Иммунологическое обоснование селекции пшеницы на устойчивость к возбудителю septoria tritici rob. et. desm. в условиях цчр

На правах рукописи

Зеленева

Юлия Витальевна

ИММУНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СЕЛЕКЦИИ ПШЕНИЦЫ НА УСТОЙЧИВОСТЬ К ВОЗБУДИТЕЛЮ SEPTORIA TRITICI ROB. ET. DESM. В УСЛОВИЯХ ЦЧР

Специальность 06.01.05 – селекция и семеноводство

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Мичуринск – наукоград РФ, 2008

Диссертационная работа выполнена в Тамбовском государственном университете имени Г.Р. Державина, в лаборатории иммунитета растений филиала ГНУ Тамбовского НИИСХ РАСХН «СНИФС» (Тамбовская область, Тамбовский район, п. Новая Жизнь).

Научный руководитель доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Пучнин Алексей Михайлович

Официальные оппоненты доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Полевщиков Станислав Иванович

кандидат сельскохозяйственных наук

Драчева Марина Константиновна

Ведущая организация ГНУ Научно-исследовательский институт

сельского хозяйства Центрально-Черноземной

полосы им. В.В. Докучаева

Защита диссертации состоится 29.01.2009 г. в 13 час. 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 220.041.01 при Мичуринском государственном аграрном университете по адресу: 393760, Тамбовская обл., г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Мичуринского государственного аграрного университета, с авторефератом дополнительно на официальном сайте университета http: // www.mgau.ru/.

Автореферат разослан «___» декабря 2008 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные и скрепленные гербовой печатью, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 220.041.01,

кандидат с.-х. наук Н.М. Соломатин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Среди эпифитотийно опасных болезней пшеницы в ЦЧР России лидирующее положение по вредоносности занимают септориозные пятнистости. Доля их в патогенном комплексе составляет 47%. Локальное развитие отмечается ежегодно, частота эпифитотий (потери урожая свыше 20%) – пять лет из десяти.

Основными факторами, обуславливающими интенсивное развитие септориоза, является генетическая уязвимость агробиоценоза, высокая агрессивность возбудителей болезни и дефицит высокоэффективных фунгицидов. Районированные в регионе сорта яровой и озимой пшеницы не обладают устойчивостью к септориозу. В основном они характеризуются как восприимчивые или высоковосприимчивые.

Становится очевидным, что создание сортов, устойчивых к септориозу, является наиболее актуальным и в то же время наименее изученным вопросом.

Целью работы являлось изучение факторов, определяющих патогенный комплекс возбудителей болезней пшеницы, выявление и отбор среди сортообразцов отечественной и зарубежной селекции источников и доноров с различными генетическими взаимодействиями в системе сорт – патоген, а также проведение отбора из коллекции селекционного материала, созданной в СНИФС, линий, обладающих устойчивостью к септориозу.

Задачи исследований:

1. Изучить видовое разнообразие возбудителей септориоза на районированных в ЦЧР сортах пшеницы;
2. Описать структуру популяции возбудителя S. tritici, формирующуюся на районированных в ЦЧР сортах пшеницы по морфолого – культуральным свойствам и патогенности;
3. Установить роль районированных сортов в формировании субпопуляций возбудителей болезней;
4. Выявить и отобрать высокоэффективные, экологически пластичные источники и доноры для селекции пшеницы на устойчивость к S. tritici;
5. Провести гибридологический анализ сортообразцов яровой пшеницы с целью определения характера наследования устойчивости к возбудителю S. tritici;
6. Изучить роль родительского компонента в передаче устойчивости к S. tritici;
7. Создать коллекцию сортов-полуфабрикатов, устойчивых к S. tritici;
8. Оценить экономическую эффективность возделывания устойчивых сортов пшеницы в условиях ЦЧР.

Научная новизна работы. Изучена видовая структура грибов рода Septoria на районированных в ЦЧР сортах пшеницы. Выявлено преобладание вида S. tritici. Определено, что на структуру патогенного комплекса и морфолого – физиологические свойства популяции S. tritici оказывают влияние особенности сорта – хозяина (образ жизни, геномный и генотипный состав). Обоснован качественный состав биоматериала, обеспечивающий объективную иммунологическую оценку сортов и селекционных образцов на искусственном инфекционном фоне.

Среди интродуцированных сортообразцов пшеницы зарубежной селекции отобраны по иммунологическим и агрономическим свойствам высокоэффективные, экологически пластичные источники устойчивости. Установлена возможность использования доноров резистентности к септориозу в реципрокных скрещиваниях с высоким выходом невосприимчивых форм, предположен характер наследования устойчивости у сортообразцов яровой пшеницы к болезни, вызываемой S. tritici.

Создана коллекция селекционных линий и сортов-полуфабрикатов, обладающих устойчивостью к эпифитотийно опасным болезням (септориоз, бурая и стеблевая ржавчина, твёрдая и пыльная головня, мучнистая роса), не уступающие по основным биологическим и агрономическим признакам и свойствам районированным в ЦЧР сортам яровой пшеницы.

Практическая значимость работы. Для проведения иммуногенетических исследований переданы в региональную коллекцию лаборатории иммунитета растений СНИФС патогенные изоляты возбудителя S. tritici. Обоснован качественный состав искусственного инфекционного фона для оценки сортов пшеницы на устойчивость к заболеванию, вызываемому S. tritici в ЦЧР. Отобраны устойчивые к септориозу и обладающие ценными биологическими и агрономическими свойствами линии СФР 135-17-16-15-10, СФР 142-32-11-18-10, СФР 195-18-17-6-1 и СФР 27-8-11-5, эти линии переданы в конкурсное сортоиспытание лаборатории иммунитета растений СНИФС.

Создан банк резистентных сортообразцов яровой пшеницы к возбудителю S. tritici. Устойчивые сорта и линии были разосланы для применения в селекции на иммунитет в научные селекционные учреждения:

- Сибирский научно-исследовательский институт растениеводства и селекции;

- ГНУ Самарского НИИСХ им. Н.М. Тулайкова.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту

1. Результаты изучения структуры патогенного комплекса септориоза пшеницы на территории ЦЧР.
2. Характеристика популяции S. tritici по морфолого – культуральным и патогенным признакам для формирования и обоснования по применению биоматериала в целях создания искусственного инфекционного фона.
3. Результат оценки отобранных устойчивых сортообразцов пшеницы зарубежной селекции на устойчивость к популяции S. tritici территории ЦЧР.
4. Закономерность наследования устойчивости к болезни, вызываемой патогеном S. tritici у сортов яровой пшеницы.
5. Результат оценки отобранных сортов-полуфабрикатов яровой мягкой пшеницы по комплексу хозяйственно-ценных признаков и устойчивости к особо опасным грибным болезням, характерным для территории ЦЧР.

Апробация работы. Результаты исследований были доложены на научно-практических конференциях аспирантов, молодых ученых и студентов, на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и специалистов сельского хозяйства (Тамбов, 2004 - 2007), на Втором Всероссийском Съезде по защите растений «Фитосанитарное оздоровление экосистем» (Санкт – Петербург, 2005), на Международной научной конференции «Проблемы биологии, экологии и образования: история и современность» (Санкт-Петербург, 2006), на Научно-практической конференции «Современные проблемы отрасли растениеводства и их практические решения» (Мичуринск, 2007), на Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы иммунитета и защиты сельскохозяйственных культур от болезней и вредителей» (Одесса, 2007).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ, в том числе одна работа в рецензируемом журнале, рекомендованном ВАК РФ. Экспериментальные данные, представленные в диссертации, получены лично соискателем и опубликованы в соавторстве с руководителем и сотрудниками, работавшими совместно с автором.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения, выводов, предложения селекционной практике и производству, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 158 страницах, содержит 20 таблиц и 12 приложений, иллюстрирована 18 рисунками. Список литературы содержит 191 источник, в том числе 72 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Условия, объекты и методика проведения исследований. Работа выполнена на кафедре биологии ТГУ им. Г.Р. Державина и в лаборатории иммунитета растений филиала ГНУ Тамбовского НИИСХ РАСХН «СНИФС» (Тамбовская область, Тамбовский район, п. Новая Жизнь) в период с 2004 по 2008 гг.

Материалом для исследования служили: инфицированные образцы пшеницы, собранные в результате обследований посевов территории ЦЧР (Белгородская, Воронежская, Курская, Тамбовская, Липецкая области); районированные на территории ЦЧР сорта мягкой и твердой пшеницы; зарубежные сортообразцы; гибриды пшеницы первого и второго поколений; гибридные линии.

Видовую принадлежность грибов рода Septoria spp. определяли микроскопированием конидий из фрагментов пораженных растений пшеницы, собранных во время маршрутных обследований полей ЦЧР (Санин, 2002). По форме и размеру, выделившихся из пикнид спор, устанавливали вид возбудителя (Пидопличко, 1978).

Изучение внутривидовой дифференциации патогена S. tritici проводилось по методикам А.А. Саниной, 1991; А.А. Саниной, Л.В. Анциферовой, 1989, Г.В. Пыжиковой и др., 1988.

В качестве питательного субстрата для выделения гриба и изучения культурально – морфологических признаков использовали картофельно-глюкозный агар (КГА).

Патогенность септориоза определяли лабораторным методом оценки на изолированных листьях пшеницы, и заражением растений пшеницы споровой суспензией гриба в фазу 2-3 листьев, согласно методикам Г.В. Пыжиковой, Е.В. Карасевой, 1985; А.А. Саниной, Л.В. Анциферовой, 1991.

Оценку сортообразцов пшеницы к возбудителю S. tritici осуществляли в полевых условиях на фоне искусственного заражения. Норма высева 100 – 130 зерен на один погонный метр (учитывая физические свойства семян с учетом их всхожести). Инфекционный питомник размещали в соответствии с требованиями Госкомиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур (Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. М.: Колос, 1971, ч. II; Методика Госкомиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур, 1975; Чумаков, 1979; ВНИИФ, 1989;). Искусственный инфекционный фон создавали в фазу трубкования растений путем распыления водной суспензии спор патогена, которая при 100%-ной жизнеспособности должна содержать 107 спор/мл; расход суспензии – 100 мл/м2. При обнаружении признаков заражения проводили учет интенсивности поражения сорта в динамике (Методическое руководство по фитопатологической оценке зерновых культур. Одесса, 1971). Рассчитывали коэффициент распространения болезни (ВНИИФ, 1989).

Изучение генетического контроля резистентности к болезни проводили методом гибридологического анализа при скрещивании устойчивых сортообразцов с восприимчивым сортом Л 503. В скрещивания включали сорта, однородные по признаку устойчивости.

Среди селекционных линий, созданных в Среднерусской научно-исследовательской фитопатологической станции, отбирали номера, устойчивые к S. tritici (Коновалов и др., 1987).

Статистическую обработку данных проводили используя критерий -и квадрат, долевой метод и дисперсионный анализ с использованием компьютерных программ.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Видовая структура возбудителей септориоза на районированных сортах озимой и яровой пшеницы ЦЧР

В течение периода с 2005 по 2007 год обследовали посевы озимой и яровой пшеницы на производственных посевах, полях НИИ и госсортоучастках ЦЧР. При сборе образцов пораженных растений особое внимание уделялось районированным в регионе сортам (11сортов озимой мягкой, 6 яровой мягкой и 7 яровой твердой пшеницы).

Видовой состав возбудителей септориоза пшеницы был представлен грибами Septoria tritici Rob et. Desm., Stagonospora avenae f. sp. triticea Jons., Stagonospora nodorum [Berk.] Castellani & E.G. Germano.

Во всех агроклиматических зонах ЦЧР доминировал вид S. tritici. Его средняя частота встречаемости варьировала от 61% (Окско-Донская низменность) до 65% (Северная часть правобережья р. Дон). Ему уступали виды S. nodorum и S. avenae. Так, средняя частота встречаемости S. nodorum изменялась от 19% (Окско-Донская низменность) до 25% (Северная часть правобережья р. Дон), а S. avenae – от 10% (Северная часть правобережья р. Дон) до 20% (Окско-Донская низменность) (рис.1).

Рис. 1. Частота встречаемости видов септориоза на районированных сортах пшеницы в агроклиматических зонах ЦЧР (2005 – 2007 гг.)

Виды S. nodorum и S. avenae отмечены чаще на сортах яровой твердой пшеницы. Так, средняя частота встречаемости вида S. nodorum на сортах яровой твердой пшеницы составила 32%, тогда как на сортах яровой и озимой мягкой пшеницы – 16-17 %. Вид S. avenae на яровой твердой пшенице имел среднюю частоту 26 %, на яровой и озимой мягкой пшенице – 12-13 % (рис.2).

Рис. 2. Частота встречаемости видов септориоза на районированных сортах яровой и озимой пшеницы ЦЧР

Было установлено, что на структуру патогенного комплекса септориоза, помимо природно-климатических факторов, существенное влияние оказывают биологические свойства сорта-хозяина. Выявлены различия в соотношении отдельных видов Septoria на районированных сортах пшеницы.

2. Внутривидовая дифференциация субпопуляций возбудителя S. tritici ЦЧР по морфолого – культуральным и патогенным признакам

Природные популяции рода Septoria являются гетерогенными как по морфолого – культуральным, так и по патогенным признакам. С целью изучения внутривидовой изменчивости был выбран вид Septoria tritici как самый распространенный и вредоносный вид септориозных пятнистостей пшеницы ЦЧР. Полученные данные необходимы для составления научно-обоснованной селекционной программы выведения устойчивых к септориозу сортов пшеницы.

2.1 Морфолого – культуральные признаки грибов вида S. tritici

Для изучения внутривидовой дифференциации возбудителей септориоза пшеницы (S. tritici) по морфолого – культуральным признакам использовали три основные критерия:

• скорость роста колоний на питательной среде;
• внешний вид и строение колоний;
• интенсивность споруляции гриба.

В процессе исследований проанализированы изоляты S. tritici, выделенные с районированных сортов яровой и озимой пшеницы в пятом регионе районирования по РФ.

Изоляты S.tritici существенно варьировали по скорости роста на питательной среде. Она определялась величиной диаметра колоний на 30-е сутки, что позволило распределить колонии на три группы: медленнорастущие, среднерастущие и быстрорастущие. В большинстве случаев диаметр колоний изученных изолятов превышал 15 мм, что свидетельствует о доминировании быстрорастущих колоний.

По внешнему виду и характеру строения колонии изолятов представлены тремя группами (дрожжеподобные, смешанные и мицелиальные) и девятью из десяти дифференцированных типов (табл. 1).

Таблица 1 – Частота встречаемости морфологических типов колоний изолятов S. tritici

Тип колонии	Характеристика фенотипа	Частота встречаемости, %
I Дрожжеподобный	а – розовые, грязно-розовые, иногда черные; поверхность гофрированная;	4,90
	б – черные гофрированные;	15,30
	в – черные с розовой каймой;	13,25
II Смешанный или стромоподобный	а – темные; центр дрожжеподобный темный; край мицелиальный;	49,25
	б – центр дрожжеподобный, розовый, грязно-розовый; край мицелиальный;	4,47
	в – серые; центр дрожжеподобный, грязно-розовый;	8,28
	г – центр мицелиальный; край гофрированный, черный;	0,49
	д –центр мицелиальный; край гофрированный, розовый;	0,00
III Мицелиальный	а – белые до серого;	3,86
	б – черные.	0,20

В пределах каждого морфотипа колонии варьировали по окраске. Для ее точного определения использовали шкалу цветов А.С. Бондарцева (1954). Преобладали колонии смешанного типа II-а – темные, с дрожжеподобным центром и мицелиальными краями (49,25%). Самым редким был тип III-б – с мицелиальной черной поверхностью (0,20%), тип II-д – центр мицелиальный, края гофрированные, розовые, нами не зарегистрирован.

Показатель интенсивности споруляции используют как критерий оценки вредоносности болезни, устойчивости сортов, определения эффективности фунгицидов, прогноза развития болезни, а также определения других экономически и экологически значимых величин. По интенсивности споруляции на питательной среде изоляты S. tritici были представлены тремя группами: слабоспорулирующие, среднеспорулирующие и высокоспорулирующие. Доминировали среднеспорулирующие колонии изолятов (59,4%).

2.2 Изучение патогенных свойств

Отбор невосприимчивых к патогенам сортов результативен в условиях искусственных инфекционных фонов, которые по качеству должны соответствовать естественным. Для их создания требуется углубленное изучение патогенных свойств популяции возбудителей эпифитотийно опасного заболевания.

Оценку патогенности изолятов возбудителей септориоза, у которых пока не обнаружены специфические гены вирулентности, проводили на наборе сортов пшеницы, подобранном в СНИФС. В него вошли следующие сорта: Л 503, Оренбургская 10, Безенчукская 182, Безенчукская 200, Прохоровка, Пирамида, Мироновская 808, различающиеся по реакции на заражение в соответствующей агроклиматической зоне (ЦЧР).

Для инокуляции использовали изоляты, обладающие максимальной спорулирующей способностью in vitro, выделенные с районированных в ЦЧР сортов пшеницы (табл. 2, 3). Изоляты S.tritici различались по уровню патогенности на отобранных сортах – дифференциаторах, что нашло подтверждение по результатам опытов как на изолированных листьев, так и на растениях.

Высокопатогенные субпопуляции вида S. tritici формировались на сортах озимой мягкой пшеницы Мироновская 808, Престиж; на сортах яровой мягкой пшеницы: Крестьянка, Прохоровка и на сортах яровой твердой пшеницы: Безенчукская 139 и Степь 3. К этим изолятам оказались восприимчивыми большинство тест-сортов.

Изолят, выделенный с сорта яровой твердой пшеницы Безенчукская 139, при изучении патогенности методом заражения растений в фазу выхода 2 – 3 листьев, был отнесен к среднепатогенной группе (степень поражения тест-сортов варьировала от 35,5% до 68,5%, споруляция изолята in vivo 121,3 – 220,2 тыс. спор/лист). При заражении изолированных листьев тест-сортов он проявил себя как высокопатогенный, так как поражал сорта Безенчукская 182 и Оренбургская 10 на 3 балла, а сорта Мироновская 808 и Прохоровка – на 4 балла. Устойчивость к этому изоляту проявили сорта-тестеры Пирамида, Л 503 и Оренбургская 10. Тип поражения названных сортов соответствовал 2 баллам, что не отразилось на среднем значении патогенности, которое составило 3 балла.

Слабопатогенные субпопуляции формировались на озимой мягкой пшенице Московская 39 и яровой твердой пшенице Оренбургская 10.

Среднепатогенные изоляты были характерны для яровой твердой пшеницы Светлана, яровой мягкой пшеницы Воронежская 6, Воронежская 12 и озимой мягкой пшеницы Безенчукская 380.

Таблица 2 – Характеристика патогенности изолятов S.tritici на сортах-дифференциаторах

(метод изучения патогенности на изолированных листьях)

Группа патогенности	Сорт-хозяин изолята	Тип реакции сортов дифференциаторов, в баллах
		Мироновская 808	Пирамида	Безенчукская 182	Прохоровка	Л 503	Безенчукская 200	Оренбургская 10	Среднее значение, X	НСР05
I	Московская 39	2	0	2	1	2	1	2	1	0,3
	Оренбургская 10	1	1	2	1	1	2	1	1	0,3
II	Светлана	3	2	3	2	2	1	1	2	0,5
	Воронежская 6	3	2	1	2	1	2	2	2	0,3
	Воронежская 12	2	2	2	2	3	3	1	2	0,4
	Безенчукская 380	4	2	3	2	2	2	2	2	0,3
III	Безенчукская 139	4	2	3	4	2	2	3	3	0,3
	Степь 3	3	2	3	3	4	1	3	3	0,9
	Крестьянка	3	4	3	3	4	3	3	3	0,3
	Прохоровка	3	3	2	4	4	2	2	3	0,7
	Престиж	4	4	3	3	4	3	4	4	0,5
	Мироновская 808	4	4	4	3	3	3	4	4	0,9
Среднее значение, X		3	2	3	3	3	2	2	-	-
НСР05		0,9	1,1	0,7	0,6	1,2	0,5	1,4	-	-

Таблица 3 – Характеристика патогенности изолятов S. tritici

(метод изучения патогенности заражением первого и второго листьев растения)

Группа патогенности	Сорт-хозяин изолята	Степень поражения тест – сортов, %
		Мироновская 808	Пирамида	Безенчукская 182	Прохоровка	Л 503	Безенчукская 200	Оренбургская 10	Среднее значение, X	НСР05
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
I	Московская 39	39,4*	30,4	15,8	8,5	10,3	17,8	13,6	19,4	9,4
		41,7**	62,5	24,8	30,6	55,8	42,5	117,6	53,6	13,6
	Оренбургская 10	29,5	25,2	8,7	31,9	15,0	1,7	10,4	17,5	8,9
		38,5	81,2	118,3	76,3	57,3	26,5	48,8	63,8	12,9

Продолжение таблицы 3
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
II	Светлана	31,2	15,9	50,9	10,3	18,9	24,4	5,8	22,4	7,5
		116,2	95,2	208,3	77,7	117,0	88,3	97,6	114,3	16,7
	Воронежская 6	40,2	40,8	18,2	38,5	54,2	11,4	15,0	31,2	6,4
		148,8	125,9	83,3	147,1	181,3	62,5	108,3	122,5	17,6
	Воронежская 12	46,5	37,2	38,2	46,5	38,9	17,3	19,4	34,9	4,3
		139,6	225,0	154,2	110,4	72,9	128,9	129,4	137,2	18,8
	Безенчукская 380	45,9	78,5	60,3	70,5	8,6	35,5	40,6	48,6	7,5
		141,2	195,6	189,6	192,7	146,7	132,3	92,7	155,8	15,6
	Безенчукская 139	68,5	56,1	44,5	48,1	35,5	44,2	47,6	49,2	8,6
		166,6	132,7	152,5	161,7	121,3	220,2	173,6	161,2	12,4
III	Степь 3	67,8	41,2	49,2	47,7	88,7	45,6	48,5	55,5	7,9
		227,7	113,9	176,8	240,3	363,9	293,8	202,3	231,2	17,4
	Крестьянка	91,6	50,4	55,4	47,7	59,4	30,6	60,2	56,5	9,2
		270,8	284,7	291,7	173,6	277,8	213,9	343,2	265,1	15,6
	Прохоровка	74,7	83,5	65,5	52,4	70,3	68,7	54,5	67,1	8,1
		194,3	144,4	243,6	352,8	152,8	184,4	224,8	213,9	15,7
	Престиж	89,9	70,7	50,0	61,3	75,9	70,5	59,4	68,2	9,8
		276,3	246,8	347,1	268,6	144,0	254,6	177,6	245	10,4
	Мироновская 808	100	92,7	62,2	71,5	71,0	60,5	40,8	71,2	10,9
		189,1	369,2	242,5	170,9	252,8	352,9	289,2	266,7	25,7
Среднее значение, X		60,4	51,9	43,2	44,6	45,6	35,7	34,7	-	-
		154,3	148,2	170,0	157,8	147,2	143,2	147,9	-	-
НСР05		15,6	13,3	10,4	15,8	19,6	9,8	7,6	-	-
		22,4	17,0	16,2	15,6	20,0	19,6	16,7	-	-

* - степень поражения растений, %;

** - споруляция изолятов, тыс. спор/листа.

Таким образом, исследованные нами изоляты S. tritici, выделенные с пораженных районированных на территории ЦЧР сортов яровой и озимой пшеницы, различались по уровню патогенности на отобранных сортах-дифференциаторах. При этом характер взаимодействия изолятов с сортами-дифференциаторами не идентичен, это позволило заключить, что на уровень патогенности изолята существенное влияние оказывает его сорт – хозяин.

3. Характеристика сортообразцов пшеницы

на устойчивость к Septoria tritici

Начальным этапом создания исходного материала для селекции сельскохозяйственных растений на устойчивость к болезням является формирование банка источников устойчивости. При создании коллекции генетически разнородных доноров устойчивости пшеницы к S. tritici мы сочли необходимым определить потенциальные возможности сортов и гибридов, которые могут служить источниками этого хозяйственно – полезного признака.

3.1 Оценка районированных в ЦЧР сортов яровой и озимой пшеницы на устойчивость к Septoria tritici

Полученные результаты свидетельствуют, что за годы исследования не было выявлено ни одного устойчивого сорта пшеницы районированного в ЦЧР. Изученные сорта по пораженности S. tritici относились либо к числу средне-, либо высоковосприимчивых (табл. 4).

Таблица 4 – Результаты полевой оценки районированных сортов пшеницы ЦЧР на устойчивость к септориозу

Название сорта		2005г.	2006г.	2007г.
Озимые сорта	Безенчукская 380	S[1]	S	SS
	Белгородская 12	S	SS[2]	SS
	Волжская 100	S	SS	SS
	Волжская К	S	SS	SS
	Донская Безостая	S	SS	SS
	Заря	SS	SS	SS
	Инна	S	S	S
	Мироновская 808	SS	SS	SS
	Московская 39	S	SS	SS
	Одесская 267	S	S	S
	Престиж	S	S	S
	Тарасовская 29	S	S	SS
Яровые сорта	Безенчукская139	S	S	SS
	Безенчукская182	S	S	S
	Валентина	SS	SS	SS
	Воронежская 10	SS	SS	SS
	Воронежская 12	SS	SS	SS
	Воронежская 6	S	S	SS
	Воронежская 7	SS	SS	SS
	Дарья	S	S	SS
	Иволга	SS	SS	SS
	Краснокутка10	SS	SS	SS
	Крестьянка	S	S	SS
	Курская 2038	S	SS	SS
	Л – 503	S	SS	SS
	Оренбургская 10	S	S	SS
	Прохоровка	S	SS	SS
	Светлана	S	S	SS
	Степь 3	S	S	SS
	Степь 37	S	SS	SS
	Тризо	S	SS	SS
	Тулайковская 10	S	S	S
	Юго-Восточная 2	S	S	S

По итогам трехлетнего опыта стабильной средней восприимчивостью к S. tritici обладали только 3 сорта озимой пшеницы (25% от общего количества изученных сортов), а именно, сорта Инна, Одесская 267, Престиж. При этом прослеживается переход от средней восприимчивости к высокой у сортов Безенчукская 380, Белгородская 12, Волжская 100, Волжская К, Донская Безостая, Московская 39 и Тарасовская 29. Таким образом, мы можем пронаблюдать действие движущего отбора, направленного на появление новых агрессивных патотипов S. tritici, которые были выявлены в ходе исследований включены при составлении инокулюма для оценки сортов.

Иммунологическая оценка 21 сорта районированной яровой пшеницы показала, что процент средневосприимчивых сортов к S. tritici изменялся с 71,4% в 2005г. до 14,3% в 2007г. Причина снижения устойчивости, как и у озимых сортов, видимо, заключается в ежегодном появлении новых агрессивных патотипов гриба.

Полученные данные свидетельствуют об уязвимости районированных на территории ЦЧР сортов пшеницы к эпифитотийно опасному патогену – S. tritici. Именно поэтому является приоритетным направлением в селекции пшеницы на иммунитет создание коллекции сортов и гибридов, которые могут использоваться как источники и доноры устойчивости к S. tritici. Это позволит повысить устойчивость существующих сортов пшеницы, например, методом насыщающих скрещиваний, а также создать новые сорта, обладающие комплексной устойчивостью к болезням.

3.2 Испытание и отбор зарубежных сортообразцов пшеницы устойчивых к S. tritici

Для выявления доноров и источников устойчивости к S. tritici был проведен скрининг устойчивости 4566 яровых сортообразцов пшеницы, представленных различными эколого-географическими группами (рис.3).

Рис. 3. Группировка пшеницы по эколого-географическим группам

Материалом для исследований служили коллекции промышленных видов пшеницы из тринадцати эколого-географических групп: международного питомника SIMMIT (СИММИТ), национальных питомников США, Бразилии, Мексики, Кении, Эфиопии, России и других стран.

В процессе иммунологических характеристик проводили отбор сортов, наиболее полно отвечающих требованиям, предъявляемых к исходному материалу (урожайность, полегаемость, вегетационный период).

Сортообразцы, поразившиеся патогеном на 5-25%, высевали в инфекционном питомнике на протяжении последующих 3-х лет. В результате проведенной работы была создана региональная коллекция источников и доноров устойчивости яровой пшеницы к популяции S. tritici, характерной для ЦЧР (табл. 5).

Проведенные исследования показали, что при первичной оценке из 4566 изученных образцов яровой пшеницы, проходивших испытание на провокационном фоне к местной популяции гриба, устойчивость (степень поражения 25%) показали 173 образца. Отобранные сорта были представлены в основном из Мексики, США, Бразилии и Международного питомника СИММИТ.

Таблица 5 – Перечень сортов пшеницы, устойчивых к популяции S. tritici ЦЧР России

№ каталога	Происхожде-ние	Название сорта	Поражение S. tritici, %
			2004	2005	2006	2007
34412	Бразилия	T – 90 A – L - 367	10	20	20	10
34414	Бразилия	T – 90 A – L - 372	20	20	20	10
34416	Бразилия	T – 91 A – L - 16	15	20	10	20
33420	Германия	Delos	10	10	15	20
31170	Индия	RR 21	25	10	20	20
33425	Колумбия	Сл. гибрид	10	5	5	10
33886	Колумбия	Сл. гибрид	20	10	20	15
33555	Мексика	Sauce	20	5	25	20
33814	Мексика	Сл. гибрид	20	15	10	10
34619	Мексика	Tena 7	20	10	25	20
34622	Мексика	Tena 13	15	15	10	15
34625	Мексика	Tena 19	10	5	10	10
34629	Мексика	Tena 23	20	25	10	20
34636	Мексика	Tena 34	15	20	15	5
34881	Мексика	Сл. гибрид	20	25	20	20
31162	Непал	NL 249	20	20	15	10
31470-3	СИММИТ	Сл. гибрид	20	10	25	10
33859	СИММИТ	Сл. гибрид	15	10	10	20
33863	СИММИТ	Сл. гибрид	10	10	20	10
31185	США	Сл. гибрид	15	15	10	15
31224	США	Сл. гибрид	25	25	25	20
31287	США	Сл. гибрид	20	20	20	10
33553	Чили	Millaleu	15	5	20	10
33554	Чили	Nobo	15	10	20	20
И-99	Россия	Гибридная линия	10	10	5	10
	Россия	Эстивум 56	5	15	10	10
	Россия	Эстивум 6509	20	15	20	25

Наибольший процент устойчивых к септориозу образцов яровой пшеницы выделился среди Южно (Латино) Американских гибридных групп (13,8% от изученного материала).

Повторные испытания подтвердили устойчивость к S. tritici у 76 сортов.

Преимущественно это сорта Бразилии (Кк – 34412, 34414, 34416 и др.), США (Кк – 31185, 31224, 31287 и др.), Мексики (Кк – 33555, 33814, 34619, 34622, 34625, 34629, 34636, 34881) и из Международного питомника СИММИТ (Кк – 31470-3, 33859, 33863 и др.). Кроме того, в группу устойчивых вошли сортообразцы пшеницы к – 31170, Индия, к – 31162, Непал, к – 33553, Чили, к – 33554, Чили, и 3 отечественных образца: гибридная линия И – 99 (СНИФС), а также Эстивум 56 и Эстивум 6509 (Самарский НИИСХ).

Показатели степени поражения этих сортообразцов позволяют сделать заключение о возможном применении их в качестве доноров устойчивости при создании сортов для условий Центрально-Черноземного региона.

В число испытанных сортообразцов вошло 58 номеров, проявивших устойчивость к возбудителю S. tritici в питомниках СИММИТ и ряда зарубежных стран. По результатам наших исследований, в условиях ЦЧР могут использоваться из них только 16. Все они сложные гибриды из международного питомника СИММИТ: Кк 33859, 33863, 33868, 33870, 33872, 33873, 33875, 33877, 33879, 33880, 33881, 33883, 33889,33901, 33910, 33919. Следовательно, прежде чем включать в селекционные программы доноры устойчивости, рекомендованные зарубежными учеными, необходимо испытать эти сорта на инфекционном фоне, состоящем из местных региональных популяций фитопатогенов. Такие мероприятия позволят выявить сорта пшеницы, обладающие ценными генотипами, которые могут быть использованы в селекции на иммунитет в конкретном экологическом регионе.

4. Генетический контроль устойчивости пшеницы к S. tritici

Для установления закономерности наследования признака резистентности отобранный иммунологически однородный материал (степень поражения 25%) подвергался скрещиванию с высоковосприимчивым сортом яровой пшеницы Л 503. Реакция гибридов первых и вторых поколений на патоген дала возможность выявить характер наследования признака устойчивости (табл. 6).

Анализ первого поколения гибридов показал, что резистентность к S. tritici у включенных в исследования сортообразцов наследовалась как в доминантной, так и в рецессивной форме.

При инокуляции гибридов первого поколения, где за устойчивую форму к S. tritici взяты образцы пшеницы к-33553, Чили, к-33879, СИММИТ, к-33886, Колумбия, к-31185, США, наблюдали преобладание типа реакции устойчивой формы. Расщепление по признаку устойчивости во втором поколении соответствовало 9R:7S. Это позволяет предположить, что устойчивость к септориозу обусловлена наличием двух доминантных генов, а также указывает на комплементарный характер наследования этого признака.

Гибридологический анализ оценки гибридов пшеницы второго поколения образцов к-33425, Колумбия и к-34622, Мексика указывает на эпистатический характер наследования устойчивости к S. tritici, а кроме того, позволяет сделать предположение о наличии у резистентного сортообразца двух генов устойчивости (одного рецессивного и одного доминантного, либо двух доминантных).

При заражении гибридов первого поколения комбинаций к-34439, Бразилия x Л 503, к-34416, Бразилия x Л 503, к-506310, США x Л 503 наблюдалось поражение патогеном в пределах 5-25%, что соответствует градациям устойчивости. Анализ гибридов второго поколения перечисленных комбинаций скрещиваний выявил расщепление, соответствующее 3R:1S. Можно предположить, что происходит обычное моногибридное расщепление. Однако если взять во внимание, что у остальных изученных сортов пшеницы признак устойчивости к септориозу наследуется согласно взаимодействию генов, становится возможным предположение о наличии кумулятивной полимерии.

Гибриды первого поколения, полученные от скрещивания сортов пшеницы, где в качестве родительского компонента взяты образцы к-31162, Непал, И-99, к-34414, Бразилия, были восприимчивы к болезни. Анализ характера расщепления гибридов второго поколения позволил предположить, что в данном случае устойчивость к септориозу определяет рецессивная аллель одного (в случае моногибридного наследования) или нескольких генов (при кумулятивной полимерии) (3S:1R).

Проведенный гибридологический анализ по установлению закономерности наследования признака устойчивости пшеницы к S. tritici позволяет заключить, что устойчивость к данному патогену является качественным признаком и зависит от генетических свойств донора. Данный признак наследуется преимущественно как доминантный, редко как рецессивный. Он может контролироваться одним или несколькими генами и передается по правилам неаллельного взаимодействия генов: комплементарности, эпистаза, полимерии.

Таблица 6 – Наследование устойчивости к S. tritici гибридами пшеницы

Комбинация скрещивания	Степень поражения растений, %			Всего изучено растений F2	Соотношение R:S		2	Р
			F1		наблюдаемое	ожидаемое
34439, БразилияЛ503	20	80	20	96	80:16	3:1	1,30	0,50 – 0,25
33553, ЧилиЛ503	15	80	30	105	65:40	9:7	1,92	0,25 – 0,10
33425, КолумбияЛ503	10	80	25	102	78:24	13:3	0,33	0,75 – 0,50
34622, МексикаЛ503	15	80	20	77	65:12	13:3	0,60	0,50 – 0,25
33879,СИММИТЛ503	20	80	30	98	58:40	9:7	0,40	0,75 – 0,50
33886, КолумбияЛ503	20	80	20	110	70:40	9:7	1,82	0,25 – 0,10
34416, БразилияЛ503	20	80	15	111	89:22	3:1	1,59	0,25 – 0,10
31162, НепалЛ503	20	80	50-80	90	23:67	1:3	0,07	0,95 – 0,75
31185, СШАЛ503	15	80	30	100	62:38	9:7	1,57	0,25 – 0,10
506310, СШАЛ503	10	80	20	100	68:32	3:1	2,61	0,25 – 0,10
И – 99Л503	10	80	50-80	100	30:70	1:3	1,33	0,25 – 0,10
34414, БразилияЛ503	20	80	60-80	100	27:73	1:3	0,21	0,75 – 0,50

Анализ реципрокных скрещиваний показал, что сорта к-31757, СИММИТ, Эстивум 6509, к-33408, СИММИТ и Эстивум 56 рекомендуется включать в гибридизацию в качестве материнской формы из-за имеющего место цитоплазматического наследования.

5. Испытание и отбор селекционных линий на устойчивость к септориозу (S. tritici)

В плане повышения результативности селекционных работ на иммунитет существенное значение имеет адаптированный к зональным условиям исходный материал.

В Среднерусской научно-исследовательской фитопатологической станции была проведена работа по созданию адаптированного к местным условиям исходного материала яровой твердой и мягкой пшеницы с различными типами и степенью устойчивости к стеблевой ржавчине.

Большинство из используемых доноров обладали комплексной устойчивостью к эпифитотийно опасным патогенам (бурая и стеблевая ржавчина, пыльная и твердая головня, мучнистая роса). Нами была предпринята попытка, провести среди этих гибридов отбор линий, обладающих устойчивостью к септориозу (S. tritici).

В питомниках младших поколений с учетом основных биологических и агрономических свойств отобрано устойчивых к септориозу 450 селекционных линии. В питомниках старших поколений выделились 61 селекционных номера, превысивших по урожайности стандарт (Прохоровка) от 3,2 до 18,0 ц/га.

Из 61 селекционного номера методом колоскового отбора было отобрано 10 гибридных линий, обладающих устойчивостью к стеблевой и бурой ржавчине, септориозу, пыльной и твердой головне, мучнистой росе, неполегающие на высоком агрофоне (4 – 5 балл.), с крупным хорошо озерненным колосом (табл. 7).

Высота растений у отобранных номеров варьировала от 84 (СФР 135-17-16-15-10) до 93 см (СФР 135-17-16-15-8 и СФР 27-8-11-5). Отбирались растения пшеницы, имеющие не более 1-2 недоразвитых колосков, с хорошей озерненной верхушкой. Браковали рыхлые и чрезмерно плотные колосья и колосья с прозеленью. Колос средней плотности (число члеников колоскового стержня на 10 см его длины – 17-22) был характерен для линий СФР 135-17-16-15-10 (21/10см), СФР 135-17-16-15-11 (18/10см), СФР 135-17-16-15-8 (17/10см), СФР 183-29-1-21-6 (20/10см), СФР 184-3-5-22-10 (21/10см) и СФР 195-18-17-6-1 (21/10см). Плотный колос (число члеников колоскового стержня на 10см его длины – 23-28) был отмечен у гибридов СФР 142-32-11-18-1 (24/10см), СФР 142-32-11-18-10 (28/10см), СФР 184-3-5-49-1-20 (25/10см), СФР 27-8-5-11-5 (27/10см). В целях предохранения зерна от осыпания, при отборе учитывали, чтобы цветковые и колосковые чешуи были достаточно жесткими. Число зерен в колосе гибридных линий превышало показатель сорта-стандарта, за исключением линии СФР 27-8-5-11-5, у которой данная величина была на уровне сорта – стандарта Прохоровка (36 зерен с колоса).

Масса 1000 зерен характеризует крупность зерна, также его плотность (чем крупнее зерно и чем оно более выполнено, тем больше его масса). Данный показатель у отобранных линий превышал 30г, что может определять их высокие мукомольные и хлебопекарные качества. Величина зерна влияет на содержание эндосперма и выход муки. Восемь линий из десяти превысили показатель сорта-стандарта (от 35,30г до 41,80г против 35,26г) Две линии имели массу 1000 зерен меньшую, чем у сорта Прохоровка. Это - СФР 183-29-1-21-6 и СФР 184-3-5-22-10 (34,23г и 34,86г соответственно).

По технологическим качествам выделенные линии относятся к сильным и ценным сортам пшеницы. А по содержанию белка и клейковины некоторые номера превышают стандарт (Прохоровка).

По содержанию сырого протеина 8 отобранных линий относятся к сильным сортам пшеницы (показатель превысил норму 14%). Высокое содержание протеина отмечено у линий СФР 184-3-5-49-1-20-27 (15,71%), СФР 135-17-16-15-11 (15,6%), СФР 184-3-5-22-11 (15,37%), СФР 183-23-1-21-6 (15,31%). Несколько ниже, у таких линий как СФР 135-17-16-15-10 (14,63%), СФР 142-32-11-18-10 (14,62%), СФР 135-17-16-15-8 (14,54%) и СФР 142-32-11-18-1 (14,53). Следует отметить, что по данному показателю гибридные линии уступали сорту Прохоровка (16,02%). Линия СФР 195-18-17-6-1 по содержанию сырого протеина относится к группе ценных (13,81%), а линия СФР 27-8-5-11-5 - к группе слабых пшениц (12,66%).

Основным показателем, определяющим ценность белковых веществ в зерне, являются показатели количества клейковины, содержание её более 28% считается высоким. К сильной пшенице можно отнести СФР 184-3-5-49-1-20-27 (40,0%), СФР 135-17-16-15-10 (34,4%), СФР 184-3-5-22-10 (33,7%), СФР 195-18-17-6-1 (33,1%), СФР 142-32-11-18-10 (32,68%), СФР 142-32-11-18-1 (30,2%) и СФР 135-17-16-15-11 (30,0%). Гибридные линии СФР 183-29-1-21-6, СФР 135-17-16-15-8 и СФР 27-8-5-11-5 имели показатель содержания клейковины 29,7%, 29,6%, 28,2%, что свойственно ценным сортам пшеницы. Сорт Прохоровка имел показатель 23,9%.

Лучшая по своим качествам клейковина первой группы. К данной группе относятся гибридные линии СФР 142-32-11-18-19 (72 е.п.), СФР 183-29-1-21-6 (47е.п.), СФР 184-3-5-22-10 (65 е.п.), СФР 27-8-5-11-5 (72 е.п.). Остальные линии и сорт Прохоровка характеризовались слабым качеством клейковины (вторая группа). Это линии СФР 135-17-16-15-10 (87 е.п.), СФР 135-17-16-15-11 (80 е.п.), СФР 135-17-16-15-8 (80 е.п.), СФР 142-32-11-18-1 (75 е.п.), СФР 184-3-5-49-1-20-27 (90 е.п.), СФР 195-18-17-6-1 (85 е.п.).

По урожайности все выделенные линии превосходили сорт-стандарт (от +0,6 до +11,5). Выделялись линии СФР 27-8-5-11-5 – 27,2 ц/га (+11,1), СФР 142-32-11-18-10 – 27,6 ц/га (+11,5), СФР 135-17-16-15-10 – 25,1 ц/га (+9), СФР 195- 18-17-6-1 – 24,8 ц/га (+8,7), которые были переданы в конкурсное сортоиспытание.

Таблица 7 – Биолого – хозяйственная характеристика гибридных линий пшеницы

Линии	Высота растения, см (±)	Длина колосового стержня, см (±)	Плотность колоса, шт/10 см	Число зерен в колосе (±)	Масса зерна в колосе, г. (±)	Масса 1000 зерен, г. (±)	Клейковина		Содержание сырого протеина	Урожайность, ц/га	Fst
							%	ИДК
СФР 135-17-16-15-10	84±3,94	10,2±1,06	21	54±9,42	1,60±0,37	35,75±9,51	34,4	87	14,63	25,1	+9,0
СФР 135-17-16-15-11	85±4,58	9±0,65	18	41±6,07	1,49±0,24	36,05±5,21	30,0	80	15,61	16,7	+0,6
СФР 135-17-16-15-8	93±3,97	10,3±0,91	17	49±6,60	1,5±0,27	38,83±3,21	29,6	80	14,54	19,3	+3,2
СФР 142-32-11-18-1	85±4,81	8,4±0,94	24	44±6,69	1,59±0,24	41,80±3,18	30,4	75	14,53	18,6	+2,5
СФР 142-32-11-18-10	88,2±3,40	7,2±1,16	28	49±8,91	2,09±0,33	35,3±4,22	32,68	72	14,62	27,6	+11,5
СФР 183-29-1-21-6	86±5,80	10,4±0,99	20	55±5,14	1,59±0,23	34,23±4,20	29,7	47	15,31	21,0	+4,9
СФР 184-3-5-22-10	92±3,56	8,7±1,01	21	53±7,94	1,40±0,29	34,86±4,46	33,7	65	15,37	17,7	+1,6
СФР 184-3-5-49-1-20-27	87±7,24	7,3±1,24	25	40±8,23	1,49±0,33	36,89±3,38	40,0	90	15,71	21,7	+5,6
СФР 195-18-17-6-1	86±6,70	9,2±0,88	21	42±5,33	1,79±0,20	37,02±3,61	33,1	85	13,81	24,8	+8,7
СФР 27-8-5-11-5	93±4,53	5,9±0,60	27	36±4,46	1,87±0,20	38,07±6,32	28,2	72	12,66	27,2	+11,1
сорт-стандарт Прохоровка	89±4,12	5,8±0,94	26	36±6,70	1,27±0,31	35,26±3,54	23,9	85	16,02	16,1	0

6. Экономическая эффективность выращивания устойчивых сортов пшеницы к эпифитотийно опасным грибам

При интенсификации растениеводства все больше возрастает значение факторов, снижающих потери урожая от вредителей, болезней и сорняков. В борьбе с вредными организмами все большее применение находит традиционный химический метод защиты растений, в том числе и пшеницы. Этот метод имеет очевидные негативные экологические и экономические последствия.

Таблица 8 – Экономическая эффективность выращивания сорта Прохоровка и линии

СФР 142-32-11-18-10

(данные за 2006 - 2008 с. х. годы; цены 2008 года)

Показатели		Варианты опыта
		затраты на выращивание сорта Прохоровка		затраты на выращивание линии СФР 142-32-11-18-10
Культура		яровая пшеница
Цена реализации 1 т семенного материала, руб		12000	12000
Урожайность с 1 га, ц		25,9	27,6
Сохраненный урожай (прибавка), ц/га		2,4	2,6
Дополнительная выручка от реализации сохранённого урожая с 1 га, руб.		2880	3120
Затраты на уборку и доработку 1 ц продукции, руб.		0,64	0,64
Затраты на 1 га, рублей	стоимость удобрений	1250	1250
	стоимость фунгицидов	319	0
	стоимость гербицидов	142	142
	стоимость инсектицидов	115	115
	стоимость наземной обработки семян	75	75
	стоимость наземной обработки растений	85	85
	на уборку и доработку дополнительного урожая	13,76	13,76
	накладные расходы (32% от суммы на защитную обработку и стоимости препаратов)	235,52	133,44
	Всего	2235,28	1814,2
Чистый доход с 1га, руб.		644,72	1305,8
Рентабельность, %		29	72

Возделывание в промышленных масштабах устойчивых сортов пшеницы дает возможность значительно снизить численность популяций вредных видов в агроценозах, сократить выделение в окружающую среду вредных веществ и, кроме того, свести к минимуму или вообще исключить затраты на дорогостоящие фунгициды и их внесение. Таким образом, при таком подходе защиты растений повышается рентабельность и снижается себестоимость производства растениеводческой продукции.

Экономический подход заложен в самой системе возделывания устойчивых сортов пшеницы и составляет одну из ее основ. В своих расчетах мы использовали внутрихозяйственные расценки на проведение работ, предоставленные Тамбовским НИИСХ.

Для определения экономической эффективности выращивания устойчивого сорта был произведен ее подсчет для районированного сорта Прохоровка с учетом всех затрат на ее выращивание, а также для линии СФР 142-32-11-18-10, которая не обрабатывалась фунгицидами (Захаренко и др., 1985) (табл. 8).

Для получения объективных исходных данных, согласно методике, велся раздельный учет урожая и затрат по выращиванию культур на обработанных и необработанных участках (размер каждой делянки 15 м2), дополнительных затрат на защиту растений. Чтобы уменьшить погрешности влияния климатических факторов на учитываемые показатели, использовались трехлетние данные.

Исследования показали, что в расчете на 1 гектар обработанной площади при замене химического метода на выращивание устойчивых сортов можно ожидать экономию на стоимости фунгицидов в размере 319 рублей.

Из общих затрат наибольшая доля приходится на стоимость удобрений. Цена фунгицидов находится на втором месте.

Уровень рентабельности напрямую зависит от урожайности пшеницы и величины общих затрат. Таким образом, рентабельность, полученная в варианте опыта с выращиванием линии СФР 142-32-11-18-10, устойчивой к эпифитотийно опасным грибам, в 2,5 раза превышает данный показатель в случае выращивания восприимчивого сорта Прохоровка.

Выводы

1. Патогенный комплекс возбудителей септориозных пятнистостей на районированных сортах пшеницы ЦЧР представлен тремя видами грибов: Septoria tritici Rob. et. Desm., Stagonospora nodorum [Berk.] Castellani & E.G. Germano, Stagonospora avenae f. sp. triticea Jons. Доминировал вид S. tritici.
2. Установлено, что центрально-черноземная популяция патогена S. tritici представлена девятью морфотипами. Преобладал смешанный тип колоний II а – темные, центр дрожжеподобный темный, края мицелиальные. Численно преобладали быстрорастущие среднеспорулирующие колонии.
3. Определено, что высокопатогенные субпопуляции S. tritici формировались на сортах Мироновская 808, Престиж, Крестьянка, Прохоровка, Безенчукская 139, Степь 3; слабопатогенные – на сортах Московская 39 и Оренбургская 10; среднепатогенные – на сортах Светлана, Воронежская 6, Воронежская 12 и Безенчукская 380.
4. Выявлено, что, помимо природно-климатических условий региона, значительное влияние на структуру патогенного комплекса и морфолого – физиологические свойства популяции S. tritici оказывают особенности сорта – хозяина (образ жизни, генотип и геномный состав).
5. Проведен скрининг коллекции 4566 сортообразцов промышленных видов пшеницы зарубежной и отечественной селекции по устойчивости к S. tritici. Отобрано 76 источников устойчивости, наиболее полно отвечающие требованиям, предъявляемым к исходному материалу, которые подтвердили свою эффективность на протяжении нескольких лет испытаний.
6. Устойчивость к патогену S. tritici наследуется как качественный признак и зависит от генетических свойств донора. Данный признак передается как в доминантной, так и в рецессивной форме. Он может контролироваться одним или несколькими генами по правилам неаллельного взаимодействия генов: комплементарности, эпистаза, полимерии.
7. Сортообразцы пшеницы с идентичным проявлением фенотипической устойчивости к септориозу различаются между собой как по степени выражения отцовского и материнского типа наследования в реципрокных скрещиваниях, так и по выходу невосприимчивых гомогенных линий в расщепляющихся гибридных популяциях.
8. Для селекции яровой пшеницы отобран качественно новый адаптированный к зональным условиям исходный материал из коллекции линий, созданной методами традиционной селекции в лаборатории иммунитета СНИФС. Отобранные линии обладают комплексной устойчивостью к эпифитотийно опасным болезням (септориоз, бурая и стеблевая ржавчина, твёрдая и пыльная головня, мучнистая роса), не уступают или превосходят по основным биологическим и агрономическим признакам и свойствам районированные в ЦЧР сорта яровой пшеницы. В конкурсное сортоиспытание переданы линии СФР 135-17-16-15-10, СФР 142-32-11-18-10, СФР 195-18-17-6-1 и СФР 27-8-5-11-5.

Рекомендации для производства и селекции

1. Данные о межвидовой и внутривидовой структуре патогенного комплекса возбудителей септориоза рекомендуются использовать в научно-исследовательских учреждениях при выполнении селекционно-генетических разработок.

2. Выявленные 76 источников и доноров устойчивости к S. tritici (Кк 34412, 34414-Бразилия; Кк 33425, 33886- Колумбия; Эстивум 56, Эстивум 6509 - Россия и др.) рекомендуются для включения в селекционные программы при выведении болезнеустойчивых сортов пшеницы к септориозу.

3. Отобранные гибридные линии СФР 135-17-16-15-10,СФР 135-17-16-15-11, СФР 135-17-16-15-8, СФР 142-32-11-18-1, СФР 142-32-11-18-10,СФР 183-29-1-21-6, СФР 184-3-5-22-10, СФР 184-3-5-49-1-20-27, СФР 195-18-17-6-1, СФР 27-8-5-11-5, обладающие устойчивостью к эпифитотийно опасным грибным болезням (септориоз, бурая и стеблевая ржавчины, твердая и пыльная головня, мучнистая роса) и ценными биологическими и хозяйственными качествами, следует использовать в качестве сортов-полуфабрикатов при составлении и реализации селекционных программ.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Судникова В.П., Артемова С.В. Патогенные свойства изолятов Septoria tritici Rob. et. Desm. / В.П. Судникова, С.В. Артемова, Ю.В. Зеленева // Фитосанитарное оздоровление экосистем: Материалы II Всероссийского Съезда по защите растений. – Санкт-Петербург, 2005. – т.1. – С.561 – 562.

2. Судникова В.П. Устойчивость к септориозу районированных сортов пшеницы / В.П. Судникова, Ю.В. Зеленева // Проблемы стратегии регионального развития: Материалы Всероссийской научной конференции (заочной). – Тамбов, 2006. – С.156 – 157.

3. Зеленева Ю.В. Морфологические и культуральные свойства возбудителя Septoria tritici Rob. et. Desm., выделенные с сорта озимой пшеницы Московская39 // Проблемы биологии, экологии и образования: история и современность: Материалы докладов международной научной конференции. – Санкт-Петербург, 2006. – С. 57 – 58.

4. Пучнин А.М. Видовой состав возбудителей септориоза пшеницы Тамбовской области / А.М. Пучнин, Ю.В. Зеленева // Проблемы биологии, экологии и образования: история и современность: Материалы докладов международной научной конференции. – Санкт-Петербург, 2006 – С.170 – 172.

5. Судникова В.П., Артемова С.В. Популяционные исследования возбудителей септориоза пшеницы в ЦЧЗ и Среднем Поволжье / В.П. Судникова, С.В. Артемова, Ю.В. Зеленева // Биологическая защита растений - основа стабилизации агроэкосистем: Материалы докладов международной научно-практической конференции. – Краснодар, 2006. – С. 131 –134.

6. Судникова В.П., Курбатова В.Ш. Создание исходного материала мягкой пшеницы, устойчивого к вредоносным болезням в ЦЧО / В.П. Судникова, В.Ш. Курбатова, Ю.В. Зеленева // Современные проблемы отрасли растениеводства и их практические решения: Материалы научно-практической конференции. – Мичуринск, 2007. – С. 272 – 275.

7. Пучнин А.М. Видовая структура возбудителей септориоза на районированных сортах пшеницы в Центрально-Черноземном Регионе России / А.М. Пучнин, Ю.В. Зеленева // Державинские Чтения. Сборник трудов. – Тамбов, 2007. – С. 8 – 11.

8. Плахотник В.В., Судникова В.П. Методология создания исходного материала для селекции яровой пшеницы на устойчивость к эпифитотийно опасным болезням в Центрально-Черноземном Регионе России / В.В. Плахотник, В.П. Судникова, Ю.В. Зеленева // Генетические ресурсы культурных растений в XXI веке: Материалы II Вавиловской международной конференции. – Санкт-Петербург, 2007. – С.566 – 568.

9. Судникова В.П., Артемова С.В. Патогенный комплекс возбудителей септориоза пшеницы в Центральном Черноземье и Среднем Поволжье России / В.П. Судникова, С.В. Артемова, Ю.В. Зеленева // АГРО XXI. – 2007. – №10-12. – С.30 – 32.

---

^[1] средне восприимчивые: ИП = 15 – 40%, КР = 0,40 – 0,70;

^[2] высоко восприимчивые: ИП 40%, КР 0,70.