WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

АХТУЛОВА ЕЛЕНА МИХАЙЛОВНА БИОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ВОЗБУДИТЕЛЯ ЛОЖНОЙ МУЧНИСТОЙ РОСЫ В СВЯЗИ С СЕЛЕКЦИЕЙ ПОДСОЛНЕЧНИКА НА УСТОЙЧИВОСТЬ К БОЛЕЗНИ В УСЛОВИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ РОССИИ 06.01.05 - селекция и семеноводство 06.01.11 – защита растений

Автореферат на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Санкт-Петербург – 2009 Диссертационная работа выполнена во Всероссийском НИИ защиты растений (ВИЗР), экспериментальные исследования проведены в Вейделевском научно-производственном институте селекции и семеноводства подсолнечника Центрального черноземного региона (ВИП) в 1995-2000гг.

Научный консультант: кандидат биологических наук Якуткин Владимир Иванович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук Зотеева Надежда Мубаровна доктор биологических наук Дмитриев Андрей Петрович

Ведущая организация: ГНУ Всероссийский научноисследовательский институт масличных культур им. В.С. Пустовойта

Защита диссертации состоится «_2_» «декабря» 2009 года в 16 часов на заседании Диссертационного Совета Д 006.0041.01 при Государственном научном центре РФ Всероссийском научно-исследовательском институте растениеводства им. Н.И. Вавилова по адресу : 190000, г Санкт –Петербург, ул. Большая Морская 42, 44 факс: (812) 571-87-28

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного научного центра Всероссийского научно-исследовательском института растениеводства им. Н.И. Вавилова и размещена на сайте института:

www.vir.nw.ru Автореферат разослан «2» « ноября 2009г и размещен на сайте www.vir.nw.ru

Ученый секретарь Диссертационного совета Доктор биологических наук В.А. Гаврилова 2

Общая характеристика работы

Актуальность темы Реализации потенциальной урожайности сортов и гетерозисных гибридов подсолнечника препятствует их поражение болезнями, среди которых ложная мучнистая роса (возбудитель Plasmopara halstedii (Farl) Berl. and de Toni) является одной из самых вредоносных и повсеместно распространенных. Первые сообщения о появлении ложной мучнистой росы в Центральной Черноземной зоне, а именно в Воронежской и Белгородской областях, относятся к 1962 году (Брежнев, 1965). В дальнейшем это заболевание – его вредоносность, распространенность и взаимосвязь с погодными условиями в Центральной Черноземной зоне почти не изучалось, хотя в других регионах России, особенно, на Северном Кавказе, этой болезни были посвящены многочисленные исследования (Новикова 1962, 1963; Новотельнова и др., 1966, Тихонов, 1975). В 50 -60 годы в нашей стране были созданы сорта подсолнечника, устойчивые, предположительно, к 1 и 2 расам патогена. К настоящему времени в мире известны не менее 16 различных рас ложной мучнистой росы, поражающих подсолнечник в странах Европы, Южной и Северной Америки. Благодаря работам Тома Гули, Ф. Вирани и др.(Gulya & al., 1991, Miller & al., 1991 Sackston, 1992; Viranui, 2000), выявлены доминантные гены, определяющие устойчивость к каждой расе, создана единая номенклатура рас. В России исследованиями сотрудников ВНИИМК установлено, что на Северном Кавказе наибольшее распространение получили 330, 710 и 730 расы патогена. В Центральной Черноземной зоне России исследований по мониторингу рас, их идентификации и устойчивости к ним сортового набора подсолнечника не проводилось.

Основная цель наших исследований: определить стратегию селекционной работы на устойчивость подсолнечника к ложной мучнистой росе с учетом изучения биологических особенностей и расового состава патогена в Центральной Черноземной зоне России.

Задачи исследований 1 Определить распространенность, расовый состав, динамику и особенности многолетнего проявления ложной мучнистой росы в зависимости от погодных условий в Центральной Черноземной зоне России.

2 Изучить вредоносность болезни с учетом распространенности и интенсивности ее проявления.

3 Установить с помощью тест – набора линий-дифференциаторов подсолнечника гетерогенность отдельных популяций ложной мучнистой росы по признаку вирулентности.

4 Усовершенствовать методы оценки устойчивости подсолнечника к возбудителю болезни в лабораторных и полевых условиях.

5 Провести оценку устойчивости к болезни перспективного материала подсолнечника для дальнейшего его использования в селекции.

Новизна исследований заключается в следующем:

1. Установлены особенности проявления ложной мучнистой росы подсолнечника в Центральной Черноземной зоне России и показана ее многолетняя динамика.

2. Выявлены факторы, влияющие на проявление и распространение болезни в регионе и осуществлено их статистическое моделирование.

3. Установлены критерии вредоносности заболевания на подсолнечнике, определен биологический порог вредоносности болезни.

4. Установлено, что популяция возбудителя ложной мучнистой росы подсолнечника является гетерогенной по признаку вирулентности.

Выявлен ряд физиологических рас патогена, различающихся по спектру вирулентности.

5. Впервые в мире установлен дополнительный источник инфекции возбудителя ложной мучнистой росы подсолнечника – сорное растение дурнишник обыкновенный (Xanthium strumarium L.).

6. Предложен метод идентификации физиологических рас возбудителя болезни и усовершенствована методика лабораторной и полевой оценки устойчивости подсолнечника к ним.

7. Выявлен перспективный материал подсолнечника для селекции на устойчивость к ложной мучнистой росе.

Практическая значимость работы:

Установлен биологический порог вредоносности ложной мучнистой росы подсолнечника и предложена статистическая модель прогнозируемых потерь урожая культуры.

Впервые, в Центральной черноземной зоне в России выявлен ряд физиологических рас возбудителя ложной мучнистой росы подсолнечника. Предложен метод их идентификации.

Предложена модифицированная методика лабораторной и полевой оценки устойчивости подсолнечника к ложной мучнистой росе.

Выявлены перспективные источники устойчивости к болезни:

межвидовые гибриды –H. annuus x H. angustifolius, H. annuus x H.

laetiflorus, H. californicus x H. annuus, H. mollis x H. annuus.; линий Rf; 17 линий ЦМС–и ряд самоопыленных линий.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на Ученых Советах Вейделевского института подсолнечника (1996-2000гг);

Методической комиссии по фитопатологии ВИЗР (отчеты за 19971998гг); Ученом Совете ВИЗР (1999г); конференции молодых ученых и аспирантов ВИР (март, 2000г, г. Санкт-Петербург); 9-м консультативном совещании FAO по подсолнечнику (27-30 июль, 1999, Болгария).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 работ в отечественных и зарубежных изданиях, в том числе одна работа в издании из перечня ВАК.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов и практических рекомендаций для производства, списка литературы, включающего 161 наименование, в том числе 57 источников на иностранном языке.

Диссертация содержит 183 стр. машинописного текста, 26 рисунков, таблиц, 8 приложений.

СНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Ложная мучнистая роса подсолнечника: распространенность, биологические особенности и меры борьбы с заболеванием По литературным данным представлена информация о биологических особенностях патогена и экологических условиях, благоприятствующих заражению растений подсолнечника ложной мучнистой росой. В Центральной черноземной зоне России эти условия достаточно благоприятны. Описан ареал распространения патогена в России, сроки и способы заражения подсолнечника. Обсуждены различные формы проявления болезни на подсолнечнике в результате поражения патогеном и основные меры борьбы с заболеванием. Изложены литературные данные о внутривидовой изменчивости патогена и ее значении для селекции подсолнечника на устойчивость в мире. Рассмотрены вопросы поиска источников устойчивости к возбудителю ложной мучнистой росы.

Материалы и методы исследований Экспериментальные исследования проведены в Вейделевском научно-производственном институте селекции и семеноводства подсолнечника Центрального черноземного региона (ВИП) в 19952000гг.

Мониторинг проявления на подсолнечнике ложной мучнистой росы осуществлен в Центральной Черноземной зоне России (далее ЦЧЗ) - в Белгородской. Воронежской, Тамбовской и Липецкой областях. Для определения динамики распространения болезни использованы результаты наблюдений Государственной станции Защиты растений, собственные наблюдения и некоторые материалы, предоставленные В.И.

Якуткиным. Регистрация случаев поражения растений проведена по известной методике (Якуткин, 1991). Сбор образцов подсолнечника, пораженных ложной мучнистой росой, осуществлен по нашей методике (Ахтулова, Якуткин 2003г).

Используя материалы многолетних наблюдений за проявлением заболевания на подсолнечнике и метеорологическими параметрами:

среднесуточная температура воздуха, сумма осадков, среднесуточная температура почвы на глубине 10см, в течение мая и июня за многолетний период (для Воронежской области - 1978-1989 гг., для Белгородской области - 1976-1997 гг.), определено влияние погодных факторов на проявление болезни. Статистическая оценка проведена с использованием коэффициента корреляции. Для проверки полученных моделей использован графический метод. Исследования по вредоносности заболевания на подсолнечнике выполнено с учетом массы семян в корзинке, масличности и массы 1000 семян при различной распространенности болезни. Опыт включал 12 вариантов в 4-х кратной повторности, в каждом варианте не менее 10 растений.

Биологический порог вредоносности определен по общеизвестной методике (Якуткин, 1991) Для идентификации физиологических рас гриба P. halstedii использовали международный тест - набор линий дифференциаторов (Tourvieille et al., 2000) (табл.1). Идентификация физиологических рас гриба и оценка селекционного материала проведена в специальной установке при контролируемых условиях: температуры, влажности и продолжительности освещения в ВИП, по усовершенствованной методике (Якуткин, 2003). Изоляция и размножение инфекционного материала для исследований проведено по модифицированной методике Панченко (1965 г). Критерием восприимчивости при идентификации гриба являлись наличие конидиального спороношения на семядольных и настоящих листьях, некроз и хлороз; критерием устойчивости - отсутствие на растениях проявления болезни. Для поиска источников устойчивости к патогену использованы: 1700 самоопыленных линий 1-поколений; 621 линия восстановителей фертильности пыльцы подсолнечника, 327 линий ЦМС, 23 перспективных гибрида подсолнечника (материал предоставлен ВИП) и 14 межвидовых гибридов (из коллекции ВИР). В полевых условиях устойчивость селекционного материала проверяли на искусственном инфекционном фоне.

Результаты исследований Биологические особенности проявления ложной мучнистой росы подсолнечника в условиях Центральной Черноземной зоны России Диагностические признаки ложной мучнистой росы подсолнечника и вредоносность болезни При заражении растений через семена и почвенную инфекцию заболевание может проявиться в фазу всходов. При проявлении ложной мучнистой росы (спороношение и некроз) на семядольных, настоящих листьях и гипокотиле подсолнечника пораженные растения погибают примерно на 9 день, в результате чего наблюдается изреженность посевов. При более позднем проявлении болезни наблюдается системная инфекция, где возбудитель распространяется по сосудисто-проводящей системе, угнетая рост и развитие растений. Пораженные растения в этом случае имеют сближенные междоузлия, мелкие корзинки с сильно уплотненной тканью на обратной стороне и щуплые семена (Новотельнова, 1966). Указанная форма проявления болезни является наиболее распространенной на подсолнечнике в Центральной Черноземной зоне России Динамика распространения ложной мучнистой росы подсолнечника в Центральной Черноземной зоне.

Наибольшее распространение ложная мучнистая роса получила в Белгородской области. Исследования, проведенные на производственных посевах подсолнечника за период с 1973 по 1995гг. показали, что максимальное проявление болезни - 38% пораженных растений наблюдалось в 1978 году. В другие годы поражение колебалось от 0,7 до 16% (Рис.1). В 1996-1998гг. болезнь была зарегистрирована в восьми из десяти обследованных районах. При этом распространенность заболевания в целом по области не превышала 3,3%, однако, на отдельных производственных участках было поражено более30% растений. Поля, где была отмечена высокая распространенность болезни, в дальнейшем служат местами резервации и распространения инфекции.

В Воронежской области за 15-летний период (1973-1992гг.) наиболее сильное проявление ложной мучнистой росы наблюдалось в 1977, 1980, и 1983гг., при этом распространение заболевания составляло от 11,2% до 19,5%. В Липецкой и Тамбовской областях болезнь была распространена повсеместно, но интенсивность ее проявления не превышала 14 и 6 % соответственно.

100 40 0 1973 1974 1977 1978 1980 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1992 1993 1994 пораженная площадь, % Годы поражено растений, % Рис.1 Динамика проявления ложной мучнистой росы подсолнечника в Белгородской области с 1973 по 1995 г.

Биологические особенности проявления ложной мучнистой росы подсолнечника в Центральной Черноземной зоне России.

В Воронежской области отмечена значимая отрицательная корреляция (r=-0,64) между проявлением болезни и среднесуточной температурой воздуха за первую декаду мая. Сходная связь выявлена между развитием ложной мучнистой росы и среднесуточной температурой почвы на глубине до 10 см за первые две декады мая (r=-0,68). Более сильная положительная связь выявлена между проявлением ложной мучнистой росы и суммой осадков за три декады мая (r=0,79). Используя полученные данные, были разработаны два уравнения множественной линейной регрессии:

У=7,93-0,561*А1+0,144*В2+/-4,4%, где: (1) у - прогнозируемое количество пораженных растений, %; А1о среднесуточная температура воздуха за первую декаду мая, С; В2 - сумма осадков за три декады мая, мм.; 4,4% - статистическая ошибка, %.

У=12, 194 - 0.872*А1+0,13*В2+/-3,9%, где: (2) У - прогнозируемое количество пораженных растений, %; А1 - среднесуточная температура почвы на глубине 10см. за первые две Поражено растений, % Пораженная площадь, % % о декады мая, С; В2 - сумма осадков за три декады мая, мм, +/-3,9% - статистическая ошибка, %.

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»