Антракноз кавуна та розробка методів створення стійких сортів

Размещено на http://www.allbest.ru

НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Чабанов Андрій Семенович

УДК 635.61+632.42

Антракноз кавуна та розробка методів створення стійких сортів

06.01.11 - фітопатологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Київ - 2002

Дисертацією є рукопис

Роботу виконано в лабораторії імунітету сільськогосподарських рослин до хвороб Інституту захисту рослин Української академії аграрних наук.

Науковий керівник: доктор біологічних наук, професор, академік УААН, Лісовий Михайло Павлович,Інститут захисту рослин УААН, директор інституту

Офіційні опоненти:

доктор біологічних наук, професор Слюсаренко Олександр Миколайович Одеський національний університет ім. Мечникова, професор кафедри ботаніки кандидат біологічних наук

Ковбасенко Василь Михайлович Київська дослідна станція овочівництва і баштанництва УААН, зав. відділом мікології і захисту рослин

Провідна установа: Уманська державна аграрна академія Міністерства аграрної політики України, кафедра захисту рослин, м. Умань.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного аграрного університету,03041 м.Київ, вул. Героїв Оборони 13, навчальний корпус №4, к 41.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Менджул В.І.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Значним резервом у підвищенні врожайності баштанних культур, а також покращенні смакових, технологічних і товарних якостей рослинницької продукції є захист рослин від збудників хвороб. Великої економічної шкоди, зокрема кавунам, завдають мікроскопічні гриби роду Colletotrichum, що викликають широко розповсюджене як в Україні, так і в інших країнах світу захворювання антракноз. Збудник захворювання - гриб Colletotrichum lagenarium Ell et. Halst - уражає рослини протягом усього вегетаційного періоду, особливо у фазі масового достигання плодів.

Найбільш економічно доцільним та безпечним методом захисту від збудника антракнозу є селекційний. Для успішної роботи під час створення стійких сортів необхідні ефективні методи, які б дозволили провести оцінку селекційного матеріалу на стійкість до окремих рас патогену. Це питання є мало висвітленим у зарубіжній літературі, а в Україні розробляється вперше.

Успіх селекції сортів на імунітет залежить також від точного прогнозу зміни вірулентності патогену та визначення генетичних джерел стійкості до найбільш розповсюджених та потенційно небезпечних рас збудника хвороби. В літературі зустрічаються фрагментарні роботи, що стосуються генетики та успадкування стійкості сортів кавунів (J.D.Norton із співавторами 1986 р., К.Е.Дютін, 2000 р.). Маловивченою є проблема вірулентності та спеціалізації рас патогену. біологічний збудник антракноз кавун

Отже, розробка методів створення стійких сортів кавунів до збудника антракнозу та вивчення його біологічних особливостей є перспективним напрямком наукових досліджень, який водночас має велике практичне значення для селекції кавунів на стійкість до збудника хвороби.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота є складовою частиною досліджень, передбачених тематичним планом Інституту захисту рослин УААН (№ державної реєстрації 0197 V 012339).

Мета і задачі дослідження. Мета роботи - вивчити біологічні особливості розвитку збудника антракнозу кавуна в умовах Півдня України, особливості його патогенності та розробити методи створення стійких сортів. Основні задачі досліджень:

- виділити гриб - збудник антракнозу кавуна в чисту культуру, розмножити моноспорові ізоляти, встановити найбільш розповсюджені та потенційно небезпечні штами;

- дослідити морфологічні ознаки збудника антракнозу кавуна, виділених з різних поживних субстратів;

- встановити тривалість інкубаційного періоду збудника антракнозу, виділеного з плодів кавунів у Херсонській області, в залежності від температури, вологості повітря та рівня стійкості сорту;

- оцінити ступінь стійкості різних сортів кавунів та динь колекційного розсадника на природному інфекційному фоні до збудників антракнозу, фузаріозного в'янення, борошнистої роси та бактеріозу;

- оцінити ступінь стійкості сортів кавунів до найбільш розповсюджених рас збудника антракнозу при штучному зараженні у лабораторних та польових умовах;

- розробити схеми прямих та зворотних схрещувань та вивчити характер успадкування стійкості гібридів F₁, встановити роль цитоплазми материнської рослини в успадкуванні стійкості;

- удосконалити методи підвищення стійкості сортів кавунів до збудника антракнозу шляхом направленого добору в первинному насінництві;

- за допомогою скануючого мікроскопа вивчити характер розвитку C.lagenarium в системі "рослина-господар-патоген".

Об'єкт дослідження: збудник антракнозу кавуна та стійкість сортів.

Предмет дослідження: біологічні особливості розвитку C.lagenarium, характеристика вірулентності популяції патогену, генетичні ресурси та імунологічні властивості сортів кавунів до збудника антракнозу.

Методи дослідження. Виділення збудника антракнозу кавуна у чисту культуру. Розмноження моноспорових ізолятів. Вивчення расового складу C.lagenarium. Оцінка стійкості сортів кавунів та динь до збудників антракнозу, фузаріозного в'янення, борошнистої роси та бактеріальної кутастої плямистості. Встановлення характеру успадкування стійкості гібридів кавунів (F₁) до збудника антракнозу.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше в Україні розроблено метод розмноження моноспорових ізолятів C.lagenarium in vitro, який включає розділення скупчення конідій до концентрації поодиноких спор шляхом центрифугування суспензії при 20000 об/хв протягом 20 хвилин.

Встановлено найбільш поширені та потенційно небезпечні раси патогену в Південному регіоні України. При застосуванні інокуляції тест-сортів моноспоровими ізолятами відмічено, що перша раса є найбільш поширеною, а п'ята - потенційно небезпечною для рослин кавунів.

На штучному інфекційному фоні вивчено стійкість сортів кавунів до раси 1 збудника антракнозу як найбільш поширеної та раси 5 як потенційно небезпечної. Найвищу ступінь стійкості до раси 1 мали сорти Star Brain, Congo, Лиманський, Славутич, Sweet princess, Голопристанський, до раси 5 - Star Brain, Лиманський.

Вивчено характер успадкування стійкості гібридів кавунів в F₁ до найбільш розповсюдженої раси збудника антракнозу. Було встановлено, що у високостійких сортів Славутич, Star Brain стійкість успадковується домінантно. Впливу цитоплазми материнської рослини на характер успадкування стійкості не виявлено.

За допомогою скануючого мікроскопа показано характер проникнення ростків конідій, які проникали безпосередньо через кутикулу, а не через продихи чи інші анатомічні отвори на листках кавунів.

Практичне значення одержаних результатів. Обгрунтовано спосіб вирощування інокулюму C.lagenarium in vitro. При цьому найбільш ефективним методом виділення збудника антракнозу кавуна у чисту культуру виявилось фламбування стерильної ураженої тканини. Для масового напрацювання інокулюму слід застосовувати середовища Чапека та вівсяне.

На природному та штучному інфекційних фонах найвищу ступінь стійкості до збудника антракнозу мали сорти Star Brain, Congo, Лиманський, Славутич, Sweet princess, Голопристанський, які рекомендовано селекційним установам при селекції на імунітет.

Особистий внесок здобувача. Експериментальні дослідження, аналіз отриманих результатів та їх узагальнення виконані дисертантом особисто.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертаційної роботи доповідались на звітних сесіях вченої ради ІЗР УААН (м. Київ, 1999 - 2001); на міжнародній науковій конференції “Енергозберігаючі технології товарного виробництва та насінництва овочевих та баштанних культур” (м. Харків, 2001); на конференції молодих вчених “Сучасні проблеми генетики, біотехнології та селекції” (м.Харків, 2001); на першій Всеукраїнській конференції молодих вчених-аграріїв “Роль молодих вчених в реформуванні аграрного сектору економіки України” (м.Київ, 2001).

Публікації. За темою дисертаційної роботи опубліковано 8 наукових праць, в тому числі 7 у фахових виданнях, з них - 6 статей, 1 теза, 1 розділ у монографії.

Структура дисертації. Дисертація викладена на 130 сторінках машинописного тексту і складається з таких розділів: вступ, огляд літератури, матеріали та методи досліджень, результати досліджень, аналіз та узагальнення результатів досліджень, висновки, список використаної літератури. Роботу ілюстровано 17 таблицями, 5 рисунками, 8 фотознімками. Список використаних літературних джерел включає 148 найменувань, в тому числі 66 - зарубіжних авторів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

1. Огляд літератури

Наведено детальний аналіз літератури з шкодочинності, симптомів ураження та джерел розповсюдження збудника антракнозу кавуна. Описано стан вивчення біологічних особливостей розвитку збудника, зокрема впливу температури та вологості повітря на тривалість інкубаційного періоду C.lagenarium. Проаналізовано культуральні особливості розвитку гриба на штучних та органічних субстратах. Узагальнено відомості про стан вивчення вірулентності популяції збудника антракнозу, генетичних джерел стійкості та характеру успадкування ознаки стійкості.

2. Матеріали та методи досліджень

У дисертаційну роботу включені матеріали досліджень за 1997-2001 роки. Лабораторні дослідження проводили в лабораторії імунітету сільськогосподарських рослин до хвороб ІЗР УААН. Польові дослідження проводили в дослідному господарстві (с. Великі Клини) ІПОіБ УААН. Виділення збудника антракнозу кавуна в чисту культуру проводили за загальноприйнятими методиками з використанням середовищ Чапека, вівсяного та картопляно-глюкозного агару (КГА) в умовах асептики (М.К. Хохряков, 1976, В.І. Білай, 1982). Для виділення та розмноження моноспорових ізолятів C.lagenarium за основу використовували основні методи фітопатологічних досліджень за А.Е.Чумаковим, (1974). Ідентифікацію найбільш вірулентних та потенційно небезпечних рас патогену здійснювали за допомогою імунологічної шкали визначення расового складу C.lagenarium на тест-сортах (G.L. Barnes, 1972), методом ізольованих листків (В.І. Білай, 1982). Вивчення динаміки проростання конідій та тривалості інкубаційного періоду збудника антракнозу при різних температурах проводили за Е. Гойманом, (1954). Встановлення тривалості інкубаційного періоду C.lagenarium в залежності від вологості повітря вивчали за Г.Р. Ібрагімовим, (1954). Розміри конідій із зібраного інфекційного матеріалу (листки та плоди кавунів і динь) встановлювали за допомогою окулярного гвинтового мікрометра МОВ 1-15 (З.П. Паушева, 1980). Вивчення стійкості сортів і гібридів кавунів до збудників основних хвороб на штучному та природному інфекційних фонах проводили за Ф.В. Прокудіною (1970), З. Кірай із співавторами (1974), К.Е. Дютіним (1981), Т.Б. Фурсою із співавторами (1988). Швидкість наростання інфекції в залежності від тривалості інкубаційного періоду C.lagenarium на різних за групами стійкості сортах підраховували за Я.Е. Ван Дер Планком, (1966, 1972). Вивчення імунологічних властивостей сортів кавунів проводили за загальноприйнятими методами, які включали такі послідовні етапи: отримання гібридів від прямих та зворотних схрещувань (К.Е. Дютін, 1979), вивчення характеру успадкування стійкості в F₁ (М.П. Лісовий., В.П. Пантелєєв, 2000). Електронно-мікроскопічні дослідження проводили з використанням скануючого мікроскопа РЕМ-101 М. Статистичну обробку даних проводили за допомогою комп'ютера ІВМ РС з використанням програми Costat.

3. Результати досліджень

3.1 Пошук оптимальних живильних середовищ для культивування збудника антракнозу кавуна

Розробка методів створення стійких сортів не можлива без наукового обґрунтування способу вирощування інокулюму in vitro. В результаті пошуку оптимальних живильних середовищ для культивування збудника антракнозу кавуна найефективнішими виявились - вівсяне та Чапека. Як показують дані, наведені в таблиці 1, на цих середовищах уже на 10-12 дні культивування спостерігали масове спороношення C.lagenarium.

Таблиця 1

Особливості росту С.lagenarium на штучних та органічних субстратах

Назва субстрату	Прояв культуральних властивостей, дні
	Ріст міцелію	Утворення поодиноких спорокучок	Утворення масового спороношення
Вісяне агаризоване середовище	3-4	8-9	10-12
КГА	8-10	13-14	-
Середовище Чапека	3-4	8-9	10-12
Яблука	8	12	-

На КГА та яблуках відзначали незначне спороношення з більшим періодом культивування C.lagenarium: лише на 13-14 та 12 дні культивування спостерігали утворення поодиноких спорокучок патогену. Виділення збудника у чисту культуру на вівсяне середовище та середовище Чапека найефективніше забезпечувалось методом фламбування стерильної ураженої тканини. При безпосередньому розміщенні стерильної ураженої тканини на середовище та використанні методу штриха поряд з грибом C.lagenarium відзначали ріст інших мікроорганізмів.

3.2 Морфологічні та мікологічні особливості розвитку збудника антракнозу кавуна in vitro

При використанні ураженої тканини з плодів кавунів та динь для виділення збудника антракнозу кавуна в чисту культуру відзначали масове спороношення конідій на вівсяному середовищі вже через 12 днів культивування, тоді як з листків кавунів - лише на 15-16 дні спостерігалось утворення поодиноких спорокучок. Під час уточнення розмірів конідій C.lagenarium, виділених з уражених плодів та листків, було встановлено, що розміри конідій залежать від органів уражених рослин та умов їх вирощування (польові та тепличні). При ураженні збудником антракнозу рослин кавунів та динь на тканині плодів утворювалось більше конідій, які відрізнялись більшими розмірами ніж з листків. Отже, спроможність ураженої тканини з плодів продукувати більшу кількість конідій з більшими розмірами сприяє швидкому накопиченню їх in vitro. Вивчення морфологічних та мікологічних особливостей розвитку C.lagenarium in vitro показало доцільність використання ураженої тканини з плодів кавунів та динь для експрес методу накопичення інокулюму.

3.3 Вплив температури та вологості повітря на тривалість інкубаційного періоду збудника антракнозу кавуна

Для створення штучних інфекційних фонів з метою вивчення стійкості сортів та їх імунологічних властивостей до збудника антракнозу кавуна, в першу чергу, необхідно встановити оптимальні параметри зараження рослин в залежності від температури та вологості повітря.

При проведенні цих досліджень важливо встановити оптимальну температуру проростання конідій, що є першим етапом інфекційного процесу. Вивчення динаміки проростання конідій показало, що для конідій C.lagenarium характерне проростання в широкому діапазоні температур (5-40єС). Оптимальна температура проростання конідій становить 28єС (відзначали 85% пророслих конідій вже через 6-8 годин). При температурі 5єС та 40єС конідії проростали повільно (10-15% пророслих конідій через 35-40 годин).

Вивчення впливу інсоляції на проростання конідій C.lagenarium показало, що під дією сонячного проміння спостерігається втрата життєздатності конідій. При експозиції конідій під сонячним промінням протягом 1-5 годин відсоток пророслих конідій зменшувався від 60% до 7%. Тоді як в контрольному варіанті, без експозиції під сонячним промінням, кількість пророслих конідій дорівнювала 85%. Результати проведених досліджень свідчать, що довжина інкубаційного періоду збудника антракнозу кавуна коливається в широкому діапазоні температур (10-40°С) та становить від 4-5 до 14 днів. Мінімальна температура для зараження рослин кавунів збудником хвороби становить 10°С, при якій спостерігаються перші симптоми ураження через 14 днів. Максимальна температура зараження рослин кавунів патогеном становить 40°С. Перші симптоми ураження відзначали через 10-12 днів (рис.1). Найменший інкубаційний період патогену (4-5 днів) відзначається у разі культивування при температурі 28-30°С, що свідчить про те, що даний температурний режим є оптимальним для зараження рослин кавунів збудником антракнозу.

Для встановлення тривалості інкубаційного періоду збудника хвороби в залежності від вологості повітря створювали вологу камеру протягом 10,20,30,40 та 50 годин. Як показують дані, наведені на рисунку 2, після витримування рослин кавунів у вологій камері протягом 10 годин тривалість інкубаційного періоду збудника антракнозу становила 8 днів, після витримування рослин у вологій камері протягом 20 та 30 годин - відповідно 7 та 6 днів. Найменша тривалість інкубаційного періоду C.lagenarium при витримуванні рослин кавунів протягом 40-50 годин становила 5 днів. Тому при проведенні подальших досліджень вологу камеру для інокульованих рослин кавунів створювали протягом 40-50 годин.

3.4 Електронно-мікроскопічні дослідження взаємовідносин збудника антракнозу та рослини-господаря

Вивчення взаємовідносин в системі “рослина-господар-патоген” за допомогою скануючої мікроскопії показало, що конідії C.lagenarium проростали протягом 6-8 годин як в краплі води, так і на поверхні листків кавуна сорту Таврійський. При дослідженні конідій навколо їх поверхні було зафіксовано наявність тонкого ореолу (який є шорстким або складається з тонких волосків), що, можливо, є одним з механізмів наступу на рослину, за допомогою якого конідії прикріпляються до поверхні листка. Проникнення патогена відбувається безпосередньо через кутикулу, тому товщина останньої, можливо, відіграє важливу роль у пасивному імунітеті.

3.5 Методи розмноження моноспорових ізолятів збудника антракнозу кавуна

Невід'ємною частиною методики штучного зараження вихідного та селекційного матеріалу є розмноження моноспорових ізолятів. Основні труднощі розмноження моноспорових культур були пов'язані з особливостями росту C.lagenarium in vitro. Утворене спороношення на поверхні середовища знаходилось у клейкій речовині, яка заважала розведенню конідій до концентрації поодиноких спор.

В результаті проведених досліджень було встановлено, що отримання суспензії з поодинокими спорами неможливо досягти за допомогою методів розведення суспензії у пробірці та розтирання скупчення конідій у ступці. Рівномірний розподіл скупчення конідій до концентрації поодиноких спор відбувається при центрифугуванні суспензії конідій при 20000 об/хв. протягом 20 хвилин (табл. 2).

Таблиця 2

Розподіл конідій C.lagenarium на фракції за допомогою різних режимів центрифугування

Час центрифугування, хв.	Швидкість центрифугування, тисяч об/хв.
	10	15	20	25
10	+	+	+	+
15	+	+	+	+
20	+	+	+ +	-
25	+	+	-	-

Примітка:

- - Відсутність конідій в суспензії; + - наявність в суспензії поодиноких конідій та їх скупчення; + + - наявність в суспензії поодиноких конідій.

Отримані дані було використано при розмноженні моноспорових культур з метою диференціації рас збудника антракнозу кавуна.

3.6 Характеристика вірулентності популяції збудника антракнозу кавуна

На виділених 159 моноізолятах збудника антракнозу з районованих сортів кавунів та динь ідентифіковано три раси патогена. В таблиці 3 представлено характеристику вірулентності популяції C.lagenarium. В результаті проведених досліджень встановлено, що до складу популяції збудника антракнозу кавунів та динь входять такі фізіологічні раси: 1;3;5.

Таблиця 3

Характеристика вірулентності рас C.lagenarium (2000-2001 рр.)

Раси

Реакція тест-сортів

Model

Marketer

Pixill

Pl 163213

Мелітополь ський 60

Огоньок

Charleston cray

Butternut

Seneca

Rio gold

Edisto

2000 р.

1

S

S

S

S

S

S

R

SR

R

S

S

3

S

S

S

R

S

S

R

R

SR

S

S

5

R

R

R

R

S

S

S

R

R

S

S

2001 р.

1

S

S

S

S

S

S

R

SR

R

S

S

3

S

S

S

R

S

S

R

R

SR

S

S

5

R

R

R

R

S

S

S

R

R

S

S

Примітка:

S - сприйнятливий сорт,

R - стійкий сорт,

SR - середньо-стійкий сорт.

Як видно із даних, наведених в таблиці 4, перша раса є широко спеціалізованою та паразитувала на всіх сортах, що вивчали (питома вага коливалась від 22,2% до 100%). Расу 3 було зафіксовано на сортах кавунів Таврійський (33,3%), Сніжок (28,6%), Рясний (11,1%), Восход (25%). Расу 5 було ідентифіковано з сортів динь Інея, Лада, Таврічанка, сорта кавуна Славутич, частка якої становила від 62,5% до 80%.

Таблиця 4

Спеціалізація рас збудника антракнозу на сортах кавунів та динь (2000-2001 рр.)

Рік	Вид рослин	Сорт	Кількість ізолятів, шт	Раси	Співвідношення рас на сортах, %
1	2	3	4	5	6
2000	Кавуни	Протектор 3	11	1	100
		Гетьман	11	1	100
		Кармінний	8	1	100
		Таврійський	9	1;3	66,7; 33,3
		Удачний	10	1	100
		Сніжок	7	1;3	71,4; 28,6
		Козацький	12	1	100
	Дині	Інея	9	1;5	22,2; 77,8
2001	Кавуни	Огоньок	12	1	100
		Астраханський	10	1	100
		Славутич	10	1;5	20; 80
		Рясний	9	1;3	88,9; 11,1
		Восход	12	1;3	75; 25
		Борисфен	12	1	100
	Дині	Лада	9	1;5	33,3; 66,7
		Таврічанка	8	1;5	37,5; 62,5

Як свідчать дані, наведені в таблиці 5, з 159 моноспорових культур, виділених у 2000-2001 рр., домінуюче положення в популяції займала раса 1. Отримані дані дозволяють зробити висновок, що популяція збудника антракнозу кавунів та динь гетерогенна за ознакою вірулентності. Раса 1 є найбільш розповсюдженою серед ізолятів виділених з південного регіону України, проміжне положення займає раса 3.

Таблиця 5

Співвідношення рас у популяції С.lagenarium (2000-2001 рр.)

Раси	Кількість ізолятів	Співвідношення рас у популяції, %
	2000 р.	2001 р.	2000 р.	2001 р.
1	66	69	85,7	84,1
3	8	7	10,4	8,5
5	3	6	3,9	7,3
Всього:	? 77	? 82	100	100

Найменше розповсюдження займає раса 5, яка є потенційно небезпечною для сортів кавунів, так як у 2001 році було ідентифіковано з високостійкого сорту Славутич (частка становила 80%). Оскільки культура кавунів посідає провідне місце на півдні України за площею вирощування, можна передбачити у майбутньому швидке накопичення та розповсюдження раси 5, яка є високо вірулентною до сортів кавунів.

3.7 Характеристика генетичних ресурсів стійкості сортів до збудника антракнозу

Пошук джерел стійкості є складовою технології створення стійких сортів. В результаті проведеної оцінки на стійкість сортів кавунів і динь колекційного розсадника були виявлені високостійкі та стійкі сортозразки (табл.6).

Таблиця 6

Характеристика груп стійкості сортів кавуна до збудника антракнозу на природному інфекційному фоні ¹* ²* (1997-2001 рр.)

Рік	Назва сорту	Група стійкості	Бал стійкості
1997	Різнополий, Восход, Сніжок, Congo, Charleston Gray, Fairfax, Verona, Sweet princess, Славутич, Голопристанський. Кордофанський, Black majorda seed, Макатон, Гетьман, Таврійський, Красень, Кармінний, Астраханський.	Високостійка Стійка	0-1 0-2
2000	Charleston Gray, Congo, Sweet princess, Легінь, Кармінний, Lysburg, Первачок, Fairfax, Star Brain, Лиманський, Голопристанський, Славутич, Астраханський. Таврійський, Борисфен, Doctor Wade, Klondike WR-57, Гетьман, Козацький, Різнополий, Восход, Сніжок, Verona.	Високостійка Стійка	0-1 0-2
2001	Charleston Gray, Congo, Sweet princess, Легінь, Кармінний, Lysburg, Fairfax, Star Brain, Лиманський, Голопристанський, Славутич, Астраханський, Козацький, Гетьман. Таврійський, Борисфен, Різнополий, Восход, Сніжок, Рясний, Кордофанський, Макатон, Klondike wr-57, Doctor wade, Verona.	Високостійка Стійка	0-1 0-2

Примітка.

¹* У 1998 році перші ознаки хвороби були зафіксовані в третій декаді вересня, коли закінчили збір урожаю плодів кавуна.

²* У 1999 році хвороба проявилась в ІІІ декаді серпня. Найбільшу ступінь ураження мали такі сорти кавунів: Огоньок, Роза Юго-Востока, Успіх 146, Биковський 22. Ураження інших зразків не відмічалось. На рослинах дині, крім сорту Колгоспниця, ознак захворювання не зареєстровано.

Дослідження, проведені в 1997-2001 рр., показали, що найвищу ступінь стійкості до збудника антракнозу мали сорти Star Brain, Congo, Sweet princess, Charleston Gray, Fairfax, Славутич, Голопристанський, Лиманський. Сорти Різнополий, Восход, Сніжок, Кармінний, Астраханський, Легінь, Lysburg, Козацький проявили високу стійкість в роки з менш сприйнятливими погодними умовами для розвитку збудника захворювання (в епіфітотійні роки середній бал ураження не перевищував 2 балів).

3.8 Характеристика сортів кавунів та динь з комплексною стійкістю до збудників основних хвороб

Виявлення генетичних джерел стійкості до збудників антракнозу, фузаріозного в'янення, борошнистої роси та бактеріальної кутастої плямистості дозволило встановити сорти кавунів та динь, які мали комплексну стійкість до даних патогенів, і тому можуть бути рекомендовані для використання при селекції на імунітет щодо зазначених збудників хвороб (табл.7).

Таблиця 7

Стійкість сортів кавунів та динь до основних збудників хвороб (1997-2001 р.р.)

Сорти кавунів та динь	Група стійкості
	Антракноз	Фузаріозне в'янення	Борошниста роса	Бактеріальна кутаста плямистість
Star Brain	0-1	0-1	0	0
Congo	0-1	0-1	0	0
Fairfax	0-1	0-1	0	0
Лиманський	0-1	0-1	0	0
Козацький	0-2	0-2	0	0
Протектор 2	0-2	0-2	0	0
Гетьман	0-2	0-2	0	0
Орфей	0-2	0-2	0	0
Charleston Gray	0-2	0-1	0	0
Кардофанський	0-2	0-1	0	0
Кампо	0-2	0-2	0-2	3-4
Лада	0-2	3-4	0-2	0-2
PMR-6	3-4	3-4	0-2	0-2
Таболінка	0-2	0-2	3-4	0-2

3.9 Стійкість сортів кавунів до рас 1 та 5 збудника антракнозу на штучному інфекційному фоні

Оцінку стійкості сортів кавунів при штучному зараженні у теплиці проводили до першої раси, як найбільш поширеної, та п'ятої раси, як більш вірулентної, до рослин кавунів. Виявлено сорти кавунів з найвищою стійкістю, які рекомендовано при селекції на імунітет (табл.8).

Таблиця 8

Характеристика стійкості сортів кавунів до 1-ї та 5-ї рас збудника антракнозу при штучному зараженні

Назва сорту	Бал стійкості
	до раси 1	до раси 5
Star Brain	0-1	0-2
Лиманський	0-1	0-2
Славутич	0-1	3-4
Congo	0-1	3-4
Sweet princess	0-1	3-4
Голопристанський	0-1	3-4
Астраханський, Таврійський, СРД-2, Рясний, Klondike stripet, Klondike WP-7, Doctor Wade, Lysburg, Fairfax, Verona, Кармінний, Борисфен, Легінь, Charleston Gray, Козацький, Гетьман, Протектор, Орфей	0-2	3-4
Огоньок, Роза Юго-Востока, Мелітопольський 142, Сорочка, Богатир, Прикаспійський, Кахатинський, та інші	3-4	3-4

3.10 Вивчення тривалості інкубаційного періоду збудника антракнозу кавуна в залежності від рівня стійкості сортів

За тривалістю інкубаційного періоду збудника антракнозу сорти кавунів розділені на три групи, які співпадають з трьома групами стійкості. Визначення тривалості інкубаційного періоду є показником стійкості сорту. Тому селекція на ознаку тривалості інкубаційного періоду є складовою технології створення стійких сортів (табл. 9).

Таблиця 9

Тривалість інкубаційного періоду збудника антракнозу кавуна в залежності від рівня стійкості сортів

Назва сорту	Група стійкості	Тривалість інкубаційного періоду, дні	Швидкість наростання інфекції, r
Star Brain, Лиманський, Славутич	Високостійка	13	0 0 0
Астраханський, Таврійський, Гетьман	Стійка	10	0 0 0
Огоньок, Роза Юго-Востока, Мелітопольський 60	Сприйнятлива	5	0,140 0,109 0,104

3.11 Стійкість реципрокних гібридів кавунів до раси 1 збудника антракнозу

При використанні сортів Славутич, Star Brain, Красень, як донорів стійкості, відзначали домінантний тип успадкування. Вплив цитоплазми материнської рослини не спостерігали. При використанні сортів Астраханський, Таврійський при прямих схрещуваннях спостерігали домінантний тип успадкування, а при зворотних - проміжний. Це говорить про вплив цитоплазми материнської рослини на успадкування ознаки стійкості.

Таблиця 10

Успадкування стійкості у реципрокних гібридів кавуна до раси 1 збудника антракнозу

Гібридні комбінації	Бал ураження	Група стійкості	Тип успадкування	Вплив цитоплазми
Славутич х Огоньок Огоньок х Славутич	0,04 0,2	Високостійка	Домінантний Домінантний	_
Star Brain х огоньок Огоньок х Star Brain	0,3 0,9	Високостійка	Домінантний Домінантний	_
Астраханський х Огоньок Огоньок х Астраханський	1,2 2,9	Стійка Відносно стійка	Домінантний Проміжний	+
Таврійський х Огоньок Огоньок х Таврійський	1,5 2,9	Стійка Відносно стійка	Домінантний Проміжний	+
Красень х Огоньок Огоньок х Красень	2,3 2,1	Відносно стійка	Домінантний Домінантний	_

Примітка

(+) - наявність впливу цитоплазми материнської рослини на успадкування стійкості;

(-) - відсутність впливу цитоплазми материнської рослини на успадкування стійкості;

(0) - імунний; (0.1- 1) - високостійкий (1 - 2) - стійкий; (2 - 3) - відносно стійкий; (3 - 4) - сприйнятливий.

3.12 Підвищення імунологічної однорідності стійкості сортів кавунів до збудника антракнозу методом добору

При оцінці на стійкість рослин сортів Восход і Таврійський виявлено, що застосування штучного інфекційного фону та добору стійких рослин у поколіннях дозволяє суттєво підвищити стійкість до збудника антракнозу та створити генетично однорідні за стійкістю лінії сортів кавунів, котрі доцільно використовувати для вивчення характеру успадкування стійкості в F₂ та F₁ (ЗС), F₂ (ЗС) аналізуючих схрещувань.

ВИСНОВКИ

1. Найбільш ефективним методом виділення C.lagenarium у чисту культуру, при якому не спостерігається ріст інших мікроорганізмів на живильному середовищі, є фламбування стерильної ураженої тканини. З метою масового напрацювання інокулюму для штучного зараження рослин кавунів слід застосовувати середовища Чапека та вівсяне.

2. Оптимальними параметрами зараження рослин кавунів є температура 28-30°С та експозиція у вологій камері протягом 40-50 годин, при яких реєструється найменша тривалість інкубаційного періоду С.lagenarium.

3. Електронно-мікроскопічними дослідженнями встановлено, що за умов наявності оптимальної температури (28-30°С) та необхідної вологості повітря проростання конідій збудника антракнозу кавуна відбувається протягом 6-8 годин як у краплі води, так і на поверхні листків.

4. Найбільш ефективним методом розмноження моноспорових ізолятів збудника антракнозу кавуна, який дозволяє досягти розділення скупчення конідій до концентрації поодиноких спор, є фракціювання за допомогою центрифуги. Рівномірний розподіл скупчення конідій відбувається шляхом центрифугування суспензії при 20000 об./хв протягом 20 хвилин.

5. Популяція збудника антракнозу кавуна гетерогенна за ознакою вірулентності. До її складу входять 1,3 і 5-та фізіологічні раси, з яких раса 1 є широко спеціалізованою і займає домінуюче положення в популяції.

6. На природному інфекційному фоні найвищу ступінь стійкості до збудника антракнозу кавуна виявлено у сортів кавунів Star Brain, Congo, Sweet princess, Charleston Gray, Fairfax, Славутич, Голопристанський, Лиманський, до збудника фузаріозного в'янення - у сортів кавунів Star Brain, Лиманський, Charleston Gray, Fairfax, Кардофанський, Орфей, Congo, у сортів динь - Ret comet, Cuban onden, Mildew resistant, Лада, Таболінка, Титовка, Дана, Кампо. До збудника борошнистої роси динь найвищу ступінь стійкості мали сорти Rio gold, Джакумба, PMR-450, РМR-6, Zajolla, Кампо, Melon resistant, PMR golden cup 55, Лада, Куруме №1, до збудника бактериальної кутової плямистості - Лада, Валенсія, Honew Dew, PMR-6.

7. Комплексну стійкість до збудників антракнозу та фузаріозного в'янення виявлено у сортів кавунів Star Brain, Congo, Fairfax, Лиманський, Козацький, Протектор 2, Гетьман, Орфей, Charleston Gray, Кардофанський. Сорт дині Кампо мав комплексну стійкість до збудників фузаріозного в'янення та борошнистої роси, Лада - до збудників антракнозу, борошнистої роси та бактеріозу, Таболінка - до збудників антракнозу, фузаріозного в'янення та бактеріозу.

8. На штучному інфекційному фоні найвищу ступінь стійкості до раси 1 збудника антракнозу кавуна мали сорти Star Brain, Congo, Лиманський, Славутич, Sweet princess, Голопристанський, до раси 5 - Star Brain, Лиманський.

9. При температурі 28-30°С та експозиції рослин у вологій камері протягом 40-50 годин тривалість інкубаційного періоду C.lagenarium у високостійких сортів (Star Brain, Лиманський, Славутич) становить 13 днів, у стійких сортів (Астраханський, Гетьман, Таврійський) - 10 днів, у сприйнятливих (Огоньок, Мелітопольський 60 та Роза Юго-Востока) - 5 днів.

10. Тривалість інкубаційного періоду є показником стійкості сорту. Тому селекція на ознаку тривалості інкубаційного періоду є складовою технології створення стійких сортів до антракнозу.

11. Тип успадкування та вплив цитоплазми материнської рослини в успадкуванні стійкості до C.lagenarium залежить від вихідних форм: при використанні як донорів стійкості сортів Star Brain, Славутич (високостійкі) і Красень (відносно стійкий) у діалельних гібридах відзначали домінантний тип успадкування, впливу цитоплазми материнської рослини не спостерігали; при використанні сортів Астраханський, Таврійський (стійкі) у прямих схрещуваннях відзначали домінантний тип успадкування, у зворотних схрещуваннях - проміжний, отже, спостерігали вплив цитоплазми материнської рослини.

12. Шляхом застосування штучного інфекційного фону та добору стійких рослин в наступних поколіннях підвищено імунологічну однорідність стійкості сортів кавунів Восход і Таврійський до збудника антракнозу.

Рекомендації для селекції на стійкість.

Селекційним установам рекомендується використовувати як донори стійкості до збудника антракнозу сорти кавунів Star Brain, Лиманський, Славутич, Голопристанський, Congo, Sweet princess з найвищою стійкістю до першої раси та Star Brain, Лиманський до п'ятої раси.

Список опублікованих праць:

1. Лісовий М.П., Чабанов А.С. Методи виділення збудника антракнозу кавуна в чисту культуру // Вісник аграрної науки. - 2001. - №1. - С. 44-46.

2. Чабанов А.С. Аналіз стійкості реципрокних гібридів кавуна проти збудника антракнозу // Вісник аграрної науки. - 2001. - №10. - С. 80-81.

3. Чабанов А.С. Вплив температури повітря на динаміку проростання конідій збудника антракнозу кавуна // Науковий вісник НАУ. - К., 2001. - Вип.37. - С.88-90.

4. Чабанов А.С. Антракноз кавунів // Захист рослин. - 2001. - №11. - С.12.

5. Чабанов А.С. Болезни, вредители бахчевых культур и меры борьбы с ними // Бахчевые культуры. - К.: Аграрна наука, 2000. - С. 147-155.

6. Чабанов А.С. Особливості розвитку антракнозу та стійкість кавунів до збудника хвороби // Овочівництво і баштанництво: Міжвід. темат. наук. зб. - Харків, 2001.- Вип. 46. - С. 232-236.

7. Чабанов А.С. Оцінка генетичних ресурсів кавунів і динь на стійкість щодо збудників хвороб // Захист і карантин рослин: Міжвід.темат.наук.зб. - К., 2001. - Вип. 47. - С.56- 69.

8. Чабанов А.С. Джерела стійкості баштанних культур до збудників основних хвороб // Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений: Тез. докл. междунар. конф. молодых ученых, 2-7 июль 2001 г., г. Харьков. - Х., 2001. - С. 116-117.

Чабанов Андрій Семенович. Антракноз кавуна та розробка методів створення стійких сортів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 06.01.11 - фітопатологія. Національний аграрний університет, Київ, 2002.

Удосконалено методи виділення збудника антракнозу кавуна у чисту культуру, які передбачають стерилізацію уражених зразків фламбуванням, приготування суспензії конідій (для розмноження моноспорових ізолятів) центрифугуванням, вирощування ізолятів in vitro на вівсяному агаризованому середовищі та середовищі Чапека. Встановлені оптимальні параметри зараження рослин кавунів збудником хвороби в залежності від температури та експозиції їх у вологій камері. За допомогою скануючого мікроскопу зафіксовано утворення ложа, конідій та їх проникнення у тканину рослини-господаря. Вивчено популяцію патогена в умовах півдня України. Зроблено оцінку стійкості генетичних ресурсів кавунів та динь щодо збудників антракнозу, фузаріозного в'янення, борошнистої роси та бактеріальної кутової плямистості. На штучному та природному інфекційних фонах виявлено стійкі форми кавунів та динь, які рекомендуються для використання при створенні стійких сортів до зазначених збудників хвороб. Встановлено, що тривалість інкубаційного періоду C.lagenarium залежить від стійкості сорту. Вивчено тип успадкування стійкості до збудника антракнозу (домінування, неповне домінування, проміжний, рецесивний) гібридів кавуна, отриманих при прямих та зворотних схрещуваннях. Виявлено роль цитоплазми материнської рослини в успадкуванні стійкості.

Ключові слова: антракноз кавуна, розробка методів, C.lagenarium, in vitro, моно спорові ізоляти, селекція на імунітет, генетичні джерела стійкості.

Чабанов Андрей Семенович. Антракноз арбуза и разработка методов создания устойчивых сортов. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 06.01.11 - фитопатология. Национальный аграрный университет, Киев, 2002.

Диссертация посвящена изучению биологических особенностей развития C.lagenarium и разработке методов создания устойчивых к антракнозу сортов арбуза.

Обоснованы методы и выбор питательной среды для выделения возбудителя антракноза в чистую культуру с целью массовой наработки спорового материала и применения его при создании искусственных инфекционных фонов. При этом наиболее эффективным методом для выделения патогена в чистую культуру является фламбирование стерильной пораженной ткани с плодов арбуза. Наиболее интенсивное накопление конидий наблюдали на овсяной среде и среде Чапека. Установлены оптимальные параметры заражения растений арбузов возбудителем антракноза в зависимости от температуры и экспозиции их во влажной камере. Наименьшая продолжительность инкубационного периода у восприимчивого сорта Огонек отмечалась при температуре 28°С и экспозиции во влажной камере при 40-50 часах. С помощью сканирующего микроскопа зафиксировано образование ложа на гифах мицелия, конидий на поверхности листьев и характер их проникновения в ткань хозяина. При этом инфекционные ростки конидий C.lagenarium проникали непосредственно через кутикулу листьев арбуза, а не через устьица и чечевички.

Разработан метод приготовления суспензии конидий для размножения моноспоровых изолятов (с помощью центрифугирования). Впервые в Украине проведено изучение популяции возбудителя антракноза арбуза с использованием инокуляции тест-сортов моноспоровыми изолятами. Установлено, что в состав популяции C.lagenarium входят 1, 3 и 5 физиологические расы. Первая раса наиболее распространенная и занимает доминирующее положение в популяции патогена.

Проведена фитопатологическая оценка устойчивости сортов арбуза и дыни коллекционного питомника к основным возбудителям болезней: антракноза, мучнистой росы, фузариозного увядания и бактериоза. На естественном фоне установлены резистентные формы арбуза и дыни, которые рекомендуется использовать как исходный материал для селекционной работы; для получения новых высокоустойчивых сортов к основным, наиболее вредоносным возбудителям болезней, с комплексом других ценных признаков. Высокую полевую устойчивость к возбудителю антракноза арбуза имели сорта Star Brain, Congo, Sweet princess, Charleston Gray, Fairfax, Славутич, Голопристанский, Лиманский, к возбудителю фузариозного увядания - Star Brain, Лиманский, Charleston Gray, Fairfax, Кордофанский, Орфей, Congo, с сортов дынь - Ret comet, Cuban onden, Mildew resistant, Лада, Таболинка, Титовка, Дана, Кампо. К возбудителю мучнистой росы дынь Rio gold, Джакумба, PMR-450, РМR-6, Zajolla, Кампо, Melon resistant, PMR golden cup 55, Лада, Куруме №1, к бактериозу - Лада, Валенсия, Honew Dew, PMR-6. Комплексную устойчивость к возбудителям антракноза и фузариозного увядания имели сорта арбуза Star Brain, Congo, Fairfax, Лиманский, Казацкий, Протектор 2, Гетьман, Орфей, Charleston Gray, Кордофанский. Сорт дыни Кампо имел комплексную устойчивость к возбудителям фузариозного увядания и мучнистой росы, Лада - к возбудителям антракноза, мучнистой росы и бактериоза, Таболинка - к возбудителям антракноза, фузариозного увядания и бактериоза.

На искусственном инфекционном фоне выявлены генетические источники устойчивости сортов арбуза к 1 расе C.lagenarium (Star Brain, Congo, Sweet princess, Славутич, Голопристанский, Лиманский), как наиболее распространенной и 5 (Star Brain, Лиманский), как наиболее вирулентной.

Установлено, что продолжительность инкубационного периода возбудителя антракноза зависит от типа устойчивости сортов и составляет у высокоустойчивых сортов арбузов 13 дней, в устойчивых сортов - 10 дней, у восприимчивых - 5 дней. Таким образом, селекция на длительность инкубационного периода является составной частью технологии создания устойчивых сортов.

Изучено тип наследования устойчивости к возбудителю антракноза (доминирование, неполное доминирование, промежуточный, рецессивный) гибридов арбуза, полученных при прямых и обратных скрещиваниях. Выявлено роль цитоплазмы материнского растения в наследовании устойчивости. При использовании за доноры устойчивости сорта Star Brain, Славутич, у диалельных гибридах отмечали доминантный тип наследования, влияние цитоплазмы материнского растения не обнаружено; при использовании сортов Астраханский, Таврийский в прямых скрещиваниях отмечали доминантный тип наследования, а в обратных промежуточный, что говорит о влиянии цитоплазмы материнского растения на наследование устойчивости к C.lagenarium.

С помощью создания искусственных инфекционных фонов и отбора устойчивых растений в поколениях проведено повышение иммунологической однородности сортов Восход и Таврийский к возбудителю антракноза арбуза.

Ключевые слова: антракноз арбуза, разработка методов, C.lagenarium, in vitro, моноспоровые изоляты, селекция на иммунитет, генетические источники устойчивости.

Сhabanov Andrey Semenovich. Water-melon anthracnosis and elaboration of the methods for creation of resistant varieties. - Manuscript.

The dissertation for the degree of candidate of biological sciences on the speciality 06.01.11 - phytopathology. National agricultural university, Kyiv, 2002.

The dissertation is devoted to the studying of biological peculiarities of C.lagenarium development and elaboration the methods of creation of resistant to anthracnosis varieties. The methods and choice of nutrient medium for isolation of agent in clean culture (for obtaining mass quantity of infectious material) are substantiated. It was shown, that affected tissue, isolated from fruits of melon and water-melon, is better to use for express-method of accumulation of C.lagenarium conidia in vitro than affected tissues, isolated from leaves. The optimal parameters of infecting of water-melon depending on the temperature and exposition of plants in humid camera were established. With the help of electron microscope the process of formation of boxes, conidia and their penetration of host tissue were fixed. The method of monosporous isolates reproduction is worked out. First time in Ukraine the composition of C.lagenarium population was studied and it was established that it includes the 1st, the 3rd and the 5th physiological races. With use of artificial and natural inoculation the evaluation of genetic resourses of the water-melon and the melon in the collection nursery to the main diseases (anthracnosis, fusariosis, milldew and bacteriosis) was made . The varieties of water-melon and melon with complex resistance to these agents and varieties, which were high-resistant to the 1^st race of C.lagenarium (as to the most widely spread) and to the 5^th race (as to the most virulent) are described. It was established, that the terms of incubation period of C.lagenarium depends on the type of varieties resistance and longs in high-resistant varieties of water-melon 13 days, in resistant sorts - 10 days and in sensitible forms - 5 days. The type of inheritance of resistance to anthracnosis agent (domination, not complete domination, intermediate, recessive) in hybrids of water-melon obtained at direct and backward crossing was studied. The role of maternal plant cytoplasm at resistance inheritance has been revealed..

Кey words: water-melon anthracnosis, elaboration of methods, C.lagenarium, in vitro, monosporous isolates, selection for immunity, genetic sources of resistance.

Размещено на Allbest.ru

...