybrids. All imidazolinone-resistant hybrids sustain the maximum of one doze (50 g/Ъа rate of application of imazamox) and double doze (100 g/Ъа rate of application of imazamox) of PULSAR showing moderate tolerance regarding phy-totoxicity index.
Ключевые слова: гербицидоустойчивость, имидазолиноны, сульфонилмочевины, ген, гибрид
УДК 633.854.78:575
В настоящее время в мире существуют четыре агротехнологии возделывания гибридов подсолнечника, основанные на использовании генотипов, устойчивых к ALS-ингибирующим гербицидам. Первые две - Clearfield® и Clearfield Plus® включают гены Ahasl1-1 (Imrl) и Ahasl1-3, соответственно, при обработке всходов имидазолинонами. Следующие технологии - Sures и ExpressSun® основаны на гене Ahasll-2 с обработкой растений три-бенурон-метилом, относящимся к группе сульфонилмочевин [1].
Ключевая проблема при проведении генетического анализа признака гербици-доустойчивости, создании селекционных линий и гибридов, а также при разработке оптимальных режимов агротехнологий заключается в необходимости количественной оценки степени повреждения гербицидами растений подсолнечника. Очевидно, что к комплексу факторов, определяющих устойчивость растений (или фитотоксичность гербицида) относятся: генотип, т.е. наличие и аллельное состояние генов, влияющих на устойчивость; фаза развития растений; действующее вещество гербицида и сопутствующие вещества в препаративной форме; доза гербицида; а также погодные условия при обработке и дальнейшем развитии растений.
В первых исследованиях по имидазо-линоно-устойчивому подсолнечнику выделяли три фенотипических класса: устойчивые (resistant), промежуточные (intermediate) и восприимчивые (susceptible) [2]. Аналогичный подход использован в работах с сульфонилмочевинами при выделении устойчивых (resistant), умеренно устойчивых (moderately resistant) и восприимчивых (susceptible) растений [3]. Дальнейшее усовершенствование и детализация шкалы фитотоксичности к настоящему времени привели к оценке степени повреждения, например, от 0 до 100 % (БАСФ, конфиденциальная информация) или к 9-балльной шкале, предложенной аргентинскими учёными [4].
Последняя шкала, изложенная C. Sala et al. (2012), представляет интерес для открытых научных исследований. Оценка проводится через две недели после обработки: 0 - растения без симптомов повреждения; от 1 до 4 - увеличение степени хлороза листьев и снижение высоты растения; от 5 до 8 - появление морфологических аномалий и некроза листьев; 9 - полный некроз апекса и гибель растения. Очевидно, что выбор отдельного балла в пределах вышеописанных интервалов может конкретизироваться каждым исследователем самостоятельно. Далее предлагается использовать среднее значение баллов фитотоксичности отдельных особей для характеристики линии в целом: менее 0,5 - толерантная; от 1 до 4 - умеренно толерантная; от 5 до 8 -умеренно восприимчивая; более 8,5 -восприимчивая [4].
Основная цель настоящей работы заключалась в изучении симптомов фито-токсичности у имидазолиноно-устой-чивых гибридов селекции ВНИИМК -Имидж и Арими.
Материал и методы. Исследования были проведены в 2011-2013 гг. на центральной экспериментальной базе ВНИИМК, г. Краснодар. Материалом работы были: межлинейные простые гибриды селекции ВНИИМК - Имидж и Арими [5], а также устойчивые к имидазолинонам гибриды иностранных фирм - Неома, Санай и Ри-мисол.
Обработка растений гербицидом ПУЛЬСАР (40 г/л д.в. имазамокс) проводилась в фазе 3-х пар настоящих листьев с помощью ранцевого опрыскивателя в квалификационном опыте (2013 г.) и прицепным опрыскивателем на селекционном поле (2011 и 2012 гг.). В зависимости от задач использовали дозы: 0х - без обработки, 1х (1 или 1,25 л/га) и 2х (2,5 л/га).
Оценку степени повреждения растений проводили на основе 9-балльной шкалы фитотоксичности [4] с модификациями. Учитывали также селекционные признаки отдельных растений и рассчитывали био-
логическую урожайность при густоте стояния 40 тыс./га.
Результаты и обсуждение. Симптомов фитотоксичности у имидазолиноно-устойчивых гибридов Неома, Имидж и Арими в 2011 г., а также у Неома, Санай, Имидж и Арими в 2012 г. через две недели после обработки ПУЛЬСАРОМ в дозе 1 л/га не наблюдали. Индекс фитотоксич-ности оценивался в 0 баллов (табл. 1, 2), что указывает на высокую степень толерантности к гербициду. Кроме того, отечественные гибриды Имидж и Арими при дальнейшей вегетации растений показали сопоставимый уровень значений основных селекционно ценных признаков по отношению к лучшим зарубежным гибридам Неома и Санай фирмы Сингента.
Таблица 1
Селекционная характеристика имидазолиноно-устойчивых гибридов подсолнечника, выращенных по технологии Клиарфилд (ПУЛЬСАР, 1 л/га)
ВНИИМК, Краснодар, 2011 г.
Гибрид Индекс фитотоксичности, балл Период всходы-цветение, сутки Масса 1000 семян, г Урожайность семянок, т/га Маслич-ность семянок, % Сбор масла, т/га
Неома 0 55 42 2,6 50,3 1,3
Имидж 0 53 47 3,1 49,9 1,4
Арими 0 53 40 3,0 51,5 1,4
НСР05
0,4
Таблица 2
Селекционная характеристика имидазолиноно-устойчивых гибридов подсолнечника, выращенных по технологии Клиарфилд (ПУЛЬСАР, 1 л/га)
ВНИИ МК, Краснодар, 2012 г.
Гибрид Индекс фито-токсичности, балл Период всходы-цветение, сутки Масса 1000 семян, г Урожайность семянок, т/га Маслич-ность семянок, % Сбор масла, т/га
Неома 0 55 49 3,5 49,0 1,8
Санай 0 55 63 4,1 47,4 1,9
Имидж 0 52 57 4,0 47,9 1,9
Арими 0 52 45 3,3 49,9 1,7
НСРп.
0,7
Квалификационные испытания герби-цидоустойчивых генотипов обычно про-
водят при повышенных дозах действующих веществ. Так, для надёжного использования гибрида в производственной системе Клиарфилд требуется его способность выдерживать максимальную одинарную (1х) и даже двойную (2х) от рекомендуемой в производстве дозы. В частности для ПУЛЬСАРА это составляет соответственно 50 и 100 г/га действующего вещества имазамокс.
В нашем эксперименте контрольные растения восприимчивого сорта Мастер показали максимальные значения индекса фитотоксичности в 8,1 балла для дозы 1х и в 8,9 балла для дозы 2х (табл. 3) при полной остановке роста стебля (табл. 4) и гибели растений. Четыре имидазолиноно-устойчивых гибрида - Неома, Римисол, Имидж и Арими - характеризовались в изученных дозах умеренной толерантностью с баллами фитотоксичности от 0,6 до 1,1 и от 2,0 до 2,5 соответственно (табл. 3). При этом в дозе 1х произошло статистически достоверное снижение высоты растений, в среднем для гибридов, на 3 см, а в дозе 2х - на 8 см (табл. 4). В относительном выражении это уменьшение высоты оценивается в 7 и 27 % соответственно.
Таблица 3
Индекс фитотоксичности у сорта Мастер и имидазолиноно-устойчивых гибридов подсолнечника, обработанных Пульсаром в различных дозах: 0х, 1х (1,25 л/га) и 2х (2,5 л/га) через 12 дней после обработки
ВНИИМК, Краснодар, 2013 г.
Появление незначительных симптомов поражения растений имидазолиноно-устойчивых гомозиготных по гену 1тг (ГМКиК) гибридов подсолнечника в квалификационном опыте в 2013 г. по отно-
шению к данным, полученным в 2011 и 2012 гг., в дозе 1х может вызываться двумя причинами. Во-первых, увеличением количества гербицида с 1 до 1,25 л/га и, во-вторых, более жаркими погодными условиями в период действия гербицида. Так, посев в 2013 г. был поздним (25 июня) и в период между обработкой гербицидом и оценкой его действия среднесуточная температура воздуха во второй декаде июля была 26,6 оС.
Таблица 4
Высота растений сорта Мастер и имидазолиноно-устойчивых гибридов подсолнечника, обработанных Пульсаром в различных дозах: 0х, 1х (1,25 л/га) и 2х (2,5 л/га) через 12 дней после
обработки
_ВНИИМК, Краснодар, 2013 г.
Генотип Высота растений, см
0х 1х 2х
среднее среднее ± 0х среднее ± 0х
Мастер 31 8 - 23* 7 - 24*
Неома 30 27 - 3* 21 - 9*
Римисол 26 24 - 2* 18 - 8*
Имидж 29 27 - 2* 22 - 7*
Арими 32 28 - 4* 25 - 7*
* - р < 0,05
Отсутствие значимых различий по фитотоксичности гербицида у гибридов указывает, вероятно, на одинаковую ге-нотипическую среду по так называемым нецелевым признакам толерантности у изученных генотипов.
Заключение. Использование 9-балльной шкалы фитотоксичности для гербицида ПУЛЬСАР по отношению к имидазо-линоно-устойчивым гибридам подсолнечника позволяет количественно оценить симптомы повреждения растений через 12-14 дней после обработки. Отечественные гибриды Имидж и Арими обладают одинаковой степенью устойчивости к ПУЛЬСАРУ при их сравнении с лучшими импортными гибридами. Все имидазолиноно-устойчивые гибриды выдерживают максимальную однократную (50 г/га д.в. имазамокс), а также двукратную (100 г/га) дозу ПУЛЬСАРА, показывая
Генотип Индекс фитотоксичности, балл НСР05
0х 1х 2х
Мастер 0 8,1 8,9 0,3
Неома 0 1,0 2,0 0,6
Римисол 0 1,1 2,5 0,5
Имидж 0 0,6 2,4 0,6
Арими 0 1,0 2,2 0,1
ISSN 0202-5493.МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып. 2 (155-156), 2013
при этом умеренную толерантность по баллам шкалы фитотоксичности.
Список литературы
1. Sala C.A., BulosM., Altieri E., Ramos M.L. Genetics and breeding of herbicide tolerance in sunflower // Helia. - 2012. - V. 35. - № 57. - Р. 57-70.
2. Bruniard J.M., Miller J.F. Inheritance of imidazolinone-herbicide resistance in sunflower // Helia. - 2001. - Vol. 24. - Р. 11-16.
3. Miller J.F., Seiler G.F. Tribenuron resistance in accession of wild sunflower collected in Canada. - 2005. - Proc. Sunflower Research Workshop, February 7 (sun-flowernsa.com/research).
4. Sala C.A., Bulos M. Inheritance and molecular characterization of broad range tolerance to herbicides targeting acetohyd-roxyacid synthase in sunflower // Theoretical and Applied Genetics. - 2012. - V. 124. -P.355-364.
5. Демурин Я.Н., Пихтярёва А.А., Бо-рисенко О.М., Трембак Е.Н., Пикалова Н.А. Первые отечественные имидазоли-ноноустойчивые гибриды подсолнечника // Масличные культуры: Науч.тех. бюл. ВНИИМК. - 2012. - Вып. №1 (150). -С. 172.
