Содержание к диссертации
Страницы
ВВЕДЕНИЕ 4 - 7
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. БИОЛОГИЯ ГРИБА RHYNCHOSPORIUM 8-10
SECALIS (OUD) DA VIS
-
Систематическое положение патогена 10-12
-
Симптомы заболевания 12-14
-
Источник инфекции 14-17
-
Морфолого-культуральные свойства гриба 17-19 R. secalis
-
Специализация патогена 19-22
1.2. СТРУКТУРА ПОПУЛЯЦИЙ Я SECALIS 22 - 23
-
Вирулентность популяций гриба R. secalis к 24-32 набору сортов-дифференциаторов ячменя
-
Изоферментный анализ популяций 32-34 фитопатогенных грибов
1.3. ГЕНЕТИКА УСТОЙЧИВОСТИ К 34-39
РИНХОСПОРИОЗУ
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
-
Методы выделения и культивирования 40-45 Rhynchosporium secalis
-
Получение моноспоровых культур R. secalis 46
-
Получение инокулюма R. secalis 46 - 47
-
Инокуляция и оценка растений 47 - 48
-
Анализ структуры популяций R. secalis по 48 вирулентности
-
Анализ патогенности изолятов R. secalis 48-51
-
Методы электрофореза 52
-
Приготовление экстракта для электрофореза 52 - 54
-
Методы выявления изоферментов 54 - 55
-
Анализ изофоретических спектров 55
-
Принятые сокращения 56
2.8. Метод RAPD-PCR
-
Получение грубых препаратов ДНК (клеточных 56 - 57 лизатов) гриба R. secalis
-
Условия проведения ПЦР со случайными 57 - 58 прайм ерами (RAPD анализ)
2.9. Биометрическая обработка экспериментальных 58-62
данных
ГЛАВА 3. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ RHYNCHOSPORJUM SECALIS, ПАРАЗИТИРУЮЩЕГО НА ЯЧМЕНЕ И РЖИ
3.1. Морфолого-культуральные свойства R.secalis
3 Л. 1. Рост изолятов R.secalis на питательных средах 63-70
-
Влияние температуры на рост гриба R.secalis 71 - 72
-
Морфология колоний гриба R.secalis 73 - 79
-
Изоферментные спектры гриба R.secalis 80 - 89
-
Характеристика изолятов R.secalis по ДНК- 90 маркерам
3.4. Специализация R. secalis по способности 91—94
паразитировать на растениях-хозяевах
ОБСУЖДЕНИЕ 95 - 97
ГЛАВА 4 СТРУКТУРА ПОПУЛЯЦИИ RHYNCHOSPORIUM SECALIS
-
Разнообразие популяций R. secalis по морфологии 98 — 101 (окраске колоний)
-
Сравнительная характеристика популяций 102-110 возбудителя ринхоспориоза ячменя по признаку вирулентности
-
Изоферментные спектры изолятов R.secalis, 111 — 118 выделенных из ячменя
ОБСУЖДЕНИЕ 119-123
ВЫВОДЫ 124-125
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Введение к работе
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, то есть лимитирующим качество зерна, относятся болезни. Одной из них является окаймленная пятнистость ячменя и ржи (ринхоспориоз), вызываемая несовершенным грибом Rhynchosporium secalis (Oud) J.J. Davis.
Ринхоспориоз ржи и ячменя широко распространен в разных странах мира. Вспышки заболевания отмечают в США, Австралии, Германии, Дании, Норвегии, Финляндии, Польше, Словакии, Казахстане, Киргизии, Турции, Иране и других странах.
Потери урожая ржи и ячменя от ринхоспориоза в период эпифитотии могут достигать более 40% (McDonald et. al., 1999; ХІ 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, не приспособленных 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 восприимчивых сортах 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.
Изучение особенностей биологии гриба, таких как скорость роста, предпочтительные среды культивирования и т.п., могут дать сведения, необходимые для составления коллекции инокулюмов для отбора устойчивых форм, режимов заражения растений.
Не менее важным для разработки мер защиты растений являются данные об уровне популяционного разнообразия гриба, позволяющие прогнозировать скорость адаптации патогена к новым устойчивым сортам. Исследованию вышеперечисленных проблем и посвящена настоящая работа.
Цель и задачи исследований. Цель работы - выявить специализацию ко ржи и ячменю и уровнь популяционного разнообразия гриба Rhynchosporhim secalis (Oad.) 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, изоферментному составу, ДНК-маркерам, степени патогенности к разным растениям-хозяевам. Доказано наличие двух специализированных форм патогена. Впервые в России выявлен состав популяций возбудителя ринхоспориоза 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 супероксиддизмутазе, диафоразе, а-эстеразе и р-эстеразе могут быть использованы в качестве маркеров специализированных форм гриба.
Выявленные образцы 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: 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 СоттоГ(Чешская республика, 2003), 9lh 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.
