Введение к работе
Актуальность темы Ячмень (Hordeum vulgare L.) и рожь (Secale cereale L.) относятся к основным фуражным и продовольственным зерновым культурам не только в нашей стране, но и за ее пределами. Посевные площади ячменя в нашей стране составляют около 12 млн.га. При этом на долю ярового ячменя приходится до 90% всех площадей. По сравнению с ячменем, ареал возделывания ржи значительно меньше, что не снижает ее значимости как традиционно российской культуры.
К факторам, снижающим урожайность зерновых культур и лимитирующим качество зерна, относятся болезни. Одной из них является окаймленная пятнистость ячменя и ржи (ринхоспориоз), вызываемая несовершенным грибом Rhynchosporium secalis (Oud.) J.J. Davis.
Потери урожая ржи и ячменя от ринхоспориоза могут достигать более 40% (McDonald et al., 1999; Xi et al., 2000). В последние годы отмечено несколько серьезных вспышек заболевания, особенно в северных и центральных областях Европы. В первую очередь это связано с интенсивным культивированием зерновых культур и использованием различных сортов, восприимчивых к местным популяциям патогена.
В России, наряду с возрастающей ролью окаймленной пятнистости листьев ячменя, наблюдается нарастание ринхоспориоза на ржи (Полякова, Назарова, 1994, 1996; Буга и др., 1997; Санин, Макаров, 1999; Ишкова, 1997; Ишкова и др., 2004). Наибольшее распространение заболевания приходится на зоны с повышенной влажностью воздуха и низкими температурами. Так в 2001 году, в Северо-Западном регионе России развитие болезни на отдельных сортах ржи достигало 80% (Ишкова, 2002).
Несмотря на то, что в настоящее время активно ведутся исследования по изучению структуры популяций патогена, вызывающего пятнистость ячменя и поиску новых источников устойчивости, данные по биологии гриба, поражающего рожь, специализации к растению-хозяину и уровню популяционного разнообразия встречаются редко. Имеющиеся в литературе сведения о специализации патогена на ржи и ячмене противоречивы и не позволяют сделать однозначных выводов о передаче инфекции с одной культуры на другую.
Цель и задачи исследований. Цель работы - выявить специализацию ко ржи и ячменю и уровень популяционного разнообразия гриба Rhynchosporium secalis (Oud.) Davis. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
1. Изучить морфолого-культуральные и физиологические свойства изолятов гриба, выделенных из популяций патогена, поражающих рожь и ячмень.
-
Определить патогенность изолятов гриба R. secalis к ячменю и ржи.
-
Выявить вирулентность изолятов гриба к стандартному набору сортов-дифференциаторов ячменя разного географического происхождения.
-
Оценить популяционное разнообразие R. secalis с использованием морфологических, изоферментных и ДНК-маркеров.
Научная новизна исследований. Впервые проведен комплексный сравнительный анализ изолятов гриба R. secalis, выделенных со ржи и ячменя по морфолого-культуральным и физиологическим признакам, изо-ферментному составу, ДНК-маркерам, степени патогенности к разным растениям-хозяевам. Доказано наличие двух специализированных форм патогена. Впервые в России выявлен состав популяций возбудителя рин-хоспориоза ячменя по вирулентности и источники устойчивости к болезни.
Практическая значимость работы. Данные о внутривидовой структуре R. secalis, знание круга растений-хозяев могут быть использованы в планировании севооборота ржи и ячменя. Изоферментные спектры по супер-оксиддизмутазе, диафоразе, а-эстеразе и Р-эстеразе могут быть использованы в качестве маркеров специализированных форм гриба. Выявленные образцы ячменя с высокой устойчивостью к заболеванию, могут быть рекомендованы в качестве источников устойчивости при селекции новых сортов.
Апробация работы и публикации результатов исследования. Результаты работы были представлены на: координационном совещании по иммунитету (Санкт-Петербург, 2004), Ш съезде ВОГиС «Генетика в XXI веке: современное состояние и перспективы развития» (Москва, 2004); международных конференциях "Sustainaible Systems of Cereal Crop Protection against Fungal Diseases as the Way of Reduction of Toxin Occurrence in Food Webs" (Чешская республика, 2001), "A Complex of Leaf Spot Diseases of Cereals and Their Effective Соп1го1(Чешская республика, 2003), 9th International Barley Genetics Symposium (Чешская республика, 2004) 4th International Iran & Russia Conference "Agriculture and Natural Resources" (Иран, 2004).
Материалы исследований опубликованы в 6 печатных работах.
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 142 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, выводов и списка литературы. Работа иллюстрирована 23 таблицами, 18 рисунками и 6 фотографиями. Библиография включает 158 источников, из них 120 на иностранном языке.
