CC BY
63
155М 0202-5493. МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып. 2 (155-156), 2013
ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ПРОРАСТАНИЕ СЕМЯН ЗАРАЗИХИ (Orobanche cumana Wallr.), ПАРАЗИТИРУЮЩЕЙ НА ПОДСОЛНЕЧНИКЕ
Е.А. Стрельников,
аспирант
Т.С. Антонова,
доктор биологических наук
ГНУ ВНИИМК Россельхозакадемии
Россия, 350038, г. Краснодар, ул. Филатова, д. 17
тел.: (861) 275-86-53,
e-mail: [email protected],
Изучена скорость прорастания семян заразихи (Orobanche cumana Wallr.) из высоковирулентных популяций при разных температурных режимах в присутствии корневых выделений подсолнечника. Выявлено, что оптимум температуры для прорастания семян изученных популяций составляет не ниже 25 оС. В то же время уже при 30 оС семена этих популяций не прорастали. При 13 оС прорастание семян в пределах 10 % наблюдалось на 17-е сутки после замачивания их в растворе корневых выделений подсолнечника. Показано также, что популяции заразихи могут различаться по всхожести семян, что необходимо учитывать при дозировании инфекционной нагрузки.
E.A. Strelnikov, T.S. Antonova. The influence of temperature on germination of broomrape (Orobanche cumana Wallr.) seeds parasitizing on sunflower.
The article presents the research on the germination speed of broomrape (Orobanche cumana Wallr.) seeds of highly virulent populations under different temperature conditions with root exudations of sunflower. It was determined that the optimum temperature for seeds germination of the studied populations is not lower than 25 0C. However, the seeds of these populations already didn’t germinate under 30 0С. Under 13 0C the seeds germination within 10 % was observed on the 17th day after their soaking in the solution of root exudations of sunflower. It was also shown that broomrape populations can differ on seeds viability; the fact that is necessary to take into account when dosing the infection load.
Ключевые слова: подсолнечник, заразиха, Orobanche cumana Wallr., прорастание, температурный режим
УДК 633.854.78:632.531:58.036.3
Введение. Заразиха (ОтоЪапсЬе сита-па Wallr.) - облигатный паразит из высших цветковых растений, принадлежит семейству ОгоЪапскасвав, порядку Scrophulariales [1]. Растения заразихи не имеют собственных корней и листьев, полностью лишены хлорофилла. Заразиха паразитирует на корнях растений подсолнечника, что приводит к существенному снижению урожайности, ухудшению качества семенной и товарной продукции, а иногда даже к гибели посевов [2; 3].
В середине прошлого столетия семена О. ситапа, особенно незрелые, были способны прорастать в воде, на питательном растворе Кноппа и в слабом растворе лимонной кислоты [4; 5; 6]. К 70-м годам они утратили способность к прорастанию в присутствии этих агентов и стали прорастать лишь в присутствии корневых выделений подсолнечника [7].
Это свидетельствует о глубокой эволюционной адаптации к донор-зависимому прорастанию наряду с высокой семенной продуктивностью и длительно сохраняющейся жизнеспособностью семян [8]. В настоящее время лучшие результаты при искусственном проращивании семян заразиховых получают под воздействием корневых выделений растения-хозяина, на котором они паразитируют [1; 9].
Оптимальный температурный режим для прорастания семян О. ситапа имеет немаловажное значение при испытании устойчивости к ней селекционного материала подсолнечника. Он напрямую связан с периодом выращивания растений подсолнечника в тепличных условиях в почвенно-песчаной смеси, заражённой семенами заразихи. Быстрое прорастание и рост паразита после проникновения его проростка в корень обеспечивают уменьшение срока выращивания растений подсолнечника до их выкапывания и визуального подсчёта клубеньков заразихи. В конечном итоге это ведёт к экономии энергоресурсов и тем самым -удешевлению выполняемой работы.
По данным И.Г. Бейлина, семена заразихи прорастают при снижении влажности, которое сопровождается повышени-
ем концентрации корневых выделений в почвенном растворе, при оптимальной температуре 22-25 оС значительно повышается всхожесть и ускоряется их прорастание [10; 11]. Повышенная температура почвы способствует массовому прорастанию семян заразихи, и этим объясняется особенно высокая вредоносность её в засушливое лето. При температуре почвы ниже 20 оС семена не прорастают [12].
Из результатов исследований А.Я. Панченко известно, что оптимальной для прорастания семян О. ситапа является температура около 26 оС [13].
В некоторых работах было показано, что оптимальная температура для прорастания семян О. ситапа 6-25 оС, а при температуре менее 10 и более 35 оС они не прорастают [14; 15]. Таким образом, в литературе наблюдается некоторый разброс в цифрах, характеризующих температурный оптимум прорастания семян О. ситапа.
В последнее десятилетие происходит быстрое распространение новых высоковирулентных биотипов заразихи в регионах возделывания подсолнечника после длительного периода отсутствия проблемы. Необходимо знать биологические особенности этих новых биотипов для более результативной оценки устойчивости селекционного материала подсолнечника.
Цель исследования - изучение скорости прорастания семян заразихи из новых высоковирулентных популяций в присутствии корневых выделений подсолнечника при разных температурных режимах, а также разных лет и мест сбора.
Материал и методы. Объектом исследований служили семена трёх популяций
О. ситапа из коллекции, хранящейся в замороженном состоянии (табл. 1).
Семена проращивали под воздействием раствора корневых выделений подсолнечника сорта ВНИИМК 8883 по методу, предложенному Т.С. Антоновой и Н.М. Араслановой [16] (рисунок).
Таблица 1
Происхождение семян О. ситапа
№ попу- ляции Место сбора Год сбора
1 Каневской район Краснодарского края 2003
2 Киквидзенский район Волгоградской области 2011
3 Азовский район Ростовской области 2012
Рисунок - Последовательность определения всхожести семян О. ситапа согласно предложенной методики: а - семена подсолнечника на увлажненной фильтровальной бумаге; б - проращивание семян в рулонах; в, г - проростки подсолнечника; д - проростки в перфорированном диске, помещенные корнями в сосуд с водой; е - чашка Петри с корневыми выделениями и семенами заразихи на кусочках поролона; ё - поле зрения микроскопа с проросшими семенами заразихи
Таблица 2
Прорастание семян О. ситапа при различных температурных режимах
№ попу- ляции, год сбора Темпера- турный режим, °С Проросло семян заразихи, % на сутки
3 5 7 10 17
1, 2003 13 0 0 0 0 5,7±3,6
20 0 30,1±3,0 45,0±3,1 56,7±1,4 61,0±1,2
25 0 41,3±3,6 56,4±3,3 61,2±2,6 61,2±2,7
30 0 0 0 0 0
35 0 0 0 0 0
2, 2011 13 0 0 0 0 2,0±0,1
20 0 32,0±2,2 72,3±1,8 76,4±1,6 81,0±1,0
25 0 49,5±2,9 77,6±2,1 81,2±1,5 81,2±1,8
30 0 0 0 0 0
35 0 0 0 0 0
3, 2012 13 0 0 0 0 10,0±2,6
20 0 10,3±3,5 41,2±2,8 44,5±1,2 57,1±1,0
25 0 40,4±3,1 55,0±2,7 58,6±2,3 58,7±1,9
30 0 0 0 0 0
35 0 0 0 0 0
При температуре 13 оС прорастание семян наблюдали лишь спустя 17 суток после замачивания. Количество проросших семян у популяции № 1 составило
5.7 %, а популяция № 2 отличалась наименьшим процентом проросших семян - 2,0 %, больше всего проросло семян у популяции № 3 - 10,0 %. Это свидетельствует о том, что семена заразихи способны прорастать при пониженных температурах (13 оС), но период прорастания при этом очень растянут (17 суток и более).
При выдерживании при температуре 20 оС уже на 5-е сутки у всех популяций наблюдали проросшие семена в разном процентном соотношении. Так, у популяций № 1 и № 2 всхожесть составила 30,1 и 32,0 % соответственно. У третьей популяции было всего 10,3 % проросших семян. Процент проросших семян на 7-е сутки увеличился на 14,9; 40,3 и 30,9 % соответственно. Всхожесть на 10-е сутки при этой температуре составила 56,7; 76,4 и 44,5 %.
При температуре 25 оС на 5-е сутки самый высокий процент прорастания был у популяции заразихи № 2 - 49,5 %, тогда как у популяций № 1 и № 3 он составлял 41,3 и 40,4 % соответственно. На 10-е сутки эксперимента все три популяции заразихи достигли максимального процента прорастания семян - 61,2, 81,2 и 58,6 %, что оказалось выше показателей всхожести при температуре 20 оС на 4,5;
4.8 и 14,1 % соответственно.
При температурах 30 и 35 оС прорастание семян исследуемых популяций не наблюдалось.
Результаты проращивания семян заразихи из современных популяций при разных температурных режимах подтверждают экспериментальные данные, полученные А.Я. Панченко в 1975 г. [13]. Это свидетельствует о том, что в технологическом процессе тепличной оценки селекционного материала подсолнечника на устойчивость к заразихе оптимум темпе-
ратуры выращи-вания необходимо сохранять на прежнем уровне, не ниже 25 0С. Кроме того, в экспериментах показана различная всхожесть семян из разных популяций, что необходимо учитывать при подготовке доз инфекционной нагрузки. Слабая всхожесть может искажать результаты оценки устойчивости селекционного материала.
Выводы. Таким образом, оптимальным для прорастания семян O. cumana из высоковирулентных популяций является температурный режим не менее 25 0С, когда через 5 суток у одной из представленных популяций количество проросших семян достигало 49,5 %, а у других было в пределах 40,0 %. Семена разных популяций заразихи различаются по всхожести. Полученные показатели оптимальной всхожести семян заразихи необходимо учитывать при дозировании инфекционной нагрузки в ходе тестирования устойчивости к ней подсолнечника.
Исследования выполнены при финансовой поддержке РФФИ и Администрации Краснодарского края, грант № 13-04-96521.
Список литературы
1. Бейлин И.Г. Заразихи и борьба с ними. - М.: Сельхозиздат, 1947. - 76 с.
2. Кукин В.Ф. Болезни подсолнечника и меры борьбы с ними. - М.: Колос, 1982. - С. 5-8 .
3. Котт С.А. Сорные растения и борьба с ними. - М., 1969. - 200 с.
4. Vaucher J.P. Monographie des Oro-banches // Geneve. - Paris, 1827. - 172 р.
5. Schacht H. Beitrage zur Anatomie und Phsiologie der Gewasche. - Berlin, 1854. -S. 1-329.
6. Плачек E^., Стебут А.И. Подсолнечник // Тр. Саратовской с-х. опытной станции. - 1915. - № 5. - С. 1-67.
7. Антонова Т.С. Развитие гаусторий Orobanche cumana Wallr. в корнях иммунных и поражаемых форм подсолнечника // Ботан. журн. - 1978. - Т. 63. - № 7. -С.1025-1030.
155М 0202-5493. МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып. 2 (155-156), 2013
8. Рихтер А.А. К физиологии заразихи, поражающей подсолнечник // Труды Саратовского Госуниверситета. - 1924. - №
2. - С. 33-42.
9. Терёхин Э.С. Репродуктивная биология сорных заразиховых (справочное пособие). - Л.: Наука, 1988. - 143 с.
10. Бейлин И.Г. Борьба с повиликами и заразихами. - М.: Колос, 1967. - 88 с.
11. Бейлин И.Г. Цветковые полупара-зиты и паразиты. - М.: Наука, 1968. - 1118 с.
12. Попкова К.В., Шкаликов В.А., Стройков Ю.М. [и др.]. Общая фитопатология: учебник для вузов. - 2-е изд., пе-рераб. и доп. - М.: Дрофа, 2005. - 445 с.
13. Панченко А.Я. Ранняя диагностика заразихоустойчивости при селекции и улучшающем семеноводстве подсолнечника // Вестн. с.-х. науки. - 1975. - № 2. -С. 107-115.
14. Шпаар Д., Адам Л., Гинапп Х. [и др.]. Яровые масличные культуры. -Минск: ФУА информ, 1999. - 288 с.
15. Якуткин В.И. Болезни подсолнечника в России и борьба с ними // Защита и карантин растений. - 2001. - № 10 -С. 26-29.
16. Антонова Т.С., Арасланова Н.М.
Способ определения всхожести семян заразихи подсолнечной. Патент на изобретение № 2442318, зарегистрирован
20.02.2012 г.
