Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы. современные тенденции в изучении основных болезней томата, перца и баклажана различной природы в условиях защищенного грунта 12
1.1. Степень изученности вирусных болезней томата, перца и баклажана (таксономия, симптомология, органотропность, биологические особенности и специализация) 12
1.2. Распространение, вредоносность почвенных инфекций, вызываемых грибами рода Fusarium Link, и галловыми нематодами Meloidogyne spp 36
1.2.1 Фузариозное увядание на растениях томата, особенности патогенеза, структура популяций 36
1.2.2. Галловые нематоды защищенного грунта и методы борьбы с ними 50
1.3. Значение устойчивых сортов и гибридов в системах промышленного, коммерческого выращивания томата, перца, баклажана 72
1.4. Основы селекционного отбора на устойчивость к болезням (томата, перца, баклажана) 75
ГЛАВА 2. Место, материалы, методы исследований и условия проведения экспериментальных работ 80
2.1 Исходный материал для исследований 80
2.1.1. Характеристика изученного растительного материала томата, перца, баклажана 80
2.1.2. Характеристика использованного в исследованиях инфекционного материала 81
2.2. Методы изучения инфекционного материала 82
2.2.1. Методы анализа патогенов вирусной природы и определения патотипа ВМТо по классификации Pelham. 89
2.2.2. Метод идентификации рас Fusarium oxysporum (Schlecht.)
f. lycopersici (Sscc.) et Hansen 92
2.2.3. Методы идентификации вида и расы галловых нематод в изученных популяциях 94
2.3. Методы оценки устойчивости селекционного материала НПФ «Агросемтомс» томата, перца, баклажана к патогенам различной природы 95
2.3.1. Использование экспресс-метода оценки устойчивости образцов томата к вирусу мозаики томата (ВМТо) 95
2.3.1.1. Метод оценки устойчивости к вирусу мозаики томата (ВМТо) селекционных образцов перца ибаклажана 96
2.3.2. Метод оценки устойчивости селекционных образцов томата к фузариозному увяданию 99
2.3.3. Методы оценки устойчивости селекционных образцов томата к южной и яванской галловым нематодам 100
2.3.3.1. Методика оценки гибрида F!-Семейный для борьбы с галловыми нематодами в теплицах 104
ГЛАВА 3. Результаты изучения инфекционного материала 107
3.1. Анализ патогенов вирусной природы 107
3.2. Результаты изучения морфолого-культуральных свойств различных видов рода Fusarium Link, поражающих растения видовLycopersicumTourn 111
3.2.1. Идентификация расы Fusarium oxysporum f. sp. Lycopersici 115
3.3. Результаты идентификации вида и расы галловых нематод в изученных популяциях 115
3.4. Результаты выбора естественного инвазионного фона в теплицах НПФ «Агросемтомс» 116
ГЛАВА 4. Результаты исследований устойчивости селекционного материала нпф «агросемтомс» к комплексу патогенов 120
4.1. Оценка устойчивости образцов томата, перца и баклажана к ВМТо 122
4.1.1. Результаты оценки образцов томата к ВМТо 122
4.1.2. Результаты оценки образцов перца к ВМТо 128
4.1.3. Результаты оценки образцов баклажана к ВМТо 137
4.2. Оценка устойчивости образцов томата к фузариозному увяданию. 145
4.3. Оценка устойчивости образцов томата к галловым нематодам 151
4.3.1. Оценка гибрида Fi-Семейный для борьбы с галловой нематодой в теплицах 160
4.4. Итоги изучения устойчивости образцов томата к комплексу основных патогенов 162
4.5. Итоги представления в Госкомиссию РФ лучших гибридов томата для районирования в регионах РФ 168
Выводы 172
Практические рекомендации 174
Список литературы 175
Приложения... "... 207
- Распространение, вредоносность почвенных инфекций, вызываемых грибами рода Fusarium Link, и галловыми нематодами Meloidogyne spp
- Значение устойчивых сортов и гибридов в системах промышленного, коммерческого выращивания томата, перца, баклажана
- Методы оценки устойчивости селекционного материала НПФ «Агросемтомс» томата, перца, баклажана к патогенам различной природы
- Результаты идентификации вида и расы галловых нематод в изученных популяциях
Введение к работе
Плоды овощных пасленовых культур томата (Lycopersicon esculentum Mill.), перца {Capsicum аппиит L.), баклажана (Solarium melongena L.) являются ценными витаминными продуктами питания, производство которьк концентрируется на больших площадях закрытого и открытого грунта.
Томат является источниками витаминов. Содержание аскорбиновой кислоты в отдельных сортах достигает 50 мг/100 г сухого вещества [16]. В 1 кг плодов томат содержит: аневрин - витамин В і (0,3 - 4,6 мг), рибофлавин -витамин Вг (1,5 - 6,0 мг), фолевую кислоту (1,7 мг), ниацин (4 мг), так же в плодах томата содержится РР (никотиновая кислота), провитамин А (каротин), соли калия, натрия, кальция, магния, фосфора, железа, йода и другие полезные вещества [134]. Калорийность томата невысокая - 160 - 200 ккал/кг, так как в плодах томата содержится до 93,8% воды, 5 - 8% сухих веществ, 3-7% Сахаров, до 1% яблочной и лимонной кислоты и белков. Все перечисленные выше вещества необходимы для нормализации обменных процессов в организме человека, способствуют сохранению его здоровья и трудоспособности. Особым целебным действием обладает, входящий в состав плодов томата ликопин, являющийся мощным антиоксидантом, снижающий вероятность развития рака. Свежие плоды томаты и томатный сок полезны при сердечно-сосудистых заболеваниях, гастритах, упадке сил, ослаблении памяти, малокровии. Регулярное употребление свежих томатов оказывает всестороннее благоприятное действие на человеческий организм.
Перец занимает первое место среди овощных культур по содержанию аскорбиновой кислоты, (132 - 482 мг/100 г сырой массы). В плодах сладкого перца до 92% воды; 4,1 - 7,4% Сахаров, преимущественно фруктозы и глюкозы; белков от 1,3 до 2,6%; сырой клетчатки до 1,36%. Много витаминов группы В (Вь В2, В3), Р 300 - 500 мг/100 г сырой массы, каротина (провитамина А) 0,6 - 16 мг, содержатся фолевая, никотиновые кислоты и другие
7 ценные вещества. Если учесть, что ежедневная доза витамина С для человека составляет 50-100 мг, а Р-активных веществ 15 - 150 мг, то достаточно 20 -50 г плодов перца, чтобы удовлетворить суточную потребность в этих витаминах. Перец сладкий, как поливитаминный продукт, широко применяется в лечебном питании при малокровии, цинге, упадке сил, гипо- и авитаминозе, возбуждает аппетит, стимулирует пищеварение, способствует укреплению волос и ногтей, улучшает работу сальных желёз и слёзных протоков [24].
Особая ценность плодов баклажана состоит в выведении из организма человека холестерина, значительного снижения его в крови и стенках кровеносных сосудов (до 59%), что препятствует развитию атеросклероза [132]. Это происходит благодаря Соланину М - горькому веществу в плодах баклажана. Соланин М придаёт специфический вкус продукции из баклажан и оказывает на организм тонизирующее действие. Но в концентрированном виде Соланин М является ядом. Отсутствие соланина определяют по белому цвету мякоти плода, которая не буреет после его разрезания. В технической спелости плоды баклажана содержат: сахара, крахмал, пектин, органические кислоты, витамины: С, Вь Вг, В6, РР, каротин, макро- и микроэлементы и незаменимые аминокислоты. Из заменимых аминокислот баклажаны больше всего содержат глютаминовую и аспарагиновую [132]. Большое количество калия (238 мг/100 г сырой массы) - усиливает работу сердца, способствует выведению из организма жидкости [168].
Основную трудность при выращивании перечисленных культур и формировании высокой их продуктивности, а также качества плодов в условиях защищенного грунта, представляют поражения растений комплексом болезней, вызываемых вирусами, микозами и нематодами.
Наибольшую инфекционность и трансмессивность имеют в теплицах различные штаммы вирусов[29,30, 33, 38,43,45, 142,165,170]. Они передаются семенами, контактно и через почву, обладают быстрой аккумуляцией
8 инфекционного начала, высокой изменчивостью патогена, что в комплексе приводит к возникновению новых штаммов, дающих новые симптомы.
В зависимости от штамма вируса, генотипа растения-хозяина, характера проявления инфекции после заражения, а также от сроков заражения и комплекса условий среды в которой инкубируют растения до появления симптомов, происходит значительное снижение урожая плодов, достигающее 50% и более при резкой потере качества плодов [33,42,196].
Не менее вредоносны почвенные патогены, такие как фузариоз (возбудитель грибы вида Fusarium spp.) и мелойдогиноз (возбудитель галловая нематода рода Meloidogyne spp.).
Возбудитель фузариозного увядания является почвенным фитопатоге-ном, который может длительное время без потери вирулентности существовать как сапрофит в почве, что затрудняет борьбу с ним. Он способен поражать растения одного вида и сорта, или иметь более широкий круг растений-хозяев. Различная степень специализации штаммов возбудителя фузариозного увядания затрудняет селекцию овощных культур на устойчивость к нему.
Галловые нематоды, являясь облигатными седентарными эндопаразитами корней растений, обладают очень высоким инвазионным потенциалом. В зависимости от вида нематоды и температуры окружающей среды, самки могут развивать до тринадцати поколений [139]. Вредоносность галловых нематод усугубляется еще и тем, что они повышают патогенность почвенных грибов, в том числе и возбудителя фузариозного увядания.
Согласно современной стратегии в основе любой системы защиты растений должен лежать болезнеустойчивый сорт. Именно поэтому одним из обязательных условий при создании современных сортов и гибридов является селекция на устойчивость к болезням. Для ускорения процесса создания резистентных гибридов необходимы тщательное изучение возбудителя болезни и использование эффективных методов оценки устойчивости к патогенам.
Основная цель исследований - изучение устойчивости образцов томата, перца и баклажана селекции НПФ «Агросемтомс» к ВМТо, фузариозу, и мелойдогинозу; выделение источников резистентности к возбудителям болезней для использования в селекции.
Достижение цели потребовало решить следующие задачи:
изучить симптомологию патогенеза, штаммовый состав ВМТо на растениях томата, перца и баклажана; определить видовой и расовый состав возбудителей болезней томата: грибов рода Fusarium spp. и галловых нематод рода Meloidogyne spp.; изучить распространенность перечисленных выше патогенов в защищенном грунте Кировской области;
оценить коллекционный материал томата, перца и баклажана селекции НПФ «Агросемтомс» по устойчивости к основным патогенам на созданных инфекционных фонах; выделить образцы с устойчивостью;
охарактеризовать созданные устойчивые гибриды по признакам: уровень резистентности, скороспелость, урожайность, качество плодов.
Научная новизна результатов исследований. Впервые проведено детальное фитоиммунологическое изучение ста сорока семи образцов, селектированных в НПФ «Агросемтомс»: девяносто шести - томата по устойчивости к ВМТо, фузариозному увяданию и мелойдогинозу; тридцати четырех - перца и семнадцати - баклажана по устойчивости к ВМТо.
Установлено, что среди изученных шестидесяти девяти селекционных линий томата одна обладает устойчивостью к ВМТо, фузариозу, мелойдогинозу; одна - устойчивостью к ВМТо и к двум видам галловых нематод; семь - устойчивостью к ВМТо и фузариозу; четыре - устойчивостью к ВМТо и мелойдогинозу; четыре - устойчивостью к фузариозу и мелойдогинозу. Из двадцати семи гибридов и сортов томата, пять, выделены с устойчивостью к
10 комплексу патогенов: ВМТо, фузариозу, мелойдогинозу, и пять с устойчивостью к ВМТо и фузариозу, а также один сорт с устойчивостью к фузариозу и мелойдогинозу.
В итоге оценки установлено, что из двадцати четырех изученных селекционных линий перца, двадцать являются устойчивыми к ВМТо, а из десяти гибридов перца, выделены девять с устойчивостью.
Среди изученных по устойчивости семи селекционных линий баклажана, выделены шесть устойчивые к ВМТо, а из десяти гибридов и сортов - девять. По происхождению выделенные источники устойчивости представлены, образцами отечественной и зарубежной селекции, включившими как гомозиготные линии по отдельным генам, так и гибриды Fi со сложными генотипами.
При исследовании инфекционного потенциала патогенов, поражающих пасленовые в защищенном грунте Кировской области идентифицированы: изоляты ВМТо, видовой и расовый состав галловых нематод, а также изоля-ты F. oxysporum с определением рас патогена.
Практическая значимость работы. Впервые в качестве источников резистентности использованы выделенные нами образцы селекции фирмы НПФ «Агросемтомс» с устойчивостью к комплексу патогенов: линии томата - л-436, л-346, л-746, л-725, л-749, л-234, л-720, л-370, л-570, л-550, л-661, л-722 с устойчивостью к ВМТо, фузариозу, мелойдогинозу; линии перца - л-170, л-274, 317, л-211, л-345, л-359, л-324 и образцы баклажана-л-160, л-81, л-108, л-101, л-52, л-121, Кировский, Аметист с устойчивостью к ВМТо.
В результате совместной работы с НПФ «Агросемтомс» по оценке устойчивости созданы в соавторстве два новых гетерозисных гибрида томата Fi-Садко и Fi-Семейный, которые внесены в Государственный реестр селекционных достижений РФ и получены авторские свидетельства: А.С. №43524, 2005 г.(приложение 1) и А.С. №40255, 2007 г. (приложение 2) соответственно.
Выражаю глубокую признательность коллективу кафедры фитопатологии СПбГАУ, сотрудникам лаборатории вирусных, микоплазменных и нематодных болезней ВИЗР и ее руководителю кандидату сельскохозяйственных наук Гуськовой Людмиле Алексеевне за помощь и консультации в проведении лабораторных исследований.
Выражаю благодарность коллективу фирмы НПФ «Агросемтомс» и ее директору Мотову Виктору Михайловичу за предоставленный семенной материал и помощь в проведении вегетационных исследований.
Считаю своим приятным долгом выразить глубокую признательность и благодарность моему научному руководителю, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Власовой Элеоноре Алексеевне за научное руководство, консультации и ценные советы во время выполнения и написания диссертационной работы.
Распространение, вредоносность почвенных инфекций, вызываемых грибами рода Fusarium Link, и галловыми нематодами Meloidogyne spp
Распространение и вредоносность. Увядания, вызываемые грибами рода Fusarium Link., имеют широкое распространение и большую практическую значимость на овощных культурах в разных странах мира, особенно в условиях защищенного грунта. Фузариозное увядание томата, вызываемое патогеном Fusarium ох-ysporum (Schlecht.) f. sp lycopersici (Sacc.) et Hansen, одно из наиболее распространенных и вредоносных заболеваний томата. Этот тип поражения приводит к значительным потерям урожая, как в открытом, так и в защищенном грунте. О большой значимости фузариозного увядания свидетельствуют многочисленные исследования проблемы и сведения специалистов, изучав ших проблему [5, 84, 216]. Возбудитель имеет множественные определения как синонимы. Син.: Fusarium oxysporum Schlecht var. cepae (Hans) Raillo, F. vasinfetum Atk., F. bulbigenum Cke. Et Mass., F. orthoceras App. Et Wr. var. longins (Sherb.) Wr., F. conglutinans Wr [15]. Впервые на томатах фузариозное увядание было обнаружено в штате Луизиана (США) Masse [269]. В последующие годы стало быстро распространяться, причиняя ощутимый вред по всей территории США. Позже данные о фузариозном вилте стали поступать из других стран, где имелись производственные посадки томата. Первые работы по изучению и описанию симптомологии трахеомикозов появились в 20-х годах XX века [289,310]. В нашей стране заболевание появилось в 30-х годах 20-го века и наиболее широко распространилось в южных районах страны [28, 177]. Особенно широко болезнь распространилась в открытом грунте в Краснодарском крае [204], Ростовской,
Волгоградской областях, на Дальнем Востоке [52]. С развитием защищенного грунта фузариоз стал одним из самых распространенных заболеваний томата различных теплиц в различных районах страны. Начиная с 70-х гг. это заболевание зафиксировано на томатах в теплицах Московской [57], Ленинградской [50], Горьковской [3], Ивановской, Тульской, Свердловской областей, Татарской АССР, Восточной Сибири, на Дальнем Востоке[144], в Западной Сибири и на Украине [52,109]. В Ростовской области в зоне промышленного овощеводства в последнее десятилетие возросла распространенность и вредоносность от растений от болезней увядания, ущерб на томатах по данным А.Я. Чернова достигает 20-30% [199]. В Белоруссии, по данным В.Д. Поликсеновой, в защищенном грунте фузариозное увядание на томатах причиняет большой ущерб, особенно в период зимне-весеннего культурооборота. За четыре года обследований (с 1991 по 1995 гг.) в остекленных теплицах распространенность болезни составила 48-89,2% и в заметно меньшей степени в пленочных теплицах - до 57,4% [135]. Видовой состав. Изучению видового состава возбудителей заболеваний вызываемых грибами рода Fusarium Link, посвящено значительное количество работ в России и за рубежом. Возбудитель фузариозного увядания на томате впервые был описан Sac-cardo в 1886 г. [281] под видовым названием Fusarium. oxysporum (Schlecht.) f. lycopersici (Sacc.) et Hansen. В разные годы в качестве возбудителя фузариозного увядания описаны различные виды Fusarium: F. oxysporum Schl. f. sp. lycopersici (Sacc.) Snyd. et Hans; F. oxysporum Schl. em Snyd. et Hans; F. oxysporum Schl. em Snyd. et Hans f. lycopersici Bilai; F. lycopersici Sacc, F. bul-bigenum v. lycopersici Wollen.; F. bulbigenum v. lycopersici (Bruschi) Wollenw. etReink. [11,14,15,144,176]. Кроме. F. oxysporum f. sp. lycopersici томаты могут поражать представители других видов Fusarium spp: F. equiseti, F. scirpi, F. soipi, F. solani, F. eruebescens, F. monilliforme, F. coeruleum, F. semitectum, F. lateritium, F. sam-bucinum, F, culmorum, F. roseum, F.avenaceum, F. gibbosum, F. sporotrichiella [14,15,130,144]. Таксономическое положение. Половое размножение или совершенная стадия Fusarium oxysporum неизвестны [95, 144]. Он размножается одноклеточными микроконидиями или типичными серповидной формы многоклеточными макроконидиями, а также хламидоспорами и склероциями, которые легко образуются в культуре [14]. Хламидоспоры чаще всего образуются мицелием и макроконидиями путем формирования толстой оболочки. Кроме того, сине-черные склероции возникают на среде, содержащей 25% картофеля, 2% глюкозы, 2% агара [305]. Макроконидии (иногда и микроконидии) развиваются обычно на коротких, прямостоящих, разветвленных, полотно прилегающих друг к другу конидиеносцах, расположенных на поверхности субстрата.
Эти структуры называют спородохиями. В некоторых случаях множество макроконидий образуют слизистую пленку, покрывающую субстрат (пионноты). Микроконидии - одноклеточные, прозрачные и формируются в ложных головках. Макроконидии - четырехклеточные, прозрачные [95]. На основании этих признаков систематическое положение F. oxysporum Schlecht.: Секция Elegans Отдел Deuteromycota Класс Hyphomycetes Порядок Hyphomycetales Семейство Tuberculariaceae Род Fusarium Специализация. Вид Fusarium. oxysporum Schlecht. состоит из многих различных по вирулентности форм Snyder и Hansen в 1940 г. различали двадцать пять [299], Gordon в 1965 г. описал шестьдесят шесть [252], Билай в 1988 г. выделяет восемьдесят более или менее специализированных форм [15]. Физиологические расы внутри отдельных специализированных форм можно выделить на основании вирулентности их в отношении различных сортов растения-хозяина [95]. В настоящее время известны три расы возбудителя Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici. Впервые наличие у F. oxysporum f. sp. lycopersici физиологической расы 1, способной закреплять свои свойства в течение длительного времени было установлено в 40-х годах в США. Устойчивость к расе 1 обнаружили [224] у линии 160 L. esculentum var. pimpinellifolium - смородиновидного томата, она определяется доминантным геном I]. Межвидовой гибридизацией ген был передан многим культурным сортам. Первое сообщение о появлении новой вирулентной расы, преодолевшей ген її поступило в 1945 г из штата Огайо [213], ее обозначили расой 2 [249]. Доминантный ген 12, обеспечивающий устойчивость к расе 2 был обнаружен в L. peruvianum Mill, была выделена линия P.I. 126915-1-8-1, устойчивая к
Значение устойчивых сортов и гибридов в системах промышленного, коммерческого выращивания томата, перца, баклажана
В современных условиях использование устойчивых сортов остается наиболее перспективным направлением, гарантирующим рентабельность различных сооружений защищенного грунта [121]. Важным этапом селекционной работы является создание гетерозисных гибридов F Имеется много данных, подтверждающих, что гибриды Fj в силу своей гетерозиготности гораздо более пластичны, чем гомозиготные сорта или линии [53]. Кроме того, использование гибридов Fi в производстве обеспечивает прибавку урожая за счет гетерозиса [78]. Благодаря успехам селекционеров постоянно повышается генетически фиксированная потенциальная продуктивность сортов и урожайность на практике [287]. Следует отметить, что использование устойчивых сортов и гибридов томата, перца, баклажана позволяет не только сохранить урожай, но и избежать ухудшения качества продукции, связанного с поражением болезнями и повреждением вредителями. Выращивание устойчивых сортов и гибридов позволяет резко сократить затраты на средства защиты растений от патогенов, как то пропаривание грунта или дорогостоящие химикаты, кроме того это важнейший фактор поставки потребителю экологически безопасной продукции из защищенного грунта, что в свою очередь снижает химическое засорение окружающей среды. Устойчивые сорта в большей мере способствует сохранению внешней среды, так как при правильном их возделывании экономические пороги вредоносности вредных организмов часто не достигаются.
В таких случаях их можно возделывать без затрат средств защиты растений (за исключением протравливания семян) или с уменьшенными их расходами [80]. Известно, что устойчивость или восприимчивость растений представляет собой результат взаимодействия двух геномов (растения и паразита), что объясняет многообразие как генов устойчивости растений к одному и тому же виду возбудителя, так и физиологических рас патогена, способных преодолевать действие этих генов. Подобное многообразие является следствием параллельной эволюции паразита и растения-хозяина [205]. Обоснование роли устойчивых сортов в защите растений дано Н.И. Вавиловым, который писал, что среди мер защиты растений от разнообразных заболеваний, вызываемых паразитическими грибами, бактериями, вирусами, а также различными насекомыми, наиболее радикальным средством борьбы является введение в культуру иммунных сортов или создание таковых путем скрещивания [26]. Именно Н.И. Вавилов в нашей стране отвел вопросам методологии в изучении устойчивости растений решающую роль. Актуальность этого ведущего направления сохраняется и на современном этапе. В настоящее время в сортиментах овощных культур имеются различия по устойчивости к разным болезням, которые необходимо учитывать при выборе сорта или гибрида. В большинстве случаев сорта обладают не качественной (расоспецифической, абсолютной или вертикальной) устойчивостью, а количественной (не расоспецифической, относительной или горизонтальной), которая не полностью предохраняет культуры от пораженности, но экономические пороги вредоносности не достигаются, и химические меры не окупаются [208]. Много сортов и гибридов томата, перца, баклажана отличаются толерантностью, при которой культуры устойчивы к поражению и не реагируют снижением урожайности. При контроле вирусных болезней устойчивые сорта и гибриды имеют первостепенное значение. У томата, перца и баклажана толерантные сорта являются основой защиты от поражения вирусом мозаики томата {Tomato mosaic virus) - ВМТо.
Имеется устойчивый или толерантный сортовой материал к ряду важных грибных заболеваний, как например устойчивые сорта и гибриды томата к фузариозному увяданию. У ряда грибов известны разные расы, что усложняет не только селекцию к ним, но и их использование. Если у сорта только качественная устойчивость к отдельным расам, то необходимо знать, какие именно расы, распространены в данном регионе выращивания. Имеются сорта устойчивые к отдельным (нескольким) или ко всем известным. Большое значение имеют сорта с комплексной устойчивостью (multiple resistance). Такая устойчивость важна тем, что одни возбудители могут использовать «экологические ниши», которые оставляют другие на сортах устойчивых к ним [208]. Только комплексная устойчивость сортов и гибридов в системах промышленного и коммерческого выращивания томата, перца, баклажана позволяет отказаться от всех прямых мероприятий по защите растений. В международной практике устойчивость томата принято обозначать буквами: Тш - вирус мозаики томата; К - пробковая болезнь корней; N -галловые нематоды; V - вертициллезное увядание; F - фузариозное увядание; Fr - фузариозная корневая гниль. Повышенная устойчивость сортов и гибридов томата, перца, баклажана к возбудителям болезней и вредителям, правильный их подбор и менеджмент их выращивания в соответствии с местными условиями являются важным элементом интегрированной защиты растений. На современном этапе селекции проблема изучения устойчивости к болезням остается одной из наиболее сложной и актуальной.
Отчасти это обусловлено прогрессирующим темпом эволюции вирулентности в популяциях возбудителей болезней, сопровождающей параллельный процесс интенсификации возделывания овощных культур в открытом и защищенном грунте. При разработке селекционных программ на болезнеустойчивость существуют различные методологические подходы к выбору типа устойчивости. Значительная роль принадлежит широкой амплитуде изменчивости возбудителей основных источников устойчивости среди мирового разнообразия коллекционного генофонда овощных растений [49]. Выведение сорта или гибрида складывается из создания популяций, отбора растений-родоначальников и сравнительного изучения их потомств [104]. Отбор при селекции на устойчивость к болезням и вредителям принципиально не отличается от отбора при селекции на другие свойства. Однако по технике исполнения отбор на устойчивость к вредным организмам имеет свои отличия. Для ведения селекционных работ на болезнеустойчивость, необходимо исследовать структуру популяций фитопатогенов, их основные биологические свойства, специализацию, характер наследования этого признака исходным материалом, вести постоянный фитоиммунологический контроль. Фитоиммунологический контроль селекционного материала по признаку устойчивости к болезням с целью вовлечения в селекцию отобранных форм -один из этапов работы над созданием гибридов с устойчивостью к заболеваниям [51]. Исследование включает следующие основные этапы: создание инфекционного (инвазионного) фона, разработка или подбор методов оценки на ус
Методы оценки устойчивости селекционного материала НПФ «Агросемтомс» томата, перца, баклажана к патогенам различной природы
Оценку образцов томата к ВМТо проводили экспресс-методом, то есть, используя смесь вирусов ВМТо и ХВК. В последние годы синергизм смешанной инфекции вируса мозаики томата и X - вируса картофеля нашел практическое применение в селекции томата на устойчивость к ВМТо. Он используется для усиления симптомов болезни на растениях при отборах устойчивых форм на ранних фазах развития. Установлено, что приготовление смешанного инокулюма необходимо для объективной оценки томатов на устойчивость к ВМТо. С целью отбраковки форм гибридных растений рекомендуется использовать смесь вирулентных штаммов ВМТо и ХВК [9, 163]. Кроме того, преимущество данного метода в том, что можно в течение двадцати-тридцати дней получить данные о степени устойчивости анализируемых образцов. В наших исследованиях растениями-накопителями ВМТо служили растения-индикаторы Nicotiana glutinosa L. и восприимчивый сорт томата Невский. Изолят ХВК был выделен из растений картофеля сорта Невский, отсе-лектирован на растениях Gomphrena globosa L. Накопителем вируса служили растения Datura stramonium L. Для инокуляции образцов томата, сок экстрагировали из растений-накопителей вирусов ВМТо и ХВК и смешивали с фосфатным буфером рН 7,2, затем механически инокулировали семядольные листья сеянцев томата. После инокуляции растения инкубировали в теплице при температуре 20-25С. Контролем восприимчивости служил томат сорт Невский. Контролем устойчивости - не зараженные образцы томата. При исследовании проводили три учета, первый - на седьмой день после инокуляции; второй - на четырнадцатый и третий - на двадцать первый (рис. 11). Все образцы томата были проанализированы на наличие скрытой инфекции ВМТо индикаторным и серологическим методами. Бальную оценку проводили по шкале, приведенной в разд. 2.2. Иммунологическая оценка селекционного материала перца и баклажана по устойчивости к вирусной инфекции методом скрининга составляет один из важнейших этапов в процессе создания и последующего испытания, перспективных по признаку устойчивости новых гибридов и сортов.
Скрининг генофонда селекционных образцов НПФ «Агросемтомс» перца и баклажана с целью выделения источников устойчивости исходного материала и определения уровня устойчивости новых гибридов и сортов вы полнен при искусственном заражении. В процессе скрининга проведена бальная оценка селекционных образцов с учетом типа реакции к вирусной инфекции, при этом отмечали характер и степень проявления симптомов на каждом растении. Инокуляцию вирусной инфекцией растений перца и баклажана осуществляли в фазу двух-трех настоящих листьев. Инокулюм готовили растиранием инфекционных листьев до кашицеобразной массы в стерильной фарфоровой ступке с добавлением 0,01 мл раствора буфера калий-натрий фосфатного с рН 7,0 и небольшого количества карборунда № 20. Инокуляцию проводили ватным тампоном, смоченным в инокулюме, натирая верхнюю поверхность листьев растений. Инкубацию растений после заражения проводили в течение трех-пяти недель. Наблюдения за проявлением симптомов осуществляли ежедневно. Учеты проводили три раза.
При тщательной оценке инокулированных сеянцев учитывали патологические изменения отклонения от здоровых растений. Контролем восприимчивости у перца служили сорта Нежность и Подарок Молдовы, у баклажана - Алмаз. Экспертизу наличия ВМТо в зараженных растениях проводили на изолированных листьях индикатора Nicotiana glutinosa L. и капельным методом серодиагностики. Инфекционный материал для исследования селекционных образцов был представлен чистой культурой F. oxysporum, которую выращивали на КГА в чашках Петри. Предварительно чашки Петри подвергали сухой стерилизации в стериоденте марки STS 72/1, при температуре 160С в течение полутора часов. После охлаждения в них разливали проавтоклавированную среду, приготовленную согласно общепринятым методикам [95]. Разлив среды проводили
Результаты идентификации вида и расы галловых нематод в изученных популяциях
Результаты исследования идентификации вида и расы популяций нематод из Кировской области представлены в табл. 11. Образование галлов наблюдали на растениях табака, перца, томата Красная стрела и арбуза. На растениях хлопчатника, томата L. peruvianum, арахиса и кукурузы галлы не образовались, что свидетельствовало о том, что обе популяции относятся к виду М. incognita раса 2. Наиболее высокая плотность популяции галловой нематоды в 2005 г. наблюдали в 1-ом домике на растениях баклажана и томата, в правой и левой секциях, а также в последнем, 22-ом домике, на томатах (табл. 12, рис. 17). Поражения обнаруживали вдоль центральной дорожки и по периметру посадок (рис. 17). В значительно меньшей степени поражению подверглись растения в остальных домиках. Именно первый домик взяли под наблюдения и детального исследования, чтобы использовать как естественный инвазионный фон. В 2006 г. в результате выращивания культуры баклажана в правой секции первого домика степень развития болезни возросла с 60,7% до 93,5%. В левой секции первого домика, в результате выращивания культуры томата (сорта без устойчивости к нематодам) распространенность снизилась с 78,0% до 69,0%. Для наглядности картирование 1-го домика представлено на рис. 18. Согласно рис. 18, более выровненное поражение наблюдали в правой секции первого домика, его и выбрали для инвазионного фона.
Происхождение селекционных образцов томата, перца и баклажана НПФ «Агросемтомс» представлено в приложениях 3,4, 5. Весь селекционный материал, изученный по признаку устойчивости к Вирусу мозаики томата, фузариозному увяданию и галловым нематодам был разделен на пять типов устойчивости: R - устойчивые, MR - среднеустойчи-вые, MS - средневосприимчивые S - восприимчивые, SS - сильновосприимчивые. Распределение, вовлеченного в оценку объема коллекции ACT по устойчивости к комплексу патогенов на искусственном инфекционном фоне отражено в табл.13. В результате изучения устойчивости к южной галловой нематоде на естественном инвазионном фоне из двадцати пяти селекционных линий -шесть устойчивых (24,0%), две - среднеустойчивых (8,0%), шесть - средне-восприимчивых (24,0%), одиннадцать - высоковосприимчивых (44,0%). Из семнадцати гибридов и сортов - шесть высокоустойчивых (35,3%), один - среднеустойчивый (5,9%), три - средневосприимчивых (17,6%), семь - высоковосприимчивых (41,2%). Статистическая обработка результатов исследований оценки растений однофакторным дисперсионным анализом с помощью критерия Фишера (F-критерий) показала, что линии, гибриды и сорта, обладающие одним уровнем устойчивости (по типу реакции) не имели статистических различий по степени поражения, т.е. F0AKT FWOP. Между группами разница была достоверная. Скрининг селекционных образцов томата к ВМТо экспресс-методом проводили в лаборатории вирусных, микоплазменных и нематодных болезней ВИЗР. Известно [163], что использование для инокуляции томата смесь вирусов ВМТо и ХВК вызывает усиление симптомов ВМТо в растении. На восприимчивых образцах комплекс вирусов вызывает высокую степень патогенеза, что позволяет проводить визуальную выбраковку больных растений [122]. Результаты оценки представлены на рис. 19, приведены в табл. 14, 15. Первые симптомы в виде посветления жилок и слабой мозаики листьев наблюдали уже на седьмой день после заражения. Последующие учеты позволили визуально разделить испытуемые образцы на группы по степени устойчивости.
У восприимчивых растений наблюдали суровую мозаику, деформацию листьев, нередко сопровождающуюся стриком (рис. 20). Из шестидесяти одного образца томата, исследованного по устойчивости к ВМТо, выделены тридцать семь с устойчивостью (рис. 19) - двадцать три линии, четырнадцать гибридов и сортов. Из двадцати трех линий выделены: восемь линий с высокой устойчивостью (степень поражения 0 баллов), в их числе: л-732, л-749, л-570, л-764, л-233, л-234, л-725, л-702; двенадцать линий устойчивых (степень поражения 0,1-0,9 баллов), в их числе: л-745, л-765, л-346, л-703, л-661, л-550, л-639, л-665/704, л-638, л-604, л-692, л-488; три среднеустойчивых линии (степень поражения 1,5-1,6 балла), в их числе: л-253, л-722, л-370 (табл. 14). Из четырнадцати гибридов и сортов томата (рис. 19, табл. 15), с устойчивостью к ВМТо выделены: три новых гибрида: Fp771, Fr772, Fr601, сорт 738, и, зарегистрированные в Реестре селекционных достижений РФ, два гибрида: Fi-Паладин, Fi-Вятич и два сорта: Ассоль, Маяк, степень поражения 0 баллов, а также два новых: Fi-600, Fi-668 и четыре внесенных в Государственный Реестр селекционных достижений РФ: Fi-Энерго, Fi-Гунин, Fi-Садко, Fi-Семейный, степень их поражения 0,2-0,8 балла, развитие болезни от 5,0% до 17,5% Экспертиза наличия ВМТо в зараженных растениях, проведенная на растениях-индикаторах (Nicotiana glutinosa) и методом серодиагностики, позволили подтвердить устойчивость в выделенных нами устойчивых образцах и определить приблизительную концентрацию ВМТо в восприимчивых образцах (приложения 6,7).
В качестве источников устойчивости к ВМТо для использования в селекции нами были рекомендованы в НПФ «Агросемтомс» линии устойчивые и среднеустойчивые: л-732; л-745; л-749; л-570; л-764; л-765; л-233; л-234; л-725; л-346; л-703; л-702; л-761; л-550; л-639; л-665/704; л-638; л-604; л-692; л-488; л-732; л-370; л-253. 128 Испытанные нами линии томата: л-436; л-346; л-746; л-725; л-749; л-720; л-370; л-570; л-234; л-550; л-661; л-722 были использованы в селекции НПФ «Агросемтомс» при создании гибридов (разд. 3.4). Линия л-346 служила источником устойчивости к ВМТо как материнская линия в трех гибридах: Fi-Паладин, Fi-Вятич, Fr668 и как отцовская линия в гибриде Fi-Семейный. Линия л-234 как материнская линия в качестве источника устойчивости выступала в двух гибридах: Fr771, Fr772. Линия л-550 как отцовская линия передавала устойчивость двум гибридам: Fr601,F,-600. Линия л-725 как отцовская линия служила источником устойчивости в гибридах: Fj-Вятич и Fi-Садко. Тест на растениях-индикаторах {Nicotiana glutinosa) и метод серодиагностики на наличие ВМТо в зараженных сортах и гибридах приведены в приложениях 6, 7.
