Хвороби озимої пшениці, які спричиняються некротрофними грибними патогенами, та методи їх діагностики

Дисертацію присвячено дослідженню хвороб озимої пшениці, які спричиняються некротрофними грибними патогенами. Це хвороби кореневої системи (офіобольоз, звичайна або гельмінтоспоріозна та фузаріозна кореневі гнилі), прикореневої частини стебла (церкоспорельоз, ризоктоніоз і побуріння основи стебла (фузаріоз)), колоса (фузаріоз та септоріоз) та листя (септоріоз).

Ознаки ураження рослин озимої пшениці некротрофними грибними патогенами у різні стадії розвитку рослин часто є причиною неоднозначного тлумачення, що пояснюється тим, що супроводжується воно, як правило, відмиранням тканини (некрозами). Незважаючи на подібність симптомів, хвороби кореневої системи (офіобольоз, звичайна, або гельмінтоспоріозна, та фузаріозна кореневі гнилі) та прикореневої частини стебла (церкоспорельоз, ризоктоніоз та побуріння основи стебла (фузаріоз)) характеризуються різною шкідливістю для рослин.

За специфічністю прояву окремих хвороб коренів та прикореневої частини стебла складено систему візуальних ознак, що стало основою оригінального визначника хвороб у вигляді двох дихотомічних ключів для діагностики хвороб у фазах сходів - трубкування та повної стиглості.

Правильність візуальної діагностики є важливою передумовою подальших діагностичних процедур для завершення тріади Коха з виділенням збудників у чисту культуру, зараження ними здорових рослин і подальшої реізоляції патогенів. У результаті проведених досліджень удосконалено методи ізоляції збудників офіобольозу, церкоспорельозу, ризоктоніозу та створення штучних інфекційних фонів, що є важливою передумовою для дослідження структури популяцій збудників і контролю за зміною їхньої патогенності.

При застосуванні розроблених методів діагностики хвороб, ізоляції збудників та створення штучних інфекційних фонів проведено дослідження по вивченню характеру взаємодії некротрофних грибних патогенів з рослинами озимої пшениці. Встановлено, що збудники окремих хвороб коренів та прикореневої частини стебла характеризуються різним ступенем фізіологічної спеціалізації.

Досліджено фізіологічні реакції, які відбуваються у рослинах озимої пшениці під впливом зараження некротрофними грибними патогенами, а також при обробці регуляторами росту природного походження. Встановлено, що характер цих змін залежить як від виду патогена, так і від природи препарату. Показано, що важливим якісним показником стійкості рослин пшениці проти церкоспорельозу можуть бути механічні бар'єри - папіли.

Доведено, що, застосовуючи регулятори росту у сумішах із фунгіцидами для передпосівного протруювання насіння при правильно підібраному співвідношенні компонентів можна оптимізувати хімічний метод захисту рослин пшениці від хвороб.

Ключові слова: озима пшениця, хвороби. діагностика, шкідливість, некротрофні грибні патогени, регулятори росту, індукція стійкості

Крючкова Л.А. Болезни озимой пшеницы, вызываемые некротрофными грибными патогенами, и методы их диагностики.

Диссертация (рукопись) на соискание ученой степени доктора биологических наук по специальности 06.01.11 - фитопатология. - Национальный аграрный университет, Киев, 2007.

Диссертация посвящена исследованию болезней озимой пшеницы, вызываемых некротрофными грибными патогенами. Это болезни корневой системы (офиоболез, обыкновенная или гельминтоспориозная и фузариозная корневые гнили), прикорневой части стебля (церкоспореллез, ризоктониоз и побурение основания стебля (фузариоз)), колоса (фузариоз и септориоз) и листьев (септориоз).

Признаки поражения растений озимой пшеницы некротрофными грибными патогенами на разных стадиях развития растений часто являются причиной двусмысленного толкования, что объясняется тем, что сопровождается оно, как правило, отмиранием тканей - некрозами. Несмотря на сходство симптомов, болезни корневой системы (офиоболез, обыкновенная, или гельминтоспориозная, и фузариозная корневые гнили) и прикорневой части стебля (церкоспореллез, ризоктониоз, побурение основания стебля (фузариоз)) характеризуются разной вредоносностью для растений.

По специфичности проявления отдельных болезней корней и прикорневой части стебля составлено систему визуальных признаков, которые положены в основание оригинального определителя болезней в виде двух дихотомических ключей и предназначенных для диагностики болезней озимой пшеницы в фазы всходы - трубкование и полная спелость.

На основании метода прямой микроскопии для ранней (до появления симптомов) диагностики прикорневых гнилей (церкоспореллеза, ризоктониоза и побурения основания стебля (фузариоза)) разработано эффективный метод, смысл которого заключается в том, что в пораженных тканях колеоптиля и влагалищ первых настоящих листьев обнаруживают характерные ветвления мицелия возбудителей отдельных болезней и образований из него, с помощью которых диагностируют заболевание.

Впервые в Украине наряду с обнаруженным ранее паразитизмом на листьях озимой пшеницы, отмечено распространение септориоза колоса (возбудитель S.nodorum) на семенах.

Правильность визуальной диагностики является важной предпосылкой дальнейших диагностических процедур для завершения триады Коха с выделением возбудителей в чистую культуру, заражения ими здоровых растений и дальнейшей реизоляции патогенов. В результате проведенных исследований усовершенствовано методы изоляции возбудителей офиоболеза, церкоспореллеза, ризоктониоза и создания искусственных фонов, что есть важной предпосылкой для исследований структуры популяций возбудителей и контроля изменений их патогенности.

Установлено, что популяции Fusarium spp. гетерогенны по признаку патогенность. При этом среди выделенных изолятов F. oxysporum, F.solani, F.sporotrichioides/F.poae отмечаются как патогенные, так и непатогенные, в то время как все изоляты F.graminearum, F.culmorum,F.avenaceum были патогенными.

При использовании разработанных нами методов диагностики болезней, изоляции возбудителей и создания искусственных фонов провели ряд исследований по изучению характера взаимодействия некротрофных грибных патогенов с растениями озимой пшеницы.

Установлено, что возбудители отдельных болезней корней и прикорневой части стебля характеризуются различной степенью физиологической специализации. Как типичным некротрофам, грибам O.yallundae, O. acuformis, Fusarium spp.свойственна видовая, а не сортовая специфичность, в то время как у изолятов C.sativus возможно существование вирулентности.

Исследовано физиологические реакции, которые происходят в растениях озимой пшеницы под влиянием заражения некротрофными грибными патогенами, а также при обработке их регуляторами роста естественного происхождения. Установлено, что характер этих изменений зависит как от вида патогена, так и от природы препарата.

Показано, что важным качественным показателем устойчивости растений пшеницы против церкоспореллеза могут служить механические барьеры - папиллы, а процесс папиллообразования можно интенсифицировать з помощью регуляторов роста.

Доказана возможность оптимизации химического метода защиты озимой пшеницы от болезней путем использования регуляторов роста в смесях с протравителями для предпосевной обработки семян. Установлено, что биологическая эффективность таких смесей не снижается при правильно подобранном соотношении компонентов.

Ключевые слова: озимая пшеница, болезни, диагностика, вредоносность, некротрофные грибные патогены, регуляторы роста, индукция устойчивости

Kryuchkova L.O. Diseases of winter wheat caused by necrotrophic fungal pathogens and methods for their diagnosis.

Thesis (manuscript) of a Doctor of Biological Science degree on speciality 06.01.11 - phytopathology. - National Agrarian University, Kyiv, 2007.

The thesis is devoted to research on diseases of winter wheat caused by necrotrophic fungal pathogens. The diseases are of roots (take-all, common (helminthosporium) and fusarium root rots), stem bases (eyespot, sharp eyespot and foot rot), heads (fusarium ear blight and stagonospora glume blotch) and leaves (septoria leaf blotch).

Symptoms caused by necrotrophic fungal pathogens on plants of winter wheat at different growth stages usually lead to ambiguous interpretations because they typically result in tissue death (necrosis). Despite the similarity of symptoms, diseases of roots (take-all, common (helminthosporium) and fusarium root rots) and stem bases (eyespot, sharp eyespot and foot rot) differ in the amounts of damage they cause.

Descriptions of visual symptoms of each root and stem base disease form the basis of an original guide to disease identification. This is presented as two dichotomous keys based on disease diagnosis at seedling and adult growth stages.

Correct visual diagnosis is an important prerequisite for further confirmation of the cause of disease, which involves completing the three stages to test Koch's postulates. These are isolation of causal agents in pure culture, infection of healthy plants, and re-isolation of pathogens. In this research, the methods for isolation of the causal agents of take-all, eyespot and sharp eyespot, as well as for their artificial inoculation on wheat seedlings, were improved. This is an important prerequisite for research on populations of the pathogen, their changes and control.

Using the methods established for disease diagnosis, pathogen isolation and artificial inoculation, interactions between necrotrophic fungal pathogens wheat plants were investigated.

It was established that the individual pathogens differ in their degree of physiological specialization.

The physiological reactions of wheat plants after infection by necrotrophic fungal pathogens, as well as after treatment by plant growth regulators of natural origin, were investigated. It was found that the characteristics of these reactions depended on the pathogen species and the nature of preparation.

It was shown that mechanical structures - papillae - can be used as markers for resistance of wheat seedlings to eyespot.

The possibilities for using plant growth regulators in mixtures with fungicides for seed treatment of wheat were studied. It was established that their effects depend on determining the correct ratio of components.

Key words: winter wheat, diseases, diagnosis, damage, necrotrophic fungal pathogens, plant growth regulators, inducing resistance

Размещено на Allbest.ru