Введение к работе
Акіупллрсіь_и?мм. Альтерпарпоз (возбудитель Alternaria solani) яв-
іясіся одной ні наиболее вредоносных болезней томата на территории Республіки Молдова. Ежегодно, он поражает растения томата в открытом грунте и в весенних пленочных теплинах, приводя к значительным поіерям продукции (Охова, 1969).
Защитные мероприятия против альтернариоза в основном базируются па применении фунгицидов. Однако использование лишь химических среде in не позволяет уменьшить вредоносность заболевания в дос-іаючпой степени, так как фунгициды часто теряют свою эффективность, кроме того они дороги. Ужесточение требований к охране окружающей среды приводит к запрещению многих фунгицидов. Вследствие этого необходим поиск альтернативных методов защиты, одним из которых яв-дяеіся еоіданпе устойчивых сортов и гибридов.
Проводившиеся на іерригорни Молдовы исследования были связаны с определением потерь, вызываемых заболеванием, оценкой вос-прппмчпвосш обранюв томата к заболеванию при естественном заражении: начались иекоюрые вопросы бно.топш возбудителя и природы \ с і оіічіінос гп (Балашова, Сычева. 19()9: /Клченко и др., 1983: Охова, 1963, I96X). Не проводилось планомерною плчеппн популяции возбудителя с \чсчо\| іребоваїшй селекции па имммшіеі. В республике не было методических разработок для оценки коллекционного и селекционного материала томата на устойчивость к альтернариозу в больших объемах, позволявших бы вести значительную селекционную работу в направлении повышения устойчивости генофонда к данному заболеванию. Не проводилась генетическая идентификация источников и доноров устойчивости в условиях инфекционного фона.
Цель и задачи исследований. Целью наших исследований явилось совершенствование методов создания исходных форм томата с высокой степенью устойчивости к альтернариозу. Для этого предстояло решить следующие задачи:
- изучить распространенность и вредоносность альїсрпарпоза па
районированных в Молдавии сортах и гибридах томата;
уточнить этиологию альтернариоза и изучить биологические осо-бен-ности возбудителя;
выявить воздействие факторов внешней среды на проявление эабо-ле-вания;
исследовать существующие методы создания форм томага. усюіі-чивых к альтернариозу, выявить наиболее эффективные из них п модифицировать с учетом местных особенностей;
провести оценку коллекционного и селекционного материала томата, выявить высокоустойчивые к альтернариозу формы;
изучить генетические особенности наследования устойчивости к альтернариозу;
создать формы томата, перспективные для использования их в качестве источников устойчивости к альтернариозу.
Научная новизна исследований. Определена вредоносность алысрнариоза на районированных в Молдавии сортах и гибридах томаїа. Уіочне-на этиология и изучены биологические особенности меемюй поп\линии возбудителя альтернариеза. Проведено изучение влияний условий среды на развитие альтернариоза, предложены формулы для npomota рашшия заболевания. Исследованы существующие методы создания уаойчнвых к альтернариозу форм томата, установлены как наиболее эффективные н модифицированы некоторые из них с учетом местных условий. Выявлена оптимальная инфекционная нагрузка для дифференциации образцов по устой чивости к альтернариозу и проведена оценка коллекционного (185 образцов) и селекционного (более 400 образцов) материала. Изучены генетические особенности наследования устойчивости методом дішллельно-го анализа. Получен ряд форм томата, перспективных для использования их в качестве источников устойчивости к альтернариозу.
Практическая ценность работы. Предложенные методы оценки и отбора применяются при создании устойчивых к альтернариозу форм тома-
5 і а. Теоретические положения работы используются при разработке селекционных программ. Полученный селекционный материал, применяется для создания устойчивых к альтернариозу форм томата.
Апробация работы. Результаты исследований были представлены на научно-практической конференции в НИСТИО (Тирасполь, 1986), конференции молодых ученых во ВНИИССОК (Москва, 1987), конфе-ренции аспирантов и молодых научных сотрудников в ВИР (Санкт-Петербург, 1988), конференции молодых ученых и специалистов в БелНИИПКО (Самохвалопичи, 1989), конференции молодых ученых м специалистов "Наука - овощеводству" (Ереван, 1990), конференции молодых ученых и специалистов в НИИОХ (Мытищи, 1990), на научно-практической конференции в ПНИИСХ (Тирасполь, 1996), на методической комиссии и Ученом Совете ПНИИСХ.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ.
Объем н структура работы. Диссертация изложена на 176 страницах ' машинописного іексіа, состоит из введения, пяти глав, выводов и 24 приложений. Работ иллюстрирована 31 таблицей и 17 рисунками. В библиографии 217 наименовании, из них 85 - на иностранных языках. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.
l._0(Tiop_.jj_nep;mpi.i. Ана.тизируеіся лиіература о распространенное і и н вредоносное пі алі.іернарноза на томатах, биологических особенностях, внутривидовой неоднородности возбудителя. Рассматриваются методы защиты томата от альтернариоза. Проанализированы выявленные гене-тпческне закономерности наследования признаков устойчивости к аль-тернарпозу, физиолого-биохнмическне особенности устойчивости. Приведены литературные данные о имеющемся сортименте относительно устойчивых к поражению форм. Анализируются существующие методы селекции на устойчивость к альтернариозу.
И. Условия, материалы и методы гіроведения исследований. Исследования по теме диссертации проводились на опытном участке Молдавского НИИ ово-щеводства в 1986-1995 годах.
Томат возделывался по рассадноіі технологии. Плоіцаді, делянки к коллекционных и селекционных питомниках в весенних пленочных ієн лицах составляла 2,1 м2, на орошаемом участке в открыты грмпс - 6,3 м-1. В предварительном и конкурсном испытаниях и открытом і руте площадь делянки составляла 6,3 м2, повторность 3-х кратная.
Выявление зависимости между погодными условиями и аепепыо развития альтернарноза проводили по методике К.М.Чумакова и А.П. Степанова (1964).
Вирулентность выделенных из природной популяции возбуди геля альтсрнариоза изолятов проводили на отделенных от растении томата листьях бензимидазольным методом в модификации Э.А. Власовой, Ч.П. Кравченко и З.В. Тимошенко (1972).
При изучении токсических свойств культуральной жидкости гриба A.solani изоляты выращивали на жидкой среде Чапека. Токсичпосн. фильтратов культуральной жидкости изучали на проростках семян томата.
Содержание сухого вещества, сахара, аскорбиновой кисло і ы и определение общей кислотности проводилось в лаборатории массовых анализов МолдНИИО по принятым здесь методикам, определение со-держапия в листьях азота проводилось методом Късльдаля, хлорофиллом - по методу Хольма-Ветштенна.
Пораженность изучавшегося материала альтернариоюм определяли,
используя методику ВАСХНИЛ (1968) по шкале 0-4. Подсчитывали также
% поразившихся плодов.
Потери урожая (П%) подсчитывалпсь по формуле: (А-а)х 100
П = , где А - урожай здоровых растений; а - урожай
А пораженных растений.
Степень развития болезни вычисляли по формуле ВИЗРа: X(axb)x 100
С= , где С - степень развития болезни, "/„;
L(a x b) - сумма произведений количества пораженных растений (а) на соответствующим балл поражения (b); N - общее количество учетных растений; 4 - высший балл шкалы.
В селекционной работе на повышение устойчивости образцов томата к альтернарнозу использовали межлинейные и насыщающие скрещивания, индивидуальные и массовые отборы.
Результаты опытов обрабатывали методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1973). При изучении изменчивости признаков устойчивости вычисляли коэффициенты вариации (V) и их ошибки (Sv). Для определения взаимозависимостей между различными хозяйственно-ценными признаками использовали метод корреляции и линейной регрессии (Рокицкий,
1%7).
Определение общей и специфической комбинационной способности в системе диаллсльных скрещиваний проводили по методике Гриффинга (1954) и Хотылевой (1968). Оценку комбинационной способности в топ-кроссах проводили по методике, предложенной Хотылевой (1968) и Вольфом (1980), генетический анализ линий томата по признакам устойчивости к альтернарнозу - по методике Hayman (1954).
III. Уточнение этиологии, определение вредоносности н изучение биологических особенностей возбудителя альтернариоза томатов в Молдове.
Распространение и вредоносность альтернариоза. Альтернариоз поражает растения томата всех изучавшихся сортов и гибридов при их выращивании в открытом грунте и в весенних пленочных теплицах. Потерн урожая происходят, в основном, вследствие поражения листьев и плодов. На силыювосприимчивых образцах урожай снижался также за счет опадения цветков и завязей. Количество плодов в годы сильного развития заболевания уменьшалось на 30-45%, средняя масса плода снижалась на 5-14%. В весенних пленочных теплицах потери урожая достигали 40-45%, в открытом грунте - 50-55%.
Рассчитана формула, по которой можно определить примерные потери урожая: у = -0,70х3+6,77х2-3,08х+0,68, где х - балл поражения в конце вегетации, у - потери урожая (в процентах).
В результате заболевания ухудшался химический состав плодов. Oi-мечалась прямая корреляционная зависимость между баллом поражения альтернарнозом и снижением содержания сухого вещества и. несколько меньше, общего сахара (соответственно г=0,81 ± 0,09 п 1=0,58+0 J 7).
Уточнение этиологии заболевания и изучение биологических особенностей возбудителя. На пораженных органах растении тома га с началом появления некротических пятен обнаруживается фигопагогснный і риб Alternaria solani (Ellis et Martin) Soraucr (синоним Macrosporiiim solani Dili's et Martin). Наряду с A. solani нами идентифицирован другой вид -Alternaria alternata (Fr.) Keissl. Используя триаду Коха, выявлено определяющее значение в этиологии альтернариоза A. solani.
На основании морфологических различий патогенные пзолягы А. solani, были подразделены на 4 морфологических группы (описание проводилось при выращивании на картофельно-глюкозном агаре, температура 28С) (таблица 1).
Таблица 1
Характеристика групп пзолятов A.solani
Конидиеобразования при выращивании на искусственных питательных средах у всех изолятов отсутствовало.
Установлено следующее соотношение групп в природной популяции: 1 - 42,3%, 2 - 25,1%, 3 - 23,6%, 4 - 9,0%.
Наибольшую патогснность проявили изоляты 1-ой группы, наименьшую - 4-ой. Изоляты 2-ой и 3-еГі групп оказались близкими по патогенным свойствам.
При культивировании гриба на искусственных средах наиболее патогенными были колонии, выращенные на каргофелыю-глюкозном агаре, среде Чапека, среде Рихарда, картофельном агаре. Самый быстрый рост мицелия наблюдался на среде Чапека, каргофелыю-глюкозном, овсяном и пшеничном агарах при рН около 6,5. Температурный оптимум для всех иіолятов составил 28С, рост мицелия наблюдался в диапазоне от 8-10 до 34-36С.
Влияние погодных условий па развитие альтерпариоза. Установлено, что оптимальная для поражения растении среднесуточная температура -26-28"С. минимальная - около 7"С, максимальная - около 36"С, при относительной влажности воздуха более 80%. Продолжительность инкубационного периода альтерпариоза на листьях растений томата сорта Молдавский ранний в зависимости от среднесуточных температур выразилась в пиле следующего уравнения: у=0,21х-,+0,73\2-3,49х+42,85, где у - продол-жше.іьносп, нпкхбапионнон) периода, х - среднесуточные температуры.
Сіепень рашпшя альтерпариоза более всего была обусловлена тем-пераі\рпьім режимом, прежде всего іемпераіурой I декады июня (1=0,84+0,19) и II - III декад июля (соотвсісівепно г= -0,69+0,25 и г= -0,58+0,28). Вторым по значению фактором были росы - длительность сохранения и количество дней с росой. Температурный фактор и наличие рос на ранних этапах вегетации томата оказались более значимыми в детерминации развития заболевания, чем количество спор гриба в воздушной среде.
Так как ни один из факторов погоды не коррелировал в достаточной степени с поражаемостью, то для получения надежной меры связи мы прибегли к вычислению суммарных индексов. Наиболее надежные суммарные индексы получены при сочетании показателей среднесуточной температуры I декады нюня и длительности сохранения росы в I декаде
ю >
июня (индекс 1), и показателей среднесуточной температуры I декады июня и количества дней с росой в I декаде июня (индекс 2).
Уравнения, характеризующие развитие альтернариоза в зависимое!и
от суммарного индекса 1, имеют следующий вид: у=-3,116,4+26,707 - для
определения балла поражения, у= 13,216х-75,39! - для вычисления коли
чества пораженных плодов, где x=(65,05T+0,66R)/42,933 (Т-
среднесуточная температура I декады июня, С; R - среднесуточная про
должительность сохранения росы в I декаде июня, мин.).
Уравнения, характеризующие развитие альтернариоза в зависимости от суммарного индекса 2, следующие: у=0,945х-5,663 - для определения балла поражения, у=19,836х-131,039 - для вычисления количества пораженных плодов, где х= (1,085T+0,66D)/ 0,716 (Т-срсднесуточная темпера тура I декады июня, С; D - количество дней с росой в 1 декаде июня); х -суммарный индекс, у - прогнозируемое развитие заболевания.
IV. Совершенствование методов оценки исходною и селекционного материала па устойчивость к альтернарнозу.
Создание инфекционного фона альтернариоза для выделения устойчивого исходного материала и оценки селекционных образцов. Так как гриб не спорулировал при выращивании на нскуствснных питательных средах, ю для создания инфекционного фена альтернариоза растения пнокулпровалн мицелиальнон суспензией патогена. Использовали 14 - 20 дневную кулыу-ру гриба. Инфекционный инокулюм готовили из расчета 50 см2 плошали мицелия (6 пробирок с культурой гриба) на 250 мл воды. Оптимальной для дифференциации коллекционного и селекционного материала была нагрузка из расчета 1000 мл инокулюма на 200 растений (табл.2).
Оценка образцов томата на устойчивость на ранних стадиях онтогенеза. На самых ранних этапах развития растения проявили высокую степень устойчивости к поражению альтернариозом. Первые симптомы заражения проявлялись при инокуляции в период бутонизации-цветения. Балльная оценка, проводившаяся в этот период, слабо коррелировала с результатами оценки в период плодообразования (г=0,29+0,16), как и коли-
чесчво алыернарнозных пятен на единицу площади листа (г=0,22±0,34). В го же время, отмечена высокая степень зависимости между скоростью увеличения диаметра пятен и результатами оценки в период плодообразова-ння. Вследствие этого дифференция образцов по устойчивости к альтерна-риозу на ранних этапах вегетации по скорости увеличения размеров пятен па листьях была предпочтительной.
Таблица 2 Степень поражения (балл) образцов томата альтернариозом
в зависимости от инфекционной нагрузки
Для создания оптимальных для инокуляции условий температуры и
влажности в этот период предлагаем проводить инокуляцию под пленочными укрытиями. Наиболее благоприятный период для пскусст-венного заражения сеянцев томата в обогреваемых рассадных теплицах - с середины апреля до начала июня, в нсобогреваемых - май - начало июня. Полученные в этот период данные в наибольшей степени коррелировали с оценкой растений в фазе плодоношения (г=0,94+0,10).
Оценка образцов томата в период плодоношения. Для оценки ограниченного количества материала томата на устойчивость к альтернариозу, предлагается создание инфекционных фонов альтернариоза в пленочных укрытиях. В этом качестве может служить весенняя пленочная теплица или часть ее, отгороженная от основного пространства пленочной перегород-
12 _ .„„. .
кой. Пленочное укрытие позволяет поддерживать оптимальные челонпя для заражения.
Для оценки значительного количества материала создается инфекционный фон альтернариоза в открытом грунте.
Оценка устойчивости образцов томата к поражению плодов воіОуди-телсм альтернариоза по поражаемости плодоножек и чашелистиков в период плодообразовапия. Поражению плодов предшесівует поражение плодоножек (цветоножек) и чашелистиков, и между поражаемое і ыо чашелпеш-ков на той или иной кисти и количеством пораженных плодов на растении в целом отмечена положительная зависимость. Наиболее значшслміаи корреляция в условиях весенних пленочных теплиц установлена между по-ражаемостью плодоножек и чашелистиков на второй кисти (r=0,86+0.11), а в открытом грунте - на третьей (г=0,92±0,07), несколько меньше на в юрой (г=0,88+0,10) кистях. На основании полученных результатов можно рекомендовать ускоренную оценку устойчивости образцов к поражению плодов альтернариозом в период цветения - начала плодообразовапия по по-раженности плодоножек и чашелистиков на второй - третьей кистяч.
Бензимидазольный метод оценки устойчивости листьев томата к альтернариозу. Вследствие того, что ткани листьев тома га при заражении во влажной камере инфекционным инокулюмом A.solani бысіро разрешаются, мы использовали для определения устойчивости образцов беїпп-мидазольный метод.
Для дифференциации образцов по альтернариозоустойчшюстн отбирали листья, имеющие одинаковое расположение на стебле. Наилучшие результаты установлены при использовании листьев, отделенных от стебля вблизи 3-ей кисти в период плодообразовапия. Устойчивость образцов определяли по продолжительности инкубационного периода и скорости роста пятен после нанесения на лист капель инфекционного инокулюма. Данный метод в наших условиях обладал высокой точностью (г=0,97+0,08).
Метод оценки поражаемости отделенных плодов во влажных каме-рах..В лабораторных условиях нам удапалосі. добиться заражения плодов тлько при их длительном контакте с инфекционным материалом, в качестве которого мы использовали диски мицелия гриба. Мицелиальные диски помешались на плоды в места прикрепления плодов к плодоножкам, а сами плоды - во влажные камеры.
Отмечено отсутствие восприимчивости к патогену у созревших плодов. Зеленые сформировавшиеся плоды, особенно в стадии молочной спелости, были более восприимчивы, чем начинающие формироваться.
Рекомендуется использовать по 10-15 плодов незадолго до молочной спелости наиболее скороспелых образцов. Температура инкубирования 22-26С. Опенку проводили спустя примерно 12-14 дней подсчетом количества плодов с симптомами поражения по отношению к общему количеству плодов.
Сравнение полученных результатов с результатами полевых опытов позволило установить между ними высокую корреляцию (г = 0,85+0,11).
Бетимидазольный .метод оценки устойчивости плодов к A.solanino зараженным кистям. Установленная зависимость между поражаемостыо плодов и поражаемостыо чашелистиков и плодоножек позволила использовать бензимпдазольнып метод для оценки устойчивости плодов к A.solani. С )гоіі целью отделенные кисти с зелеными плодами, занимающими одинаковое положение на растении, помещаем во влажные камеры. Капли мицелпалмкш суспензии или мицелиальные диски помещаем на плодоножку в месте сочленения с плодом.
Для дифференциации образцов рекомендуем использовать шкалу от 0 до 3 баллов: 0 - заражение отсутствует; 1 - поражаются лишь чашелистики; 2 - в сильной степени поражаются чашелистики, начинается поражение плодоножки; 3 - сильно поражаются чашелистики и плодоножка, начинается заражение плодов. Полученные экспериментальные данные соответствовали данным по-левых опытов (г=0,87±0,15).
14 - '
Использование токсинов A.solani для оценки образцов на устойчивости к альтернариозу. При проращивании семян томата в неразбавленной к\ль-туральной жидкости или при малом се разведении спустя 2 - 3 дня проростки погибали. При разведении I объем культуральной жидкое і и па 3 объема воды гибели проростков не наблюдалось, по токсический зффекі культуральной жидкости был ярко выражен, поэтому данное разведение было оптимальным при изучении воздействия культуральноіі жпдкосіп па проростки.
Отмечалась очень слабая зависимость между усюйчпвосмыо проростков различных образцов томата к воздействию культуральноіі жидкости и устойчивостью данных образцов к поражению альгернарпозом на инфекционном фоне A.solani в открытом грунте (г = 0,31 ± 0,09), что не позволяет использовать раствор культуральной жидкости A.solani для дифференциации образцов по устойчивости к альтернариозу.
Под воздействием фильтрата культуральной жидкости наблюдалось усиление варьирования длин корешков проростков в популяциях обраі-цов, что свидетельствует о гетерогенности восприимчивости к действию фильтрата. Среди растений томата, полученных из обработанных фильтратом культуральной жидкости семян, наблюдалось усиление варьирования продуктивности. Полученные из семян, отобранных с наиболее урожайных растений при обработке семян раствором кулыуральной жидкости, растения томата в ряде случаев отличались увеличением уеюіічн-вости к поражению альтернариозом.
Физиологе - биохимические особенности устойчивости томата к альтернариозу и возможность использования их в создании устойчивых форм. Установлена высокая корреляция между содержанием белка в листьях растений томата в возрасте 40 дней и степенью поражения (г=-0,93+0,05). Данная зависимость сохраняется и на более поздних стадиях развития растений, так на стадии плодообразования г=-0,91+0,07.
Определение содержания ані га п лпеп.ях 40-дневных растений позволило установить высокую степень корреляции между содержанием общего азота (г=-0,84±0,11), белкового азота (г=-0,88±0,10) и степенью поражения, i.e. более устойчивые формы выделялись более высоким содержанием бел-копою и общего азота. В то же время отмечено отсутствие взаимосвязи между содержанием небелкового азота и поражасмостыо (т=-0,24+0,07). Коэффициент корреляции между поражасмостыо образцов томата альтернариозом и отношением белкового азота к общему составил г = - 0,81 ± 0,19, то сеть более устойчивые образны отличались более высокой долен белкового азота в общем азоте.
Высокая степень корреляции установлена также между содержанием хлорофи.тлов и устойчивостью образцов к поражению альтернариозом в период цветения - плодообразования (г = 0,71 + 0,12) и в период созревания плодов (г = 0,78+0,14).
V. Создание и идентификация исходного материала для селекции томата ил устойчивость к альтернариозу.
Идентификация исходного материала по устойчивости к альтернари-oiy. Среди коллекционных форм томата в наибольшей степени были пред-сіавленьї сорта, созданные в СНГ, а также и из других стран. Сорта, созданные п странах СНГ, в основном нами были дифференцированы как средне- и сильновосприимчпвые к поражению альтернариозом. Наиболее устойчивые образцы происходили из США, Канады, Болгарии, отдельные устойчивые образцы были среди сортов из Франции, Югославии, Эфиопии іг других стран.
Анализ обобщенных данных по устойчивости к альтернариозу листьев томата коллекционных образцов на инфекционных фоггах A.solani в весенних пленочных теплицах и в открытом фунте (185 образцов) позволил отнести 18,7% образцов к группе относительно устойчивых (0-1,5 балла), 48,4% - к средневоспрннмчнвым (1,6-2,5 балла), и 32,9% - к сплыювоспрпимчпвым (2,6-4,0 балла). По поражаемости плодов данные
сортообразцы распределились следующим образом: 13,0% - оиюсшслыю устойчивые (0-10% пораженных плодов), 47,8"ї> - срсднсвосприпмчпвые (11-20% пораженных плодов), 39,2% - сильновосприпмчивые (21-100% пораженных плодов).
Между устойчивостью плодов и листьев наблюдалась корреляция г=0,60+0,24, наиболее тесная связь отмечалась в группе относи ісльно устойчивых образцов - г=0,69±0,12, а наименьшая в группе средневоспрп-имчивых - г=0,40+0,18. Положительная зависимость существовала между устойчивостью листьев к поражению и количеством дней от посева до начала созревания плодов - г=0,67+0,15, и между устойчивостью плодов и количеством дней от посева до начала созревания плодов -1=0,71+0,14, то есть скороспелые образцы проявили большую восприимчивое гь, чем остальные.
Высокую устойчивость к поражению альтернарпозом листьев проявили Меридиан, Волгоградский 5/95, Бахтсмпр, Стандарт 69, Mutant. Pritchard, Indian river, Devon surprise, Saint pierra mcjorada, Onl 7511, b/n 4446, Frent N3674, N61538, b/n 3005, Manapal 4027, Hein/. 1350. Manalucie, N64481, Vicorcs, Fraveller, Tobol, S-12, Paemor N3810, А/с, Campbell 33, Tango Fl, Kema Fl, Duranto TmC5F2 Fl, Meltine TmVF2N Fl, Corindo Fl, Firebird VFT Fl. К поражению плодов писокоусіоіічивьі были Бахтемир, Донецкие штамбовые, Меридиан, Линия 1913, Волгоградский 5/95, Стандарт 69, Mutant, Devon surprise, Saint pierra mejorada, б/н 4446, N61538, Heinz 1350, S-12, Floradel, Veeroma VF, Fraveller, Ont 7511, N478/7, Pritchard, N64481, Piersol, Viking, Vicorcs, A/.e.
Генетические особенности наследования устойчивости томата к аль-тернариозу и их использование в селекционном процессе. Нами изучались комбинационная способность и генетические параметры вариации признаков на основе скрещиваний в дналлсльной схеме с участием семи сортов: Утро, Факел, Tobol, Frent, б/н 4446, Mutant, Pritchard (приведены в порядке повышения устойчивости).
Анализ данных диаллельной схемы установил неполную среднюю степень доминирования по всем локусам (D/Hi Анализ устойчивости к поражению альтерпариоэом материнских форм и гибридов FI установил эффект эпистаза по признаку устойчивости плодов. Результаты анализа свидетельствуют также о том, что в изучаемом наборе линий наибольшим числом доминантных аллелей, определяющих как усіойчпвосіь листьев, так и устойчивость плодов, обладают средне-поспрпнмчнвыс образцы Факел, Tobol, Frent. В то же время высоустой-чиые образны о/и 4446, Mutant, Pritchard, имели низкое число доминантных аллелей, определяющих устойчивость. Таблица 3 Генетический анализ устойчивости листьев томата к поражению альтернарпозом в диаллельноп схеме 0,28 h возвратные 0,023 r[(Wr+Vr)i;xi] 0,97+0,08 Таблица 4 Генетический анализ устойчивости плодов томата к поражению альтериариоюм в диаллельной схсмс_ При проведении анализа комбинационной способности по устой- чивости листьев и плодов в диаллельной схеме, а также в топкроссс из 8 материнских (Линия 1214, Chef, Aratol, Frent, Oahu, Линия 1913, Tobol, 3005) и 4 отцовских форм (Улыбка, Mutant, б/н 4446, Devon Surprise), установлено, что компоненты.вариации, обусловленные влиянием обшей (ОКС) и специфической (СКС) комбинационных способностей были достоверны и высоки, что указывает на аддитивное и иеадднтнвное действие генов устойчивости и подтверждает результаты генетического анализа. Как и в диаллельной схеме, в топкроссе было установлено неполное доминирование признаков устойчивости листьев и плодов к альтернарнозу. Установлена низкая вариация устойчивости к альтернарнозу листьев томата в поколении F2 гибридов (средний коэффициент варьирования по всем изученным гибридам составил V=26,54±3,21). В то же время устойчивость к поражению плодов значительно варьировала (средний коэффициент варьирования по всем изученным гибридам составил V=65,76+7,52). Полученные данные свидетельствуют о возможности более успешной селекции на устойчивость к альтернарнозу форм томата с менее поражаемыми плодами, чем с менее поражаемыми листьями. Эффективность отбора на устойчивость к альтернариозу в гетерогенных популяциях селекционных образцов. В гетерогенных популяциях се- * 19 лекционных образцов выявлена различная степень варьирования признака устойчивости к A. solani. Как правило, относительно устойчивые селек-. иконные образцы характеризовались меньшей вариацией признака по сравнению со среднепоражаемыми. Нами отмечено, что такой признак, как поражаемость плодов альтернарнозом, отличался большим варьированием, чем признак поражае-мосш альтернарнозом листьев, что свидетельствует о вероятности более успешного отбора в сторону уменьшения пораженности плодов в сравнении с таковою же у листьев. Проводившийся в течение пяти лет (1989 - 1993 годы) отбор в популяциях селекционных линий подтвердил возможность улучшающего отбора на устойчивость к альтериариозу в основном из средневоеггриимчивых образцов, и то что устойчивость к поражению плодов вследствие отбора увеличилась в большей степени, чем устойчивость листьев (табл.5). Таблица 5 Эффективность отбора в гетерогенных популяциях шмата на инфекционных фонах альтернариоза, 1993 год. -23,8 -47,9 +21,2 +2,7 Созданные линии 180/93, 486/93, 412/93, 419/93, 677/90 превосходили районированные сорта одной с ними группы спелости по устойчивости к альтериариозу в 2,5-4 раза. Кроме того, данные линии отличались повышенной устойчивостью и к другим болезням, в частности к септориозу и ВТМ (табл.6). Таблица 6 Характеристика созданных линий с повышенном устойчивое или к альтерпариозу. Сепгорио), балл ВТМ, балл Or всходов до сочрсиа имя. ДИСІІ Масса плода, г Урожа iiiiocii., i/i а ВЫВОДЫ Альтернариоз (ранняя сухая пятнистость) - одно in наиболее вредоносных и распространенных заболеваний томата в Молдавии, поражающий растения в весенних пленочных теплинах и в огкрі.пом ірчніе, особенно при ранних сроках посева п посадки. Наши исследования в 1986-88 годах показали, что потерн урожая достигали в весенних пленочных теплицах 40-45%, в открытом грунте - 50-55%, при этом отмечали обратную корреляцию между поражаемостью и содержанием сухого вещества в плодах, и между поражаемостью и содержанием Сахаров в плодах (г= -0,81+0,09 и г= -0,58+0,17, соответственно). Основным возбудителем, вызывающим альтернариоз томата, является фитопатогенный гриб Aiternaria solani Jones et Grotit (Sor.). Популяция возбудителя отличается морфологической неоднородностью. Выявлено 4 морфологических группы, различающихся также по агрессивности. Расоспецифичность по отношению к образцам томата среди групп 21 изолягов не наблюдалась, но при кульпшированнн in vitro гриб варьирует по морфологическим признакам и агрессивности. Наибольшая агрессивность наблюдалась при культивировании гриба на картофельно-глюкозном агаре, среде Чапека, среде Рихарда, картофельном агаре при рН около 6,5. Основными погодными факторами, определяющими степень раз-вп і ия альтернарпоза на томатах в открытом грунте, являются температура воздуха I декады июня, II и III декад июля, продолжительность увлажнения листьев в тот же период, а в конце вегетации также влажность воздуха. При проведении оценки на инфекционных фонах рекомендуется использовать следующие методические приемы: выращивание гриба на ис-куственных питательных средах, дающих ему высокую агрессивность (КГА и др.), использование мицелиальной суспензии возбудителя, приготовленную из расчета 1000 мл (200 см2 площади мицелия гриба) на 200 растении, заражение в оптимальные сроки - период бутонизации-цветения. Оценку устойчивости коллекционного и селекционного материала томата к альтернариозу предлагаем проводить в различные сроки вегетации. На ранних этапах вегетации для оценки устойчивости использовать скорость увеличения альтернарнозных пятен в диаметре, определять количество больных плодов по поражаемости плодоножек с чашелистиками на 3-eii кисти. На последующих этапах вегетации отмечать балл поражения и удельную массу пораженных плодов от общей массы плодов на растениии. Для ускорения селекционного процесса предлагаем использовать такие экспресс-методы, как бензимидазольнын метод оценки устойчивости образцов томата к альтернариозу на отделенных листьях, метод оценки устойчивости образцов по отделенным плодам с помощью дисков мицелия, бензимидазольный метод оценки устойчивости плодов по отделенным плодовым кистям, а также использовать такие косвенные показатели устойчивости, как содержание в листьях белка, белкового азота, долю белкового азота в общем количестве азота, хлорофилла. По результатам оценки на инфекционных фонах альтернариоза 185 коллекционных образцов по поражаемое листьев были дифференцированы на следующие группы: 18,7% образцов были выделены в группу относительно устойчивых (0-1,5 балла), 48,4% - средневосприимчивых (1,6-2,5 балла), и 32,9% - сильновосприимчивых (2,6-4,0 балла); по поражаемое плодов данные сортообразцы распределились следующим образом: 13,0% - относительно устойчивые (0-10% пораженных плодов), 47,8% -средневоспрпимчивые (11-20% пораженных плодов), 39,2'Х. - сильновосприимчивые (21-100%. пораженных плодов). Между устойчивостью листьев и плодов к поражению альтернариозом в различных по устойчивости группах образцов существует положительная связь различной степени: наиболее высокая в группе относительно устойчивых (г=0,69+0,12), несколько меньшая в группе сильновосприимчивых (г=0,55+0,19), наименьшая - в группе средневосприимчивых (г=0,40+0,18). Анализ компонентов устойчивости к альтернариозу. в аддитивно-доминантной системе выявил неполное доминирование устойчивости к альтернариозу как по вегетативной массе, так и по плодам. Установлено наличие эффекта эпистаза по устойчивости плодов к поражению. В ре-ципрокных скрещиваниях не обнаружено отклонений в типах реакции, что свидетельствует об отсутствии влияния цитоплазматических факторов в детерминации устойчивости. Высокой комбинационной способностью по устойчивости к альтернариозу могут обладать как устойчивые, так и восприимчивые формы томата, что свидетельствует о том, что гибриды Fi обладают высоким гстерозисным эффектом по устойчивости к этому заболеванию. ,' . Изучение вариации устойчивости листьев и устойчивости плодов к поражению альтернариозом в линейных популяциях показало,что более успешна селекция на повышение устойчивости плодов ло сравнению с отбором на повышение устойчивости листьев. (.Необходимо вести наблюдение за природном популяцией возбудителя альтернариоза с целью контроля появления более агрессивных физиологических рас в популяции возбудителя альтернариоза. В процессе создания устойчивых к адьтернариозу сортов и гибридов томата, повышения устойчивости уже существующих, нужно учиты-нап, неполное доминирование признаков устойчивости листьев и ллодов гомага к алыерияриозу. Основным методом при селекции устойчивых к альтернариозу линий томата следует считать гибридизацию с последующим отбором на жестком инфекционном фоне с применением лабораторных методов оценки устойчивости по отделенным листьям бензимидазольным методом, по отделенным плодам с помощью мпцелиальных дисков, по отделенным кистям бензимидазольным методом, а также дополнительно использовать косвенные методы оценки по содержанию белка, белкового азота, доли белкового азота в общем азоте, хлорофиллов. Для получения достоверной информации необходимо придержи-вап.ся принципа ярусности, то есть для сравнительного изучения выби-рап, одинаково расположенные на стебле листья и кисти томата. Наилучшими для данной пели мы считаем третью кисть томата и расположенные рядом с пей на стебле лпечья. В качестве исходного материала для селекции на устойчивость предлагаем использовать полученные методом гибридизации и многократного отбора на искусственном фоне альтернариоза линии 677/90, 180/93, 412/93, 419/93, 486/93.
і
Похожие диссертации на Создание исходного материала для селекции томата на устойчивость к альтернариозу в условиях Молдавии
