Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы
1.1. Общие положения фитоиммунитета высших растений 8
1.2. Гнили корней и корнеплодов сахарной свёклы в период вегетации 15
1.3. Кагатная гниль 22
1.4. Механизмы повреждающего действия паразита и защитные реакции растения-хозяина 26
1.5. Комплексная селекция сахарной свёклы по выведению иммунно-продуктивных сортов и гибридов 29
ГЛАВА 2. Материалы, методы и условия проведения полевых исследований
2.1. Материалы исследований 32
2.2. Методы исследований 33
2.3. Условия проведения полевых исследований 42
ГЛАВА 3. Распространённость и патология корневых гнилей сахарной свёклы
3.1. Динамика развития корневых гнилей 46
3.2. Новый вид гнили корнеплодов 50
3.3. Разработка методических указания по учёту корневых гнилей сахарной свёклы в период вегетации 57
3.4. Расчёт фитопатогенного действия гнилей корнеплодов на хозяйственные и экономические показатели сахарной свёклы 61
ГЛАВА 4. Взаимодействие грибов-возбудителеи гнилей корней и корнеплодов сахарной свёклы в чистой культуре
4.1. Коллекция грибов-патогенов 64
4.2. Типы взаимодействия и динамика развития мицелия возбудителей корневых и кагатной гнилей сахарной свёклы 66
4.3. Влияние патогенных микроорганизмов на растительные ткани 83
ГЛАВА 5. Создание искусственных инфекционных фонов для отбора растений - доноров устойчивости
5.1. Искусственные инфекционные фоны по корневым гнилям 92
5.2. Искусственные инфекционные фоны по кагатной гнили 101
ГЛАВА 6. Скрининг селекционного материала на естественном и искусственных фонах, выделение резистентных и толерантных генотипов к корневым гнилям 107
ГЛАВА 7. Создание исходного материала сахарной свёклы устойчивого к корневым и кагатной гнилям
7.1. Поиск родоначальников новых линий по признакам продуктивности и устойчивости к кагатной гнили 121
7.2. Размножение родоначальников новых линий и наследование признака устойчивости в потомстве 128
Заключение 137
Выводы 140
Рекомендации для практического использования 142
Список использованной литературы 144
Приложение 166
- Гнили корней и корнеплодов сахарной свёклы в период вегетации
- Разработка методических указания по учёту корневых гнилей сахарной свёклы в период вегетации
- Типы взаимодействия и динамика развития мицелия возбудителей корневых и кагатной гнилей сахарной свёклы
- Искусственные инфекционные фоны по корневым гнилям
Введение к работе
Основным компонентом потенциала онтогенетической адаптации культурных растений является их устойчивость к биотическим стрессам. Ежегодные потери растениеводческой продукции в мире вследствие поражения агроцено-зов болезнями, насекомыми, нематодами и сорняками достигают 30-40 %, а иногда эта проблема приобретает эпифитотический характер, потери урожая при этом могут достигать 80 % урожая. Селекция на устойчивость к патогенам и вредителям является основным составляющим звеном в сложной системе эколого-генетических основ адаптивного потенциала растений (Жученко А.А., 1988, 1994, 1998).
В итоге многолетних исследований обоснованы и используются при селекции оригинальные методы изучения устойчивости селекционных материалов, которые позволяют проводить активный отбор по иммунитету в комплексе с другими хозяйственно-ценными признаками на всех этапах селекционного процесса. Большое внимание при этом необходимо уделять созданию образцов сахарной свеклы, совмещающих устойчивость к комплексу болезней (Голев И.Ф., 1995).
Способы создания резистентного селекционного материала ещё окончательно не отработаны, поэтому иммунитет культурных растений остаётся одной из актуальных проблем современной биологии и сельскохозяйственной науки.
Цель исследований: Выявление возбудителей корневых и кагатной гнилей сахарной свёклы и создание исходного селекционного материала с признаками резистентности и толерантности к данным болезням.
Задачи: 1. Изучить распространённость и патологическое действие корневых гнилей в посевах сахарной свёклы в условиях ЦЧР.
2. Разработать методические указания по учёту корневых гнилей сахарной свёклы в период вегетации.
Изучить взаимодействие грибов-возбудителей гнилей корней и корнеплодов сахарной свёклы в чистой культуре, и действие фитотоксинов на растительные ткани на ранних этапах онтогенеза.
Создать новые искусственные инфекционные фоны для отбора растений-доноров устойчивости.
Выделить источники устойчивости к корневым и кагатной гнилям и на их основе создать потомства раздельно- и сростноплодных диплоидных и тетрап-лоидных линий сахарной свёклы с признаками резистентности.
Научная новизна: Впервые подробно изучено развитие корневых гнилей в селекционных и производственных посевах сахарной свёклы в условиях ЦЧР, и определён ущерб от болезней за вегетацию (от всходов до уборки), который при интенсивной технологии возделывания культуры составляет до 10 т/га.
Выявлен новый вид гнили корнеплодов, возбудителем которой является специализированная форма гриба Rhizopus (класс Zygomycetes, семейство Ми-согасеае, вид Rhizopus nigricans). Установлено, что благоприятные для данного патогена условия (тёплая и влажная погода) стимулируют переход его сапрофитной фазы к факультативному паразитизму. Показано, что интенсивное развитие гнили - до 66 % в производственных посевах, вызвано комплексом факторов: изменением климатических условий, экспансией иностранного материала, накоплением инфекции в почве, возникновением новых биологических групп патогенов.
Обосновано патологическое воздействие корневых гнилей на растения сахарной свёклы и предложены формулы для расчёта ущерба хозяйственных и экономических показателей за период вегетации.
Разработаны методические указания по учёту корневых гнилей и классификация селекционного материала по устойчивости к почвенным фитопатогенам.
Выделены, описаны по морфологическим признакам и введены в чистую культуру новые штаммы возбудителей гнилей корней и корнеплодов сахарной свёклы: Fusarium oxysporum (штамм № 2 - 2000), Fusarium solani (штамм № 2 -1998), Fusarium culmorum (штамм № 1 - 2000), Botrytis cinerea (штамм № 2 -
1998), Oospora betae (штамм № 1 - 2000), Rhizoctonia aderholdii (штамм № 3 -2000), Rhizopus nigricans (штамм № 1 - 1998; штамм № 2 - 2001), что позволило расширить представление о специализации и изменчивости возбудителей болезней.
Впервые показано взаимодействие грибов-возбудителей коревых гнилей в чистой культуре и на питательном субстрате, которое представлено симбиоти-ческими (положительными) - 27 % и антагонистическими (отрицательными) -73 % связями.
Получены новые комплексные искусственные инфекционные фоны, представленные наиболее распространёнными грибами-патогенами корневых гнилей сахарной свёклы в период вегетации и при хранении. При этом в работу включены новые возбудители: Aphanomyces cochlioides и Rhizopus nigricans, которые ранее не использьзовались.
Практическое значение: Разработанные методы учёта корневых гнилей в период вегетации и математические формулы могут быть использованы в селекционной практике и сельскохозяйственном производстве с целью оценки селекционного материала, сортов и гибридов сахарной свёклы по устойчивости к фитопатогенам. В селекции на иммунитет это позволит выделить резистентные генотипы и включить их в научный процесс, а в производстве определиться с выбором устойчивых сортов и гибридов при приобретении посевного материала.
В селекционной работе при создании резистентного материала необходимо использовать новые комплексные искусственные инфекционные фоны, представленные наиболее распространёнными грибами-патогенами гнилей корней и корнеплодов сахарной свёклы.
Выявлено 14 новых доноров устойчивости из перспективного селекционного материала диплоидной и тетраплоидной сахарной многосемянной свёклы, из которых выделено и включено в селекционный процесс 46 родоначальников новых высокопродуктивных, резистентных линий.
Получено потомство її и lid от 4-х лучших родоначальников сахарной свёклы, обладающее устойчивостью к наиболее распространённым возбудителям корневых гнилей.
Отобранный резистентный материал может быть использован в селекционных схемах при создании новых сортов и гибридов сахарной свёклы, устойчивых к биотическим стрессам.
На защиту выносятся следующие положения:
Распространённость и патология корневых гнилей в ЦЧР, приводящие к снижению продуктивности возделываемой культуры.
Типы взаимодействия и динамика развития фитопатогенных грибов в чистой культуре, определяющие положительные и отрицательные связи между микроорганизмами.
Инфекционные фоны с повышенной агрессивностью, способствующие жёсткому отбору селекционного материала при его оценке на устойчивость к патогенам.
Создание селекционного материала на линейном уровне, устойчивого к почвенным фитопатогенам и обладающего высокой продуктивностью. Апробация работы: Основные положения диссертационной работы были доложены на Международной научно-практической конференции молодых учёных и специалистов (Воронеж, ВГАУ, 2001); Первом съезде микологов России (Москва, Национальная академия микологии, 2002); Первой Всероссийской конференции по иммунитету растений к болезням и вредителям (Санкт-Петербург, ВНИИ защиты растений, 2002); ежегодной научно-практической конференции руководителей и главных агрономов передовых хозяйств Воронежской области проводимой фирмой ООО «Агротех-Гарант» (Воронеж, 2003); Всероссийском совещании «Современные системы защиты растений от болезней и перспективы использования достижений биотехнологии и генной инженерии» (Москва, ВНИИФ, 2003); результаты исследований ежегодно докладывались на заседаниях ученого Совета ВНИИСС (1997-2003г.г.).
Реализация результатов исследований: по результатам исследований опубликовано 5 печатных работ и методические указания.
Автор выражает глубокую благодарность за содействие при выполнении полевых и лабораторных исследований всему коллективу лаборатории иммунитета и в частности научному сотруднику Г.В. Черепухиной, за предоставление исходного селекционного материала сотрудникам отдела селекции: В.А. Бычковой, Н.Г. Горячих, СИ. Скачкову, научным консультантам - сотрудникам отдела защиты растений В.Ф. Нуждину и А.В. Рябчинскому, за чуткое и направленное руководство - заведующей лабораторией иммунитета В.В. Нуждиной.
Гнили корней и корнеплодов сахарной свёклы в период вегетации
Является самой распространенной болезнью, известной уже более 180 лет, которая в большей или меньшей степени наблюдается ежегодно на посевах свёклы. При слабом поражении всходов корнеед не оказывает большого влияния на состояние посевов и остается почти незамеченным. Сильное же его развитие проявляется в отставании в росте больных ростков, многие из которых гибнут, в результате чего происходит изреживание всходов, а это вызывает не только трудности при формировании густоты насаждения растений, но чаще влечёт за собой необходимость полного или частичного пересева.
Эта болезнь причиняет огромный ущерб свеклосеющим хозяйствам, снижая урожай и сбор сахара до 50-55 %, и тем сильнее, чем беднее агротехнический фон возделывания сахарной свёклы (Булавин Н.И., 1986). По данным В.А. Чул-киной (1987) при поражении проростков сахарной свёклы корнеедом урожайность корнеплодов снижается на 15-20 %, сахаристость на 0,5-2 абсолютных процента. А.Е. Чумаков (1990) указывает, что в зависимости от степени поражения корнеедом потери сбора сахара составляют от 11 до 40 %. По результатам исследований Р.А. Юнусова (2001), каждые 2 % пораженности корнеедом (средневзвешенной степени поражения) обуславливают недобор 1 % урожая корнеплодов.
Возбудители. Корнеед обусловлен комплексом высших грибов (Phoma betae, Rhizoctonia spp., Fusarium spp., Alternaria tenuis, Aphanomyces spp.) и низших грибов из рода Pythium, а в целом данное заболевание вызывается свыше 80 видами грибов, различных по своей активности (Тверской Д.А., 1955; Попова И.В., 1968; Билай В.И., 1977; Новотельнова Н.С., 1978; Пожар З.А., 1978; Стройко Ю.М., 1998; Юнусов Р.А., 2001; Kiss Е., 1965; Fravel D.R., 1984; Carling D.E., 1987, 1990; Ogoshi А., 1987, 1990). Большинство из них являются обитателями почвы или же входят в состав семенной микрофлоры (Буренин В.И., 1998). Возбудителями корнееда являются 18 видов бактерий следующих видов: Ervima amylovora (Burrill) Winslow, Pseudomonas cMororapis (Luignard et Sauvageau) Bergey, Serratia corallina Bergey, Serratia betae Stuts. et Wzor., Bacillus butyricus betae Koczura, Pseudomonas flourescens (Flugge) Migula и другие (Пожар 3.A., 1959; Билай В.И., 1988).
Условия развития. В соответствии с экологической классификацией болезней, корнеед относится к почвенно-воздушно-семенным инфекциям, что предполагает изучение видового состава патогенов соответственно на семенах, пораженных частях растений и в почве (Чулкина В.А., 1998).
Видовой состав возбудителей корнееда свёклы в определенной степени определяется местом выращивания семенного материала и выбор защитных мероприятий, прежде всего компонентов для обработки семян, должен учитывать данную особенность (Семенов А.Я., 1980, 1982; Юнусов Р.А., 2001). К тому же неизбежны методические трудности, обуславливающие возникновение и развитие этой болезни, а именно: плохая структура и некачественная предпосевная обработка почвы, использование для посева некондиционных семян, заплыва-ние почвы и образование корки, недостаток питательных веществ, резкое колебание температуры воздуха (Шевченко В.Н., 1964).
Прогрессирует заболевание, прежде всего на тех полях, где нарушены приёмы агротехники: не соблюдалось правильное чередование культур в севообороте, вносились несбалансированные дозы удобрений, некачественно обрабатывался семенной материал (Запольская Н.Н., 2002).
Селекция на устойчивость. В литературе имеются сведения о том, что для повышения устойчивости сахарной свёклы к корнееду применялись различные методы. Так, В.П. Муравьевым (1937) был предложен физиологический метод отбора. Он заключался в способности растений к преодолению искусственно созданной корки, что способствовало интенсивному развитию корнееда, однако выжившие растения впоследствии были более устойчивыми. Автор отмечает, что в этом случае однократный отбор повысил устойчивость свёклы к корнееду на 13 % по сравнению с исходным материалом.
В.Н. Шевченко (1950) разработал метод отбора устойчивых к корнееду растений при проращивании семян в соляных растворах. Однократный отбор наиболее крупных ростков повысил устойчивость к корнееду на 10-15 %. Этот метод наряду с массовым отбором здоровых ростков перед прорывкой в поле на фоне естественного развития болезни применялсяся на Льговской опытно-селекционной станции (Лавриненко А.П., 1969).
В опытах с прогреванием семян установлено: при прогревании семян при температуре + 50 С в течение 5 часов, поражённость всходов корнеедом снизилась в 1,5 раза, повысился урожай корнеплодов на 14,2 % и сахаристость на 0,2 % (Пак В.П., 1965; Мицкевич В.К., 1975) .
Основным препятствием в достижении успеха в селекции на устойчивость к корнееду, является влияние модифицирующих факторов. Однако это не может служить непреодолимым препятствием на пути к развитию работ по созданию образцов сахарной свёклы, устойчивых к данному заболеванию. Основанием к этому является варьирование поражаемости болезнью различных растений, наблюдаемое в одних и тех же условиях, а также различия поражаемости генеративных потомств отдельных родоначальников и продуктов специальных отборов на устойчивость. Достижение успехов в этом направлении будет зависеть от того, насколько при проведении отборов на устойчивость к корнееду будет устраняться влияние модифицирующих факторов (Шевченко В.Н., 1969).
Разработка методических указания по учёту корневых гнилей сахарной свёклы в период вегетации
Острая проблема гнилей корнеплодов возникла сравнительно недавно, поэтому научная и методическая литература на сегодня содержит скудную информацию по данному вопросу, которая в основном базируется на разработках многолетней давности (Наумов Н.А., 1932; Хохряков М.К., 1976; Шевченко В.Н., 1977; Новотельнова Н.С., 1978; Федорова Р.Н., 1978; Котова В.В., 1982; Загурский А.В., 1985; Перетятько В.Г., 1985; Фрадкина Д.Л., 1985). Изучены видовой состав корневых гнилей, возбудители и условия развития той или иной болезни (Билай В.И., 1988). Однако в имеющейся литературе недостаточно точно и полно освещена методика учёта корневых гнилей в селекционных и производственных посевах. Существующая шкала В.Н. Шевченко (1977), а также её модифицированные аналоги (Загурский А.В., 1985) на наш взгляд имеют ряд недостатков: 1. Шкала некорректно градирована по степени поражённости с математической точки зрения и недостаточно ясно освещена по характеру и развитию того или иного вида гнили корнеплодов. 2. Отсутствуют подробные рекомендации по отбору проб в селекционных и производственных посевах. 3. Отсутствует классификация селекционного материала по устойчивости к почвенным фитопатогенам. Учитывая эти недоработки, Всероссийским НИИ сахарной свёклы, на базе существующих рекомендаций была разработана (систематизирована и модифицирована) методика учёта корневых гнилей сахарной свёклы в селекционных и производственных посевах. Приемлема она и при испытании защитно-стимулирующих препаратов. Оценку на инфицирование гнилями корнеплодов проводят в два срока: первый в июле - визуально, во второй половине дня, когда поражённые растения привядают (особенно в жаркую погоду) и их легко отличить от здоровых. Рассчитывают распространённость поражения (Степанов К.М., 1972) . Второй в сентябре (за 7 - 10 дней перед уборкой). В селекционном посеве отбор проб производится с 10 погонных метров среднего рядка трёхрядковых делянок. При этом производится подсчёт общего количества корнеплодов в пробе, количество поражённых корнеплодов, идентификация гнилей. Визуально определяют степень поверхностного и внутреннего поражения по пяти-бальной шкале: 0 баллов - инфицирование отсутствует; 1 балл - слабое внутреннее поражение (степень поражения до 25 %) или среднее поверхностное поражение (степень поражения от 25 до 50 %); 2 балла - среднее внутреннее поражение, вызвано одним или несколькими заболеваниями (степень поражения до 50 %) в виде загнивания, усыхания, дуплистости, растрескивания, мочковатости. Степень поверхностного поражения до 75 %; 3 балла - сильное поверхностное и внутреннее поражение, чаще несколькими заболеваниями (степень поражения до 75 %) в виде загнивания, усыхания, растрескивания, мочковатости, ветвления, дуплистости. Поверхностное поражение до 100 %; 4 балла - гибель растения. Корнеплод полностью поражён, как правило, не сколькими заболеваниями. В производственном посеве пробы отбираются по диагонали поля через каждые примерно 141 м (длина диагонали площади в 1 га). Отступ от угла края поля в глубь посева составляет 23 метра (длина диагонали обсевной полосы). Отбор количества проб (п) зависит от площади поля, его конфигурации и длины гона. С поля 10 га (100.000 м ) при оптимальном варианте (правильная конфигурация поля с относительно равными сторонами - 300 м х 333,3 м) отбирают: Соответственно с 20 га - 4 пробы; 40 га - 6 проб; 60 га - 8 проб; 80 га - 9 проб; 100 га- 10 проб.
При длинном гоне количество проб увеличивается, соответственно размерам поля. При неправильной конфигурации поля его условно разбивают на составные части. Поле площадью более 100 га условно делят на составляющие части и отбор проб производят по диагоналям отбитых участков. Проба составляет 10 погонных метров рядка. При этом, как и в селекционном посеве, производится подсчёт общего количества корнеплодов в пробе, их поражённость и идентификация корневых гнилей. Визуально определяют степень поверхностного и внутреннего поражения по пяти-бальной шкале. При очаговом характере поражения подсчитывают количество очагов и их площадь.
Идентификацию гнилей сахарной свёклы проводят по систематизированной и модифицированной характеристике внешних признаков болезней предложенной В.Н. Шевченко и З.А. Пожар (1977), дополнив её ноьым видом болезни и метеоусловиями, при которых возбудители имеют минимум, оптимум и максимум своей агрессивности (приложение 1). Расчёт показателей распространенности и интенсивности корневых гнилей производится по общепринятым в фитопатологии формулам (Степанов К.М., 1972). Для определения суммарного внутреннего и поверхностного поражения корнеплодов, дополнительно расчитывают интенсивность развития гнили у поражённых растений по формуле (1):
Типы взаимодействия и динамика развития мицелия возбудителей корневых и кагатной гнилей сахарной свёклы
Свекловичный агробиоценоз представляет собой поле деятельности различных видов сорных растений, вредителей, фитопатогенов, которые являются не скоплением независимых видов, а сообществом, сформировавшемся в процессе длительной ЭВОЛЮЦИИ.
Фитопатогены, составляющие фитопатокомплекс свекловичного агробио-ценоза, также находятся в определённых взаимосвязях, от которых зависит их вредоносность в процессе вегетации свекловичного растения (Дьяков Ю.Т., 1995).
Определение роли каждого фитопатогена и их взаимосвязи имеет большое значение в селекции на устойчивость.
Изучение взаимодействия грибов-патогенов между собой в чистой культуре, с целью установления антагонистических и синергетических связей, проводили по методическим указаниям, разработанным в лаборатории иммунитета Всероссийского НИИ сахарной свёклы и сахара (Глава 2.2).
В результате исследований установлено четыре типа взаимодействия возбудителей в чистой культуре (рис. 8). Первый тип взаимодействия определили как опосредованную (косвенную) конкуренцию - совместное использование какого-то фактора или ресурса, в данном случае питательного субстрата, но без непосредственного столкновения организмов или популяций друг с другом. Первый тип имеет разновидности 1а и 16 в вариантах групп «А» и «В». Примером 1а типа служит взаимодействие грибов рода Fusarium: Fusarium oxysporum + Fusarium solani, Fusarium culmorum + Fusarium oxysporum, а также взаимодействие между грибами Oospora betae и Fusarium oxysporum (рис. 9).
По типу 16 протекает взаимодействие между Aphanomyces cochlioides и грибами Fusarium, Pythium и Phoma (варианты А 1.4; А 1.6-1.8), Oospora betae + Rhizoctonia aderholdi, Oospora betae + Fusarium solani, грибами рода Fusarium и Rhizoctonia aderholdi (рис. 10), а также между Fusarium culmoram + Phoma betae и Botrytis cinerea + Fusarium oxysporum (рис. 11). aГрафически первый тип представлен в виде параллельных прямых (рис. 12).
Динамика нарастания мицелия грибов рода Fusarium, в вариантах групп «А» и «В», приблизительно одинаковая. В среднем площади, занимаемые каждой разновидностью составляют 50 %. Мицелии грибов развиты плохо, лучше развивается - Fusarium solani. Граница между грибами образуется на 13 сутки в результате сплетения гиф обеих грибов, но лидирующая роль принадлежит Fusarium solani. В центре чашки граница прерывается: в этом месте мицелии грибов очень редкие (рис. 9а).
Аналогична динамика развития мицелия у грибов Oospora betae и Fusarium oxysporum, который у данной пары недоразвит. Чётко выраженная граница между колониями образуется на 13 сутки.
Мицелий гриба Fusarium culmoram развит хорошо, мицелий Fusarium oxysporum - плохо. Граница между колониями образуется на 10 сутки в результате сплетения гиф обеих грибов (рис. 96).
В группе грибов - патогенов корневых гнилей Aphanomyces отличается динамичным развитием своего мицелия. В сравнении с грибами Fusarium этот показатель выше в 2,5-3,0 раза, в сравнении с Phoma betae в 8 раз. По интенсивности развития Aphanomyces cochlioides уступает только Pythium ultimum. Мицелий поверхностный. Со всеми грибами он занимает обособленную площадь. Граница образуется на 6 сутки, в её образовании принимают участие оба компонента (рис. 10).
Интенсивность развития гриба Oospora betae, при взаимодействии с грибами Rhizoctonia aderholdi и Fusarium solani, несколько ниже, чем соседствующих компонентов. На его долю в чашке Петри к окончанию учётного времени приходится 42-43 % от общей площади, в то время как Rhizoctonia aderholdi и Fusarium solani занимают 51 % и 58 %, соответственно.
Искусственные инфекционные фоны по корневым гнилям
Одним из основных направлений в селекции сахарной свёклы является создание сортов и гибридов, резистентных к гнилям корней и корнеплодов в период вегетации (Тютерев С.Л., 2002). При этом общепринятым методом оценки устойчивости селекционных материалов является испытание их в условиях естественного и искусственного инфекционного фона, и выделение высокоустойчивых форм, достоверно отличающихся от других биотипов популяции.
Учёными разработан целый ряд методов выделения устойчивых к корнееду сортовых материалов: искусственное заражение семян сахарной свёклы грибом Phoma betae (Грушевой С.Е., 1928), создание неблагоприятных условий для прорастания семян - искусственная корка (Муравьев В.П., 1937), проращивание семян в соляных растворах (Шевченко В.Н., 1950), обработка токсинами грибов (Оршанская В.Н., 1960; Попова И.В., 1982), использование естественного фона развития корнееда (Хованская КН., 1985), обработка семян водными экстрактами грибов или внесение патогенного начала в почву (Лунин Н.К., 1986; Ры-жиковаВ.П, 1987; Лунин Н.К., 1990).
Искусственные инфекционные фоны обеспечивают хорошую дифференциацию образцов по поражению (Гешеле Э.Э., 1977). Поэтому вопросы совершенствования способов создания искусственных инфекционных фонов по корнееду и кагатной гнили имеют большое практическое значение. Работа в этом направлении в лаборатории иммунитета ВНИИСС ведётся с 1987 года. Основной целью исследований является создание селекционного материала, обладающего определенной степенью устойчивости не только к отдельным видам, но и группам грибов, вызывающих заболевание. В 1993 году для создания инфекционных фонов использовалось 9 видов грибов-возбудителей корнееда (грибы рода Fusarium, Pythium, Phoma betae). Селекционные материалы изучались на восьми инфекционных фонах в лабораторных и полевых условиях. Результаты исследований позволили выделить 3 новых инфекционных фона «А», «В» и «С»: Fusarium solani + Fusarium oxysporum + Phoma betae + Pythium ultimum; Fusarium gibbosum + Fusarium solani + Fusarium lateritium + Pythium debarianum; Fusarium solani + Fusarium culmorum + Phoma betae + Pythium debarianum Пораженность проростков при обработке семян данными комплексами грибов составила на уровне 85, 70 и 62 %, соответственно. Фоны отрабатывались на сорте Родн. 47 (Отчёт лаборатории иммунитета, 1990-1993). В 1995 году фоны были несколько изменены (Отчёт лаборатории иммунитета, 1995-1997): 1. Агрессивность инфекционного фона «А» уменьшили, исключив из него гриб Pythium ultimum. 2. Искусственный инфекционный фон «В» исключили из работы, так как комплекс составляющих его патогенов давал пораженность корнеедом на уровне фона «А». 3. Повысили агрессивность фона «С» исключив грибы Fusarium и заменив Pythium debarianum на Pythium ultimum. Результатом многолетней работы по изучению искусственных инфекционных фонов, явилось создание двух искусственных инфекционных фонов, которые использовались для отбора генотипов устойчивых к корнееду (таблица 6). фон № 1 - Fusarium oxysporum + Fusarium solani + Phoma betae; фон № 2 - Pythium ultimum + Phoma betae Полученные модели фитопатокомплексов состоят из возбудителей, которые чаще всего инфицируют подземную часть ростка (Пожар З.А., 1959). Входящие в состав инфекционного фона № 1 грибы рода Fusarium своё максимальное патогенное действие осуществляют при температурном оптимуме от + 18 С до + 27 С, влажности 40-75 % и рН почвы от 3,5 до 5. Влажность менее 40 % и более 80 % ингибирует развитие данных грибов. Оптимальные условия для гриба Phoma betae - температура от + 15 С до + 25 С, влажность 75-90 %, рН почвы 4-5 (Билай В.И., 1988). Таким образом, инфекционный фон № 1 своё патогенное действие максимально проявляет при тёплых, влажных погодных условиях. При этом главным образом инфицируются корневые волоски и непосредственно сам корень (Пожар З.А., 1959). Искусственный инфекционный фон № 2 представлен грибами Pythium ulti-mum и Phoma betae. Колебание диапазона оптимальных температур для развития гриба Pythium невелико и составляет от + 5 С до + 12 С, при влажности 75-90 % и рН почвы 2-4,5. Минимальный температурный порог гриба Phoma betae составляет + 5 С (Билай В.И., 1988). Таким образом, инфекционный фон № 2 интенсивно стимулирует развитие корнееда в холодный, влажный период, когда корневая система формируется медленно, а отдельные участки корней вследствие недостатка воздуха в переувлажненной почве отмирают, являясь источником инфекции. С 1999 года изучение искусственных инфекционных фонов продолжили по методике И.В. Поповой (1982) с включением в работу гриба Aphanomyces cochlioides, одного из основных и агрессивных возбудителей всходов свёклы, который до этого не использовали (Матасов А.А., 2001; Нуждина В.В., 2002). Данный патоген повреждает в основном только надземную часть растения -корневую шейку, подсемядольное колено, семядоли и черешки. Поражённые участки буреют и утончаются, растение поникает и увядает. Афаномицетная гниль приводит к изреживанию всходов сахарной свёклы, ослаблению растений, деформации корнеплодов, снижению сахаристости. Максимальная активность патогена достигается при температуре от + 14 С до + 22 С, влажности 75-100 % и рН почвы от 3 до 5. Минимальный температурный барьер данного возбудителя составляет + 5 С, максимальный доходит до + 30 С (Билай В.И., 1988). Для сравнительной оценки были взяты ранее изученные и испытанные фоны: Fusarium oxysporum + Fusarium solani + Phoma betae и Pythium ultimum + Phoma betae. В качестве контроля использовали естественный инфекционный фон - микрофлору семян. Учитывая морфофизиологические особенности Aphanomyces cochlioides: динамичный характер развития данного патогена, а также его несовместимость с другими видами возбудителей (см. Глава 4), нами были составлены и изучены по агрессивности различные модели фитопатокомплексов на базе этого гриба (таблица 7).
