Создание инфекционных фонов для оценки пшеницы на

ПРАКТИЧЕСКИЕ СОВЕТЫ
УДК 632.938.2
Создание инфекционных фонов
для оценки пшеницы
на устойчивость к болезням
Т.С. МАРКЕЛОВА,
заведующая лабораторией
иммунитета НИИ сельского
хозяйства Юго)Востока
При организации полевого инфек#
ционного питомника необходимо
соблюдать ряд правил, чтобы со#
здать оптимальные условия для раз#
вития инфекции. Из#за высокой
аэрогенности спор таких возбудите#
лей, как бурая ржавчина, пыльная
головня, питомник должен распола#
гаться изолированно от селекцион#
ных и производственных посевов
пшеницы. Удаление его на 300–
500 м от производственных посевов
предохраняет последние от зараже#
ния (Кривченко и др., 1978).
При создании питомника твердой
головни пространственная изоля#
ция не имеет значения, поскольку
телиоспоры распространяются
главным образом с семенами. В
этом случае следует учитывать куль#
туру, которая будет высеваться пос#
ле на этом месте в следующем году.
Температура и влажность почвы во
время прорастания семян влияют на
заражение пшеницы твердой голов#
ней. Поэтому посев заспоренных
телиоспорами семян пшеницы в го#
ловневом питомнике проводят, ког#
да температура почвы составляет 8–
10 °С . При таких условиях эффектив#
ность поражения восприимчивых
сортов твердой головней наиболее
высока и может достигать 90–100 %.
Питательные вещества в почве
влияют на иммунную защиту расте#
ний. Избыток азота при недостатке
фосфора и калия повышает воспри#
имчивость растений к болезням, в
частности к бурой ржавчине и муч#
нистой росе.
Многие виды возбудителей спо#
собны заражать растения только при
56
наличии капельно#жидкой влаги (бу#
рая ржавчина) или высокой относи#
тельной влажности воздуха (мучни#
стая роса). Поэтому для создания
инфекционного фона такие условия
создаются искусственно.
Успех заражения зависит и от тем#
пературы воздуха. Оптимальная
температура для заражения бурой
ржавчиной – 20–22 °С, стеблевой –
25–28 °С, желтой – до 15 °С.
Инфекционный материал должен
быть представлен местной популя#
цией возбудителя, включающей ос#
новные вирулентные и наиболее аг#
рессивные расы.
Инфекционный материал бурой
ржавчины накапливается заранее.
Наиболее эффективно размноже#
ние уредоспор на восприимчивом
сорте#накопителе в тепличных усло#
виях за 2–3 месяца до заражения.
Телиоспоры пыльной головни со#
бирают для инокуляции на посевах
местных районированных сортов
яровой мягкой пшеницы и отдельно
на сортах твердой пшеницы, так как
Ustillago tritici имеет две специали#
зированные формы. Сбор проводят
в начале колошения, когда споровый
материал максимально чист от со#
путствующей мико# и микрофлоры.
Пораженные колосья раскладыва#
ют на бумаге и просушивают в тече#
ние нескольких дней. Перед иноку#
ляцией телиоспоры стряхивают с
колосьев, просеивают через сито и
используют для заражения.
Сбор инокулюма твердой головни
проводят в период восковой и пол#
ной спелости зерна, то есть во вре#
мя их полного созревания. Перед
инокуляцией головневые мешочки с
телиоспорами измельчают и просе#
ивают через сито.
Заражение селекционного мате#
риала бурой ржавчиной проводят
весной, при установлении опти#
мальных температур, обычно в фазе
кущения – начала выхода растений
пшеницы в трубку. Существует не#
сколько способов инокуляции – сме#
сью уредоспор с тальком (как при#
липателем и наполнителем) или
водной суспензией уредоспор с до#
бавлением твина 80 или 0,1 % агара
в качестве прилипателей.
Суспензия из уредоспор бурой
ржавчины готовится из расчета
10 мг спор на 100 мл воды с добав#
лением твина (0,002 %). Перед зара#
жением растения обильно поливают,
а после нанесения на листья и стеб#
ли спор закрывают полиэтиленовой
пленкой на 10–12 ч. Иногда инокуля#
цию проводят вечером под возмож#
ную росу или после выпавшего дож#
дя.
Для усиления проявления заболе#
ваний при закладке полевых инфек#
ционных питомников используют
ряд приемов. Среди них наиболее
эффективным является обсев участ#
ка весной полосами восприимчиво#
го сорта озимой пшеницы. На таком
посеве растения озимой пшеницы
кустятся в течение всего вегетаци#
онного периода и служат не только
хорошим накопителем инфекции
листовых болезней (бурой ржавчи#
ны, мучнистой росы и др.), но и при#
влекают многих вредных насекомых
(злаковых мух, цикадок и других на#
секомых – переносчиков вирусных и
микоплазменных болезней).
Таким образом, сила инфекцион#
ного фона зависит от складываю#
щихся погодных условий, величины
инфекционных нагрузок, сроков за#
ражения и других причин. Интенсив#
ность развития инфекционного
фона можно также регулировать
площадью, занятой накопителями
инфекции. По данным Л.Т. Бабаянца
(1988), если в питомниках ржавчины
и мучнистой росы накопители ин#
фекции занимают 30 % посевной
площади, то при удовлетворитель#
ных для этих заболеваний погодных
условиях инфекционный фон может
быть высоким.
В наших исследованиях показано,
что во влажные годы с достаточным
ПРАКТИЧЕСКИЕ СОВЕТЫ
Интенсивность проявления бурой ржавчины (%) и мучнистой росы (балл) на
восприимчивых сортах пшеницы в разные годы
Вариант
Озимая пшеница
Саратовская 90:
усиленный
инфекционный фон
естественный
инфекционный фон
Яровая пшеница
Саратовская 58:
усиленный
инфекционный фон
естественный
инфекционный фон
2002 г. (депрессия)
2003 г. (эпифитотия) 2004 г. (эпифитотия)
Бурая
Мучнистая
Бурая Мучнистая
Бурая
Мучнистая
ржавчина
роса
ржавчина
роса
ржавчина
роса
30–40
2–3
60–70
3–4
70–80
3–4
ед.
1–2
30–40
2–3
70–80
3–4
40–50
2–3
70–80
3–4
70–80
3–4
15–20
1–2
50–60
3–4
70–80
3–4
количеством осадков (2003, 2004)
различий в интенсивности проявле#
ния болезней на естественном и ис#
кусственном инфекционных фонах
практически не наблюдается (см.
таблицу). Однако на искусственном
инфекционном фоне эпифитотия
наступает на 10–14 дней раньше,
чем на естественном.
В годы депрессии грибных забо#
леваний (2002) провести полноцен#
ную оценку образцов пшеницы на
устойчивость можно лишь на уси#
ленном инфекционном фоне.
Методы инокуляции пшеницы
пыльной головней сложны и трудо#
емки, поскольку заражение происхо#
дит только в период цветения пшени#
цы. Инфекция должна проникнуть в
цветок и прорасти в завязь. Мы ис#
пользуем метод индивидуального
заспорения цветка телиоспорами во
время цветения по методу Бреф#
фельда. Зараженные колосья отме#
чаются этикетками. Для полноцен#
ной оценки образца пшеницы на ус#
тойчивость к пыльной головне иноку#
лируется не менее 10 колосьев.
В период полной спелости зара#
женные колосья срезаются в снопи#
ки под своими номерами. Затем они
обмолачиваются и высеваются в
почву в тепличных условиях. После
полного выколашивания растений
проводится учет на пораженность
пыльной головней.
Самым распространенным и про#
изводительным методом инокуля#
ции пшеницы твердой головней яв#
ляется сухое заспорение семян те#
лиоспорами возбудителя. Оно про#
водится за несколько дней до посе#
ва. Возбудитель заражает растение
в почве во время прорастания се#
мян. Для обеспечения инфекцион#
ного фона телиоспоры головневого
гриба необходимо нанести на семе#
на и высеять их. Наиболее перспек#
тивной модификацией этого спосо#
ба является использование 1 г тели#
оспор на 100 г семян, что обеспечи#
вает высокую степень поражения
растений (Анпилогов, 1958; Борг#
гардт, 1961).
Споровую массу и навеску семян
помещают в стеклянный бюкс с при#
тертой пробкой и встряхивают в те#
чение нескольких минут.
Наилучшие условия для зараже#
ния наблюдаются при температуре
на глубине залегания семян 6–10 °С,
поэтому при раннем осеннем посе#
ве инфекционная нагрузка должна
быть выше, чем при более позднем
(Гешеле, 1978). Глубина заделки се#
мян играет большую роль в зараже#
нии твердой головней. Их нужно вы#
севать на глубину 7–8 см. Неглубо#
кая заделка часто приводит к неточ#
ным данным.
В результате наших исследований
разработан наиболее эффективный
вариант полевого инфекционного
питомника или фитоучастка, кото#
рый позволяет нам создавать ком#
бинированный инфекционный фон –
бурая ржавчина, мучнистая роса,
твердая головня, – и отбирать гено#
типы, устойчивые к нескольким па#
тогенам. Полевой инфекционный
питомник состоит из двух частей. В
первой части (А) высевают образцы
яровой и озимой пшеницы для оцен#
ки на устойчивость к бурой ржавчи#
не, мучнистой росе, вирусным и ми#
коплазменным болезням, пятнисто#
стям листьев, корневым гнилями и
др. Во второй части (Б) высевают
образцы пшеницы, выделенные по
устойчивости к болезням в первом
питомнике и заспоренные телиоспо#
рами твердой головни. На таком
фоне отбираются образцы с комп#
лексной устойчивостью к основным
грибным болезням.
Оценки на устойчивость в услови#
ях искусственного инфекционного
фона имеют большое значение, так
как соответствуют данным, получен#
ным в условиях естественных эпи#
фитотий, позволяют выявлять по#
тенциальную и стабильную устойчи#
вость, повышая эффективность
оценки и ускоряя селекционный
процесс.
Полевые оценки селекционного
материала на естественном и искус#
ственном инфекционных фонах дол#
жны дополняться оценками в усло#
виях искусственного климата, то
есть в теплицах или климатических
камерах. Здесь можно создавать
оптимальные условия для развития
растения#хозяина и патогена и кон#
тролировать температуру, освещен#
ность, влажность воздуха и т. д. Ре#
гулируемые условия способствуют
проведению более точных оценок. В
них можно изучать генетический
состав популяции патогенов, устой#
чивость образцов к отдельным ра#
сам и патотипам возбудителей. Эти
оценки дополняют полевые при оп#
ределении типов устойчивости. В
основном в условиях искусственно#
го климата работают с такими пато#
генами, как бурая, стеблевая и жел#
тая ржавчина, мучнистая роса, пят#
нистости листьев, вирусные болез#
ни растений и др.
Исследования, проводимые в ус#
ловиях искусственного климата,
позволяют увеличить объем и повы#
сить результативность оценок за
счет постоянной работы в теплице в
зимний период.
57