CC BY
62
УДК 633.13:632.7
ВЫЯВЛЕНИЕ ИСТОЧНИКОВ И МЕХАНИЗМОВ УСТОЙЧИВОСТИ ОВСА К ОВСЯНОЙ ШВЕДСКОЙ МУХЕ
О.А. ЖУЙКОВА, младший научный сотрудник, аспирант Т.К. ШЕШЕГОВА, доктор биологических наук, зав. лабораторией
Е.М. ЛИСИЦЫН, доктор биологических наук, зав. отделом
Г.А. БАТАЛОВА, член-корреспондент Россельхозака-демии, зам. директора НИИСХ Северо-Востока E-mail: [email protected]
Резюме: В статье изложены результаты изучения сортов овса на устойчивость к овсяной шведской мухе (Oscinella frit L.), проведенного в условиях искусственного провокационного фона. А также результаты определения некоторых механизмов устойчивости генотипов к повреждению шведской мухой. Установлено, что наибольшей устойчивостью среди почти 140 изученных сортов и линий отличаются сорта Буцефал (пленчатый, повреждение не более
3,5 %) и Першерон (голозерный, повреждение не более 9,1 %). Важную роль в устойчивости растений к изучаемому вредителю играют интенсивность роста и опушенность листовой пластины.
Ключевые слова: селекция, овес, сорт, устойчивость, механизм устойчивости, шведская муха.
В системе интегрированной защиты растений от вредителей одно из приоритетных направлений - селекция на иммунитет, то есть создание сортов, сочетающих хозяйственно-ценные признаки с устойчивостью к наиболее опасным вредителям. Их использование в производстве кроме снижения потерь и повышения вероятности получения стабильно высоких урожаев, позволит сократить численность популяций насекомых-вредителей и снизить расход инсектицидов [1].
В Волго-Вятском регионе наблюдается ежегодное повреждение посевов овса шведской мухой (Oscinella frit L.). Заселенность этим вредителям обследованных площадей зерновых культур в 2008-2009 гг. в Кировской области превышала 60 %. Потери урожая составляют 5...15 %, а в отдельные годы достигают 30 %. Это происходит в основном из-за уменьшения количества зерен в метелке на
36,0...66,9 % [2-4].
Известно, что шведская муха сильнее повреждает более поздние ослабленные посевы с продолжительным периодом от всходов до выметывания [3, 5]. Генофонд овса недостаточно изучен по устойчивости к этому вредителю, неизвестны и механизмы формирования признака присущие отдельным генотипам, что ограничивает возможности селекции в таком направлении.
Цель наших исследований - изучить устойчивость к повреждению шведской мухой в условиях искусственного провокационного фона у перспективных пленчатых и голозерных сортов и селекционных линий овса НИИСХ Северо-Востока, а также включенных в Государственный реестр Российской Федерации сортов различного экологогеографического происхождения; определить некоторые механизмы устойчивости отдельных генотипов.
Условия, материал и методы. Исследования проведены в НИИСХ Северо-Востока в 2007-2010 гг. Изучены 122 перспективных сорта и линии НИИСХ Северо-Востока и 17 включенных в Госреестр РФ сортов. Провокацион-
ные условия для заселения шведской мухой создавали путем более позднего (на 10 дней от оптимального) сева, уменьшенной (на 50 %) нормы высева и размещения питомника вблизи посевов озимой ржи, где сохраняются имаго насекомого. Площадь делянки 0,5 м2, повторность двухкратная. В качестве стандарта для пленчатых форм были выбраны районированные сорта Аргамак и Улов, для голозерных - Вятский.
Учет устойчивости проводили по показателям повреж-денности растений на начальных этапах онтогенеза в период «кущение — выход в трубку». Степень поврежденно-сти определяли по 4-хбальной шкале [3]:
1 балл - поврежденных стеблей менее 10 % (образец устойчив);
2 балла - поврежденных стеблей менее 10...25 % (среднеустойчив);
3 балла - поврежденных стеблей менее 25...50 % (слабоустойчив);
4 балла - поврежденных стеблей менее 50 % (неустойчив);
Для изучения механизмов устойчивости к шведской мухе мы использовали четыре сорта различающихся по выраженности этого признака. Сорт Дэнс и линия 275h04 - слабоустойчивые, Буцефал и 642h03 - устойчивые.
Н.А. Вилкова с соавторами [3] отмечают, что самки шведской мухи предпочитают откладывать яйца на медленно растущие части растений иначе они за период инкубации оттесняются от зоны конуса нарастания и личинки вынуждены питаться дифференцированными тканями, что отрицательно сказывается на их физиологическом состоянии. При этом сильнее повреждаются растения с развалистой формой куста. Сомкнутая прямостоячая форма куста, узкий опушенный лист неблагоприятны для откладки яиц и питания личинок.
Для определения интенсивности нарастания площади линейных листьев мы использовали формулу [7]:
А l b k,
л= л
где l - длина листовой пластинки, см, b - максимальная ширина, см, kn - коэффициент формы (среднее значение kn = 0,76)
У испытуемых сортов проводили по 6 измерений площади листьев с интервалом 1...3 дня начиная с фазы появления всходов до фазы кущения.
Тип куста определяли визуально по расположению листьев и боковых побегов. Для оценки использовали угол, образованный внешними листьями и боковыми побегами с воображаемой средней осью [8].
Е.В. Будницкой [9] выявлено, что растения сильно повреждаемые шведской мухой, содержат больше хлорофилла и каротиноидов, а также отличаются повышенной активностью пероксидазы. Концентрация пигментов обеспечивает определенную окраску листьев, а продукты окисления каротиноидов - запах, что привлекает или отталкивает самок вредителя при откладке яиц. Высокое содержание сухого вещества в листьях выполняет барьерную функцию, поскольку около 90 % сухого вещества составляют углеводные компоненты механических тканей - стенок клеток эпидермиса, мезофилла, проводящих элементов листа.
Результаты и обсуждение. В исследованиях не выявлено иммунных форм и существенных различий в изменчивости признака у пленчатых и голозерных гено-__ Достижения науки и техники АПК, №10-2010
Таблица 1. Иммунологическая оценка новых сортов овса
Сорт Повреждение, % Степень повреждения, %
2008 г. 2009 г. 2008 г. 2009 г.
пленчатые
Аргамак
(стандарт) 10,5 5,0 4,8 2,0
Улов
(стандарт) 11,0 7,0 3,8 2,3
Буцефал 3,5 3,4 1,0 1,1
голозерные
Вятский
(стандарт) 7,0 7,5 2,0 1,9
Першерон 8,9 9,1 1,0 1,0
типов овса. Повреждение изученных образцов варьировало от 0,9 % (селекционный образец 587h04) до 26,7 % (сорт Дэне). В среднем по изученному сортименту пленчатых форм повреждение составило 7,9 %, голозерных - 8,2 %, а степень повреждения - соответственно
2,6 и 3,1 %. Стандарты пленчатых генотипов Аргамак и Улов характеризовались средней устойчивостью к повреждению шведской мухой, а голозерных - Вятский - высокой.
Большую часть изученного материала (63,6 %) можно отнести к группе устойчивых образцов, повреждение растений которых не превышало 10 % [6]. Среди них следует отметить сорта пленчатого овса Буцефал и голозерного - Першерон. За годы исследований наибольшее повреждение их шведской мухой не превышало 3,5 и 9,1 % у соответственно (табл. 1).
Причем степень повреждения и гибель растений этих сортов была крайне низкой. Кроме того, они средневосприимчивы к фузариозным корневым гнилям на искусственном инфекционном фоне, а сорт Буцефал характеризуется еще и высокой устойчивостью к пыльной головне при искусственном заражении Ustilago avenae.
Входе изучения механизмов устойчивости мы установили, что при появлении третьего листа площадь линейных листьев у сорта Буцефал увеличилась с 1,55 до 6,7 см2, а у линии 642И02 - с 1,8 до 6,75 см2 (см. рисунок). У восприимчивых форм (Дэне, 275h04) величина этого показателя была ниже, чем у более устойчивых. При дальнейших измерениях наблюдалась аналогичная тенденция.
Влияния типа куста как фактора пассивного иммунитета к шведской мухе в наших исследованиях не вы-
явлено. Поскольку у всех четырех изучавшихся сортов он был прямостоячим.
Опушение краев листа у устойчивых сортов отмечено от слабого до среднего, у более повреждаемых оно отсутствовало или было очень слабым.
Определение содержания в тканях листа хлорофиллов (суммарный показатель) и каротиноидов не выявило резких отличий по этим препаратам (табл. 2). Такая ситуация может быть связана с тем, что у изучавшихся сортов отмечена слабая степень поврежденности. Относительно низкое содержание каротиноидов можно объяснить прохладной (среднесуточная температура воздуха + 15С°) и влажной погодой (количество осадков 80 мм) в начале июня 2010 г. (время отбора проб). Содержание сухого вещества в листьях и стеблях устойчивых сортов было выше, чем у образцов со слабой устойчивостью, на
1,36...1,72 %, что согласуется с результатами исследований Е.В. Будницкой.
Выводы. В условиях искусственного провокационного фона установлено, что более 60 % изученных перспективных сортов и селекционных линий овса, созданных в НИИСХ Северо-Востока, можно отнести к группе устойчи-
вых. Проведенные эксперименты показали, что у растений овса важную защитную функцию от шведской мухи выполняют ростовые процессы и опушенность листовой пластинки. Таким образом, необходим поиск исходного материала, обладающего разными факторами активного и пассивного иммунитета к вредителю, а также анализ наследования признака.
Таблица 2. Содержание фотосинтетических пигментов и сухого вещества
Сорт, селекционный образец Сумма хлорофиллов, мг/г сырого вещества листьев Содержание каротиноидов, мг/г сырого вещества листьев Содержание сухого вещества, %
в листьях\ в стеблях
Дэне 3,751 ±0,179 0,931 ±0,058 14,31 ±0,35 10,94±0,56
275И04 4,065±0,049 0,890±0,009 15,00±0,25 12,81 ±0,20
Среднее по сла-
боустойчивым 3,91 0,91 14,66 11,88
Буцефал 3,989±0,120 0,820±0,035 15,68±0,88 12,58±0,63
642И03 4,002±0,104 0,931 ±0,085 17,07±1,76 13,89±2,21
Среднее по
устойчивым 4,00 0,88 16,38 13,24
Рисунок. Изменение площади листьев сортов овса: □- Дэне; ■- 2751104; □ - Буцефал; а - 0642ГЮЗ.
Литература.
1. Шмальц X. Селекция растений. - М.: Колос, 1973. - 295 с.
2. Баталова Г.А., Лисицын ЕМ., Русакова И.И. Биология и генетика овса. - Киров: Зональный НИИСХ Северо-Востока, 2008. - 454 с.
3. Вилкова H.A., Асякин Б.П., Нефедова Л.И. и др. Методы оценки сельскохозяйственных культур на групповую устойчивость к вредителям. - СПб., 2003. - 112 с.
4. Филатова И.А., Суслова Т.Н., Некрасова В.А. Обзор фитосанитарного состояния сельскохозяйственных культур в Кировской
области в 2008г. Прогноз развития и распространения основных вредителей и болезней растений в 2009 году. - Киров, 2009. -98с. Достижения науки и техники АПК, №10-2010 --------------------------------------------------------- 23
5. Шипило М.Г. Сравнительная устойчивость сортов ярового ячменя к повреждению шведской мухой, их влияние на развитие вредителей: автореф. дис...канд. с.-х. наук. - Себеж, 1973. - 18 с.
6. Жуйкова О.А., Шешегова Т.К., Баталова Г.А. Изучение сортов овса по устойчивости к овсяной шведской мухе // Инновационные технологии - в практику сельского хозяйства. Материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 65-летию агрономического факультета: Сборник научных трудов. - Киров: ВГСХА, 2009. - С.34-37.
7. Зеленский М.И., Наумова Т.В. Расчетный способ определения площади листьев (зерновые культуры). - Л.: ВИР, 1984. - 20 с.
8. Официальный бюллетень. Государственная комиссия Российской Федерации по испытанию и охране селекционных достижений при Минсельхозпроде России, № 4. - М., 1995. - С. 221-308
9. Будницкая Е.В. Современные представления о биосинтезе и физиологической роли каротиноидов // Изв. АН СССР. - 4. - 1952. - С. 80-82.
MECHANISMS OF FRIT FLY RESISTANCE IN OATS AND DEFINITION OF SOURCES OF TRAIT O.A. Zhujkova, T.K. Sheshegova, E.M. Lisicyn, G.A. Batalova
Summary. An article contains results of study of oats varieties on frit fly (Oscinella frit L.) resistance under conditions of artificial provocative background, and results of definition of mechanisms of genotypes’ resistance to frit fly damage. Key words: breeding, oats, variety, resistance, mechanisms of resistance, frit fly.
УДК 631 527 634
НОВЫЕ СОРТА ЗЕМЛЯНИКИ СЕЛЕКЦИИ ОТДЕЛА ГОРНОГО САДОВОДСТВА НИИСС ИМ. М.А. ЛИСАВЕНКО
С.В. ПЫСИНА, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник
НИИ садоводства Сибири им. М.А. Лисавенко E-mail: [email protected]
Резюме: В статье приведена краткая хозяйственно биологическая характеристика новых адаптивных и продуктивных сортов земляники, созданных в низко-горье Алтая. Урожайность сорта Александрина в этих условиях составляет 9,0...11,5 т/га, Аленушка -12,5. ..15,0, Анна - 11,3.12,5 т/га. Все они отличаются зимостойкостью, засухоустойчивостью, устойчивостью к земляничному клещу и серой гнили, пригодны для разных видов переработки.
Ключевые слова: земляника, сорт, урожайность, устойчивость.
В мире создано более 10 тысяч сортов земляники. Большинство из них отличаются низкой зимостойкостью, жаро- и засухоустойчивостью, устойчивостью к избытку влаги, болезням и вредителям, и совсем мало сортов, у которых устойчивость к негативным абиотическим факторам совмещена с высокой продуктивностью и качеством ягод.
Лимитирующие факторы получения высоких урожаев земляники в низкогорье Алтая - повреждающие морозы осенью до установления снежного покрова и весной после его схода (частота повторяемости лет соответственно 55 и 32 %) [1], недостаток влаги (засушливые периоды по
10...20 дней) во время формирования рожков (55 %), созревая ягод (41%), закладки цветоносов (36 %), условия способствующие поражению ягод серой гнилью - дождливая погода, обильные ночные росы, влажность воздуха и почвы на уровне 70...80 %, температура воздуха +15...+200С (32 %). Ежегодно высокие урожаи в этой зоне могут давать только те сорта, у которых в генотипе совмещены зимостойкость, устойчивость к недостатку и избытку влаги, устойчивость к серой гнили [2].
Цель наших исследований - создание сортов с широ-
ким диапазоном приспособительных возможностей к лимитирующим факторам в низкогорье Алтая, совмещение в одном генотипе высокого уровня зимостойкости, засухоустойчивости, устойчивость к избытку влаги и серой гнили, продуктивности и качества ягод.
Условия, материалы и методы. Период исследования характеризовался нестабильностью погодных условий. Варьирование показателей по годам было значительным. Среднегодовая температура воздуха за период с 1985 по 2007 гг изменялась от +0,7 до +4,0 0С, продолжительность безморозного периода - от 108 до 143 дней, сумма температур выше +10 0С - от 1663 до 2364 0С, минимальные температуры в апреле опускались до -3,9.. .-26,7 0С, в октябре - до -3,3 .-26,3 0С, амплитуда суточных колебаний температуры в апреле составляла 29...59 0С, в октябре - 22.48 0С. Снежный покров устанавливался в
1...2 декадах ноября, сходил в конце марта - первой половине апреля, максимальной высоты достигал в феврале -23.90 см. Осадков выпадало от 499 до 849 мм в год, количество зимних осадков в годовом цикле составляло 28 %, летних - 72 %. Гидротермический коэффициент (ГТК) варьировал от 1,0 до 3,3. Распределение осадков во время вегетации было крайне неравномерным, наряду с избыточно увлажненными периодами по 10.20 дней (декадный ГТК 4,1...7,2) повторялись периоды с недостаточной влагообеспеченностью (декадный ГТК 0.0,8). При этом ряд исследователей [3, 4] отмечают, что отрицательное воздействие на состояние растений оказывает не только недостаточное водоснабжение, но и избыток влаги, при котором наблюдается нехватака кислорода и высокая концентрация углекислого газа в зоне корней.
Материалом для изучения служили гибридные сеянцы 1988-1992 гг скрещивания. Исследования проводили в селекционных садах, на участках коллекционного изучения и конкурсного испытания, расположенных на склонах югозападной экспозиции крутизной 3.50. Почва под посадками лугово-черноземная. Землянику выращивали без полива. Основной метод получения селекционного материала -внутривидовая гибридизация и отбор. Селекцию и сортои-зучение проводили по общепринятым методикам [5, 6, 7]. __ Достижения науки и техники АПК, №10-2010
