Введение к работе
Актуальность проблемы. На современном этапе научно-технического прогресса в сельском хозяйстве защита растений должна базироваться на комплексных (интегрированных) системах мероприятий, основой которых являются. устойчивые к болезням и вредителям сорта сельскохозяйственных культур. По многочисленным данным потенциальные потери от вредных организмов в мире составляют 30% урожая, а в некоторых случаях и более. Поэтому достижение потенциальной урожайности современных сортов овощных культур, а также других сельскохозяйственных культур невозможно без использования эффективных средств и -методов защиты растений. Создание новых сортов и гибридов овощных культур, относительно устойчивых к основным вредоносным болезням, предусматривает изучение внутривидовой дифференциации патогенов с отбором наиболее вирулентных штаммов и рас и разработку методов оценки исходного селекционного материала на устойчивость к болезням. Многие возбудители бактериальных и грибных болезней передаются с семенами и наносят значительный ущерб семеноводству овощных культур. Однако, методы определения зараженности семян и борьбы с семенной инфекцией в настоящее время не достаточно разработаны. В связи с вышеизложенным были определены цель и задачи исследований.
Цель работы — научно обосновать и разработать методы оценки исходного селекционного материала овощных культур на устойчивость к бактериальным и грибным болезням родов Brassica L., Raphanus L., Daucus L., Beta Tourn (L.), Cucu-mis L., а также методы определения зараженности семян и борьбы с семенной инфекцией овощных бобов и фасоли.
Задачи исследований. Для реализации основной цели научных исследований необходимо было решить следующие задачи:
— изучить внутривидовую дифференциацию возбудителей бактериальных и грибных заболеваний белокочанной капусты, редиса, столовой свеклы, огурца в Нечерноземье и бактериоза моркови — в Западной Сибири;
.— разработать методические основы ускоренной оценки исходного селекционного материала на устойчивость к бактериальным и грибным болезням;
изучить закономерности распределения признаков устойчивости к наиболее вредоносным бактериальным и гн&ри/щым болезням некоторых овощных культур и выделить источники устойчивости для включения в селекционный процесс;
разработать'методы определения зараженности семян фасоли и капусты с применением поверхностных стерилизаторов и на основе электронного парамагнитного резонанса;
разработать принципы рационального скрининга химических соединений на антибактериальную активность;
провести производственные испытания эффективных препаратов против бактериальных и грибных болезней овощных бобов и фасоли.
Научная новизна результатов исследований. Изучены особенности внутривидовой дифференциации возбудителей бактериальных и грибных заболеваний белокочанной капусты, столовой свеклы и огурца в условиях Нечерноземной зоны, моркови — в Западной Сибири.
Разработаны способы получения мутантных (аттенуиро-ванных) штаммов Xanthomonas campestris pv. campestris, используемые при вакцинации белокочанной капусты против сосудистого бактериоза. Получено авторское свидетельство на изобретение «Способ получения мутантных штаммов фитопа-тогенных бактерий X. campesrtis». Авторское свидетельство за № 1473360 от 15.12.88 г. Гриф «Для служебного пользования».
Впервые в стране определен расовый состав возбудителя килы по европейской системе на сортах-дифференциаторах, предложенных Buczucki (1975).
Экспериментально подобраны новые растения-индикаторы для диагностики и определения патогенностп возбудителей сосудистого бактериоза капусты и угловатой бактериальной пятнистости огурца по реакции сверхчувствительности.
Разработаны методические основы ускорения селекции белокочанной капусты, моркови, столовой свеклы и огурца на устойчивость к бактериальным и грибным болезням с учетом состава популяции патогенов в условиях Нечерноземной зоны и Западной Сибири.
Установлены основные закономерности распределения признаков устойчивости к наиболее вредоносным болезням среди родов Brassica L. и Raphanus L.
Выделены новые источники устойчивости к отдельной и комплексу болезней (капусты — к слизистому, сосудистому бактериозам и киле; моркови; — к бактериозу, фомозу и аль-тернариозу; столовой свеклы — фомозу и фузариозу; огур-
ца — к угловатой бактериальной и оливковой пятнистостям). Проведена иммунологическая оценка 700 образцов белокочанной капусты, 186 редиса, 835 моркови, 98 столовой свеклы, 1200 огурца.
Разработаны методы определения поверхностной и внутренней инфекции семян овощной фасоли и капусты с применением эффективных стерилизаторов и метода электронного парамагнитного резонанса.
Установлена определенная функциональная зависимость между структурой химических соединений и антибактериальной активностью среди производных а-амино-алкил (арил) фосфоновых кислот, кумарина, диалкилфосфоновых кислот, 1,3,2 — диоксафосфоланов.
Получены 2 авторских свидетельства на изобретение №1149458 от 8.12.84 г., №1577316 от 8.03.90 г. Гриф «Для служебного пользования».
На защиту выносятся следующие основные положения:
особенности внутривидовой дифференциации возбудителей бактериальных и грибных заболеваний;
методические принципы диагностики и индикации патогенносте возбудителей бактериозов овощных культур;
методические основы ускорения селекции овощных культур на устойчивость к бактериальным и грибным болезням;
принципы распределения признаков устойчивости к наиболее вредоносным бактериальным и грибным болезням овощных культур и источники устойчивости для включения в селекционный процесс;
методы определения зараженности семян и борьбы с семенной инфекцией некоторых овощных культур.
Практическая ценность работы. За период 1979—1991 гг. на основании экспериментальных исследований всего разработано 15 методов, 6 методических указаний и 2 рекомендации.
Многолетняя совместная работа с селекционерами ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур способствовала созданию сорта Электрон 2 с повышенной устойчивостью к угловатой бактериальной пятнистости.
Сорта белокочанной капусты, сочетающие хозяйственно-ценные признаки и устойчивость к киле и бактериозам успешно проходят конкурсное и производственное испытание в овощеводческих хозяйствах Московской и Пермской областей.
Для ускорения селекции капусты, редиса, столовой свеклы, моркови и огурца на устойчивость к отдельным и комплексу патогенов разработанные методы, методические указания и рекомендации используются опытными станциями и научно-исследовательскими учреждениями.
В 1987—1990 гг. проведена работа с научно-исследовательским и селекционным институтом овощеводства (г. Оло-моуц, ЧССР) по теме «Совместная селекции овощных культур», задание «Селекция капустных культур», этап «Выявление источников устойчивости капусты к киле с учетом расового состава возбудителей заболеваний». В результате совместной работы выявлены источники устойчивости в условиях Нечерноземной зоны РСФСР.
Ожидаемый годовой экономический эффект при внедрении нового метода отделенных листьев капусты в селекционных учреждениях страны при ежегодной оценке 12 тыс. образцов может составить 15,4 тыс. руб.
Выделенные источники устойчивости включены в селекционный процесс для создания сортов и гибридов белокочанной капусты, редиса, столовой свеклы, моркови и огурца.
На основании многолетних экспериментальных исследований совместно с инженерами Московского института электронного машиностроения разработана прикладная программа анализа характеристики статистического распределения экспериментальных данных для ЭВМ совместимых с IBM PC/XT/AT, которая используется в селекционных подразделениях института.
Антибиотик фитолавин-100 с 1985 года рекомендован Госхимкомиссией для применения в производственных условиях на овощных бобах против бактериальных и грибных болезней. Фактический экономический эффект от внедрения препарата в колхозе «Гвардеец» Батырсвского района Чувашской АССР составил 453,2 руб. из расчета на весь объем внедрения.
Апробация результатов работы. Основные положения дис-серации доложены на методических комисиях по селекции капусты, огурца, моркови (МОВИР, ВНИИССОК, 1982, 1984, 1987, 1990 гг.), на конференции молодых ученых и специалистов Одинцовского района Московской области (НИИЗХ, Немчиновка, 1982, 1984 гг.), на научной конференции молодых специалистов НИИ овощного хозяйства (Мытищи, Московская обл., 1986 г.), на VII и VIII Всесоюзных совещаниях по иммунитету сельскохозяйственных растений к вредителям и болезням (Омск, 1981; Рига, 1986 г.), на совещании по бактериальным болезням растений (Ужгород, 1985 г.), на конференции молодых ученых (Л., ВИЗР, 1988 г.), на юбилейной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения Н. И. Вавилова (ВНИИССОК, 1988 г.), Всесоюзном совещании по созданию автоматизированной системы «Семинформа-нализ» (Л., ВИР, 1988 г.), Всесоюзной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Основные направления научно-технического прогресса в картофелевод-
тве, плодоводстве и овощеводстве» (пос. Самохваловичи, Линская обл., 1989 г.), Всесоюзной конференции по фитопа-огениым бактериям (Львов, 1990 г.).
Публикации. Результаты исследований обобщены и опуб-ткованы в 69 научных работах, в том числе 3 авторских видетельствах на изобретение (гриф «Для служебного поль-ования»), 6 методических указаниях, 2 рекомендациях и І8 научных статьях. Основные результаты исследований іашли отражение в научных трудах АН СССР (1988, 1989), ЗАСХНИЛ (1986, 1989), ВНИИССОК (1984, 1985, 1986, 987, 1988, 1989), в «Методических указаниях по селекции ;апусты» (М.: ВАСХНИЛ, ВНИИССОК, ВНИИР, 1989), в Методических указаниях по определению зараженности бо-іезнями семян основных овощных культур (М.: ВАСХНИЛ, ШИИССОК, 1986), в научных статьях: 1) Исходный мате->иал моркови на устойчивость к болезням (М.: ВНИИССОК, 987); 2) Видовой состав фузариевых грибов — возбуди-елей корнееда столовой свеклы (М.: ВНИИССОК, 1988); !) Разработка методики оценки редиса на устойчивость к :лизистому бактериозу (М.: ВНИИССОК, 1989); 4) Приме-іение метода ЭПР-спектроскопии для исследования семян ;апусты, зараженных возбудителем сосудистого бактериоза ;М.: ВНИИССОК, 1989).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из вве-іения, 6 глав, выводов, рекомендаций производству, списка іспользованной литературы, включающего 312 наименова-іий, в том числе 101 работа зарубежных авторов, приложе-іия. Материал диссертации изложен на 220 страницах маши-юписпого текста; включает 82 таблицы, 30 рисунков.
