Устойчивость озимой пшеницы к фузариозу колоса и возможности ее повышения селекционно-иммунологическими методами

• Автор: Аблова, Ирина Борисовна
• Шифр специальности: 06.01.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 137 с. : ил.

Содержание:
Введение
Глава 1. Обзор литературы
1.1. Географическое распространение возбудителя фузариоза колоса озимой пшеницы - гриба F.gramineamm Schwabe
1.2. Биологические особенности и вредоносность возбудителя фузариоза
колоса пшеницы
1.3. Состояние исследований и возможности селекции пшеницы на устойчивость к фузариозу колоса
Глава 2. Условия проведения опытов, материал и методика исследований
2.1. Агроклиматические условия проведения опытов
2.2. Материал и методика исследований
Глава 3. Некоторые биологические особенности развития F.grammearum Schwabe .тлсчг
3.1. Видовой состав возбудителей фузариоза кшШфозимой пшеницы в Краснодарском крае ’ '
3.2. Культурально-морфологические особенности изолятов F.graminearum
3.3. Изучение патогенности изолятов F.graminearum
3.4. Количество генераций и споропродуктивность патогена в течение вегетации озимой пшеницы
Глава 4. Методы создания инфекционного фона в селекции на устойчивость к фузариозу колоса
4.1. Сроки и способы инокуляции
4.2. Формы инокулюма и инфекционные нагрузки
Глава 5. Устойчивость озимой пшеницы и тритикале к фузариозу колоса
5.1. Методы оценок устойчивости и критерии отбора устойчивых генотипов
5.2. Механизмы устойчивости растений пшеницы к фузариозу колоса
5.3. Поражение коллекционных образцов озимой пшеницы фузариозом колоса
5.4. Устойчивость сортов и линий озимых мягкой, твердой пшеницы и тритикале к фузариозу колоса
Выводы
Практические предложения
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ
Краснодарский край является одним из основных производителей высококачественного зерна пшеницы в Российской Федерации. В последние годы на территории края участились эпифитотии фузариоза колоса, вызываемые грибами рода Fusarium. Потери от этого заболевания носят не только количественный, но и качественный характер. В результате поражения зерна пшеницы резко ухудшаются его технологические и хлебопекарные качества. Кроме того, из-за накопления токсинов зерно становится непригодным для использования в пищу и на фураж. Так, в 1985 году в Краснодарском крае фузариозом колоса было поражено 9,3% посевных площадей озимой пшеницы, в 1987 - 57,2%, а в 1988 - 74,9% (77). Валовый сбор фузари-озного зерна в эти годы составлял 3...4 млн. тонн. Содержание вомитоксина в 1987 году колебалось от 0,4 до 2,9 мг/кг зерна (51). В 1992 году при поражении 70% посевов озимой пшеницы прямые потери зерна в отдельных хозяйствах достигали 20-50% (91).
Причинами возникновения эпифитотий являются: чрезмерная насыщенность севооборотов зерновыми культурами (более 60%), увеличение количества вносимых азотных удобрений, вызывающих дисбаланс минерального питания, увлечение поверхностными обработками почвы, высокая влажность воздуха в период колошение - созревание зерна пшеницы. Широкое использование фунгицидов для борьбы с листовыми болезнями привели к накоплению видов рода Fusarium, так как снизилась конкурентная борьба между различными видами патогенов. Недостаточный уровень устойчивости к патогенам районированных сортов, отсутствие специфических фунгицидов, способных эффективно подавлять развитие фузариевых грибов и опасность накопления продуктов их распада в зерне (69, 123, 267) позволяют утверждать, что наиболее действенным и эффективным является селекционный способ защиты посевов.
В селекционном плане проблема фузариоза колоса является трудноразрешимой из-за того, что отсутствуют надежные, иммунные доноры устойчивости к Fusarium spp. Нет четких критериев отбора резистентных генотипов, устойчивость к патогенам носит полигенный характер, то есть контролируется множеством механизмов, каждый из которых обеспечивает сопротивляемость растений на определен-

ных этапах развития колоса и зерновки. Кроме того, недостаточно изучены биологические особенности возбудителя заболевания.
Более века пристальное внимание ученых всего мира привлекают различные аспекты исследования грибов рода Fusarium, устойчивости к ним сельскохозяйственных растений. Несмотря на некоторый прогресс в области повышения устойчивости пшеницы к фузариозу колоса, ряд вопросов продолжает оставаться весьма актуальным и нуждается в углубленном изучении.
Определенные успехи в создании устойчивых сортов и изучении генетической природы резистентности к фузариозу колоса достигнуты в Китае (128). Китайскими селекционерами впервые создан устойчивый сорт Sumai 3, чуть позже получен сорт Wangshuibai и ряд линий на основе Sumai 3 с хорошей устойчивостью к болезни. Большинство резистентных генотипов китайского происхождения являются яровыми и не подходят для зон с умеренным климатом из-за слабой зимостойкости (262).
Данные по устойчивости к фузариозу колоса сортов озимой пшеницы отечественной селекции, адаптированных к местным условиям, весьма скудны. Вопросы сортовой дифференциации изучали М.Я.Иванченко (1954, 1960), М.Ф.Григорьев (1990), Т.Ю.Гагкаева (1994), Л.К.Анпилогова (1992, 1994).
В Краснодарском крае приоритет в области селекции сортов, устойчивых к фузариозу колоса, принадлежит Краснодарскому НИИСХ, где нами с 1988 года ведутся целенаправленные исследования, целью которых является скрининг методов заражения, оценки и отбора генотипов, устойчивых к заболеванию, выявление доноров устойчивости среди коллекционного, селекционного материала и изучение их хозяйственно-полезных признаков, селекция сортов озимой пшеницы с повышенной устойчивостью к заболеванию, обладающих различными механизмами защиты.
В соответствии с целью исследований предусматривалось решить следующие задачи:
- идентифицировать видовой состав возбудителей фузариоза колоса в Краснодарском крае;
- изучить некоторые биологические особенности гриба F.graminearum, определить характер патогенеза на различных по уровню устойчивости сортах пшениц;
- создать постоянно действующий полевой инфекционный фон по фузариозу колоса, наиболее полно дифференцирующий устойчивость к болезни;

В 1995 году цветение наблюдалось в 3-й декаде мая, которая была очень жаркой и сухой. Средняя за декаду температура воздуха составила +23°С, что на +5°С выше средней многолетней. Максимальная температура воздуха повышалась до +30...34°С. Осадки не выпадали. Средняя относительная влажность воздуха достигала лишь 50%, что на 15% ниже нормы. С 19 мая сохранялся бездождный период, продолжительность которого составила 31..33 дня. Первичного инокулюма (аскоспор) в периоде было мало, т.к. возбудитель находился в “депрессии” из-за сухого лета и сухой осени 1994 года. Частота встречаемости стеблей кукурузы с перитециями (МЬЬеге11а геае, которые и являются источником инфекции, составила в среднем 0,05...0,08. Таким образом, отсутствие осадков, недостаточная относительная влажность воздуха (50% вместо 70% и выше), низкий инфекционный потенциал О.геае обусловил низкую встречаемость или полное отсутствие фузариоза колоса на посевах озимой пшеницы.
В 1996 году фаза цветения озимой пшеницы началось во второй декаде мая, которая характеризовалась жаркой и сухой погодой. За эту декаду в Краснодаре выпало 10,6 мм осадков (ниже нормы). Средняя температура воздуха +20,7°С (выше средней многолетней), максимальная температура повышалась до +31°С. Средняя относительная влажность воздуха составила 65%. Жаркая погода декады ускорила развитие озимой пшеницы.
В третьей декаде мая цветение еще продолжалось у позднеспелых форм и началась фаза образования зерна. Эта декада была также жаркой и сухой. Средняя температура воздуха составила +18,8°С, максимальная повышалась до +28°С. Осадков за декаду выпало всего 5,2 мм. Средняя относительная влажность воздуха составила 67%.
Сухая, жаркая и ветреная погода июня, когда происходило формирование и созревание зерна, способствовала ускоренному созреванию пшеницы и подавила развитие фузариоза колоса как на естественном, так и на искусственном фонах.
Частота встречаемости стеблей кукурузы с перитециями весной 1996г. составила 0,03...0,05, что еще ниже, чем в 1995г. (0,05...0,08). Поэтому на посевах в КНИИСХ фузариоз колоса не наблюдался.
В 1997 году цветение озимой пшеницы началось во второй декаде мая. Декада была преимущественно сухой и жаркой. Средняя декадная температура воздуха бы-