Сельскохозяйственная биология, 2009, № 5, с. 90-93.

УДК 633.111:632.4

РАЗВИТИЕ СЕПТОРИОЗА НА КОЛЛЕКЦИОННЫХ ОБРАЗЦАХ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ

Л.Е. КОЛЕСНИКОВ, Э.А. ВЛАСОВА, А.А. ВИНОГРАДОВ

В течение 2001-2006 годов изучали развитие возбудителя септориоза на 137 образцах мягкой пшеницы. Установлено, что большинство устойчивых к септориозу образцов получено из США и в основном представлено формами Triticum aestivum var. lutescens. Наибольшую устойчивость проявили образцы из смешанной популяции var. milturum и var. lutescens. Построены графические модели, отражающие взаимосвязи между различными биометрическими показателями развития возбудителя септориоза.

Ключевые слова: септориоз, мягкая пшеница, моделирование патогенеза.

Септориоз зерновых культур в настоящее время распространен более чем в 50 странах, в том числе на пшенице выявлено 10-15 видов возбудителя, из которых наиболее вредоносны Septoria nodorum Berk., S. tritici Rob. ex Desm. и S. avenae Frank. (1-5). Главную опасность для этой культуры представляет септориоз колоса (возбудитель S. nodorum Berk.), который может передаваться с семенами (6).

Целью настоящей работы была оценка развития септориоза на образцах мягкой пшеницы разного эколого-географического происхождения.

Методика. В 2001-2006 годах выполняли мониторинг патогенеза септориоза на 137 образцах мягкой пшеницы в условиях опытного поля Всероссийского НИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова (ВИР) (г. Пушкин, Ленинградская обл.), а также лабораторную идентификацию патогенов. Образцы Triticumaestivum L. (разновидности erythrospermum, ferrugineum, graecum, milturum, lutescens, аlbidum, leuсospermum, erythroleucum, alborubrum, aureum) предоставлены отделом генетических ресурсов пшеницы ВИР. Растительный материал был получен из следующих регионов: Россия, Кавказ, Южная Америка (Мексика, Бразилия, Эквадор, Аргентина, Венесуэла), Восточная Европа (Венгрия, Польша, Югославия, Болгария, Чехословакия, Словения), Африка (ЮАР, Кения, Судан), европейская часть бывшего СССР (Украина, Беларусь, Молдова), Северная Европа (Великобритания, Норвегия, Финляндия, Швеция, Дания, Исландия, Ирландия), Центральная Европа (Франция, Германия, Нидерланды, Бельгия, Швейцария), Австралия, Новая Зеландия, Северная Америка (США, Канада), Южная Европа (Италия, Испания, Португалия, Греция), Азия (Китай, Япония, Индия, Монголия).

Развитие септориоза на образцах T. aestivum L. оценивали по интенсивности поражения поверхности флагового и предфлагового листьев согласно иллюстрированной шкале W.O. James (7). Учеты были приурочены к основным фазам онтогенеза растений пшеницы (по шкале Фиикеса): начало цветения (10.5.1); окончание цветения, зерно водянистое (10.5.4.) и 11.1 (созревание, молочная спелость зерна).

Типы реакции образцов на внедрение возбудителей септориоза определяли по 4-балльной шкале, разработанной во Всероссийском НИИ фитопатологии (ВНИИФ, Московская обл., пос. Большие Вяземы): 0 — симптомов нет; 1 — мелкие темные точечные некрозы (1-2 мм); 2 — темно-бурые разрастающиеся пятна, окруженные хлорозом; 3 — светло-бурые или бурые разрастающиеся пятна, окруженные хлорозом, и 4 балла — неограниченные светло-бурые или бурые пятна, окруженные некрозом.

Идентификацию видов возбудителя септориоза проводили при микрокопировании листовой поверхности образцов T. aestivum L.

Площадь поверхности пикноспор определяли у S. nodorum Berk., рассчитывая, как площадь боковой поверхности цилиндра Sd, которую принимали равной площади его прямоугольной развертки: Sd = pDН, где ширина споры равна диаметру цилиндра (D), длина — высоте цилиндра H (8). Размеры пикноспор определяли с помощью окулярного  микрометра.

Статистическую обработку данных выполняли с использованием пакетов прикладных программ Statistica 6.0, Stadia, StatGraphics.

Результаты. Световая микроскопия показала доминирование возбудителя септориоза S. nodorum Berk. наряду с S. tritici Rob. ex Desm. За период наблюдения мы не обнаружили развития септориоза на растениях 10 образцов пшеницы — сортов Blueboy (к-48246), Ранняя 12 (к-45347), Transfer (к-45301), KS-90-WGRC-10 (к-062377), Riley 67 (к-48254), Cebeco-97 (к-50593), Norman (к-56760), Brevit (к-38168), Democrat (к-05883), Clement (к-49866). Большинство (60 %) устойчивых к септориозу образцов было получено из США, причем 60 % из них представлено разновидностью
T. aestivum var. lutescens.

Рис. 1. Зависимость между сте-пенью поражения септориозом поверхности флагового листа растений и значениями балльной оценки выявленных типов реакции у образцов мягкой пшеницы. Доверительный интервал — 95 % (Ленинградская обл., 2001-2006 годы).

Параметрический корреляционный анализ выявил, что показатели развития болезни на поверхности флагового листа положительно коррелировали с балльной оценкой типа реакции: r = 0,48, P < 0,05 (рис. 1). Сопряженность развития возбудителя на поверхности флагового и предфлагового листьев характеризовалась величиной коэффициента корреляции Пирсона r = 0,74, P < 0,05.

Наибольшую устойчивость к болезни проявили образцы из смешанной популяции T. aestivum L., представленной генетическими разновидностями var. milturum и var. lutescens, у которых доля пораженной поверхности флагового листа составила 1,78±0,44 % (95 % доверительный интервал — 0,92-2,64 %).

Большинство разновидностей мягкой пше-ницы (популяции var. milturum, var. alborubrum; var. albidum, var. lutescens; var. leuсospermum; var. ferrugineum; var. aestivum; var. albidum, var. alborubrum; var. erythrospermum, var. ferrugineum; var. lutesсens; var. albidum; var. erythrospermum; var. milturum; var. aureum; var. erythroleucum; var. graeсum; var. milturum, var. lutescens, var. albidum) характеризовалось 95 % доверительным интервалом степени развития болезни 3,01-8,21 %. Доля пораженной поверхности флагового листа у растений из смешанных популяций var. albidum, var. graecum и var. erythrospermum, var. graecum составляла соответственно 8,85±0,20 % (95 % доверительный интервал — 8,46-9,24 %) и 17,64±0,10 % (95 % доверительный интервал — 17,44-17,83 %). Максимальную интенсивность поражения зарегистрировали на растениях var. al-bоrubrum — 20,49±8,05 % (95 % доверительный интервал — 4,70-36,27 %).

Ранжирование изученных разновидностей T. aestivum L. по средним значениям степени поражения септориозом предфлаговых листьев показало, что минимальным развитием возбудителя характеризовались var. milturum и var. lutescens (2,81±2,34 %; 95 % доверительный интервал — 0-7,41 %), максимальным — var. albоrubrum (22,16±7,84 %; 95 % доверительный интервал — 6,81-37,52 %).

Рис. 2. Выборочное масштабирование изученных разновидностей мягкой пшеницы в координатах двух факторов шкалирования по показателям степени поражения септориозом поверхности флагового и предфлагового листьев, а также балльной оценки типа реакции растений: 1 — var. milturum и var. lutescens; 2 — var. milturumи var. alborubrum; 3 — var. erythrospermumи var. ferrugineum; 4 — var. albidumи var. lutescens; 5 — var. leuсospermum; 6 — var. albidumи var. graecum; 7 — var. ferrugineum; 8 — var. erythrospermum; 9 — var. lutesсens; 10 — var. aestivum; 11 — var. albidum и var. alborubrum; 12 — var. graeсum; 13 — var. aureum; 14 — var. albidum;

15 — var. erythroleucum; 16 — var. milturum; 17 — var. erythrospermum и var. graecum; 18 — var. milturum; var. lutescens и var. albidum; 19 — var. albоrubrum. Оси F1 и F2 отображают взаимные расстояния между объектами (Ленинградская обл., 2001-2006 годы).

При многомерном шкалировании по интенсивности поражения септориозом поверхности флаговых и предфлаговых листьев, а также по типам реакции (рис. 2) установлено, что по устойчивости к септориозу разновидности мягкой пшеницы объединялись в группы: var. albidum, var. lutescens (популяция); var. leuсospermum; var. lutesсens; var. ferrugineum; var. erythroleucum; var. erythrospermum; var. graeсum; var. albidum; var. albidum, var. alborubrum (популяция); var. aestivum; var. erythrospermum, var. ferrugineum (популяция); var. aureum. На растениях перечисленных разновидностей пшеницы степень поражения патогеном поверхности флаговых и предфлаговых листьев составила соответственно R_{s. фл.} = 4,82±0,27 % и R_s. предфл. = 7,11±0,36 % при типе реакции T_s = 2,58±0,11 балла.
Наибольшую восприимчивость к патогену проявили растения var. albоrubrum (R_{s. фл.} = 20,49 %;  R_{s. предфл.} = 22,16 %; T_s = 3,5 балла). Высокой устойчивостью к септориозу характеризовались разновидности var. milturum и var. lutescens (R_{s. фл.} = 1,78 %;  R_{s. предфл.} = 2,81 % при типе реакции T_s = 1,0 балла).

Была обнаружена достоверная положительная корреляция между величиной пикноспор S. nodorum Berk. и интенсивностью поражения септориозом флаговых листьев пшеницы (r = 0,73). Зависимость площади пикноспор S_δ (мкм²) от степени развития возбудителя септориоза Rs. фл. имела следующий вид:

S_δ = a + bR_{s. фл.},

где a = 136,551, b = 1,66142.

Изменение интенсивности поражения микромицетом поверхности флагового листа в зависимости от его площади можно представить в виде двумерных карт, на которых высоту сглаживающей поверхности отражает тональная шкала, характеризующая площадь поверхности пикноспор (мкм²). Графическая модель позволяет оценивать взаимосвязь между этими показателями (рис. 3) и в формализованном виде описывается уравнением множественной линейной регрессии:

R_{s. фл.}  = a₀ + a₁S_зл.+ a2S_δ,

где R_{s. фл.} — степень поражения септориозом флаговой листовой поверхности, %; S_зл. — площадь листовой поверхности, см²; S_δ — площадь пикноспор, мкм²; коэффициенты a₀ = -48,22, a₁ = 0,000528 и a₂ = 0,3796. Статистические характеристики точности параметров модели: r_множ. = 0,64; F = 7,489, P = 0,0037.

Таким образом, приведенные биометрические данные оценки развития возбудителя септориоза на растениях различных по устойчивости образцов мягкой пшеницы могут быть использованы в фитопатологической и селекционной практике, а также при создании компьютерных систем фитосанитарного контроля биоценозов.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Ж у к  Е.И. Роль сорта в развитии септориоза колоса яровой пшеницы. В сб.: Актуальные проблемы интегрированной защиты растений. Несвиж, 2007: 91-96.
2. И ш к о в а  Т.И.,  Б е р е с т е ц к а я  Л.И.,  Г а с и ч  Е.Л. и др. Диагностика основных грибных болезней хлебных злаков. СПб, 2002: 35-37.
3. К о б ы л ь с к и й  Г.И. Физиологические особенности мутантов гриба SeptorianodorumBerk. и их роль в адаптации патогена к условиям существования. С.-х. биол., 2001, 5: 95-100.
4. С т р и ж е к о з и н  Ю.А.,  П ы ж и к о в а  Г.В. Математические модели развития и вредоносности септориоза и бурой ржавчины пшеницы. Докл. РАСХН, 2001, 4: 16-18.
5. Т е т е р е в н и к о в а - Б а б а я н  Д.Н. Грибы рода Septoria в СССР. Ереван, 1987.
6. С а н и н а  А.А. Определение пораженности семян пшеницы грибом Septorianodorum. Защита и карантин растений, 2000, 4: 19.
7. J a m e s  W.O. An illustrated series of assessment for plant diseases prepаration and usage. Can. Plant Dis. Survey, 1971, 51(2): 36-55.
8. Р ы в к и н  А.А.,  Р ы в к и н  А.З.,  Х р е н о в  Л.С. Справочник по математике. М., 1964.

ON WHEAT LEAF BLOTCH AGENT’S DEVELOPMENT IN PLANTS OF COLLECTION SAMPLES OF SOFT WHEAT

L.E. Kolesnikov, E.A. Vlasova, A.A. Vinogradov

During 2001-2006 years the authors have investigated the winter wheat leaf blotch’s development on 137 collection samples of soft wheat. It was established that the most of wheat leaf blotch resistant samples was introduced from USA and was made up on basis of Triticum aestivum var. lutescens. It was marked that the greatest resistance to disease was shown with samples from mixed population of Triticum aestivum L., has been compounding of milturum and lutescens varieties. The graphic models indicating interrelations between various parameters of wheat leaf blotch agent’s de-velopment were constructed.

Key words: wheat leaf blotch, soft wheat, simulation of pathogenesis.

Оформление электронного оттиска