Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 9
1.1.1. Заболевания, вызываемые Y-вирусом картофеля 11
1.1.2. Вредоносность YBK 14
1.2. Штаммы вируса Y . 16
1.3. Устойчивость картофеля к YBK 23
1.3.1. Иммунность 24
1.3.2. Сверхчувствительность 24
1.3.3. Полевая, или относительная устойчивость 25
1.3.4. Толерантность 26
1.3.5. Устойчивость и проблемы селекции 27
1.4. Тли-переносчики YBK 28
1.4 Л. Биологические особенности тлей 30
1.4.2. Видовой состав и численность популяций тлей на Северо-Западе 34
1.4.3. Методы учета тлей на посадках картофеля 35
1.5. Методы диагностики YBK 39
1.5.1. Визуальный метод 39
1.5.2. Метод растений-индикаторов 40
1.5.3. Метод электронной микроскопии 43
1.5.4. Серологический метод 44
1.5.4.1. Капельный метод 45
1.5.4.2. Тест виробактериальной агглютинации 47
1.5.4.3. Иммуноферментный анализ 48
1.5.5. Методы молекулярно-генетического анализа 51
2. Место, условия, материал и методы исследований 54
2.1. Место и условия проведения работы 54
2.2. Материал и методы исследований 55
3.Результаты исследований 58
3.1. Распространенность Y-вируса на семенном картофеле и симптомы его проявления на районированных сортах 58
3.1.1. Симптомы проявления инфекции Y-вируса на сортах картофеля 64
3.2. Мониторинг динамики численности и видового состава тлей-
переносчиков Y-вируса в Лениградской области 67
3.3. Исследование структуры штаммового состава Y-вируса 86
3.3.1. Испытание Solatium brachycarpum для дифференциации штаммов YBK 91
3.3.2. Распространение штамма Y147^. 92
3.3.3. Устойчивость селекционного материала картофеля к штаммам Y-вируса 93
4. Защита семенного картофеля в Северо-Западном регионе РФ от вирусов, передаваемых тлями 95
Выводы 109
Практические рекомендации ПО
Список литературы
- Вредоносность YBK
- Видовой состав и численность популяций тлей на Северо-Западе
- Симптомы проявления инфекции Y-вируса на сортах картофеля
- Испытание Solatium brachycarpum для дифференциации штаммов YBK
Введение к работе
Актуальность темы. Картофель является традиционной культурой для Северо-Запада России. Входящие в него Архангельская, Вологодская, Калининградская, Ленинградская, Новгородская, Псковская области и республика Карелия, по мнению специалистов, являются наиболее благоприятными по почвенно-климатическим условиям для производства семенного картофеля. Среди областей этого региона Ленинградская область была и остается лидером в производстве семенного картофеля, снабжая им не только Северо-Запад, но и другие регионы России. Ленинградская область известна также и как центр селекции многих высокопродуктивных сортов картофеля. Не случайно созданные здесь такие сорта, как Елизавета, Невский, Петербургский, Пушкинец стали популярными и районированы по всей России. Сорт Невский в настоящее время занимает более 40% в общем объеме производства элиты.
Область, к сожалению, не избежала негативных общероссийских тенденций, связанных с социально-экономическим положением в стране: сокращением посевных площадей и уменьшением доли крупных производителей картофеля. В результате производство картофеля оказалось сосредоточено в частном секторе, где распространена монокультура картофеля, отсутствуют элементарные меры профилактики и защиты растений от вредителей и болезней.
Значительно ухудшилось фитосанитарное состояние семеноводческих хозяйств. Некоторые из них, созданные в середине прошлого века, оказались вблизи городской черты или крупных населенных пунктов, как правило, окружены приусадебными участками с посадками продовольственного картофеля, что не соответствует требованиям к производителям семенного материала.
В этих условиях оздоровленный картофель быстро поражается различными возбудителями болезней: грибными, бактериальными и
5 вирусными. Последние, являясь внутриклеточными патогенами, способны изменять метаболизм растений, вызывать вырождение картофеля, которое характеризуется резким снижением урожая, ухудшением пищевой и сырьевой ценности клубней.
К числу наиболее патогенных вирусов на картофеле относится Y-вирус, вызывающий полосчатую и морщинистую мозаики. Среди вирозов эти заболевания являются наиболее вредоносными, снижающими урожай на 30-70%. Учитывая это, Государственные стандарты европейский^ стран и России предъявляют особые требования к зараженности Y-вирусом каждого класса семян. Так, предбазисный картофель должен быть полностью свободен от этого вируса.
Исследования, проведенные в 70-80-х годах, показывают неуклонный рост полосчатой и морщинистой мозаик на сортах картофеля Северо-Западного региона. Если в 60-х годах морщинистую и полосчатую мозаики отмечали лишь в отдельные годы, и количество пораженных растений было не более 15% (Осипова Е.А., 1966), то в 70-х годах оно составило 26-28% (Ефимова Г Т., 1972), а в 80-х годах на отдельных сортах распространенность YBK достигала 60% (Шелабина Т.А., 1989).
За последние 15 лет исследовательских работ по изучению распространения и штаммового состава Y-вируса в Северо-Западном регионе не проводилось, тогда, как за рубежом продолжались всесторонние исследования по штаммовому составу YBK, территориальной и сортовой приуроченности отдельных штаммов и их групп, динамики зараженности картофеля в зависимости от ряда биотических (численность насекомых-переносчиков и др.) и абиотических факторов (колебания температуры, освещенности, влажности). В последние годы в Европе был обнаружен новый штамм , поражающий не только надземную часть растении, но и клубни, вызывая их гниение при хранении. Сведения о поражении У**т отечественных сортов до сих пор отсутствуют, т.к. общепринятыми методами вирусологии невозможно отличить штамм Y**TN от других штаммов
этой группы. Идентифицировать этот штамм можно лишь молекулярно-генетическими методами.
В системе рыночной экономики с ее широким обменом сортов между странами и регионами опасность занесения в Россию новых штаммов YBK многократно возрастает.
Все исследователи отмечают необходимость постоянного контроля над ситуацией с вирусными заболеваниями в данном регионе. В связи с сортосменой картофеля возникает необходимость в изучении реакции новых сортов на вирусную инфекцию, в том числе на вирус Y и его штаммы, что позволит вести качественный отбор здорового семенного материала картофеля.
Следует учесть, что YBK, как и многие другие вирусы картофеля, легко передается различными видами тлей. При благоприятных условиях тли быстро размножаются и, перенося инфекцию с больных растений на здоровые могут вызывать массовое заражение растений картофеля возбудителем полосчатой и морщинистой мозаик. Такие годы периодически повторяются в разных странах мира, в том числе и на Северо-Западе России, нанося значительный ущерб семеноводству.
Мониторинг лета тлей- необходимый элемент семеноводческой работы, позволяющий не только сигнализировать, но и прогнозировать ситуации с болезнями растений. Для предупреждения распространения вирусных инфекций, страны, входящие в Европейский Союз, объединены в единую систему мониторинга за поведением тлей (AGROFID), используя для этого самые современные способы контроля. Такая система позволяет им с большей точностью вести мониторинг лета тлей и определять время обработок против заражения семенных посадок. Такой системы в России нет, обработки против тлей часто проводят несвоевременно, открывая пути к перезаражению здорового семенного материала. Создание в нашей стране мониторинга за тлями является в настоящее время насущной задачей.
7 Прежде всего такую систему необходимо организовать на Северо-Западе, в
Ленинградской области.
Радикальным приемом в борьбе с вирусными болезнями является введение в практику семеноводства сортов, устойчивых к вирусам.
В коллекционном питомнике ВИР имеется ряд доноров устойчивости к YBK, которые необходимо проверить на устойчивость к штаммам Y-вируса в условиях Северо-Западного региона прежде, чем они будут использованы в селекции новых сортов картофеля.
Учитывая важную роль Y-вируса как возбудителя тяжелых форм вирозов на семенном картофеле в Северо-Западном регионе Российской Федерации, нами определены цель и задачи исследований.
Цель - изучить особенности распространения Y-вируса, изменения в структуре штаммового состава, используя современные методы диагностики и усовершенствовать меры по ограничению заражения картофеля YBK в семеноводческих хозяйствах Северо-Западного региона РФ.
Для выполнения цели исследований необходимо было решить следующие задачи:
Определить распространение YBK в семенном картофеле Северо-Западного региона, с уточнением проявления инфекции патогена на отдельных сортах.
Исследовать штаммовый состав Y-вируса с апробацией современных методов дифференциации штаммов.
3. Осуществить мониторинг лета тлей-переносчиков YBK, с целью
сигнализации и своевременного проведения защитных мероприятий.
4. Оценить устойчивость образцов картофеля селекции Всероссийского
научно-исследовательского института растениеводства (ВИР) к штаммам У
и У".
8 Научная новизна:
Определена зараженность Y-вирусом предбазисного картофеля пяти районированных сортов в хозяйствах Северо-Запада. Выявлены различия у сортов по уровню полевой устойчивости к YBK. Уточнен видовой состав тлей-переносчиков в Ленинградской области и роль отдельных видов в переносе YBK. Определена структура штаммового состава вируса, обнаружена избирательность к заражению штаммами отдельных сортов картофеля, выявлены изоляты штамма Ґ*т, ранее не имевшего зарегистрированного на картофеле в Северо-Западном регионе. Рекомендовано новое тест-растение S.brachycarpum для дифференциации штаммов YBK. Выявлены четыре клона межвидовых гибридов картофеля, устойчивые к заражению штаммами У и 1Ґ из различных географических популяций. Усовершенствованы меры по ограничению повторного заражения вирусами оздоровленного семенного картофеля.
Практическая ценность:
Выделенные штаммы Y-вируса могут быть использованы для оценки
устойчивости селекционных образцов картофеля. Рекомендации по
ограничению повторного заражения вирусами учитывают современные подходы к защите семенного картофеля и могут быть использованы хозяйствами по первичному и элитному семеноводству.
Апробация работы:
Результаты работы были представлены на: конференции "Молодые биологи Санкт-Петербурга - 300-летию города" (Санкт-Петербург, 2003); международном рабочем совещании "Вредители, болезни и сорняки" (Санкт-Петербург - Пушкин, 2003); Годичной научной сессии ВИЗР (Санкт-Петербург — Пушкин, 2004); 12-м заседании вирусологической секции "Европейской ассоциации исследования картофеля" (Рене - Франция, 2004).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 работ и 1 находится в печати.
Диссертация изложена на 140 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, выводов, практических рекомендаций, списка литературы и приложения. Работа иллюстрирована рисунками, фотографиями, таблицами и графиками. Список литературы включает 186 наименований, из них 78 на иностранных языках.
Вредоносность YBK
Y-вирус принадлежит к числу наиболее вредоносных вирусных патогенов, поражающих картофель. Потери урожая происходят главным образом за счет уменьшения размера клубней, числа их в гнезде и определяются комплексом факторов: процентом зараженных растений, штаммовьтм составом патогена и т.д.
При заражении растений картофеля вирусом У в них происходит нарушение углеводного обмена: снижается содержание Сахаров, крахмала, падает активность ферментов углеводного комплекса (Кирюхин В.П., Ладыгина Е.А., Галеева Ф.М., 1971). В клубнях зараженных растений понижено содержание сухого вещества, крахмала и аскорбиновой кислоты (Амбросов А.Л., Блоцкая Ж.В., 1971).
Вредоносность заболевания зависит от зоны выращивания картофеля. Так, в Южном и Юго-Восточном районах РФ, где в период вегетации картофеля складываются погодные условия, благоприятные для массового размножения тлей-переносчиков, отмечается высокая степень распространения Y-вируса. Потери урожая уже после двух-трех вегетации могут достигать 97%(Букасов СМ., 1956, 1966; Гордейчук А.И., 1967; Бемстер Б., Розендаль А., 1976; Шпаар Д., 2001; Коршунов А.В., Анисимов Б.В., 2002).
Северо-Западный регион РФ - напротив рассматривается многими исследователями как один из наиболее благоприятных для производства семенного картофеля. В отличие от южных регионов и средней полосы России, в данном регионе потери урожая картофеля от YBK в зависимости от сорта составляют от 31,3 до 63,3% (Чесноков П.Г., 1961; Садовникова В.И., Ефимова Г.Г., 1971;ГанжинаЕ.П., 1980).
По данным М.Бирецки и В.Габриэль(1959), в посадках при 20-40% зараженных Y-вирусом растений урожайность снижается на 14%, при 40 І 60% -на 27%, а при 80-100% - на 54%. Размер потерь зависит также и от периода заражения растений: при первичном инфицировании урожайность снижается меньше, чем в последующих репродукциях. Характерным примером потерь урожая семенного картофеля в Северо-Западном регионе от инфекции Y-вируса, могут служить данные исследований Н.М.Щербаковой(1969),
А.Г.Зыкина(1976), Е.П.Ганжиной(1980). Так, на сорте Гатчинский в первый год после заражения YBK урожайность снижалась на 12,8%.
Вредоносность YBK возрастала, если в растениях картофеля он находился в смешанной инфекции с X, S, М вирусами.
Снижение урожайности картофеля от растений, пораженных комплексом вирусов X+S+Y, X+M+Y, доходило до 50% и более. При одновременном заражении растений картофеля вирусами X+S+M+Y потери урожая достигали 78%(Грига Г., 1970; Гаммадов К.А., 1973). Потери от смешанной инфекции вирусами M+Y на сортах Приекульский ранний, Детскосельский, Камеразі, Гатчинский, Столовый 19 составляли от 38 до 74%.
Потери урожая при смешанной инфекции вирусов Y и X объясняются явлением синергизма, при этом концентрация вируса X в растениях со смешанной инфекцией ХВК + YBK в два, три раза выше, чем в растениях, пораженных только одним вирусом X. При комплексной инфекции размножение и накопление вируса X в растениях стимулируется, что оказывает влияние на степень проявления заболевания, вредоносность смешанной инфекции возрастает, при этом урожайность снижается до 53,1%(ГанжинаЕ.П., 1980).
Вредоносность заболевания зависит и от штамма вируса. Согласно исследованиям G.Borchart (1964) и H.L. Weidemann(1984), наиболее вредоносными на картофеле являются штаммы і , которые приводят к потере приблизительно половины всего урожая. Другие исследователи (Arenz В., Hunnis W., 1961) считают самыми вредоносными штаммы У, # которые способны снижать урожайность клубней на 50-60%, в то время как штаммы 1Ґ - только на 18-20%, Таким образом, до сих пор нет единого мнения о вредоносности штаммов YBK, однако все исследователи сходятся в том, что Y-вирус картофеля является опасным фитопатологическим объектом. Штаммы YBK разделены на три основные группы У, 1Ґ, Ґ , в соответствии с симптомами на Nicotiana tabacum cv. Samsun и Solarium ч tuberosum ssp. tuberosum (Гнутова P.B., Сибирякова И.И., Варинцев Ю.А., Корж В.П, 1992; Delago-Sanchez S., Grogan R.G., 1970; de Bokx J.A., Huttinga H., 1981; BarnettO.W., 1992). Группа Y. На большинстве сортов картофеля Y вызывает полосчатую мозаику, которая вначале хорошо заметна на обратной поверхности нижних листьев в виде некротических штрихов - полосок отмерших жилок. В дальнейшем патология охватывает листья верхних ярусов, и некротические штрихи появляются на стеблях. Нижние листья постепенно отмирают и повисают на стебле. Некротизация в большей степени проявляется при первичной инфекции; при вторичной - растения значительно отстают в росте и становятся хрупкими (Трофимец Л.Н., 1990; Блоцкая Ж.В., 2000; Weidemann H.L., 1991).
Видовой состав и численность популяций тлей на Северо-Западе
На Северо-Западе России степень распространения тлей-переносчиков вирусов сравнительно низка. По данным И.П. Дамрозе (1993), при 228 экземплярах, учтенных за сезон, количество видов тлей-переносчиков вирусов составляло всего лишь 14. Обычно за вегетационный период в ловушку попадает 100-200 насекомых. На западе зоны наблюдается более высокая численность переносчиков (до 600-700 тлей на ловушку). В восточных районах Ленинградской, Вологодской областей и республики Карелия, тли распространены значительно слабее (не более 100 экземпляров на ловушку). В этих районах даже в «тлевые годы» численность переносчиков остается незначительной (Ефимова Г.Г., 1972).
Летний лет наблюдается в те декады, когда температура воздуха в течение суток колеблется в пределах от 12 до 26С, сумма среднесуточных температур за декаду — от 180 до 220, число дождливых дней за декаду - от 1 до 3, а сила ветра, как правило, не превышает 2 баллов (Абрамова Р.Н., 1974).
Максимальная заселяемость растений картофеля бескрылыми тлями колеблется по годам от 40% до 70%, максимальное число насекомых на 100 листьях - от 300 до 600 особей. Эти показатели на западе зоны выше: соответственно - до 80%-100% и 1000-1400 экземпляров, а на востоке - ниже до 20%-30% и 50-150 экземпляров (Зыкин А.Г.,1976).
Максимальная численность как крылатых, так и бескрылых тлей обычно наблюдается в середине июля-начале августа. Среди крылатых переносчиков в июне-июле, как правило, доминируют крушинниковая, черемухо-злаковая, в июле преобладают крушинная и бобовая тли. Персиковая тля в повышенной численности встречается главным образом на посадках картофеля, выращиваемого вблизи оранжерей и теплиц. Большая картофельная и обыкновенная картофельная тли встречаются редко, в основном в западной и юго-западной частях Ленинградской области (Чесноков П.Г., 1961; Гончаров Н.Д., Ященко Н.П., 1977; Харламова М.Н., Хюннева М.Т., 1988)
Годы «большой тли», когда массовое размножение переносчиков приводит к резкому увеличению количества больных растений, периодически повторяются. На Северо-Западе такими были 1978,1988, 1989, 1990 гг. (Брянцева Е.В.Д976; Дамрозе И.П., 1993).
Существующие методы учета крылатых тлей основаны на двух принципах: аттрактивной поверхности и пассивной преграды. На первом принципе основаны водные ловушки - желтые чашки Мерике. Метод основан на способности тлей реагировать на свет с длинной волны 500 нм — то есть от ярко-зеленого до оранжевого. Максимальная реакция происходит на ярко-желтый цвет. На принципе пассивной преграды основаны всасывающие и клейкие ловушки (Шмыгля В.А., 1971).
Метод желтых чашек (сосудов Мерике) для определения активности лета тлей.
Используемые ловушки Мерике изготовают из листового материала с дном 49,5 - 32,5 см, бортами 8 см, расположенными под углом 65 градусов. Внутри дно противня и его борта на 2 см снизу закрашивают желтой краской, а оставшуюся часть бортов и наружные части противня окрашивают в темно-серый цвет. Ловушки помещают на картофельное поле парами на расстоянии 5 м от края поля на подставках в виде подпорок или на платформах, так чтобы дно ловушки находилось на высоте 60 см от почвы (Ефимова Г.Г., 1972).
Всасывающие ловушки. Всасывающая ловушка представляет собой 12 метровую трубу, состоящую из нескольких секций. Верхняя часть ловушки экранирована сеткой для разделения тлей от крупных насекомых (рис. 6). Находящийся в установке вентилятор всасывает воздух со скоростью 3100 м куб./час. Вентилятор нагнетает воздух через экранированную сетью воронку; тли вместе с током воздуха попадают в пластиковую банку, наполненную водой.
Высота трубы обусловлена тем, что в начале весеннего лета у тлей появляется положительный фототаксис на голубой цвет, т.е. насекомые взлетают на 2-3 метра, а иногда и до 10 метров, привлеченные голубым цветом неба и уносятся потоками воздуха на значительные расстояния. Радиус действия такой ловушки - 40-50 км (Егураздова А.С., 1972; Методические указания, 1990).
Метод клейких поверхностей.
Данный метод менее применим, но в некоторых случаях используется, например, при экспедиционных и маршрутных наблюдениях. Клейкие пластинки из фанеры или пластика размером 25x12,5 см, окрашенные в желтый цвет, закрепляют на рейках вертикально, на высоте около 50 см над землей и покрывают с двух сторон невысыхающим клеем, В одной точке наблюдений устанавливают две взаимно перпендикулярные пластинки на расстоянии 3-4 см друг от друга. В качестве невысыхающего клея может быть использован любой прозрачный водный клей с добавлением 10%-ного глицерина (Банадысев С.А., и др., 2000).
Среди описанных выше методов учета тлей наиболее часто семеноводы используют ловушки Мерике. Ловушки достаточно просты в использовании, их можно устанавливать в любой точке семеноводческого массива. Однако вместе с тем использование ловушек Мерике требует постоянного контроля над их состоянием (уровнем воды в сосудах, высотой ловушек относительно растений картофеля и т.д.). Кроме того, радиус действия такой ловушки ограничен размерами поля, на котором она установлена.
Всасывающие ловушки, в отличие от сосудов Мерике, обладают большим радиусом действия, т.е. одна всасывающая ловушка способна заменить значительное число сосудов Мерике, установленных в зоне ее действия.
Симптомы проявления инфекции Y-вируса на сортах картофеля
При визуальном обследовании семенных посадок картофеля, было обнаружено, что на растениях картофеля сортов Елизавета, Невский и Петербургский инфекция Y-вируса проявлялась в виде мозаичности и реже легкой морщинистости листьев (5-25% растений) (рис.7,8).
На сорте Луговской YBK вызывал симптомы мозаичности и сильной морщинистости листьев (рис.9), причем единичные симптомы (4-5% растений) наблюдали в фазу полных входов, а к моменту бутонизации-цветения отмечали уже массовое (60-75% растений) проявление инфекции Y-вируса.
Для сортов Снегирь и Чародей была характерна латентная форма инфекции Y-вируса.
У обследуемых сортов не обнаружено растений с симптомами полосчатой мозаики. Вероятно, для современных сортов картофеля полосчатая мозаика не является характерной формой проявления заболевания вызываемого YBK, в отличие от ранее возделываемых сортов, таких как Детскосельскии и Приекульский ранний реагировавших на инфекцию YBK именно полосчатой мозаикой.
В семенных посадках часто присутствовали растения с признаками морщинистой мозаики, что по литературным данным считается результатом смешанной инфекции Y и X вирусов. Однако при исследовании образцов методом ИФА инфекция Х-вируса была обнаружена лишь в единичных случаях. Поэтому мы полагаем, что проявление морщинистой мозаики можно рассматривать как симптом, вызванный присутствием в растении только YBK, что согласуется с данными ряда отечественных и зарубежных исследований (Уайтхед Т., Макинтош Т., Финдлей У., 1955; Рейфман В.Г., Крылов А.В., Андреева В.А., 1966; Романова С.А., 2002).
Таким образом, для некоторых сортов наиболее характерной формой инфекции YBK является латентное вирусоносительство. Аналогичного мнения придерживалась Т.А.Шелабина (1989), по мнению автора, климатические условия Северо-Запада способствуют слабому проявлению симптомов, а основными формами проявления Y-вируса являются слабая мозаика и латентное вирусоносительство.
Сравнивая результаты исследований по зараженности семенного картофеля с данными лаборатории вирусологии ВИЗР за 1998-2000 гг., можно отметить, что за последние годы уровень зараженности семенного картофеля вирусами, в том числе и YBK, возрос в несколько раз. Так, зараженность супер-суперэлиты картофеля Y-вирусом в 1998-2000 гг. в среднем по хозяйствам не превышала 5%.
Таким образом, интенсивность заражения растений картофеля Y-вирусом зависит от взаимодействия сложного комплекса факторов, среди которых первостепенную роль играют устойчивость сортов картофеля, численность и активность переносчиков, своевременность проведения защитных мероприятий и изоляция семенных посадок от источников инфекции. Из 36 видов тлей, способных переносить YBK, на Северо-Западе России выделяют 7 наиболее распространенных видов: Acyrthosiphon pisum, Aphis fabae, A. frangulae, A. nasturtii, Myzus persicae, Macrosiphum euphorbiae, С Aulacorthum solani.
В переносе YBK от больных растений на здоровые, роль вида тлей в распространении вируса определяется не только способностью передачи инфекции, но и их численностью, подвижностью и сроками лета. Поэтому, мониторинг тлей с определением их видового состава является важнейшим элементом, определяющим сроки и целесообразность мероприятий по защите картофеля от переносчиков вирусной инфекции.
В результате многолетних исследований, проведенных в разных странах, установлено, что наибольшую опасность в заражении картофеля вирусами представляет летний лет самок - расселительниц. Летний лет тлей можно разделить на два периода: дистанционный и заселяющий лет. Во время дистанционного лета тли взлетают на значительную высоту(2-3 м), где с потоками воздуха переносятся на расстояния от нескольких сот метров до нескольких километров. Вторая фаза лета характеризуется появлением у тлей положительного фототаксиса на длинноволновое световое излучение, т.е. на зеленый и красный цвет. Тли опускаются на растения, совершают пробные «уколы», затем перелетают на несколько метров и снова садятся на картофель. За время заселяющего лета тля может совершать пробные питания на десятках растений, при этом происходит интенсивное распространение вирусов, особенно неперсистентных.
Наибольшая численность тлей наблюдается, как правило, на расстоянии 10-12 метров от края поля. Крайние рядки заселяются тлями сильнее, чем внутри массива, причем снижение численности тлей от края поля вглубь происходит постепенно.
Характер динамики заселения растений картофеля тлями очень сложный: неоднократные подъемы численности перемежаются со спадами, но тенденция к нарастанию общей массы тлей сохраняется вплоть до первых чисел августа.
Чем раньше в пределах вегетационного периода картофеля происходит лет, тем опаснее переносчик. Наиболее важными являются весенняя и летняя крылатые генерации. Весенние крылатые тли-основательницы мигрируют на посадки картофеля с дикой растительности или с зимних растений-хозяев в мае-начале июня.
Ниже представлены результаты мониторинга динамики численности и видового состава тлей на полях картофеля ЛНИИСХ и ВИЗР в 2002-2004 гг. Данные о метеорологических условиях вегетационного периода 2002 г. и интенсивности лета крылатых тлей представлены в таблице 5.
За время наблюдений нами было констатировано, что установившаяся теплая сухая погода в первой декаде июня способствовала быстрому развитию тлей. Среднесуточная температура воздуха в этот период превысила 16С, а относительная влажность была не более 71%. Погодные условия в данный период времени явились благоприятными для развития популяций тлей и начала их миграции на картофель, о чем свидетельствуют наши данные. Так, в первую декаду июня было поймано 263 экземпляра тли (рис.10). В последующем отмечалось постепенное нарастание интенсивности лета переносчиков, их численность возросла до 411 экземпляров, что связано с повышением среднесуточной температуры воздуха до 18 С и малым количеством осадков (9,6 мм).
В третью декаду июня мы наблюдали, некоторое снижение численности крылатых тлей до 236 особей в ловушке. Спад интенсивности лета был связан с понижением среднесуточной температуры воздуха до 15,8С, увеличением относительной влажности и количества осадков.
К концу третьей декады июня устанавливается жаркая сухая погода, и сумма среднесуточных температур достигает 191,8 С. Это привело к интенсивному развитию популяций тлей. В данный период времени лет переносчиков достиг своего максимума - количество отловленных тлей составило 1031.
В последующую декаду, несмотря на устойчивую жаркую сухую погоду, произошел резкий спад численности тлей до 61 особи на ловушку. К концу июля спад численности тлей продолжился, и количество отловленных тлей не превышало 14 насекомых за декаду. Данное обстоятельство можно объяснить увеличением количества осадков до 27,7 мм и относительной влажности воздуха до 87%.
Испытание Solatium brachycarpum для дифференциации штаммов YBK
Сохранение здоровых посадок от вирусного заражения одна из важнейших задач при выращивании семенного картофеля. Приводимые нами в данной главе рекомендации, учитывают современные подходы к системе защиты оздоровленного семенного картофеля от повторного заражения
На Северо-Западе России описано свыше 10 вирусов, поражающих картофель, 6 из них X, S, М, У, A, L внесены в отечественный и международный стандарты качества (ГОСТ) на семенной картофель. Необходимость строгой стандартизации в отношении этой группы вирусов, объясняется их биологическими особенностями, в первую очередь передачей с клубнями по наследству и характером паразитизма.
Как известно вирусы внутриклеточные паразиты, использующие генетический аппарат клеток растения-хозяина для размножения. Они угнетают развитие растений, изменяют его метаболизм и могут привести к гибели. Однако чаще всего вирусная инфекция приводит к "вырождению" картофеля, проявляющегося в прогрессивном снижении урожая. Этим объясняется необходимость применения системы мер по оздоровлению растений, пораженных вирусными болезнями, основанными на клоновом отборе или вычленении клеток апикальной меристемы. В хозяйствах Северо-Западного региона РФ широко используется как клоновый отбор, так и культура меристемы. Однако наибольшее количество семенного материала (более 3/4) получают клоновым отбором.
Как показали наши исследования, полученный таким способом семенной картофель - низкого качества, поражен вирусными болезнями и не отвечает стандартам качества. В среднем, в зависимости от сорта, супер-суперэлита заражена YBK на 15-30%, что служит основой для последующего нарастания зараженности.
Одной из причин неудовлетворительного состояния семеноводства, является недооценка современных методов при оздоровлении предбазисного картофеля. В настоящее время основным методом оздоровления в семеноводческих учреждениях Северо-Запада, является визуальный отбор, не позволяющий провести выбраковку растений с латентной вирусной инфекцией, в то время как скрытые формы вирусных инфекций характерны для большинства сортов Северо-Запада, что связано не только с хорошей обеспеченностью почвы влагой и умеренной температурой воздуха, но и с постоянной выбраковкой растений во время фитопрочисток. Использование отдельными хозяйствами капельного теста при отборе здорового семенного материала, не решает проблему оздоровления, так как метод обладает низкой чувствительностью в отношении таких вирусов как Y, А, \ f Улучшить качество семенного материала, возможно только вводя в систему клонового отбора высокочувствительные методы диагностики, в частности иммуноферментный анализ, позволяющий выявлять скрытую вирусную инфекцию и получать качественный семенной материал.
Как известно, в принятой на Северо-Западе пятилетней схеме выращивания элиты, только первые три года предназначены для индивидуального отбора, тогда, как последующие этапы размножения направлены на защиту семенного материала от повторного заражения. Если на первом этапе допущены ошибки и клоновый материал оздоровлен не достаточно хорошо, то исправить его на последующих этапах не удается. Кроме того, оставшиеся зараженные растения в клонах, являются основным источником инфекции для здоровых растений. Эффективность защитных мероприятий напрямую зависит от степени зараженности растений.
Опыт показывает, что при высокой зараженности растений (20-30%), сдерживать развитие инфекции в поле не удается даже в том случае, когда обработки инсектицидами практически полностью подавляют тлей-переносчиков. В этом случае дальнейшее распространение вирусов происходит контактным путем, во время агротехнических мероприятий. Несмотря на то, что контактная передача инфекции для вируса Y не является основной, экспериментальные данные показывают, что таким образом может быть заражено до 26% здоровых растений (Т.А.Шелабиной, 1989).
Высокая зараженность вирусами характерна и для семенного материала полученного методом апикальной меристемы. Одна из причин связана с несовершенством диагностики при отборе линий свободных от вирусов. Согласно ГОСТ каждая линия должна быть проверена на скрытую вирусную инфекцию. Принятая в настоящее время диагностика с помощью метода ИФА, к сожалению, не всегда позволяет сделать это с высокой точностью. В результате растения, выращенные из меристемы, оказываются зараженными вирусами, при этом симптомы болезни проявляются не сразу, а по прошествии длительного времени.
Низкие концентрации вирусов в исходных пробирочных растениях нередко обусловлены введением в питательную среду различных химических добавок, направленных на ингибирование вирусных патогенов или подавляющих синтез нуклеиновых кислот вирусов. В этом случае концентрации вирусов в растении могут находиться за пределами чувствительности ИФА и при тестировании давать отрицательную реакцию. Так, при исследовании образцов мини-клубней из ЗАО "Октябрьское" и ЗАО "Онега" была обнаружена их массовая зараженность Y-вирусом, а также М и S -вирусами картофеля. Учитывая, что мини-клубни выращивают в изолированных теплицах и заражение извне при этом маловероятно, данный факт можно объяснить только тем, что исходные линии содержали вирусы в очень низких концентрациях, недоступных для ИФА.
Нет сомнения, что такой важный этап как диагностика вирусов в исходных пробирочных растениях, следует проводить комплексом методов, включающих: ИФА, растений-индикаторов, электронной микроскопии и ПНР. Последние два метода, безусловно, применимы не везде, но метод растений-индикаторов прост, и может быть воспроизведен в любом семеноводческом учреждении. Мы предлагаем использовать томаты сорта "Невский" как тест-растения, которые легко заражаются вирусами X, S, М, Y и накапливают их в высокой концентрации. В качестве примера мы приводим данные оригинальных исследований, полученных по результатам проверки пробирочных растений ЛНИИСХ на скрытую вирусную инфекцию. Все линии были протестированы ИФА, образцов зараженных вирусной инфекции не обнаружено.
