Мягкая пшеница (Triticum aestivum L.) занимает лидирующее место среди возделываемых во всём мире культур по посевным площадям. Юг Тюменской области характеризуется сложными почвенно-климатическими условиями, что сказывается на уровне и стабильности урожаев пшеницы. Дальнейшее увеличение производства зерна в стране возможно за счёт роста урожайности и снижения потерь, в том числе и от заболеваний.
Наиболее экономически выгодный и экологически безопасный способ защиты от болезней – возделывание устойчивых сортов. На первом этапе селекции таких сортов необходим поиск доноров устойчивости, т.е. форм, защищенных ранее не использующимися генами устойчивости, способных легко передавать признак при гибридизации. Исходя из этого очевидно, что вопрос о пластичности, адаптации и устойчивости исходного материала не потерял своей актуальности [4].
Базой для генетического улучшения пшеницы служит коллекция ВНИИ растениеводства им Н.И. Вавилова. Также одним из перспективных методов получения устойчивых к болезням форм растений рассматривается индукция сомаклональной изменчивости [2].
Цель работы: оценить коллекционные образцы, сомаклоны и изогенные линии различных видов яровой пшеницы по устойчивости к возбудителям ржавчины и пятнистостям в условиях юга Тюменской области.
Задачи исследования:
- идентифицировать возбудителей грибных болезней яровой пшеницы;
- выделить образцы пшеницы – источники устойчивости к болезням.
Объектом исследования служили 65 образцов яровой пшеницы из коллекции ВНИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова, из которых 47 устойчивы к темно-бурой листовой пятнистости и 18 – к ржавчине; 20 сомаклонов, из которых 15 устойчивы к темно-бурой листовой пятнистости и 5 – к ржавчине; и 23 изогенные линии сорта Thatcher, устойчивых к листовой ржавчине, полученных Л.Г. Тырышкиным.
Весь изученный материал был представлен 10 видами, среди которых преобладает Triticum aestivum L. (73 %) и 23 ботаническими разновидностями, среди которых наиболее многочисленной была разновидность Triticum aestivum L. – graecum (Koern.) Mansf. (24,1 % от всего набора).
Оценка сортов яровой пшеницы по показателям продуктивности и устойчивости к грибным заболеваниям проводилась на экспериментальном участке биостанции «Озеро Кучак» и в научно-исследовательской лаборатории кафедры ботаники и биотехнологии растений Тюменского государственного университета.
Оценка поражения растений грибными заболеваниями проводилась в период максимального развития болезней – в фазе колошения-молочной спелости. Определялась устойчивость яровой пшеницы к бурой листовой ржавчине (возбудитель – Puccinia triticina Erikss.), мучнистой росе (Erysiphe graminis D.C.), пятнистостям (pp. Helminthosporium, Septoria, Alternaria).
При характеристике образцов по устойчивости к болезням использовали шкалу: 1 – очень низкая, 3 – низкая, 5 – средняя, 7 – высокая, 9 – очень высокая [3].
Метеорологические условия оказывают значительное влияние на развитие болезней растений в сельскохозяйственной зоне Тюменской области. Погодные условия 2010 г. можно характеризовать как сложные и экстремальные в отдельные периоды для роста и развития растений. Превышение среднесуточной температуры в мае и июне составило 2,4 °С и 1,1°С, соответственно, в августе – 2,9 °С. Дневная температура воздуха в отдельные дни июля не превышала 12 °С, а ночная опускалась до 6 °С. Основное количество осадков выпало в третьей декаде мая, июне, во второй декаде июля.
В условиях 2010 года в коллекции яровой пшеницы наблюдалось поражение растений двумя основными заболеваниями: мучнистой росой злаков (возбудитель – Blumeria graminis (DC.) Speer f. sp. tritici Marchal. Синонимы: Erysiphe graminis DC., Oidium monilioides (Nees) Link.) и пятнистостями (возбудитель – Cochliobolus sativus (Ito et Kurib.) Drechsler ex Dastur. анаморфа Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoemaker. Синоним – Helminthosporium sativum Pammel, C.M. King et Bakke.) [1].
Неравномерное выпадение осадков способствовало развитию и распространению мучнисторосянных грибов. Только у 19 образцов отсутствовали признаки поражения вышеназванным патогеном, из которых 18 коллекционных и один сомаклон. Возбудитель мучнистой росы был идентифицирован как Erysiphe graminis.
Образцы пшеницы имели значительные различия по степени поражения растений мучнистой росой. Так у 24 образцов (22,2 %) отмечалось отсутствие и очень слабое поражение, а у 15 образцов (13,9 %) – слабое поражение возбудителем, что указывает на очень высокую и высокую устойчивость к мучнистой росе растений этих групп. К группе со средней устойчивостью (средняя степень поражения) было отнесено 45 образца (41,7 %). Низкая устойчивость была зарегистрирована у 24 образцов (22,2 %) с сильной степенью поражения растений. Отсутствовали образцы с очень сильной степенью поражения и, следовательно, с очень низкой устойчивостью (рисунок).
2010 г. был неблагоприятным для развития пятнистостей и полевая оценка подтвердила высокую устойчивость изучаемых образцов к этому патогену.
Признаки поражения пятнистостью были обнаружены только у 11 образцов, среди которых 7 коллекционных, 3 сомаклона и одна изогенная линия. Возбудитель темно-бурой листовой пятнистости был идентифицирован как Helminthosporium sorokinianum и выделен в чистую культуру на картофельно-сахарозном агаре.
Образцы пшеницы имели значительные различия по степени поражения растений темно-бурой листовой пятнистостью. Так у 101 образца (93,5 %) отмечалось отсутствие или очень слабое поражение, а у 7 образцов (6,5 %) – слабое поражение возбудителем, что указывает на очень высокую и высокую устойчивость к пятнистостям растений этих групп. В условиях вегетационного периода 2010 г. отсутствовали образцы со средней, низкой и очень низкой степенью поражения (рисунок).
Распределение образцов пшеницы по устойчивости к болезням, 2010 г. Группы устойчивости: 1 – очень низкая, 2 – низкая, 3 – средняя, 4 – высокая, 5 – очень высокая
В результате были выявлены 23 образца, устойчивые к мучнистой росе и пятнистости, среди которых 19 коллекционных, 2 сомаклона (BS14; к-95692,15) и 2 изогенные линии (Lr 49; Lr 28). Наиболее устойчивыми к болезням разновидности Triticum aestivum L. оказались graecum, caesium, lutescens, также разновидности T. turgidum, T. sphaeroccoccum, T. timopheevi, T. monococcum и T. compactum.
Выводы:
- В коллекции яровой пшеницы (108 образцов) на естественном инфекционном фоне в засушливых условиях вегетационного периода 2010 г. отмечалось поражение растений мучнистой росой (82 %) и незначительное – листовой пятнистостью (10 %) при полном отсутствии ржавчины.
- Несмотря на то, что 2010 г. по гидротермическому режиму был неблагоприятным для развития возбудителя гельминтоспориоза полевая оценка подтвердила высокую устойчивость к патогену изучаемых источников (47) и доноров (20 сомаклонов) устойчивости к листовой пятнистости.
- Признаки поражения мучнистой росой отсутствовали у одного сомаклона и 18 коллекционных образцов (17,6 %), относящихся к видам T. aestivum, T. monococcum, T. timopheevi, T. sphaeroccoccum, которые можно рассматривать как источники устойчивости к Erysiphe graminis DC.