Вірулентність Septoria tritici Rob. et Desm.та оцінка стійкості вихідного і селекційного матеріалу озимої пшениці до септоріозу в Центральному Лісостепу України

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

УДК 632.7:633+581.1

ВІРУЛЕНТНІСТЬ SEPTORIA TRITICI ROB. ET DESM. ТА ОЦІНКА СТІЙКОСТІ ВИХІДНОГО І СЕЛЕКЦІЙНОГО МАТЕРІАЛУ ОЗИМОЇ ПШЕНИЦІ ДО СЕПТОРІОЗУ В ЦЕНТРАЛЬНОМУ ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

06.01.11 - фітопатологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

САБАДИН ВАЛЕНТИНА ЯКІВНА

Київ 2005

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті захисту рослин УААН в 1999-2003 рр. та в Миронівському інституті пшениці ім. В.М.Ремесла УААН в 2003-2005 рр.

Науковий керівник - доктор біологічних наук, професор, заслужений діяч науки і техніки України, академік УААН, ЛІСОВИЙ Михайло Павлович, Інститут захисту рослин УААН, завідувач лабораторії імунітету сільськогосподарських рослин до хвороб

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор ШЕВЧУК Валентина Костянтинівна, Кам'янець-Подільський державний педагогічний університет, професор кафедри біології, географії та екології

кандидат сільськогосподарських наук КЛЮЧЕВИЧ Михайло Михайлович, Державний агроекологічний університет, старший викладач кафедри рослинництва

Провідна установа - Білоцерківський державний аграрний університет, кафедра захисту рослин, Міністерство аграрної політики України, м. Біла Церква

Захист відбудеться ” 24 “ листопада 2005 р. о 10⁰⁰ год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.02 у Національному аграрному університеті за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв оборони,15, навчальний корпус №3, аудиторія 65

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв оборони, 13, навчальний корпус №4, к.41

Автореферат розісланий ” “ жовтня 2005 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Мороз М.С.

Сабадин В.Я. Вірулентність Septoria tritici Rob. et Desm.та оцінка стійкості вихідного і селекційного матеріалу озимої пшениці до септоріозу в Центральному Лісостепу України. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.11 - фітопатологія. Національний аграрний університет, Київ, 2005.

За результатами проведених досліджень встановлено в Центральному та Правобережному Лісостепу України два збудники септоріозу: Septoria tritici Rob. et Desm.та Stagonospora nodorum Berk., переважає збудник Septoria tritici. пшениця селекція іржа септоріоз

Вперше в Україні в Центральному Лісостепу визначено вірулентність та расовий склад популяції Septoria tritici. Встановлено 7 рас Septoria tritici, найбільш поширеною є 58 раса. Високо вірулентних рас не виявлено, у популяції патогену присутні середньовірулентні раси: 58,69,72,75; та низьковірулентні - 38,56,67. Середня вірулентність популяції низька.

Встановлено, що сорти Миронівська 67, Миронівська 68, Крижинка, Копилівчанка і Київська 8 характеризуються екологічною стійкістю щодо збудників септоріозу в умовах Центрального та Правобережного Лісостепу. Виявлено ряд колекційних сортозразків стійких щодо збудників септоріозу, бурої іржі та борошнистої роси, вони є ефективними джерелами стійкості в селекції на імунітет.

Створено новий вихідний матеріал озимої пшениці стійкий щодо збудників септоріозу. В усіх ланках селекційного процесу Миронівського інституту пшениці ім. В.М. Ремесла УААН, на штучному інфекційному фоні збудників септоріозу, виділено стійкі гібриди та лінії озимої пшениці.

Ключові слова: озима пшениця, збудники септоріозу, поширення, популяція Septoria tritici, вірулентність, раси, стійкість, джерела стійкості.

Сабадин В.Я. Вирулентность Septoria tritici Rob. et Desm. и оценка устойчивости исходного и селекционного материалла озимой пшеницы к септориозу в Центральной Лесостепи Украины. Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.11 - фитопатология. Национальный аграрный университет, Киев, 2005.

Изучение видового состава болезни в Условиях Западной и Центральной Лесостепи Украины показало, что присутствуют два возбудителя септориоза: Septoria tritici Rob. et Desm., состав которого в структуре популяции, в среднем за 3 года, составляет 76,7-96,7% и Stagonospora nodorum Berk., который в Центральной Лесостепи распространён от 3,3 до 9,4%, в Западной Лесостепи от 16,5 до 23,3%, что зависит от погодных условий и устойчивости сорта.

Проведённый анализ показал, что формируется популяция Septoria tritici с различной степенью патогенности. Впервые, в условиях Центральной Лесостепи Украины, на основании патогенности изолятов к сортам-дифференциаторам с учётом морфологического типа колоний изолятов на питательной среде определено 7 рас Septoria tritici: 38,56,58,67,69,72,75, более распространённая 58 раса. Высоковирулентных рас не обнаружено. В популяции Septoria tritici присутствуют средне вирулентные расы: 58,69,72,75 и низко вирулентные: 38,56,67. Основная часть клонов за вирулентностью промежуточная, присутствуют также вирулентные и авирулентные клоны. Средняя вирулентность популяции низкая.

В Центральной и Западной Лесостепи в экологических сортоиспытаниях выделены относительно устойчивые сорта к септориозу: Мироновская 67, Мироновская 68, Крижинка, Копиловчанка, Киевская 8. Эти сорта являются ценным исходным материалом в селекции на иммунитет и рекомендовано для выращивания в хозяйствах. Выделено колекционные сортообразцы озимой пшеницы с относительной устойчивостью к септориозу, бурой ржавчине и мучнистой росе: Крижинка, Експромт, Перлына лесостепи, СН 75533, СН 75539 (Украина), GENE (США). На экспрессию устойчивости к возбудителям септориоза существенное влияние имеют погодные условия.

У гибридов первого поколения на наследование устойчивости влияет цитоплазма материнского растения. Поэтому, в скрещиваниях в качестве материнской формы следует брать устойчивый сорт. В селекции на иммунитет для получения трансгрессивных форм возможно скрещивание родительских пар с различным уровнем устойчивости: устойчивые с умеренно устойчивыми, устойчивые с умеренно восприимчивыми, умеренно устойчивые с умеренно устойчивыми.

Создан новый исходный материал озимой пшеницы устойчивый к возбудителям септориоза. На искусственном инфекционном фоне возбудителей септориоза, в Мироновском институте пшеницы им. В.Н. Ремесло, проанализирован весь селекционный материал, выделены устойчивые гибриды и линии озимой пшеницы.

Ключевые слова: озимая пшеница, возбудители септориоза, распространение, популяция Septoria tritici, вирулентность, расы, устойчивость, источники устойчивости.

Sabadyn V.Ya. Virulence of Septoria tritici Rob. et Desm. and valuation of winter wheat initial and breeding material resistance against Septoria disease in the Central Forest-steppe of Ukraine. - Manuscript.

The thesis for Master's degree on Agrarian Sciences in speciality 06.01.11 - phytopathology. - National Agrarian University, Kyiv, 2005.

Resulted from investigations carried out, Septoria tritici Rob. et Desm. and Stagonospora nodorum Berk. were ascertained to be the main causal agents of Septoria disease in the Central and Right-bank Forest-steppe of Ukraine with Septoria tritici being predominant. For the first time in Ukraine virulence and race composition of Septoria tritici population have been determined in the Central Firest-steppe. Seven Septoria tritici races have been revealed, the race 58 has proved to be the most widespread. High-virulent races have not been found; moderate-virulent races 58, 69, 72, 75 as well as low-virulent ones 38, 56, 67 were present in population of the pathogene. Average virulence of the population was low. Cultivars Myronivs'ka 67, Myronivs'ka 68, Kryzhynka, Kopylivchanka, Kyivs'ka 8 are ascertained to be characterized by ecological resistance against causal agents of Septoria disease under conditions of the Central and Right-bank Forest-steppe. A number of collection entries are revealed to be resistant against causal agents of Septoria disease, leaf rust, powdery mildew. They are effective sources of resistance in breeding for immunity and should be used as parents in crossings. Winter wheat new initial material being resistant against causal agents of Septoria disease has been developed. On artificial infectious background of causal agents of Septoria disease in all the links of breeding process of the V.M. Remeslo Myronivka Institute of Wheat of UAAS winter wheat resistant hybrids and strains were singled out.

Key words: winter wheat, causal agents of Septoria disease, spreading, Septoria tritici population, virulence, races, resistance, sources of resistance.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Найбільш реальним, перспективним, екологічно безпечним та економічно вигідним напрямом удосконалення інтегрованої системи захисту озимої пшениці є вирощування стійких щодо хвороб сортів. Досвід селекційної роботи свідчить про здатність паразитних організмів долати стійкість вирощуваних сортів озимої пшениці. Тому необхідно відстежувати склад популяції грибів роду Septoria та вірулентні властивості найбільш поширених збудників септоріозу. Підбір ефективних джерел стійкості та об'єктивна оцінка вихідного та селекційного матеріалу є важливим початковим етапом в селекції озимої пшениці на імунітет.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана згідно з планами науково-дослідних робіт лабораторії імунітету сільськогосподарських рослин до хвороб Інституту захисту рослин УААН в межах наукової програми 01.01.”Розробити методи використання факторів стійкості та їх взаємодію з шкідливими організмами для обгрунтування програм створення стійких сортів і гібридів”, № Державної реєстрації 01970U12339; та лабораторії селекції інтенсивних сортів озимої пшениці Миронівського інституту пшениці ім. В.М. Ремесла УААН в межах науково-технічної програми “Захист рослин”: „Розробити наукові основи регулювання розвитку і управління чисельністю шкідливих організмів у сучасних агроекосистемах”, № Державної реєстрації 0101U007688; науково-технічної програми “Зернові і олійні культури” підпрограми І: “Створити нові високопродуктивні сорти зернових і олійних культур, стійкі до несприятливих умов вирощування, з високою якістю продукції”, № Державної реєстрації 0101U007692.

Мета і завдання досліджень. Вивчити особливості розвитку популяції збудників септоріозу в Центральному Лісостепу України: ідентифікувати видовий склад, раси Septoria tritici Rob.et Desm. та їх вірулентність. Оцінити набір перспективних сортів та селекційного матеріалу озимої пшениці на стійкість щодо збудників септоріозу. Виділити перспективні джерела стійкості та створити нові.

Для досягнення поставленої мети виконували такі завдання:

ідентифікувати видовий склад грибів роду Septoria;

виділити з популяції найбільш розповсюджені і небезпечні своєю вірулентністю штами і раси патогена;

визначити ступінь ураження перспективних сортів озимої пшениці збудниками септоріозу на держсортодільницях в Центральному та Правобережному Лісостепу України;

виявити відносно стійкі та стійкі сорти озимої пшениці в колекційному розсаднику МІП;

провести оцінку стійкості гібридів та ліній озимої пшениці в усіх ланках селекційного процесу МІП;

створити новий вихідний матеріал озимої пшениці стійкий щодо збудників септоріозу, та визначити характер успадкування стійкості.

Об'єкт дослідження: вірулентність популяції Septoria tritici Rob.et Desm, стійкість вихідного і селекційного матеріалу озимої пшениці.

Предмет дослідження: збудники септоріозу озимої пшениці, сорти, гібриди, лінії озимої пшениці з різним рівнем стійкості та сприйнятливості щодо збудників септоріозу.

Методи дослідження:

- маршрутного обстеження - для встановлення поширення збудників септоріозу та оцінки стійкості перспективних та районованих сортів озимої пшениці в екологічних сортовипробуваннях;

- польового досліду - для вивчення динаміки розвитку збудників септоріозу та стійкості селекційного матеріалу озимої пшениці на штучному інфекційному фоні;

- лабораторний - для визначення расового складу, вірулентності популяції Septoria tritici Rob.et Desm.та ідентифікація збудників септоріозу;

- статистичний - для розрахунків найменшої істотної різниці між варіантами дослідів, та помилки середнього.

Наукова новизна одержаних результатів. Встановлено, що в Центральному та Правобережному Лісостепу України основним збудником септоріозу є Septoria tritici, у Правобережному Лісостепу набуває більшого поширення збудник Stagonospora nodorum.

Вперше в Україні визначено вірулентність та расовий склад популяції Septoria tritici Rob.et Desm. в Центральному Лісостепу України.

Встановлено ступінь стійкості та сприйнятливості сортозразків озимої пшениці вітчизняної та зарубіжної селекції щодо збудників септоріозу, бурої іржі та борошнистої роси. Виділено стійкі та помірно стійкі щодо збудників септоріозу районовані і перспективні сорти озимої пшениці в екологічних сортовипробуваннях на держсортодільницях в Центральному та Правобережному Лісостепу України.

Створено новий, стійкий щодо збудників септоріозу, матеріал озимої пшениці: RapierMoulin, GENEMADSAN, StepheNSGENE, Moulin Крижинка, GENEЕкспромт, MADSANМирич, який надіслано для подальшого вивчення в науково-дослідні установи. Визначено характер мінливості та успадкування ознаки стійкості гібридами в F₁F₂. У вихідних ланках селекційного процесу МІП виділено стійкі щодо хвороб, з високими показниками якості та урожайністю (на рівні та вище стандарту) перспективні лінії озимої пшениці.

Практичне значення одержаних результатів. Виділено з колекційного матеріалу сортозразки озимої пшениці стійкі щодо збудників септоріозу, бурої іржі та борошнистої роси. Новостворені гібриди озимої пшениці стійкі щодо збудників септоріозу використовуються в селекційних програмах Миронівського інституту пшениці ім. В.М. Ремесла УААН, в Інституті рослинництва ім. В.Я. Юр'єва УААН та на Устимівській дослідній станції рослинництва. Визначено вірулентність та расовий склад популяції Septoria tritici Rob. et. Desm. в Центральному Лісостепу України.

Перспективні джерела стійкості щодо збудників септоріозу, які виділено в екологічних сортовипробуваннях Центрального та Правобережного Лісостепу України є цінним вихідним матеріалом, який може бути використаний в селекції озимої пшениці на стійкість щодо збудників даної хвороби. Їх рекомендовано для вирощування в господарствах, як основний захід обмеження розповсюдження та шкодочинності хвороби.

На основі щорічної оцінки стійкості селекційного матеріалу озимої пшениці щодо септоріозу із застосуванням штучного інфекційного фону в умовах МІП виділено стійкі, з високими показниками якості та урожайністю (на рівні та вище стандарту) перспективні лінії озимої пшениці, які є кандидатами у нові сорти та джерелами стійкості і якості. Передано на Державне сортовипробування сорт Вдячна.

Особистий внесок здобувача. Самостійно проаналізовано стан досліджуваної проблеми, складено програми і методики, проведено польові досліди, виконано лабораторні та статистичні аналізи результатів досліджень. Сформульовано наукові положення дисертації, висновки і рекомендації для практичного використання. Підготовлено та опубліковано наукові праці за темою дисертації. Особистий внесок здобувача в опублікованих у співавторстві наукових працях за темою дисертації складає не менше 50%.

Апробація роботи. Результати досліджень, основні положення і висновки дисертації представлені та обговорені на засіданнях Вченої ради Інституту захисту рослин УААН (19992005рр.); Вченої ради Миронівського інституту пшениці ім. В.М. Ремесла УААН (20032005 рр.); на науково-практичному семінарі молодих вчених та спеціалістів „Вчимося господарювати” в Інституті землеробства УААН (м.Чабани, 1999 р.); на науковій конференції „Селекція, насінництво і технологія вирощування цукрових буряків та інших культур бурякової сівозміни” в Інституті цукрових буряків УААН (м. Київ, 2000 р.); на Всеукраїнській конференції молодих вчених „Агроекологія як основа стабільності сільського господарства” в Харківському державному аграрному університеті ім. В.В. Докучаєва (м.Харків, 2000 р.); на міжнародній конференції молодих вчених „Современные проблемы генетики биотехнологии и селекции растений” в Інституті рослинництва ім. В.Я. Юр'єва УААН (м. Харків, 2001 р.); на Всеукраїнській науково практичній конференції „Особливості ведення зернового господарства України залежно від кон'юнктури ринку” в Інституті землеробства УААН (м. Чабани, 2004 р.); на міжнародній науково-практичній конференції „Проблемы аграрного производства южного региона России (ландшафтная система земледелия, плодородие почв, селекция и семеноводство)” в Донському зональному науково-дослідному інституті сільського господарства (Ростов - на Дону, 2004 р.).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 11 наукових праць: статей - 6 (з них 3 - у фахових виданнях), матеріали конференцій - 4, методичні рекомендації -1.

Структура та обсяг дисертаційної роботи. Дисертація викладена на 176 сторінках машинописного тексту. Вона складається із вступу, 5 розділів, висновків, пропозицій виробництву та селекційній практиці і додатків. Робота включає 30 таблиць, 18 рисунків. Список використаної літератури налічує 183 найменування, в тому числі 45 іноземними мовами.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Огляд літератури

На основі аналізу літературних джерел розглянуто питання пов'язані з розповсюдженням, видовим складом та шкодочинністю збудників септоріозу озимої пшениці (Septoria tritici Rob. et Desm. i Stagonospora nodorum Berk.) їх біології, структури популяції за ознакою вірулентності та фізіологічної спеціалізації. Подається інформація про методи створення і впровадження стійких щодо збудників септоріозу сортів озимої пшениці. Показано світовий досвід вивчення та виділення джерел і донорів стійкості озимої пшениці щодо збудників хвороби. Зроблено висновок про необхідність вивчення вірулентності популяції, видового складу збудників септоріозу, виділення джерел стійкості озимої пшениці та вивчення їх властивостей в умовах Центрального Лісостепу України.

Умови та методики проведення досліджень

Дослідження за темою дисертаційної роботи проводили протягом 19992004рр.: лабораторні дослідження в Інституті захисту рослин УААН та в Миронівському інституті пшениці ім. В.М. Ремесла УААН; польові - в МІП ім. В.М. Ремесла УААН, який розташований в південно-східній частині Київської обл. на вододілі річок Рось і Расава, в зоні Центрального Лісостепу. Грунт - чорнозем типовий, в орному шарі якого міститься 3,564,18 % гумусу, гідролітична кислотність - 1,371,71. Клімат помірно-континентальний. Середньорічна температура повітря складає 7,6 єС із значними відхиленнями по роках.

Аналіз погодних умов у роки проведення досліджень показав, що вони були сприятливими для росту і розвитку рослин озимої пшениці. Розвиток збудників септоріозу, завдяки низькій відносній вологості повітря, був не високий у 1999 та 2004 роках. Проте, сприятливі погодні умови склалися для розвитку хвороби у 2000, 2001та 2002 роках.

Поширення і видовий склад збудників септоріозу на посівах озимої пшениці, а також ураження районованих і перспективних сортів озимої пшениці хворобою визначали під час маршрутних обстежень на сортовипробувальних дільницях в умовах природного зараження у Правобережному Лісостепу України: Львівська (Перемишлянська ДСД), Тернопільська (Тернопільська ДСД) та Івано-Франківська області (Калушська СВД); в Центральному Лісостепу України: Вінницька (Уладово-Люлинецька ДСД), Черкаська (Маньківська ДСВД) та Київська області (МІП ім. В.М. Ремесла) - у фазу молочно-воскової стиглості по прапорцевому листку за модифікованою 9-ти бальною шкалою інтенсивності ураження листків пшениці S. nodorum i S. tritici Saari Prescottа [1975]. Вид збудників визначали в лабораторних умовах за допомогою мікроскопу МБІ-6 згідно методики Г.В.Пижикової [1989] та визначника Н.М. Підоплічка [1978].

Визначення фізіологічної спеціалізації популяції Septoria tritici Rob. et Desm. проводили згідно методики А.А. Саніної [1991]. На основі патогенності ізолятів до сортів-диференціаторів, з врахуванням морфологічного типу колоній ізолятів на поживному середовищі встановлювали раси S. tritici. Для характеристики популяції S. tritici використовували показники: кількості вірулентних клонів до певних сортів-диференціаторів і середню вірулентність популяції (СВП), яку обчислювали за формулою Мартенсона [1998].

Гібридизацію проводили за методикою А.П. Горіна [1968] і М.П. Лісового [2002]. Статистичну обробку результатів досліджень за Б.А.Доспеховим [1985]. Середню арифметичну та її похибку згідно рекомендацій В.Г.Вольфа [1964]. Ступінь домінування кількісних ознак за формулою Бейла, Аткінса [1965]. Трансгресію за Г.С. Воскресенською та В.І.Шпотою [1967]. Оцінку стійкості перспективних сортів, гібридів та ліній озимої пшениці щодо збудників септоріозу проводили в МІП ім. В.М. Ремесла в усіх ланках селекційного процесу на штучному інфекційному фоні збудника септоріозу, який напрацьовували згідно методики Г.В. Пижикової [1989].

Спостерігали за динамікою розвитку збудників септоріозу на сортах озимої пшениці в екологічному та на лініях озимої пшениці в конкурсному сортовипробуваннях МІП ім. В.М. Ремесла. Обстеження посівів проводили у фази трубкування - початок колосіння, цвітіння і молочно-воскової стиглості. Загальну ступінь розвитку хвороби на сорті обчислювали як середньоарифметичну за Ю.І. Помазковим [1990].

Стійкість перспективних сортів озимої пшениці на сортодільницях України. Кожні 510 років у виробництві відбувається сортозаміна. Для цього щорічно проходять сортовипробування десятки сортів, кращі з яких вносяться до реєстру та вирощуються в окремих грунтово-кліматичних зонах України. Нами в 1999, 2000 та 2004 рр. оцінено районовані і перспективні сорти озимої пшениці на ураження збудниками септоріозу. Абсолютно стійких сортів не виявлено. Встановлено, що в Правобережному Лісостепу України відносною стійкістю щодо хвороби характеризувалися сорти: Миронівська 67, Миронівська 68, Крижинка, Циганка, Віра, Київська 8 і Носівчанка 1, а в Центральному Лісостепу - Миронівська 67, Миронівська 68, Крижинка, Херсонська 97, Копилівчанка, Перлина лісостепу і Поліська 90. Ці сорти є цінним вихідним матеріалом і можуть бути використані в селекції озимої пшениці на стійкість щодо збудника даної хвороби. Їх рекомендовано для вирощування в господарствах, як основний захід обмеження розповсюдження та шкодочинності хвороби.

Видовий склад збудників септоріозу. Внаслідок обстеження посівів озимої пшениці в Правобережному (Львівській, Івано-Франківській і Тернопільській областях) та Центральному (Вінницькій, Київській і Черкаській областях) Лісостепу, протягом 1999, 2000 і 2004 рр., встановлено два збудники септоріозу: Septoria tritici Rob. et Desm. та Stagonospora nodorum Berk. Переважає в усіх обстежених областях Septoria tritici, в середньому за 3 роки його частка у популяції Правобережного та Центрального Лісостепу складає 76,796,7%. Поширення Stagonospora nodorum у Правобережному Лісостепу, в середньому за 3 роки, становить 16,523,3%; у Центральному - 3,39,4%, що залежить від погодних умов та стійкості сорту.

Таким чином, в селекції на імунітет необхідно більшу увагу звертати на збудник Stagonospora nodorum, адже він може бути не менш шкодочинним, ніж Septoria tritici, так як крім листя уражує і колос рослин озимої пшениці.

Вірулентність Septoria tritici Rob. et Desm. Знання фізіологічної спеціалізації патогена є однією із передумов успішної реалізації програм за стійкістю щодо хвороб у селекції рослин. Популяція Septoria tritici Rob. et Desm. диференціюється за властивістю уражувати різні сорти пшениці. Проведені дослідження показали, що формується популяція Septoria tritici з різним ступенем патогенності. Вперше в Центральному Лісостепу на основі патогенності ізолятів до сортів-диференціаторів, із врахуванням морфологічного типу колоній ізолятів на поживному середовищі, згідно ключа реакції набору сортів-диференціаторів встановлено 7 рас Septoria tritici: 38,56,58,67,69,72 і 75. В середньому за 2 роки (2000, 2004) найбільш поширеною є раса 58. Встановлено наявність рас 75 і 72 в популяції Черкаської та Київської обл., раси 69, 56 - у популяції Вінницької і Київської обл., 67 расу виділено із популяції Septoria tritici тільки Вінницької обл..

Високовірулентних рас не виявлено. В популяції Septoria tritici присутні середньовірулентні раси: 58,69,72 і 75; та низьковірулентні - 38,56 і 67. Основна частка клонів за вірулентністю є проміжною, відмічено присутність вірулентних та авірулентних клонів. Зафіксовано поступове наростання рівня вірулентності. Середня вірулентність популяції (СВП) патогена з Черкаської обл. у 2000 р. становила 0,18 %, а в 2004 р. збільшилась до 0,24 %. На зростання вірулентності мали вплив погодні умови та проміжок часу, протягом якого відбулися зміни у популяції патогена.

Вивчення колекційних сортозразків озимої пшениці на стійкість щодо збудників септоріозу, бурої іржі та борошнистої роси. В результаті проведених досліджень, на штучному інфекційному фоні, в колекційному розсаднику Миронівського інституту пшениці ім. В.М. Ремесла протягом 19992002 рр. встановлено, що основна маса сортів озимої пшениці не має стійкості щодо збудників хвороб. До комплексу збудників хвороб (септоріоз, бура іржа та борошниста роса) зі стійкістю 6,7 балів виявлено сорти: Крижинка, Експромт, Перлина лісостепу, СН 75533, СН 75539 (Україна), GENE (США) та ін. На експресію стійкості щодо збудників септоріозу суттєвий вплив мають погодні умови. Так, сортозразки: Sandy (США), Moulin (Англія) відібрані в 1999 р. як стійкі щодо збудників септоріозу в роки з епіфітотійним розвитком хвороби (2000-2002 рр.) знизили стійкість.

Створення стійкого матеріалу озимої пшениці. Для створення стійкого щодо збудників септоріозу матеріалу, проведено ряд комбінацій схрещування за типом реципрокних за схемою:

1) Стійкий стійкий: GENE MADSAN, MADSAN GENE і т. д., 2) Стійкий помірно стійкий: GENE Експромт, Експромт GENE і т. д., 3) Стійкий сприйнятливий: GENE Миронівська 29, Миронівська 29 GENE і т. д., 4) Помірно стійкий помірно стійкий: Крижинка Century, Century Крижинка і т. д.

У гібридів першого покоління, одержаних від реципрокних схрещувань, спостерігалися помітні відхилення в типах реакцій, що вказує на вплив цитоплазми материнської рослини. Відмічено як повне так і часткове успадкування ознаки стійкості чи сприйнятливості в залежності від того, який сорт взято за материнську форму. Отже, в селекції на імунітет в якості материнської форми слід застосовувати стійкий сорт.

У гібридів другого покоління в результаті розщеплення спостерігалася поява трансгресивних форм. Найбільшу кількість їх відмічено в комбінаціях схрещування стійкий із помірно стійким, найменше - стійкий із сприйнятливим. У комбінаціях схрещування стійкий зі стійким і помірно стійкий з помірно стійким також виділялися трансгресивні форми, але в меншій мірі. Встановлено, що в селекції на імунітет для посилення стійкості щодо септоріозу та отримання трансгресії, можливе схрещування батьківських форм з різним рівнем стійкості: стійкі з помірностійкими, стійкі з помірносприйнятливими та помірностійкі з помірностійкими.

Оцінка та добір зразків в селекційних ланках МІП. В селекційний процес включається підбір джерел і донорів стійкості, добір кращих селекційних ліній та вивчення вихідного і селекційного матеріалу на штучному інфекційному фоні. В результаті досліджень всіх ланок селекційного процесу, на штучному інфекційному фоні, щодо збудників септоріозу в МІП ім.В.М.Ремесла встановлено, що кількість стійких та помірностійких зразків (6,7 балів), в середньму за 3 роки (1999-2001), була не високою. В колекційному розсаднику - 13,4%, в екологічному сортовипробуванні - 30,4%, та у гібридних розсадниках F₁ F₃ - 8,3%27,8%. У попередньому та конкурсному сортовипробуванні - 30,1%45,3%. Отже, штучний інфекційний фон, що відображає популяцію збудників септоріозу в зоні майбутнього вирощування сорту, дозволяє створювати сорти озимої пшениці з високим рівнем стійкості та забезпечує збереження ознаки стійкості на тривалий час.

Оцінка стійкості екологічного сортовипробування. З метою встановлення моделі стійкості сорту на ранніх етапах органогенезу та на більш пізніх в екологічному сортовипробуванні у 2000 р. на 72 сортах озимої пшениці та у 2004 р. на 107, проведені обліки у фази: цвітіння, молочної і молочно-воскової стиглості на природньому і штучному інфекційному фоні. Із збільшенням фази розвитку рослин інтенсивність ураження зростає, за наявності краплинної вологи хвороба піднімається з нижнього ярусу до верхнього. Стійкі сорти, у фазу молочно-воскової стиглості, уражуються в не значній мірі, перший (прапорцевий) листок не більше 010%. На штучному інфекційному фоні рослини озимої пшениці уражуються на 1416% сильніше, ніж на природному, це дозволяє оцінювати культуру на стійкість за умов низького природного фону. За 4 роки (1999-2001,2004) стійкістю та помірною стійкістю щодо септоріозу характеризувалися сорти Миронівської селекції: Миронівська 33, Миронівська 27, Мирич, Мирхад, Експромт, Інституту землеробства - Поліська 90 і Копилівчанської дослідної дільниці - СР-23.

Результативність роботи з оцінки ліній озимої пшениці на штучному інфекційному фоні. Методичні аспекти селекції озимої пшениці на групову стійкість проти хвороб досить складні і недостатньо розроблені. Тому, для вирішення цих питань необхідне широке співробітництво селекціонерів з імунологами. На базі відділу селекції МІП ім. В.М. Ремесла та відділу імунітету с.-г. культур до хвороб ІЗР у 1987 р. був організований творчий колектив “Імунітет”. Як основний метод селекції на групову стійкість до основних хвороб озимої пшениці використовували внутрішньовидову гібридизацію та багаторазові індивідуальні добори стійких форм.

На основі щорічних даних про расовий склад збудників бурої іржі, борошнистої роси та патогенності септоріозу формувалась популяція збудників хвороб, на основі якої створювався штучний інфекційний фон в усіх ланках селекційного процесу. Таким чином, результативність доборів стійких рослин значно зросла у 2002 р. в порівнянні з 1987 р.: з 12 до 58% у попередньому сортовипробуванні, з 20 до 82% у конкурсному (рис.3.). Як результат цієї роботи створено сорти озимої пшениці: Деметра (у 2004 р. на сорт отримано патент № 0420), Економка та Вдячна (у 2005 р. передано на Державне сортовипробування). Таким чином основою технології створення стійких сортів пшениці щодо збудників септоріозу є: знання вірулентності популяцій патогену, створення штучних інфекційних фонів, знання ступеня стійкості донорів та джерел, що використовуються в селекційних програмах і володінні методами добору стійких рослин.

Рис.3. Кількість доборів ліній озимої пшениці стійких щодо комплексу хвороб в конкурсному та попередньому сортовипробуваннях

ВИСНОВКИ

1. Основним збудником септоріозу озимої пшениці в Центральному та Правобережному Лісостепу України є Septoria tritici Rob. et Desm. Збудник Stagonospora nodorum Berk. більше поширений у Правобережному Лісостепу (до 23%) і може бути не менш шкодочинним, ніж Septoria tritici, так як крім листя уражує і колос рослин озимої пшениці.

2. Встановлено в Центральному Лісостепу України 7 рас Septoria tritici Rob. et Desm., найбільш поширеною є 58 раса. В популяції Septoria tritici Rob. et Desm. присутні середньо та низько вірулентні раси.

3. Виявлено, що у Центральному та Правобережному Лісостепу України стійкістю та помірною стійкістю щодо збудників септоріозу характеризуються сорти: Миронівська 67, Миронівська 68, Крижинка, Київська8, Носівчанка 1, Циганка і Віра. В Центральному Лісостепу щодо комплексу хвороб (септоріоз, бура іржа і борошниста роса): Крижинка, Експромт, Перлина лісостепу, СН 75533, СН 75539 (Україна), GENE, 18 I WSWCN Early (США).

4. Визначено, що у гібридів першого покоління на успадкування ознаки стійкості впливає цитоплазма материнської рослини. Спостерігалося як повне так і часткове успадкування ознаки стійкості та сприйнятливості, в залежності від того стійкий чи сприйнятливий сорт взято за материнську форму. В схрещуванні за материнську форму слід брати стійкий сорт.

5. В селекції на імунітет для посилення стійкості щодо збудників септоріозу та отримання трансгресії можливе схрещування між собою батьківських форм з різним рівнем стійкості: стійкі з помірно стійкими, стійкі з помірно сприйнятливими і помірно стійкі з помірно стійкими.

6. Створено новий вихідний матеріал озимої пшениці стійкий щодо збудників септоріозу: RapierMoulin, GENEMADSAN, StepheNSGENE, Moulin Крижинка, GENEЕкспромт, MADSANМирич, який використовується в селекційних програмах Миронівського інституту пшениці ім. В.М. Ремесла УААН, в Інституті рослинництва ім. В.Я. Юр'єва УААН та на Устимівській дослідній станції рослинництва.

7. Експресія стійкості сортозразків озимої пшениці в значній мірі залежить від погодних умов. Так, в МІП, деякі сортозразки відібрані в 1999 р. як стійкі щодо збудників септоріозу в роки з епіфітотійним розвитком хвороби (20002002 рр.) знизили стійкість на 12 бали.

8. Для виявлення стійкості сортів озимої пшениці до популяції збудників септоріозу, яка існує в зоні майбутнього вирощування сорту, необхідною умовою є створення штучного інфекційного фону. Динаміка наростання хвороби дозволяє встановити модель стійкості сорту як на ранніх етапах органогенезу так і на більш пізніх.

9. Виділені стійкі, перспективні лінії озимої пшениці в конкурсному сортовипробуванні МІП є кандидатами у нові сорти, а також джерелами стійкості щодо хвороб та комплексу господарсько-цінних ознак. Передано на Державне сортовипробування сорт Вдячна.

Пропозиції для виробництва та селекційної практики

1. Рекомендуємо для вирощування у Правобережному Лісостепу України, як основний захід обмеження розповсюдження та шкодочинності збудників септоріозу, сорти, які характеризуються відносною стійкістю щодо хвороби: Миронівська 67, Миронівська 68, Крижинка, Циганка, Віра, Київська8 і Носівчанка1; в Центральному Лісостепу - Миронівська 67, Миронівська 68, Крижинка, Херсонська 97, Копилівчанка, Перлина лісостепу, Поліська 90, Миронівська 33, Миронівська 27, Мирич, Мирхад, Експромт, Поліська 90 і СР-23.

2. Рекомендуємо залучати в схрещування стійкі сорти озимої пшениці щодо збудників септоріозу: GENE, MADSAN (США), UTUD g 21 (Туреччина) і F 122 (Китай); до комплексу хвороб (септоріоз, бура іржа, борошниста роса) сорти: Крижинка, Експромт, Перлина лісостепу, СН 75533, СН 75539 (Україна) і GENE (США); до септоріозу і бурої іржі: Century і Sandy (США); до септоріозу і борошнистої роси: Миронівська 33, СН 75501, Ніконія (Україна) і Moulin (Англія).

3. Рекомендуємо використовувати в селекційних програмах новий вихідний матеріал озимої пшениці, стійкий щодо збудників септоріозу виділений з комбінацій схрещування: RapierMoulin, GENEMADSAN, StepheNSGENE, MoulinКрижинка, GENEЕкспромт, MADSANМирич.

4. В селекції на імунітет для посилення стійкості щодо збудників септоріозу та отримання трансгресії рекомендуємо схрещувати між собою батьківські форми з різним рівнем стійкості: стійкі з помірно стійкими, стійкі з помірно сприйнятливими та помірно стійкі з помірностійкими.

5. Рекомендуємо залучати до гібридизації перспективні лінії озимої пшениці, які характеризуються ознакою стійкості щодо збудників септоріозу, бурої іржі та борошнистої роси і комплексом господарсько-цінних ознак: Лютесценс 29665, 29836, 30125, 29840, 30606, 29344, 30879, 29771, 31639, 31892, 31910, Еритроспермум 30116.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Лісовий М.П., Суська (Сабадин) В.Я., Кириленко В.В. Динаміка розвитку септоріозу озимої пшениці та добір стійких ліній // Збірник наукових праць. Матеріали наукової конференції “Селекція, насінництво і технологія вирощування цукрових буряків та інших культур бурякової сівозміни”, Київ. - 2000. - Вип.3. - С.177182. (Особистий внесок 70%. Проведення досліджень, обговорення результатів).

2. Шелепов В.В, Кириленко В.В., Суська (Сабадин) В.Я., Басанець Г.С., Харченко М.В. Результати застосування штучних інфекційних фонів в селекції озимої пшениці на групову стійкість // Збірник наукових праць Інституту цукрових буряків УААН, Київ. - 2004. - Вип. 7. - С. 4854 (Особистий внесок 20%. Формулювання експериментальної частини та висновків).

3. Сабадин В.Я. Стійкість сортів озимої пшениці до септоріозу та поширення його збудників у правобережному Лісостепу // Збірник наукових праць Інституту землеробства УААН. Спецвипуск присвячений Всеукраїнській науково-практичній конференції “Особливості ведення зернового господарства України залежно від кон'юнктури ринку”, Київ. - 2004. - С.8286

4. Сабадин В.Я. Септоріоз озимої пшениці. Видовий склад та фізіологічна спеціалізація // Карантин і захист рослин. - 2004. - № 4. - С.1012

5. Лісовий М.П., Сабадин В.Я. Імунологічна характеристика сортів озимої пшениці на стійкість щодо септоріозу і створення вихідного матеріалу // Карантин і захист рослин. - 2004. - № 8. - С.910 (Особистий внесок 80%. Проведення досліджень, обговорення результатів, формулювання висновків).

6. Шелепов В.В., Сабадин В.Я. Создание исходного материала для селекции озимой пшеницы на устойчивость к септориозу в условиях лесостепи Украины // Селекция, семеноводство и возделывание полевых культур. Материалы международной научно-практической конференции “Проблемы аграрного производства южного региона России (ландшафтная система земледелия, плодородие почв, селекция и семеноводство)”, - 2004. - С.343346. (Особистий внесок 80%. Проведення досліджень, обговорення результатів, формулювання висновків).

7. Кириленко В., Суська (Сабадин) В. Штучні інфекційні фони - перспективний метод створення сортів пшениці на групову стійкість проти хвороб // Вчимося господарювати. Матеріали науково-практичного семінару молодих вчених та спеціалістів 22-23 листопада 1999 р. ч.2, Київ-Чабани.- 1999. - С.4748. (Особистий внесок 50%. Формулювання експериментальної частини та висновків).

8. Суська (Сабадин) В.Я. Створення сортів озимої пшениці стійких до септоріозу з використанням штучного інфекційного фону // Агроекологія як основа стабільності сільського господарства. Матеріали Всеукраїнської конференції молодих вчених (Харків, 1113 жовтня 2000 р.), Харків. - 2000. - С. 5960.

9. Сабадин В.Я. Результати добору сортів озимої пшениці стійких до септоріозу // Современные проблемы генетики биотехнологии и селекции растений. Сборник тезисов международной конференции молодых учёных (27 июля 2001 г.), Харьков. - 2001. - С.112113.

10. Сабадин В.Я. Створення стійкого проти септоріозу вихідного матеріалу озимої пшениці // Новітні технології вирощування сільськогосподарських культур - у виробництво. Матеріали Науково-практичної конференції молодих вчених 2325 листопада 2004 року, Чабани. - 2004. - С.8485.

11. Створення стійких сортів озимої пшениці з використанням комплексних інфекційних фонів патогенів у ланках селекційного процесу. (Методичні рекомендації) // Шелепов В.В., Дубовий В.І., Кириленко В.В, Сабадин В.Я. та ін., за ред. М.П. Лісового, В.В.Шелепова, К.: „Колобіг”. - 2005. - 20 с. (Особистий внесок 15%. Формулювання експериментальної частини).

Размещено на Allbest.ru