Способ оценки устойчивости растений подсолнечника к поражению вотriтis cinerea и sсlеrотiniа sсlеrотiоruм

 

Использование: сел ьское хозяйство, защита растений. Сущность изобретения: инокуляцию растений патогеном проводят с помощью микрокапсул, представляющих собой смесь суспензии спор патогена и питательной среды, содержащей углеводы, минеральные соли, органические кислоты, витамины, растительный белок, нейтральный краситель. 3 з.п. ф-лы, 5 табл.

союз соВетских

СОЦИАЛ ИСТИЧЕ СКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 А 01 Н 1/04

У)

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4936360/13 . (22) 26.03.91. (46) 30.03,93, Бюл, ¹ 12 (71) Всесоюзный селекционно-г нетический институт (72) Б.К.Погорлецкий (73) Б,К.Погорлецкий. (56) Кирай 3, и др. Методы фитопатологии. . M„Колос, 1974. (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ УСТОЙЧИВОСТИ

РАСТЕНИЙ ПОДСОЛНЕЧНИКА К ПОРАЖЕИзобретение относится к сельскому хозяйству, к его разделу селекция и семеноводство технических культур, s частности к селекционной оценке в полевых условиях подсолнечника к поражению белой (SclегоtinIa sclегоtiorum) и серой (Botrytis

cinerea) гнилями.. Оно может использоваться в селекционных программах, ставящих целью организацию защиты товарных посевов подсолнечника от эпифитотийного поражения этими грибами;

Актуальность проблеммы подтверждается данными Украинского НИИ экономики им. Шлихтера А, Г, Потери семян подсолнечника (по данным этого института) только по

Украинской республике при выращивании в поле составляют 27%, в том числе 13,5% от поражения растений грибами В. cirlerea u

S.sclегоtiorum, Кроме того от пора>кения семян этими же грибами теряется еще 22% биологического урожая из-за снижения технологических и посевных показателей качества семян, так как масло их них может

„„5Ц„„1805841 АЗ

НИЮ BOTRITIS CINEREA И SC егоTINIA

SCLегоTIQRUM (57} Использование: сельское хозяйство, защита растений. Сущность изобретения; инокуляцию растений патогеном проводят с помощью микрокапсул, представляющих собой смесь суспензии спор патогена и питательной среды, содер>кащей углеводы, минеральные соли, органические кислоты, витамины, растительный белок, нейтральный краситель. 3 з,п, ф-лы, 5 табл. использоваться на непищевые цели, а при посеве оси дают на товарных посевах изреженные всходы, В одинадцатой пятилетке на Украине производили по 2,2 млн тонн семян подсолнечника ежегодно. Потери оцениваются (в современных ценах на семена подсолнечника) в среднем около 350 млн, рублей в год, Излучение биологических особенностей эпифитотий этих грибов на товарных посевах подсолнечника, начатое нами еще в

1980 году, позволило установить условия их формирования. В частности, нашими исследованиями теоретически обосновано и экспериментально подтверждено неизвестное ранее явление превращения сапрофитного способа поселения (проникновения) грибов в живые ткани растения-хозяина в фенотипически паразитный способ, Это явление связано с жизнедеятельностью тлей и огневок на растениях подсолнечника в фазу "физиологической зрелости семянок".

Известно, что экскременты тлей и огневок

1805841 содержат значительное количество углеводов, мийеральных солей и других веществ. .У тли они получили название "пади" или

"медвяной росы". Являясь компонентом агроценоза, "падь" адсорбирует (улавливает) споры грибов и обеспечивает массовое поселение и проникновение в живые ткани растений-хозяев грибов. В, clnerea u

S.scIегоtiorum, формирует зпифитотии на производственных посевах подсолнечника, Достоверность полученных выводов статически доказана высокими коэффициентами корреляции между местами поселения на корзинках тлей и огневок и поражением в этих же местах корзинок грибами В. cinerea и S.sclегоtiorum (-0,94 — 1,0) (табл.1).

Опираясь на результаты изложенных выше данных нами получены экспериментальная модель "пади", приближающаяся по своему биохимическому и минеральному 20 составу к естественной, и получившая название "микрокапсула" (МК),.Изучая меха-. низмы взаимодействия между МК, спорами грибов, растением-хозяином и средой экспериментально показано, что вступая во взаимодействия эти два компонента обогащают MK биологически активными метаболитами ферменты. токсины (фенолы, глюкозиды и пр,) (табл,2). В новом качестве

MK приобретает селективность, то есть спо- 30 собность подавлять жизнедеятельность других грибов и создавать благоприятные условия для прорастания и поселения спор

В, cinerea u S.sclегоtiorum на тканях живых растений-хозяев (табл.3), Одновременно МК 35 приобретает способность сохранять жизнеспособность спор этих грибов в полевых условиях более 30 дней (табл,4). Обволакивая сйору питательной средой создает оболочку-чехол, вокруг. споры и ее 40 проростка-генофоры, по аналогии чехлу-гаустории паразитных грибов. Оболочка-чехол вокруг споры является стартовым субстратом. обеспечивающим проникновение генофоры грибов белой и серой гнилей 45 в живые ткани растений-хозяев по типу паразитных грибов. Последующее за этим заселение живого растения происходит по типу сапрофита.

Самозащита растений от поселения гриба в условиях эпифитотии связана с биологической активностью метаболитов накапливающихся в "пади" или МК.

Содержание и качество их находится в зависимости от устойчивости растения к пора- 55 жению этими грибами. Восприимчивые формы (сорт Одесский 63, гибриды Одесский 91, Солдор 220. Одесский 96 и линия

ВИР 113) обогащают "падь" или МК такими метаболитами. барьер самозащиты которых легко преодолевают генофоры прорастаю щей споры грибов В. cinerea и S,sclегоtiorum, проникают в живые ткани растения и поселяются на них. Поражение в данном случае может достигать уровня 1007,, Иная картина наблюдается на устойчивых растениях (Солнечный 4,. ВИР 130 и

Югославский местный (к-1725). Фунгицидное действие накопившихся в "пади" или MK метаболитов прорастающие споры преодолеть не могут, или преодолевают частично.

Поражение растений и ее степень снижается до уровня 37,3...56,3 (табл.5).

Важно, что метаболиты МК в обеих случаях обеспечивают защиту растений от поселения грибов других видов, споры которых в ней всегда присутствуют,. так как процесс накопления "пади" или нанесения

МК происходит в полевых условиях без соблюдения асептики. Кроме того. опыты с искусственным введением в МК спор грибов других видов и нанесением их на корзинку подсолнечника не обеспечили поселение ни одного из них на живые ткани (табл.3).

Положив в основу эти теоретические исследования и экспериментальные данные, мы разработали способ оценки устойчивости растений подсолнечника к поражению

В.cinerea u S.sclегоtiorum.

Из ранее существующих наиболее распространенных способов заражения является опрыскивание растений водной суспензией спор грибов — прототип, Этот способ (прототип) широко применяется для заражения растений спорами паразитных грибов, которые, как известно, способны (в силу своих биологических особенностей) проникать в ткани живых растений. Для факультативных паразитов этот способ заражения, как в полевых условиях, так и в контролируемых условиях малоэффективен. По нашим данным, при изучении пяти форм подсолнечника (табл.1), максимальное искусственное заражение водной суспензией спор (прототип) у сорта Одесский 63 составило 8,3%. В другом опыте, где заражение аналогичным способом стимулировали добавлением мертвого субстрата (цветками подсолнечника, очищенными от метаболитов двукратным кипячением в воде) поражение растений, изучаемых форм колебалось от 0 до.62,5 . Такое значительное варьирование в поражении вызывает затруднения как в оценке, так и в отборе устойчивых генотипов. Низкая достоверность оценки в полевого отбора при использовании прототипа мало эффективна при селекционном улучшении толерантности (выносливости) подсолнечника к белой и серой гнилям.

1805841

35 обмолачивают их и помещают семена в па40

50 оценке по полевому отбору из.популяции подсолнечника генотипов с повышенной усПредлагается такой способ полевой оценки и полевого отбора, который устраняет эти недостатки.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Ко времени инокуляции накапливают необходимое количество спор, Конидиоспоры В.cinerea получают при выращивании чистой культуры гриба до плодоношения на картофельном агаре. По

S.sclегоtiorum аскоспоры собирают с апотенциев, выращенных в почве. Определяют жизнеспособность спор в висящей капле воды в камере Ван-Тигема. Запасы спор хранят в холодильнике.

Приготовление питательной среды, В основу подбора компонентов для приготовления питательной среды избран состав органических и минеральных веществ, входящих в состав "пади" ("медвяной росы"). Оптимальный состав питательной среды (МК-2 и МК-4) содержит следующие компоненты: — углеводы: сахароза — 35 г, глюкоза—

100 г, фруктоза — 50, декстрины — 60 г; — органические кислоты: яблочная — 0,4 г, винная — 0,1; — минеральные соли: азотнокислый натрий — 0,15. однозамещенный фосфорнокислый калий — 0,02 r, хлористый кальций—

0,02 r, сернокислый магний — 0,15 r, серное железо — 0,03 г; — витамины: тиамин — 0,00001, никотиновая кислота — 0,00002 г, аскорбиновая кислота — 0,002 г; — растительный белок: обезжиренный хлороформом белок ядер подсолнечных семянок; — нейтральные красители: тешь казеиновая, Питательную среду готовят из этих компонентов, содержащихся в одном литре воды, путем подогрева до температуры 100 градусов С и получения массы гелеобразной

- консистенции с PH 4...4,5, Микрокапсула MK-2 готовится непос- 4 редственно перед инокуляцией.

Для этого смешивают питательную среду с суспензией спор, в соотношении 10:1, В результате этого происходит обволакивание спор гелеобразной пленкой, которая при инокуляции прочно соединяет споры с тканями растения. Создается чехол для гифы проросшей споры, обеспечивающей поселение и проникновение ее в живые ткани растения, 5

Порошковидную микрокапсулу (MK-4) готовят из МК-2, подвергая ее лиофильной сушке.

B формуле представлено минимальное (МК-1) и максимальное (MK-3) содержание компонентов в питательной среде. которые обеспечивают только частичное (25,7...35,3%) поселение спор на растениях подсолнечника (табл.1).

Инокуляцию растений проводят путем нанесения кисточкой вод "обертку" корзинки мазка микрокапсулы. Через две-три недели, когда на восприимчивом контроле начнется мицерация тканей, проводят учет количества пораженных растений на изучаемых образцах. Повторно делают учет поражения в фазу "хозяйственной спелости" корзинки, т.е. на "перестое".

П-р и м е р. Полевой отбор генотипов, устойчивых к поселению спор грибов

В,с пегеа из гетерогенного материала на фоне естественно складывающихся условий среды, имеет свои особенности. Этот этап работы осуществляют по следующей методике, В фазу начала физиологической спелости под обертку корзинки вводят кисточкой микрокапсулу МК-2. Появление четкой мацерации (гниения) ткани корзинки у большинства зараженных растений (95-100%) контрольного сорта с высокой восприимчивостью к этому фитопатогену, является сигналом для начала проведения учетов и отборов. Отсутствие к этому времени мацерации тканей растения на других инокулированных MK-2 растениях позволяет приступить к полевой оценке и отбору выносливых генотипов. Со здоровых отобранных растений срезают корзинки, кеты, Далее используют их в селекционной или семеноводческой работе, как элитные индивидуальные потомства.

Восприимчивость-невосприимчивость по отношению поразившихся и не поразившихся гнилями растений(%). К пораженным относятся растения, на корзинках которых в месте нанесения окрашенной микрокапсулы наблюдается мацерация ткани. Если в месте нанесения окрашенной микрокапсулы нет мацерации — растение относим к невосприимчи вым.

Способ позволяет получать статистически достоверные данные по полевой тойчивостью к поражению белой и серой гнилями, Об этом можно судить на основании данных, приведенных в таблице 1 за

1985-1986 гг, Работоспособность и редлагаемого способа излучали на двух группах растений подсолнечника, различающихся. по степени восприимчивости к поражению белой и серой гнилями, Восприимчивые формы: — сорт

1805841 — 0,01-0,03; — 0,01 — 0,03; — 0,075 — 0,225; — 0,015 — 0,045; — 0,0000050,000015; никотиновая кислОта — 0.000010,00003;

7 Таблица1

Роселение спор грибов на корзинках подсолнечнике при заражении суспензмей спор (прототип) в сравмении с предлагаемнн способом никрокапсулн (Н() 1986 (сухой) 1987 (средневл.)

Заражение спорани о. в микрокапсуле под обертку с разпичнчм содержаниен конмнентов

1985 (сухой год)

«1

Сорт, гибрид, линия

Хар-ка по восприимчивости к поражение гнилями

Заражение воднзй су-!. спензией спор

Заражено гепеобр. НС со сйо рати (опт. комц.) За раж. пороеко емд. HK под обертку со спорани . с добавив" нием мерт. субстр. прототип

ВС

НС2 jm2 Н< птии. минин. оптммзл. максим.

H(2 нк 3

4 Н(4

НС 1

89,9

100, О

Одессююй 63 (кит. ) восприимчив в,з

25,0

100, О

1Оу,О

35,3

22 1

Факел-1 средиевоспр. к восприин.к ВС

62 ° 5

55,6

too,o ва,о

1ОО,О

1ОО,О

66,7

100,а 1 00,0

1ОО,О, 80,0

100,0

ЭЗ,3

ВИР 113

5,î восприимчивая восприимчивнй восприимчиаий восприимчивий устойчивая устойчивей

Солдор 220

Од.91 (контр.)

Одесский 96

60. О

87,5

63,6 77,7

90,О

70,0

25,7 95.6

89 ° 9

78,7

56,3

52,6

31.5

ВИР 130 Вс

Солнечинй 4

6,3

6,3

12 ° 5

25,0

Югославский нест. к-1725 устойчив

З7,4

14,1

6,93

НСР ч — Одесский 63, Факел-1, сортолинейные гибриды — Одесский 9 l. Одесский 96, Солдор 220 и самоопыленная линия ВИР 113, Невосприимчивые (толерантные) формы: самоопыленная линия ВИР 130. Солнечный 5

4, образцы из мировой коллекции ВИР к1725 (Югославия).

Опыты закладывали в первой декаде июля, с таким расчетом, чтобы фаза физиологической спелости семян корзинки под- 10 солнечника проходила в период октября. В фазу начала пожелтения корзинки кисточкой в пазуху корзинки (под обертку) делали мазок микрокапсулы со спорами серой гнили или склеротинии, О результативности 15 способа оценки можно судить по данным, полученным в полевых условиях, которые приводим в табл.1. Восприимчивые формы: .Одесский 63, Факел-1, Одесский 91, Одесский 96, Солдор 220 поразились В.cirer(ea и 20

S.sciегоtiorum на 78,7-.100,0%, У невосприимчивых форм — Солнечный.4, ВИР 130 и.

К-1725, поражение этим же грибом было статистически достоверно ниже и колебалось в пределах 37,4...56,3%. 25

Формула изобретения

1. Способ оценки устойчивости растений подсолнечника к поражению Botrltls

cinerea u Sclегоtlr)ia sclегоtiorum, включаю- 30 щий инокуляцию органов растений спорами грибов и визуальный учет степени развития болезни,отл ича ющийся тем,что,с целью повышения точности и объективности определения устойчивости, инокуляци(о 35 проводят микрокапсулами, представляющими собой смесь суспензии спор патогена с питательной средой следующего состава, г/л: сахароза — 15-55; глюкоза — 80-120;: фруктоза — 30-70; декстрины — 40-80; яблочная кислота . — 0,2 — 0,6; винная кислота . — 0,05-0,15; натрий азотнокислый; 0,075 — 0.225; калий фосфорнокислый однозамещенный кальций хлористый магний сернокислый железо сернокислое тиамин аскорбиновая кислота — 0,001-0,003; обезжиренные ядра семянок подсолнечника — 0,15-0,45; тушь казеиновая —. 0,25-0,75; водадо1 л., pH — 4,0-4,5, 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что споры патогена смешивают с питательной средой в соотношении 1:10.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что маркировку места нанесения мик- .рокапсулы производят красителем. содержащимся в составе питательной среды.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что микрокапсулу вводят под обертку корзинки.

1805841

Таблица 2

Биологическая активность комплекса метаболитов, накапливающихся в микрокапсуле в результате взаимодействия с растением- хозяином (подсолнечник) и спорами грибов белой и серой гнилей, при прорастании в висячей капле воды

Вариант опыта

Сорт гибрид (растение- хозяин) 25 ней

30 ней

60 ней оскопа

Всего В том Всего числе

Проросших через

Всего

Проросших ч/з пророс. ч/з

7,5 ч

7,5 ч, Одес- Обогащеная меский 91 таболитами микрокапсула со

99,3 спорами: а) серой гнили б) белой гнили

817

806

824

608

568

949

73

Одес- Обогащенная ский 63 метаболитами микрокапсула со спорами: а) серой гнили ли

90,4

0

720

321

251

567 б белои гни

Вода со спорами серой гнили

180 140 180

290

140

Таблица 3

Конкурентные взаимоотношения грибов при поселении на корзинах подсолнечника (инокуляция микрокапсулой) ВСГИ 1987 год

Поражение растений серой гнилью после за раж. микрокап. со спорами, Фунгицидное действие метаболитов микрокапсулы адсорбированных их тканей растения- зозяина, после конт акта с аст. в течение, Количество спор серой гнили в поле зрения мик1805841

Продолжение табл,3 со т О есский 63 гиб и 1987 го по ажение ко зинок г ибами и и соз евании в октяб е др,гриба- В,с!пегеа

S.scler.

В, clnerea S.scler, др. грибами ми

0

93,5

2,0

89,9

О.

0

Botrytis clnerea

Sctегоtlnis sclегоtlorum

92,9

79,1

5.3

99,2

85,8

3,9

96,1

85,9

Alte maria в смеси с другими

S.sclегоtiorum грибами

96,2

88,1

0,6

0 в смеси с другими

r ибами

В.cinerea

95,3

97,2

Таблица 4

Консервирующее действие микрокапсулы на споры серой гнили

Сорт-гибрид

{растение-хозяин) Вариант опыта

60 дней

30 дней

25 дней несения микрокапсулы со спорами, %

Одесский 91

Споры серой гнили в микрокапсуле колонии серой гнили колонии

99,3

90,4

Одесский 63 колонии се ой гнили се ой гнили

Таблица 5

Поражение сортов и гибридов. подсолнечника при заражении микрокапсулой с кондиоспорами серой гнили в полевых условиях ВСГИ 1986 год

Инокуляция микрокапсулой со спорами грибов вида

Fusarlum

Поражение корзинок подсолнечнике серой гнилью после наПрорастание спор серой гнили на агаризированной среде после нахождения в микрокапсуле на растение- хозяине в поле в течение:

13

1805841

Продолжение табл,5.

Составитель Б;Погорецкий

Редактор А.Павловская Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т.Ваш кович

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 948 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5