Селекция пчелоопыляемого огурца на устойчивость к фузариозу
Автор: Мадамкин О.С., Бирюкова Н.К., Тарасенков И.И., Поляков А.В.
Журнал: Овощи России @vegetables
Рубрика: Современные направления селекции овощных культур
Статья в выпуске: 2 (8), 2010 года.
Бесплатный доступ
В статье освещается вопрос по селекции пчелоопыляемого огурца на устойчивость к Fusarium oxysporum. Приведены результаты исследований, дана методика по отбору устойчивых проростков традиционным и рулонным методами в условиях искусственногоинфекционного фона.
Огурец, фильтрат культуральной жидкости, метод отбора, устойчивость, патоген, токсин
Короткий адрес: https://sciup.org/14024838
IDR: 14024838
Текст научной статьи Селекция пчелоопыляемого огурца на устойчивость к фузариозу
нию остаточного количества ядохимикатов в плодах. Поэтому создание высокоурожайных гибридов с групповой устойчивостью к болезням – одна из важных задач селекции.
Потери урожая сельскохозяйственных культур от болезней и вредителей составляют 15-20%. У тыквенных процент поражения значительно выше (Юрина О.В., 1974). Для увеличения урожайности огурца, улучшения качества и стабильности урожая большая роль отводится селекции на устойчивость к фузари-озу (Юрина О.В., 1984).
У перекрёстноопыляющихся растений можно подойти к получению устойчивых форм к узкоспециализированным паразитам путём инцухта, выделяя линии, наименее поражаемые при искусственном заражении (Вавилов Н.И., 1935).
Традиционным методом селекции огурца на повышенную устойчивость к фузариозу является отбор устойчивых растений из гибридов и сортов в фазе первого настоящего листа на искусственном инфекционном фоне. Этот метод хорошо себя зарекомендовал, но он остается трудоемким и длительным. Поэтому с целью ускорения оценки на устойчивость к фузариозу нами был параллельно исследован экспресс-метод, основанный на проращивании семян в растворе фильтрата культуральной жидкости (ф.к.ж.).
Фузариозное увядание более интенсивно развивается при температуре воздуха 25…28Сo и чаще встречается на кислых почвах. Первые признаки заболевания – пожелтение и увядание листьев. В период массового цветения и плодоношения желтеют и постепенно отмирают листья нижнего яруса. На главном корне появляются отдельные углубленные красновато-бурые пятна, боковые корни частично или полностью отмирают. Пораженная ткань главного корня буреет и постепенно размягчается. Все виды грибов вызывающих корневую гниль – сапрофиты, поэтому они накапливаются в тепличном грунте при бессменной культуре огурца. На старых, необеззара-женных грунтах число погибших растений бывает в 2-7 раз выше, чем на свежих [4].
Изучение реакции проростков на действие токсина Т-2 и пониженной температуры, проведенное Настен-ко Н.В. и др. (1995), показало, что характер его действия проявляется в замедленной скорости прорастания семян, разрушении корневой шейки, нарушении геотропизма, отсутствии боковых корней и корневых всасывающих волосков, угнетении проростков. По их данным, механизмом повышенной устойчивости растений к корневым гнилям является образование боковых корней.
Исследованиями Ткачёвой А.А. и др. (2006) доказано, что оценка семян огурца при проращивании на ф.к.ж. гриба F. oxysporum определяется по всхожести и линейным параметрам проростков. Чем выше эти показатели, тем больше устойчивость. Семена неустойчивых к фуза-риозу генотипов не прорастают или характеризуются резким снижением скорости роста.
Исследования по селекции огурца на устойчивость к фузариозу прово- дили во ВНИИ овощеводства в течение 2006-2009 годах в необогревае-мых пленочных теплицах на естественном и искусственном инфекционном фонах.
Оценку и отбор растений на устойчивость к фузариозу проводили двумя методами: традиционным – посев семян в заражённых опилках и рулонным – проращивание семян в рулонах фильтровальной бумаги обработанных ф.к.ж. Экспресс-оценка традиционным и рулонным методами была проведена по каждому образцу отдельно. Для высадки в грунт отбирались растения с баллом поражения от 0 до 1,0.
При изучении растений селекционных образцов на устойчивость к фузариозу в условиях искусственного инфекционного фона чистая культура гриба F 1 oxysporum была получена из отдела биотехнологии ГНУ ВНИИО Россельхозакадемии.
Посев чистой культуры гриба F 1 oxysporum , приготовление суспензии и ф.к.ж. проводили при 26°С в условиях термостата.
При отборе проростков огурца рулонным и традиционным методами стандартом в опыте служила дистиллированная вода, а за контроль были взяты восприимчивый к фузариозу образец №220 и устойчивый – №236.
Экспресс-оценка традиционным методом. Семена исследуемых образцов предварительно выдерживали в растворе КMnO4, в концентрации 1% и экспозиции 30 минут. Стерилизованные семена каждого образца помещали в кюветы для проращивания и выдерживали двое суток в термостате при температуре 26°С, затем проростки огурца размером 0,5 см выдерживали в суспензии гриба F1 oxysporum в течении 30 минут. Использовали суспензию в концентрации 10-15 спор в поле зрения микроскопа (по камере Горяева). После чего проростки высевали в кассеты с опилками инфицированными суспензией гриба F. oxys-porum и накрывали плёнкой. Опилки предварительно пятикратно обрабатывали кипящей водой.
Степень поражения корневой системы сеянцев в фазе развития первого настоящего листа учитывали по шкале в баллах: 0 – поражения корня нет; 1 – слабое побурение центрального корешка в виде отдельных пятен; 2 – побурение всего центрального корешка; 3 – центральный корень поражён полностью, сильное побурение боковых корней; 4 – сеянец увядает и погибает.
В результате исследований образцов огурца на устойчивость к фу-зариозу традиционным методом в течение трех лет выделили образец №225 с баллом поражения 0, образцы №№ 226, 227, 233, 237 – с баллом поражения 0,1-0,5, при поражении в устойчивом контроле №236 (0,8 балла).
Для рулонного метода использовали суспензию макро- и микроконидий возбудителя гриба F. oxys-porum.
Средой для проращивания семян служили полоски фильтровальной бумаги, ширина которых составляла 12 см, а длина 40 см, смоченные ф.к.ж. концентрации 5%, 10%, 15%, 20% и свернутые в рулоны. В качестве контроля служили полоски фильтровальной бумаги, смоченные дистиллированной водой.
Семена раскладывали так, чтобы зародыш находился на стартовой линии, которую проводят на расстоянии 2 см от верхнего края полосы.
Степень поражения корневой системы сеянцев в фазе развития первого настоящего листа и оценку корневой системы учитывали по вышеприведенной шкале в баллах. Отоб-
1. Характеристика проростков огурца при отборе на устойчивость к F 1 oxysporum в лабораторных условиях на искусственном инфекционном фоне (2007-2009 годы)
Оценка рулонным методом показала, что на 5% ф.к.ж. проростки семян в 45 образцах не поражались (0 баллов), на которых проявлялся стимулирующий эффект роста проростков; на 10% ф.к.ж. выделили 3 образца №№225, 237 – с баллом поражения 0, №223 поражался на 0,4 балла, образцы №№226, 228 имели поражение 0,4-0,8 баллов; на 15% ф.к.ж. выделили два устойчивых образца – №225 имел 100% устойчивых проростков (0 баллов), №237 – 60% устойчивых растений, остальные поражались на 0,8 балла; при 20% ф.к.ж. устойчивым был образец №225 (0 баллов), на остальных образцах наблюдалось сильное угнетение проростков (табл. 1).
По нашим наблюдениям при отборе устойчивых генотипов огурца на ранней стадии приемлемой концентрацией является 10% ф.к.ж., так как при обработке ею семян проростки менее угнетаются, отбирается большее число устойчивых растений по сравнению с 15% и 20% концентрациями.
Выделенные устойчивые и толерантные растения, были высажены в бокс на инфицированную фузариумом почву. Контролями в опыте служили растения тех же образцов, что и при лабораторных методах.
В конце периода вегетации проводили оценку по поражению корневой системы грибом F 1 oxysporum по шкале в баллах (табл.2):
0 – поражения корней нет; 1 – слабое побурение центрального корня или отдельные углубленные коричневые пятна; 2 – побурение нижней части центрального корня или отдельные углубленные коричневые пятна, сливающиеся в одно; 3 – центральный корень, корневая шейка и корешки становятся бурыми; 4 – корень бурого цвета, боковых корешков нет, размочаливается более 1/2 корня, погибает.
По приведённым данным видно, что при использовании обоих методов выделились одни и те же образ- цы на устойчивость к F1 oxysporum. Из них №225 показал высокую устойчивость с баллом поражения 0 на 100% растений, который можно использовать в качестве донора устойчивости к данному патогену. Образцы №№233, 237 имели высокую относительную устойчивость и будут использованы в дальнейшей селекционной работе.
Таким образом, сопоставляя два метода: рулонный и традиционный, мы пришли к выводу, что при рулонном методе происходит более жёсткий отбор проростков, за счёт действия токсинов ф.к.ж., чем при традиционном заражении суспензией гриба ( F 1 oxysporum) , где сеянцы находятся в опилках и естественной освещённости. При отборе проростков традиционным методом происходит сильное механическое повреждение корешков, что снижает точность оценки на устойчивость к данному патогену. При перенесении проростков огурца из опилок в торфоперегнойные горшки наблюдается слабая их приживаемость.
2. Пораженность растений огурца в конце вегетации (F 1 oxysporum) на искусственном инфекционном фоне (2007-2009 годы) |
||||||||||||||||||
№ образца |
Варианты опыта рулонного метода |
Традиционный метод |
||||||||||||||||
Дистиллированная вода |
5% ф.к.ж. |
10% ф.к.ж. |
15% ф.к.ж. |
20% ф.к.ж. |
||||||||||||||
% устойчивых растений |
средний балл поражения |
% пораженных растений |
% устойчивых растений |
средний балл поражения |
% пораженных растений |
% устойчивых растений |
средний балл поражения |
% пораженных растений |
% устойчивых растений |
средний балл поражения |
% пораженных растений |
% устойчивых растений |
средний балл поражения |
% пораженных растений |
% устойчивых растений |
средний балл поражения |
% пораженных растений |
|
220 - контроль восприимчивый |
100 |
0,0 |
0 |
100 |
0 |
0,0 |
0 |
2,1 |
100 |
0 |
3,2 |
100 |
0 |
3,7 |
100 |
0 |
2,3 |
10 |
236 - контроль устойчивый |
100 |
0,0 |
0 |
100 |
0 |
0,0 |
60 |
1,0 |
40 |
25 |
1,5 |
75 |
10 |
2,3 |
90 |
50 |
0,8 |
50 |
225 |
100 |
0,0 |
0 |
100 |
0 |
0,0 |
100 |
0 |
0 |
100 |
0 |
0 |
100 |
0 |
0 |
100 |
0 |
0 |
226 |
100 |
0,0 |
0 |
100 |
0 |
0,0 |
70 |
0,6 |
30 |
0 |
1,2 |
100 |
0 |
2,0 |
100 |
65 |
0,5 |
35 |
227 |
100 |
0,0 |
0 |
100 |
0 |
0,0 |
0 |
2,0 |
100 |
0 |
2,0 |
100 |
0 |
3,0 |
100 |
80 |
0,1 |
20 |
228 |
100 |
0,0 |
0 |
100 |
0 |
0,0 |
60 |
0,8 |
40 |
0 |
1,8 |
100 |
0 |
4,0 |
100 |
0 |
2,0 |
100 |
229 |
100 |
0,0 |
0 |
100 |
0 |
0,0 |
0 |
1,5 |
100 |
0 |
2,0 |
100 |
0 |
4,0 |
100 |
0 |
1,5 |
100 |
232 |
100 |
0,0 |
0 |
100 |
0 |
0,0 |
0 |
1,6 |
100 |
0 |
1,7 |
100 |
0 |
3,0 |
100 |
0 |
1,4 |
100 |
233 |
100 |
0,0 |
0 |
100 |
0 |
0,0 |
80 |
0,4 |
20 |
0 |
1,0 |
100 |
0 |
2,0 |
100 |
75 |
0,5 |
25 |
234 |
100 |
0,0 |
0 |
100 |
0 |
0,0 |
0 |
1,9 |
100 |
0 |
1,7 |
100 |
0 |
2,4 |
100 |
0 |
2,1 |
100 |
235 |
100 |
0,0 |
0 |
100 |
0 |
0,0 |
20 |
1,5 |
80 |
0 |
1,8 |
100 |
0 |
2,1 |
100 |
50 |
2,0 |
50 |
237 |
100 |
0,0 |
0 |
100 |
0 |
0,0 |
100 |
0 |
0 |
60 |
0,8 |
40 |
0 |
2,3 |
100 |
80 |
0,2 |
20 |
Рис. Устойчивые к фузариозному увяданию гетерозисные гибриды F 1 Верея и Волна
Список литературы Селекция пчелоопыляемого огурца на устойчивость к фузариозу
- Юрина О.В. Методы селекции тыквенных культур/О.В. Юрина//Селекция и семеноводство овощных культур. -М., 1974. -T.I. -С.19-39.
- Юрина О.В. Селекция огурца на устойчивость к болезням в Нечернозёмной зоне СССР/О.В. Юрина//Селекция на устойчивость к основным заболеваниям овощных культур: Сб. науч. трудов/ВНИИССОК. -М., 1984.-С.41-46.
- Вавилов Н.И. Учение об иммунитете растений к инфекционным заболеваниям (применительно к запросам селекции//Теоретические основы селекции. -М.: Гос. изд. с.-х. совхозной и колхозной литературы, 1935. -Т.1.-С.893-970.
- Методические указания по селекции огурца ВНИИССОК.-1983.
- Настенко Н.В., Шмыкова Н.А., Балашова Н.Н., Кушнерева В.П. Селекция огурца на устойчивость к корневым гнилям [Гаметный отбор на устойчивость к фузариотоксинам]. Научные труды по селекции и семеноводству ВНИИССОК, 1995.-Т.2 -С.31-40.
- Поляков А.В., Ткачёва А.А., Тарасенков И.И., Бирюкова Н.К. Получение растений огурца с повышенной устойчивостью к фузариозному увяданию методами in vitro./Методические рекомендации ГНУ ВНИИО Россельхозакадемии.-2006. -28 с.