Расовая принадлежность семян заразихи, паразитирующей на подсолнечнике, с разных полей ряда регионов РФ в 2025 году

Научная статья УДК 633.854.78

Введение. Заразиха (Orobanche cumana Wallr.), паразитирующая на подсолнечнике (рис.), является его облигатным паразитом, будучи еще и высшим растением. За время более чем столетней эволюции, питаясь исключительно метаболитами подсолнечника, это растение-паразит успешно приспосабливалось к изменениям, происходящим в растении-хозяине, утратив со временем корни, листья, хлорофилл за ненадобностью. О принадлежности O. cu-mana к высшим растениям (семейство Oro-banchaceae) внешне свидетельствуют лишь стебель с цветками на нем, в которых после опыления созревают плоды-коробочки с обильным количеством (2000–5000 в каждой) мельчайших, пылевидных семян, легко высыпающихся при их созревании [1]. В ходе сопряженной эволюции с подсолнечником заразиха приспособилась длительно (до 20 лет) сохранять всхожесть семян, если они находятся в почве [2; 3]. При этом прорастают семена лишь под влиянием экссудатов из молодых корней растений подсолнечника, когда находятся от них на расстоянии не более 3 мм [1].

Рисунок – Созревшие растения заразихи ( Orobanche cumana Wallr.), паразитирующей на корнях подсолнечника

Fig. – Mature plants of broomrape ( Orobanche cumana Wallr.), parasitizing sunflower roots

Врастая в корень растения подсолнечника, проросток семени заразихи достигает сосудистой системы, его апикальные клетки проникают в сосуды. Это является сигналом к делению проникших в корень клеток проростка заразихи и формированию снаружи корня запасающего органа – клубенька, в клетках которого накапливаются питательные вещества, получаемые из флоэмы и ксилемы растения-хозяина. В дальнейшем в клубеньке формируются одна или несколько меристем. Каждая из них может дать начало стеблю со множеством цветков [1].

Подсолнечник возделывают во многих странах мира, и в большинстве из них O. cumana представляет собой одно из главных ограничений в его производстве [4–10]. В Российской Федерации подсолнечник является основной масличной культурой, благодаря которой страна обеспечивает себя растительным маслом. Высокая рентабельность привлекает землепользователей возделывать его, как можно чаще. Вместо научно обоснованного севооборота (8–10 лет) возврат этой культуры на прежнее поле практикуется через 1–3 года. Посевные площади под подсолнечником в РФ непрерывно увеличиваются на протяжении уже четверти века и в 2025 г. достигли, по данным Росстата, 11,043 млн га [11]. При возделывании неустойчивых сортов или гибридов происходит быстрое засорение и накопление семян заразихи в почве из-за сохранения ими длительной всхожести, учащается мутационный процесс у паразита, что приводит к быстрой потере устойчивости. Селекцию подсолнечника на устойчивость к заразихе приходится ускорять, хотя этот процесс и так является непрерывным.

Для создания искусственных инфекционных фонов при отборах образцов подсолнечника на устойчивость к заразихе необходимо применять семена паразита наибольшей вирулентности. При этом следует проверять сначала их расовую принадлежность. Сотрудники лаборатории иммунитета ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК ежегодно проводят идентификацию образцов семян заразихи с полей разных регионов РФ.

Целью данной работы было определить расовую принадлежность образцов семян заразихи, собранных в 2024–2025 гг. на отдельных полях ряда регионов возделывания подсолнечника в РФ.

Материалы и методы . Семена заразихи были собраны в 2024–2025 гг. на отдельных полях Краснодарского и Ставропольского краев, Ростовской, Саратовской, Самарской, Воронежской и Оренбургской областей.

Для определения их расовой принадлежности применяли следующие диффе- ренциаторы устойчивости подсолнечника: гибрид НК Брио (устойчив к пяти расам заразихи от А до Е), линию Р 96 (устойчива к расе F испанского типа и всем предыдущим) и линию RG (устойчива к расе G и всем предыдущим). В качестве восприимчивого ко всем расам заразихи контрольного варианта использовали сорт подсолнечника ВНИИМК 8883 улучшенный, который не был селектирован на устойчивость к заразихе.

Искусственный инфекционный фон создавали в пластиковых ящиках размером 50 × 20 × 20 см, заполненных почвеннопесчаной смесью (3 : 1), смешанной с семенами заразихи в соотношении 200 мг на 1 кг. Семена дифференциаторов устойчивости подсолнечника вместе с контрольным вариантом высевали в ящики рядами по 10 штук. Ящики помещали в камеру искусственного климата фитотрона, где при соответствующей освещенности обеспечивался 16-часовой фотопериод и температурный режим 25–27 °С. Умеренный полив проводили при подсыхании верхнего слоя почвы. Через 25 дней после появления всходов растения выкапывали, отмывали корни водой и учитывали степень поражения каждого растения (количество клубеньков и побегов паразита на корнях одного пораженного растения), усредняя ее затем для 10 растений каждого дифференциатора и сравнивая с поражением контрольного варианта [12].

Результаты и обсуждение. Идентификация расовой принадлежности семян заразихи в образцах, собранных в период 2024–2025 гг. с 26 полей шести регионов, показала, что большинство из них представлены смесью рас Е, F, G (таблица). Десять образцов содержат также примесь наиболее вирулентного в настоящее время биотипа, поражающего линию-дифференциатор RG, устойчивую к расе G. Этот биотип получил обозначение по следующей букве латинского алфавита Н. Однако такое обозначение требует дальнейшего уточнения и проведения наблюдений за поражением гибридов подсолнечника, которые могут иметь другие гены устойчивости к расе G, чем линия RG. Этот новый биотип выявлен во всех образцах семян заразихи из Краснодарского края, Саратовской области, Милютинского района Ростовской и Шарлыкского Оренбургской областей (таблица). Примесь его семян в изученных образцах пока незначительная. Отметим, что по нашим более ранним наблюдениям он уже присутствовал на полях Матвеево-Курганского и Боковского районов Ростовской области в 2019 г. [12].

В большинстве изученных образцов семян заразихи раса G не является преобладающей за исключением одного из Краснодарского края, двух из Ростовской и трех образцов из Воронежской областей

(таблица). В большинстве образцов раса F превалировала, хотя присутствует примесь семян других, указанных выше рас. Привлекает внимание содержание расы Е, доминирующей в двух образцах семян (из Тбилисского района Краснодарского края и Шарлыкского Оренбургской области). При этом в этих образцах есть и примесь всех других рас (F, G, H). Раса Е также разделяет первенство либо с расой F (все образцы из Саратовской области и по одному из Ростовской и Самарской областей), либо с G (образец из Милютинского района Ростовской области).

Таблица

Степень поражения* дифференциаторов устойчивости подсолнечника заразихой, собранной на отдельных полях некоторых регионов России в 2024–2025 гг.

Table

Affection degree of sunflower resistance differentials by broomrape samples collected from selected fields in some regions of Russia in 2024–2025

Регион, район	Условный номер поля	Восприимчивый контроль ВНИИМК 8883	Дифференциаторы, устойчивые к расе			Раса, преобладающая в образце семян заразихи	Примесь других рас
			Е	F	G
Краснодарский к				рай
Тихорецкий	1	152	90	24	0,29	F	E, G, H
	2	174	171	94	1,00	G	E, F, H
Тбилисский	1	131	62	53	0,14	Е	F, G, H
Каневской	1	118	88	11	0,14	F	E, G, H
	2	186	176	51	0,14	F	E, G, H
Ставропольский край
Ипатовский	1	49	45	16	0,00	F + G
Изобильненский	1	33	69	2	0,00	F	G
Ростовская область
Милютинский	1	217	119	96	0,50	E + G	F, Н
Зерноградский	1	32	21	3	0,00	E + F	G
	2	12	13	11	0,00	G
Егорлыкский	1	65	70	18	0,00	F	G
Морозовский	1	34	29	5	0,00	F	G
	2	34	18	4	0,00	F	G
Саратовская область
Самойловский	1	236	116	14	0,60	E + F	G, Н
	2	306	163	12	0,63	E + F	G, Н
Вольский	1	264	172	9	0,00	E + F	G, Н
Самарская область
Большечерниговскийп	1	52           1	36 1	1 1	0,00	E + F	G
Оренбургская область
Шарлыкский	1	127	46	16	3,50	E	F, G, H
Бугурусланский	1	63	74	14	0,00	F	G
	2	78	114	10	0,00	F	G
Курманаевский	1	72	71	5	0.00	F	G
	2	84	115	3	0,00	F	G
Октябрьский	1	66	40	4	0,00	F	G
Воронежская область
Богучарский	1	56	50	30	0,00	F + G	Е
Павловский	1	80	80	41	0,00	F + G
	2	92	87	52	0,00	G	F
	3	104	82	18	0,00	F	E, G

*Примечание: степень поражения – количество особей заразихи на одно пораженное растение подсолнечника

Таким образом, анализ расовой принадлежности семян заразихи, собранных с произвольно выбранных полей показывает, что в выборках преобладает раса F. Раса G, хотя и присутствует во всех образцах семян, но единолично превалирует лишь в трех образцах: с поля № 2 Тихорецкого района Краснодарского края и полей № 2 Зерноградского Ростовской области и Павловского Воронежской области. Заметно нарастание присутствия семян расы Е, то есть наблюдается тенденция к распространению и сохранению в полях семян заразихи значительно меньшей вирулентности, чем у расы G. Это можно расценивать, как следствие увеличения в посевном материале доли сортов подсолнечника кондитерского и иного назначения. Их селекция на устойчивость к расе Е не проводилась. По данным Росстата в 2024–2025 гг., доля таких сортов в общей занимаемой подсолнечником площади составляла 7 % [11]. На сортах менее агрессивные расы заразихи могут воспроизводить новые поколения семян и тем самым продлевать свое существование в агроценозах. Если тенденция роста площадей под сортами подсолнечника кондитерского и иного назначения будет наблюдаться и далее, то, учитывая 20-летнюю продолжительность сохранения всхожести семян заразихи каждой новой репродукции, содержание расы Е в полях будет нарастать. Очевидно также, что соотношение семян заразихи разной расовой принадлежности в почве каждого конкретного поля будет отличным от других в зависимости от степени устойчивости возделываемого именно на нем сортимента подсолнечника.

Полученные данные по образцам семян заразихи с 26 полей разных регионов РФ свидетельствуют также, что при создании инфекционных фонов в селекции подсолнечника на устойчивость к более вирулентным биотипам заразихи, чем раса Е, остается актуальной проблема идентификации расовой принадлежности семян паразита, которые предполагается использовать для этой цели. Необходимо вносить поправки на концентрацию семян высоковирулентного биотипа в навеске, используемой при оценке селекционных образцов подсолнечника.

Заключение. В представленной выборке образцов семян заразихи с 26 полей некоторых регионов РФ раса G не является преобладающей в их большинстве. Доминирующее положение занимает раса F. Полное преобладание расы Е обнаружено в двух образцах. Она также разделяет доминирующее положение вместе с расой F в шести образцах и в шести других присутствует в виде примеси. Это может быть связано с увеличением доли в посевах подсолнечника восприимчивых к этой расе сортов кондитерского и иного назначения. Так называемый биотип Н выявлен в 10 образцах семян, однако степень поражения им линии-дифференциатора устойчивости подсолнечника к расе G остается незначительной (большей частью меньше единицы). Необходимы дальнейшие наблюдения за его распространенностью и накоплением семян.

Наблюдения за расовой принадлежностью семян заразихи на полях разных регионов РФ, где возделывается подсолнечник, продолжают оставаться актуальными как в плане проведения селекции на устойчивость к новым вирулентным биотипам заразихи, так и в плане частоты размещения подсолнечника в севообороте. Эти наблюдения являются также необходимым условием и для точного размещения возделываемых сортов и гибридов подсолнечника, что способно замедлить образование высоковирулентных биотипов паразита на каждом конкретном поле.